Grzyby i ich hodowle laboratoryjne źródłem substancji leczniczych

Print Friendly and PDF

 

WYDZIAŁ FARMACEUTYCZNY

 

Z roku na rok wzrasta liczba nowych badań nad występującymi w grzybach substancjami leczniczymi i dietetycznymi. Skutkiem tak szerokiego zainteresowania są nowe czasopisma naukowe, np. „International Journal of Medicinal Mushrooms" i „Mycoscience", czy liczne projekty badawcze. Jeden z nich realizują naukowcy z Katedry Botaniki Farmaceutycznej UJ CM.

Grzyby odgrywają znaczącą rolę zarówno w przyrodzie, jak i w gospodarce człowieka. Na przykład dzięki nim istnieją lasy, gdyż to grzyby przekształcają obumarłą materię w przyswajalne dla roślin i rozpuszczalne w wodzie związki nieorganiczne. Rozkład ten zachodzi w sposób tlenowy, a dowodem tego jest chociażby charakterystyczny zapach ściółki leśnej. Należy zaznaczyć, że grzyby przekształcają ogromne ilości biomasy, regenerując środowisko naturalne bez produkcji odpadów. Od niedawna, w systematyce naukowej, stanowią osobne królestwo, a badający je dział biologii – mykologia – jest nowatorską dziedziną nauki.

Wartość lecznicza

Ze względu na rosnące spożycie grzybów, zarówno dziko rosnących, jak też i pochodzących z upraw, konieczne stało się zbadanie zawartych w nich związków warunkujących prawidłowe funkcjonowanie organizmu człowieka. W mediach dominuje opinia, że spożywanie grzybów grozi zatruciami, a one same są ciężkostrawne; chwali się je natomiast za smak i aromat. Oczywiście, aby móc bezpiecznie korzystać z walorów smakowych gatunków jadalnych, trzeba do koszyka wkładać jedynie te, które dobrze znamy lub wiemy, że pochodzą z komercyjnych upraw.

Wartość dietetyczna i lecznicza grzybów hodowlanych, oficjalnie sprzedawanych w Polsce (m.in. pieczarek, boczniaków, twardziaka, grzybów mun), nie różni się od wartości tych dziko rosnących. Wiele badań udowodniło, że kompozycja wolnych i związanych aminokwasów zawartych w grzybach jest porównywalna z jej strukturą w białkach zwierzęcych. Innymi grupami substancji, które zostały poddane szczegółowym badaniom były liczne związki fenolowe, terpenowe, witaminy czy biopierwiastki o działaniu antyoksydacyjnym. Biologicznie i leczniczo aktywne składniki grzybów znajdują zastosowanie w terapii różnych schorzeń cywilizacyjnych, a więc w chorobach układu krążenia, cukrzycy, miażdżycy oraz chorobach nowotworowych. W leczeniu onkologicznym najdłużej stosowane są złożone węglowodany grzybowe, stąd uznaje się, że – w porównaniu z innymi związkami – są to najlepiej poznane składniki grzybów.


Podgrzybek brunatny, fot.: Józef Andrzej Bossowski

 

Cenne związki indolowe

Grupą związków poznanych w bardzo ograniczony sposób są niehalucynogenne związki indolowe. Szczegółowej analizie poddano je w Katedrze Botaniki Farmaceutycznej UJ CM. Wcześniejsze badania naukowe nad występowaniem związków indolowych w grzybach dotyczyły głównie tryptofanu – aminokwasu niezbędnego do prawidłowego funkcjonowania organizmu, pozyskiwanego z diety i stanowiącego substrat do syntezy w ciele człowieka wszystkich związków indolowych. Biorąc pod uwagę znaczenie pochodnych indolowych (tryptofan, serotonina, melatonina czy tryptamina), będących hormonami lub ich prekursorami, zasadnym stało się oznaczenie ich zawartości w jadalnych gatunkach grzybów. W ten sposób zbadano m.in.: borowika szlachetnego, czubajkę kanię, gąskę zielonkę. Do badań posłużyły również owocniki grzybów jadalnych z komercyjnych upraw: pieczarka dwuzarodnikowa, grzyb mun, twardziak jadalny oraz boczniak ostrygowaty. Uzyskane wyniki pokazują, że typowo jadalne gatunki zawierają ważne związki indolowe, które pełnią funkcje aminokwasów egzogennych i hormonów układu nerwowego. Biorąc pod uwagę to, że większość grzybów przed spożyciem poddawana jest obróbce termicznej oraz ze względu na wrażliwość związków indolowych na temperaturę, badania przeprowadzono również na grzybach gotowanych. Naukowcy z Krakowa udowodnili, że obróbka termiczna grzybów jadalnych wpływa na skład związków indolowych. W grzybach gotowanych stwierdzono przeciętnie około dwukrotny spadek całkowitej zawartości związków indolowych, mimo to nadal zawierają one znaczące ilości tryptofanu czy serotoniny.

