Опёнок зимний (Flammulina velutipes) - съедобный гриб семейства Рядовковых, широко распространённый на всех континентах, кроме Антарктиды. В средней полосе России он встречается поздней осенью и в начале зимы. Произрастает на валежнике и пнях, предпочитает лиственные деревья. При благоприятных условиях может плодоносить весь зимний период. Дикорастущие грибы имеют ярко-оранжевую окраску. При искусственном культивировании в темноте при повышенном содержании углекислого газа плодовые тела вырастают в виде длинных бесцветных нитей с крошечными шляпками.
Фламмулина широко культивируется и используется в качестве съедобного гриба в странах Азии, благодаря своим вкусовым качествам и питательным свойствам. В Китайском фармакологическом университете был разработан метод получения гелевого раневого покрытия из отработанного субстрата, оставшегося после снятия урожая плодовых тел фламмулины. После измельчения, щелочного гидролиза и очистки был получен материал TG05, состоящий из нерастворимых в воде волокон, содержащих ксилозу, глюкозу и арабинозу в качестве основных мономеров. Эксперименты in vivo, проведенные на мышах и крысах, показали, что TG05 заметно ускоряет процесс заживления ран. Кроме того, в опытах in vitro TG05 индуцировал дозозависимую пролиферацию и миграцию кератиноцитов человека [13].
Альтернативный вариант получения гелевого раневого покрытия разработали исследователи из Уханьского университета (КНР), используя в качестве основы непосредственно плодовые тела грибов. Замороженные грибы нарезали с помощью микротома на тончайшие диски и после щелочной обработки помещали их в гелевый матрикс, состоящий из полисахаридов и белков, продуцируемых самой фламмулиной. Раневое покрытие показало высокую антибактериальную активность по отношению к кишечной палочке и золотистому стафилококку. При этом в опытах in vitro на фибробластах кожи не было выявлено цитотоксичности. Гелевое покрытие не только ускоряло заживление обширных ран, но и эффективно стимулировало регенерацию волосяных фолликулов [1].
Следующим этапом исследований возможности использования фламмулины для заживления ран стала разработка криогеля на основе щелочерастворимых полисахаридов гриба и гидроксиэтилцеллюлозы. В ходе исследований было установлено, что такой гель эффективно имитирует внеклеточный матрикс кожи, стимулируя адгезию и пролиферацию клеток подкожной соединительной ткани. При этом он не проявлял цитотоксичности и не вызывал гемолиз. Более того, он оказался перспективным кровеостанавливающим средством, сопоставимым по эффективности с коммерческими гемостатическими губками [15].
В результате погружённого культивирования грибов в жидкой питательной среде могут быть получены два продукта: твёрдый – биомасса мицелия и жидкий – фильтрат культуральной жидкости. Сравнительное исследование метанольного экстракта сухого мицелия опёнка зимнего, выращенного на глюкозо-картофельном бульоне, и этилацетатного экстракта культуральной жидкости позволили установить различия в их биологической активности. Так, антибактериальное действие экстракта мицелия было выявлено только по отношению к бактериям вида Pseudomonas aeruginosa, в то время как культуральная жидкость подавляла рост P aeruginosa, Micrococcus luteus и Bacillus megaterium. Более высокая биологическая активность жидкой фазы была выявлена и в тесте на антиоксидантную активность, и при оценке фотопротекторной активности за счёт поглощения УФ-излучения [11]. Это подтверждает перспективность использования фильтрата культуральной жидкости фламмулины в качестве основы для косметических средств.
Антиоксидантная активность фламмулины может отличаться у различных штаммов. По этой причине тайванские исследователи провели скрининг наиболее перспективных штаммов для производства косметической продукции и обнаружили местный штамм гриба с плодовыми телами, имеющими жёлтую окраску. Было установлено, что водорастворимые полисахариды из этих грибов обладают наивысшей антиоксидантной активностью по сравнению с другими штаммами. При этом в опытах in vitro эти полисахариды не проявили цитотоксичности по отношению к клеткам подкожной соединительной ткани мышей [4].
