Estudio sobre el arándano bueno para antibacteriano

Vacinium macrocarpeles ununespecie de planta perteneciente a la familia Ericaceae. Crecen en pantanos ácidos y suelos arenoen las zonas templfrígidas del hemisferio norte, y actualmente se cultivprincipalmente en el este y noreste de los Estados Unidos y la mayor parte de Canadá [1].Los arándanos selbayas ovalde 2-5cm de largo. La carne debajo de la piel roja varía de color blanco a rojo oscuro y tiene un sabor ligeramente dulce y picante [2]. Los arándanos seluna fuente valiosa de nutrientes, fibra, ácidos orgánicos y polifenoles. Son populares entre los consumidores debido a sus muchas funciones, incluyendo mantener la salud digestiva y actuar como antioxidantes.

Un gran número deLos compuestos vegetales biolactivos se pueden extraer de los arándanosY sus diversos beneficios para la salud han sido confirmados. Las propiedades antioxidantes de estos extractos los hacen eficaces contra tumores, previenen enfermedades cardiovasculares y ralentizan el proceso de envejecimiena[3]. La investigación también ha encontrado que los ingredientes bioactivos en los arándanos tienen propiedades antibacterianas. Los arándanos pueden prevenir eficazmente las infecciones del tracto urin(uti) mediante la prevención de infecciones bacterianas del sistema urin[4], y los productos de salud con extracto de arándano como el ingrediente principal para la prevención de uti ya se pueden encontrar en el mercado. Las úlceras digestivas causadas por Helicobacter pylori afectan seriamente la salud del estómago humano, y los extractos de arándano han demostrado inhibir Helicobacter pylori [5].

Los investigadores [6] también han encontrado esoExtractos de arándanoPuede inhibila producción de ácido, la adhesión y la formación de biofilm por Streptococcus mutans, y los beneficios potenciales en la reducción de enfermedades orales (incluyendo cariesdental y periodontitis). Además, la investigación extranjera [7] ha demostrado que las sustancias bioactivas en los arándanos tienen un efecto inhibitsobre los patógenos transmitidos por los alimentos, incluyendo Escherichia El coli:O157:H7, Listeria monocytogenes y varias otras bacterias gramnegativas y grampositivas. Esto indica que los productos de arándano tienen el potencial de ser utilizados como sustancias antibacterianas naturales y como alimentos funcionales que pueden mejorar la salud humana. Este artículo tiene como objetivo proporcionar una revisión de los recientes avances de la investigación en China y en el extranjero sobre la composición fitoquímica de los arándanos y su mecanismo de acción antibacteriano, con el fende proporcionar una base de referencia para el desarrollo en profundidad de la industria de los arándanos.

1fitoquímicosenLos arándanos de cranberries(en inglés)

Los fitoquímicos son compuestos químicos que se encuentran naturalmente en las plantas. Se definen como compuestos no nutritivos, de origen natural, biológicamente activos de origen vegetal [8]. Los fitoquímicos pueden ser clasificados en seis categorías basadas en sus estructuras y características químicas, incluyendo carbohidratos, lípidos, terpenos, ácidos fenólicos, alcaloides y otros metabolique contienen nitrógeno [9].Los arándanos se conocen como "súper frutas"Debido a su alto contenido de nutrientes naturales y fitoquímicos. Como la mayoría de las frutas, los arándanos tienen las propiedades nutricionales de ser altos en agua, bajos en calorías, altos en fibra y ricos en vitaminas y minerales [3]. Además, los arándanos son ricos en muchos compuestos bioactivos, incluyendo polifenoles, ácidos orgánicos, terpenos y carbohidratos complejos [10].

Los ácidos orgánicos y compuestos polifenóen los arándanos son los principales componentes que les dan sus propiedades antimicrobiy por lo tanto sus beneficios para la salud. El principalLos ácidos orgánicos no volen en el jugo de arándano son ácido quínicoÁcido cítrico, ácido málico y ácido oxálico. Estos le dan a los arándanos un pHmuy bajo de alrededor de 2,5entre los frutos [11-12]. La mayoría de los ácidos orgánicos en las frutas tienen un grupo carboxilo (-COOH), por lo que son ácidos. Además de proporcionar acidez, el sabor, el color y el aroma de las frutas están relacionados con los ácidos orgánicos. El bajo valor de pH que producen también puede inhibir el crecimiento de la mayoría de las bacterias patógenas. En un modelo experimentalde ratón de la infección del tracto urin, los ácidos orgánicos en el jugo de arándano se encontró que son capaces de prevenir las infecciones del tracto urinmediante la reducción de los niveles de bacterias en la vejiga a través del uso combinado [13].

