في السنوات الأخيرة، حظي دور المركبات النشطة بيولوجيًا في تحسين الصحة والوقاية من الأمراض باهتمام كبير. ومن أهم فئات هذه المركبات الببتيدات النشطة بيولوجيًا ، وهي شظايا قصيرة من الأحماض الأمينية تُستخرج من البروتينات الغذائية أو مصادر طبيعية أخرى، وعند تناولها، تُحدث آثارًا مفيدة تتجاوز وظائفها الغذائية المعتادة.
تتمتع الببتيدات النشطة بتأثيرات مضادة لارتفاع ضغط الدم، ومضادة للأكسدة، ومضادة للبكتيريا، ومحفزة للمناعة، ومضادة للالتهابات، وحتى مضادة للسرطان . لذلك، تحتل هذه المركبات مكانة بارزة في صناعات الأغذية والأدوية والتكنولوجيا الحيوية.
تتناول هذه المقالة بالتفصيل تعريف الببتيدات النشطة بيولوجيًا وطرق إنتاجها ومصادرها وتطبيقاتها وتحدياتها ومستقبلها.
الجزء الأول: ما هي الببتيدات النشطة؟
الببتيدات النشطة بيولوجيًا هي أجزاء بروتينية قصيرة (عادةً ما تتكون من 2 إلى 20 حمضًا أمينيًا) تحدث بشكل طبيعي في البروتينات ولكن يتم إطلاقها بعد التحلل المائي (على سبيل المثال، عن طريق الإنزيمات الهضمية أو المعالجة الصناعية) وتظهر تأثيرات بيولوجية محددة.
مميزاته الرئيسية:
-
حجم صغير وامتصاص قوي.
-
نشاط محدد (على سبيل المثال، مضاد لارتفاع ضغط الدم أو مضاد للبكتيريا).
-
ظروف الهضم مستقرة نسبيا.
الجزء الثاني: مصادر الببتيدات النشطة
1. أصل حيواني
-
الحليب ومنتجات الألبان : يعتبر الكازين وبروتينات مصل اللبن من المصادر المهمة للببتيدات الخافضة لضغط الدم (التيروزيناز) والمناعة.
-
اللحوم والأسماك : يمكن للبروتينات الليفية العضلية والكولاجين إنتاج ببتيدات مضادة للأكسدة ومضادة للميكروبات.
-
البيض : يحتوي على ببتيدات مضادة للميكروبات وخافضة لضغط الدم، مثل ببتيدات البيض.
2. مصدر نباتي
-
الصويا : بروتين الصويا هو مصدر للببتيدات التي تعمل على خفض الكوليسترول ومضادات السكري.
-
الحبوب (القمح والشعير والذرة) : تحتوي على الببتيدات المضادة للأكسدة والمضادة للالتهابات.
3. الموارد البحرية
-
الطحالب والقشريات : غنية بالببتيدات ذات الخصائص المضادة للسرطان والفيروسات.
4. المصدر الميكروبي
-
يمكن لبعض البكتيريا والفطريات إنتاج الببتيدات النشطة أثناء التخمير.
الجزء الثالث: طرق إنتاج الببتيدات النشطة
1. التحلل المائي الأنزيمي
-
الطريقة الأكثر استخداما.
-
استخدم إنزيمات مثل البيبسين والتربسين والبروتياز القلوي والبابين.
-
المزايا: إنتاج الببتيد القابل للتحكم والمحدد.
2. التخمير الميكروبي
-
استخدم بكتيريا حمض اللاكتيك أو الفطريات.
-
وهذا ينطبق بشكل خاص على منتجات الألبان المخمرة مثل الزبادي والكفير .
3. التحلل الكيميائي
-
يتم تصنيعه باستخدام حمض أو قاعدة.
-
نظرًا لأنه غير محدد ومدمر، يتم استخدامه بشكل أقل.
4. التركيب الكيميائي أو البيولوجي
-
إنتاج ببتيدات محددة ذات تطبيقات صيدلانية على نطاق المختبر.
الجزء الرابع: أنواع الأنشطة البيولوجية للببتيدات
1. خافض لضغط الدم
-
تعمل العديد من الببتيدات على خفض ضغط الدم عن طريق تثبيط إنزيم ACE (إنزيم تحويل الأنجيوتنسين).
