Кордицепс военный или вооружённый (Cordyceps militaris) – один из более чем 540 видов энтомопатогенных аскомицетов рода Cordyceps. Так же, как и сходный вид этого рода – Кордицепс китайский (Ophiocordyceps sinensis), этот гриб на протяжении, по крайней мере, 300 лет считается одним из основополагающих средств в китайской медицине. Оба вида грибов содержат широкий спектр физиологически активных соединений, включая аденозин, кордицепин, кордицепиновую кислоту, полисахариды, стерины и макролиды. По сравнению с O. sinensis вид C. militaris обладает двумя важными преимуществами: он легко культивируется в искусственных условиях и содержит значительное количество кордицепина.
Кордицепин или 3-дезоксиаденозин является производным нуклеозида аденозина. Несмотря на схожесть химического строения, кордицепин проявляет совершенно иную биологическую активность, чем аденозин, и влияет на многие процессы внутри клеток. Например, кордицепин может воздействовать на биосинтез пуринов, передачу сигналов регулятора клеточного роста mTOR, апоптоз, метастазирование, агрегацию тромбоцитов, механизмы воспаления и иммунитета. Высокая физиологическая активность делает кордицепин объектом пристального внимания дерматологов и косметологов [10].
Так, было установлено, что кордицепин, выделенный из культивируемых плодовых тел гриба, обладает мощными антиоксидантными свойствами, сопоставимыми с активностью витамина С [4]. На модели культуры фибробластов кожи человека была показана способность кордицепина противодействовать фотостарению, индуцированному УФ-излучением. Кордицепин снижал экспрессию генов матриксных металлопротеиназ – ферментов, разрушающих внеклеточный матрикс кожи [12].
Другим негативным следствием воздействия УФ-излучения на кожу является её гиперпигментация. В экспериментах с клетками меланомы мышей было установлено, что кордицепин регулирует и экспрессию генов меланогенеза [5]. Важно отметить, что это свойство позволяет использовать косметические средства на основе кордицепина не только для снижения негативного воздействия солнечных лучей, но и для противодействия такому типу гиперпигментации, как мелизма, который обычно возникает из-за гормональных изменений в организме, таких как беременность или применение гормональных препаратов [10].
Поскольку непосредственно плодовые тела кордицепса считаются ценным сырьем для производства дорогостоящих БАД, в косметике предлагают использовать более дешёвый продукт – субстрат, оставшийся после искусственного культивирования плодовых тел гриба. Так, совместное исследование учёных из Шанхайского технологического института и Шанхайской академии сельскохозяйственных наук (КНР) позволило установить, что водный экстракт отработанного субстрата обладает выраженными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. В опытах in vitro экстракт оказался способен защитить от оксидативного стресса клетки кератиноцитов кожи человека (HaCaT), не проявляя цитотоксического эффекта. Методом микро-разведений было установлено, что уже в концентрации 6,2 мг/мл экстракт подавляет рост дрожжеподобных грибов Малассезия (Malassezia), которые могут вызывать себорею и себорейный дерматит [28].
Разумеется, и сами плодовые тела кордицепса содержат метаболиты с антиоксидантными свойствами. Водно-глицериновый экстракт плодовых тел эффективно защищает кератиноциты кожи от высокотоксичных кислородных радикалов, образующихся под действием средневолнового УФ-излучения (UVB). Это происходит за счёт активации антиоксидантного фермента спероксиддисмутазы, предотвращающей перекисное окисление жиров, что подтверждается снижением в клетках уровня маркёра оксидативного стресса – малондиальдегида [21]. Сходные результаты были получены в ходе оценки антиоксидантной активности водного экстракта плодовых тел кордицепса в опытах с культурой фибробластов кожи человека, подвергшейся действию перекиси водорода. Было выявлено дозозависимое снижение уровня реактивных форм кислорода и, как следствие, ингибирование апоптотической гибели клеток, вызванной перекисью водорода [18].
Интересные данные были получены исследователями из Чиангмайского университета (Таиланд) при сравнительном анализе биологической активности плодовых тел кордицепса и субстратного мицелия, образовавшегося в процессе твердофазного культивирования грибов. Химический состав мицелия и грибов практически не различался по концентрации кордицепина и флавоноидов, однако содержание фенольных соединений и аденозина в плодовых телах было в четыре раза выше. Оценка способности водных экстрактов гриба и мицелия противодействовать образованию морщин показала, что по интенсивности ингибировать внутритканевую коллагеназу (MMP-1), разрушающую белки внеклеточного матрикса кожи, и эластазу, расщепляющую белок соединительной ткани эластин, экстракт мицелия проявил большую активность. При этом экстракт плодовых тел более активно ингибировал действие гиалуронидазы, расщепляющей гиалуроновую кислоту на моносахариды. Осветляющее действие, обусловленное подавлением активности фермента тирозиназы, было значительно более выраженным у водного экстракта мицелия [19].
С целью усиления биологической активности и повышения стабильности водный экстракт плодовых тел кордицепса был использован для получения наноэмульсии с помощью растительного сахарного сквалана и Твин-85. В ходе исследований было установлено, что водный экстракт кордицепса обладает высокой антиоксидантной активностью, обусловленной присутствием кордицепина, фенольных соединений и флавоноидов. Активность ингибирования перекисного окисления липидов экстрактом гриба соответствовала 97% антиоксидантной активности раствора аскорбиновой кислоты и 87% – альфа токоферола. Полученная наноэмульсия повышала стабильность экстракта, не оказывала цитотоксичного эффекта, не вызывала раздражения кожи и увеличивала интенсивность проникновения [15].