Związki fenolowe i grzyby nadrzewne

Inne kierunki prowadzonych badań dotyczą analizy związków fenolowych w jadalnych gatunkach grzybów, a zwłaszcza przeważających w nich kwasów fenolowych. To właśnie z ich silnym działaniem przeciwutleniającym i zdolnością do ochrony przed uszkodzeniem oksydacyjnym ważnych życiowo struktur (błon komórkowych, białek strukturalnych, enzymów, lipidów czy też kwasów nukleinowych) wiąże się ich szerokie spektrum aktywności biologicznej. W badanych jadalnych gatunkach grzybów stwierdzono obecność kwasów fenolowych. Gatunkami o największej różnorodności związków fenolowych okazały się: podgrzybek brunatny, pieprznik jadalny i boczniak ostrygowaty.

Licznie przeprowadzane na całym świecie badania naukowe wskazują na wysoką aktywność terapeutyczną ekstraktów i związków otrzymywanych z grzybów nadrzewnych, potocznie nazywanych hubami. Badania eksperymentalne potwierdziły ich aktywność leczniczą. Część studiów dotyczy analizy ekstraktów z hub, w których poszukuje się związków o charakterze przeciwutleniającym, z dominującą ilościowo grupą kwasów fenolowych. W tym świetle obiektem badań stały się również ich krajowe gatunki.

Na podstawie analizy zawartości kwasów fenolowych w ekstraktach z wymienionych hub stwierdzono obecność licznych kwasów fenolowych. Oznaczona została całkowita zawartość związków fenolowych w poszczególnych gatunkach i wykazano ich wysoką aktywność przeciwutleniającą, co z kolei gwarantuje działanie przeciwnowotworowe i przeciwstarzeniowe. Wszystko to potwierdza, iż powinniśmy bardziej zainteresować się tymi gatunkami. Warto nadmienić, że są one coraz powszechniej używane do produkcji farmaceutyków czy kosmetyków.

Kultury mycelialne

Trudność w pozyskaniu materiału do badań, związana z czasowym i często nieprzewidywalnym pojawianiem się dziko rosnących grzybów, stała się powodem, dla którego naukowcy stworzyli warunki dla rozwoju grzybni rosnącej w laboratorium. Hodowla laboratoryjna ułatwia również kontrolę przyswajania badanych związków przez grzyby. Uprawy tego typu prowadzone są m.in. dla pieczarki dwuzarodnikowej, pieprznika jadalnego i podgrzybka brunatnego.

Celem badań jest opracowanie najlepszych warunków hodowlanych dla wzrostu grzybów, które gromadzą znaczne ilości związków o właściwościach prozdrowotnych. W ramach analiz prowadzone są studia nad stworzeniem optymalnych warunków wzrostu grzybni poprzez dobór odpowiedniej kombinacji czynników chemicznych i fizycznych. W wyciągach uzyskanych z materiału hodowlanego – podobnie jak w przypadku grzybów dziko rosnących i pochodzących z upraw – odnaleziono istotne dla organizmu związki indolowe. Hodowle laboratoryjne jadalnych grzybów są też aktualnie wykorzystywane w badaniach nad przyswajaniem i gromadzeniem wybranych związków indolowych oraz biopierwiastków. Działania te prowadzone są po to, aby otrzymać grzybnię o zwiększonej zawartości tryptofanu oraz cynku, która stać się może suplementem diety.

Pozyskanie grzybów o wzbogaconej zawartości wybranych biopierwiastków (cynk, magnez, żelazo, miedź) jest szczególnie ważne na etapie komponowania nowych, dobrze przyswajalnych suplementów diety. Wyhodowanie ich jest kolejnym celem badawczym naukowców z Katedry Botaniki Farmaceutycznej UJ CM, a jego realizacja będzie odbywała się we współpracy z AGH w Krakowie.