Трутовик скошенный – вид грибов рода инонотус (Inonotus) отдела базидиомицеты. Широко распространён в регионах с умеренным климатом и чаще всего растёт на берёзах. Однако, чёрный нарост на дереве, называемый «чага» или «чёрный берёзовый гриб», является не плодовым телом гриба, а его стерильной (бесплодной) формой (склероций), представляющей собой комплекс мицелия и разросшихся тканей дерева. Истинное плодовое тело гриба, формирующие споры, удаётся обнаружить крайне редко, поскольку оно развивается под корой дерева и становится заметным только на стадии спороношения, после чего ссыхается, растрескивается и отпадает [1]. Чага широко используется в народной медицине различных стран. В настоящее время ведутся активные исследования её метаболитов, обладающих противовоспалительными, иммуномодулирующими, противовирусными, антибактериальными, антипаразитарными, противоопухолевыми и другими полезными свойствами. Традиционно считалось, что целебные свойства чаги обусловлены такими метаболитами, как меланин, инодотиол, флавоноиды, тритерпеноиды и полифенолы, но в последнее время подавляющий объем исследований ведётся в области изучения полисахаридов I. оbliquus как наиболее перспективных физиологически активных соединений [14].
Исследователи из университета Джунгбу (Республика Корея) разработали тонер и лосьон на основе экстракта чаги и лекарственных растений, традиционно используемых в составе корейской косметики. В ходе клинических исследований на добровольцах было установлено, что использование этих косметических средств в течение 4 недель привело к статистически значимому уменьшению морщин на лице, включая периорбитальную зону [4]. Позже по тому же принципу этими разработчиками был создан и испытан крем для век, позволяющий эффективно бороться с «гусиными лапками» [5].
Отвар чаги традиционно использовался в Монголии в качестве шампуня для поддержания здоровья волос. Опираясь на эти сведения, группа японских исследователей проверила действие экстракта чаги на клетки дермальных сосочков волосяного фолликула. Было установлено, что 5 входящих в состав экстракта ланостано-подобных тритерпена эффективно стимулировали пролиферацию клеток, что позволяет рекомендовать экстракт чаги в качестве средства усиления роста волос [12].
В ходе разработки косметического средства с омолаживающим эффектом было установлено, что водно-спиртовой экстракт чаги обладает выраженным антиоксидантным действием и дозозависимо ингибирует эластазу – фермент, разрушающий фибриллярный белок эластичных волокон кожи. В эксперименте in vitro на модели клеток фибробластов экстракт эффективно ингибировал экспрессию матриксных металлопротеиназ (MMP), способных разрушать все типы белков внеклеточного матрикса: MMP-1 на 79%, MMP-2 на 20% и MMP-9 на 70%. Кроме того, экстракт дозозависимо активировал в культуре кератиноцитов человека фермент гиалуронансинтазу HAS-2, усиливая синтез среднемолекулярной гиалуроновой кислоты [8, 17]. В ходе другого исследования на модели нормальных фибробластов была подтверждена способность экстрактов чаги ингибировать экспрессию MMP-1, но, кроме того, была зафиксирована способность повышать устойчивость клетки к оксидативному стрессу, снижая активность транскрипционных факторов AP-1 и Jun [6].
Современная косметология придаёт особое значение средствам для борьбы с гиперпигментацией кожи. При изучении меланогенеза на модели меланоцитов мыши B16/F10 были выявлены два механизма действия экстракта чаги на этот процесс. Было установлено заметное ингибирование ключевого фермента в синтезе меланина – тирозиназы и снижение экспрессии микрофтальма-ассоциированного транскрипционного фактора [7]. Сходные результаты были получены при исследовании спиртового экстракта чаги, содержащего 32 мг/г полифенолов и 28 мг/г флавоноидов на той же модели клеток B16/F10 [3]. Вторичные метаболиты чаги могут быть получены и методом твердофазного культивирования мицелия гриба. Твердофазное культивирование мицелия L. obliquus на субстрате из рисовых зёрен позволило получить субстанцию, содержащую 101 мг/кг эрготионеина – мощного аминокислотного антиоксиданта, активно используемого в составе косметических средств против фотостарения [10].
