وصف
البيتالينات هي أصباغ نباتية قابلة للذوبان في الماء، تحتوي على النيتروجين، وتوجد بشكل رئيسي في رتبة الكاريوفيليات ، وتحل محل الأنثوسيانينات في هذه الأنواع
وهي مسؤولة عن اللون الأحمر والأرجواني والأصفر في العديد من الفواكه والخضراوات ونباتات الزينة، وأشهرها البنجر
( Beta vulgaris )
وعلى عكس الأنثوسيانينات، تحتوي البيتالينات على النيتروجين ، وهي مشتقة هيكليًا من حمض البيتالاميك
تُقسّم البيتالينات إلى بيتاسيانينات (أصباغ من الأحمر إلى البنفسجي) وبيتاكسانثينات (أصباغ من الأصفر إلى البرتقالي)
هذه المركبات ليست مُلوّنات طبيعية تُستخدم في الأغذية ومستحضرات التجميل فحسب، بل تُظهر أيضًا طيفًا واسعًا من الأنشطة البيولوجية ، بما في ذلك تأثيرات مضادة للأكسدة، ومضادة للالتهابات، ووقائية للكبد، ووقائية للأعصاب، ومضادة للسرطان، وقلبية وعائية
استقرارها في البيئات الحمضية وذوبانها في الماء يجعلها خيارًا جذابًا كمضافات غذائية ومرشحات علاجية
بسبب سميتها المنخفضة وعدم تسببها في الطفرات وارتفاع نشاطها الحيوي ، يتم استكشاف البيتالين بشكل متزايد كمكونات غذائية وظيفية ومكملات غذائية وعلاجات نباتية
تصنيف وأنواع البيتالينات
تُشتق البيتالينات من الحمض الأميني إل-تيروسين ، الذي يتحول إلى إل-دوبا ، ثم يُؤكسد ويُكثف إلى حمض البيتالاميك ، وهو البنية الأساسية لجميع أصباغ البيتالين
يوجد فئتان فرعيتان رئيسيتان بناءً على اقتران حمض البيتالاميك مع جزيئات مختلفة
1. بيتاسيانين (أصباغ حمراء-أرجوانية)
تتكون هذه المركبات من تكثف حمض البيتالاميك مع سيكلو-دوبا . وهي مسؤولة عن اللونين الأحمر والبنفسجي في النباتات
تشمل الأنواع الرئيسية ما يلي
البيتانين – الصبغة الحمراء الأساسية الموجودة في البنجر
إيزوبيتانين – متزامِر البيتانين، يتكون أثناء المعالجة
الأمارانثين – موجود في أنواع الأمارانثوس
جومفرينين I – يوجد في جومفرينا جلوبوسا (أمارانث كروية)
Celosianin II – معزول عن Celosia argentea
2. بيتاكسانثين (أصباغ صفراء برتقالية)
تنتج هذه من تكثيف حمض البيتالاميك مع الأحماض الأمينية أو الأمينات
وتشمل الأمثلة الشائعة ما يلي
فولجاكسانثين I – يوجد في البنجر
ميراكسانثين V – موجود في ميرابيليس جالابا
(زهرة الساعة الرابعة)
إنديكازانثين – من الصبار الشائك
( Opuntia ficus-indica )
بورتولاكاكسانثين الثاني – من بورتولاكا أوليراسيا (الرجلة)
يحتوي كل جزيء بيتالين على بنية زويتريونية ، مما يمنحه قابلية عالية للذوبان في الماء، وأقصى امتصاص مميز في الطيف المرئي: بيتا سيانين عند ~535-550 نانومتر وبيتاكسانثين عند ~480-500 نانومتر
آلية العمل
تعمل البيتالينات على مستويات جزيئية وخلوية متعددة، مما يُنتج تأثيرات فسيولوجية وكيميائية حيوية واسعة النطاق
آليات عملها هي في المقام الأول مضادة للأكسدة ، ومضادة للالتهابات ، ووقائية للخلايا
1. النشاط المضاد للأكسدة
البيتالينات هي مضادات أكسدة قوية بسبب قدرتها على