Другая наноэмульсия водного экстракта гриба по типу «масло в воде» была получена с использованием облепихового масла. Неионогенное поверхностно-активное вещество Твин 80 было использовано в качестве эмульгатора, а хитозан – в качестве соэмульгатора. Оценка цитотоксичности и противовоспалительной активности наноэмульсии в опытах in vitro на клеточной культуре макрофагов мыши (RAW 264.7) и кератиноцитов человека (HaCaT) позволила установить, что цитотоксический эффект не наблюдался даже при концентрации 100 мкл/мл. Выраженная противовоспалительная активность наблюдалась при концентрации 50 мкл/мл и проявлялась ингибированием продукции нитрозил-радикала (NO) и снижением экспрессии про-воспалительных генов. Кроме того, наноэмульсия проявляла значительную антиоксидантную активность и ингибировала рост кишечной палочки и золотистого стафилококка [20]. Специализированное исследование антибактериальной активности водных и этанольных экстрактов кордицепса по отношению к патогенным микроорганизмам показало, что оба типа экстрактов эффективно подавляют развитие Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Cutibacterium acnes и метициллин-резистентного S. aureus [3].
Ценное сырьё для производства косметических продуктов может быть получено и методом погружённого культивирования мицелия кордицепса в жидкой питательной среде. Установлено, что выраженным антиоксидантным, увлажняющим и осветляющим свойством обладают как сам мицелий, так и фильтрат культуральной жидкости [23].
В последнее время ведётся активная разработка продуктов для ухода за кожей на основе метаболитов кордицепса. Так, для создания косметической сыворотки были использованы спиртовой экстракт погружённого мицелия гриба и концентрат фильтрата культуральной жидкости. Обе субстанции обладали антиоксидантными свойствами, но активность культуральной жидкости была заметно выше. По антибактериальной и противогрибковой активности в отношении Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus spizizenii, Staphylococcus aureus и Candida albicans также лидировали все комбинации субстанций, включающие фильтрат культуральной жидкости. Эти закономерности наблюдались и при оценке косметической сыворотки на основе экстрактов. Наибольшая активность была у образцов, содержащих 3% смеси экстракта мицелия и концентрата культуральной жидкости. Однако стабильность косметического продукта при длительном хранении оказалась обратно пропорциональна концентрации грибных экстрактов в её составе. Сохранить свойства сыворотки в течение 28 суток практически без изменений удалось только при температуре 4 °С [22].
Исследование потребительских свойств крема для кожи, содержащего 0,2% полисахаридов, выделенных из мицелия кордицепса, было проведено в формате одиночного слепого рандомизированного плацебо-контролируемого испытания. В исследовании участвовали 20 женщин – добровольцев в возрасте от 20 до 40 лет. По результатам тестов 70% участниц отметили лучшую увлажнённость кожи и уменьшение морщин. При этом ни одна из участниц теста не отметила раздражение или дискомфорт от использования крема с полисахаридом кордицепса [7].
Технологии искусственного культивирования кордицепса сильно развиты в Китае и Корее и поставлены на научную основу. Подбор компонентов для питательного субстрата ведётся среди продуктов, употребляемых в пищу в этих регионах. Очевидно, что значительная часть этих продуктов традиционно используется в составе косметических средств. Для поиска субстрата, обеспечивающего максимальную физиологическую активность ферментированного продукта, было проведено сравнительное исследование плодов сои (Glycine max), нута (Cicer arietinum), чёрной фасоли (Rhynchosia nulubilis) и маша (Vigna radiata) в ходе твердофазной ферментации мицелием кордицепса. Ферментация привела к увеличению содержания фенольных соединений и флавоноидов во всех типах субстрата, однако максимальное накопление кордицепина обеспечили только нут и фасоль. При этом антиоксидантная активность была выше у экстракта субстрата на основе нута [14]. Ферментация кордицепсом зерен овса (Avena sativa) привела к заметному увеличению антиоксидантной активности субстрата. Причём сравнение различных растворителей для экстракции показало, что наивысшей активностью обладал водный раствор. В опытах in vitro на ДНК плазмид Escherichia coli было установлено, что экстракты ферментированного субстрата эффективно защищают цепи ДНК от повреждений, вызванных гидроксильными радикалами [25]. Способность экстрактов ферментированного кордицепсом субстрата противодействовать повреждению ДНК была подтверждена в опытах с зёрнами маша (Vigna radiata) [24]. Сходные данные были получены при ферментации зёрен пшеницы (Triticum aestivum). Но в этом эксперименте наивысшую антиоксидантную активность проявил ацетоновый экстракт ферментированного кордицепсом субстрата [29].
Важно отметить, что ферментация растительных субстратов грибом имеет двунаправленный характер. Ферментная система кордицепса превращает метаболиты растений в более физиологически активные соединения, а сами растения стимулируют синтетическую функцию мицелия гриба. Так, погружённое культивирование кордицепса в жидкой среде, содержащей рис, солод и соевые бобы в соотношении 5:6:4, позволило значительно повысить выход биомассы мицелия и уровень кордицепина [26]. Введение зёрен риса в состав субстрата для твердофазного культивирования кордицепса значительно стимулировало синтез грибом водорастворимых полисахаридов, что обуславливало повышение антиоксидантной активности экстракта [27]. Субстрат на основе отходов переработки соевых бобов не только стимулировал синтез полисахаридов грибом, но также значительно повысил их антиоксидантную, противоопухолевую и иммуномодулирующую активность [13].
