Гриб Линчжи (Ganoderma lucidum)

Lingzhi или Reishi  - это китайское и японское название гриба Ganoderma lucidum (G.lucidum) (Curtis:Fr.) P. Karst, древесного гриба базидиомицетов, принадлежащий к семейству Ganodermaceae Aphyllophorals. В природе его можно найти в основном на живой и мертвой древесине лиственных пород в условиях повышенной влажности и нечеткого освещения. Это сапрофит или факультативный паразит. Он произрастает в субтропических и умеренных климатических зонах в лесах Азии, Европы, Северной и Южной Америки.

Рейши широко используется в традиционной китайской медицине для укрепления здоровья, долголетия и духовного роста.

Имя «Линчжи» было дано более 2400 лет назад травником Shen Nong из династии Shu. Гриб был классифицирован как «превосходная трава», что означает  возможность постоянного применения без каких-либо побочных эффектов. Являясь сильным стимулятором иммунитета, защищающим весь организм, с древних времен гриб использовался для профилактики и лечения различных заболеваний, таких как хронический гепатит, нефрит, высокое кровяное давление, бронхит и рак.

Среди более чем 2000 видов Линчжи, известных на сегодняшний день, только шесть - красный, черный, синий, белый, желтый и фиолетовый рейши - были исследованы на предмет выявления потенциальных полезных для здоровья свойств. Среди них черный Рейши (G.sinensis) и красный Рейши (G.lucidum) показали наиболее значительный эффект улучшения здоровья.

Сообщалось, что G.lucidum - «гриб бессмертия» - приносит чудесную пользу для здоровья и содержит более 400 биологически активных соединений, включая тритерпеноиды, полисахариды, нуклеотиды, стеролы, стероиды, жирные кислоты и белки/пептиды, которые обладают целым рядом лечебных эффектов: противоопухолевым, противомикробным, антиатеросклеротическим, противовоспалительным, гиполипидемическим, антидиабетическим, антиоксидантным и радикалопоглощающим; эффектами анти-старения, противогрибковым и противовирусным (особенно против вирусов герпеса и ВИЧ), а также эффектом укрепления иммунной системы.

Наиболее важными фармакологически активными соединениями Линчжи являются тритерпеноиды и полисахариды. Современные исследования подтвердили, что Линчжи индуцирует самопроизвольный иммунный ответ и является очень мощным антиоксидантом.

В современной медицине он используется в качестве дополнения к лечению рака и для борьбы с побочными эффектами химиотерапии в Китае, Японии, Корее, а также в западных странах.

На рисунке 1* показаны наиболее распространенные фармакологические эффекты тритерпеноидов и полисахаридов, выделенных из G.lucidum.

На рисунке 2* показано распределение публикаций по этой теме по годам. За период с 1979 г. в базе данных Scopus было найдено около 179 научных работ с ключевыми словами «Ganoderma lucidum pharmaceutical».

В базе данных PubMed Central, бесплатном полнотекстовом архиве литературы по биомедицинским и естественным наукам в Национальной медицинской библиотеке Национального института здравоохранения США, по тому же запросу найдено 1045 научных работ.

Состав G.lucidum

До 90% веса гриба приходится на воду. Остальные 10% его массы состоят из белка (10-40%), жира (28%), углеводов (3-28%), клетчатки (3-32%), золы (8-10%), а также других комплексных соединений, таких как провитамин D2, жирные кислоты и незаменимые микроэлементы - медь, цинк и селен. Таблица 1* показывает содержание макроэлементов и витаминов в Линчжи.

Кроме того, G.lucidum обладает широким разнообразием биоактивных молекул, таких как терпеноиды, стероиды, фенольные соединения, нуклеотиды и их производные, различные углеводы, включая гликопротеины и полисахариды. Белки грибов содержат различные незаменимые аминокислоты, в том числе лейцин и лизин присутствуют в особенно больших количествах. G.lucidum также имеет высокую долю полиненасыщенных жирных кислот, которые вносят существенный вклад в высокую значимость этого гриба для здоровья.

Биологически активные молекулы, обнаруженные в G.lucidum

G.lucidum содержит большое количество уникальных биологически активных молекул, таких как полисахариды и тритерпеноиды. Разнообразие полисахаридов и тритерпеноидов приводит к нескольким видам биологической активности G.lucidum.

Тритерпеноиды обладают антигипертензивным, антигистаминным, гипохолестеринемическим и гепатопротекторным, противоопухолевым и антиангиогенным действием.