Важным биологически активным метаболитом фламмулины является водорастворимая аминокислота L-эрготионеин – эффективный и стабильный антиоксидант. L-эрготионеин широко применяется в производстве косметических средств с антивозрастным эффектом. Являясь антиоксидантом широкого спектра действия, он защищает мембраны митохондрий от окислительных процессов. Эрготионеин активно противодействует фотостарению, защищая ДНК клеток кожи от ультрафиолетового повреждения, предотвращая УФ-индуцированный апоптоз клеток кожи и разрушение волокон коллагена. Он обладает противовоспалительным действием, устраняя раздражения и покраснения. Применение эрготионеина позволяет бороться с гиперпигментацией, регулируя процесс меланогенеза. Он повышает клеточную активность, улучшая транспорт жирных кислот в митохондрии клеток для более эффективного использования кислорода и производства энергии. Эрготионеин укрепляет защитный барьер кожи и способствует её регенерации [6].
В сухих плодовых телах содержится от 1,9 до 3,6 мг/г эрготионеина [14]. Из свежих плодовых тел и отработанного субстрата после культивирования грибов получают водные растворы, содержащие более 9 мг/мл этой водорастворимой аминокислоты [2]. Очевидно, что на выход эрготионеина влияет не только штамм гриба, но и качество сырья, а также способ экстракции. Так, было установлено, что уже через 8 суток хранения в холодильнике содержание эрготионеина начинает значительно снижаться [10]. В опытах с макрофагами мышей была подтверждена высокая противовоспалительная активность экстрактов из плодовых тел опёнка зимнего, которая объясняется регулированием уровня оксида азота L-эрготионеином, содержащимся в грибах. Но при этом было установлено, что нагревание экстрактов приводит к снижению противовоспалительной активности [3]. Исходя из приведённых фактов, представляется более целесообразным использовать в производстве косметического сырья не плодовые тела грибов, прошедшие стадии обработки, упаковки, транспортировки и хранения, а биомассу мицелия и фильтрат культуральной жидкости, полученные за несколько часов до щадящей переработки и немедленного введения в состав готовой продукции.
Нестандартный метод усиления противовоспалительной и антиоксидантной активности фламмулины был разработан в Шанхайском университете Джао Тонг. Измельченные плодовые тела ферментировали в течение 10 суток ассоциацией микроорганизмов, включающей Bacillus subtilis, Bifidobacterium longum и Saccharomyces cerevisiae. В процессе ферментации микроорганизмы разрушали структуру клеточной стенки мицелия и изменяли состав полифенолов. В результате концентрация полифенолов возросла на 10%, а содержание кверцетина увеличилась на 95%. Кроме того, было установлено, что в ферментированном экстракте содержится 22% сиреневой кислоты – мощного антиоксиданта с антибактериальной активностью [7].
Пигментация кожи является результатом биохимического синтеза и накопления меланина. Одним из ключевых ферментов биосинтеза меланина является тирозиназа. Японские исследователи установили, что экстракт F. velutipes ингибирует активность тирозиназы в клетках мышиной меланомы B16 за счет замедления экспрессии главного пускового механизма меланогенеза – микрофтальма-ассоциированного транскрипционного фактора. Эти результаты позволили предположить, что экстракт гриба может содержать компонент, который может быть использован в составе отбеливающей косметики и альтернативных терапевтических средств для лечения гиперпигментации [9].
Наиболее активным метаболитом фламмулины, ингибирующим тирозиназу, по мнению корейских исследователей, является триацилглицерид. Было установлено, что при погружённом культивировании мицелия гриба можно управлять интенсивностью синтеза триацилглицерида, меняя источники углерода в составе питательной среды [5].
Интересные результаты были получены при совместном погружённом культивировании грибов Flammulina velutipes и Ganoderma lucidum в жидкой питательной среде. При несколько сниженной интенсивности роста биомассы опёнка и трутовика значительно увеличился выход экзополисахаридов, и возросла их биологическая активность. Кроме повышения антиоксидантной активности, наблюдали рост интенсивности ингибирования ферментов группы циклооксигеназ, участвующих в развитии воспалительной реакции тканей. Снижение активности этих ферментов позволяет бороться с хроническим воспалением, причиной преждевременного старения. При этом не было выявлено цитотоксичности по отношению к культуре фибробластов кожи человека в нормальных условиях. И даже после облучения фибробластов ультрафиолетом или в условиях искусственного голодания показатели цитотоксичности полисахаридов, синтезированных в присутствии фламмулины, были ниже обычных значений для чистых культур ганодермы [12].