Если переработанные бобовые и злаковые растения стали распространённым сырьём для производства косметики, то экстракты водорослей и морских животных только начинают завоёвывать рынок. В настоящее время активно ведутся исследования по ферментации таких организмов мицелием кордицепса. Эти работы не направлены непосредственно на разработку косметических средств, однако служат надёжной основой для получения новых физиологически активных субстанций, благотворно влияющих на кожный покров. В частности, сравнительный анализ экстрактов из водорослей Ундария перистая (Undaria pinnatifida) до и после твердофазного ферментирования мицелием кордицепса показал значительный рост антиоксидантной активности. В зависимости от типа антиоксидантного теста показатель увеличился в 10, 16 и 35 раз [8]. Ферментация экстракта из съедобных моллюсков Морское ушко (Haliotis discus hannai) мицелием кордицепса значительно усилила противовоспалительный эффект субстанции за счёт ингибирования образования нитрозил-радикала (NO) и снижения экспрессии про-воспалительных цитокинов [6]. Усиление противовоспалительной активности ферментированного кордицепсом экстракта морских звёзд Гребешковая патирия (Asterina pectinifera) также обусловлено ингибированием экспрессии таких медиаторов воспаления, как тумор-некротический фактор и интерлейкин 6 [9].
Физиологически активные метаболиты кордицепса могут оказывать положительное влияние на кожные покровы не только при наружном применении, но и при пероральном назначении. В ходе исследований специалистами из Южной Кореи было установлено, что спиртовой экстракт плодовых тел кордицепса, выращенных на субстрате из проросших зёрен сои, может быть использован при лечении аллергических контактных дерматитов. Он эффективно снижал выраженность отёка и эритемы уха мышей, вызванных действием 2,4-динитрохлорбензола. При этом в очаге поражения кожи наблюдалось снижение инфильтрации хелперных Т-лимфоцитов (CD4+, CD8+) и тучных клеток. Кроме того, экстракт оказался способен к супрессии пролиферации Т-клеток, индуцированной действием конканавалина A. Результаты анализа экстракта методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) позволяют предположить, что эта активность связана с его основными биохимическими маркерами, включая кордицепин [17].
Ферментация самого гриба может значительно повысить биологическую активность метаболитов кордицепса. Так, твердофазное культивирование на измельченных плодовых телах кордицепса 8 видов микроорганизмов (Lactobacillus hilgardii, Lactobacillus acidophilus, Saccharomyces cerevisiae, Bacillus subtilis, Monascus purpureus, Aspergillus oryzae, Aspergillus kawachii и Rhizopus oryzae) позволило выявить наиболее перспективные штаммы. Общее количество фенольных соединений и концентрация флавоноидов были самыми высокими в субстрате, ферментированном A. oryzae. Этот же микроорганизм позволил получить субстанцию, сильнее всего ингибирующую активность тирозиназы, обеспечивая осветляющий эффект. Наибольшая фибринолитическая активность была выявлена в субстрате, ферментированном B. subtilis и A. kawachii. Ферментация штаммом M. purpureus обеспечила максимальную антиоксидантную активность [1]. Эффект двунаправленной ферментации наблюдается и при взаимодействии гриба с пробиотическими микроорганизмами. Было установлено, что внесение экстракта кордицепса в жидкую среду для культивирования Lactobacillus casei и Lactobacillus acidophilus привело не только к росту титра микроорганизмов, но также и к интенсификации синтеза таких постбиотиков, как молочная, уксусная, масляная и пропионовая кислоты [16].
Интересный эксперимент по двухстадийной ферментации провели корейские исследователи. Сперва они ферментировали пророщенные зёрна чёрной фасоли (R. nulubilis) мицелием кордицепса, а затем ферментировали полученный субстрат культурой молочнокислых бактерий Pediococcus pentosaceus. Ферментация бактериями привела к увеличению общего содержания полифенолов и флавоноидов. Экстракт полученной субстанции эффективно влиял на механизмы патогенеза контактного дерматита в опытах in vitro и заметно снижал проявление его симптомов в экспериментах in vivo. Так, на модели липополисахарид-стимулированных макрофагов мыши (RAW 264.7) противовоспалительный эффект экстракта проявился снижением уровня оксида азота, торможением экспрессии NO‑синтазы, циклооксигеназы-2 и фактора некроза опухоли-альфа. Кроме того, предобработка культуры клеток экстрактом привела к ингибированию фосфорилирования митоген-активируемых протеинкиназ (MAPK) и транскрипционного фактора NF-κB. Экстракт оказался эффективным средством лечения аллергического контактного дерматита, вызванного у мышей действием 2,4-динитро-1-фторбензола, снижая отёк и уменьшая воспаление [11].
Большая часть приведённых данных получена в экспериментах, проведённых методом твердофазного культивирования, но последние достижения в области микотехнологии позволяют с уверенностью утверждать, что именно погружённое культивирование позволит разработать и внедрить промышленные технологии производства продуктов на основе субстратов, ферментированных лекарственными грибами, и на основе мицелия грибов, ферментированного пробиотическими микрорганизмами [2].
Кордицепин или 3-дезоксиаденозин является производным нуклеозида аденозина. Несмотря на схожесть химического строения, кордицепин проявляет совершенно иную биологическую активность, чем аденозин, и влияет на многие процессы внутри клеток. Например, кордицепин может воздействовать на биосинтез пуринов, передачу сигналов регулятора клеточного роста mTOR, апоптоз, метастазирование, агрегацию тромбоцитов, механизмы воспаления и иммунитета. Высокая физиологическая активность делает кордицепин объектом пристального внимания дерматологов и косметологов [10].
Так, было установлено, что кордицепин, выделенный из культивируемых плодовых тел гриба, обладает мощными антиоксидантными свойствами, сопоставимыми с активностью витамина С [4]. На модели культуры фибробластов кожи человека была показана способность кордицепина противодействовать фотостарению, индуцированному УФ-излучением. Кордицепин снижал экспрессию генов матриксных металлопротеиназ – ферментов, разрушающих внеклеточный матрикс кожи [12].