Полисахариды, в частности β-d-глюканы, обладают противоопухолевым действием. Кроме того, полисахариды оказывают защитное действие против свободных радикалов и уменьшают повреждение клеток, вызванное мутагенами.

Клеточные стенки спор G.lucidum содержат большое количество полисахаридов. Было обнаружено, что различные биологически активные полисахариды, выделенные из G.lucidum, представляют собой сложные β-1,3-глюкановые полисахаридные пептиды, такие как пептидогликан, которые взаимодействуют с иммунной системой. Несколько водорастворимых полисахаридов были фракционированы и очищены от водного экстракта G.lucidum.

В экстрактах G.lucidum было обнаружено более 140 тритерпеноидных соединений, которые можно разделить на кислоты ганодермы или спирты ганодермы. Некоторые из них представлены на рисунке 3*. Некоторые богатые тритерпенами экстракты G.lucidum содержат большое количество люциденовых кислот, которые могут очищаться от экстракта и оказывать иммуностимулирующее действие. В образцах грибов было качественно идентифицировано несколько нуклеотидов и нуклеобаз.


Биологическая активность тритерпенов Линчжи

Тритерпены относятся к подтипу терпенов и широко распространены по всему растительному миру. Было доказано, что многие из этих тритерпеноидов, особенно ганодериновые кислоты из Линчжи, являются биологически активными компонентами, ответственными за ряд биологических эффектов, включая противовоспалительную, противоопухолевую, гиполипидемическую и анти-ВИЧ  активность. На сегодняшний день из плодовых тел, спор и мицелия G.lucidum было выявлено более 150 тритерпенов.

Цитотоксическая и противоопухолевая активность

Типичные тритерпены, выделенные из G.lucidum вместе с их молекулярными структурами, цитотоксическим и противоопухолевым действием, представлены в таблице 2*.

Более чем очевидно, что тритерпеновая структура ганодеровых кислот играет жизненно важную роль в их биологическом действии. Активность ганодеровых кислот может быть в основном связана с гидроксилированием их тритерпеновой структуры ланостаном.

Ганодериновая кислота T вызывала снижение пролиферации некоторых раковых клеток. Она имеет более высокую цитотоксичность по отношению к клеточной линии рака легкого 95-D, чем к нормальным клеточным линиям. Таковы же ее эффекты на клеточные линии гепатомы человека SMMC-7721 и фактору лейкемии печени (HLF). Это указывает на то, что ганодериновая кислота T обладает цитотоксической активностью в отношении разных опухолевых клеток, успешно ингибирует инвазию раковых клеток in vitro и метастазирование in vivo и, таким образом, может выступать в качестве потенциального лекарственного средства для лечения рака.

Результаты исследований ганодеровой кислоты Me показали ее антиметастатические эффекты (что было доказано ингибированием клеточной адгезии и подвижности, а также подавлением экспрессии генов ММП2 и ММП9)  и может стать новым перспективным антиметастатическим препаратом.

Ганодериновая кислота DM проявляет цитотоксичность к линиям раковых клеток PC-3 и LnCaP.

Люциденовые кислоты (А, В, С и N) ингибируют рост и вызывают апоптоз (гибель) клеток лейкоза человека HL-60.

Спирт Линчжи - ганодериол F - проявляет самую сильную цитотоксичность. Его вводили мышам-носителям карциномы легкого Льюиса и он заметно подавлял рост опухоли. При этом никаких явных токсических или побочных эффектов не наблюдалось.

Другой спирт Линчжи ­-­ ганодерманонтриол -  блокирует пролиферацию и развитие инвазивных, метастатических и резистентных к терапии клеток рака молочной железы человека. Ганодерманонтриол блокирует белок CDC20, регулирующий клеточный цикл раковой клетки.

Антиоксидантное действие

Сырое вещество Линчжи подвергали воздействию кипящей водной среды, после чего водный экстракт отделяли. Были получены терпеновые и полисахаридные фракции. Наибольшей антиоксидантной активностью обладала терпеновая фракция. В этой фракции присутствовали в наибольшей пропорции ганодериновые кислоты A, B, C и D, люциденовая кислота B и ганодерманонтриол.

Экстракты, полученные из Линчжи, выращенного на проросшем буром рисе, проявляют высокую антиоксидантную активность в отношении нескольких антиоксидантных систем in vitro. Потребление этого экстракта может значительно повысить активность таких ферментов, как супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза в сыворотке крови, печени и головном мозге.