Una clase de compuestos vegetales que se encuentran en abundancia en los arándanos y estudiados por su actividad biológica son los polifenoles. Son las principales sustancias que dan a los arándanos sus propiedades antioxidantes, antibacteri, antiadhery antiinflamatorias. La estructura básica es un anillo aromático con un grupo hidroxilo (-OH).Se ha encontrado que los arándanos son una fuente única y rica de polifenoles. Su contenido fenótotal es el más alto entre los 20 frutos comúnmente consumidos en la dieta americana [14]. Los principales polifenoles que contienen son antocianinas, taninos (elagitaninos y proantocianidin), y un gran número de flavonoides (flavonoles y flavan3-oles) [15].

Las antocianinas son probablemente el componente químico de los arándanos que se ha estudiado más debido a su fuerte actividad antioxidante. Las antocianinas son también la principal razón de laColor rojo de los arándanosY algunos estudios han encontrado que son una de las principales sustancias que dan a los arándanos su actividad antibacteriana [16].

La mayoría de los flavonoles en arándanos son las formas glicosiladas de quercetina, miricetina y kaempferol, mientras que los altos niveles de flavonoles o flavan-3-oles son también los monómeros de los polímeros de proantocianidina [15]. Las proantocianidinas son los principales compuestos polifenóen los arándanos, que representan alrededor del 63% al 71% del contenido fenótotal [17]. Además, las proantocianidinen los arándanos se han encontrado en numerosos estudios que tienen efectos antioxidantes, antimicrobianos, anti-adhesión y anti-inflamatorios.

Como se muestra en la figura 1[18], la conexión entre los monómeros flavan-3-ol que normalmente se polimerizan para formar proantocianidines de tipo B, es decir, conectado por un solo enlace C-C entre los monómeros "superior" e "inferior"; Senembargo, otro modo de conexión (tipo A) se sabe que ocurre en los taninos condensados, en el que los monómeros flavan3-ol "superior" e "inferior" están conectados por un enlace éter adicional, además de un enlace C-C. En comparación con la proantocianidina B, la proantocianidina unes muy rara en la naturaleza. Los arándanos son únicos ricos en proantocianidina unen comparación con otros frutos, y los resultados de UPLC-IM-HRMS muestran que la proantocianidina A domina elProantocianidins enLos arándanos de cranberries(en inglés)[19-20]. En un estudio previo [19] se encontró que la proantocianidina A es la principal sustancia bioactiva que inhiel crecimiento de Escherichia coli uropatógenas.

2. El efecto antibacteride los arándanos y su mecanismo

2.1. Resistencia a Escherichia coli uropatógena y su mecanismo

Las infecciones del tracto urin(ITU) se encuentran entre las infecciones bacterianas más comunes en humanos, y de 70% a 90% de las ITU son causadas por Escherichia coli que son patógenas al tracto urin[21]. Los arándanos son ampliamente recomendados para prevenir infecciones uriny se dice que alivian los síntomas de estas infecciones.

Escherichia coli que son patógenas al tracto urincontienen varios factores de virulque contribuyen a la aparición de la infección, incluyendo P-fimbriae, fimbriae tipo 1 y hemolisina. La mayoría de las infecciones bacterianas de los riñones y del tracto urinestán asociadas con P. aeruginosa [22-23]. La papG se adhisenal final de la estructura de P fimbriae se une a los receptores en las células epitelidel tracto urin, lo que provoca la inflamación. Los compuestos de plantas en los arándanos, especialmente los oligomeros de proantocianidina A, han demostrado ser buenos compuestos anti-adhesión en experimentos. Liu Et al.[24] utilizaron métodos termodinámicos para encontrar esoEl jugo de arándano daña la capacidad de P. aeruginosaFormar enlaces ligand-receptor con los receptores de las células epiteliales urin, y comprila longitud de los flagde de P. aeruginosa, reduciendo así su adhesión a las células epiteliurin.