Другим негативным следствием воздействия УФ-излучения на кожу является её гиперпигментация. В экспериментах с клетками меланомы мышей было установлено, что кордицепин регулирует и экспрессию генов меланогенеза [5]. Важно отметить, что это свойство позволяет использовать косметические средства на основе кордицепина не только для снижения негативного воздействия солнечных лучей, но и для противодействия такому типу гиперпигментации, как мелизма, который обычно возникает из-за гормональных изменений в организме, таких как беременность или применение гормональных препаратов [10].
Поскольку непосредственно плодовые тела кордицепса считаются ценным сырьем для производства дорогостоящих БАД, в косметике предлагают использовать более дешёвый продукт – субстрат, оставшийся после искусственного культивирования плодовых тел гриба. Так, совместное исследование учёных из Шанхайского технологического института и Шанхайской академии сельскохозяйственных наук (КНР) позволило установить, что водный экстракт отработанного субстрата обладает выраженными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. В опытах in vitro экстракт оказался способен защитить от оксидативного стресса клетки кератиноцитов кожи человека (HaCaT), не проявляя цитотоксического эффекта. Методом микро-разведений было установлено, что уже в концентрации 6,2 мг/мл экстракт подавляет рост дрожжеподобных грибов Малассезия (Malassezia), которые могут вызывать себорею и себорейный дерматит [28].
Разумеется, и сами плодовые тела кордицепса содержат метаболиты с антиоксидантными свойствами. Водно-глицериновый экстракт плодовых тел эффективно защищает кератиноциты кожи от высокотоксичных кислородных радикалов, образующихся под действием средневолнового УФ-излучения (UVB). Это происходит за счёт активации антиоксидантного фермента спероксиддисмутазы, предотвращающей перекисное окисление жиров, что подтверждается снижением в клетках уровня маркёра оксидативного стресса – малондиальдегида [21]. Сходные результаты были получены в ходе оценки антиоксидантной активности водного экстракта плодовых тел кордицепса в опытах с культурой фибробластов кожи человека, подвергшейся действию перекиси водорода. Было выявлено дозозависимое снижение уровня реактивных форм кислорода и, как следствие, ингибирование апоптотической гибели клеток, вызванной перекисью водорода [18].
Интересные данные были получены исследователями из Чиангмайского университета (Таиланд) при сравнительном анализе биологической активности плодовых тел кордицепса и субстратного мицелия, образовавшегося в процессе твердофазного культивирования грибов. Химический состав мицелия и грибов практически не различался по концентрации кордицепина и флавоноидов, однако содержание фенольных соединений и аденозина в плодовых телах было в четыре раза выше. Оценка способности водных экстрактов гриба и мицелия противодействовать образованию морщин показала, что по интенсивности ингибировать внутритканевую коллагеназу (MMP-1), разрушающую белки внеклеточного матрикса кожи, и эластазу, расщепляющую белок соединительной ткани эластин, экстракт мицелия проявил большую активность. При этом экстракт плодовых тел более активно ингибировал действие гиалуронидазы, расщепляющей гиалуроновую кислоту на моносахариды. Осветляющее действие, обусловленное подавлением активности фермента тирозиназы, было значительно более выраженным у водного экстракта мицелия [19].
С целью усиления биологической активности и повышения стабильности водный экстракт плодовых тел кордицепса был использован для получения наноэмульсии с помощью растительного сахарного сквалана и Твин-85. В ходе исследований было установлено, что водный экстракт кордицепса обладает высокой антиоксидантной активностью, обусловленной присутствием кордицепина, фенольных соединений и флавоноидов. Активность ингибирования перекисного окисления липидов экстрактом гриба соответствовала 97% антиоксидантной активности раствора аскорбиновой кислоты и 87% – альфа токоферола. Полученная наноэмульсия повышала стабильность экстракта, не оказывала цитотоксичного эффекта, не вызывала раздражения кожи и увеличивала интенсивность проникновения [15].
Другая наноэмульсия водного экстракта гриба по типу «масло в воде» была получена с использованием облепихового масла. Неионогенное поверхностно-активное вещество Твин 80 было использовано в качестве эмульгатора, а хитозан – в качестве соэмульгатора. Оценка цитотоксичности и противовоспалительной активности наноэмульсии в опытах in vitro на клеточной культуре макрофагов мыши (RAW 264.7) и кератиноцитов человека (HaCaT) позволила установить, что цитотоксический эффект не наблюдался даже при концентрации 100 мкл/мл. Выраженная противовоспалительная активность наблюдалась при концентрации 50 мкл/мл и проявлялась ингибированием продукции нитрозил-радикала (NO) и снижением экспрессии про-воспалительных генов. Кроме того, наноэмульсия проявляла значительную антиоксидантную активность и ингибировала рост кишечной палочки и золотистого стафилококка [20]. Специализированное исследование антибактериальной активности водных и этанольных экстрактов кордицепса по отношению к патогенным микроорганизмам показало, что оба типа экстрактов эффективно подавляют развитие Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Cutibacterium acnes и метициллин-резистентного S. aureus [3].
Ценное сырьё для производства косметических продуктов может быть получено и методом погружённого культивирования мицелия кордицепса в жидкой питательной среде. Установлено, что выраженным антиоксидантным, увлажняющим и осветляющим свойством обладают как сам мицелий, так и фильтрат культуральной жидкости [23].