Многие полезные свойства чаги обусловлены действием её полисахаридов. На модели клеток линии кератиноцитов человека было изучено влияние полисахаридов чаги на процессы фотостарения кожи. Результаты исследования показали, что полисахариды ингибируют старение клеток и апоптоз за счет снижения экспрессии следующих белков: ингибиторов циклин-зависимых киназ 1А и 2А (p21 и p16), транскрипционного фактора p53. В то же время полисахариды увеличивали экспрессию антиоксидантных ферментов гемоксигеназы-1, супероксиддисмутазы и каталазы, участвующих в реализации сигнального пути Nrf2/HO‑1. Тем самым осуществляется регулирование реакции клетки на оксидативный стресс и снижается продукция реактивных форм кислорода. Кроме того, полисахариды повышали уровни экспрессии аденозинмонофосфат-активируемой протеинкиназы, белка, ассоциированного с микротрубочками клетки (LC3B) и белка клеточной системы аутофагии (Beclin-1), облегчая ингибирование аутофагии кератиноцитов, подвергнутых воздействию средневолнового (UF-B) ультрафиолетового излучения. Основываясь на этих результатах, можно предположить, что полисахариды чаги могут быть использованы для разработки эффективных натуральных ингредиентов, препятствующих фотостарению и способствующих оздоровлению кожи [9].
Биологически активные полисахариды могут быть получены не только из натуральной чаги, но и из искусственно культивируемого мицелия. Так, в ходе сравнительного анализа полисахаридов, экстрагированных из склероция чаги и из мицелия, полученного методом погруженного культивирования I. оbliquus, было установлено, что концентрация полисахаридов в мицелии больше, а их антиоксидантная активность выше [16]. При этом внесение растительных субстратов в питательную среду способствует активизации синтетической активности мицелия. Внесение жмыха ягод облепихи (Hippophae rhamnoides) в погружённую культуру чаги привело к увеличению биомассы мицелия на 120% и повысило выход биологически активных экзополисахаридов гриба [2].
Древесина берёзы может быть утилизирована не только в процессе роста чаги на дереве, но и при погруженном культивировании I. оbliquus. Так, при внесении измельченной и обработанной щёлочью древесины берёзы в жидкую питательную среду наблюдали увеличение выхода экзополисахаридов на 40% по сравнению с контролем [11]. Кроме того, экстракты из коры и древесины берёзы могут оказывать положительное воздействие на рост мицелия гриба и синтез вторичных метаболитов в погружённой культуре I. оbliquus. Так, водный экстракт древесины берёзы на 97% повысил выход фитостеринов, находящих применение в антивозрастных косметических средствах. Анализ фильтрата культуральной жидкости гриба позволил выявить увеличение содержания бетулина, эргостерола, холестерина, ланостерола, стигмастерина и ситостерина [15]. Необычная субстанция, включающая 5% берёзового сока и 2% экстракта чаги, была предложена французскими учёными в качестве защитного средства от фотостарения кожи. Синергизм действия двух этих субстанций подтверждён в опытах с культурами фибробластов и кератиноцитов, подвергнутых действию длинноволнового (UF-A) и средневолнового (UF-B) ультрафиолетового излучения. Благодаря своей высокой антиоксидантной активности эта субстанция подавляла образование реактивных форм кислорода и предотвращала развитие оксидативного стресса. Кроме ингибирования таких провоспалительных агентов, как интерлейкины (IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10), тумор-некротического фактора (TNF-α) и интерферона гамма (IFN-γ), субстанция защищала от повреждений ДНК клеток кожи [13].
Исследователи из университета Джунгбу (Республика Корея) разработали тонер и лосьон на основе экстракта чаги и лекарственных растений, традиционно используемых в составе корейской косметики. В ходе клинических исследований на добровольцах было установлено, что использование этих косметических средств в течение 4 недель привело к статистически значимому уменьшению морщин на лице, включая периорбитальную зону [4]. Позже по тому же принципу этими разработчиками был создан и испытан крем для век, позволяющий эффективно бороться с «гусиными лапками» [5].
Отвар чаги традиционно использовался в Монголии в качестве шампуня для поддержания здоровья волос. Опираясь на эти сведения, группа японских исследователей проверила действие экстракта чаги на клетки дермальных сосочков волосяного фолликула. Было установлено, что 5 входящих в состав экстракта ланостано-подобных тритерпена эффективно стимулировали пролиферацию клеток, что позволяет рекомендовать экстракт чаги в качестве средства усиления роста волос [12].