Mathison etAl.[25] también confirmaron esta conclusión mediante microscopía electrónica y encontraron que la adhesión de E. coli a las células uroepitelise redujo significativamente con el tratamiento con aExtracto de proantocianidina de arándanos. Además de las proantocianidin, otros fenoles de bajo peso molecular y ácidos fenó(como el catécol, el ácido benzoico, el ácido vanílico, el ácido fenilacético y el ácido 3,4-dihidroxifenilacético) también han sido reportados para tener un efecto antiadheenvitro sobre E. coli uropatógenas [21].

Los resultados de la mayoría de los estudios actuales [23-25]Indicar que el jugo de arándano y los extractos de arándano previenen las infecciones del tracto urin.Reduciendo la adhesión de E. coli uropatógena. Sin embargo, algunos estudios [4] también han demostrado que reducen los síntomas asociados con las infecciones del tracto urinal inhibir la cascada inflamatoria, es decir, la respuesta inmune a la invasión bacteriana.

En un estudio en el que se usó un modelo de ratón de infección del tracto urin, [13] se encontró que el número de bacterias en la vejiga de ratones que bebían jugo de arándano fresco se redujo, lo que demuestra el efecto antibacteridel jugo de arándano y su combinación de ácidos orgánicos. Los arándanos son ricos en ácido quínico, que puede ser metabolizado en ácido hipúrico, un poderoso agente antibacteriano [26]. Además, debido a los cambios en el pH, el metabolismo de los fenoles es fácilmente afectado por los ácidos orgánicos. Por lo tanto, los polifenoles yÁcidos orgánicos en los arándanosSe puede utilizar sinérgicamente para prevenir infecciones del tracto urin.

2.2 Anti-Helicobacter pylori y su mecanismo

La infección por Helicobacter pylori es el culpable detrás de las úlceras pépticas, gastritis y cáncer de estómago [27]. Helicobacter pylori es una bacteria gramnegativa, en forma de espiral que puede sobrevivir y multiplicarse en el estómago y duodenhumanos. Al liberar una enzima llamada "urea", puede convertir la urea en amoníaco, que luego neutraliza el ácido estomacal, permitiendo así que H. pylori sobreviva en el estómago protegido del ácido estomacal [28].

Li etAl.[5] encontraron en un ensayo aleatori, doble ciego, controlado con placebo en adultos con H. pylori positivo que el consumo diario de jugo de arándano rico en proantocianidina puede ayudar a aumentar el efecto inhibitsobre H. pylori. elEfecto inhibitde los arándanos sobre H. pyloriIncluye los siguientes mecanismos: los fitoquímicos en los arándanos pueden inhibir la adhesión de H. pylori al estómago [29]; La actividad antioxidante de los polifenoles puede retrasar los síntomas de la gastriindupor H. pylori [30]; Matsushima Et al.[30] llevaron a cabo un estudio morfolusando microscopía electrónica de barriy encontraron que los arándanos pueden inhibir el crecimiento de Helicobacter pylori al inducirlo a volverse esférico. Además, los polifenoles también pueden inhibir el crecimiento de bacterias patógenas como Helicobacter pylori mediante la promoción del crecimiento, proliferación o supervivencia de bacterias intestinales benefici, ejerciendo así un efecto prebiótico [31].

2.3bacterias antiorales y su mecanismo

elComponentes bioactivos en arándanosEn los últimos años, los investigadores dentales han atraído cada vez más la atención de los investigadores dentales, y se han descubierto los beneficios potenciales de los componentes del jugo de arándano en la reducción de las enfermedades bucales. La placa es un biofilm oral compuesto por bacterias, células, proteínas y enzimas, y es el principal factor causde enfermedades orales como caries, gingivitis y periodontitis [32]. Entre estos, las bacterias como Streptococcus mutans y Streptococcus sanguinis se asocian a menudo con la caries dentAl.Pueden adherirse a la biopelícula oral y extenderse sobre la superficie para formar microcolonias [6]. 