В последнее время ведётся активная разработка продуктов для ухода за кожей на основе метаболитов кордицепса. Так, для создания косметической сыворотки были использованы спиртовой экстракт погружённого мицелия гриба и концентрат фильтрата культуральной жидкости. Обе субстанции обладали антиоксидантными свойствами, но активность культуральной жидкости была заметно выше. По антибактериальной и противогрибковой активности в отношении Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Bacillus spizizenii, Staphylococcus aureus и Candida albicans также лидировали все комбинации субстанций, включающие фильтрат культуральной жидкости. Эти закономерности наблюдались и при оценке косметической сыворотки на основе экстрактов. Наибольшая активность была у образцов, содержащих 3% смеси экстракта мицелия и концентрата культуральной жидкости. Однако стабильность косметического продукта при длительном хранении оказалась обратно пропорциональна концентрации грибных экстрактов в её составе. Сохранить свойства сыворотки в течение 28 суток практически без изменений удалось только при температуре 4 °С [22].
Исследование потребительских свойств крема для кожи, содержащего 0,2% полисахаридов, выделенных из мицелия кордицепса, было проведено в формате одиночного слепого рандомизированного плацебо-контролируемого испытания. В исследовании участвовали 20 женщин – добровольцев в возрасте от 20 до 40 лет. По результатам тестов 70% участниц отметили лучшую увлажнённость кожи и уменьшение морщин. При этом ни одна из участниц теста не отметила раздражение или дискомфорт от использования крема с полисахаридом кордицепса [7].
Технологии искусственного культивирования кордицепса сильно развиты в Китае и Корее и поставлены на научную основу. Подбор компонентов для питательного субстрата ведётся среди продуктов, употребляемых в пищу в этих регионах. Очевидно, что значительная часть этих продуктов традиционно используется в составе косметических средств. Для поиска субстрата, обеспечивающего максимальную физиологическую активность ферментированного продукта, было проведено сравнительное исследование плодов сои (Glycine max), нута (Cicer arietinum), чёрной фасоли (Rhynchosia nulubilis) и маша (Vigna radiata) в ходе твердофазной ферментации мицелием кордицепса. Ферментация привела к увеличению содержания фенольных соединений и флавоноидов во всех типах субстрата, однако максимальное накопление кордицепина обеспечили только нут и фасоль. При этом антиоксидантная активность была выше у экстракта субстрата на основе нута [14]. Ферментация кордицепсом зерен овса (Avena sativa) привела к заметному увеличению антиоксидантной активности субстрата. Причём сравнение различных растворителей для экстракции показало, что наивысшей активностью обладал водный раствор. В опытах in vitro на ДНК плазмид Escherichia coli было установлено, что экстракты ферментированного субстрата эффективно защищают цепи ДНК от повреждений, вызванных гидроксильными радикалами [25]. Способность экстрактов ферментированного кордицепсом субстрата противодействовать повреждению ДНК была подтверждена в опытах с зёрнами маша (Vigna radiata) [24]. Сходные данные были получены при ферментации зёрен пшеницы (Triticum aestivum). Но в этом эксперименте наивысшую антиоксидантную активность проявил ацетоновый экстракт ферментированного кордицепсом субстрата [29].
Важно отметить, что ферментация растительных субстратов грибом имеет двунаправленный характер. Ферментная система кордицепса превращает метаболиты растений в более физиологически активные соединения, а сами растения стимулируют синтетическую функцию мицелия гриба. Так, погружённое культивирование кордицепса в жидкой среде, содержащей рис, солод и соевые бобы в соотношении 5:6:4, позволило значительно повысить выход биомассы мицелия и уровень кордицепина [26]. Введение зёрен риса в состав субстрата для твердофазного культивирования кордицепса значительно стимулировало синтез грибом водорастворимых полисахаридов, что обуславливало повышение антиоксидантной активности экстракта [27]. Субстрат на основе отходов переработки соевых бобов не только стимулировал синтез полисахаридов грибом, но также значительно повысил их антиоксидантную, противоопухолевую и иммуномодулирующую активность [13].
Если переработанные бобовые и злаковые растения стали распространённым сырьём для производства косметики, то экстракты водорослей и морских животных только начинают завоёвывать рынок. В настоящее время активно ведутся исследования по ферментации таких организмов мицелием кордицепса. Эти работы не направлены непосредственно на разработку косметических средств, однако служат надёжной основой для получения новых физиологически активных субстанций, благотворно влияющих на кожный покров. В частности, сравнительный анализ экстрактов из водорослей Ундария перистая (Undaria pinnatifida) до и после твердофазного ферментирования мицелием кордицепса показал значительный рост антиоксидантной активности. В зависимости от типа антиоксидантного теста показатель увеличился в 10, 16 и 35 раз [8]. Ферментация экстракта из съедобных моллюсков Морское ушко (Haliotis discus hannai) мицелием кордицепса значительно усилила противовоспалительный эффект субстанции за счёт ингибирования образования нитрозил-радикала (NO) и снижения экспрессии про-воспалительных цитокинов [6]. Усиление противовоспалительной активности ферментированного кордицепсом экстракта морских звёзд Гребешковая патирия (Asterina pectinifera) также обусловлено ингибированием экспрессии таких медиаторов воспаления, как тумор-некротический фактор и интерлейкин 6 [9].
