Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav chemie a biochemie
Analýza biologicky aktivních látek ve funkčních potravinách - polyfenolové sloučeniny Bakalářská práce
Vedoucí práce:
Vypracoval:
prof. RNDr. Bořivoj Klejdus, Ph.D.
Helena Suchá
PODĚKOVÁNÍ
Ráda bych poděkovala vedoucímu mé bakalářské práce prof. RNDr. Bořivoji Klejdusovi, Ph.D. za odborné vedení, pomoc a literární prameny, které mi během zpracování této práce poskytl.
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Analýza biologicky aktivních látek ve funkčních potravinách – polyfenolové sloučeniny vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně.
Dne Podpis
24.4.2012
ABSTRAKT Účinky biologicky aktivních látek vzhledem k prevenci některých onemocnění jsou velmi často důvodem pro diskuzi. Práce se zabývá skupinou biologicky aktivních látek, přesněji polyfenolů (flavonoidů). Jejich účinky na lidské zdraví, ať už zkoumané či doposud neobjasněné, jsou velkým přínosem v léčbě. Jsou zde uvedeny nejrozšířenější (nejznámější) látky, se kterými se setkáváme denně, aniž bychom o tom věděli. Pozitivně ovlivňují vývoj a růst buněk, ale zároveň omezují růst těch, které v těle působí rakovinotvorně, zánětlivě apod. Ovlivňují též hladiny hormonů, cholesterolu (LDL, HDL, VLDL) a, tím i vznik rakoviny, atherosklerotického a kardiovaskulárního onemocnění. V zájmu populace je dalším výzkum, který prokáže možné účinky látek, u kterých jsou jejich výsledky zatím nejednoznačné.
Klíčová slova
Prevence chorob, přírodní látky, antioxidační aktivita, flavonoidy, atheroskleróza, kardiovaskulární onemocnění, protirakovinné účinky
ABSTRACT Effect of biologically active sunbstances with regard to prevention of some diseases are very often to reason for discussion. This work deals with a group of biologically active compounds, specifically polyphenols (flavonoids). Their effect on human health, whether or examined so far unexplained are of great benefit in the treatment. There are listed the most common (know) of the sunbstances with which we meet every day, without knowing it. Positively influence the development and growth of cells, but also limit the growth of those in the body has cancer, inflammation, etc. Also affect hormone levels, cholesterol (LDL, HDL, VLDL) and thus the development of cancer, cardiovascular diseases and atherosclerotic. In the interest of the population is other research that demonstrates the possible effects of substances for which the results are still inconclusive.
Keywords
Diseases
prevention,
natural
substances,
antioxidative
atherosclerosis, cardiovascular diseases, anticancer effect
properties,
flavonoids,
OBSAH 1
ÚVOD
8
2
CÍL PRÁCE
9
3
LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1
10
Biologicky aktivní látky.................................................................................10
3.1.1
Podpora hormonální vyváženosti ...........................................................10
3.1.2
Podpora uvolnění a zmírnění deprese.....................................................10
3.1.3
Osteoporóza ..........................................................................................11
3.1.4
Infekce močových cest ..........................................................................11
3.1.5
Kvasinková infekce ...............................................................................11
3.1.6
Kardiovaskulární onemocnění ...............................................................11
3.1.7
Rakovina ...............................................................................................12
3.1.8
Alzheimerova choroba...........................................................................12
3.2
Funkční potraviny..........................................................................................13
3.2.1
Situace v ČR a EU.................................................................................13
3.2.2
Historie..................................................................................................13
3.2.3
Některé druhy funkčních potravin..........................................................14
3.2.4
Nemoci, před nimiž mají funkční potraviny chránit ...............................15
3.3
Polyfenoly .....................................................................................................16
3.3.1
Biologická dostupnost ...........................................................................16
3.3.2
Antioxidační aktivita .............................................................................17
3.3.3
Rozdělení polyfenolů.............................................................................18
3.4
Polyfenoly můžeme rozdělit do několika skupin: ...........................................18
3.5
Fenolové kyseliny..........................................................................................19
3.5.1
Kyselina ellagová ..................................................................................19
3.6
NGDA ...........................................................................................................19
3.7
Flavonoidy.....................................................................................................20
3.7.1
Rozdělení tříd flavonoidů ......................................................................22
3.7.2
Flavonoly ..............................................................................................22
3.7.3
Flavony .................................................................................................24
3.7.4
Isoflavony .............................................................................................26
3.7.5
Flavanony..............................................................................................28
3.7.6
Anthokyanidiny .....................................................................................30
3.7.7
Flavanoly...............................................................................................31
3.8
Stilbeny .........................................................................................................33
3.8.1 3.9
Resveratrol ............................................................................................33
Lignany .........................................................................................................35
4
ZÁVĚR
38
5
POUŽITÁ LITERATURA
39
6
SEZNAM ZKRATEK
44
1
ÚVOD
Přechod k sedavému způsobu života a konzumaci potravin s vysokým obsahem tuků a cukrů s sebou přináší nejeden problém způsobující problémy lidskému zdraví. Nepřispívají tomu jak stále rostoucí společnosti fast foodů, tak ani snížená konzumace ovoce a zeleniny. Ve světě 21. století, které je plné problematiky civilizačních onemocnění jako například alergie, cukrovka, gastroenteritida, hypertenze (vysoký krevní tlak), kardiovaskulární onemocnění, mozkové nádory, nádory obecně, obezita, Parkinsonova choroba, a mozkové příhody cévní, nalézáme stále nové a nové možnosti, jak tyto problémy řešit. Díky stále novějšímu a modernějšímu vybavení objevujeme vlastnosti a účinky látek nám doposud utajené, či ne zcela objasněné. Výzkum mechanismu účinku látek, který nám není zcela zřejmý, je obrovským úkolem do budoucna. Jsou to právě polyfenolové sloučeniny, u kterých je stále ještě spousta otazníků. A právě jejich zodpovězení může napomoci lidské populaci s jejich konkrétnějším uplatněním v medicíně. Většina těchto látek se nachází právě v ovoci a zelenině. Díky rozvíjejícímu se trendu zdravého životního stylu a výživy by mohlo dojít k širšímu uplatnění biologicky aktivní látek jak ve formě potravinových doplňků, tak ve formě celodenní stravy. A s širším seznámením populace účinků konzumace potravin obsahujících polyfenoly i ke snížení výskytu civilizačních chorob.
-8-
2
CÍL PRÁCE
Tato práce je zaměřena na biologicky aktivní látky ve funkčních potravinách. Cílem práce je seznámit čtenáře s polyfenoly jako přírodními látkami, které mají různé pozitivní účinky na lidský organismus.
-9-
3
LITERÁRNÍ PŘEHLED
3.1 Biologicky aktivní látky Trh tzv. zdravých potravin se zaměřuje především na ženy, neboť ženy hlavně nakupují a pečují o zdraví členů rodiny. Trh výrobků (doplňků stravy, funkčních potravin a OTC preparátů) podporujících zdraví žen se stal jedním z nejlukrativnějších. Výrobky lze podle zaměření rozdělit do několika skupin:
3.1.1 Podpora hormonální vyváženosti
Existují dva stavy, při kterých jsou ženské hormony nevyváženy, a to: menopauza a PMS. Při menopauze, obvykle po čtyřicítce, se snižuje produkce ženských hormonů (estrogenu a progesteronu). Ačkoliv jde o přirozený proces, je menopauza doprovázena nepříjemnými projevy, jako jsou návaly, změny nálady, snižuje se touha po sexu aj. PMS (premenstruační syndrom) je soubor symptomů před periodou, ke kterým patří: psychologické symptomy (např. podrážděnost, deprese, přecitlivělost), gastrointestinální symptomy (např. meteorismus, zácpa, bolesti břicha), kožní problémy (akné), zadržování tekutin (periodické zvyšování hmotnosti) a jiné, např. svalové stahy, potlačené libido a změny chuti.
