Preview

Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология

Расширенный поиск

Трегалоза - дисахарид, сохраняющий жизнь

https://doi.org/10.31146/1682-8658-ecg-198-2-139-147

Полный текст:

Аннотация

В последние десятилетия опубликовано значительное количество научных работ, посвященных изучению специфических физико -химических свойств особого сахара - трегалозы и ее роли в живых системах. Трегалоза широко распространена в природе. Этот уникальный дисахарид, состоящий из двух молекул глюкозы, защищает белки и мембраны клеток от инактивации или денатурации, вызванной различными стрессовыми условиями, включая высыхание, обезвоживание, жару, холод, окисление, тепловой шок, гипоксию, длительное отсутствие кислорода. Трегалоза усиливает аутофагию, защищая клетки организмов от различных стрессорных воздействий; является модификатором аномального накопления белка при нейродегенеративных заболеваниях человека; оказывает благоприятное действие на эндотелий сосудов; положительно влияет на обменные процессы в организме, в т. ч. на течение сахарного диабета 2-го типа - и это лишь незначительная часть положительных эффектов, которые оказывает трегалоза на организм.

Об авторе

Л. П. Хорошинина
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия


Список литературы

1. Feofilova E. P., Usov A. I., Mysyakina I. S., et al. Trehalose: Chemical structure, biological functions, and practical application. Microbiology 2014;(83):184-194. (in Russ.) doi: 10.1134/S0026261714020064@@ Феофилова Е. П., Усов А. И., Мысякина И. С. и др. Трегалоза: химическая структура, биологические функции и практическое применение. Микробиология. 2014: 184-194. doi: 10.1134/S0026261714020064

2. Wiggers H. A.L. Untersuchung über das Mutterkorn, Secale cornutum. Ann. Pharmacie. 1832;1(2):129-182. doi:10.1002/jlac.18320010202

3. Elbein A. D., Pan Y. T., Pastuszak I., Carroll D. New insights on trehalose: a multifunctional molecule. Glycobiology. 2003 Apr;13(4):17R-27R. doi: 10.1093/glycob/cwg047

4. Chen Q., Haddad G. G. Role of trehalose phosphate synthase and trehalose during hypoxia: from flies to mammals. J Exp Biol. 2004 Aug;207(Pt 18):3125-9. doi: 10.1242/jeb.01133

5. Iturriaga G., Suárez R., Nova-Franco B. Trehalose metabolism: from osmoprotection to signaling.Int J Mol Sci. 2009 Sep 1;10(9):3793-810. doi: 10.3390/ijms10093793

6. Jain N. K., Roy I. Effect of trehalose on protein structure. Protein Sci. 2009 Jan;18(1):24-36. doi: 10.1002/pro.3

7. Feofilova, E.P., Usov, A.I., Mysyakina, I.S., et al. Trehalose: Chemical structure, biological functions, and practical application. Microbiology. 2014;(83):184-194. (in Russ.) doi:10.1134/S0026261714020064@@ Бекер М. Е., Дамберг Б. Е., Рапопорт А. И. Анабиоз микроорганизмов. Рига: Зинатне, 1981. 253 с. Цитируется по: Феофилова Е. П., Усов А. И., Мысякина И. С. и др. Трегалоза: химическая структура, биологические функции и практическое применение. Микробиология. 2014:184-194. doi:10.1134/S0026261714020064

8. Fernandez O., Béthencourt L., Quero A., et al. Trehalose and plant stress responses: friend or foe? Trends Plant Sci. 2010 Jul;15(7):409-17. doi: 10.1016/j.tplants.2010.04.004

9. Casarejos M.J., Solano R. M., Gómez A., et al. The accumulation of neurotoxic proteins, induced by proteasome inhibition, is reverted by trehalose, an enhancer of autophagy, in human neuroblastoma cells. Neurochem Int. 2011 Mar;58(4):512-20. doi: 10.1016/j.neuint.2011.01.008

10. Zhang Y., DeBosch B. J. Microbial and metabolic impacts of trehalose and trehalose analogues. Gut Microbes. 2020 Sep 2;11(5):1475-1482. doi: 10.1080/19490976.2020.1750273