Физиологически активные метаболиты кордицепса могут оказывать положительное влияние на кожные покровы не только при наружном применении, но и при пероральном назначении. В ходе исследований специалистами из Южной Кореи было установлено, что спиртовой экстракт плодовых тел кордицепса, выращенных на субстрате из проросших зёрен сои, может быть использован при лечении аллергических контактных дерматитов. Он эффективно снижал выраженность отёка и эритемы уха мышей, вызванных действием 2,4-динитрохлорбензола. При этом в очаге поражения кожи наблюдалось снижение инфильтрации хелперных Т-лимфоцитов (CD4+, CD8+) и тучных клеток. Кроме того, экстракт оказался способен к супрессии пролиферации Т-клеток, индуцированной действием конканавалина A. Результаты анализа экстракта методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) позволяют предположить, что эта активность связана с его основными биохимическими маркерами, включая кордицепин [17].
Ферментация самого гриба может значительно повысить биологическую активность метаболитов кордицепса. Так, твердофазное культивирование на измельченных плодовых телах кордицепса 8 видов микроорганизмов (Lactobacillus hilgardii, Lactobacillus acidophilus, Saccharomyces cerevisiae, Bacillus subtilis, Monascus purpureus, Aspergillus oryzae, Aspergillus kawachii и Rhizopus oryzae) позволило выявить наиболее перспективные штаммы. Общее количество фенольных соединений и концентрация флавоноидов были самыми высокими в субстрате, ферментированном A. oryzae. Этот же микроорганизм позволил получить субстанцию, сильнее всего ингибирующую активность тирозиназы, обеспечивая осветляющий эффект. Наибольшая фибринолитическая активность была выявлена в субстрате, ферментированном B. subtilis и A. kawachii. Ферментация штаммом M. purpureus обеспечила максимальную антиоксидантную активность [1]. Эффект двунаправленной ферментации наблюдается и при взаимодействии гриба с пробиотическими микроорганизмами. Было установлено, что внесение экстракта кордицепса в жидкую среду для культивирования Lactobacillus casei и Lactobacillus acidophilus привело не только к росту титра микроорганизмов, но также и к интенсификации синтеза таких постбиотиков, как молочная, уксусная, масляная и пропионовая кислоты [16].
Интересный эксперимент по двухстадийной ферментации провели корейские исследователи. Сперва они ферментировали пророщенные зёрна чёрной фасоли (R. nulubilis) мицелием кордицепса, а затем ферментировали полученный субстрат культурой молочнокислых бактерий Pediococcus pentosaceus. Ферментация бактериями привела к увеличению общего содержания полифенолов и флавоноидов. Экстракт полученной субстанции эффективно влиял на механизмы патогенеза контактного дерматита в опытах in vitro и заметно снижал проявление его симптомов в экспериментах in vivo. Так, на модели липополисахарид-стимулированных макрофагов мыши (RAW 264.7) противовоспалительный эффект экстракта проявился снижением уровня оксида азота, торможением экспрессии NO‑синтазы, циклооксигеназы-2 и фактора некроза опухоли-альфа. Кроме того, предобработка культуры клеток экстрактом привела к ингибированию фосфорилирования митоген-активируемых протеинкиназ (MAPK) и транскрипционного фактора NF-κB. Экстракт оказался эффективным средством лечения аллергического контактного дерматита, вызванного у мышей действием 2,4-динитро-1-фторбензола, снижая отёк и уменьшая воспаление [11].
Большая часть приведённых данных получена в экспериментах, проведённых методом твердофазного культивирования, но последние достижения в области микотехнологии позволяют с уверенностью утверждать, что именно погружённое культивирование позволит разработать и внедрить промышленные технологии производства продуктов на основе субстратов, ферментированных лекарственными грибами, и на основе мицелия грибов, ферментированного пробиотическими микрорганизмами [2].
Список литературы
1. Ahn H.-Y. [и др.]. Biological activity and chemical characteristics of Cordyceps militaris powder fermented by several microscopic organisms // Journal of Life Science. 2015. № 2 (25). C. 197–205.
2. Bakratsas G. [и др.]. Recent trends in submerged cultivation of mushrooms and their application as a source of nutraceuticals and food additives // Future Foods. 2021. (4). C. 100086.
3. Eiamthaworn K. [и др.]. Efficacy of Cordyceps militaris extracts against some skin pathogenic bacteria and antioxidant activity // Journal of Fungi. – 2022. – Т. 8. – №. 4. – С. 327.
4. He Y. T. [и др.]. Extraction and antioxidant property in vitro of cordycepin in artificially cultivated Cordyceps militaris // Advanced Materials Research. 2013. (750). C. 1593–1596.
5. Jin M. L. [и др.]. Suppression of α-MSH and IBMX-induced melanogenesis by cordycepin via inhibition of CREB and MITF, and activation of PI3K/Akt and ERK-dependent mechanisms // International journal of molecular medicine. 2012. № 1 (29). C. 119–124.
6. Joung H.-J. [и др.]. Anti-inflammatory effects of extract from Haliotis discus hannai fermented with Cordyceps militaris mycelia in RAW264.7 macrophages through TRIF-dependent signaling pathway // Fish & Shellfish Immunology. 2014. № 1 (38). C. 184–189.
7. Kanlayavattanakul M., Lourith N. Cordyceps militaris polysaccharides: preparation and topical product application // Fungal Biology and Biotechnology. 2023. № 1 (10). C. 1–6.
8. Kim Y.-S. [и др.]. Radical scavenging activities of Undaria pinnatifida extracts fermented with Cordyceps militaris mycelia // Journal of Microbiology and Biotechnology. 2015. № 6 (25). C. 820–827.
9. Kim Y.-S. [и др.]. Anti-inflammatory effect of the extract from fermented Asterina pectinifera with Cordyceps militaris mycelia in LPS-induced RAW264.7 macrophages // Food Science and Biotechnology. 2017. № 6 (26). C. 1633–1640.
10. Kunhorm P., Chaicharoenaudomrung N., Noisa P. Enrichment of cordycepin for cosmeceutical applications: culture systems and strategies // Applied microbiology and biotechnology. 2019. (103). C. 1681–1691.