3.1.2 Podpora uvolnění a zmírnění deprese
Deprese ovlivňuje v USA přibližně 19 milionů lidí, přičemž ženy podléhají depresi dvakrát častěji než muži. Podle údajů Národního ústavu pro duševní zdraví (NIMH) asi 20 % žen má zkušenosti s depresí. Existují různé typy deprese, přičemž typickými příznaky jsou: problémy se spánkem, pocit beznaděje, snížená životní síla, problémy se schopností si pamatovat nebo se koncentrovat, pocity viny, ztráta libida. Deprese je často doprovázena dalšími nepříznivými stavy, jako jsou problémy s přijímáním stravy, se změnami ročního období, neklid, úzkost aj. - 10 -
3.1.3 Osteoporóza
Vyskytuje se u mužů i žen, přičemž výskyt u žen je podstatně častější. Uvádí se, že třetina všech žen v USA má zkušenosti s osteoporózou. Strava, životní styl, příjem léků, fyzická aktivita, nemoci, deficit vitaminu D, porucha absorpce jsou faktory, které mohou osteoporózu ovlivnit. Nejnovější výzkumy ukazují, že potřeba vitaminu D a K je vyšší, než se původně předpokládalo. Odborníci varují před stravou s nadměrným obsahem bílkovin, neboť bílkoviny napomáhají úbytku kostní hmoty. Doporučuje se konzumace alkalické stravy (vysoký podíl zeleniny a jiných zásaditých potravin).
3.1.4 Infekce močových cest
S infekcí močových cest má zkušenosti přibližně každá pátá žena a její výskyt je u žen častější než u mužů, neboť ženy mají kratší močovou trubici. Infekce se projevuje pocitem pálení při vyprazdňování a neustálého nucení k vyprazdňování. Při vážnějších stavech jsou postiženy ledviny a problémy mohou doprovázet horečky, zvracení a bolesti. Při infekci močových cest se nedoporučuje samoléčba, avšak některé doplňky stravy a dobrá strava mohou působit preventivně.
3.1.5 Kvasinková infekce
Kvasinková infekce se vyskytuje během života asi u 75 % žen. Je způsobena nerovnováhou mezi běžnou vaginální flórou a plísní Candida albicans. Podle nejnovějších poznatků je tato infekce složitě spojena se stravou.
3.1.6 Kardiovaskulární onemocnění
Považuje se za onemocnění, které postihuje především muže, avšak po menopauze se riziko tohoto onemocnění u žen výrazně zvyšuje. Mladí muži jsou asi - 11 -
třikrát náchylnější k onemocnění srdce než mladé ženy. Po menopauze existuje asi 50% riziko úmrtí žen na onemocnění srdce.
Kromě uvedených oblastí, na které se soustřeďuje hlavní pozornost, existují další zdravotní stavy, které ve zvýšené míře negativně ovlivňují život. Jsou to: chronická únava, fibromyalgie (bolesti svalů), fibroidy (nádory podobné fibromu, tj. nezhoubnému nádoru z vazivové tkáně) a cysty. Chronickou únavu i fibromyalgii je obtížné diagnostikovat, neboť dosud o nich neexistuje dostatek informací. Doplňky stravy na bázi přírodních látek s účinky proti těmto nežádoucím stavům by se tak mohly stát alternativou léčebných metod. (Kvasničková, 2003)
3.1.7 Rakovina
Nádorové onemocnění neboli rakovina, je označení pro různorodou skupinu chorob, jejichž společným rysem je poškození některé skupiny buněk. Ty se pak vymknou kontrole a začnou relativně autonomně růst. Nádor může vzniknout v jakékoliv tkáni, ale nejčastěji vzniká tam, kde se nejvíce množí buňky. To je například dýchací a trávicí soustava, nebo v buňkách, které jsou stimulovány hormony. Sem patří zejména prostata, vaječníky a prsy. V některých případech se jedná o poměrně neškodný buněčný růst, například v případě bradavic. V jiných případech, například u nádorů krve (leukémie) může dojít k velmi rychlému zahubení postiženého. Velkou roli při nádorovém onemocnění hraje vliv prostředí a životospráva a v některých případech je souvislost více než patrná. (Kaplan, 2012) Například konzumace potravin bohatých na polyfenoly ovlivňuje vznik rakoviny a nádorových onemocnění až ze 70 %.
3.1.8 Alzheimerova choroba
Demence je výsledkem postupně se zhoršujícího, chronického onemocnění mozku, které ztěžuje a nakonec znemožňuje vykonávání běžných každodenních aktivit. Demence je charakterizována celkovým zhoršováním korových funkcí mozku, tedy paměti, schopnosti vypořádat se s požadavky každodenního života, funkcí smyslových - 12 -
a
pohybových,
schopnosti
sociálních
kontaktů
odpovídajících
okolnostem
a vyžadujících kontrolu emočních reakcí, to vše přitom bez jakéhokoli zhoršení či narušení vědomí. Ve většině případů jde o onemocnění nevratné a postupně se zhoršující. (Holmerová, Jarolímová, Nováková, 2004) Středomořská strava je příznivě hodnocena jako prostředek ke snižování rizika kardiovaskulárních chorob, rakoviny, Alzheimerovy choroby a k všeobecnému zlepšení zdraví. (Pospíšilová, 2007)
3.2 Funkční potraviny
3.2.1 Situace v ČR a EU
Pojem funkční potravina představuje potravinu, která má příznivé účinky nebo příznivě působí na organismus. Označují se tak potraviny, které byly obohaceny o vitamíny a další pro zdraví prospěšné látky, nebo naopak, z nichž byla odstraněna alergizující složka. Chléb pro celiaky za funkční potravinu pokládat nelze. Obsah zdraví prospěšné látky nemusí být zvyšován výrobcem, ke zvýšení může dojít šlechtěním plodin. Na šlechtění má vliv ale i půda, chemické ošetření, sklizeň, zpracování apod. Pro funkční potravinu prozatím neexistuje žádný dokument, který by ji definoval nebo uváděl pravidla a podmínky pro její výrobu. Existují ovšem předpisy, které s ní úzce souvisejí, a to především předpisy týkající se označování potravin. Na obalu funkčních potravin je uvedeno jedno nebo více zdravotních tvrzení o příznivých účincích na lidský organismus, které ovšem musí být podloženo vědeckými výzkumy. Nelze se však domnívat, že jde o léky či léčiva. (Winklerová, 2009)
3.2.2 Historie
O funkčních potravinách se začalo intenzívně diskutovat mezi nutričními experty na počátku 90. let, kdy organizace ILSI (International Life Science Institute) představila projekt známý pod zkratkou FUFOSE (Functional Food Science in Europe) Evropské - 13 -
komisi (EC). Projekt byl započat v r. 1995 a trval cca 3 roky. Po tuto dobu asi 100 evropských expertů na výživu hodnotilo status funkčních potravin a zabývalo se vědeckým zdůvodněním používaných zdravotních tvrzení. V r. 1999 došlo pod vedením ILSI k uskutečnění diskuse předních evropských expertů ve výživě k funkčním potravinám. Výsledkem této diskuse bylo přijetí konsensu „Scientific Concepts of Functional Foods in Europe", jehož součástí bylo přijetí pracovní definice pro funkční potraviny. Hlavní body této pracovní definice jsou tyto: (Winklerová, 2009)
a) funkční potravina je svým charakterem běžnou potravinou, není to tableta, kapsle ani jiná forma doplňku stravy b) průkaz příznivých účinků na lidské zdraví musí být založen na vědeckém základě c) funkční potravina kromě své výživové hodnoty má příznivé účinky na lidské zdraví a snižuje riziko lidského onemocnění (kardiovaskulární choroby, choroby zažívacího traktu) d) funkční potraviny se konzumují jako součást běžné stravy
3.2.3 Některé druhy funkčních potravin