Было продемонстрировано, что различные соединения из Линчжи проявляют ингибирующее действие на прогрессирование ВИЧ: тритерпеноиды обладают значительной антипротеазной активностью при ВИЧ По меньшей мере, выделено тринадцать соединений из Линчжи, которые обладают сильной ингибирующей активностью в отношении протеаз ВИЧ. Было доказано, что лакказы, присутствующие в G.lucidum, ингибируют обратную транскриптазу ВИЧ

Предстоит провести еще много исследований, чтобы создать препараты из G.lucidum в качестве анти-ВИЧ-агентов, но уже ясно, что тритерпеноиды являются основным классом соединений с анти-ВИЧ-эффектами.

 

Нейропротекторные эффекты

Одним из подходов к лечению болезни Альцгеймера является контроль функции нейромедиатора ацетилхолина в головном мозге посредством ингибирования фермента ацетилхолинэстеразы. Ингибирование ацетилхолинэстеразы было изучено для водных и сверхкритических экстрактов  G.lucidum. Ингибирование ацетилхолинэстеразы за счет добавления этих экстрактов составило до 22,54%.

Изучена ингибирующая активность неочищенных водных экстрактов Линчжи. Авторы сообщили о 50% ингибировании ацетилхолинэстеразы, что является довольно высоким уровнем, вероятно, из-за присутствия полисахаридов, фенольных соединений и флавоноидов, которые, как известно, в высокой степени ингибируют ацетилхолинэстеразу.

Было изучено потенциальное использование Линчжи для лечения неврологических заболеваний и доказано, что длительный прием Линчжи может остановить прогрессирование болезни Альцгеймера.

Полисахариды представляют собой длинноцепочечные молекулы сахара, связанные друг с другом гликозидными связями.  Различные типы их были обнаружены в плодовом теле гриба   Линчжи. Структурно полисахариды G.lucidum в основном состоят из высокомолекулярных гетерополимеров, где основным компонентом является глюкоза, ксилоза, манноза, галактоза и фруктоза. Большинство  полисахаридов Линчжи  подавляют развитие рака.

Цитотоксическая и противоопухолевая активность

• На сегодняшний день из плодовых тел, спор и мицелия G.lucidum и из жидких культур выделено более 200 различных полисахаридов. Несмотря на то, что выбор конкретного метода экстракции зависит от структуры клеточной стенки, наиболее используемым экстракционным растворителем является горячая вода, и выделяются водорастворимые полисахариды. Нерастворимые в воде полисахариды были выделены путем изменения рН раствора. Эти выделенные соединения включают β-d-глюканы, α-d-глюканы, α-d-маннаны и полисахарид-белковые комплексы.
  • классами биологически активных полисахаридов являются β-1-3 и β-1-6-d-глюканы.
  • полисахариды усиливают противоопухолевый иммунный ответ, стимулируя активность естественных киллерных клеток и цитотоксических Т-лимфоцитов. Также признано, что полисахариды улучшают экспрессию основного комплекса гистосовместимости в клеточной линии меланомы, что улучшает экспонирование антигенов и, следовательно, стимулирует устойчивость к вирусам и раку. Полисахариды G.lucidum проявляют способность улучшать иммунную систему и действуют как антиканцерогены.

Различия в молекулярных весах не показывают прямой связи с противоопухолевой активностью. Было предположено, что полисахариды с большой молекулярной массой обладают лучшим противоопухолевым механизмом, поскольку они могут образовывать несколько связей с рецепторами или белками за счет более крупных цепей. Эффективность β-глюканов также зависит от количества боковых ветвей в основной цепи, длины боковой цепи и соотношения числа связей.

Но значительной противоопухолевой активностью также обладают и многочисленные низкомолекулярные полисахариды. Помимо молекулярного веса, степень ветвления, конформация, такие как тройная спираль, одиночная спираль и случайные спиральные структуры, являются факторами, которые индуцируют самую высокую противоопухолевую активность полисахаридов.

Различные роли полисахаридов в осуществлении противоопухолевого эффекта включают в себя  повышение иммунитета и прямую противоопухолевую активность для индукции апоптоза опухолевых клеток. Полисахариды обычно не вызывают цитотоксичность в опухолевых клетках, но оказывают противоопухолевую активность через повышение иммунитета, опосредованного хозяином.

Некоторые исследователи продемонстрировали, что водорастворимые полисахариды значительно ингибируют образование бляшек в вирусах простого герпеса 1 и 2.

Описан полисахарид, состоящий из d-рамнозы, d-ксилозы, d-фруктозы, d-галактозы, d-маннозы и d-глюкозы в различных молярных соотношениях, которые связаны между собой β-гликозидными связями. Этот вид полисахарида может способствовать не только созреванию культивированных мышиных костномозговых дендритных клеток in vitro, но и инициации иммунного ответа, индуцированного дендритными клетками.

Роль дендритных клеток - поглощение раковых клеток, распознавание их характерных особенностей и передача полученной информации Т-лимфоцитам. Исследования in vivo и in vitro доказали, что В-лимфоциты, Т-лимфоциты, дендритные клетки, естественные клетки-киллеры и клетки мононуклеарных фагоцитов ответственны за формирование противоопухолевых иммунных ответов. Протеогликан с углеводно-белковым соотношением 11,5:1 (GLIS, как его обычно называют), стимулирует пролиферацию лимфоцитов селезенки мыши, что приводит к увеличению количества В-клеток.

Согласно последним исследованиям α-d-глюканы, обнаруженные в клеточных стенках Линчжи, проявляют цитотоксическое действие по отношению к эпителиальным клеткам рака HeLa человека. Полисахариды Линчжи могут ингибировать рост опухоли у мышей с асцитической опухолью S180.

Полисахариды GTM1, GTM2 и GTM3 показали высокую противоопухолевую активность в отношении солидной опухолевой саркомы-180 с коэффициентом ингибирования выше 50%.

Несколько исследований in vivo показали, что полисахариды (β-d-глюканы, гетерополисахариды и гликопротеины), выделенные из G.lucidum, демонстрируют противоопухолевую активность в отношении саркомы-180 у мышей. Считается, что стимуляция иммунной системы, которая опосредуется полисахаридами, является основным механизмом противоопухолевого действия G.lucidum. Среди многочисленных полисахаридов β-d-глюканы в основном ответственны за противоопухолевые эффекты.

Изучено влияние полисахаридов G.lucidum на иммунологические эффекторные клетки, играющие ключевую роль в борьбе с прогрессированием опухоли в условиях иммуносупрессии. Целью работы было определение in vivo эффективности полисахаридов в улучшении действия иммунологических эффекторных клеток у иммуносупрессированных мышей. Мышей обрабатывали однократной дозой циклофосфамида (противоопухолевого иммуносупрессора), но  фагоцитоз и цитотоксичность макрофагов сохранялась. Никаких побочных эффектов не наблюдалось.

В исследовании 34-х больных с прогрессирующей стадией рака пациенты получали лечение препаратом «Ганополи» (экстракт гриба Линчжи) в течение 12 недель. Лечение дало положительные результаты: было отмечено значительное повышение содержания интерлейкина-2, интерлейкина-6 и интерферона-γ в плазме крови. Значительно снизились уровни интерлейкина-1 и фактора некроза опухоли-α. Количество кластеров дифференцированных белковых клеток было значительно увеличено после 12 недель лечения препаратом «Ганополи». Это исследование показало, что лечение препаратом «Ганополи»  может улучшить иммунные реакции у пациентов с прогрессирующей стадией рака.

Полисахариды G.lucidum показал положительный эффект в сочетании с химиотерапевтическими препаратами. Терапия мышей, несущих асцитную опухоль S180, проводимая циклофосфамидом с  полисахаридами G.lucidum, не только значительно увеличила химиотерапевтический эффект  циклофосфамида, но также уменьшил побочные явления этого препарата.

Антиоксидантное действие

Химический состав, молекулярная масса, тип гликозидных связей и конформация являются основными факторами, влияющими на биологическую активность полисахаридов. Среди них, молекулярный вес был одной из наиболее важных структурных особенностей полисахаридов, поскольку он связан с числом концевых групп восстановительной гидроксильной группы (на единицу массы), ответственных за связывание и удаление свободных радикалов. Следовательно, низкомолекулярные полисахариды будут иметь пропорционально более высокую антиоксидантную способность. Эффект поглощения супероксидных радикалов низкомолекулярного хитозана был более сильным, чем у высокомолекулярного хитозана.

Структурный анализ полисахаридов G.lucidum показывает, что они являются гетерополимерами, в которых глюкоза присутствует в качестве основного сахара, в то время как ксилоза, манноза, галактоза и фукоза присутствуют в меньших количествах и в различных конформациях, включая 1–3, 1–4 и 1–6-связанные β- и α-d (или l)-замещения.

Показана способность влиять на иммунную систему низкомолекулярных полисахаридов, содержащихся в воде, выделенной из плодовых тел G.lucidum (то есть в чае).