11. Kwon H.-K. [и др.]. Pediococcus pentosaceus-fermented Cordyceps militaris inhibits inflammatory reactions and alleviates contact dermatitis // International Journal of Molecular Sciences. 2018. № 11 (19). C. 3504.
12. Lee Y.-R. [и др.]. Cordycepin inhibits UVB-induced matrix metalloproteinase expression by suppressing the NF-κB pathway in human dermal fibroblasts // Experimental & molecular medicine. 2009. № 8 (41). C. 548–554.
13. Li Y. [и др.]. Bioactivities of crude polysaccharide extracted from fermented soybean curd residue by Cordyceps militaris // Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2021. № 1 (35). C. 334–345.
14. Liu W. [и др.]. Effects on total phenolic and flavonoid content, antioxidant properties, and angiotensin I-converting enzyme inhibitory activity of beans by solid-state fermentation with Cordyceps militaris // International Journal of Food Properties. 2022. № 1 (25). C. 477–491.
15. Marsup P. [и др.]. Enhancement of chemical stability and dermal delivery of Cordyceps militaris extracts by nanoemulsion // Nanomaterials. 2020. № 8 (10). C. 1565.
16. Omak G., Yilmaz-Ersan L. Effect of Cordyceps militaris on formation of short-chain fatty acids as postbiotic metabolites // Preparative Biochemistry & Biotechnology. 2022. № 10 (52). C. 1142–1150.
17. Park H.-J. Ethanol extract of Cordyceps militaris grown on germinated soybeans inhibits 2, 4-dinitrophenolfluorobenzene-induced allergic contact dermatitis // Journal of Functional Foods. 2015. (17). C. 938–947.
18. Park J. M. [и др.]. Cordyceps militaris extract protects human dermal fibroblasts against oxidative stress-induced apoptosis and premature senescence // Nutrients. 2014. № 9 (6). C. 3711–3726.
19. Prommaban A. [и др.]. Comparison of chemical profiles, antioxidation, inhibition of skin extracellular matrix degradation, and anti-tyrosinase activity between mycelium and fruiting body of Cordyceps militaris and Isaria tenuipes // Pharmaceutical Biology. 2022. № 1 (60). C. 225–234.
20. Rupa E. J. [и др.]. Cordyceps militaris fungus extracts-mediated nanoemulsion for improvement antioxidant, antimicrobial, and anti-inflammatory activities // Molecules. 2020. № 23 (25). C. 5733.
21. Tang J. [и др.]. Antioxidant effects of bioactive compounds isolated from cordyceps and their protective effects against UVB-irradiated HaCaT cells // Journal of Cosmetic Dermatology. 2019. № 6 (18). C. 1899–1906.
22. Vo-Nguyen H.-V. [и др.]. Extracts from Cordyceps militaris: Novel, potential, and efficiently bioactive natural materials used for skin-care products // Preprints. 2023. 2023060004. https://doi.org/10.20944/preprints202306.0004.v1 2023.
23. Wang S. [и др.]. Comparing the cosmetic effects of liquid-fermented culture of some medicinal mushrooms including antioxidant, moisturizing, and whitening activities // International Journal of Medicinal Mushrooms. 2020. № 7 (22). С. 693-703.
24. 1. Xiao Y. [и др.]. Antioxidant activity and DNA damage protection of mung beans processed by solid state fermentation with Cordyceps militaris SN-18 // Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2015. (31). C. 216–225.
25. Xiao Y. [и др.]. Solid state fermentation with Cordyceps militaris SN-18 enhanced antioxidant capacity and DNA damage protective effect of oats (Avena sativa L.) // Journal of Functional Foods. 2015. (16). C. 58–73.
26. Xie C. [и др.]. Production of cordycepin and mycelia by submerged fermentation of Cordyceps militaris in mixture natural culture // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2009. № 2 (158). C. 483–492.
27. Xu L. [и др.]. Optimization of polysaccharide production from Cordyceps militaris by solid-state fermentation on rice and its antioxidant activities // Foods. 2019. № 11 (8). C. 590.
28. Zhang D. [и др.]. Antimicrobial, antioxidant, anti-inflammatory, and cytotoxic activities of Cordyceps militaris spent substrate // Plos one. 2023. № 9 (18). C. e0291363.
29. Zhang Z. [и др.]. Production of powerful antioxidant supplements via solid-state fermentation of wheat (Triticum aestivum Linn.) by Cordyceps militaris // Food Technology and Biotechnology. 2012. № 1 (50). C. 32–39.
2. Bakratsas G. [и др.]. Recent trends in submerged cultivation of mushrooms and their application as a source of nutraceuticals and food additives // Future Foods. 2021. (4). C. 100086.
3. Eiamthaworn K. [и др.]. Efficacy of Cordyceps militaris extracts against some skin pathogenic bacteria and antioxidant activity // Journal of Fungi. – 2022. – Т. 8. – №. 4. – С. 327.
4. He Y. T. [и др.]. Extraction and antioxidant property in vitro of cordycepin in artificially cultivated Cordyceps militaris // Advanced Materials Research. 2013. (750). C. 1593–1596.
5. Jin M. L. [и др.]. Suppression of α-MSH and IBMX-induced melanogenesis by cordycepin via inhibition of CREB and MITF, and activation of PI3K/Akt and ERK-dependent mechanisms // International journal of molecular medicine. 2012. № 1 (29). C. 119–124.
6. Joung H.-J. [и др.]. Anti-inflammatory effects of extract from Haliotis discus hannai fermented with Cordyceps militaris mycelia in RAW264.7 macrophages through TRIF-dependent signaling pathway // Fish & Shellfish Immunology. 2014. № 1 (38). C. 184–189.