a) potraviny, kde jsou přidány složky, které mají příznivý vliv na lidské zdraví, příkladem jsou probiotika a prebiotika v mléčných zakysaných výrobcích b) potraviny, kde jsou odstraněny složky, které mohou mít nepříznivý vliv na lidské zdraví, příkladem jsou trans-mastné kyseliny ve ztužených tucích c) potraviny, ve kterých některé přirozeně se vyskytující složky jsou chemicky modifikovány, příkladem je hydrolýza bílkovin v kojenecké výživě ke snížení možné alergenity d) potraviny, kde biologická dostupnost jedné nebo více složek je zvýšena (Winklerová, 2009)
- 14 -
3.2.4 Nemoci, před nimiž mají funkční potraviny chránit
Srdečně cévní choroby
I přes zlepšení stavu v posledních letech zůstávají v České republice srdečně cévní (kardiovaskulární) choroby nejčastější příčinou úmrtí. Jejich podstatou je zhoršení schopnosti hlavních srdečních (koronárních) cév zásobovat srdeční sval (myokard) dostatkem krve a kyslíku. Hlavní příčinou sníženého průtoku krve je zmenšení profilu cév, v nichž se usadily plaky (usazeniny). Pochody snížení světlosti a pružnosti cév, obávaná ateroskleróza, začínají obvykle již v dětství, ale vesměs se projevují až ve vyšším věku. V závislosti na míře poškození cév se projevují angina pectoris, infarkt myokardu a náhlé úmrtí v důsledku selhání srdce. Při poškození mozkových cév dochází k mozkové mrtvici. Odhaduje se, že na vývoji a riziku srdečně cévních chorob se přibližně z poloviny podílejí genetické faktory, z druhé poloviny nevhodná výživa, kouření a sedavý životní styl. (Kalač, 2003)
Nádorové a neurogenerativní nemoci
Podstatou
nádorového
onemocnění
je
nekontrolované
množení
buněk
v nejrůznějších tkáních a orgánech. Růst nádoru zahrnuje dvě odchylky od normálního stavu: povzbuzení podnětů k množení buněk a potlačení buněčné smrti. Je známo, že nádory vykazují poškození apoptotických drah. U nádorů byly ovšem zaznamenány také změny drah vedoucích k neapoptotickému typu buněčné smrti, z nichž autofagie patří k nejvýznamnějším. Odumírání nervových buněk je běžný proces, který se vyskytuje během ontogeneze, nebo je důsledkem patologických neurodegenerativních procesů. Přestože nejlépe prostudovaným typem buněčné smrti u neurodegenerativních chorob je apoptóza, byly uvedeny rovněž příklady účasti autofagické buněčné smrti. Při - 15 -
neurogenerativních chorobách (Parkinsonově nemoci, Huntingtonově nemoci či při spinocerebrální ataxii) hraje významnou roli nahromadění poškozených či toxických proteinů (např. huntingtinu a α - synukleinu) do agrezomů. (Dong et al., 2010)
3.3 Polyfenoly
Několik tisíc molekul, majících strukturu polyfenolů, byly identifikovány ve vyšších rostlinách a několik stovek se jich nachází v poživatelných částech rostlin. (Manach et al., 2004) Polyfenolové sloučeniny představují významnou část sekundárních rostlinných metabolitů. Zvláště flavonoidy jsou účinnými antioxidanty díky své schopnosti reagovat s volnými radikály mastných kyselin a kyslíku. (Kolouchová, 2005) Polyfenoly je označení velmi různorodých látek, proto i jejich účinek je různý. Obecně jsou polyfenoly považovány za antioxidanty působící proti volným radikálům, mají preventivní účinky proti kardiovaskulárnímu a rakovinovému onemocnění a proti zánětům. Pomáhají tlumit proces přirozeného stárnutí, Parkinsonovu a Alzheimerovu chorobu a působí proti ucpávání cév. (Manach et al., 2004)
3.3.1 Biologická dostupnost
Vliv zdravotních účinků polyfenolů závisí na spotřebovaném množství a jejich biologické dostupnosti. Biologická dostupnost polyfenolů je přezkoumávána se zamřením na střevní absorpci a vlivu chemické struktury (např. glykosylace, esterifikace a polymerace) trávení a vylučování zpět do střeva. Konečně biologická dostupnost se jeví značně odlišná mezi různými polyfenoly a nejhojnější polyfenoly v naší stravě nejsou nezbytně ty, které mají nejlepší biologickou dostupnost. Ne všechny polyfenoly se vstřebávají se stejnou účinností. Jsou rozsáhle metabolizovány střevními a jaterními enzymy a střevní mikroflórou. Podrobné znalosti biologické využitelnosti stovek polyfenolů obsažených ve stravě nám může pomoci identifikovat ty, které se nejpravděpodobněji uplatňují při ochraně zdraví. (Manach et al., 2004) Rychlost a rozsah intestinální absorbce polyfenolů je odvislá od jejich chemické struktury, a ta předurčuje i povahu metabolitů cirkulujících v plazmě a vylučovaných do - 16 -
moči. Různé studie ukázaly, že množství polyfenolů nacházených v plasmě a moči se liší od jedné fenolické sloučeniny ke druhé. Jsou významně nízké pro kvercetin a rutin, avšak vysoké pro katechiny ze zeleného čaje, izoflavony ze soji, flavanony z citrusových plodů nebo antokyanidiny z červeného vína. Byly pozorovány i individuální rozdíly (např. 5 - 57 % pro naringin z grepfruitového džusu). (Trna, Táborská, 2012)
3.3.2 Antioxidační aktivita
Antioxidační aktivita je souhrnnou fyzikálně-chemickou vlastností extraktů, která je podmíněna oxidačně-redukčními aktivitami všech přírodních látek v nich přítomných a projevuje se ve svém výsledku a za přesně definovaných podmínek redukčním (antioxidačním) účinkem. Ten má potenciálně značný biologický význam, neboť může jednak ve vlastním potravinovém prostředí a také "in vivo" po vstřebání v trávicím ústrojí odstraňovat nebo zmírňovat účinky oxidačních faktorů (zejména volných radikálů), které vznikají při mnoha fyziologických procesech a vnějších podnětech a mohou podporovat rozvoj nejrůznějších patologických procesů. Hlavními přirozenými složkami potravin rostlinného původu, které se na jejich antioxidačním potenciálu podílejí, jsou vitaminy C a E, karotenoidy a (poly)fenolové látky. (Martinec, Zloch, 2009) Podle již klasické definice jsou antioxidanty molekuly, které jsou-li přítomny v malých koncentracích ve srovnání s látkami, jež by měly chránit, mohou zabraňovat nebo
omezovat
oxidační
destrukci
těchto
látek.
Kromě
endogenních
nízkomolekulárních antioxidantů, jako je glutathion, kyselina močová, koenzym Q a další, se v poslední době do centra pozornosti řadí mnoho látek přírodního původu, které se do lidského organismu dostávají společně s potravou. Některé potraviny rostlinného původu tak vedle své nutriční a energetické hodnoty mají důležitou roli jako zdroj antioxidantů. K přírodním látkám s antioxidačními účinky, které jsou přijímané potravou, jsou v prvé řadě tradičně řazeny antioxidační vitaminy C, E a karotenoidy. V poslední době se však mnohem větší význam přikládá dalším přírodním látkám, zejména polyfenolickým sloučeninám. Mezi ně patří např. flavonoidy, katechiny - 17 -
a fenolické kyseliny. Zdrojem těchto látek jsou zelenina, ovoce, vláknina, čaje, vína a aromatické a léčivé rostliny. Celkový denní příjem polyfenolů z různých zdrojů byl odhadnut na 1 g a je tedy vyšší než příjem antioxidačních vitaminů. V řadě experimentálních studií bylo také prokázáno, že antioxidační aktivita mnoha rostlinných fenolických
látek
je
vyšší
než
účinek
antioxidačních
vitaminů.
