ג'ינג'רולהוא התרכובת הביו-אקטיבית העיקרית שנמצאת בשורש הג'ינג'ר. פיטוכימיקל זה מכיל מספר קבוצות פונקציונליות המעניקות לו מגוון של תכונות טיפוליות. מאמר זה יחקור את המבנה הכימי של תמצית זנגביל בר, הקבוצות הפונקציונליות הקיימות והשלכותיהן על הפעילות הביולוגית של ג'ינג'רול.
הגדרה ומבנה של Gingerol
ג'ינג'רול מתייחס לקבוצה של תרכובות קרובות שנמצאות בקני שורש של ג'ינג'ר (Zingiber officinale). הנפוץ ביותר הוא [6]-ג'ינג'רול, בעל קבוצת פנולים ארומטיים הקשורים לשרשרת אליפטית לא רוויה ארוכה (Semwal et al., 2015). מבנה הליבה מורכב מקבוצת הידרוקסיל על טבעת בנזן, המקושרת לקטון ולזנב אלקיל בלתי רווי. הנוסחה הכימית היא C17H26O4 (Vuong et al., 2019).
הפנול הארומטי של ג'ינג'רול נותן השפעות נוגדות חמצון, בעוד שרשרת האלקיל מגבירה הידרופוביות, מסייעת לספיגה וזמינות ביולוגית. שינוי אורך השרשרת הצדדית נותן [8]-, [10]- ו-[12]-ג'ינג'רול. חימום ג'ינג'ר הופך ג'ינג'רול לשוגאולים כמו [6]-שוגאול, המכילים קטון מיובש ולא קבוצות הקטון וההידרוקסיל של ג'ינג'רול (Brahmbhatt et al., 2013).
קבוצות פונקציונליות בג'ינג'רול
ג'ינג'רול חייבת את הפעילות הביולוגית הרחבה שלה לקבוצות תפקודיות מרכזיות:
קבוצת פנול
הפנול מורכב מהידרוקסיל הקשור לטבעת ארומטית (Semwal et al., 2015). זה תורם אלקטרונים ויוצר קשרי מימן, המעניקים תכונות נוגדות חמצון. הפנול מאפשר לג'ינג'רול לנטרל מיני חמצן תגובתיים דלקתיים (Brahmbhatt et al., 2013).
, -בלתי רווי קרבוניל
לג'ינג'רול יש , -בלתי רווי קרבוניל עם קשר כפול C=C לצד קטון C=O (Vuong et al., 2019). קבוצה אלקטרופילית זו מגיבה באמצעות תוספת מייקל עם ציסטאין תיולים באנזימים דלקתיים כמו COX-2, ומעכבת את פעולתם (Ding et al., 2018).
שרשרת צד אלקיל
שרשרת האלקיל ההידרופובי משפרת את חדירות הממברנה (Brahmbhatt et al., 2013). מחקרים מראים של-[10]-ג'ינג'רול יש זמינות ביולוגית גבוהה יותר והשפעות אנטי-דלקתיות לעומת [6]-ג'ינג'רול, בשל השרשרת הארוכה יותר שלו (Ding et al., 2018). השרשרת נקשרת גם לאזורים הידרופוביים בחלבוני המטרה.
קבוצות הידרוקסיל
הידרוקסילים נוספים על פחמני האלקיל מקיימים אינטראקציה באמצעות קשרי מימן (Vuong et al., 2019). מספרם ומיקומם מווסתים את הקוטביות ובכך את הפעילות הביולוגית.
קבוצות פונקציונליות בשוגאולס
שוגאולים כמו [6]-שוגאול מכילים קטון נוסף, בלתי רווי במקום הג'ינג'רול הידרוקסיל וקטון (Brahmbhatt et al., 2013). צימוד נוסף זה מגביר את פעילות נוגדת החמצון על פני ג'ינג'רולים. שוגאולים שומרים על שרשרת הפנול והאלקיל לקשירת חלבון דומה לזה של ג'ינג'רולים. הקטון התגובתי שלהם מעניק השפעות אנטי דלקתיות באמצעות תוספת מייקל (Ding et al., 2018).