В ходе разработки косметического средства с омолаживающим эффектом было установлено, что водно-спиртовой экстракт чаги обладает выраженным антиоксидантным действием и дозозависимо ингибирует эластазу – фермент, разрушающий фибриллярный белок эластичных волокон кожи. В эксперименте in vitro на модели клеток фибробластов экстракт эффективно ингибировал экспрессию матриксных металлопротеиназ (MMP), способных разрушать все типы белков внеклеточного матрикса: MMP-1 на 79%, MMP-2 на 20% и MMP-9 на 70%. Кроме того, экстракт дозозависимо активировал в культуре кератиноцитов человека фермент гиалуронансинтазу HAS-2, усиливая синтез среднемолекулярной гиалуроновой кислоты [8, 17]. В ходе другого исследования на модели нормальных фибробластов была подтверждена способность экстрактов чаги ингибировать экспрессию MMP-1, но, кроме того, была зафиксирована способность повышать устойчивость клетки к оксидативному стрессу, снижая активность транскрипционных факторов AP-1 и Jun [6].
Современная косметология придаёт особое значение средствам для борьбы с гиперпигментацией кожи. При изучении меланогенеза на модели меланоцитов мыши B16/F10 были выявлены два механизма действия экстракта чаги на этот процесс. Было установлено заметное ингибирование ключевого фермента в синтезе меланина – тирозиназы и снижение экспрессии микрофтальма-ассоциированного транскрипционного фактора [7]. Сходные результаты были получены при исследовании спиртового экстракта чаги, содержащего 32 мг/г полифенолов и 28 мг/г флавоноидов на той же модели клеток B16/F10 [3]. Вторичные метаболиты чаги могут быть получены и методом твердофазного культивирования мицелия гриба. Твердофазное культивирование мицелия L. obliquus на субстрате из рисовых зёрен позволило получить субстанцию, содержащую 101 мг/кг эрготионеина – мощного аминокислотного антиоксиданта, активно используемого в составе косметических средств против фотостарения [10].
Многие полезные свойства чаги обусловлены действием её полисахаридов. На модели клеток линии кератиноцитов человека было изучено влияние полисахаридов чаги на процессы фотостарения кожи. Результаты исследования показали, что полисахариды ингибируют старение клеток и апоптоз за счет снижения экспрессии следующих белков: ингибиторов циклин-зависимых киназ 1А и 2А (p21 и p16), транскрипционного фактора p53. В то же время полисахариды увеличивали экспрессию антиоксидантных ферментов гемоксигеназы-1, супероксиддисмутазы и каталазы, участвующих в реализации сигнального пути Nrf2/HO‑1. Тем самым осуществляется регулирование реакции клетки на оксидативный стресс и снижается продукция реактивных форм кислорода. Кроме того, полисахариды повышали уровни экспрессии аденозинмонофосфат-активируемой протеинкиназы, белка, ассоциированного с микротрубочками клетки (LC3B) и белка клеточной системы аутофагии (Beclin-1), облегчая ингибирование аутофагии кератиноцитов, подвергнутых воздействию средневолнового (UF-B) ультрафиолетового излучения. Основываясь на этих результатах, можно предположить, что полисахариды чаги могут быть использованы для разработки эффективных натуральных ингредиентов, препятствующих фотостарению и способствующих оздоровлению кожи [9].
Биологически активные полисахариды могут быть получены не только из натуральной чаги, но и из искусственно культивируемого мицелия. Так, в ходе сравнительного анализа полисахаридов, экстрагированных из склероция чаги и из мицелия, полученного методом погруженного культивирования I. оbliquus, было установлено, что концентрация полисахаридов в мицелии больше, а их антиоксидантная активность выше [16]. При этом внесение растительных субстратов в питательную среду способствует активизации синтетической активности мицелия. Внесение жмыха ягод облепихи (Hippophae rhamnoides) в погружённую культуру чаги привело к увеличению биомассы мицелия на 120% и повысило выход биологически активных экзополисахаридов гриба [2].