Klinické
a epidemiologické studie rovněž prokazují korelaci mezi antioxidační aktivitou látek přijímaných v potravě a prevencí některých onemocnění např. kardiovaskulárních chorob, karcinogeneze, neurologických poruch nebo procesů stárnutí. (Paulová, Bochořáková, Táborská, 2004)
3.3.3 Rozdělení polyfenolů
3.4
Polyfenoly můžeme rozdělit do několika skupin: Tyto molekuly jsou sekundárními metabolity rostlin a obvykle se podílejí na
ochraně proti ultrafialovému záření nebo agresivity ze strany patogenů. Tyto sloučeniny mohou být zařazeny do různých skupin v závislosti na počtu fenolových kruhů, které obsahují a konstrukčních prvků, které tyto kruhy spojují. (Gibson, 2000) a) fenolové kyseliny b) flavonoidy
(flavonoly,
flavony,
isoflavony,
flavanoly) c) stilbeny (resveratrol) d) lignany (matairesinol, sekoisolariciresinol) (Manach et al., 2004)
- 18 -
flavanony,
anthokyanidiny,
3.5 Fenolové kyseliny
3.5.1 Kyselina ellagová
V přirozené formě se nachází v malinách, rajčatech a vlašských ořechách. (Fořt, 2007) V čisté formě je kyselina ellagová nerozpustná a biologicky nevyužitelná. Vyskytuje se ve spojení s glukózou a je součástí tzv. ellagotaninů, které jsou ve vodě rozpustné, a tak i biologicky využitelné. Ellagotaniny jsou daleko účinnější než samotná kyselina ellagová. Při pokusech na zvířatech se zjistilo, že má účinnost hlavně při rakovině jícnu. Strava s těmito látkami snižovala její výskyt. (Kannan, Quine, 2012) Nedávné publikované údaje MUSC potvrdily, že ellagová kyselina zpomaluje růst abnormálních buněk tlustého střeva, má antibakteriální a protivirové účinky, může zabránit vývoji buňky infikované HPV virem, zvyšuje rychlost metabolismu karcinogenních buněk a brání jejich vzniku, je to silný antioxidant, neutralizuje vliv aflatoxinů produkovaných parazity v těle. (Woollams, 2009) Kyselina ellagová brání adhezi bakterií na epitel močových cest. (Potužák, 2009)
Kyselina ellagová
3.6 NDGA NGDA je účinný antioxidant a inhibitor lipoxygenázy. Bylo prokázáno, že má neuroprotektivní účinky “in vivo“ a “in vitro“. Ochranný mechanismus je však velmi - 19 -
málo znám. Výsledky výzkumu na potkanech prokázaly, že NDGA zvyšuje životaschopnost buněk a inhibuje apoptózu v neuronech. NDGA zlepšuje neurologický deficit a snižuje množství infarktů. (Liu, 2012) NDGA je schopna snížit steroly pomocí regulace vazby prvků proteinu (SCREBP), aktivace a zvýšené exprese genů podílejících se na beta - oxidaci. (Syed, Siddigui, 2011) NDGA účinně tlumí škodlivé účinky inhibitoru HIV proteázy RTV (ritonavir) na vazomotorické funkce pokusných zvířat (prasat). (Lü, et al., 2011) NDGA má i protizánětlivé účinky. Předchází změnám v úpravách histonu H3 a zabraňuje progresi akutní pankreatitidy. (Mahajan et al., 2011)
NDGA (nordihydroguajaretová kyselina)
3.7 Flavonoidy Špatná strava je hlavním faktorem přispívajícím k etiologii chronických onemocnění, jako jsou srdeční onemocnění a rakovina. Ovšem definice, která představuje zdravou stravu, zůstává sporná, tak jako je obtížné připisovat přínosné a škodlivé vlastnosti různých složek mnoha potravinám, které konzumujeme. Nicméně značné množství důkazů naznačuje, že hlavně konzumace ovoce a zeleniny má roli v udržování zdraví a prevenci nemocí. Některé z těchto ochranných účinků flavonoidů v systému savců jsou potenciálně antikarcinogenní. Některé z těchto účinků mohou být způsobeny flavonoidy, které jsou široce distribuovány v potravinách rostlinného původu. Například ve výzkumu "in vitro" se prokázaly silné účinky flavonoidů v savčích systémech, které jsou potenciálně antikarcinogenní a antiatherogenní. Mezi ně patří antioxidanty chránící DNA před LDL lipoproteiny, vznikem zánětu, inhibuje
- 20 -
shlukování krevních destiček, estrogenní účinek a vznikem projevu adhezního receptoru. Z nutričního hlediska aktuální význam flavonoidů na zdraví a nemoci zůstává nejasný. Na rozdíl od poznatků stopových prvků, které můžeme získat ze stravy založené na rostlinné bázi, jakou jsou vitamin E a vitamin C, nedostatek dietárních flavonoidů nedává výsledky nedostatkem zřejmých syndromů. (Gibson, 2000)
Tabulka č.1 Potraviny obsahující flavonoidy běžně k dostání v supermarketech Druh potraviny
Potravina čaj, káva, ovocné a bylinné nápoje, kakao nebo čokoládový
Nápoje
nápoj, sladové nápoje, ovocné koncentrované džusy, sycené ovocné šťávy, pivo, ležák, víno, likéry, destiláty jablka, banány, pomeranče, grepy, hrušky, melouny,
Čerstvé ovoce
hroznové víno, citron, jahody, satsumy, mandarinky, klementinky, broskve, ananas, nektarinky, švestky, mango, maliny, borůvky, černý rybíz, ostružiny
Exotické ovoce
mučenka, brusinky, liči, fíky, granátové jablko,… brokolice, mrkev, cibule, brambory, cuketa, houby, salát,
Čerstvá zelenina
rajčata, celer, okurek, sladká paprika, špenát, pórek, tuřín, ředkvička, růžičková kapusta, červené zelí, pastinák, chřest, pažitka dýně, smldinec, řapíkatý celer, fenykl obecný, hlíva
Speciální zelenina Čerstvé bylinky
ústřičná oregano, bazalka, tymián, máta, korynadr, rozmarýna, šalvěj, kopr
- 21 -
3.7.1 Rozdělení tříd flavonoidů
Všechny potraviny rostlinného původu potenciálně obsahují flavonoidy a více než 4000 jich bylo již identifikováno. Rozšíření databáze komplexních flavonoidů je obrovský úkol do budoucna. V první řadě bylo rozhodnuto zaměřit se na potraviny běžně dostupné a brát v úvahu flavonoidní třídy, které přilákaly největší pozornost ve vztahu k potenciálně příznivým zdravotním účinkům. (Gibson, 2000) Jsou to: Flavonoly : Flavony : Isoflavony : Flavanony : Anthokyanidiny : Flavanoly (katechiny a proanthokianidiny)
3.7.2 Flavonoly
Flavonoly se nachází ve víně jako 3 – glykosidy kvercetinu, kaempferolu, isohamnetinu a myricetinu. Hlavní flavonoly ve víně jsou quercetin – 3 – glykosid a quercetin – 3 – glukuronid. Ostatní vinné flavonoly zahrnují myricetin – 3 – glykosid, kaempferol – 3 – glykosid, isohamnetin glykosid, myricetin glukuronid, kaempferol glukuronid,
kaempferol
galaktosid,
kaempferol
glukurosilarabinosid,
quercetin
glukosylgalaktosid, quercetin glukosylxylosid, a quercetin – 3 – rhamnosylglukosid (rutin). Okolo 54 sloučenin je popsáno jako nové struktury. Mezi ně se řadí skupina polymethoxylovaných derivátů nacházející se u rostlin rodu Asteraceae, nacházející se v nadzemních částech rostlin stejně jako v ovocných slupkách. Zatímco u rodu Fabaceae bylo zjištěno, že se hromadí především ve stoncích rostlin. (Gibson, 2000)
- 22 -
Kvercetin
Je jedním z nejsilnějších a nejrozšířenějších biologicky aktivních flavonoidů, které se nacházejí v ovoci a zelenině. Má široké spektrum účinků, kterými pomáhá působit proti nemocem. Vysoké koncentrace se nacházejí v potravinách jako cibule (300 mg/kg), jablka (21 - 72 mg/kg), kapusta (100 mg/kg), červené víno (4 - 16 mg/l) a zelený a černý čaj (10 - 25 mg/l) a také například v borůvkách a jiných bobulovinách, v třešních, v bylinách (např. libeček, kopřiva, kapary), v brokolici či tykvi. Důležité je, že tepelnou úpravou se jejich účinky nezničí. Kvercetin bývá součástí doplňků stravy nebo speciálních funkčních nápojů. Kvercetin působí jako silný antioxidant (pohlcuje volné kyslíkové radikály a zabraňuje peroxidaci lipidů), tzn., působí proti zánětům, proti růstu některých rakovinných buněk, proti kardiovaskulárním onemocněním, proti bakteriím a virům. Působí proti trombóze a pomáhá bránit vzniku krevní sraženiny, brání poškození cév volnými kyslíkovými radikály a okysličeným cholesterolem LDL a pomáhá udržovat cévy čisté a průchodné. Významný je účinek kvercetinu na tlumení alergických reakcí včetně astmatu nebo po bodnutí hmyzem (potlačuje uvolnění histaminu z buněk). Některé studie naznačují příznivé účinky při hubnutí a to tím, že potlačují vstřebávání sacharidů. (Bulzomi et al., 2008)
