Սապոնիններ

Սապոնինները տրիտերպենոիդների ենթատեսակներ են, բուսական մզվածքների ամենամեծ դասը։ Սապոնինների ամֆիպաթիկ բնույթը դրանց տալիս է սուրֆակտանտային ակտիվություն՝ բջջի մեմբրանի կոմպոնենտների հետ հնարավոր փոխազդեցության ունակությամբ, ինչպիսիք են խոլեստերոլը և ֆոսֆոլիպիդները, հնարավոր դարձնելով սապոնինների կիրառությունը կոսմետիկայի և դեղերի զարգացման մեջ^[3]։ Սապոնինները նաև օգտագործվում են որպես օժանդակ միջոցներ պատվաստանյութերի բարելավման մեջ^[4], ինչպիսիք են Quil A-ն՝ էքստրակտ, Քվիլլայա սապոնարիայի կեղևի^[3][5]։ Սա դրանց դարձնում է հետաքրքրության առարկա պատվաստանյութերի ենթաբաժիններում հնարավոր կրառության համար և ներբջջային պաթոգենների դեմ ուղղված պատվաստանյութերում^[4]։ Պատվաստանյութերի արտադրության մեջ իրենց կիրառությամբ որպես օժանդակ միջոցներ, ստերոլների կոմպլեքսագոյացման հետ կապված թունավորությունը մնում է մտահոգիչ^[6]։

Քանի որ սապոնինները վաճառվում են որպես սննդային հավելումներ և կիրառվում են ավանդական բժշկության մեջ, չկա բարձր-որակային կլինիկական ապացույց, որ դրանք ունեն որևէ օգտակար ազդեցություն մարդու առողջության վրա^[5]։ Քվիլայան տոքսիկ է, երբ կիրառվում է մեծ քանակությամբ, ներառյալ լյարդի վնասումը, ստամոքսացավը, փորլուծությունը, կամ այլ կողմնակի ազդեցություններ^[5]։

Սապոնինները կիրառվում են կենդանիների կերակրման մեջ՝ ամոնիակի արտանետումների վրա իրենց ազդեցության համար.^[7]:Միացյալ նահանգներում հետազոտողները ուսումնասիրում են բույսերից ստացված սապոնինների կիրառությունը ինվազիվ որդերի տեսակները վերահսկելու համար, ներառյալ թռչկոտող որդը^[8][9]։

Սապոնինները ուղեղի միտոքոնդրիայում ցուցաբերում են հակաօքսիդանտ հատկություն^[10]։

Սապոնինները ունեն հիպոլիպիդեմիկ հատկություններ, քանի որ դրանք իջեցնում են խոլեստերոլի և ցածր խտության լիպոպրոտեինի մակարդակները և կարող են օգտակար լինել դիսլիպիդեմիայի բուժման համար^[11]։

Սապոնինները խթանելով ապոպտոզը, թողնում են ցիտոտոքսիկ ազդեցություն քաղցկեղի բջիջների վրա։ Դրանք նաև ունեն քիմիոթերապևտիկ հատկություններ, քանի որ դրանք ունեն մեխանիզմներ, որոնք վերահսկում են սպիտակուցի էքսպրեսսիան՝ կապված բջջային ցիկլի, քաղցկեղի առաջընթացի և մետաստազիայի հետ^[12][13]։

Սապոնինների հակադիաբեդիկ էֆֆեկտների մասին լայնորեն հաղորդվում է,այն է՝ սապոնինները նույնականացվում են որպես հակադիաբետիկ սկզբունք՝ ստացված բուժիչ բույսերից.^[14][15][16]:

Սապոնինների հակադիաբետիկ հատկություններից մի քանի մեխանիզմներ են առաջարկվում, որոնք ներառում են Պերօքսիսոմ պրոլիֆերատոր-ակտիվացած գամմա ընկալիչների (PPARγ) ակտիվացումը^[17][18], Գլյուկոզ տեղափոխիչ տիպ 4 (Glut4) ակտիվացումը^[19], ադիպոնեկտինի էքսպրեսսիայի ակտիվացումը^[20], PI3K/Akt ախտաբանական ուղու ակտիվացումը^[21],ադիպսինի էքսպրեսիայի ավելացումը և ԱՄՖ-ակտիվացված պրոտեին կինազի(AMPK) ակտիվացումը^[22][23]։