Древесина берёзы может быть утилизирована не только в процессе роста чаги на дереве, но и при погруженном культивировании I. оbliquus. Так, при внесении измельченной и обработанной щёлочью древесины берёзы в жидкую питательную среду наблюдали увеличение выхода экзополисахаридов на 40% по сравнению с контролем [11]. Кроме того, экстракты из коры и древесины берёзы могут оказывать положительное воздействие на рост мицелия гриба и синтез вторичных метаболитов в погружённой культуре I. оbliquus. Так, водный экстракт древесины берёзы на 97% повысил выход фитостеринов, находящих применение в антивозрастных косметических средствах. Анализ фильтрата культуральной жидкости гриба позволил выявить увеличение содержания бетулина, эргостерола, холестерина, ланостерола, стигмастерина и ситостерина [15]. Необычная субстанция, включающая 5% берёзового сока и 2% экстракта чаги, была предложена французскими учёными в качестве защитного средства от фотостарения кожи. Синергизм действия двух этих субстанций подтверждён в опытах с культурами фибробластов и кератиноцитов, подвергнутых действию длинноволнового (UF-A) и средневолнового (UF-B) ультрафиолетового излучения. Благодаря своей высокой антиоксидантной активности эта субстанция подавляла образование реактивных форм кислорода и предотвращала развитие оксидативного стресса. Кроме ингибирования таких провоспалительных агентов, как интерлейкины (IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10), тумор-некротического фактора (TNF-α) и интерферона гамма (IFN-γ), субстанция защищала от повреждений ДНК клеток кожи [13].
Список литературы
1. Агеев Д. В., Бульонкова Т. М. Чага (Inonotus obliquus) – Грибы Сибири [Электронный ресурс] URL: https://mycology.su/inonotus-obliquus.html (дата обращения: 08.12.2023).
2. Beltrame G. [и др.]. Effects of supplementation of sea buckthorn press cake on mycelium growth and polysaccharides of Inonotus obliquus in submerged cultivation // Journal of Applied Microbiology. 2021. № 3 (131). C. 1318–1330.
3. Guk M.-H. [и др.]. Antioxidant and skin whitening effects of Inonotus obliquus methanol extract // Journal of Mushroom. 2013. № 2 (11). C. 99–106.
4. Kang S.-J. [и др.]. Anti-wrinkle effect of oriental medicine cosmetics containing black ginseng // Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society. 2010. № 9 (11). C. 3325–3329.
5. Kang S.-J. [и др.]. The effect of enhancing eye-wrinkle applying traditional herb medicine cosmetics // Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society. 2011. № 1 (12). C. 335–340.
6. Kim Y. J., Cha H. J. Inonotus obliquus extracts decreased expression of MMP1 mRNA via JNK-AP-1 axis // Cosmetics. 2020. № 2 (7). C. 36.
7. Lee E. J., Cha H. J. Inonotus obliquus extract as an inhibitor of α-MSH-induced melanogenesis in B16F10 mouse melanoma cells // Cosmetics. 2019. № 1 (6). C. 9.
8. Lee S.-H. [и др.]. Effect of Inonotus obliquus extract on the expression MMPs and HAS-2 // Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea. 2011. № 3 (37). C. 237–245.
9. Lin J. [и др.]. Chaga medicinal mushroom, Inonotus obliquus (Agaricomycetes), polysaccharides alleviate photoaging by regulating Nrf2 pathway and autophagy // International Journal of Medicinal Mushrooms. 2023. № 10 (25).
10. Lin S.-Y. [и др.]. Preparation of Chaga medicinal mushroom, Inonotus obliquus - fermented rice using solid-state fermentation and its taste quality and antioxidant property // International Journal of Medicinal Mushrooms. 2012. № 6 (14). С. 581-592
11. Lu X. [и др.]. Effect of different pretreatment of birch sawdust on the production of active polysaccharides by Inonotus obliquus under submerged fermentation and its structural mechanism // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2021. № 5 (193). C. 1545–1557.
12. Sagayama K. [и др.]. Lanostane-type triterpenes from the sclerotium of Inonotus obliquus (Chaga mushrooms) as proproliferative agents on human follicle dermal papilla cells // Journal of natural medicines. 2019. № 3 (73). C. 597–601.
13. Softa M. [и др.]. Birch sap (Betula alba) and Chaga mushroom (Inonotus obliquus) extracts show anti-oxidant, anti-inflammatory and DNA protection/Repair Activity In Vitro // Journal of Cosmetics, Dermatological Sciences and Applications. 2019. № 2 (9). C. 188–205 .
14. Szychowski K. A. [и др.]. Inonotus obliquus – from folk medicine to clinical use // journal of traditional and complementary medicine. 2021. № 4 (11). C. 293–302.