R2 = OH, R1 = R3 = H : Kemferol R1 = R2 = OH, R3 = H : Kvercetin R1 = R2 = R3 = OH : Myricetin
- 23 -
3.7.3 Flavony
Flavony jsou žluté barevné pigmenty, které se vyskytují v malém množství ve všech bílých i tmavých odrůdách rév. (Supp et al., 2005 ) Tabulka č. 2 Obsah flavonů Potravina mg/100g Petžel 24 - 185 Paprika 2 - 14 Celer 0,5 - 1 (Manach et al., 2004)
Apigenin
Apigenin je popsán jako nemutagenní flavonoid, který se nachází v listech rostlin a zelenině (např. petržel, artyčoky, bazalka, celer) a má významnou chemopreventivní aktivitu proti UV záření. Navozuje apoptózu, působí protizánětlivě, napomáhá uvolňování křečí nebo působí proti křečím. (Patel et al., 2007) Apigenin může mít možnost inhibice rakoviny prostaty. Inhibice růstu buněk při léčbě apigeninem vedlo k vyznanému poklesu exprese proteinu AR spolu se snížením intracelulární a vyloučené formy PSA (prostate specific antigen). (Gupta, Afaq, Mukhtar, 2002) Ve výzkumu rakoviny prsu výsledky ukázaly, že apigenin je pleiotropní efektor ovlivňující množení rakovinových buněk a související procesy. (Lindenmeyer et al., 2001) Výsledky léčby apigeninem prokázaly inhibiční účinky rakovinných buněk, což vede ke snížení jejich životaschopnosti. (Gupta, Afaq, Mukhtar, 2001) Apigenin je rostlinný flavonoid, který může hrát důležitou roli v prevenci rakoviny. Vzhledem k významu abiogeneze v růstu nádorů byl zkoumán vliv apigeninu na endoteliální a hladkosvalové buňku v modelu "in vitro". Apigenin výražně utlumil rozmnožování a v menší míře šíření endotelových buněk a kapilární utváření "in vitro". - 24 -
Naproti tomu silně stimuluje šíření endoteliálních buněk. To je přičítáno snížené expresi 2 cyklin závislých inhibitorů p21 p27, které negativně regulují G(1) cyklin závislou kinázu. (Trochon, 2000). Při léčbě kromě toho bylo pozorováno téměř kompletní potlačení citlivosti vitaminu D. (Segaert, 2000)
Luteolin
Rakovina tlustého střeva je druhou nejčastější příčinou úmrtí v západních zemích. Stravovací návyky a životní styl jsou hlavními určujícími faktory rizika rakoviny tlustého střeva. Luteolin, 3', 4', 5, 7 - tetrahydroxyflavon, se nachází v různých druzích ovoce, zeleniny a léčivých bylinách. Luteolin prokázal funkci jako antioxidant, protizánětlivý a protirakovinotvorný. Navíc luteolin vykazuje zastavení buněčného cyklu a apoptózy v játrech a vedení buněk u rakoviny plic a leukémie. Zánět hraje klíčovou úlohu při mnoha neurodegenerativních onemocněních a také může mít za následek zhoršení kognitivních funkcí a poruchy chování, které se objevují při stárnutí. Nová studie se zaměřila na luteolin – flavonoid známý svou schopností bránit zánětlivé reakci v různých typech buněk mimo centrální nervový systém. (Lim et al., 2012)
R1 = H, R2 = OH : Apigenin R1 = R2 = OH : Luteolin
- 25 -
3.7.4 Isoflavony
Isoflavonoidy zahrnují isoflavony genistein a dandzein, které se vyskytují hlavně jako glykosidy genistinu a dandzinu, respektive v sóji a v celé řadě sojových výrobků a v menší míře i v jiných luštěninách. Sójové izoflavony vykazují slabý estrogenní účinek a tím napomáhají vytváření kostní hmoty. (Gibson, 2000)
Biochanin A a Fomononetin
Jsou to deriváty odvozené od dandzeinu a genisteinu. Konzumace těchto izoflavonů byla spojena s nižším výskytem rakoviny prsu a prostaty stejně jako s ochranou před osteoporózou a výskytem příznaků menopauzy (návaly horka,…) (Tolleson et al., 2002)
Dandzein a Genistein
Dandzein a genistein prokázal antioxidační účinek na základních a rakovinových lymfocytech, oba dva isoflavony mají zvýšenou ochranu před oxidativním poškozením a snížení hladiny peroxidace lipidů. Ochranný účinek byl navíc dosažen v koncentracích při běžné konzumaci sóji. Antioxidační aktivita by také mohla přispět k protinádorové schopnosti. Pravidelná konzumace izoflavonů (50 mg dvakrát denně\3týdny) snížila oxidační poškození DNA a hladinu plazmového peroxidu. Velké rozdíly jsou v konzumaci izoflavonů ve formě soji a formě potravinových doplňků. Angiogeneze, tvorba nových cév, je zpravidla důležitý proces spojený s produktivní funkcí, vývojem a hojením ran. Růst a metastazování nádorů závisí na angiogenezi. Genistein je silný inhibitor angiogeneze a tak by mohl mít terapeutické využití v léčbě chronických onemocnění včetně masivních neovaskulárních nádorů. Antioxidační činnost souvisí i kardioprotektivními účinky. Nižší výskyt onemocnění byl hlášen u lidí, kteří konzumovali soju společně se stravou se sníženým obsahem tuku. Snížil se celkový - 26 -
a LDL cholesterol, k čemuž přispěly i izoflavony. Sojové izoflavony vykazují i snížený výskyt ukazatelů atherosklerozy. (Andersen, Markham, 2005)
R1 = H : Daidzein R1 = OH : Genistein
Biochanin A
Formononetin
Ipriflavon
Ipriflavon je další fytoestrogen, jehož účinky se klinicky prověřovaly. Jde o izoflavon, který se získává synteticky z dandzeinu, sloučeniny obsažené v sóji. Ipriflavon není esenciální nutrient, a proto nelze hovořit o jeho deficitu. Ve formě doplňků stravy se doporučuje konzumovat ipriflavon třikrát denně po 200 mg, popř. dvakrát denně po 300 mg. V klinických pokusech se zjistilo, že konzumace ipriflavonu může snižovat počet bílých krvinek. Sója (774 mg/kg isoflavonů) a potraviny obsahující sóju mají nejvyšší obsah isoflavonů. (Gibson, 2000)
- 27 -
Tabulka č. 3 Obsah isoflavonů Potravina Sojový sýr Nízkotučná sojová mouka Plnotučná sojová mouka Sojové fazole Čerstvé tofu Smažené tofu
mg/100g 6,4 - 31,3 131,2 177,9 59,8 - 145 22,6 - 31,3 48,4
(Manach et al., 2004)
3.7.5 Flavanony
Tabulka č. 4 Obsah flavanonů Potravina mg/100g Pomerančová šťáva 21,5 - 68,5 Grepová šťáva 10 – 65 Citronová šťáva 5 - 30 (Manach et al., 2004) Jsou v potravinách rozšířeny poměrně málo, ve větších koncentracích se nacházejí pouze v citrusových plodech.
Naringenin
Globální epidemie metabolického syndromu a s ním spojené komplikace vyžadují rychlé hodnocení nových a přístupných zásahů. Insulinová resistence je hlavní biochemické rušení metabolického syndromu. Flavonoidy odvozené z citrusových plodů, jako naringenin, který má vlastnosti snižující lipidy a inhibuje sekreci (VLDL) lipoproteinu z hepatocytů kultivovaných způsobem podobajícím se insulinu. Ve výzkumu bylo prokázáno, že naringenin zlepšuje nadprodukci VLDL, jaterní steatózu, a oslabuje dyslipidémii bez ovlivnění příjmu kalorií nebo absorpce tuku. Zvyšuje oxidaci mastných kyselin jater, zabraňuje SCREBP 1c - zprostředkované - 28 -
lipogenezí v játrech a svalech redukcí hyperinsulinémie, snižuje jaterní cholesterol a cholesterol ester syntézu, snižuje jak deriváty VLDL, tak endogenně syntetizované mastné kyseliny prevencí akumulace svalových triglyceridů, zlepšuje celkovou citlivost inzulinu a glukosovou toleranci. Naringenin má vliv na metabolické poruchy spojené s inzulinovou resistencí, představuje tedy slibný terapeutický přístup pro metabolický syndrom. (Mulvihill et al., 2009)
Hesperetin
Redukce plasmového cholesterolu citrusovými flavonoidy je spojována s efektem specifické jaterní funkce související s transportem lipidů. Polymethoxylované flavony (PMF) snižují hladinu cholesterolu v nižších dávkách než odpovídá flavanonům. Specifické flavonoidy snižují hladinu LDL cholesterolu a TG u zvířecích modelů. U lidí užívajících doplňky výživy s flavavony snižují celkový LDL cholesterol v plazmě a nedávné klinické zkoušky prokázaly, že citrusové PMF v kombinaci s tokotrienoly palmy sníží plazmatické a celkové TG a celkový LDL cholesterol. Flavonoidní léčba také snižuje dostupnost lipidů. Kromě této inhibice byla účinnost prokázána pomocí posílení vazby, vstřebávání a odbourávání LDL v HepG2 (buňkách necitlivých k cytotoxickým efektům). (Morin et al., 2008)
