Eκχυλίσματα θαλάσσιων αγγειοσπέρμων και της ‘νεκρομάζας’ τους: Χημική σύσταση, αντιοξειδωτική και αντικαρκινική δράση in vitro
Creators: name: Κεβρεκίδου, Άλκηστις Θεοδώρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: Θαλάσσια αγγειόσπερμα
Αντιοξειδωτική δράση
Αντικαρκινική δράση
Seagrasses
Antioxidant activity
Anticancer activity

description: Τα θαλάσσια μακρόφυτα είναι υδρόβια φυτά, τα οποία αναπτύσσονται σε παράκτια και εκβολικά περιβάλλοντα και έχει βρεθεί ότι επιτελούν σημαντικές οικολογικές λειτουργίες. Επίσης, αποτελούν πηγή ‘βιοενεργών’ συστατικών, με αντιοξειδωτική, αντικαρκινική, αντιβακτηριακή δράση κ.α.. Τα αγγειόσπερμα εκτίθενται σε αβιοτικές και βιοτικές περιβαλλοντικές καταπονήσεις και έτσι διεγείρουν το οξειδωτικό στρες. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν στα ζωντανά φύλλα των δύο πιο άφθονων θαλάσσιων αγγειοσπέρμων της Μεσογείου, P. oceanica (ΖP) και Cymodocea nodosa (ΖC) και του αγγειόσπερμου των μεταβατικών υδάτων Ruppia maritima (ΖR), καθώς και στα Υγρά (ΥΝP) και Στεγνά (ΣΝP) εκβράσματα του P. oceanica στις ακτές (‘Νεκρομάζα’) και στα εκβράσματα φυτών των C. nodosa (ΝC) και R. maritima (NR): (α) η παραγωγή δραστικών μορφών οξυγόνου (Η2Ο2, ROS), (β) η παραγωγή αντιοξειδωτικών ενζύμων (SOD, APX) και το πρωτεϊνικό περιεχόμενο των φυτικών κυττάρων, (γ) η αντιοξειδωτική ικανότητα των εκχυλισμάτων, όλων των κατηγοριών φυτικού υλικού, να εξουδετερώνουν τις δραστικές ρίζες DPPH•, ABTS•+, O2•-, ΟΗ• και η αναγωγική δύναμή τους, (δ) ο προσδιορισμός των ολικών συγκεντρώσεων των φαινολικών ενώσεων, ενώ επίσης έγινε προσδιορισμός και ποσοτικοποίηση των φαινολικών ενώσεων στα εκχυλίσματά με UHPLC-DAD, (ε) η αντικαρκινική δράση των εκχυλισμάτων τους, έναντι των κυτταρικών σειρών του ανθρώπινου καρκινώματος του παχέος εντέρου LS 174 και τέλος (ζ) διερευνήθηκε η δυνατότητα αξιοποίησης της ΄Νεκρομάζας’ τους για την παραγωγή προϊόντων υψηλής αξίας, με υπολογισμό της ποσότητα των φαινολικών ενώσεων που μπορούν να παραχθούν στις ευρύτερες περιοχές της μελέτης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα ζωντανά φυτά κυρίως των C. nodosa και R. maritima (είδη ρηχών νερών, γρήγορη ανάπτυξη) και λιγότερο του P. oceanica (είδος βαθιών νερών, αργή ανάπτυξη) εξουδετέρωσαν, μέσω αντιοξειδωτικών μηχανισμών, μέρος του παραχθέντος H2O2 (ROS). Η υψηλή παραγωγή Η2Ο2 στα φύλλα του P. oceanica, δικαιολογεί την υψηλότερη αντιοξειδωτική ικανότητα των εκχυλισμάτων να εξουδετερώνουν τις ρίζες DPPH• και ABTS•+ συγκριτικά με τα άλλα δύο είδη, καθώς επίσης και την υψηλή αναγωγική δράση τους. Σε αντίθεση με τα ζωντανά φυτά, η ΣΝP και ΥΝP του P. oceanica είχε συγκριτικά με τα άλλα είδη, την μικρότερη αντιοξειδωτική δράση. Η αντιοξειδωτική δράση της ‘Νεκρομάζας’ του R. maritima (ΝR) μειώθηκε, ενώ του C. nodosa (ΝC) διατηρήθηκε σε παρόμοια επίπεδα, με αυτά των ζωντανών φυτών. Σε συμφωνία με τα παραπάνω, τα ζωντανά φύλλα του P. oceanica (ΖP) εμφάνισαν υψηλότερο ολικό περιεχόμενο φαινολικών ενώσεων, συγκριτικά με τα άλλα είδη. Στις ‘Νεκρομάζες’ των τριών αγγειοσπέρμων, το ολικό φαινολικό περιεχόμενο ήταν μικρότερο από εκείνο στα ζωντανά φυτά. Επιπλέον, η φαινολική ένωση που παράχθηκε και στα τρία είδη, σε μεγαλύτερη ποσότητα, ήταν το κιχωρικό οξύ, ακολούθησαν τα π-κουμαρικό οξύ και η ένυδρη ρουτίνη και το καφταρικό οξύ και βρέθηκαν και άλλες ουσίες σε μικρότερες ποσότητες. Σε περίπτωση που υπάρξει ένα αποδεκτό διαχειριστικό σχέδιο για συλλογή ποσότητας ζωντανών φύλλων των αγγειόσπερμων, αυτά θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν για την παραγωγή προϊόντων υψηλής προστιθέμενης αξίας. Επίσης, εκτιμήθηκε ότι για 20% απομάκρυνση της ‘Νεκρομάζας’ από τις ακτές, η ολική ποσότητα των φαινολικών ενώσεων που θα μπορούσε να παραχθεί από το P. oceanica είναι 40,66 kg, ενώ για το R. maritima, 0,0878 Kg και για το C. nodosa, 0,324 Kg φαινολικών ενώσεων.