Այս բույսերի սկզբունքային պատմական կիրառությունը եղել է եռացնելով օճառ պատրաստելը։ Saponaria officinalis-ը ամենահարմարն է այս գործընթացի համար, բայց այլ առաջարկված տեսակները ևս աշխատում են։ Սապոնինների ամենաբարձր կոնցենտրացիան լինում է ծաղկման շրջանում, ամենաշատ սապոնինները հայտնաբերվում են փայտացած ցողունում և արմատներում, սակայն տերևները ևս որոշ քանակությամբ պարունակում են։

Սապոնինները պատմականորեն ունեն բուսական ծագում, բայց դրանք նաև առանձնացվել են ծովային օրգանիզմներից, ինչպիսին է ծովային վարունգը^[1][24] :Նրանք իրենց անունը ստացել են օճառի բույսից (ցեղ՝ Saponaria, ընտանիք՝ Caryophyllaceae), որի արմատը պատմականորեն օգտագործվել է որպես օճառ^[1][2][25]։ Սապոնիններ նաև հայտնաբերվել են Sapindaceae բուսաբանական ընտանիքում, ներառյալ դրա ցեղատեսակը սահմանող Sapindus-ը և ձիու շագանակը, ինչպես նաև սերտորեն իրար կապված Aceraceae(թխկիներ) և Hippocastanaceae ընտանիքներում:Այն նաև մեծ քանակությամբ հանդիպում է Gynostemma pentaphyllum-ում (Cucurbitaceae(դդմազգիներ))՝ գիպենոզիդներ կոչվող ձևով, և ժենշեն կամ կարմիր ժենշեն (Panax, Araliaceae)՝ գինսենոզիդներ կոչվող ձևով:Սապոնիններ նաև հանդիպում են Manilkara zapota չհասած պտուղներում (հայտնի են նաև սապոդիլլա),հանգեցնելով բարձր տտպող ազդեցության։Nerium oleander (Apocynaceae) նաև հայտնի է որպես Սպիտակ Օլեանդր, հանդիսանում է կարդիոտոքսին օլեանդրինի աղբյուր։ Բացի այդ այս ընտանիքները, քիմիական միացությունների այս դասը հանդիպում է բույսի տարբեր հատվածներում․ տերևներում, ցողուններում, արմատներում,սոխուկներում, ծաղիկներում և պտղում^[26]։ Բուսական ծագման սապոնինների կոմմերցիոն ձևակերպումները,օրինակ,օճառածառից, Quillaja saponaria-ից , և այլ աղբյուրներից ստացված նյութերը հասանելի են վերահսկվող արտադրական գործընթացների միջոցով, որոնք դրանք հնարավոր են դարձնում օգտագործել որպես քիմիական և կենսաբժշկական ռեակտիվներ^[27]։ Սոյասապոնինները կառուցվածքային բարդ օլեանանային տիպի տրիտերպենոիդ սապոնինների խումբ են, որոնք ներառում են սոյասապոգենոլ (ագլիկոն) և սոյայի հյուսվածքների վրա բիոսինթեզված օլիգոսախարիդային մասեր:Սոյասապոնինները նախկինում փոխկապակցված են եղել արմատի կողմից արտանետումներ բույս-մանրէ փոխազդեցությունների^[28] և աբիոտիկ սթրեսների հետ, որպես սննդային անբավարարություն^[29]։

Բույսերում սապոնինները կարող են ծառայել որպես հակասնուցիչներ^[2][30], և պաշտպանել բույսը միկրոբներից և սնկերից։ Որոշ սապոնինային բույսեր կարող են ուժեղացնել սնունդի աբսորբցիան և խթանում է կենդանիների մարսողությունը։ Այնուամենայնիվ, սապոնինները հաճախ դառնահամ են, և ըստ այդմ կարող են նվազեցնել բույսի ճաշակելիությունը(օր․՝ անասունների կերերում),կամ նույնիսկ ներծծել նրանց առաջացնելով կենդանիների կյանքին սպառնացող թունավորություն^[30]։ Որոշ սապոնիններ հատուկ կոնցենտրացիաներով տոքսիկ են սառնարյուն օրգանիզմների և միջատների համար^[30]։ Լրացուցիչ հետազոտություններ են անհրաժեշտ՝ պարզելու այս բնական արտադրանքի դերն իրենց ընդունող օրգանիզմներում, որոնք մինչ օրս նկարագրվել են որպես «վատ հասկացված»^[30]։