R1 = H, R2 = OH : Naringenin R1 = R2 = OH : Eriodictyol R1 = OH, R2 = OCH3 : Hesperetin
- 29 -
3.7.6 Anthokyanidiny
Anthokyaniny představují důležitou skupinu ve vodě rozpustných pigmentů, poskytujících rostlinným pletivům modrou, fialovou a červenou barvu. Barevné vlastnosti jsou dány mj. spojováním do komplexů s vyšší absorpcí světelných vln a vytvářením komplexů s kovy. Anthokyaniny se běžně vyskytují
glykosylovány
aglykony (anthokyanidiny), nacházejí se v čerstvých rostlinných materiálech jen zřídka. Vyskytují se jako 3 - glykosidy a 3,5 - diglykosidy vázané s glukosou, rhamnosou, galaktosou nebo arabinosou. Anthokyaniny
a
proanthokyanidiny
vykazují
antibakteriální
vlastnosti
a schopnost inhibovat adhezi bakterií na stěnách močových cest. Anthokyaniny mají také protizánětlivé a antimutagenní účinky a udržují propustnost cév. Chrání před hepatitidou A a B a před hepatotoxicitou paracetamolu. Anthokyaniny mají díky přítomnosti hydroxylové skupiny v pozici 3 kruhu C velmi dobré antioxidační účinky a jsou schopny chelatovat kovové ionty (Fe, Cu). Antioxidační aktivita může být zvýšena acylací sacharidových zbytků s aromatickými hydroxykyselinami. Tyto sloučeniny mají vyšší antioxidační aktivitu než vitaminy C a E nebo β - karoten. Anthokyaniny bobulovitého ovoce chrání cévy udržováním jejich permeability, snižují intenzitu zánětlivé odpovědi a agregaci krevních destiček. Kyanidin a směs jeho glykosidů snižují růst buněk rakoviny tlustého střeva HCT 116 a HT 29, a to přímo úměrně k jejich dávce. Delfinidin, malvidin a petunidin inhibují proliferaci rakovinných buněk odvozených od různých tkání včetně tlustého střeva, prsu, krve a plic již v mikromolárních koncentracích. (Heinrich, Švarcová, Valentová, 2008)
- 30 -
R1 = R2 = H : Pelargonidin
R1 = OCH 3, R2 = OH : Petunidin
R1 = OH, R2 = H : Kyanidin
R1 = R2 = OCH3 : Malvidin
R1 = R2 = OH : Delfinidin
3.7.7 Flavanoly
Tabulka č. 5 Obsah flavanolů Potravina Čokoláda Fazole Meruňky Třešně Hrozny Broskve Jablka Maliny Jahody Ostružiny Zelený čaj Černý čaj Červené víno Cider
mg/100g 46 - 61 35 - 55 10 - 25 5 - 22 3 - 17,5 5 - 14 10 - 43 2 - 48 2 - 50 9 - 11 10 - 80 6 - 50 8 - 30 4
(Manach et al., 2004)
- 31 -
Katechiny
Za základní stavební jednotky této široké skupiny lze pokládat čtyři jednoduché látky: katechin a epikatechin, gallokatechin a epigallokatechin. Jednotlivé molekuly se spojují, a dochází tak ke vzniku oligomerních a polymerních kondenzátů, z nichž velká většina je biologicky účinná zejména jako antioxidanty, zhášeče volných kyslíkových radikálů, protektory cévní stěny, střevní sliznice, jaterních funkcí atd. V současné době jsou tyto látky komerčně získávány ve velkých množstvích a jejich dosažitelnost není problémová. Jedním z nejvýznamnějších zdrojů je čajovník čínský (Camellia sinensis). Jeho dlouhodobé pití v tradičních oblastech pozitivně působí v prevenci onemocnění srdce a cév, vývoje žaludečních vředů a rakoviny tlustého střeva. Konzumenti zeleného čaje mají ve stáří podstatně menší srdečně-cévní komplikace s nižším počtem náhlých příhod. Čaj fermentovaný (černý) obsahuje sice tyto katechiny rovněž, nedisponuje však tak významnými biologickými účinky, v důsledku procesu jeho zpracování. Při používání zeleného čaje bylo také zaznamenáno při studiích určité snížené riziko vývoje rakoviny jícnu, dále snižují nebezpečí mutací v organismu (i při současném podávání léčiv) a tlumí aktivitu prvoků v ústech, které způsobují vývoj zubního kazu člověka. Jsou to také látky, které podporují činnost ochranné střevní mikroflóry a zamezují rozvoji hnisavého procesu v trávicím traktu. Také bylo zjištěno, že katechiny ze zeleného čaje a semínek hroznů zajišťují přísun živin do vlasového váčku, kde se tvoří vlas. Vědci přišli na to, že působí až stokrát víc antioxidačně než vitamin C nebo E! Jeden šálek zeleného čaje se tak může vyrovnat například porci brokolice, špenátu nebo mrkve. (Arndt, 2009) Studie ukázala, že starší muži, kteří konzumovali v průběhu deseti let tyto potraviny obsahující složky zvané katechiny měli až o 51 % nižší riziko úmrtí na ischemickou chorobu srdce v porovnání s muži, kteří tyto látky v potravě nepřijímali. (Šebková, 2003)
- 32 -
R1 = R2 = OH, R3 = H : Katechiny R1 = R2 = R3 = OH : Gallokatechin
3.8 Stilbeny 3.8.1 Resveratrol
Resveratrol (triviální název) je svou strukturou 3,4´,5 - trihydroxystilben. Z jeho struktury je zřejmé, že mohou existovat dva geometrické isomery, trans - Ia a cis - Ib. V rostlinném materiálu se obvykle vyskytuje směs obou isomerů, většinou převažuje trans - isomer. (Šmidrkal et al., 2001) Resveratrol je přírodně se vyskytující fytoalexin produkovaný některými rostlinami klasifikovanými jako spermatofyty jako odpověď na biotický a abiotický stres, např. napadení patogeny, UV záření, expozice ozonem nebo mechanické poškození. (Kolouchová, 2005) Nebo po napadení rostliny nepatogenními nebo avirulentními bakteriemi, viry či houbami. (Šmidrkal et al., 2001) Resveratrol byl nalezen ve více než 72 rostlinných druzích, z nichž řada se uplatňuje i v lidské výživě. Při podrobnějších výzkumech byl nalezen např. v révě vinné, podzemnici olejné, v mnoha léčivých rostlinách. Mezi rostliny pozitivně testované na resveratrol můžeme řadit i ovoce a zeleninu (cibule, listová zelenina), čaj, moruši apod. (Kolouchová, 2005) Poměrně bohatým a rozšířeným zdrojem resveratrolu jsou právě hrozny révy vinné. Koncentrace resveratrolu ve víně jako nápoji je cca 2 mg.l-1 , tj. 2 g.m-3. I když jeho koncentrace je ve slupkách bobulí, zbytcích třapin a stoncích vyšší (4 - 40 mg.kg-1 čerstvého materiálu). Střední koncentrace resveratrolu v červených vínech je cca 2 - 6 mg.l-1, v bílých vínech je jeho koncentrace nižší, cca 0,2 - 0,8 mg.l-1. Z hlediska obsahu resveratrolu je vhodné pro konzumaci zejména červené zelí, brokolice nebo červená řepa, neboť 0,5 kg těchto zelenin se sní spíše než 0,5 kg arašídů. (Šmidrkal et al., 2001) Přípravky obsahující resveratrol byly využívány odedávna v japonské lidové medicíně - 33 -
(Kojo - kon) k léčbě opařenin a spálenin, zánětlivých onemocnění (plísňových, bakteriálních), k léčbě atherosklerosy, poruch metabolismu tuků a pro celou řadu dalších terapeutických účelů. Chemopreventivní účinky resveratrolu souvisí s inhibicí hydroperoxidasy a cyklooxygenasy, jejichž aktivita je spojována s inicializací nádorového bujení, a také se snižováním hladiny cholesterolu v krvi. (Kolouchová, 2005) Zájem o sledování výskytu resveratrolu byl podmíněn existencí tzv. francouzského paradoxu. Bylo zjištěno a statisticky dokázáno, že v určitých částech Francie byla nižší četnost úmrtí na onemocnění koronárních tepen (infarktu myokardu), a to navzdory tomu, že spotřeba tuků byla vysoká. Konzumace vína byla jedním z faktorů, kterým bylo možno vysvětlit nízkou úmrtnost na onemocnění věnčitých tepen. Tato skutečnost vedla k domněnce, že požívání vína může působit proti účinkům diety s vysokým obsahem tuků, a omezit tak možnost vzniku a rozsah onemocnění věnčitých tepen. Byly zkoumány biologické vlastnosti resveratrolu a v řadě studií bylo prokázáno, že resveratrol jakožto polyfenol přírodního původu je biologicky aktivní, má výrazné antioxidační vlastnosti a pohlcuje volné radikály. Biologické účinky resveratrolu a dalších antioxidantů se v současné době intenzivní studují. Určitým pokrokem nepochybně je, že na základě výsledků řady studií se ukázalo pití vína v rozumném množství spíše zdravé než škodlivé. (Šmidrkal et al., 2001)
- 34 -
3.9 Lignany Lignany se nacházejí v hojné míře v potravinách konzumovaných denně, jako jsou sezamová semínka a další semena, stejně tak jako v ovoci, zelenině a nápojích jako jsou káva, čaj nebo víno. (Landete, 2012) Nejvyšší příjem lignanů má populace právě z nápojů a to 37 % celkového příjmu. Téměř všechen matairesinol je konzumován v nápojích (73 %). V rámci této skupiny měla káva a čaj nevyšší podíl v příjmu lignanů. V zelenině lariciresinol (18 %) a pinoresinol (20 %). Oříšky a semínka představují 14 % příjmu lignanů. (Milder et al., 2005) Lignany jsou popsány jako látky fenolového charakteru s účinky vlákniny. Vláknina ve stravě má významnou roli v předcházení chronických chorob jako je diabetes mellitus, kardiovaskulární choroby a některé typy karcinomů. Vláknina ve vodě nerozpustná na sebe váže toxiny, zvyšuje objem stolice a snižuje potíže typu zácpy a nemocí trávicí trubice. Rozpustná vláknina zvyšuje viskozitu gastrointestinální kapaliny, což zpomaluje trávení škrobu a transport glukozy. Je intenzivně fermentována bakteriemi v tlustém střevě. Funkce lignanů v rostlinách je chemická ochrana před působením hmyzu, mikroorganismů a dokonce i jako ochrana před působením jiných rostlin. Je možné je izolovat z rostlinného materiálu extrakcí nebo dalšími chemickými způsoby. (Perlín, 2011) Zdravotní
účinky
lněného
semene
se
vztahují
k jeho
antihypercholesterolemickým a antikancerogenním efektům. Protože lignany mohou napadnout metabolismus pohlavního hormonu, působí preventivně proti několika druhům rakoviny citlivým na hormony jako je rakovina prsu, dělohy, prostaty a tlustého střeva. Lignany vyskytující se ve lněném semenu (secoisalariciresinol - SECO a matairesinol - MAT) jsou přijímány stravou a jsou po odštěpení cukru, dvou metylových a dvou hydroxylových skupin přeměněny na živočišné lignany (enterolakton a enterodiol). SECO se přeměňuje na enterodiol (END), který může být oxidován na enterolakton (ENL). (Suková, 2001) Pinoresinol, lariciresinol, syringaresinol a další látky jsou prekursory ENL a END. Tyto tři rostlinné lignany jsou obsaženy v žitných otrubách v 10 - 50násobném obsahu než SECO a MAT a jsou schopny vyprodukovat 10 - 12násobné množství ENL. Obě látky jsou absorbovány ze střeva do enterohepatického oběhu. Další jejich - 35 -
metabolismus probíhá v játrech za vzniku konjugátů, ty přecházejí do žluče a jsou znova reasorbovány ve střevech. Nakonec jsou vyloučeny močí jako glukonáty a sírany konjugátů a do stolice jako volné fenoly. ENL je mírný inhibitor estrogen - syntetázy (aromatázy) a snižuje hladinu estrogenu, zatímco enterodiol je slabý inhibitor. (Perlín, 2011) Lněná semínka mohou chránit proti ateroskleróze krčních artérií a prokázal se antiatherosklerotický efekt v aortě. Tedy ukládání LDL cholesterolu na stěnách cév, čímž může zabránit vaskulárním chorobám a následně mrtvici nebo infarktu. Lignany vykazují také funkci antioxidantů. Nejvyšší antioxidační aktivita byla stanovena pro SECO a END. Antioxidační aktivita lignanů lněných semen a odvozených metabolitů se vyvíjí z důvodu ochranného efektu proti AAPH [2,2´- azobis (2 - amidinopropan) dihydrochlorid] a sloučeninám, jako jsou generátory volných radikálů. Lignany SDG a END působí antioxidačně proti poškození DNA a peroxidaci lipidů. END a ENL vyvíjejí estrogenní a antiestrogenní aktivitu. Estrogenní agonistický efekt může být využit jako konvenční hormonová léčba u žen v menopause. Lignany a jejich odvozené metabolity mohou být spojovány se sníženým rizikem rakoviny prsu. Lignany a jejich odvozené metabolity jsou považovány za částečně odpovědné za vzestup inhibice buněk rakoviny prostaty. Rostlinným lignanům byla přiřčena anti - PAF (platelet activating factor) aktivita. Zabraňují tedy agregaci a degranulaci krevních destiček, což je důležitý prostředník při zánětech a astmatu. Celoživotní příjem lignanů může značně ovlivnit vývoj hormonově závislých nádorů. Avšak účinek ENL a END byl v pozorování "in vivo" a "in vitro" rozdílný. (Landete, 2012)
Secoisalariciresinol
Matairesinol
- 36 -
Enterolakton
Enterodiol
- 37 -
4
ZÁVĚR
Lidské zdraví je pro vedení každodenní rutiny velmi důležité. Avšak ne všichni si uvědomujeme, že pro to musíme něco udělat. Lidské zdraví není samozřejmé. Ovlivnit své zdraví můžeme hned několika způsoby. Snížit duševní přetížení a hladinu stresu, pít dostatek tekutin, vykonávat dostatečnou tělesnou aktivitu, omezit škodliviny jako je kouření, pití alkoholu a užívání drog, otužovat se a nejdůležitější aspekt udržení si zdraví, mít pestrou a vyváženou stravu plnou ovoce a zeleniny, protože ta plně nahradí různorodé doplňky stravy v tabletkách. Je to právě ovoce a zelenina, která mimo vody, škrobů, sacharidů, vlákniny celé řady vitamínů a minerálních látek obsahuje také antioxidační, antimutagenní, protirakovinotvorné, protizánětlivé látky, a látky, které zabraňují ucpávání cév, snižují riziko infarktu myokardu nebo zvyšují šanci na jeho přežití. Těchto látek je nepřeberné množství. Tato práce se zabývala konkrétní skupinou polyfenolových látek, nacházejících se ve funkčních potravinách. Tyto obsahovaly látky pozitivně působící na organismus stejně jako doplňky stravy. Látky se v přírodě sice mohou vyskytovat v menších množstvích, avšak účinky jsou stejné. Polyfenoly se nevyskytují pouze v plodech nebo rostlinách, nacházejí se i ve zpracovaných produktech z těchto rostlin. Například ve víně, čaji, džusech atp. Některé mají to pozitivum, že se zpracováním nebo teplenou úpravou jejich obsah či struktura vůbec nezmění. Přesnější účinky konkrétních polyfenolů popisuje obsah této práce. V budoucnu se výzkumy zabývající se touto skupinou látek mají kam vyvíjet. Některé z účinků nejsou ještě zcela prokázané, a některé vůbec objevené. Na závěr bych chtěla dodat, že ve prospěch zdraví nemusíme nutně nakupovat drahé doplňky stravy a různé vitamíny, je daleko jednodušší a ekonomičtější konzumovat více ovoce a zeleniny.
- 38 -
5
POUŽITÁ LITERATURA
ANDERSEN, Ø. M., KENNETH, R., MARKHAM, 2005: Flavonoids, Chemistry, Biochemistry and Applications ARNDT, A., 2009: Katechiny, dostupné na www.celostnimedicina.cz BULZOMI, P., GALLUZZO, P., BOLLI, A., LEONE, S., ACCONCIA, F., MARINO, M., 2008: The pro-apoptotic effect of quercetin in cancor cell lines requires ER betadependent signals DONG, Y., UNDYALA, V. V., GOTLLIEB, R. A., MENTZER R. M., PRZYKLENK, K., 2010: Autophagy: Definition, Molecular Machinery, and Potrential Role in Myokard Ischemia-Reperfusion Injury FOŘT, P., 2007: Pro sportovce - "oxidativní stres", dostupné na: www.celostnimedicina.cz GIBSON, G. R. 2000: Functional foods : Concept to Product. 1. vyd. Cambridge: Woodhead Publishing, 17 s. ISBN 1-85573-503-2 GUPTA, S., AFAQ, F., MUKHTAR H., 2001: Biochem Biophys Res Commun., Selective growthinhibitory, cellcycle deregulatory and apoptotic response of apigenin in normal versus human prostate carcinoma cells, dostupné na: http://www.lef.org/abstracts/codex/apigenin_abstracts.htm GUPTA, S., AFAQ, F., MUKHTAR H., 2002: Oncogene, Involvement of nuclear factorkappa B, Bax and Bcl2 in induction of cell cycle arrest and apoptosis by apigenin in human prostate carcinoma cells, dostupné na: www.lef.org/abstracts/codex/apigenin_index.htm? - 39 -
HEINRICH, J., ŠVARCOVÁ, I., VALENTOVÁ, K., 2008: Plody Lonicera caerulea: Perspektivni funkční potraviny a zdroj biologicky aktivních látek, Chem. Listy 102, 245−254 HOLMEROVÁ, I., JAROLÍMOVÁ, E., NOVÁKOVÁ, H., 5/2004: Alzheimerova choroba v rodině KALAČ, P., 2003: Funkční potraviny, kroky ke zdraví. České Budějovice: Dona, 130 s. ISBN 80-7322-029-6 KANNAN, M. M., QUINE, S. D., 2012: Mechanistic Clues in the Protective of Ellagic Acid Against Apoptosis and Decreased Mitochondrial Respiratory Enzyme Activities in Myocardial Infarcted Rats KAPLAN,
R.