description: Marine macrophytes are aquatic plants existing in coastal and estuarine environments and perform important ecological functions. Also, they are an important source of 'bioactive' components, with antioxidant, anticancer, antibacterial activity, etc.. Seagrasses are exposed to abiotic and biotic environmental stress that induces oxidative stress. In the present study, in the live leaves of the two most abundant seagrass species of the Mediterranean Sea, the P. oceanica (LP) and Cymodocea nodosa (LC) and in the live plants of the transitional water angiosperm Ruppia maritima (LR), and in the ‘Wet’ (WNP) and ‘Dry Necromass’ of P. oceanica (DNP) and in ‘Necromass’ of C.nodosa (NC) and of R. maritima (NR) the following were investigated: (a) the production of reactive oxygen species (H2O2, ROS), (b) the production of antioxidant enzymes (SOD, APX) and the protein content of plant cells, (c) the antioxidant capacity of extracts, of plant materials, to scavenge the reactive radicals DPPH•, ABTS•+, O2•-, OH• and their reducing power, (d) the determination of concentrations of total phenolic compounds, and the identification and the quantification of their individual phenolic compounds with UHPLC-DAD, (e) the anticancer activity of their extracts against human colon carcinoma cell lines LS174, and finally, (f) the possibility of utilizing seagrass΄Necromass’ for the production of high value products, by calculating the amount of phenolic compounds that can be produced in the wider study areas. It seems that the live C. nodosa and R. maritima plants (shallow-water, fast-growing species), in contrast to those of P. oceanica (deep-water, slow-growing species) neutralize, through antioxidant mechanisms, a significant amount of H2O2 (ROS) produced. The high production of H2O2 in P. oceanica leaves justifies the higher antioxidant capacity of its extracts to neutralize DPPH• and ABTS•+ radicals compared to the other two species, as well as their high reducing power. In contrast to the live plants, the DNP and WNP of P. oceanica had the lowest antioxidant activity, compared to the two other species. The antioxidant activity of R. maritima ‘Necromass’ (NR) decreased, while that of C. nodosa (NC) was maintained at similar levels to those of the live plants. In agreement with the above, the live P. oceanica leaves showed a higher total content of phenolic compounds, compared to the two other species. In the 'Necromass' of the three angiosperms, the polyphenolic content was lower than that of the live plants. The phenolic compounds produced in all three species, in higher quantities, were Chicoric acid, followed by p-Coumaric acid and Rutin hydrate and Caftaric acid, and other substances in smaller quantities. In the case that there is an acceptable management plan for the collection of an amount of living leaves, they could be utilized to produce high-value derivatives. Also, it was estimated that, for the 20% removal of 'Necromass' from the coast, the amount of phenolic compounds that could be produced from P.oceanica is 40.66 kg, from R. maritima, 0.0878 Kg and from C. nodosa 0.324 Kg of the phenolic compounds.