-
على سبيل المثال: الببتيدات التي يتم الحصول عليها عن طريق تحلل الكازين في الحليب.
2. مضادات الأكسدة
-
قادرة على تحييد الجذور الحرة ومنع الإجهاد التأكسدي.
-
يتم استخدامه في صناعة المواد الغذائية لإطالة مدة الصلاحية.
3. مضاد للبكتيريا
-
يمنع نمو البكتيريا والفطريات والفيروسات.
-
يتم استخدامه كمواد حافظة طبيعية في الأطعمة.
4. مضاد للالتهابات
-
يقلل من إفراز السيتوكينات الالتهابية.
-
يساعد في علاج الأمراض المزمنة مثل التهاب المفاصل أو مرض السكري من النوع الثاني.
5. يقوي جهاز المناعة
-
يمكن لبعض الببتيدات تحفيز نشاط الخلايا المناعية.
6. مضاد للسرطان
-
يمنع تكاثر الخلايا السرطانية ويحفز موت الخلايا.
-
وقد أظهروا نتائج واعدة في الدراسات السريرية المسبقة .
الجزء الخامس: طرق تحديد وتقييم الببتيدات النشطة
-
الفصل الكروماتوغرافي (HPLC، FPLC).
-
مطيافية الكتلة (MS، LC-MS/MS) للتسلسل .
-
المعلوماتية الحيوية للتنبؤ بالنشاط القائم على البنية.
-
يتم إجراء الاختبارات على الخلايا والحيوانات لدراسة التأثيرات البيولوجية.
الجزء السادس: الاستخدام الصناعي للببتيدات النشطة
1. صناعة الأغذية
-
المكملات الغذائية والمشروبات المدعمة.
-
المواد الحافظة الطبيعية بدلا من المواد الكيميائية.
-
تحسين القيمة الغذائية لمنتجات الألبان واللحوم .
2. صناعة الأدوية
-
تطوير الأدوية الخافضة لضغط الدم والأدوية المضادة للسرطان.
-
للاستخدام في المستحضرات العلاجية.
3. صناعة مستحضرات التجميل والمنتجات الصحية
-
ببتيدات مضادة للشيخوخة وبناء الكولاجين في كريمات البشرة ومصلها .
4. الطب البيطري والزراعة
-
تحسين صحة الثروة الحيوانية والدواجن من خلال إضافات الأعلاف.
-
بدائل للمضادات الحيوية المعززة للنمو.
القسم 7: التحديات القائمة
-
الاستقرار في الجهاز الهضمي : تتحلل بعض الببتيدات قبل الوصول إلى موقع التأثير.
-
قابلية التوسع في الإنتاج : من الصعب نقل الأساليب المعملية إلى الإنتاج الصناعي.
-
– تكاليف عالية : خاصة في عملية الاستخلاص والتنقية.
-
السلامة والتنظيم : يلزم إجراء تقييم دقيق قبل دخول السوق.
الجزء 8: مستقبل الببتيدات النشطة بيولوجيًا
-
يمكن للهندسة الوراثية والتكنولوجيا الحيوية تحقيق إنتاج محدد من الببتيدات.
-
يمكن أن تعمل تقنية النانو على تحسين استقرار الببتيدات وتوافرها البيولوجي .
-
سيلعب الذكاء الاصطناعي والنمذجة الجزيئية دورًا مهمًا في تصميم وتوقع نشاط الببتيد.
-
إن الطلب المتزايد على الأغذية الوظيفية والصحية من شأنه أن يؤدي إلى توسيع سوق هذه المكونات.
ختاماً
تُعد الببتيدات النشطة من أهم إنجازات علوم الغذاء والطب الحديثة. فهذه المركبات لا تقتصر على قيمتها الغذائية فحسب، بل تُسهم أيضًا في الوقاية من أمراض مختلفة وعلاجها.
وعلى الرغم من التحديات في الإنتاج والتسويق، فإن مستقبل هذا المجال مشرق للغاية، ونتوقع أن نرى تطبيقًا أوسع للببتيدات النشطة بيولوجيًا في الأغذية والأدوية ومستحضرات التجميل في السنوات القادمة.