J.,
2012:
Cancer
and
Rehabilitation,
dostupné
na
http://emedicine.medscape.com/article/320261-overview KOLOUCHOVÁ, I. aj., 2005: Obsah resveratrolu v zelenině a ovoci, Chemické listy, roč. 99, s. 492-495 KVASNIČKOVÁ, A., 2003:
Biologicky aktivní látky se zaměřením na zdravotní
problémy žen, Prepared Foods, č. 5, s. NS3–NS9, Článek : 15824 LANDETE, J. M., 2012: Plant and mammalian lignans: A review of source, intake, metabolism, intestinal bacteria and health, Food Research International 46, 410-424 LIM, D. Y., CHO H. J., KIM, J., NHO C. W., LEE K. W., PARK J. H, 2012: Luteolin decreases IGF-II production and downregulates insulin-like growth factor-I receptor signaling in HT-29 human colon cancer cells LINDENMEYER, F., LI, H., MENASHI, S., SORIA, C., LU, H., 2001: Nutr. Cancer, Apigenin acts on the tumor cell invasion process and regulates protease production - 40 -
LIU, Y., WANG, H., ZHU, Y., CHEN, L., QU, Y., ZHU, Y., 2012: The protective efekt of nordihydroguaiaretic acid on cerebrál ischemia/reperfusion injury is mediated by the JNK pathway LÜ, J. - L., NURKO, J., JIANG, J., WEALKEY, S. M., LIN, P. H., YAO, Q., CHEN, C., 2011: NDGA inhibits ritonavir – induced endothelial dysfunction in porcine pulmonary arteries MAHAJAN, U. M., GUPTA, C., WAGH, P. R., KARPE, P. A., TIKOO, K., 2011: Alternation in inflammatory/apoptic pathway and histone modifications by NDGA prevents acute pankreatitis in Weiss albino mice MANACH, C., SCALBERT, A., MORAND, C., RÉMÉSY, C., JIMENÉZ, L., 2004: Polyphenols: food sources and bioavailability, Am J Clin Nutr 79, 727-47. MARTINEC, M., ZLOCH, Z., 2/2009: Nutriční hodnoty a antioxidační kapacita biopotravin a standardních potravin. Jejich změna po jednotýdenním skladování, Časopis výživa a potraviny MILDER, I., FESKENS, E., ARTS, I., MESQUITA, H., HOLLMAN, P. and KROMHOUT, D., 2005: Intake of the Plant Lignans Secoisolariciresinol, Matairesinol, Lariciresinol, and Pinoresinol in Dutch Men and Women MORIN, B., NICHOLS, L. A., ZALANSKY, K. M., DAVIS, J. W., MANTHEY, J. A. and HOLLAND, L. J., 2008: The Citrus Flavonoids Hesperetin and Nobiletin Differentially Regulate Low Density Lipoprotein Receptor Gene Transcription in HepG2 Liver Cells
- 41 -
MULVIHILL, E. E., ALLISTER, E. M., SUTHERLAND B. G., TELFORD, D., SAWYEZ, C. G., EDWARDS, J. Y., MARKLE, J. M., HEGELE, R. A., HUFF, M. W., 2009: Naringenin prevents dyslipidemia, apoB overproduction and hyperinsulinemia in LDL-receptor null mice with diet-induced insulin resistence PATEL, D., SHUKLA, S., GUPTA, S., 2006: Apigenin and cancor chemoprevention: Progress, potential and promise (Review) PAULOVÁ, H., BOCHOŘÁKOVÁ, H. a TÁBORSKÁ, E., 2004: Metody stanovení antioxidační aktivity přírodních látek IN VITRO, Chem. Listy 98, 174 − 179 PERLÍN,
C.,
2011:
Lignany
v
potravinách
a
ve
výživě,
dostupné
na
www.celostnimedicina.cz POSPÍŠILOVÁ, M., 2007: Antioxidační a protizánětlivý polyfenol z oliv, Prepared Foods, dostupné na www.bezpečnostpotravin.cz POTUŽÁK,
M.,
2009:
Léčivé
rostliny
v
pediatrii,
dostupné
na
www.pediatriepropraxi.cz SEGAERT, S., COURTOIS, S., GARMYN, M., DEGREEF, H., BOUILLON, R., 2000: Biochem Biophys Res Commun, The flavonoid apigenin suppresses vitamin D receptor expression and vitamin D responsiveness in normal human keratinocytes SUKOVÁ, I.,
2001: Lignany ze lněného semene z hlediska funkčních potravin,
Ernährung, 25, č. 3, s. 124 SUPP, E., SCHWARZWÄLDER, D., ROSE, A., ULBRICHT, D., JAEGER, H., SAUTTER, U., KRIEGER, J., FIÉVEZ, P., RUMRICH, S., FAßBENDER, W., MAUS, S., BERKELMANN, – LÖHNERTZ, B., BEN – JOSEPH, M., FEITEN, K., HOLST, H., 2005: Víno, ISBN 80-7209-347-9
- 42 -
SYED, G. H., SIDDIGUI, A., 2011: Effect of hypolipidemic agent NDGA on lipid droplet and hepatitis C virus ŠEBKOVÁ, S., 2003: Čaj a čokoláda jsou prospěšné pro zdraví srdce ŠMIDRKAL, J., FILIP, V., MELZOCH, K., HANZLÍKOVÁ, I., BUCKIOVÁ, D, KŘÍSA, B., 2001: Resveratrol, Chem. Listy 95, 602 - 609 TOLLESON, W. H., DOERGE, D. R., CHURCHWELL, M. I., MARQUES, M. M., ROBERTS, D. W., 2002: Metabolism of Biochanin A and Formononetin by Human Liver Microsomes in Vitro, J. Agric. Food Chem., 50, 4783-4790 TRNA, J., TÁBORSKÁ, E., 2012: Přírodní polyfenolové antioxidanty, dostupné na www.med.muni.cz/biochem/seminare/prirantiox.rtf TROCHON, V., BLOT, E., CYMBALISTA, F., ENGELMANN, C., TANG, RP., THOMAIDIS, A., VASSE, M., SORIA, J., LU, H., SORIA, C., 2000: Apigenin inhibits endothelialcell proliferation in G(2)/M phase whereas it stimulates smoothmuscle cells by inhibiting P21 and P27 expression ÜBERALL, I., 2011/1: Autofagie ve vztahu k nemoci, Vesmír 90, 41 WINKLEROVÁ, D., 2009: Funkční potraviny, legislativa WOOLLAMS, CH., 2009: Ellagic acids, dostupné na www.canceractiv.com www.merck-chemicals.com
- 43 -
6
SEZNAM ZKRATEK
AAPH DNA EC END ENL FUFOSE ILSI LDL MAT MUSC NGDA NIMH OTC PAF PMF PMS RTV SCREBP1c SDG SECO TG USA VLDL
2,2´- azobis (2-amidinopropan) dihydrochlorid Deoxyribonukleová kyselina Evropská komise Enterodiol Enterolakton Functional Food Science in Europe International Life Science Institut Low density lipid Matairesinol The Medical University of South Carolina Nordihydroguajaretová kyselina Národní ústav pro duševní zdraví Mezinárodní termín pro volně prodejné léky Platelet activating factor Polymethoxylované flavony Premenstruační syndrom HIV proteáza ritonaviru Transkripční aktivátor potřebný k produkci lipidů Secoisalaciresinol diglukosid Secoisalaciresinol Triglyceridy United States American Very low density lipid
- 44 -