Опёнок зимний способен оказывать выраженный косметический эффект не только при нанесении непосредственно на кожу, но и при приёме внутрь в качестве нутрицевтического средства. В ходе рандомизированного двойного слепого плацебо-контролируемого клинического исследования с участием женщин в возрасте от 20 до 59 лет было установлено, что прием в течение 4 недель порошка плодовых тел опёнка значительно повысил увлажнённость кожи, без изменений уровня трансэпидермальной потери воды. Этот эффект объясняется стимулированием синтеза керамидов кожи за счёт действия неглицериновых сложных липидов глюкоцереброзидов, содержащихся в грибах [8].
Фламмулина широко культивируется и используется в качестве съедобного гриба в странах Азии, благодаря своим вкусовым качествам и питательным свойствам. В Китайском фармакологическом университете был разработан метод получения гелевого раневого покрытия из отработанного субстрата, оставшегося после снятия урожая плодовых тел фламмулины. После измельчения, щелочного гидролиза и очистки был получен материал TG05, состоящий из нерастворимых в воде волокон, содержащих ксилозу, глюкозу и арабинозу в качестве основных мономеров. Эксперименты in vivo, проведенные на мышах и крысах, показали, что TG05 заметно ускоряет процесс заживления ран. Кроме того, в опытах in vitro TG05 индуцировал дозозависимую пролиферацию и миграцию кератиноцитов человека [13].
Альтернативный вариант получения гелевого раневого покрытия разработали исследователи из Уханьского университета (КНР), используя в качестве основы непосредственно плодовые тела грибов. Замороженные грибы нарезали с помощью микротома на тончайшие диски и после щелочной обработки помещали их в гелевый матрикс, состоящий из полисахаридов и белков, продуцируемых самой фламмулиной. Раневое покрытие показало высокую антибактериальную активность по отношению к кишечной палочке и золотистому стафилококку. При этом в опытах in vitro на фибробластах кожи не было выявлено цитотоксичности. Гелевое покрытие не только ускоряло заживление обширных ран, но и эффективно стимулировало регенерацию волосяных фолликулов [1].
Следующим этапом исследований возможности использования фламмулины для заживления ран стала разработка криогеля на основе щелочерастворимых полисахаридов гриба и гидроксиэтилцеллюлозы. В ходе исследований было установлено, что такой гель эффективно имитирует внеклеточный матрикс кожи, стимулируя адгезию и пролиферацию клеток подкожной соединительной ткани. При этом он не проявлял цитотоксичности и не вызывал гемолиз. Более того, он оказался перспективным кровеостанавливающим средством, сопоставимым по эффективности с коммерческими гемостатическими губками [15].
В результате погружённого культивирования грибов в жидкой питательной среде могут быть получены два продукта: твёрдый – биомасса мицелия и жидкий – фильтрат культуральной жидкости. Сравнительное исследование метанольного экстракта сухого мицелия опёнка зимнего, выращенного на глюкозо-картофельном бульоне, и этилацетатного экстракта культуральной жидкости позволили установить различия в их биологической активности. Так, антибактериальное действие экстракта мицелия было выявлено только по отношению к бактериям вида Pseudomonas aeruginosa, в то время как культуральная жидкость подавляла рост P aeruginosa, Micrococcus luteus и Bacillus megaterium. Более высокая биологическая активность жидкой фазы была выявлена и в тесте на антиоксидантную активность, и при оценке фотопротекторной активности за счёт поглощения УФ-излучения [11]. Это подтверждает перспективность использования фильтрата культуральной жидкости фламмулины в качестве основы для косметических средств.