إزالة أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) وRNS : بما في ذلك أنيون الأكسجين الفائق، والجذور الهيدروكسيلية، والبيروكسينتريت، والأكسجين الأحادي
التبرع بالإلكترونات أو ذرات الهيدروجين للجذور الحرة، مما يؤدي إلى تحييدها
تخلب أيونات المعادن مثل ²⁺Fe ²⁺Cu التي تحفز تفاعلات فينتون
تنشيط أنظمة الدفاع المضادة للأكسدة الذاتية ، مثل مسار Nrf2/ARE ، مما يؤدي إلى زيادة التعبير عن الجلوتاثيون بيروكسيديز (GPx) ، وأكسيد ديسميوتاز الفائق (SOD) ، والكاتالاز
ومن بين جميع هذه المواد، يظهر البيتانين والإنديكزانثين نشاطًا مضادًا للأكسدة قويًا بشكل خاص، وغالبًا ما يتجاوز نشاط فيتامين سي وبعض البوليفينول في المختبر
2. تأثيرات مضادة للالتهابات
تعمل البيتالينات على تثبيط الالتهاب من خلال
قمع تنشيط NF-κB، مما يقلل من نسخ الجينات المؤيدة للالتهابات
تثبيط السيتوكينات المؤيدة للالتهابات ، بما في ذلك TNF-α، IL-6، IL-1β
تقليل تنظيم COX-2 و iNOS ، مما يقلل من تخليق البروستاجلاندين وأكسيد النيتريك
منع إشارات MAPK (p38، JNK، ERK)، التي تشارك في الاستجابات الالتهابية
وتدعم هذه الآلية تأثيراتها في الأمراض التي تتميز بالالتهاب المزمن أو الحاد، مثل التهاب المفاصل، والتهاب القولون، وأمراض القلب والأوعية الدموية
3. نشاط مضاد للسرطان
تتداخل البيتالينات مع تطور السرطان وتقدمه من خلال
تحريض موت الخلايا المبرمج في الخلايا السرطانية عن طريق تنشيط كاسباس 3 و 9 وتقليل تنظيم البروتينات المضادة لموت الخلايا المبرمج مثل
Bcl-2
إيقاف دورة الخلية ، وخاصة عند نقاط التفتيش G1/S أو G2/M، عن طريق تثبيط CDKs والسيكلينات
قمع تكوين الأوعية الدموية عن طريق تقليل تنظيم VEGF وMMP-2/9
تثبيط تلف الحمض النووي والطفرات الناتجة عن الإجهاد التأكسدي
التنظيم الجيني وتعديل التعبير الجيني
وقد أظهر البيتانين، على وجه الخصوص، سمية خلوية ضد خلايا سرطان القولون والكبد والثدي والرئة في الدراسات السريرية المسبقة
4. التأثيرات العصبية الوقائية
بفضل تأثيراتها المضادة للأكسدة والالتهابات، تعمل البيتالين على حماية الخلايا العصبية من
السمية الإثارية وموت الخلايا المبرمج
الضرر التأكسدي للدهون والبروتينات في أنسجة المخ
سمية أميلويد بيتا في نماذج الزهايمر
إصابة نقص التروية وإعادة التروية في نماذج السكتة الدماغية
يعبر إنديكازانثين حاجز الدم في الدماغ وينظم حالة الأكسدة والاختزال العصبية والنشاط الكهربي الفسيولوجي ، مما يعزز الأداء الإدراكي في الدراسات التي أجريت على الحيوانات
5. تأثيرات وقائية للكبد والقلب
تحمي البيتالينات أنسجة الكبد والقلب من خلال
تقليل بيروكسيد الدهون في الخلايا الكبدية وخلايا عضلة القلب
تثبيط تراكم الدهون في مرض الكبد الدهني غير الكحولي (NAFLD)
تحسين مستويات الدهون (خفض LDL والدهون الثلاثية)
قمع علامات الإجهاد التأكسدي (على سبيل المثال، مالونديالدهيد، 8-إيزوبروستان)
تعزيز مستويات الجلوتاثيون وإنزيمات إزالة السموم من الكبد