Полисахариды, выделенные из плодовых тел Линчжи, проявляли антиоксидантную активность:  β-1,3-глюкан смог значительно увеличить (с 40 до 80%) жизнеспособность клеточной линии макрофагов лейкемического моноцита мыши с индуцированным окислительным стрессом и снижением образования активных форм кислорода. Он также подавлял активность нейтральных и кислых сфингомиелиназ. Гомополисахарид на основе маннозы был способен повышать активность антиоксидантных ферментов.

В дополнение к антиоксидантной способности чистых полисахаридов в некоторых исследованиях подчеркивается эффект поглощения радикалов полисахаридными конъюгатами, такими как полисахарид-белковые комплексы, полифенол-ассоциированные полисахариды, полисахариды, обогащенные ионами металлов, полисахариды, хелатирующие смеси металлов и полисахаридов.

Исследовали связь между белковой или пептидной составляющей в полисахаридах и эффектом поглощения супероксидных и гидроксильных радикалов. Полисахарид-белковые комплексы, экстрагированные из G.lucidum, с более низким соотношением полисахарид/белок были более эффективными в функции поглощения. Антиоксидантная активность полисахаридно-белковых комплексов, достигаемая с помощью ультразвуковой экстракции, в целом была выше, чем при использовании обычного метода горячей воды, что, вероятно, можно объяснить тем фактом, что обработка ультразвуком приводила к увеличению содержания белка в полисахаридах. Дальнейшие исследования показали, что помимо количества белковых или пептидных молекул необходимо учитывать их состав. Аминокислоты, такие как тирозин, метионин, гистидин, лизин и триптофан, способны отдавать протоны электронодефицитным радикалам.

Наиболее распространенный полисахарид, выделенный из G.lucidum, GLP, состоит из 14 аминокислот. Молекула обладает способностью усиливать антиоксиданты, повышать уровень инсулина в сыворотке крови и снижать перекисное окисление липидов. Она повышает выживаемость макрофагов, а также защищает митохондрии от повреждения мембранно-проницаемым окислителем. В присутствии субстратов окисления, таких как растительные масла, антиоксидантная активность GLP сопоставима с бутилированным гидрокситолуолом -  жирорастворимым химическим консервантом, широко применяемым в производстве пищевых и косметических продуктов.

​Неврологические эффекты

С древних времен известно, что G.lucidum действует как анальгетик и обладает расслабляющими свойствами. Водный экстракт Линчжи, богатый полисахаридами, проявляет антидепрессантный эффект и снижает тревожность.

Учитывая наличие широкого спектра антимикробных агентов, экстракты могут ингибировать как грамположительные, так и грамотрицательные бактерии. Поэтому неудивительно, что большинство исследований было проведено на экстрактах из плодового тела и мицелия, а некоторые - на выделенных полисахаридах.

Как правило, водные экстракты G.lucidum действуют против Bacillus cereus, Enterobacter aerogenes, Staphylococcus aureus, Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa.

Метод экстракции тесно связан с ингибирующим действием экстрактов против определенных штаммов микроорганизмов. Водный экстракт плодового тела G.lucidum был одинаково ингибирующим против всех исследуемых штаммов (Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris и Enterococcus faecalis), за исключением Listeria monocytogenes. Умеренное ингибирующее действие отмечено в отношении Salmonella typhimurium, Klebsiella pneumoniae и Streptococcus mutans, а наименьшее - в отношении Bacillus subtilis.

Метаноловый экстракт проявлял более высокую активность в отношении S.aureus и B.cereus, чем антибиотики ампициллин и стрептомицин. Однако способность против P.aeruginosa была  слабой.

Полисахариды, полученные из G.lucidum, в которых d-глюкоза обычно является основным компонентом, принимают активное участие в ингибировании роста главным образом патогенных бактерий. Полисахариды, выделенные из плодовых тел G.lucidum, выращенных на опилках, показали наибольшую ингибирующую способность в отношении M.luteus. 

Экстракция горячей водой из культивируемого гриба Линчжи и дальнейшее фракционирование методом осаждения этанолом дало полисахариды, ингибирующие рост растительных патогенов (Erwinia carotovora, Penicillium digitatum, Botrytis cinerea) и пяти вредных пищевых микроорганизмов (Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Escherichia coli, Aspergillus niger и Rhizopus nigricans).

Экзополисахарид, полученный из G.lucidum, показал наибольший потенциал против роста  B.cereus среди других видов бактерий. Экзополисахарид содержит несколько высокомолекулярных соединений и обладает как адсорбционными, так и адгезионными свойствами за счет наличия различных заряженных групп.

Полисахариды, полученные из плодового тела G.lucidum, содержащие β-1,3-глюканы и α-1,4-связанную полиманнозу могут действовать в качестве агентов in vivo.