Participación en un ensayo clínico en el que se usa un enjuague bucalComplementado con extracto de arándano[33] se encontró que el efecto inhibitorio sobre los estreptococos no fue significativamente diferente del del enjuague bucal Gold standard actual que contiene gluconato de clorhexidina. Los dímeros y oligómeros tipo a de las proantocianidinen los arándanos pueden inhibir el desarrollo de caries al interrumpir la producción de ácido, la tolerancia al ácido y la función metabólica de Streptococcus mutans, reduciendo así la formación de biofilms.

Sánchez etAl.[34] también encontraron que elPolifenoles en los arándanosTienen un cierto efecto inhibidor sobre los patógenos periodontales que pueden formar biofilms, y pueden inhibir la formación de biofilm al inhibir la adhesión bacteriana. Debido a que el jugo de arándano tiene propiedades antiadhesivas contra las bacterias orales y la formación de anti-biofilm, se recomienda para mejorar la salud oral. 

2.4 los patógenos antialimentarios y sus mecanismos

Las enfermedades transmitidas por los alimentos son una gran amenaza para la salud humana. Los agentes causantes son muy diversos, y la mayoría son causados por bacterias o toxinas producidas por bacterias. Los síntomas en los pacientes incluyen diarrea, vómitos, fiebre, gastroenteritis, y en casos graves, sepsis, deshidrat, e incluso la muerte [35]. En los últimos años, se han producido numerosos incidentes de inocuidad de los alimentos causados por contaminación microbiana en el país y en el extranjero, que no solo han puesto en grave peligro la salud humana, sino que también han causado enormes pérdidas económicas.

La investigación [36] ha encontrado que elBajo pH de los arándanosY sus compuestos fenóbiobiotienen un efecto inhibitsobre las bacterias. Los ácidos orgánicos en los arándanos, especialmente el ácido quínico, ácido málico y ácido cítrico, pueden causar presión osmótica, causando así daño subletal a los componentes de las membranas celulares bacterianas. Lacombe etAl.[16] encontraron que los compuestos fenóen arándanos, incluyendo antocianinas, flavonoles y proantocianidin, pueden lograr un efecto bactericida al destruir la integridad estructural de la pared celular bacteriana, la membrana celular y la matriz intracelular. Además, las proantocianidinpueden unirse a los lipopolisacáride de la membrana bacteriana, debilitar la membrana externa bacteriana, cambiar la permey fluidez de la membrana, y así inducir la lisis celular.

Por otro lado, los probióticos, como bacterias que son beneficiosas para la salud humana, a menudo se espera que no se dañen en la dieta e incluso se añaden a la dieta diaria como un suplemento. Investigación extranjera [37] ha señalado que elLos polifenoles en los arándanos tienen efectos antibacterisignificativosEn los alimentos, pero al mismo tiempo apenas afectan a la supervivencia de probióticos como Lactobacillusy Bifidobacterium. Esto se debe a que los probióticos tienen varias estrategias de defensa en entornos extremos, incluyendo un mecanismo de estrés oxidativo indupor iones prot, la eliminación oportuna de oxígeno tóxico, y una mayor fluidez de la membrana debido a sus sistemas de transducde energía. Además, un estudio [38] señaló que existe un potencial efecto sinérgico entre las proantocianidinen los arándanos y los probióticos en modelos de cultivo celular para reducir la invasión de Escherichia coli patógena extraintestinal.

3conclusión

Proteger los alimentos y el cuerpo humano de los patógenos es muy necesario. En la actualidad, las personas a menudo utilizan el método de añadir compuestos antimicrobianos a los alimentos para mejorar la calidad y ampliar la vida útil, así como el uso de antibióticos en el cuerpo humano para combatir el daño microbiano. Sin embargo, con la sociedad prestando cada vez más atención a la nutrición y la seguridad alimentaria, los alimentos naturales y seguros son más populares entre los consumidores, y el uso inadecuado y excesivo de antibióticos y conservantes artificiales puede conducir al residuo de antimicrobianos, causando así la aparición de bacterias resistentes a los antimicrobianos. Por lo tanto, es muy significativo encontrar sustancias naturales con actividad antibacteriana. La investigación actual muestra queLos arándanos y sus productos tienen el potencial de ser utilizados como un alimento funcionalQue es beneficioso para el tracto urinhumano, el estómago, la cavidad oral y la salud intestinAl.Sus compuestos vegetales se pueden utilizar en medicamentos antibacterianos y conservantes naturales, lo que requiere más investigación en el futuro.

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