Антиоксидантная активность фламмулины может отличаться у различных штаммов. По этой причине тайванские исследователи провели скрининг наиболее перспективных штаммов для производства косметической продукции и обнаружили местный штамм гриба с плодовыми телами, имеющими жёлтую окраску. Было установлено, что водорастворимые полисахариды из этих грибов обладают наивысшей антиоксидантной активностью по сравнению с другими штаммами. При этом в опытах in vitro эти полисахариды не проявили цитотоксичности по отношению к клеткам подкожной соединительной ткани мышей [4].
Важным биологически активным метаболитом фламмулины является водорастворимая аминокислота L-эрготионеин – эффективный и стабильный антиоксидант. L-эрготионеин широко применяется в производстве косметических средств с антивозрастным эффектом. Являясь антиоксидантом широкого спектра действия, он защищает мембраны митохондрий от окислительных процессов. Эрготионеин активно противодействует фотостарению, защищая ДНК клеток кожи от ультрафиолетового повреждения, предотвращая УФ-индуцированный апоптоз клеток кожи и разрушение волокон коллагена. Он обладает противовоспалительным действием, устраняя раздражения и покраснения. Применение эрготионеина позволяет бороться с гиперпигментацией, регулируя процесс меланогенеза. Он повышает клеточную активность, улучшая транспорт жирных кислот в митохондрии клеток для более эффективного использования кислорода и производства энергии. Эрготионеин укрепляет защитный барьер кожи и способствует её регенерации [6].
В сухих плодовых телах содержится от 1,9 до 3,6 мг/г эрготионеина [14]. Из свежих плодовых тел и отработанного субстрата после культивирования грибов получают водные растворы, содержащие более 9 мг/мл этой водорастворимой аминокислоты [2]. Очевидно, что на выход эрготионеина влияет не только штамм гриба, но и качество сырья, а также способ экстракции. Так, было установлено, что уже через 8 суток хранения в холодильнике содержание эрготионеина начинает значительно снижаться [10]. В опытах с макрофагами мышей была подтверждена высокая противовоспалительная активность экстрактов из плодовых тел опёнка зимнего, которая объясняется регулированием уровня оксида азота L-эрготионеином, содержащимся в грибах. Но при этом было установлено, что нагревание экстрактов приводит к снижению противовоспалительной активности [3]. Исходя из приведённых фактов, представляется более целесообразным использовать в производстве косметического сырья не плодовые тела грибов, прошедшие стадии обработки, упаковки, транспортировки и хранения, а биомассу мицелия и фильтрат культуральной жидкости, полученные за несколько часов до щадящей переработки и немедленного введения в состав готовой продукции.
Нестандартный метод усиления противовоспалительной и антиоксидантной активности фламмулины был разработан в Шанхайском университете Джао Тонг. Измельченные плодовые тела ферментировали в течение 10 суток ассоциацией микроорганизмов, включающей Bacillus subtilis, Bifidobacterium longum и Saccharomyces cerevisiae. В процессе ферментации микроорганизмы разрушали структуру клеточной стенки мицелия и изменяли состав полифенолов. В результате концентрация полифенолов возросла на 10%, а содержание кверцетина увеличилась на 95%. Кроме того, было установлено, что в ферментированном экстракте содержится 22% сиреневой кислоты – мощного антиоксиданта с антибактериальной активностью [7].
Пигментация кожи является результатом биохимического синтеза и накопления меланина. Одним из ключевых ферментов биосинтеза меланина является тирозиназа. Японские исследователи установили, что экстракт F. velutipes ингибирует активность тирозиназы в клетках мышиной меланомы B16 за счет замедления экспрессии главного пускового механизма меланогенеза – микрофтальма-ассоциированного транскрипционного фактора. Эти результаты позволили предположить, что экстракт гриба может содержать компонент, который может быть использован в составе отбеливающей косметики и альтернативных терапевтических средств для лечения гиперпигментации [9].
Наиболее активным метаболитом фламмулины, ингибирующим тирозиназу, по мнению корейских исследователей, является триацилглицерид. Было установлено, что при погружённом культивировании мицелия гриба можно управлять интенсивностью синтеза триацилглицерида, меняя источники углерода в составе питательной среды [5].