11. Watanabe R., Yoo Y. C., Hata K., et al. Inhibitory effect of trehalose dimycolate (TDM) and its stereoisometric derivatives, trehalose dicorynomycolates (TDCMs), with low toxicity on lung metastasis of tumour cells in mice. Vaccine. 1999 Mar 17;17(11-12):1484-92. doi: 10.1016/s0264-410x(98)00367-3

12. Rashid Q., Abid M., Gupta N., et al. Polysulfated trehalose as a novel anticoagulant agent with dual mode of action. Biomed Res Int. 2015;2015:630482. doi: 10.1155/2015/630482

13. Schiraldi C., Di Lernia I., De Rosa M. Trehalose production: exploiting novel approaches. Trends Biotechnol. 2002 Oct;20(10):420-5. doi: 10.1016/s0167-7799(02)02041-3

14. Teramoto N., Sachinvala N. D., Shibata M. Trehalose and trehalose-based polymers for environmentally benign, biocompatible and bioactive materials. Molecules. 2008 Aug 21;13(8):1773-816. doi: 10.3390/molecules13081773

15. Richards A. B., Krakowka S., Dexter L. B., et al. Trehalose: a review of properties, history of use and human tolerance, and results of multiple safety studies. Food Chem Toxicol. 2002 Jul;40(7):871-98. doi: 10.1016/s0278-6915(02)00011-x

16. Gudmand-Høyer E., Fenger H. J., Skovbjerg H., et al. Trehalase deficiency in Greenland. Scand J Gastroenterol. 1988 Sep;23(7):775-8. doi: 10.3109/00365528809090759

17. Arola H., Koivula T., Karvonen A. L., et al. Low trehalase activity is associated with abdominal symptoms caused by edible mushrooms. Scand J Gastroenterol. 1999 Sep;34(9):898-903. doi: 10.1080/003655299750025372

18. Rumiantsev V. G.Intestinal gases and the related clinical problems.Russian Journal of Evidence-Based Gastroenterology. 2013;(4):34-38. (In Russ.).@@ Румянцев В. Г. Кишечные газы и связанные с ними клинические проблемы. Доказательная гастроэнтерология. 2013;(4):34-38:

19. Patist A., Zoerb H. Preservation mechanisms of trehalose in food and biosystems. Colloids Surf B Biointerfaces. 2005 Feb 10;40(2):107-13. doi: 10.1016/j.colsurfb.2004.05.003

20. Dovgan B., Miklavčič D., Knežević M., et al.Intracellular delivery of trehalose renders mesenchymal stromal cells viable and immunomodulatory competent after cryopreservation. Cytotechnology. 2021 Apr 15;73(3):1-21. doi: 10.1007/s10616-021-00465-4

21. Eroglu A., Toner M., Toth T. L. Beneficial effect of microinjected trehalose on the cryosurvival of human oocytes. Fertil Steril. 2002 Jan;77(1):152-8. doi: 10.1016/s0015-0282(01)02959-4

22. Backus K.M., Boshoff H. I., Barry C. S., et al. Uptake of unnatural trehalose analogs as a reporter for Mycobacterium tuberculosis. Nat Chem Biol. 2011 Apr;7(4):228-35. doi: 10.1038/nchembio.539

23. Ohtake S., Wang Y. J. Trehalose: current use and future applications. J Pharm Sci. 2011;100(6):2020-53. doi: 10.1002/jps.22458

24. Luyckx J., Baudouin C. Trehalose: an intriguing disaccharide with potential for medical application in ophthalmology. Clin Ophthalmol. 2011;5:577-81. doi: 10.2147/OPTH.S18827

25. Pinto-Bonilla J.C., Del Olmo-Jimeno A., Llovet-Osuna F., Hernández-Galilea E. A randomized crossover study comparing trehalose/hyaluronate eyedrops and standard treatment: patient satisfaction in the treatment of dry eye syndrome. Ther Clin Risk Manag. 2015 Apr 13;11:595-603. doi: 10.2147/TCRM.S77091