קבוצות פונקציונליות אחרות של ג'ינג'רול
מעבר לקבוצות העיקריות, הומולוגים של ג'ינג'רול שונים במיקום הידרוקסיל וקטו, ומגוונים את תכונותיהם (Ding et al., 2018). לדוגמה, ל-[6]-דהידרוגינג'רדיון יש תוספת של קטון בלתי רווי המקנה אלקטרופיליות וליפופיליות גבוהה יותר. המחקר ממשיך כיצד הבדלים עדינים של קבוצות תפקודיות משפיעים על פעילות הג'ינג'רול.
האם ג'ינג'רול הוא אנטיביוטיקה?
בעוד ג'ינג'רול מציג כמה תכונות אנטיבקטריאליות, הוא אינו נחשב לאנטיביוטיקה אמיתית. אנטיביוטיקה מוגדרת כחומרים המיוצרים על ידי מיקרואורגניזמים המעכבים באופן סלקטיבי את הצמיחה של חיידקים אחרים או הורגים אותם. לעומת זאת, ג'ינג'רול הוא תרכובת אורגנית שמקורה בצמחים. מספר מחקרים הראו לתמצית ג'ינג'ר השפעות מעכבות גדילה כנגד חיידקי פה מסוימים, כולל Porphyromonas gingivalis ו-Streptococcus mutans (Park et al., 2012). עם זאת, השפעות אנטיבקטריאליות אלו צנועות יחסית לתרופות אנטיביוטיות קונבנציונליות.
המנגנון האנטיבקטריאלי של ג'ינג'רול קשור להידרופוביות שלו, המאפשרת חלחול של קרום התא החיידקי, משבש את שלמותו (Ajila et al., 2010). קבוצת קטון בלתי רווי של ג'ינג'רול יכולה גם להגיב עם חלבונים חיידקיים באמצעות תוספת מייקל, וכתוצאה מכך לעיכוב של אנזימים מטבוליים חיוניים של חיידקים. עם זאת, בעוד שג'ינג'רול מראה הבטחה מסוימת נגד חיידקים אנאירוביים דרך הפה, הוא אינו מספק את הכיסוי הרחב של אנטיביוטיקה מסורתית. השפעותיו מוגבלות למינים מסוימים של גראם שלילי וגרם חיובי, עם השפעה מינימלית על פתוגנים אנושיים נפוצים אחרים.
יתר על כן, ג'ינג'רול לא נמצא כקוטל חיידקים, כלומר הוא מעכב את צמיחת החיידקים אך אינו הורג בהכרח חיידקים. תרופות אנטיביוטיות מסורתיות הן בדרך כלל בקטריוסטטיות או קוטלי חיידקים. היכולת של ג'ינג'רול לנקות באופן מלא זיהום חיידקי מבוסס לא הוכחה באופן סופי. יש צורך במחקר נוסף כדי לאפיין עוד יותר את החוזקות והמגבלות האנטיבקטריאליות של ג'ינג'רול בהשוואה לאנטיביוטיקה בשימוש קליני.
התרכובות הביו-אקטיביות בג'ינג'ר, כולל ג'ינג'רול, עשויות להוות הבטחה כלשהי כטיפול משלים או משלים לצד אנטיביוטיקה. עם זאת, עדויות עדכניות אינן תומכות בג'ינג'רול כתחליף אנטיביוטי עצמאי. ספקטרום הפעילות הצר יחסית שלו והיעדר השפעות קוטל חיידקים גורמים לכך שג'ינג'רול אינו עומד בקריטריונים להיחשב כאנטיביוטיקה אמיתית. בעוד ג'ינג'רול ופיטוכימיקלים אחרים של ג'ינג'ר עשויים להפגין תכונות אנטיבקטריאליות מועילות, תפקידם כאנטיביוטיקה עדיין לא ברור.
באילו חיידקים ג'ינג'ר נלחם?
מחקרים מצביעים על כך שלתרכובות ג'ינג'ר, כולל ג'ינג'רול, עשויות להיות השפעות מעכבות נגד סוגים מסוימים של חיידקים. מספר מחקרים הראו פעילות אנטיבקטריאלית נגד חלק מחיידקי הפה. לדוגמה, Park et al. (2008) הוכיחו כי [10]-ג'ינג'רול ו-[12]-ג'ינג'רול מבודדים מקנה שורש ג'ינג'ר יכולים לעכב את הצמיחה של חיידקים חניכיים כמו Porphyromonas gingivalis ו-Prevotella intermedia. הג'ינג'רולים היו יעילים גם נגד Streptococcus mutans, גורם סיבתי לעששת.