Интересные результаты были получены при совместном погружённом культивировании грибов Flammulina velutipes и Ganoderma lucidum в жидкой питательной среде. При несколько сниженной интенсивности роста биомассы опёнка и трутовика значительно увеличился выход экзополисахаридов, и возросла их биологическая активность. Кроме повышения антиоксидантной активности, наблюдали рост интенсивности ингибирования ферментов группы циклооксигеназ, участвующих в развитии воспалительной реакции тканей. Снижение активности этих ферментов позволяет бороться с хроническим воспалением, причиной преждевременного старения. При этом не было выявлено цитотоксичности по отношению к культуре фибробластов кожи человека в нормальных условиях. И даже после облучения фибробластов ультрафиолетом или в условиях искусственного голодания показатели цитотоксичности полисахаридов, синтезированных в присутствии фламмулины, были ниже обычных значений для чистых культур ганодермы [12].
Опёнок зимний способен оказывать выраженный косметический эффект не только при нанесении непосредственно на кожу, но и при приёме внутрь в качестве нутрицевтического средства. В ходе рандомизированного двойного слепого плацебо-контролируемого клинического исследования с участием женщин в возрасте от 20 до 59 лет было установлено, что прием в течение 4 недель порошка плодовых тел опёнка значительно повысил увлажнённость кожи, без изменений уровня трансэпидермальной потери воды. Этот эффект объясняется стимулированием синтеза керамидов кожи за счёт действия неглицериновых сложных липидов глюкоцереброзидов, содержащихся в грибах [8].
Список литературы
1. Chen F. и др. Green fabrication of seedbed-like Flammulina velutipes polysaccharides–derived scaffolds accelerating full-thickness skin wound healing accompanied by hair follicle regeneration // International Journal of Biological Macromolecules. 2021. Т. 167. С. 117–129.
2. Encarnacion A.B. и др. Application of ergothioneine-rich extract from an edible mushroom Flammulina velutipes for melanosis prevention in shrimp, Penaeus monodon and Litopenaeus vannamei // Food Research International. 2012. Т. 45. № 1. С. 232–237.
3. Gunawardena D. и др. Anti-inflammatory effects of five commercially available mushroom species determined in lipopolysaccharide and interferon-γ activated murine macrophages // Food chemistry. 2014. Т. 148. С. 92–96.
4. Hu Y.-N. и др. Characterization and antioxidant activities of yellow strain Flammulina velutipes (Jinhua mushroom) polysaccharides and their effects on ROS content in L929 cell // Antioxidants. 2019. Т. 8. № 8. С. 298.
5. Kim S.-Y., Kong W.-S., Cho J.-Y. Identification of differentially expressed genes in Flammulina velutipes with anti-tyrosinase activity // Curr Microbiol. 2011. Т. 62. № 2. С. 452–457.
6. Liu H.-M. и др. Safe and Effective Antioxidant: The biological mechanism and potential pathways of ergothioneine in the skin // Molecules. 2023. Т. 28. № 4. С. 1648.
7. Ma S., Zhang H., Xu J. Characterization, antioxidant and anti-inflammation capacities of fermented Flammulina velutipes polyphenols // Molecules. 2021. Т. 26. № 20. С. 6205.
8. Nagae M. и др. Effect of oral intake of Flammulina velutipes (Enokitake) on skin condition in healthy adult women: A randomized, double-blind, placebo-controlled study on mental and physical health // Cosmetics. 2023. Т. 10. № 2. С. 57.
9. Nagasaka R. и др. Depigmenting effect of winter medicinal mushroom Flammulna velutipes (higher Basidiomycetes) on melanoma cells // International Journal of Medicinal Mushrooms. 2015. Т. 17. № 6. С. 511-520.
10. Nguyen T.H., Nagasaka R., Ohshima T. Effects of extraction solvents, cooking procedures and storage conditions on the contents of ergothioneine and phenolic compounds and antioxidative capacity of the cultivated mushroom Flammulina velutipes // International Journal of Food Science & Technology. 2012. Т. 47. № 6. С. 1193–1205.
11. Saraswat A., Mathur P., Sanyal D. Assessing cosmeceuticals properties of some macrofungi for improved skin care // Int J Pharm Pharm Sci. 2020. Т. 12. № 2. С. 15–19.