7. Kanlayavattanakul M., Lourith N. Cordyceps militaris polysaccharides: preparation and topical product application // Fungal Biology and Biotechnology. 2023. № 1 (10). C. 1–6.
8. Kim Y.-S. [и др.]. Radical scavenging activities of Undaria pinnatifida extracts fermented with Cordyceps militaris mycelia // Journal of Microbiology and Biotechnology. 2015. № 6 (25). C. 820–827.
9. Kim Y.-S. [и др.]. Anti-inflammatory effect of the extract from fermented Asterina pectinifera with Cordyceps militaris mycelia in LPS-induced RAW264.7 macrophages // Food Science and Biotechnology. 2017. № 6 (26). C. 1633–1640.
10. Kunhorm P., Chaicharoenaudomrung N., Noisa P. Enrichment of cordycepin for cosmeceutical applications: culture systems and strategies // Applied microbiology and biotechnology. 2019. (103). C. 1681–1691.
11. Kwon H.-K. [и др.]. Pediococcus pentosaceus-fermented Cordyceps militaris inhibits inflammatory reactions and alleviates contact dermatitis // International Journal of Molecular Sciences. 2018. № 11 (19). C. 3504.
12. Lee Y.-R. [и др.]. Cordycepin inhibits UVB-induced matrix metalloproteinase expression by suppressing the NF-κB pathway in human dermal fibroblasts // Experimental & molecular medicine. 2009. № 8 (41). C. 548–554.
13. Li Y. [и др.]. Bioactivities of crude polysaccharide extracted from fermented soybean curd residue by Cordyceps militaris // Biotechnology & Biotechnological Equipment. 2021. № 1 (35). C. 334–345.
14. Liu W. [и др.]. Effects on total phenolic and flavonoid content, antioxidant properties, and angiotensin I-converting enzyme inhibitory activity of beans by solid-state fermentation with Cordyceps militaris // International Journal of Food Properties. 2022. № 1 (25). C. 477–491.
15. Marsup P. [и др.]. Enhancement of chemical stability and dermal delivery of Cordyceps militaris extracts by nanoemulsion // Nanomaterials. 2020. № 8 (10). C. 1565.
16. Omak G., Yilmaz-Ersan L. Effect of Cordyceps militaris on formation of short-chain fatty acids as postbiotic metabolites // Preparative Biochemistry & Biotechnology. 2022. № 10 (52). C. 1142–1150.
17. Park H.-J. Ethanol extract of Cordyceps militaris grown on germinated soybeans inhibits 2, 4-dinitrophenolfluorobenzene-induced allergic contact dermatitis // Journal of Functional Foods. 2015. (17). C. 938–947.
18. Park J. M. [и др.]. Cordyceps militaris extract protects human dermal fibroblasts against oxidative stress-induced apoptosis and premature senescence // Nutrients. 2014. № 9 (6). C. 3711–3726.
19. Prommaban A. [и др.]. Comparison of chemical profiles, antioxidation, inhibition of skin extracellular matrix degradation, and anti-tyrosinase activity between mycelium and fruiting body of Cordyceps militaris and Isaria tenuipes // Pharmaceutical Biology. 2022. № 1 (60). C. 225–234.
20. Rupa E. J. [и др.]. Cordyceps militaris fungus extracts-mediated nanoemulsion for improvement antioxidant, antimicrobial, and anti-inflammatory activities // Molecules. 2020. № 23 (25). C. 5733.
21. Tang J. [и др.]. Antioxidant effects of bioactive compounds isolated from cordyceps and their protective effects against UVB-irradiated HaCaT cells // Journal of Cosmetic Dermatology. 2019. № 6 (18). C. 1899–1906.
22. Vo-Nguyen H.-V. [и др.]. Extracts from Cordyceps militaris: Novel, potential, and efficiently bioactive natural materials used for skin-care products // Preprints. 2023. 2023060004. https://doi.org/10.20944/preprints202306.0004.v1 2023.
23. Wang S. [и др.]. Comparing the cosmetic effects of liquid-fermented culture of some medicinal mushrooms including antioxidant, moisturizing, and whitening activities // International Journal of Medicinal Mushrooms. 2020. № 7 (22). С. 693-703.
24. 1. Xiao Y. [и др.]. Antioxidant activity and DNA damage protection of mung beans processed by solid state fermentation with Cordyceps militaris SN-18 // Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2015. (31). C. 216–225.
25. Xiao Y. [и др.]. Solid state fermentation with Cordyceps militaris SN-18 enhanced antioxidant capacity and DNA damage protective effect of oats (Avena sativa L.) // Journal of Functional Foods. 2015. (16). C. 58–73.
26. Xie C. [и др.]. Production of cordycepin and mycelia by submerged fermentation of Cordyceps militaris in mixture natural culture // Applied Biochemistry and Biotechnology. 2009. № 2 (158). C. 483–492.
27. Xu L. [и др.]. Optimization of polysaccharide production from Cordyceps militaris by solid-state fermentation on rice and its antioxidant activities // Foods. 2019. № 11 (8). C. 590.
28. Zhang D. [и др.]. Antimicrobial, antioxidant, anti-inflammatory, and cytotoxic activities of Cordyceps militaris spent substrate // Plos one. 2023. № 9 (18). C. e0291363.
29. Zhang Z. [и др.]. Production of powerful antioxidant supplements via solid-state fermentation of wheat (Triticum aestivum Linn.) by Cordyceps militaris // Food Technology and Biotechnology. 2012. № 1 (50). C. 32–39.