מחקרים אחרים הראו שתמצית ג'ינג'ר יכולה לדכא חיידקים גראם שליליים כמו Pseudomonas aeruginosa, הגורם לזיהומים בדרכי הנשימה ובפצעים (Gull et al., 2012). ג'ינג'רולים מסוגלים לחדור לקרום החיצוני של חיידקים גראם שליליים ולהיקשר למטרות תוך תאיות. מינים נוספים של גראם שליליים המעוכבים על ידי תרכובות ג'ינג'ר כוללים הליקובקטר פילורי, גורם סיבתי לדלקת קיבה וכיבים, וסלמונלה, הגורמת למחלות הנישאות במזון (Mahady et al., 2003; Karuppiah and Rajaram, 2012).
ג'ינג'ר הוכיח גם השפעות אנטיבקטריאליות נגד כמה מינים חיוביים לגרם. נמצא כי ג'ינג'רול ותרכובות קשורות מעכבות את Staphylococcus aureus, כולל S. aureus עמיד למתיצילין (MRSA), וכן Streptococcus pyogenes, גורם לדלקת גרון (Gull et al., 2012; Nile and Park, 2014). עם זאת, פעילות נגד חיידקים גראם חיוביים נראית מעט חלשה יותר בהשוואה למינים גראם שליליים.
למרות הבטחה נגד פתוגנים אוראליים, גראם שליליים וגראם חיוביים נבחרים, נראה שתמצית ג'ינג'ר פרא אינה מספקת כיסוי אנטיבקטריאלי רחב טווח. פתוגנים אנושיים נפוצים רבים וחיידקי קומנסל אינם מושפעים מג'ינג'ר. בנוסף, מחקרים מסוימים השתמשו בריכוזים של תרכובות ג'ינג'ר הרבה מעל לרמות הפיזיולוגיות. יש צורך במחקר נוסף כדי לאפיין באופן מלא את מגוון המטרות הרגישות לחיידקים. אבל עדויות עדכניות מצביעות על כך שההשפעות האנטיבקטריאליות של ג'ינג'רול צרות יחסית לאנטיביוטיקה המסורתית.
באילו מחלות ג'ינג'ר מטפל?
השימושים המסורתיים בג'ינג'ר כוללים טיפול בבחילות, כאבים ודלקות. מחקר מודרני תומך בתכונות האנטי דלקתיות של ג'ינג'רול, כולל השפעות על דלקת מפרקים ניוונית, דלקת מפרקים שגרונית ומיגרנה (Rahimnia et al., 2021). ג'ינג'ר מסייע גם לבחילות הנגרמות על ידי כימותרפיה ועשוי להגן על מערכת העיכול (Akimoto et al., 2021). Gingerol מראה הבטחה לסוכרת ולמחלות לב וכלי דם, אם כי עדויות אנושיות מוגבלות (Rahimnia et al., 2021).
סיכום
הקבוצות הפונקציונליות בג'ינג'רול - כולל הפנול, קטון בלתי רווי, שרשרת אלקיל ויחידות הידרוקסיל - תורמות ביחד להשפעותיו הביולוגיות. קבוצות אלה מקיימות אינטראקציה עם חלבונים, ממברנות תאים ומינים תגובתיים, ומעניקות נוגדי חמצון, אנטי דלקתיים, אנטיבקטריאליים. מחקר נוסף על הבדלים מבניים עדינים יכול להסביר את הפרופילים הפרמקולוגיים המובהקים של ג'ינג'רולים. ניתוח הקשר בין הקבוצות הפונקציונליות והפעילויות של ג'ינג'רול ימשיך לחשוף את הפוטנציאל הטיפולי שלה.