15. Wang L.-X. [и др.]. Stimulated production of steroids in Inonotus obliquus by host factors from birch // Journal of Bioscience and Bioengineering. 2014. № 6 (118). C. 728–731.
16. Xu X., Wu Y., Chen H. Comparative antioxidative characteristics of polysaccharide-enriched extracts from natural sclerotia and cultured mycelia in submerged fermentation of Inonotus obliquus // Food Chemistry. 2011. № 1 (127). C. 74–79.
17. Yun J. S. [и др.]. Inonotus obliquus protects against oxidative stress-induced apoptosis and premature senescence // Molecules and Cells. 2011. № 5 (31). C. 423–429.
2. Beltrame G. [и др.]. Effects of supplementation of sea buckthorn press cake on mycelium growth and polysaccharides of Inonotus obliquus in submerged cultivation // Journal of Applied Microbiology. 2021. № 3 (131). C. 1318–1330.
3. Guk M.-H. [и др.]. Antioxidant and skin whitening effects of Inonotus obliquus methanol extract // Journal of Mushroom. 2013. № 2 (11). C. 99–106.
4. Kang S.-J. [и др.]. Anti-wrinkle effect of oriental medicine cosmetics containing black ginseng // Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society. 2010. № 9 (11). C. 3325–3329.
5. Kang S.-J. [и др.]. The effect of enhancing eye-wrinkle applying traditional herb medicine cosmetics // Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society. 2011. № 1 (12). C. 335–340.
6. Kim Y. J., Cha H. J. Inonotus obliquus extracts decreased expression of MMP1 mRNA via JNK-AP-1 axis // Cosmetics. 2020. № 2 (7). C. 36.
7. Lee E. J., Cha H. J. Inonotus obliquus extract as an inhibitor of α-MSH-induced melanogenesis in B16F10 mouse melanoma cells // Cosmetics. 2019. № 1 (6). C. 9.
8. Lee S.-H. [и др.]. Effect of Inonotus obliquus extract on the expression MMPs and HAS-2 // Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea. 2011. № 3 (37). C. 237–245.
9. Lin J. [и др.]. Chaga medicinal mushroom, Inonotus obliquus (Agaricomycetes), polysaccharides alleviate photoaging by regulating Nrf2 pathway and autophagy // International Journal of Medicinal Mushrooms. 2023. № 10 (25).
10. Lin S.-Y. [и др.]. Preparation of Chaga medicinal mushroom, Inonotus obliquus - fermented rice using solid-state fermentation and its taste quality and antioxidant property // International Journal of Medicinal Mushrooms. 2012. № 6 (14). С. 581-592
11. Lu X. [и др.]. Effect of different pretreatment of birch sawdust on the production of active polysaccharides by Inonotus obliquus under submerged fermentation and its structural mechanism // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2021. № 5 (193). C. 1545–1557.
12. Sagayama K. [и др.]. Lanostane-type triterpenes from the sclerotium of Inonotus obliquus (Chaga mushrooms) as proproliferative agents on human follicle dermal papilla cells // Journal of natural medicines. 2019. № 3 (73). C. 597–601.
13. Softa M. [и др.]. Birch sap (Betula alba) and Chaga mushroom (Inonotus obliquus) extracts show anti-oxidant, anti-inflammatory and DNA protection/Repair Activity In Vitro // Journal of Cosmetics, Dermatological Sciences and Applications. 2019. № 2 (9). C. 188–205 .
14. Szychowski K. A. [и др.]. Inonotus obliquus – from folk medicine to clinical use // journal of traditional and complementary medicine. 2021. № 4 (11). C. 293–302.
15. Wang L.-X. [и др.]. Stimulated production of steroids in Inonotus obliquus by host factors from birch // Journal of Bioscience and Bioengineering. 2014. № 6 (118). C. 728–731.
16. Xu X., Wu Y., Chen H. Comparative antioxidative characteristics of polysaccharide-enriched extracts from natural sclerotia and cultured mycelia in submerged fermentation of Inonotus obliquus // Food Chemistry. 2011. № 1 (127). C. 74–79.
17. Yun J. S. [и др.]. Inonotus obliquus protects against oxidative stress-induced apoptosis and premature senescence // Molecules and Cells. 2011. № 5 (31). C. 423–429.