12. Wu J. и др. Biological activities of a polysaccharide from the coculture of Ganoderma lucidum and Flammulina velutipes mycelia in submerged fermentation // Process Biochemistry. 2021. Т. 109. С. 10–18.
13. Xu H. и др. Wound healing activity of a skin substitute from residues of culinary-medicinal winter mushroom Flammulina velutipes (agaricomycetes) cultivation // International journal of medicinal mushrooms. 2019. Т. 21. № 7.
14. Zhang Z. и др. Comparative study on antioxidant activity of four varieties of Flammulina velutipes with different colour // Int J Food Sci Technol. 2013. Т. 48. № 5. С. 1057–1064.
15. Zhu Y. [и др.]. Biocompatible and antibacterial Flammulina velutipes-based natural hybrid cryogel to treat noncompressible hemorrhages and skin defects // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2022. (10). C. 960407.
2. Encarnacion A.B. и др. Application of ergothioneine-rich extract from an edible mushroom Flammulina velutipes for melanosis prevention in shrimp, Penaeus monodon and Litopenaeus vannamei // Food Research International. 2012. Т. 45. № 1. С. 232–237.
3. Gunawardena D. и др. Anti-inflammatory effects of five commercially available mushroom species determined in lipopolysaccharide and interferon-γ activated murine macrophages // Food chemistry. 2014. Т. 148. С. 92–96.
4. Hu Y.-N. и др. Characterization and antioxidant activities of yellow strain Flammulina velutipes (Jinhua mushroom) polysaccharides and their effects on ROS content in L929 cell // Antioxidants. 2019. Т. 8. № 8. С. 298.
5. Kim S.-Y., Kong W.-S., Cho J.-Y. Identification of differentially expressed genes in Flammulina velutipes with anti-tyrosinase activity // Curr Microbiol. 2011. Т. 62. № 2. С. 452–457.
6. Liu H.-M. и др. Safe and Effective Antioxidant: The biological mechanism and potential pathways of ergothioneine in the skin // Molecules. 2023. Т. 28. № 4. С. 1648.
7. Ma S., Zhang H., Xu J. Characterization, antioxidant and anti-inflammation capacities of fermented Flammulina velutipes polyphenols // Molecules. 2021. Т. 26. № 20. С. 6205.
8. Nagae M. и др. Effect of oral intake of Flammulina velutipes (Enokitake) on skin condition in healthy adult women: A randomized, double-blind, placebo-controlled study on mental and physical health // Cosmetics. 2023. Т. 10. № 2. С. 57.
9. Nagasaka R. и др. Depigmenting effect of winter medicinal mushroom Flammulna velutipes (higher Basidiomycetes) on melanoma cells // International Journal of Medicinal Mushrooms. 2015. Т. 17. № 6. С. 511-520.
10. Nguyen T.H., Nagasaka R., Ohshima T. Effects of extraction solvents, cooking procedures and storage conditions on the contents of ergothioneine and phenolic compounds and antioxidative capacity of the cultivated mushroom Flammulina velutipes // International Journal of Food Science & Technology. 2012. Т. 47. № 6. С. 1193–1205.
11. Saraswat A., Mathur P., Sanyal D. Assessing cosmeceuticals properties of some macrofungi for improved skin care // Int J Pharm Pharm Sci. 2020. Т. 12. № 2. С. 15–19.
12. Wu J. и др. Biological activities of a polysaccharide from the coculture of Ganoderma lucidum and Flammulina velutipes mycelia in submerged fermentation // Process Biochemistry. 2021. Т. 109. С. 10–18.
13. Xu H. и др. Wound healing activity of a skin substitute from residues of culinary-medicinal winter mushroom Flammulina velutipes (agaricomycetes) cultivation // International journal of medicinal mushrooms. 2019. Т. 21. № 7.
14. Zhang Z. и др. Comparative study on antioxidant activity of four varieties of Flammulina velutipes with different colour // Int J Food Sci Technol. 2013. Т. 48. № 5. С. 1057–1064.
15. Zhu Y. [и др.]. Biocompatible and antibacterial Flammulina velutipes-based natural hybrid cryogel to treat noncompressible hemorrhages and skin defects // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2022. (10). C. 960407.