26. Zhao J., Wang S., Bao J., et al. Trehalose maintains bioactivity and promotes sustained release of BMP-2 from lyophilized CDHA scaffolds for enhanced osteogenesis in vitro and in vivo. PLoS One. 2013;8(1): e54645. doi: 10.1371/journal.pone.0054645

27. Muller S. Excipients: not so inert? When the excipient plays the role of an active substance, as exemplified by systemic lupus. Swiss Med Wkly. 2018 Jul 1;148: w14631. doi: 10.4414/smw.2018.14631

28. Matsuo T. Trehalose protects corneal epithelial cells from death by drying. Br J Ophthalmol. 2001 May;85(5):610-2. doi: 10.1136/bjo.85.5.610

29. Hill-Bator A., Misiuk-Hojło M., Marycz K., Grzesiak J. Trehalose-based eye drops preserve viability and functionality of cultured human corneal epithelial cells during desiccation. Biomed Res Int. 2014;2014:292139. doi: 10.1155/2014/292139

30. Lin L.S., Kayasuga-Kariya Y., Nakamura S. et al. Co-lyophilized Aspirin with Trehalose Causes Less Injury to Human Gastric Cells and Gastric Mucosa of Rats. Dig Dis Sci. 2016 Aug;61(8):2242-2251. doi: 10.1007/s10620-016-4209-z

31. Ichihara H., Kuwabara K., Matsumoto Y. Trehalose liposomes induce apoptosis of breast tumor cells in vitro and in vivo. Biochem Biophys Res Commun. 2020 Nov 19;532(4):505-512. doi: 10.1016/j.bbrc.2020.08.037

32. Emanuele E. Can trehalose prevent neurodegeneration? Insights from experimental studies. Curr Drug Targets. 2014 May;15(5):551-7. doi: 10.2174/1389450115666140225104705

33. Sarkar S., Davies J. E., Huang Z., et al. Trehalose, a novel mTOR-independent autophagy enhancer, accelerates the clearance of mutant huntingtin and alpha-synuclein. J Biol Chem. 2007;282(8):5641-52. doi: 10.1074/jbc.M609532200

34. Izmitli A., Schebor C., McGovern M.P., et al. Effect of trehalose on the interaction of Alzheimer’s Aβ-peptide and anionic lipid monolayers. Biochim Biophys Acta. 2011;1808(1):26-33. doi: 10.1016/j.bbamem.2010.09.024

35. Vidal R. L., Matus S., Bargsted L., Hetz C. Targeting autophagy in neurodegenerative diseases. Trends Pharmacol Sci. 2014;35(11):583-91. doi: 10.1016/j.tips.2014.09.002

36. Lee H.J., Yoon Y. S., Lee S. J. Mechanism of neuroprotection by trehalose: controversy surrounding autophagy induction. Cell Death Dis. 2018 Jun 15;9(7):712. doi: 10.1038/s41419-018-0749-9

37. Chen Z.Z., Wang C. M., Lee G. C., et al. Trehalose attenuates the gait ataxia and gliosis of spinocerebellar ataxia type 17 mice. Neurochem Res. 2015 Apr;40(4):800-10. doi: 10.1007/s11064-015-1530-4

38. Noorasyikin M.A., Azizan E. A., Teh P. C., et al. Oral trehalose maybe helpful for patients with spinocerebellar ataxia 3 and should be better evaluated. Parkinsonism Relat Disord. 2020 Jan;70:42-44. doi: 10.1016/j.parkreldis.2019.12.007

39. Castillo K., Nassif M., Valenzuela V., et al. Trehalose delays the progression of amyotrophic lateral sclerosis by enhancing autophagy in motoneurons. Autophagy. 2013 Sep;9(9):1308-20. doi: 10.4161/auto.25188

40. Zhang Y., DeBosch B. J. Using trehalose to prevent and treat metabolic function: effectiveness and mechanisms. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2019 Jul;22(4):303-310. doi: 10.1097/MCO.0000000000000568

41. Stachowicz A., Wiśniewska A., Kuś K., et al. The Influence of Trehalose on Atherosclerosis and Hepatic Steatosis in Apolipoprotein E Knockout Mice.Int J Mol Sci. 2019 Mar 28;20(7):1552. doi: 10.3390/ijms20071552

42. LaRocca T.J., Henson G. D., Thorburn A., et al. Translational evidence that impaired autophagy contributes to arterial ageing. J Physiol. 2012;590:3305-3316.