التطبيقات العلاجية والسريرية
1. الاضطرابات المضادة للالتهابات
يتم استخدام الأطعمة والمستخلصات الغنية بالبيتالين لإدارة
التهاب المفصل الروماتويدي
متلازمة القولون العصبي (IBS) ومرض التهاب الأمعاء (IBD)
الربو
التهاب الجلد
الالتهاب الناجم عن ممارسة الرياضة
أظهرت الدراسات السريرية انخفاض مستويات البروتين التفاعلي-سي (CRP) والسيتوكينات المؤيدة للالتهابات بعد تناول مستخلص البنجر أو الصبار الشائك
2. الوقاية من السرطان والعلاج المساعد
على الرغم من أن معظم الأدلة ما قبل السريرية، إلا أن البيتالينات تُظهر خصائص وقائية كيميائية . في نماذج سرطان القولون، ثبط مستخلص البنجر تكوّن الأورام الناجم عن المواد الكيميائية المسرطنة. أظهر البيتانين تآزرًا مع عوامل العلاج الكيميائي مثل 5-FU والدوكسوروبيسين ، مما عزز موت الخلايا السرطانية
3. حماية الكبد
تحمي البيتالينات من العوامل السامة للكبد، مثل رباعي كلوريد الكربون ، والباراسيتامول ، والإيثانول . وفي دراسات أجريت على الحيوانات، حسّن عصير البنجر أنسجة الكبد، وخفض مستويات إنزيمي ALT/AST، واستعاد نشاط إنزيم مضادات الأكسدة
4. الأمراض العصبية التنكسية
يُستكشف إنديكازانثين حاليًا لدوره الوقائي في الوقاية من مرض الزهايمر ، ومرض باركنسون ، والتدهور المعرفي المرتبط بالعمر . فهو يثبط تراكم الأميلويد، ويُحسّن الإشارات المشبكية لدى القوارض
5. صحة القلب والأوعية الدموية
لقد ثبت أن البيتالينات تعمل على
خفض ضغط الدم عن طريق تعزيز أكسيد النيتريك في الخلايا البطانية
تحسين الامتثال الوعائي
تقليل تصلب الشرايين ومستويات LDL المؤكسدة
تثبيط تراكم الصفائح الدموية ، ومنع تجلط الدم
أظهرت التجارب السريرية التي أجريت على عصير البنجر الغني بالبيتانين تأثيرات متواضعة في خفض ضغط الدم
6. التأثيرات المضادة لمرض السكري والأيض
تُعزز البيتالينات حساسية الأنسولين وتُقلل من ارتفاع سكر الدم بعد الوجبات. أظهرت الدراسات على الحيوانات تحسنًا في توازن الجلوكوز ، وانخفاضًا في مقاومة الأنسولين (HOMA-IR )، وانخفاضًا في نواتج الجليكوزيل المتقدمة (AGEs)
المصادر الطبيعية للبيتالين
البيتالينات موجودة حصريًا في أنواع نباتية معينة، وخاصةً في رتبة القرنفليات . تشمل المصادر الغذائية والعلاجية الرئيسية ما يلي
الشمندر ( بيتا الشائع ) – المصدر الأكثر شيوعًا، غني بالبيتانين والفولجاكسانثين
التين الشوكي ( Opuntia ficus-indica ) – غني بالإنديكازانثين والبيتانين
القطيفة ( Amaranthus spp ) – تحتوي على الأمارانثين والبيتاكسانثين
السلق السويسري
( Beta vulgaris subsp. cicla )
- تحتوي الأوراق الصغيرة على البيتالين
بورتولاكا ( Portulaca oleracea )
- مصدر غني بكل من البيتاسيانين والبيتاكسانثين
أوراق نبات الجهنمية - تحتوي على نسبة عالية من البيتاسيانين (على سبيل المثال، الجهنمية)
ميرابيليس جالابا (زهرة الساعة الرابعة) - مصدر لمختلف أنواع البيتاكسانثين