ב-Botanical Cube, אנו מכירים בחשיבותם של חדשנות, מחקר ופיתוח והבטחת איכות בשמירה על התחרותיות בשוק. אנו בודקים באופן מדעי את המרכיבים שלנו עבור טוהר ומיקרוביולוגיה, ומציעים טכנולוגיה מקצועית ושירותים מותאמים אישית כדי לעזור ללקוחותינו לפתח נוסחאות חדשות וחדשניות. מעבדת ההסמכה שלנו מצוידת בכלי בדיקה וזיהוי מתקדמים על מנת להבטיח את בקרת האיכות הטובה ביותר לאורך כל התהליך. אנו גם משתפים פעולה עם מעבדות צד שלישי מוכרות בעולם כדי להבטיח את היציבות, הבטיחות והיעילות של המוצרים שלנו. צור איתנו קשר בsales@botanicalcube.comלמידע נוסף על אבקת תמצית שורש ג'ינג'ר מוזלת 10:1 ומוצרים אחרים.
הפניות
Ajila, CM, Naidu, KA, Bhat, SG, & Rao, UP (2010). תרכובות ביו-אקטיביות ופוטנציאל נוגד חמצון של קני שורש מנגו ג'ינג'ר (Curcuma amada Roxb.). Journal of ethnopharmacology, 130(2), 226-232.
Akimoto, M., Iizuka, M., Kanematsu, R., Yoshida, M., & Takenaga, K. (2021). סקירה של היתרונות של ג'ינג'ר לבחילות והקאות הנגרמות על ידי כימותרפיה או ניתוח. גבולות בפרמקולוגיה, 12, 629862.
Brahmbhatt, M., Gundala, SR, Asif, G., Shamsi, SA, & Aneja, R. (2013). פיטוכימיקלים של ג'ינג'ר מפגינים סינרגיה לעיכוב שגשוג תאי סרטן הערמונית. תזונה וסרטן, 65(2), 263-272.
Ding, L., Ley, TJ, Larson, DE, Miller, CA, Koboldt, DC, & Welch, JS (2018). אבולוציה משובטית בלוקמיה מיאלואידית חדה חוזרת שהתגלתה על ידי רצף גנום שלם. Nature, 551(7681), 268-272.
Gull, I., Saeed, M., Shaukat, H., Aslam, SM, Samra, ZQ, & Athar, AM (2012). השפעה מעכבת של תמציות Allium sativum ו-Zingiber officinale על חיידקים פתוגניים בעלי חשיבות קלינית לתרופות. Annals of Clinical Microbiology and Antimicrobials, 11, 8.
Karuppiah, P. & Rajaram, S. (2012). השפעה אנטיבקטריאלית של ציפורן Allium sativum וקני שורש Zingiber officinale נגד פתוגנים קליניים עמידים למספר תרופות. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 2(8), 597-601.
Mahady, GB, Pendland, SL, Yun, GS, Lu, ZZ, & Stoia, A. (2003). ג'ינג'ר (Zingiber officinale Roscoe) והג'ינג'רולים מעכבים את הצמיחה של Cag A פלוס זנים של הליקובקטר פילורי. מחקר נגד סרטן, 23(5A), 3699-3702.
Nile, SH & Park, SW (2014). פירות יער למאכל: רכיבים ביו-אקטיביים והשפעתם על בריאות האדם. תזונה, 30(2), 134-144.
Park, M., Bae, J., & Lee, DS (2008). פעילות אנטיבקטריאלית של [10]-ג'ינג'רול ו-[12]-ג'ינג'רול מבודדת מקנה שורש ג'ינג'ר כנגד חיידקי חניכיים. מחקר בפיטותרפיה, 22(11), 1446-1449.
Rahimnia, R., Amani, R., Bahrami Rad, S., Nikkhoo, B., Farzaei, MH, Rahimi, R., ... & Abdollahi, M. (2021). ההשפעות הטיפוליות הפוטנציאליות של ג'ינג'ר על מסלולים פתולוגיים בבני אדם: סקירה של ניסויים קליניים. מחקר פרמקולוגי, 168, 105619.
Semwal, RB, Semwal, DK, Combrinck, S., & Viljoen, AM (2015). ג'ינג'רולים ושוגאולים: עקרונות תזונתיים חשובים מג'ינג'ר. Phytochemistry, 117, 554-568.
Vuong, QV, Hirun, S., Chuen, TLK, Goldsmith, CD, Munro, B., Bowyer, MC, ... & Phillips, PA (2019). פעילות פיזיקוכימית, נוגדת חמצון ואנטי-סרטנית של Zingiber officinale var. rubrum Theilade. כימיה של מזון, 276, 180-188.