43. LaRocca T.J., Hearon C. M. Jr., Henson G. D., Seals D. R. Mitochondrial quality control and age-associated arterial stiffening. Exp Gerontol. 2014 Oct;58:78-82. doi: 10.1016/j.exger.2014.07.008

44. Mizote A., Yamada M., Yoshizane C., et al. Daily Intake of Trehalose Is Effective in the Prevention of Lifestyle-Related Diseases in Individuals with Risk Factors for Metabolic Syndrome. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo). 2016;62(6):380-387. doi: 10.3177/jnsv.62.380

45. Kaplon R. E., Hill S. D., Bispham N. Z. et al. Oral trehalose supplementation improves resistance artery endothelial function in healthy middle-aged and older adults. Aging (Albany NY). 2016 Jun;8(6):1167-83. doi: 10.18632/aging.100962

46. Kumar S. K., Prakash T., Vetriselvan M., Mani K. P. Trehalose protects the endothelium from cadmium-induced dysfunction. Cell Biol Int. 2021 May;45(5):957-964. doi: 10.1002/cbin.11539

47. Maki K. C., Kanter M., Rains T. M. et al. Acute effects of low insulinemic sweeteners on postprandial insulin and glucose concentrations in obese men.Int J Food Sci Nutr. 2009;60 Suppl 3:48-55. doi: 10.1080/09637480802646923

48. Yaribeygi H., Yaribeygi A., Sathyapalan T., et al. Molecular mechanisms of trehalose in modulating glucose homeostasis in diabetes. Diabetes Metab Syndr. May-Jun 2019;13(3):2214-2218. doi: 10.1016/j.dsx.2019.05.023

49. Thammahong A., Puttikamonkul S., Perfect J. R., et al. Central Role of the Trehalose Biosynthesis Pathway in the Pathogenesis of Human Fungal Infections: Opportunities and Challenges for Therapeutic Development. Microbiol Mol Biol Rev. 2017 Mar 15;81(2): e00053-16. doi: 10.1128/MMBR.00053-16

50. Clark A. E., Sabalza M., Gordts PL.SM., Spector D. H. Human Cytomegalovirus Replication Is Inhibited by the Autophagy-Inducing Compounds Trehalose and SMER28 through Distinctively Different Mechanisms. J Virol. 2018 Feb 26;92(6): e02015-17. doi: 10.1128/JVI.02015-17

51. Moon J. E., Heo W., Lee S. H., et al. Trehalose Protects the Probiotic Yeast Saccharomyces boulardii against Oxidative Stress-Induced Cell Death. J Microbiol Biotechnol. 2020 Jan 28;30(1):54-61. doi: 10.4014/jmb.1906.06041

52. Honda Y., Tanaka M., Honda S. Trehalose extends longevity in the nematode Caenorhabditis elegans. Aging Cell. 2010 Aug;9(4):558-69. doi: 10.1111/j.1474-9726.2010.00582.x

53. Kyryakov P., Beach A., Richard V. R., et al. Caloric restriction extends yeast chronological lifespan by altering a pattern of age-related changes in trehalose concentration. Front Physiol. 2012;3:256. Published 2012 Jul 6. doi:10.3389/fphys.2012.00256


Рецензия

Для цитирования:


Хорошинина Л.П. Трегалоза - дисахарид, сохраняющий жизнь. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2022;(2):139-147. https://doi.org/10.31146/1682-8658-ecg-198-2-139-147

For citation:


Khoroshinina L.P. Trehalose is a Life-Saving Sugar. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2022;(2):139-147. (In Russ.) https://doi.org/10.31146/1682-8658-ecg-198-2-139-147

Просмотров: 69


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1682-8658 (Print)