Շատ սապոնիններ, որոնք հեշտությամբ լուծվում են ջրում, վտանգավոր են ձկների համար^[31]։ Ուստի, էթնոբուսաբանությունում դրանք հայտնի են բնիկ մարդկանց կողմից ջրային սննդի աղբյուրներ ստանալու համար իրենց օգտագործմամբ:Սկսած նախապատմական ժամանակներից ամբողջ աշխարհում մշակույթները ձկնորսության համար օգտագործել են ձկնասպան բույսերը, որոնք սովորաբար պարունակում էին սապոնիններ^[32][33][34]։

Թեև օրենքով արգելված է ձկնասպան բույսերի կիրառումը, այնուամենայնիվ դրանք դեռևս լայնորեն կրառվում են Գույանայի բնիկ ցեղերի կողմից^[35]։

Հնդկական ենթամայրցամաքում, Գոնդի մարդիկ ձկնորսության մեջ օգտագործում են թունավոր բույսի էքստրակտը

Շատ Կալիֆորնիայի տեղացի ամերիյան ցեղեր ավանդականորեն օգտագործում են օճառարմատը (ցեղ Chlorogalum) և/կամ արմատը տարբեր յուկա հավաքներում, որը պարունակում է սապոնին՝ որպես ձկնային թույն։ Պետք է փոշիացնել արմատները, խառնել ջրի հետ ստանալով փրփուր, այնուհետև դնել փրփուրը առվի մեջ։ Այն կսպանի կամ կպարալիզի ձկանը, որին այնուհետև կարելի է հեշտությամբ որսալ ջրից։ Այս տեխնիկան օգտագործող ցեղերի շարքին են պատկանում Lassik, Luiseño,և Mattole-ն^[36]։

Կառուցվածքների լայն հետերոգենությունը աս դասի հիմքում ընկածմիացությունների ընդհանրացումը դարձնում է դժվարին․ սրանք տերպենոիդների ենթադաս են, տերպենային ածխաջրածինների թթվածնավոր ածանցյալներ։ Տերպենները իրենց հերթին պաշտոնապես կազմված են հինգածխածնային իզոպրենային միավորներից։(Այլընտրանքային ստերոիդային հիմքը տերպեն է, որի վրա բացակայում են մի քանի ածխածնի ատոմներ:)Ածանցյալները ձևավորվում են հիմնային կառուցվածքի ջրածնի որոշ ատոմները այլ խմբերով փոխարինմամբ:Սապոնինների մեծ մասի դեպքում այդ կառույցներից մեկը շաքարն է, այդպիսով միացությունը հիմնային մոլեկուլի գլիկոզիդ է^[1]։

Ավելի կոնկրետ, սապոնինի լիպոֆիլ հիմքը կարող է լինել տրիտերպեն՝ ստերոիդ (ինչպիսին է սպիրոստանոլը կամ ֆուրոստանոլը) կամ ստերոիդային ալկալոիդ(որում ազոտի ատոմները փոխարինված են մեկ կամ մի քանի ածխածնային ատոմներով)։ Այլընտրանքային տարբերակում հիմնային կառույցը ավելի շուտ կարող է լինել ացիկլիկ ածխածնային շղթա, քան ստերոիդներին բնորոշ օղակ։ Մեկ կամ երկու (հազվադեպ երեք) հիդրոֆիլ մոնոսախարիդային(պարզ շաքար) մասը իր հիդրօքսիլ խմբերի(OH) շնորհիվ կապվում է հիմնային կառուցվածքի հետ։ Որոշ դեպքերում առկա են այլ փոխարինիչներ, ինչպիսիք են ածխածնային շղթաները, որոնք կրում են հիդրօքսիլ կամ կարբօքսիլ խմբեր։ Այդպիսի շղթաների կառուցվածքները կարող են ունենալ 1-11 ատոմային երկարություն, բայց սովորաբար 2-5-ն են․ ածխածնային շղթաներ իրենց հերքին կարող են լինել ճյուղավորված կամ ոչ ճյուղավորված^[1]։

Ամենից հաճախ հանդիպող շաքարները մոնոսախարիդներն են, ինչպիսիք են գլյուկոզը և գալակտոզը,թեև բնականորեն առաջանում է շաքարների լայն տեսականի։ Մոլեկուլների այլ տեսակներ, ինչպես օրգանական թթուները նույնպես կարող են կցվել հիմքին, իրենց կարբօքսիլ խմբերի(COOH) շնորհիվ փոխարինվելով էսթերների։ Դրանցից հատկապես կարևոր են շաքարի թթուները, ինչպիսիք են գլյուկուրոնաթթուն և գալակտուրոնաթթուն, որոնք գլյուկոզայի և գալակտոզայի օքսիդացված ձևեր են^[1]։