تُستخدم البيتالينات في الأطعمة ومستحضرات التجميل كملونات طبيعية (E162) ويمكن أيضًا استخلاصها وتغليفها لاستخدامها في المستحضرات الغذائية
الحركية الدوائية والتوافر الحيوي
تتميز البيتالينات بتوافر حيوي فموي معتدل ، مع أن حركية الامتصاص الدقيقة تختلف باختلاف المركب. الميزات الرئيسية
الامتصاص : يحدث في الأمعاء الدقيقة. تُمتص البيتالينات سليمة أو متحللة جزئيًا
تركيز الذروة في البلازما : عادة ما يتم الوصول إليه خلال 2-3 ساعات بعد الاستهلاك
الأيض : يحدث تحلل طفيف في الجهاز الهضمي، ومسارات الاقتران والأكسدة في الكبد
الإخراج : عن طريق البول والصفراء. يُكتشف البيتانين والإنديكزانثين في البلازما والبول، ويظهران أحيانًا على شكل بول وردي اللون بعد تناول البنجر (بيلة البنجر)
حاجز الدم الدماغي : يعبره إنديكازانثين، مما يدعم خصائصه العصبية الوقائية
تؤثر عوامل مثل مصفوفة الغذاء ، ودرجة الحموضة ، وميكروبات الأمعاء ، والمعالجة على الاستقرار والامتصاص
السلامة وعلم السموم
تعتبر البيتالينات آمنة للغاية ، ولا يوجد دليل على سمية الجينات أو الطفرات أو التسبب في السرطان لدى الحيوانات أو البشر
التحمل : يتم تحمل الجرعات التي تصل إلى 300-400 ملغ / يوم من البيتالين المشتق من البنجر بشكل جيد
البول البنجر : تغير لون البول إلى اللون الوردي غير الضار عند بعض الأفراد، غالبًا بسبب نقص حمض الهيدروكلوريك في المعدة
الحساسية : نادرة للغاية
التفاعلات الدوائية : لم يتم الإبلاغ عن أي تفاعلات رئيسية، ولكن يجب استخدام مكملات البيتالين بحذر مع أدوية خفض ضغط الدم أو مضادات التخثر بسبب التأثيرات المضافة
تصنف هيئة سلامة الأغذية الأوروبية (EFSA) وإدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) البيتالين على أنه آمن بشكل عام (GRAS) للاستخدام في الأغذية والمشروبات
الصيغ والاستقرار
تعتبر البيتالينات حساسة للحرارة والضوء والأكسجين والرقم الهيدروجيني القلوي ، مما قد يؤدي إلى تدهور الصبغة
لتحسين الاستقرار
يتم استخدام التغليف الدقيق ، والتجفيف بالرش ، والحاملات الليبوسومية
يمكن للمثبتات مثل حمض الأسكوربيك والعوامل المخلبية أن تمنع التحلل التأكسدي
يساعد التبريد والتغليف الداكن على الحفاظ على محتوى البيتالين في العصائر والمكملات الغذائية
البحث والتوجهات المستقبلية
تركز الأبحاث الحالية على
أنظمة توصيل البيتالين المغلفة لتعزيز التوافر البيولوجي
التجارب السريرية للاستخدام العلاجي في ارتفاع ضغط الدم، والتهاب المفاصل، والسكري، والتنكس العصبي
الاستخدام التآزري مع البوليفينول والفلافونويدات وغيرها من المواد النشطة بيولوجيا النباتية
الهندسة الوراثية لتخليق البيتالين في المحاصيل غير الكاريوفيليس (مثل الطماطم والتبغ)
دراسات الالتحام الجزيئي لاستكشاف تفاعل البيتانين مع الأهداف الالتهابية والسرطانية
يتم التعرف بشكل متزايد على البيتالينات ليس فقط كملونات طبيعية ولكن أيضًا كعوامل غذائية ذات صلة دوائيًا
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق