Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta. Studijní program: Biologie Obor: Biologie

Univerzita Karlova v Praze Přírodovědecká fakulta

Studijní program: Biologie Obor: Biologie

Karolína Seďová

Vliv vybraných látek rostlinného původu na energetický metabolismus The effect of selected food components on energy metabolism

Bakalářská práce

Školitel: RNDr. Pavel Flachs, Ph.D. Oddělení biologie tukové tkáně Fyziologický ústav Akademie Věd ČR, v.v.i Praha, 2014

Poděkování Velmi děkuji svému školiteli RNDr. Pavlu Flachsovi za ochotu, cenné rady a trpělivost, při psaní struktury i obsahu mé bakalářské práce. Také bych chtěla poděkovat mé rodině za podporu a příznivé podmínky.

Prohlášení Prohlašuji, že jsem závěrečnou práci zpracovala samostatně a že jsem uvedla všechny použité informační zdroje a literaturu. Tato práce ani její podstatná část nebyla předložena k získání jiného nebo stejného akademického titulu.

V Praze, 16.5. 2014

Podpis:

Obsah Abstrakt, klíčová slova Úv od………………………………………………………………………………………………………………………….str. 1 1.

Přírodní látky ………………………………………………………………………………………………………..str. 2 1.1 . Rozdělení přírodních látek dle struktury…………………………………………………………..str. 2 1.1 .1.1. Alkaloidy………………………………………………………………………………………..str. 2 1.1 .1.2. Tříslov iny……………………………………………………………………………………….str. 2 1.1 .1.3. Terpeny ………………………………………………………………………………………….str. 2

2.

Mitochondrie a energetický metabolismus……………………………………………..……………….str. 3 2.1 . Přehled základních živ in………………………………………………………………………………….str. 4 2.2 Další procesy a patologie týkající se mitochondrií…………………………………………….…str. 5 2.2.1. Netřesová termogeneze……………………………………………………………………...str. 5 2.2.2. Ox idační stres………………………………………………………………………………...…str. 6 2.2.3. Metabolický sy ndrom………………………………………………………………………...str. 6 2.2.4. Diabetes mellitus……………………………………………………………………………….str. 7 2.2.5. Inzulinová rezistence…………………………………………………………...….………...str. 7 2.3. Sy mpatický nervový systém a jeho úloha v energetickém metabolismu………...…….str. 7 2.4. Hormonální aktivita tukové tkáně…………………………………………………………………….str. 8

3.

Kofein………………………………………………………………………..…………………………….……..…..str. 9 3.1 . Charakteristika, struktura, zdroje……………………………………… …………..….….………….str. 9 3.2. Účinky kofeinu……………………………………………………………………………………………….str. 1 0 3.2.1. Prokázané účinky zeleného čaje…………………………...……………………………..str. 1 0 3.2.2. Prokázané účinky kávy……………………………………………………………………….str. 1 1 3.3. Kofein a v ý zkum…………………………………………………………………...………………………..str. 1 1 3.4. Mechanismus účinku……………………………………………………………………..……………….str. 1 1 3.5. Dáv kování………………………………………………………………………………………………………str. 1 2 3.6. Shrnutí…………………………………………………………………………………………………………..str. 1 3

4.

Resv eratrol……………………………………………………………………………………………………………str. 1 4 4.1 . Charakteristika, struktura, zdroje…………………………………………..…………...…………….str. 1 4 4.2. Účinky resveratrolu………………………………………………………………………………………….str. 1 5 4.3.1 . Resveratrol, obezita a v ýzkum……………………………………………….....…………str. 1 6 4.3.2. Resv eratrol, diabetes a v ýzkum……………………….………..………………..………..str. 1 6 4.4. Mechanismus účinku……………………………………………………………………………………….str. 17 4.5. Dáv kování……………………………………………………………………………………………………….str. 1 8 4.6. Shrnutí……………………………………………………………………………………………………………str. 1 8

5. Kapsaicin……………………………………………………………………………………………………………….str. 2 0 5.1 . Charakteristika, struktura, zdroje………………………………………………………..……………..str. 20 5.2. Účinky kapsaicinu…………………………………………………………………………….………………str. 20 5.3.1 . Kapsaicin, úleva od bolesti a v ýzkum…………………………………………………….str. 21 5.4.1 . Kapsaicin, obezita a v ýzkum…………………………………………………………………str. 22 5.4. Mechanismus účinku………………………………………………………………………………..………str. 23

5.5. Dáv kování………………………………………………………………………………………………………..str. 24 5.6. Shrnutí…………………………………………………………………………………………………………….str. 24 6. Oleuropein………………………………………………………………………………………………………………str. 25 6.1 . Charakteristika, struktura, zdroje………………………………………………………………………..str. 25 6.2. Účinky oleuropeinu…………………………………………………………………………………………….str. 26 6.3. Oleuropein a v ýzkum…………………………………………………………………………………………..str. 26 6.4. Mechanismus účinku…………………………………………………………………………………………..str. 27 6.5. Dáv kov ání…………………………………………………………………………………………………………..str. 28 6.6. Shrnutí……………………………………………………………………………………………………………….str. 28 Záv ěr……………………………………………………………………………………………………………...……………..str. 29 Seznam zkratek……………………………………………………………………………………………………………….str. 30 Seznam použité literatury………………………………………………………………..………………………………str. 31

Abstrakt Obezita je spojena s mnoha chorobami, zejména s diabetem 2. typu, hy pertenzí, dyslipidémií, hy perglykémií a kardiovaskulárním onemocněními. Jestliže se u pacienta vyskytne nejméně trojice z těchto onemocnění je diagnostikován metabolický syndrom. Výskyt ob ezity a souvisejících onemocnění vzrostl alarmujícím tempem a v posledních letech se stává celosvětovým zdravotním problémem. Kardiovaskulární choroby jsou nejčastější příčinou úmrtí na celém sv ětě. Některé minoritní složky, které běžně nacházíme v naší st ravě (např. některé rostlinné metabolity), ov livňují přímo či nepřímo energetický metabolismus našeho organismu a tak mohou zmírňovat nebo dokonce zabraňovat v zniku zdravotních komplikací spojených s metabolickým sy ndromem. Tato bakalářská práce, si klade za cíl přehledně shrnout poznatky a v ýsledky vědeckých studií o v ybraných rostlinných metabolitech vyskytujících v extraktech z konkrétních rostlin, které mají preventivní nebo terapeutické účinky na obezitu a další složky metabolického syndromu. Práce popisuje využití těchto látek v e farmaceutickém průmyslu a v potravinářství, primární přírodní zdroje, a mechanismy účinků v četně efektiv ních dávek. Klíčov á slova mitochondrie, metabolický syndrom, obezita, diabetes, resveratrol, kofein, kapsaicin, oleuropein

Abstract Obesity is associated with many diseases, particularly type 2 diabetes, hy pertension, dyslipidemia , hy perglycemia and cardiovascular diseases. If a patient ex periences at least a trio of these diseases are diagnosed metabolic sy ndrome. The prevalence of obesity and related diseases has increased at an alarming rate in recent y ears and has become a worldwide health problem. Cardiovascular disease is the leading cause of death worldwide. Some minor components which are commonly found in our diet (eg some plant metabolites), directly or indirectly affect energy metabolism of our body and thus can reduce or even prevent developing health complications associated with the metabolic sy ndrome. This thesis, aims to clearly summarize the finding s and results of scientific studies on selected plant metabolites occurring in ex tracts of specific plants that have prev entive or therapeutic effects on obesity and other components of the metabolic syndrome. This work describes the use of these substance s in the pharmaceutical industry and the food industry, the primary natural resources , and mechanisms of action , including effective doses.

Key Words mitochondria, metabolic syndrom, obesity, diabetes, resveratrol, caffeine, capsaicin, oleuropein

Úvod Antický bylinkář Dioskorides prohlásil: „Nač um írat, kdy ž v zahradě roste šalv ěj.“ Biogenní látky tv oří základ živ é hmoty . Mezi nejv ýznamnější organické látky , které se v y skytují v přírodě, patří sacharidy (cukry), lipidy (tuky), proteiny (bílkoviny) a n ukleové ky seliny. Z hlediska složení naší potravy se označují jako makronutriety. Kromě těchto látek, jsou nezby tné i mikronutriety -které mohou v ýznamné účinky na energetický metabolizmus, imunitní systém člověka. Tyto molekuly jsou významné především pr o dnešní životní styl, plný stresu, nezdravého stravovánínedostatku pohy bu a v prostředí znečištěném spoustou látek, které mohou způsobovat například zvýšený oxidační stres. Mikronutriety přírodního původu, tzv . „přírodní látky“ jsou v současné době hlav ním tématem farmaceutického průmyslu a také jsou v elmi propagované a oblíbené. Fenoménem dnešní doby jsou kdejaké tabletky a potravinové doplňky, které „zaručeně“ pomohou zrychlit metabolismus a spalovat tuky. Jak ale poznat, že účinná látka má oprav du dekla rovaný efekt, nebo pouze, jak se říká, v ý robce neklame zákazníka? A jsou ty to doplňky opravdu nezbytné? Mohou mít léčebný potenciál pro pacienty s diabetem, metabolickým sy ndromem či obezitou? Nebo je to jen přehnaná snaha farmaceutického a potravinářského průmyslu za v ýdělkem? Cílem této práce je shrnout poznatky o působení, účincích a benefitech v y braných rostlinných biomolekul, rozdělit je dle biochemické struktury a ty pu účinku. V neposlední řadě, by ch se také v ěnovala zdrojům a dostupnosti těchto láte k na trhu a v ědeckým studiím, které byly v rámci zkoumání jejich účinku prov edeny. Snažila jsem se vybrat zástupce jednak dobře známé v běžné společnosti a jednak i molekuly, které se stále intenzivně studují a sv é „období slávy“ mají ještě před sebou. Kon krétně se v této práci budu soustředit na ty to funkční biomolekuly: kofein, kapsaicin, resveratrol a oleuropein. Toto téma jsem zv olila z dův odu mého osobního zájmu o deklarované či prověřené zdravotní a podpůrné účinky některých přírodních látek a také díky stále oblíbenějšímu a propagovanějšímu tématu přirozené a alternativní léčby – či doplňků stravy, prevence a udržení psychické, fy zické kondice a zdravého v zhledu moderního člověka, žijícího v souladu s přírodou. V další části úv odní kapitoly, bych ráda popsala základní metabolické procesy, které se v ztahují k homeostáze energie. Dále bych popsala patologické děje energetického metabolismu a nastínila bych rozdělení funkčních rostlinných biomolekul.

1

1. Přírodní látky Přírodní látky jsou organické sloučeniny syntetizované organismy a zpravidla mají pro organismy určitý v ý znam (pokud nejsou konečnými zplodinami jejich metabolismu). Jsou to produkty nebo meziprodukty metabolismu organismů. Přírodní látky jsou velmi rozsáhlou množinou látek, rozmanitou co do počtu skupin a druhů i co do složení a složitosti konkrétních sloučenin. Mezi přírodní látky patří nejen v šeobecně známé sloučeniny jako sacharidy, lipidy (např. tuky nebo oleje), peptidy a bílkoviny, nukleové ky seliny, vitaminy apod., ale i méně známé látky jako heterocyklické sloučeniny, alkaloidy, terpeny, steroidy, přírodní barviva atd. (Roubal, 1998) 1.1. Rozdělení přírodních látek dle struktury Pro popis jsem v y brala skupiny biomolekul, které se tý kají dále popisovaných. 1.1.1. Alkaloidy Biogenese v ětšiny alkaloidů se odvíjí od několika aminokyselin (feny lalanin, tryptofan, ornithin, ly sin, histidin a ky selina anthranilová). Jako protoalkaloidy se označují deriváty aminů, terpenické a steroidní molekuly obsahující dusík v heterocyklu. Společnou v lastností alkaloidů je bazicita vyvolaná přítomností atomu dusíku v molekule, a to nejčastěji dusíku umístěného v heterocyklu. Alkaloidy jsou lipofilní, v e v odě málo rozpustné, většinou pevné a bezbarvé. Jsou obsaženy především ve vyšších rostlinách. Předpokládá se, že jejich prudký účinek může být ochranou před býložravci a parazity, nebo dusíkatými odpadními látkami rostliny. Rozdělení alkaloidů, je dle aminoky seliny, ze které je alkaloid syntetizován (kromě protoalkaloidů). Mezi protoalkaloidy pat ří např. kapsaicin, mezi isocholinové alkaloidy se řadí např. morfin, heroin, papaverin. Do skupiny indolových alkaloidů řadíme histamin a do skupiny ly sinových řadíme nikotin. Mezi purinové alkaloidy patří kofein, theobromin, theofylin, x anthin. 1.1.2. T řísloviny Mezi třísloviny patří chemicky nejednotné sloučeniny, jejichž společnou vlastností je schopnost odstraňovat zbytky živ očišné tkáně z pov rchu kůže, a tím ji změkčov at. Třísloviny jsou hojně rozšířené zejména mezi dv ouděložnými rostlinami a obvykle jsou lokalizovány jen v některých určitých částech rostliny (listy, plody , kůra). Po chemické stránce jsou třísloviny vysokomolekulární polyfenoly, nejsou krystalické, zpravidla se rozpouštějí v e vodě nebo alkoholu. Mají schopnost srážet bílkoviny za v zniku sloučenin resistentních v ůči proteolytickým enzymům. Třísloviny dělíme na 2 skupiny , hydrolyzované a nehydrolyzované. Do prv ní skupiny řadíme např. taniny, do druhé skupiny řadíme zejména katechiny. (Moravcová, 2006)

1.1.3. T erpeny Molekuly v zniklé polymerací dvou a v íce molekul isoprenu. Dle toho se odv íjí názvosloví – monoterpeny, diterpeny, polyterpeny. Dle chemického složení jsou terpeny uhlovodíky, nebo jejich ky slíkové deriv áty.

2

Dále terpeny dělíme na pryskyřice, silice a balzámy. Silic e jsou kapalné směsi monoterpenů a jsou pojmenovány dle rostliny, v e které se vyskytuje, Např., silice eukalyptová, levandulová, kafrová atd. Silice se v y značují v ůní. Pry skyřice jsou tuhé, v ětšinou lepkavé látky, které vznikají oxidací na místech porušení kůry jehličnatých stromů. Balzámy jsou polotekuté směsi silic a pryskyřic. Mezi tetraterpeny patří karotenoidy, které se dělí na uhlov odíky – karoteny nebo kyslíkaté deriváty – x anthofyly. Nejrozšířenějším xanthofylem je ß-karoten a také kapsaicin. (Moravcová, 2006)

2. Mitochondrie a energetický metabolismus Heterotrofní organismy získávají hlavní podíl energie (cca 90%) uložené v e struktuře molekul živin, během procesu respirace. Při tomto ději se přenášejí elektrony odebrané aktivovaným vodíkům, k atomům ky slíku pomocí složitého systému oxidoreduktáz lokalizovaných v oddělených komplexech. Protony jsou při tomto procesu přesunovány na druhou (cytosolární) stranu nepropustné v nitřní mitochondriální membrány, kde se hromadí. Jejich průchod zpět je umožňován speciálním enzymem ATP -asou, který využívá jejich energii k sy ntéze ATP z ADP a ky seliny fosforečné (anorganického fosfátu). Celý tento proces probíhá v mitochondriích, které se nacházejí v e všech eukaryotních buňkách. Vnitřní mitochondr iální membrána je nejdůležitější funkční složkou mitochondrie, v ní jsou uloženy v šechny oxidoredukční komplexy I – IV a ATP -asa. ATP prochází touto membránou řízený m přenosem výměnou za ekv iv alentní množství ADP. Podstata získáv ání energie spočívá tedy ve slučování vodíku a ky slíku na v odu. Tato reakce je silně ex ergonická (Δ G0` = - 237 kJ/mol). (Čegan et al., 2008) Energie uv olněná při dý chání je v yužita na růst, pohyb a udržení teploty. (Obr. 1 )

Obr. 1. respirační řetězec Kom plex I je vstupním místem toku elektronů z NADH, komplex II přijímá elektrony od FADH, k oenzym Q odevzdává elektrony na komplex III, který je ubichinol-cytochrom reduktáza a komplex IV je cytochrom c oxidáza, přijaté elektrony předává na molekulu k yslíku za vzniku vody. V komplex je ATPáza generující ATP z protonového gradientu Zdroj: Josepha-Horne et al. 2001

Obr.2. Mitochondriální metabolické dráhy zahrnují k onverzi na Acetyl-CoA přes glykolýzu, beta oxidaci MK, trans aminaci. Acetyl-CoA vstupuje do Krebsova cyklu, k de je redukován na CO2 a redukované kofaktroy FADH2 a NADH js ou dále redukovány v elektrontransportním řetězci.

3

Mitochondrie poskytují prostředí pro důležité metabolické procesy. Gly kolýza, při které je glukosa štěpena na 3uhlíkatou molekulu py ruvát a jeho oxidaci na Acetyl-CoA. Dále Krebsův cyklus, při kterém je Acetyl-CoA odbouráván na ox id uhličitý a v odu, za zisku ATP a redukovaných koenzymů, které představují zdroj elektronů v dýchacím řetězci. A beta – ox idaci, což je aerobní odbourávání mastných ky selin. Acetyl-CoA může v zniknout také degradací uhlíkových koster ketogenních aminokyselin. (Obr.2) Zdrojem energie jsou živiny (makronutrienty, mikronutrienty, v oda) obsažené v potravě. Ty jsou pak rozkládány pomocí enzymů a v střebávány v trávicí soustavě. Složené cukry se štěpí na cukry jednoduché, na monosacharidy, na glukózu. Hlav ními energetickými substráty pro klidový i pracující sv al jsou glukóza a v olné mastné ky seliny. V klidu a při tělesné aktiv itě o mírné až střední intenzitě se uplatňují především lipidy. Při intenzivní pohybové aktivitě jsou zdrojem energie v e sv alu výhradně sacharidy.

2.1. Přehled základních živin Bílkov iny V šechny peptidy a bílkoviny v znikají kondenzací 20 různých aminokyselin. Heterotrofní organismy získáv ají aminokyseliny potřebné pro sy ntézu svých vlastních peptidů a bílkovin hydrolýzou bílkovin přijatý ch v potravě. Kromě toho dokáží heterotrofní organismy některé aminokyseliny sy ntetizovat, ale jen z organických sloučenin, především z ox okyselin. Některé aminokyseliny však heterotrofní organismy samy vyrobit nedokáží. Jsou to zejména aminoky seliny s aromatickým nebo heterocyklickým zbytkem nebo s rozvětveným uhlovodíkovým zbytkem. Ty to aminokyseliny se nazývají esenciální (nepostradatelné) a musí bý t v ždy obsažené v potravě. Bílkov iny jsou důležité pro stavbu a obnovu v šech tkání.

Sacharidy Molekuly sacharidů jsou v ždy tvořeny třemi prvky: uhlíkem, v odíkem a ky slíkem. Sacharidy slouží tělu hlavně jako zdroj energie. Ačkoliv v 1 g sacharidů je obsaženo prakticky stejné množství energie jako v 1 g bílkovin, vzhledem k jejich mnohem vyššímu poměrnému zastoupení v e stravě přispívají zejména jednoduché cukry v elkou měrou k tv orbě obezity. Jejich nadbytečný příjem přispívá k rozv oji nadváhy, obezity i zubního kazu. Nejznámějším monosacharidem je glukóza, která je univerzálním energetickým zdrojem. V procesu trávení jsou na glukózu štěpeny i ostatní sacharidy. Mezi disacharidy patří sacharóza (bílý či hnědý cukr, cukrovinky, datle, fíky apod.), maltóza (slad, klíčky) a laktóza (mléko, mléčné výrobky). Oligosacharidy (rafinóza a stachóza) jsou obsaženy především v luštěninách. Polysacharidy (škrob, gly kogen) jsou tvořeny mnoha jednotkami monosacharidů.

Lipidy Lipidy jsou estery karboxylových kyselin a alkoholů. Z karbox ylových kyselin jsou v lipidech zastoupeny tzv. mastné ky seliny . Nejrozšířenější

4

mastné ky seliny jsou ky selina palmitová, stearová, olejová a dále laurová, myristová a linolová. Z alkoholů jsou v lipidech zastoupeny glycerol (nejčastěji). Pro sv ůj v elký energetický obsah (1 g tuků posky tuje 38 kJ energie) jsou ideálním zdrojem energie , dále slouží jako tepelný izolátor, tvoří základní složku buněčných membrán, jsou nutné pro přenos v itamínů rozpustných v tucích a jsou nosiči v ůně a tex tury pokrmu. Tuky se dělí podle pův odu na rostlinné (oleje, ořechy) a živ očišné (máslo, sádlo, lůj). Mastné ky seliny (MK) rozdělujeme na nasy cené (s jednoduchou v azbou mezi uhlíky) a nenasy cené, ty dále dělíme na mononenasycené – monoenové, s jednou dv ojnou vazbou a polynenasycené – poly enové, s několika dv ojnými vazbami. Zdrojem nasycených MK jsou především živočišné produkty (sádlo, máslo, mléko) ale také palmový, kokosový a kakaový tuk (máslo). Patří sem ky selina máselná, palmitová, stearová aj. Zdrojem nenasy cených MK jsou ostatní rostlinné oleje, ořechy, semena a ry bí tuk. Sem patří zejména kyselina linolová, linoleová, olejová aj. Tuk se hromadí v e vakuolách tukových buněk – adipocytů. Pokud má buňka jednu kapénku (unilokulární) jedná se bílý adipocyt. Po kud má adipocyt více menších kapének (multilokulární) jedná se zpravidla o adipocyt hnědý. Hnědá tuková tkáň se v yskytuje především u nov orozenců a hibernujících zv ířat a je bohatá na mitochondrie (vysoký obsah mitochondriálních cy tochromů způsobuje hnědavé zabarvení tkáně). Hlav ní funkcí je produkce tepla netřesovou termogenezí. V těle se tuk ukládá v různý ch částech těla, a tv oří tzv. tuková depa. T uková depa Distribuce tuku v těle se rozděluje na subkutánní (podkožní) a v iscerální (útrobní) tukovou tkáň, dále intraorgánovou. V e viscerální oblasti je tuk uložen intraabdominální, mezi orgány a retroperitoneálně. (Obr.3) Na rozdíl od podkožních tukov ých dep, je v iscerální tuk portální žílou propojen s játry . Tím se také v y světluje vetší metabolický dopad zmnožení v iscerálního tuku (mužský tip obezity tzv . jablko) v porovnání s ženský m tipem obezity (tzv. hruška). Podle

"teorie

portálního tuku"

lipoly tická aktiv ita

v iscerálního tuku způsobuje vysoký tok volných mastných kyselin do portální žíly a do jater, stimuluje jaterní produkci V LDL a zásobuje jaterní glukoneogenezi. (Björntorp, 1 990)

Obr. 3. Tuková depa Na s agitálním řezu je znázorněna tuková tkáň subkutánní a vis cerální. Zdroj: Mayo Foundantion for Medical Education and Res earch

2.2. Další procesy a patologie týkající se mitochondrií 2.2.1. Netřesová termogeneze Kromě těchto procesů, v mitochondriích také probíhá netřesová termogeneze. Na v nitřní mitochondriální membráně se totiž může nacházet v ýznamné množství proteinu UCP1 (ucoupling protein 1 ) neboli termogeninu. Netřesovou termogenezi pozorujeme výhradně u adipocytů hnědé tukové tkáně (např. u

5

nov orozenců mezi lopatkami a u hibernujících savců). Termogenin funguje jako protonový transportér, umožňuje odpojit proces oxidativní fosforylace a gradient protonů z mezimembránového prostoru je v yužit k produkci tepla. Manipulace termogeneze, ať už prostřednictvím UCP1 , nebo prostřednictvím obdobných rozpřahujících bílkovin, může být účinnou strategii proti obezitě (Palou et al., 1 998) v iz předchozí kapitola .

2.2.2. Ox idační stres Je definov án, jako porucha rovnováhy mezi produkcí reaktivních ky slíkových a dusíkových metabolitů a antioxidační kapacitou organismu. Na jedné straně, slouží ty to reaktivní metabolity (RM) jako v ý znam né signální a regulační molekuly. Nicméně pokud jsou produkovány v nadměrném množství, stávají se ty to metabolity vysoce toxickými vůči v lastním strukturám. Ox idoredukční rovnováha v buňkách je udržov ána účinnými antioxidačními mechanismy , kterými je vybaven každý aerobní organismus. Pokud však poměr mezi prooxidační a antioxidační složkou organismu převáží v e prospěch tvorby RM, nastáv á oxidativní stres. Silný oxidativní stres v ede k rozsáhlému poškození, ke ztrátě homeostázy a ke smrti buněk apoptózou ne bo nekrózou. Možností ukončení lipidové peroxidace je reakce s antioxidantem za vzniku stabilní sloučeniny. Antioxidant se tak stává v olným radikálem, který má v šak nízkou reaktivitu. Mezi nejzávažnější choroby spojované s negativním působením RM patří ateroskleróza, cukrovka, revmatoidní artritida, cystická fibróza, kardiovaskulární a nádorové onemocnění, neurodegenerativní onemocnění, sepse, plicní onemocnění či urychlené stárnutí. ( Gallová, 2006)

2.2.3. Metabolický syndrom Pojem zahrnující metabolické poruchy jako hy pertenzi, obezitu, inzulínovou rezistenci, nízkou hladinu HDL cholesterolu, vysokou hladinu trigly ceridů a další. WHO v roce 1 998 ustanovila dvě definice, které zahrnují metabolický syndrom. a) Osoba s diabetem ty pu 2 nebo sníženou glukózovou tolerancí má metabolický syndrom, jestliže jsou u ní splněna alespoň dvě ze čtyř kritérií z následujícího výčtu. (v iz. Obr. 4) Obr.4. rizikové faktory vzniku metabolického s yndromu. Pokud má osoba DTM2 a vykazuje alespoň dva ze čtyř faktorů, pak má MS.

b) Osoba s normální glukózovou tolerancí má metabolický syndrom, jestliže je inzulín-rezistentní a

zdroj: Bioprospect

splňuje alespoň dv ě ze čtyř kritérií z následujícího výčtu. (Alberti et al., 1 998) 1 ) Hy pertenze (definovaná buď jako krevní tlak v yšší než 1 60/90 mm Hg, nebo jsou-li podávána antihypertonika). 2) Dy slipidémie (definována buď jako zv ýšená hladina plazmových triacyglycerolů nad 1 ,7 mmol/l, anebo jako snížená hladina HDL cholesterolu pod 0,9 mmol/l u mužů a pod 1 ,0 mmol/l u žen). 3) Obezita (definov aná jako BMI ≥ 30,0, anebo jako poměr obvodu pasu a boků ≥ 0,9 u mužů a ≥ 0,85 u žen) BMI = hmotnost v kg/(výška v m)2. 4) Mikroalbuminurie (definovaná jako noční exkrece albuminu močí ≥ 20 g/min).

6

Nižší mitochondriální kapacita je spojená s obezitou a T2DM, ale není to irev erzibilní poškození: plasticita mitochondriální biogeneze je zachována i v e stavu inzulinové rezistence. Zvýšení tělesné aktivity zv y šuje mitochondriální kapacitu a také ox idační funkce mitochondrií (Toledo et al., 2013) 2.2.4. Diabetes m ellitus Diabetes mellitus je skupinou chronických onemocnění, jejichž základním rysem je hy perglykémie. V zniká v důsledku nedostatečného účinku inzulínu, a to buď při jeho absolutním, nebo relativním nedostatku a je provázen komplexní poruchou metabolismu cukrů, tuků a bílkov in. Diabetes m ellitus typu 1 Onemocnění je důsledkem selektivní destrukce ß-buněk v edoucí k absolutnímu nedostatku inzulínu a pacient se stáv á živ otně záv islým na jeho exogenním podávání. Toto onemocnění nepatří do okruhu metabolického syndromu. Diabetes m ellitus typu 2 Nejčastěji se manifestuje v dospělosti, a to v ětšinou až po čtyřicátém roce věku. Nemocní nejsou živ otně závislí na ex ogenním podávání inzulínu a nemají sklon ke ketoacidóze. Typický je familiární výs kyt a v 60 – 90 % je spojen s nadv áhou. (Svačina, 2000) Ty to charakteristiky ale nemusí být v ždy splněny. Diagnostickým kritériem je pouze hy perglykémie bez živ otní záv islosti na ex ogenním inzulínu. V patogenezi choroby se uplatňuje zejména inzulínová resistence spolu s poruchou sekrece inzulínu, k níž dochází jiný m, než autoimunitním procesem. Patrně zde nedochází k úplné ztrátě ß-buněk. By lo také prokázáno, že hladina ROS (z anglického „ reactive oxygen species“ – ky slíkové radikály) mají v ý znamnou úlohu v patogenezi inzulinové rezistence a diabetu (Nishikawa et al., 2007). U pacientů s diabetem 2. typu, má v ysoce kalorická strava za následek zvýšený oxidační stres a přechodné zv ý šení ex prese enzymů oxidativní fosforylace. Trvalé zvýšení ROS, potom může v ést k poškození mitochondriálních proteinů, mitochondriální dy sfunkci a hromadění lipidů (Samocha -Bonet et al., 2012).

2.2.5. Inzulinová rezistence Stav , kdy organismus není schopen přiměřeně reagovat na inzulin. Při diabetu 2. typu má obv. charakter poruchy na receptorové i postreceptorové úrovni. Primární IR je spojena s mutací genů zodpovědných za účinek inzulinu - inzulinový receptor, některé enzymy glykolýzy, GLUT aj. Sekundární IR je způsobena jinými příčinami zejména metabolickými, endokrinními , zánětlivými a může se po jejich normalizaci upravit. Pacienti s rezistencí na inzulín nebo s diabetem typu 2 mají sníženou hustotu mitochondrií a produkci ATP (Morino et al., 2005).

2.3. Sympatický nervový systém a jeho úloha v energetickém metabolismu Sy mpatický nervový systém (SNS) je pov ažován za základní součást autonomního nervového sy stému, hraje důležitou roli v udržování homeostázy energie, hormonální a nervové kontroly. SNS je komplex ní regulační systém, zahrnující přímé účinky sym patických nervů, které inervují většinu tělesných tkání a nepřímé účinky katecholaminů. SNS činnost reguluje v elikost klidového metabolismu, což je nejv ětší část denního energetického

7

v ý deje. Některé níže popsané rostlinné metabolity působí stimulačně, pr ávě přes aktivaci SNS (WesterterpPlantenga et al., 2006).

2.4. Hormonální aktivita tukové tkáně Mezi prv ně objevené hormony regulující množství tukové tkáně, patří jeden z prozánětlivých cytokinů, TNFα (faktor nekrotizující tumory). Je produkován přímo tukovými buňkami (adipocyty). By lo popsáno, že tato produkce významně v zrůstá při obezitě, a že tedy nadměrná tv orba tohoto faktoru tukovou tkání může přímo v yvolávat inzulinovou rezistenci a diabetes mellitus. Nejvýznamnějším objevem v šak byla identifikace leptinu – proteinového hormonu produkovaného převážně adipocyty – který je v ý znamným regulátorem energetické rovnováhy. Hladiny leptinu u obézních osob jsou naopak zvýšeny proporcionálně k obsahu tuku v organizmu. Pokles hmotnosti snižuje i koncent race leptinu. Resistin je hormon, který by měl naopak inzulinov ou rezistenci a další komplikace obezity vyvolávat. Jeho hladiny jsou u obezity (přinejmenším u myší a potkanů) zv ý šeny. Ghrelin, je peptidový hormon produkovaný buňkami žaludku. Pův odně byl ob jeven jako faktor stimulující sekreci růstového hormonu. Dnes v íme, že také zv y šuje chuť k jídlu, protože uv olňuje neuropeptid Y a agouti-related protein. Obezita je tradičně spojována s poruchami působení inzulinu ve sv alové, jaterní a tukov é tkáni. Tato necitlivost k účinkům inzulinu je zpočátku kompenzována jeho zvýšenou produkcí slinivkou břišní, později může v ést až ke v zniku cukrovky 2. typu. (Hanzulík, 2005).

8

3. Kofein Prv ní popisovanou přírodní látkou, která velmi v ýznamně ovlivňuj e metabolismus, je celosvětově opěvovaný i zatracovaný kofein. Nápoje s obsahem kofeinu byly oblíbené a spojené s mnoha rituály již před třemi tisíci lety , původně v Číně a později (cca v 9. Století) v Africe. Je to nejoblíbenější psychoaktivní „droga“ kterou, jako jedinou podáváme dokonce i dětem – v e formě kakaa, čokolády a mnoha dalších pochutin kakao obsahujících. S nadsázkou můžeme tvrdit, že je to nejužív anější droga populace. A to i díky dnešnímu rychlému stylu živ ota.

3.1. Charakteristika, struktura, zdroje

Kofein je dle účinku stimulat, dle chemické struktury se řadí do skupiny purinových alkaloidů, která se omezuje na methy lderiváty x anthinu (dimetylxanthiny). Do této skupiny se řadí také theofylin a theobromin. V ětšina populace si zdroj kofeinu spojuje s káv ou, ale vysky tuje v šesti rostlinách, které se v yužívají v potravinářství práv ě pro obsah kofeinu. Jsou to guarana (Paulinia cupana), káv a (Coffea arabica, C. robusta), maté (Ilex paraguariensis), kakao (Theobroma cacao), čaj (Camellia sinensis/assamica) a kola (Cola acuminata). V ětšina popsaných studií se v šak zaměřuje na účinky kofeinu p rostřednictvím podáv ání zeleného čaje či kávy.

Obr. 5. Metabolismus kofeinu, játrech se kofein konvertuje primárně na paraxanthin, zbytek na theobromin a theofylin Zdroj: Wikimedia commons

Čaj Čajov ník (Camellia), keř nebo strom pěstovaný původně v Číně, později v Indii, Barmě, na Cejlonu atd. Obsahuje v listech až 4,5 % kofeinu doprovázeného theofylinem, theobrominem a x anthinem. Čím jsou líst ky mladší, tím v íce kofeinu obsahují (Moravcová, 2006). Zelený čaj je neoxidovaný, nefermentovaný produkt. V důsledku toho, obsahuje vysoké množství několika poly fenolických složek, jako jsou katechin a epikatechin, gallokatechin a nejhojnější a pravděpodobně farmakologicky aktivní, epigallokatechin. Epigallokatechin je bioaktivní polyfenol, který má hlavně termogenní a antioxidační účinek (Kao et al., 2005). Káv a Káv ovník arabský (Coffea arabica L.) je stálezelený keř nebo strom pěstovaný v četných odrůdách podobně jako jiné druhy kávovníků především v Brazílii, Kolumbii, Mexiku, Guatemale, Angole atd. Káv ová zrna jsou po usušení, loupání fermentována, pražena a namleta, což mnohonásobně zvýší dostupnost kofeinu. To způsobí v ýraznější extrakci ko feinu z káv y oproti čaji, ačkoliv procentuální obsah kofeinu je nižší než u čaje. Konkrétně C. arabica obsahuje 1,5 % kofeinu, C. robusta cca 4%. Při pražení v zniká tzv . kafeol, což

9

je kapalný podíl semen obsahující furfural, pyridin, ky selinu v alerovou a fenol. Kofein částečně sublimuje a zachy cuje se v kondenzátoru. Obsah kofeinu zhruba do 2,5 %, je v ázán na ky selinu chlorogenovou, dalšími obsahovými složkami je trigonelin (N-methylbetain kys. nikotinové), třísloviny, glukosa, olej, proteiny. (Moravcová, 2006)

3.2. Účinky kofeinu Mezi benefity patří hlavně silný psychostimulační účinek a nav íc stimuluje i živ otně důležitá centra - dechové a v azomotorické. Povzbuzuje srdeční činnost. V malých dávkách působí dráždivě na mozkovou kůru. Zvyšuje psy chickou aktivitu a schopnost koncentrace, odstraňuje únavu a prodlužuje schopnost vykonávat v y čerpávající práci. Dále zv y šuje účinnost analgetik a podporuje tvorbu žaludečních šťáv. Na druhou stranu však požívání kávy způsobuje dráždění žaludku, konkrétně ho způsobují složky kafeolu a ky seliny chlorogenové (Moravcová, 2006). V y šší dávky kofeinu mohou vyvolat zvýšenou dráždivost, nervozitu, třesy, nespavost a bolesti hlavy.

3.2.1. Prokázané účinky zeleného čaje V krátkodobé studii provedené na lidech, byl zkoumán účinek epigalokatechinu + kofeinu (EGCG / kofein v poměru 90/50 mg), kofeinu (50 mg), nebo placeba. Probandi užívali 3x denně kapsle ve třech různých příležitostech. V e srov nání s placebem a se samotným kofeinem, léčba ex traktem ze zeleného čaje vedla k v ý raznému zv ý šení 24 hodinovému výdeje energie (cca o 4% = 328 kJ) a ox idaci lipidů, což naznačuje, že zelený čaj má termogenní v lastnosti. (Dulloo et al., 1 999). V obdobném v ýzkumu byla provedena studie na základě podávání tří porcí 250 ml termog enního nápoje denně (v průběhu 3 dnů), obsahující 94 mg EGCG a 1 00 mg kofeinu. 24 hodinový v ýdej energie byl v ý znamně zvýšen o 4,6% = 445,2 kJ po užití nápoje. (Rudelle et al., 2007) V e studii, zabývající se v livem zeleného čaje na ox idaci tuků, prokázali, že po 1 2 týdenním podávání 350 ml čaje denně (592,2 mg katechinů), došlo ke zv ýšení výdaje energie, oxidaci tuku a tím úby tku váhy ( Harada et al., 2005). Nav íc, v obdobné studii provedené na asijských mužích bylo zjištěno, že denní konzumace 3 40 ml čaje, který obsahuje 57 6 mg katechinů po dobu 24 týdnů, se snížil podíl tuku těla a také obv od pasu v porovnání s kontrolní skupinou, která měla denní spotřebu 340 ml čaje s 7 5 mg katechinů ( Matsuyama et al., 2008). Ov šem dlouhodobý účinek oxidace tuků a termogeneze užívání zeleného čaje je podmíněn také obvyklým příjmem kofeinu (obvyklý příjem kofeinu vs. pouze zelený čaj: 6,7 v s. 5,1 kg úby tku hmotnosti) (Westerterpet al., 2005) Následuje mnoho podobných studií, většina z nich prokazuje účinnost zeleného čaje a tím ho nominuje na slibný prostředek regulace hmotnosti, avšak v závislosti na mnoha indiv iduálních aspektech. Např. běžné spotřebě kofeinu, etnické příslušnosti, věku, pohlaví, výchozí hmotnosti atd.

10

3.2.2. Prokázané účinky kávy V e studii zahrnující dvě skupiny probandů o přiměřené hmotnosti, požili v šichni energeticky stejně hodnotnou snídani. Skupina, která k snídani požila také káv u s obsahem kofeinu (8 mg / kg tělesné hmotnosti) prokazovala vyšší termický efekt přes 3 hodiny, v e srov nání se skupinou, která požila káv u bez kofeinu (Acheson et al., 1980). Kromě toho, energetický výdej probandů se zv ýšil o 1 6% po dobu 2 hodin po požití kávy s kofeinem (1 00 mg), v e srovnání se skupinou, která požila káv u bez kofeinu (Hollands et al., 1 981). V souladu s tímto efektem, bylo pozorováno zvýšení bazálního metabolismu o 3 -4% u 20 žen (1 0 štíhlý ch a 1 0 obézních), zvýšení termogeneze při užití 4 mg/kg, 5x denně, ale tento nárůst byl nižší u obézních (4,9 ± 2,0%) než u štíhlý ch žen (7 ,6 ± 1 ,3%). Termogenní efekt kofeinu by l prodloužena i přes noc, což může naznačovat možný dlouhodobý účinek kofeinu (Bracco et al., 1 995). Skupina probandů s obvykle vysokým příjmem kofeinu denně (300 mg/den), současně při pokusné konzumaci zeleného čaje s obsahem kofeinu, neprokázala větší úbytek hmotnosti, než skupina probandů, která konzumovala placebo namísto zeleného čaje. Tato zjištění vedou k domněnce, že citlivost na kofein může bý t ztracena. (Westerterp et al., 2005 ).

3.3. Kofein a v ý zkum V současné době, kdy je obezita prohlášena za pandemii, je právě kofein jedním z hlav ních objektů v ý zkumu vlivu na prevenci obezity a metabolického syndromu. Společně s katechiny, které jsou obsažené v zeleném čaji lze dosáhnout synergického efektu. Dohromady tyto látky m ají v eliký potenciál přinést v ý znamný v liv na zry chlení metabolismu, termogenezi a ox idaci lipidů. Zelený čaj, tím, že obsahuje katechiny a kofein, může působit prostřednictvím inhibice katechol Omethy l-transferázy, a inhibice fosfodiesterázy (podrobněji v kapitole 3.4. Mechanismy účinku). Ty to mechanismy mohou také působit sy nergicky. By lo uv edeno, že kofein, má termogenní účinek a může stimulovat oxidaci lipidů in vitro, z části prostřednictvím sy mpatické aktivace centrálního nervového sy stému. SNS toti ž inerv uje bílou tukovou tkáň a může zv y šovat lipolýzu. (Dulloo et al., 1 992, Astrup et al., 1 990) Dále by lo prokázáno, že ex trakty zeleného čaje, které obsahují kofein a katechiny, mají v liv na tělesnou hmotnost a v ýdej energie. Zjištění, že zelený čaj stimuluje termogenezi, ale nelze zcela přičíst obsahu kofeinu, protože termogenní účinek čajového výluhu obsahující kofein a katechin -polyfenoly, je v yšší než ekv iv alentní množství kofeinu (Chantre et al., 2002, Dulloo et al., 1999).

3.4. Mechanismus účinku: Katechiny v zeleném čaji působí prostřednictvím inhibice katechol O-methyl-transferázy (COMT), což je enzy m, který degraduje noradrenalin (Westerterp et al., 2006). Kofein má v liv na termogenezi inhibicí enzymu fosfodiesterázy. Tento enzym degraduje intracelulární cy klický adenosinmonofosfát ( =cAMP) (Cornelis et al., 2007).

11

Fosfodiesteráza obvykle hydrolyzuje cAMP na AMP, ale po požití kofeinu, koncentrace cAMP stoupá a sy mpatický nervový systém je stimulován. Jeho aktivita se zv yšuje (způsobuje vazokonstrikci, zvyšuje krev ní tlak, potlačuje trávení, prohlubuje dýchání, v ede mediátory adrenalin, noradrenalin, dopamin – které se v y lučují z dřeně nadledvin) a hormon-senzitivní lipáza (HSL) se aktiv uje, což podporuje lipolýzu. Aktivita sy mpatiku a lipolýza jsou záv islé na cAMP, protože cAMP aktiv uje proteinkinázy A, které jsou mimo jiné odpovědné za regulaci glykogenu a lipidů (Acheson et al., 2004). Také by lo zjištěno, že kofein antagonizuje inhibiční účinky adenosinu na lipolýzu přes adenylylcyklázy (Acheson et al., 2004). Adenosin totiž působí v organismu jako inhibitor nervových signálů, způsobuje také v azodilataci v CNS a tím způsobuje uvolnění a ospalost. Kofein, jehož struktura je podobná adenosinové, tím ty to

Obr.6. kofein má podobnou strukturu jako část molekuly adenosinu, proto kofein může působit jako antagonista na adenosinové receptory

receptory zablokuje a způsobí stimulaci CNS a také činnost

Zdroj: Wikimedia commons

nadledv inek, která začne sekretovat noradrenalin. (Obr. 6)

Kromě inhibice fosfodiesterázy, kofein ovlivňuje také termogenezi prostřednictvím stimulace substrátových cyklů, jako je Coriho cyklus a FFA (free fatty acids)-triglycreride cyklus. V Coriho cyklu se laktát přesune ze sv alů do jater, kde se přev ede na py ruvát. Pyruvát je převeden na glukózu enzymem laktát dehy drogenáza a cirkuluje zpět do sv alů pomocí krve, čímž dostatečně zásobuje sv alstvo glukózou (Westerterp et al., 2006 a Westerterp-Plantenga et al., 2007). FFA obrat a ox idace lipidů jsou zvýšeny po konzumaci kofeinu, ale v yžaduje to

Obr. 7. molekula theofylinu zdroj: wikimedia commons

v elký nárůst v obratu FFA, aby došlo k jen malému zv ýšení oxidace lipidů ( Acheson et al., 2004). Na lipolý ze se podílí zejména paraxantin – metabolit kofeinu, tedy cca jeho 85 %. Dalšími produkty metabolismu kofeinu jsou theobromin a theofylin. Ry chlost oxidace mitochondrií se také podílí na zv ýšení termogeneze v důsledku špatného spojení syntézy ATP, což vede k produ kci tepla tokem protonů přes rozpřahovací protein (UCP). Katechiny mají také přímý v liv na genovou ex presi různý ch proteinů (odpojování UCPs), které mají v liv na termogenezi s v ýrobou tepla (Klaus et al., 201 1).

Obr. 8 Molekula theobrominu zdroj: wikimedia commons

3.5. Dáv kování: U dospělých, krátkodobé smrtelná dávka kofeinu je odhadován na 5 - 1 0 gramů denně (buď intrav enózně nebo perorálně), což je ekvivalent 7 5 šálků kávy, 1 25 šálků čaje nebo 200 kolových nápojů (Curatolo et al., 1 983) Při nízkém příjmu kofeinu lze pozorovat pouze malé a nevýznamné z měny krevního tlaku a tepové frekvence, při užití 1 00 a 200 mg kofeinu.

12

Naproti tomu, 400 mg kofeinu, výrazně zvýšil systolický a diastolický krevní tlak. Kromě toho, po 400 mg kofeinu, podstatně v íce probandů hlásilo nežádoucí účinky, jako je bušení srdce , úzkost, bolest hlavy, záv ratě, neklid v e srovnání s placebem (Astrup et al., 1 990). Průměrný obsah kofeinu v jednom šálku (1 50 ml) káv y připravené z mleté zrnkové kávy je přibližně 85 mg, instantní káv y 60 mg a káv y bez kofeinu kolem 3 mg, v šálku čaje 30 mg V souladu s Ev ropskou směrnicí 2002/67 /E musí bý t přítomnost kofeinu jasně uváděna v nápojích s obsahem v yšším než 1 50 mg/l . Toto nařízení se uplatňuje u nealkoholických a energetických nápojů obsahujících kofein, avšak nikoliv u káv y, čaje a podobn ých nápojů, neboť se předpokládá, že spotřebitel ví, že se jedná o kofein obsahující nápoje a obsah kofeinu je záv islý na způsobu přípravy nápoje (delší doba infuze nebo ex trakce). Jednotlivé členské státy EU, v četně ČR implementovaly tuto směrnici národní mi legislativními opatřeními. Kofein se dostává do krve po požití v průběhu 30-45 min. Prostřednictvím tělesných tekutin se v těle dále distribuje a následně se metabolizuje v játrech a v ylučuje močí. Průměrný poločas kofeinu v organismu je 4 hodiny (interval se pohybuje mezi 2 až 1 0 hodinami). Těhotenství zpomaluje rychlost metabolismu. (Cano-Marquina et al., 201 3) Celkov ě, kofein a zelený čaj zvyšují energetický výdej a působí proti snížení rychlosti metabolismu během hubnutí. Směs zeleného čaje a kofeinu působí synergicky, vyvolává termogenezi a zv yšuje oxidaci tuků. Ty to termogenní molekuly, mohou být považovány za funkční látky, které by mohly pomoci při prev enci kladné energetické bilance a obezity. Pro zjištění mechanismu sy nergického efektu účinku, směsi katechinů a kofeinu, jsou třeba další studie ohledně biologické dostupnosti a bio -aktivity, které odhalují rušiv é účinky s jiný mi živinami, genetické v livy a možná efekt návyku, díky pravidelné konzumaci (Westerterp, 2010). 3.6. Shrnutí 

kofein patří mezi stimulanty a purinové alkaloidy



nejlepším zdrojem kofeinu je káv a, čaj a kakao



kofein se metabolizuje na paraxanthin, theobromin a theofylin



v játrech je paraxanthin demetylován na monometylxanthin a poté štěpen na ky s. močovou, kterou tělo v yloučí



stimuluje funkci SNS, CNS, potlačuje únavu, má diuretické účinky



stimuluje termogenezi prostřednictvím inhibice enzymu fosfodiesterázy a tím v yšší produkce cAMP



kofein je antagonista adenosinu, čímž zabraňuje únavě



parax anthin se podílí na lipolýze a ry chlosti ox idace mitochondrií – zry chluje metabolismus



v střebání kofeinu do krve trvá cca 30 min

13

4. Resveratrol Již několik let tato molekula v zbuzuje mezi v ědeckou i nev ědeckou společností rozruch, který je ov šem naprosto oprávněný. Resveratrol a jeho účinky, totiž při dnešním stylu živ ota působí téměř jako malý zázrak. V elmi často se resveratrol spojuje v jedné v ětě s pojmem „francouzský paradox“. V ětšině populace tento pojem není cizí, mnozí v ědí, v čem tkví jeho kouzlo. By lo totiž prokázáno, že v mnoha oblastech Francie je mnohem méně úmrtí způsobených infarktem myokardu, ačkoliv je běžná strava Francouzů bohatá na tuky. A mnohem častěji se dnes tento pojem spojuje s látkou zv anou resveratrol. O to v íce, jelikož nejpopulárnější zdroj resv eratrolu pro lidský organismus, spočívá v – pro Francouze tak ty pické - v konzumaci červeného v ína. Tato skutečnost v edla k domněnce, že požívání v ína může působit proti účinkům diety s v y sokým obsahem tuků a omezit tak riziko v zniku onemocnění koronárních tepen (Šmidrkal et al., 2001). 4.1. Charakteristika, struktura, zdroje Resv eratrol byl poprvé izolován v roce 1 940 z rostliny ký chavice v elkokvěté (V eratrum grandiflorum) a nachází se v e v íce než 7 2 dalších rostlinných druzích a další druhy stále přibývají. Kromě červ eného vína a v inných hroznů, je bohatým zdrojem resveratrolu např. růžičková kapusta, červené zelí, brokolice, červená řepa, zelený čaj, či podzemnice olejná (arašídy). By lo naměřeno, že pro získání jednoho mg resv eratrolu z uv edené zeleniny, je třeba požít 0,4-2,5 kg Tato sloučenina je klasifikována jako fy toestrogen, protože má schopnost interagovat s receptorem estrogenu. Průměrná koncentrace resveratrolu v červeném v íně je 2 -6 mg/l v bílém v íně je koncentrace nižší – 0,2-0,8 mg/l (Hanzlíková, 1 999). Rozdíly souvisejí s tím, že nejv íce resveratrolu je v e slupkách bobulí hroznů a červ ené víno se nechává kv asit se slupkami, zatímco bílé bez slupek. Optimálním zdrojem resveratrolu je především kombinace požívání vína a zeleniny, což také odpovídá stravovacím náv y kům Francouzů (Šmidrkal et al., 2001). Dle chemické struktury je resveratrol 3,5,4 '-trihydroxystilben a v y skytuje se v e dv ou izoformách, cis- a trans-. V rostlině se v yskytuje v obou formách, převažuje v šak trans- izomer. Dále se resv eratrol vyskytuje v rostlinách v e formě βglukosidů, anebo jako oligomer. Dimer resveratrolu nazýváme ε-v iniferin, trimer pak nazý váme α-v iniferin. Ox idační produkt v iniferinu je potom

Obr. 9. molekula amurensin, tj. oxidační produkt resveratrolu zdroj: Wikimedia commons

amurensin, což je v lastně dehydro-ε-viniferin. Amurensin lze připravit v laboratorních podmínkách oxidací resveratrolu chloridem železitý m (Obr. 9.) (Huang et al., 1 999) Obr. 10 cis a trans izomery resveratrolu, zdroj: Wikimedia commons

Rév a v inná Rév a (V itis vinifera) je popínavá dřevnatá liána. Vyžaduje teplé půdy, které jsou bohaté na živ iny, a je

14

sv ětlomilná. Proto její rozšíření zahrnuje jižní a střední Ev ropu, přední a střední Asii a sev erní Afriku. Historie pěstování v ína sahá až do doby 4000 př.nl. na středním Východě. Záznamy v hieroglyfech z Egy pta, datov ané k roku 2500 př.nl., ukazují na užív ání hroznů k v ý robě v ína a četné zmínky o v íně v e Starém Zákoně naznačují prv otní v znik a v ýznam této činnosti. V inné hrozny obsah ují kromě resveratrolu, v itamin C, E, draslík a ky selinu v innou. Hrozny v inné révy se požívají jak v kosmetice, tak v potravinářství, především v podobě čerstvých hroznů, rozinek, džusů a především jako kv ašeného nápoje, v ína. Dnes se v inný extrakt s v y sokým obsahem resveratrolu využívá i jako doplněk stravy. Funkce a sy ntéza resveratrolu v rostlině Resv eratrol je sekundární metabolit rostlin, dle funkce se řadí mezi fy toalexiny, což jsou rostlinná antibiotika. Fytoalexiny se tvoří de novo nebo v e zvýšené míře, jako reakce na působení stresu (mechanického poškození, UV záření, napadení virem, houbou…) Při napadení révy vinné plísní Botrytis cinerea si rostlina začne kolem poraněného místa vytvářet resveratrolovou bariéru. (Soleas et al., 1997, Jeandet et al., 1 995). Přímo v místě napadení je koncentrace resveratrolu nižší, než kolem místa poranění. Je možné, že plíseň dov ede fytoalexiny rozkládat (Langcake et al., 1 979). Je prav děpodobné, že v e zralých hroznech je syntéza trans -resveratrolu, nebo jeho glykosidu nějaký m způsobem iniciována. Zřejmě jako preventivní ochrana před napadením plísněmi, pokud jsou hrozny mechanicky poškozené. Sy ntéza resveratrolu začíná fenylalaninem, který konvertuje na ky s. skořicovou, která je dále oxidována na ky s. 4 -hydroxyskořicovou. Navázáním CoA a kondenzací se třemi molekulami malonyl-CoA se sy ntetizuje resveratrol, přičemž se uvolní čtyři molekuly CO2.

4.2. Účinky resveratrolu Jedním ze zajímav ých účinků resveratrolu je ochrana buněk před apoptózou, při jeho nízké koncentraci. Naproti tomu, vysoká koncentrace může apoptózu buněk iniciovat, a tím může bý t resveratrol adeptem na antiproliferativní lék rakovinného bujení (Jang et al., 1 997). Četné přízniv é účinky resveratrolu popsané v literatuře zahrnují kardioprotektivní, protirakovinné, protizánětlivé a antioxidační účinky. V poslední době, toto široké spektrum účinků je rozšířeno o nové údaje prokazující velkou účinnost této sloučeniny v e vztahu k obezitě a diabetu. Je prokázáno, že resveratrol v y kazuje příznivé účinky u hlodavců krmených vysoce kalorickou stravou. V některých studiích bylo prokázáno, že snižuje podíl tukové tkáně a hmotnosti u obézních zvířat. Účinek této molekuly zahrnuje přízniv é změny v genové expresi a u enzy mových aktivit. Shromažďování důkazů rovněž naznačuje výhody resv eratrolu při diabetu a diabetických komplikacích. Je známo, že resveratrol ovlivňuje sekreci inzulínu a jeho koncentraci v krvi. Resveratrol je také u diabetických myší schopen snížit hy perglykémii. Tyto údaje poukazují na potenciální možnost využití resveratrolu v prevenci nebo léčení obezity a diabetu (Szkudelska et al. 201 0). Dále by lo zjištěno, že resveratrol dokáže vyvolat změny v metabolismu, které jsou podobné kalorické restrikci. Použití resveratrolu jako mimetika kalorické r estrikce je v elmi zajímavá strategie. Kalorická restrikce totiž preventivně působí proti některým nemocem způsobených stárnutím, jako jsou inzulínová rezistence, diabetes 2. typu, dyslipidémie nebo rakovina (Smith et al., 2004 a Holloszy et al., 2007).

15

4.3.1.

Resv eratrol, obezita a v ý zkum Benefiční účinky resveratrolu se podařilo prokázat v mnoha studiích provedených na zv ířatech i na

studiích s dobrovolníky. Pokusy na my ších krmených vysoce kalorickou dietou prokázaly, že resveratrol (0,04%, po dobu 1 5 tý dnů nebo 1 5 měsíců) zvýšil jejich přežití a motorické funkce. Změnil ex presi mnoha genů, blížící se ex presi u zv ířat se standartní stravou.(Baur et al., 2006 a Lagouge et al., 2006) Nav íc, u my ší se stravou bohatou na tuky , resveratrol zmenšil celkový obsah tělesného tuku a snížil ukládání epididymální, tříselné a retroperitoneální bílé tukové tkáně ( Lagouge et al., 2006) V kontrastu s těmito výsledky, jsou studie, které uv ádějí, že resveratrol žádný efekt na hmotnost a podíl tuku neprokazuje. (Baur et al., 2006 a Rocha et al., 2009) V jiné studii, (Rivera et al., 2009) bylo pozorováno, že resveratrol má příznivý účinek na změny parametrů lipidů, při podání 1 0 mg /kg tělesné hmotnosti, po dobu 8 tý dnů, a to v e výrazném snížení trigly ceridů, FFA , cholesterolu a triglyceridů v játrech. Na modelu izolovaných potkaních hepatocytech, bylo nalezeno, že resveratrol inhiboval sy ntézu mastných ky selin (zejména palmitátu), z ky seliny octové. Tento efekt se objevil již po 20 minutách inkubace a by l doprovázen sníženou aktivitou acetyl-CoA karboxylázy. Podobně, v HepG2 buňkách inkubovaných s resveratrolem, byla snížena akumulace triglyceridů, v e srov nání s kontrolními buňkami (Gnoni et al., 2009 a Shang et al., 2008). Přímý v liv resveratrolu na metabolismus buňky bílé tukové tkáně byl také prokázán. Inkubace čerstvě izolov aných krysích adipocytů na 90 minut s resv eratrolem, vedla ke snížení bazální a inzulinem indukované konv erze glukózy na lipidy (lipogeneze de-novo). Tento účinek byl doprovázen sníženou oxidací glukózy a zv ý šeným uvolňováním laktátu. Kromě toho, resveratrol zesílil lipolytickou odpověď na adrenalin a oslabil schopnost inzulínu potlačovat lipolýzu v tukových buňkách. (Szkudelska et al., 2009). Aktivita resveratrolu v e v ztahu k obezitě může také zahrnovat další efekty. Pokusy na 3T3-L1 buněčné linii a primárních kulturách adipocytů ukázaly, že resveratrol inhibuje adipogenezi (Rayalam et al., 2008).

4.3.2. Resv eratrol, diabetes a v ýzkum Diabetes je spojen s relativ ním nebo absolutním nedostatkem inzulínu. Četné přírodní sloučeniny rostlinného původu ovlivňují sekreci a působení tohoto hormonu (Pinent et al., 2008). V několika studiích by lo prokázáno, že produkce inzulínu je v ýznamně ovlivnitelná resveratrolem Údaje ze studií in vitro ukazují v y sokou aktivitu resveratrolu ovlivňující buňky sekretující inzulín. Resv eratrol totiž stimuluje sekreci inzulinu β-buněk - MIN6, Hit-T1 5 a RIN-m5F, u my ší, potkanů a křečků (Chen et al., 2007) V ý sledky získané in vivo naznačují, že tato sloučenina může také ovlivnit přímo koncentrace inzulínu v krv i.

Např. (Chi et al., 2007 ) prokázali, že resveratrol (3 nebo 1 0 mg / kg tělesné hmotnosti), v ýrazně zv ý šil krevní inzulín přes noc hladovějících krys, 90 minut po intraperitoneálním podání. Ov šem v dlouhodobých studiích nebyl efekt dostatečně účinný. (Palsamy et al., 2008 a 2009) V jiné studii by lo prokázáno, že u my ší s v ý raznou hyperinzulinémií vyvolanou vysokotučnou stravou,

16

resv eratrol začleněný do jídelníčku, naopak podstatně snížil inzulin v krvi, v e srovnání se zv ířaty krmenými stejnou stravou bez resveratrolu. (Baur et al., 2006 a Lagouge et al., 2006) V další studii, u kry s s hy perinzulinémií, vyvolanou stravou s v ysokou hodnotou cholesterolu a fruktózy , resveratrol (1 mg / kg tělesné hmotnosti) podáván orálně po dobu 1 5 dní nebo 1 5 týdnů, v ýznamně snížil koncentraci inzulínu v krvi. (Deng et al., 2008) Inzulín-supresivní účinky resveratrolu nalezené v některých pokusech, mohou být považovány za prospěšné pro zdraví v rámci prevence diabetu. Kromě správné sekrece inzulínu a koncentrace inzulínu v krv i, buněčné působení tohoto fy tohormonu zvyšuje také citlivost buněk na inzu lín, jak dokazují dlouhodobé studie. (Baur et al., 2006 a Lagouge et al., 2006) Dalším důležitým aspektem působení resv eratrolu jeho v liv na koncentraci glukózy v krvi. Tento účinek byl intenzivně studován jak u normoglykemických, tak hy perglykemických zv ířat. Z dostupných údajů vyplývá, že resveratrol nemá v liv na koncentraci glukózy v krvi normoglykemických zvířat. Studie prokázaly, že orální sondou resveratrolu (0,5-10 mg / kg tělesné hmotnosti), se výrazně snížila hladina glukózy v krvi se přes noc hladovějících krys 90 min po podání. U těchto zv ířat bylo dále zjištěno, že resveratrol (1 0 mg / kg tělesné hmotnosti) snížil nárůst glykémie po perorálním podání glukózy. (Chi et al., 2007) Podobně, studie in v itro v hepatocytech, prokázala, že resv eratrol v e velmi nízký ch koncentracích (0,17 až 1 ,70 um) by l schopen zv ýšit intracelulární vychytávání glukózy .(Su et al., 2006) Tato důležitá vlastnost resveratrolu znamená možnost jeho použití jako anti hy perglykemického činidla. Nav íc by l také pozorován přímý vliv resveratrolu na akumulaci a sy ntézu glykogenu v hepatocytech. Jak studie uv ádí, podání 5 mg resveratrolu na kg tělesné hmo tnosti (perorálně, po dobu 1 4 dnů) v podstatě snižuje hladiny triglyceridů v krvi jak I. tak i II. ty pu diabetických krys. ( Su et al., 2006)

4.4. Mechanismus účinku Mechanismus působení resveratrolu je komplexní a není ještě zcela objasněn. Je v šak prokázáno, že zahrnuje jak inzulin-dependentní a inzulínu nezáv islé účinky. Je pravděpodobné, že jedním s hlav ních mechanismů účinku resveratrolu je indukce genů pro oxidativní fosforylaci a mitochondriální biogenezi (Lagouge et al. 2006 a Lee et al., 2009). Resv eratrol byl mimo jiné charakterizován jako aktivátor sirtuinu 1 neboli SIRT1 ( silent information regulation T1 ), který zvyšuje fosforylaci AMP-aktivované protein kinázy (AMPK) a snižuje biomarkery ox idativního poškození v průběhu stárnutí, za laboratorních podmínek. SIRT1 jako NAD+dependentní proteinová deacetyláza také katalyzuje odstranění acetové skupiny z Nε atomu aminoky seliny ly sinu. V ý znamná je především deacetylace histonů SIRT1 v edoucí k epigenetické represi a umlčení (silencing) genové exprese (Szkudelska et al. 2010). SIRT1 katalyzuje, mimo jiné, deacetylaci a aktiv aci PPARγ koaktiv átoru-1α (PGC-1 α), který plní klíčovou roli v regulaci procesů souvisejících s indukcí mitochondriální biogeneze, sy ntézou antioxidačních enzymů a metabolismem sacharidů a lipidů ( Rodgers et al., 2005). Nav íc, studie uvádějí, že mírně zv ýšená exprese SIRT1 zmírňuje, podobně jako resveratrol, nepřízniv é změny vyvolané vysokým obsahem tuků ( Pfluger et al., 2008). Je také známo, že kalorická restrikce sama o sobě zvyšuje expresi SIRT1 (Cohen et al., 2004).

17

Jak již by lo uvedeno v ýše, resveratrol stimuluje produkci inzulinu β -buněk t ím způsobem,

že se

v áže k SUR (sulfony l-urea receptoru) kterým blokuje K + kanály v β-buňkách, čímž depolarizuje plazmatickou membránu a způsobí příliv Ca 2+ (Hambrock et al., 2007 a Chen et al., 2007). V ýsledná depolarizace membrány aktivuje Ca 2 + kanály (ov ládané napětím) a aktiv uje intracelulární uvolňování v ápníku a to jak v cy tosolu, tak v mitochondriích, a tím inicijuje sekreci inzulínu (Bataille et al., 2002 ) Studie prov edená Dengem a kol. (Deng et al 2008) prokázala klíčovou úlohu estrogenového receptoru v mechanismu účinku resveratrolu. Tito autoři zjistili, že jak inzulin-závislé, tak inzulín-nezávislé stimulační účinky této sloučeniny na v ychytávání glukózy vyžadují buněčnou aktivaci receptoru estrogenu -α.

4.5. Dáv kování V současné době i v naší republice nás v ýrobci v ína nabádají, abychom konzumovali jejich produkty, protože obsahují resveratrol a spojili tak požitek z lahodného nápoje se zdraví prospěšnými látkami. Výrobci potravinových doplňků naopak argumentují tím, že při konzumaci v ína jsme vystaveni spotřebě alk oholu a že obsah resveratrolu v e v ětšině v ín je jen malý ( 500ml v ína obsahuje 1 mg resveratrolu). Při konzumaci sy rových ovocných bobulí zase přijímáme nadměrné množství jednoduchých cukrů - zejména fruktózy. Zdroje resveratrolu ze zeleniny, jsou zase ned ostačující. Nabízejí proto sv é preparáty s resveratrolem. Avšak někteří badatelé, kteří zkoumají prospěšné účinky resveratrolu na lidské srdce, se netají svým přesvědčením, že resv eratrol působí právě jen v kombinaci s alkoholem a s dalšími přírodními látk ami v e v íně obsaženými. Je ov šem také známo, že chronická konzumace alkoholu je spojená se zvýšeným rizikem kardiov askulárního poškození. Za mírnou a zdraví prospěšnou konzumaci se považují dva nápoje denně (cca 2 dcl v ína, cca 30 g alkoholu). V e formě tab let, je naopak množství resveratrolu vysoké tak, že přespřílišné množstv í by mohlo být spíše zdraví škodlivé. Za pomyslnou maximální hranici denní dáv ky se považuje 500mg resveratrolu, což je ekv ivalentní množství 8-10 tobolek. Přesto v šechno se prodej doplňků s resv eratrolem v posledních letech setkal s přízní konzumentů a v ýrazně se zvyšuje. V současné době je na trhu celá řada dodavatelů a v ýrobců preparátů s různým obsahem resveratrolu. Záleží tedy na každém jednotlivci, jaké způsoby ochrany svého zdraví zv olí. Resv eratrol je také v dnešní době součástí populární fy toterapie.

4.6. Shrnutí 

resv eratrol patří mezi fy toestrogeny, strukturně je to trihydroxystilben



nejlepším zdrojem resveratrolu je réva v inná



poly merem resveratrolu je v iniferin, ten se metabolizuje je amurensin



v malé koncentraci resveratrol in vitro chrání buňky před apoptózou a před tv orbou v olných ky slíkov ý ch radikálů, v e v yšší koncentraci má antiproliferativní efekt.



ov livňuje sekreci inzulinu

18



je mimetikem kalorické restrikce



snižuje ukládání tukových kapének, snižuje obsah TG, FFA a cholesterolu v játrech



resv eratrol je aktiv átor SIRT1 a je agonistou k receptoru SUR β-buněk



kromě v ína a dalších přirozených zdrojů resveratrolu, je na našem trhu k dostání mnoho prepárátů – potravinových doplňků, např., Mega resveratrol, Resveratrol plus

19

5. Kapsaicin Další metabolit, který výrazně ovlivňuje energetický metabolismus a zároveň je neodmyslitelnou součástí gastronomie mnoha národů, je bezesporu látka zvaná kapsaicin. V lastně od okamžiku, kdy roku 1 81 6 P. A. Buchtholz izoloval z paprik čistý kapsaicin jako onu v elmi pálivou látku, je tento metabolit předmětem v ědeckého zkoumání a nutno podotknout, že výsledky dosahují mnohdy až fenomenálních úspěchů.

Obr. 11. Chemická struktura kapsaicinu (8-methyl- N -vanillyl-6-nonenamid).

5.1. Charakteristika, struktura, zdroje

zdroj: Kang et al., 2007

Strukturně se kapsaicin (8-methyl- N v anillyl-6-nonenamid) skládá ze tří hlav ních částí, lipofilní alky lový řetězec na jednom konci, který se připojuje pomocí acyl-amidové vazby ke skupině v anillylamin nesoucí polární hy droxylové skupiny na druhém konci molekuly (Szallasi et al.,1999). Kapsaicin se řadí mezi protoalkaloidy, je hlav ní účinnou složkou papriky roční (latinský název). Způsobuje její ostrou a páliv ou chuť. Celkový obsah alkaloidů v plodech je max . 2 %. Je přítomen i v kay enském pepři. Jeho palčivá chuť je v nímána ještě při zředění 1 : 1 0 milionům ( Moravcová, 2006). Co se tý če chemický ch v lastností kapsaicinu, jedná se o bílý krystalický prášek, který je v ysoce těkavý, dráždivý, hydrofobní, bez barv y a bez zápachu. Je sy ntetizován přidáním rozvětveného řetězce mastné ky seliny na v anillylaminu ( Fujiwake et al., 1 980). Komerčně se v yrábí reakcí v anillylaminu s ky s. 7 -methyloct-5-en-1-karboxylovou izolovaných z papriky nebo získaných mletím sušených zralých plodů Capsicum frutescens L .(chilli papričky) na jemný prášek. Kapsaicin přijímáme v e formě koření i potravy. Má charakteristickou štiplavou chuť a předpokládá se, že ty to látky jsou produkovány rostlinami jako přirozená obrana proti býložravcům a houbám. Kapsaicin dráždí nervová zakončení na kůži, a v y volává proto pocit tepla a překrvení. Používá se zevně při rev matismu a neuralgiích, v nitřně jako koření a stomachikum (Moravcová, 2006). V důsledku těchto efektů, je kapsaicin v zrušující farmakologické činidlo a jeho užitečnost v různých klinických odvětvích, je předmětem zkoumání.

Paprika Paprika roční (Capsicum), je jednoletá rostlina, pocházející ze střední Ameriky. Má mnoho barevný ch, tvarových a chuťových kultivarů. Původní odrůdy papriky byly pálivé, s v y sokým obsahem kapsaicinu. Až začátkem 1 9. století byly vyšlechtěny odrůdy s nepálivými (sladkými) plody. Papriky obsahují rutin, který zpevňuje stěny cév, dále obsahují vysoké množství v itaminu C, beta -karoten, draslík, hořčík a další prv ky. Užív ají se jako čerstvá a nakládaná zelenina, pikantní i jemné koření a jako doplněk stravy, či léčebná pomůcka v e formě náplasti.

20

5.2. Účinky Kapsaicinu Účinky kapsaicinu na lidský organismus byly zkoumány již před v íce než sto l ety. Maďarský lékař Endre Hogy es v roce 1 87 8 pozoroval pocit pálení a hy perémie (překrvení kapilár) produkované ex traktem Capsicum, při aplikaci na lidskou pokožku. Později četné studie na zv ířatech ukázaly pokles krevního tlaku, zvýšení slinné a žaludeční sekrece a zv ýšení střev ní činnosti po intravenózní injekci ex traktu (Ramirez, 1 935). Kapsaicin dále indukuje termogenezi tím, že zv yšuje sekreci katecholaminů z dřeně nadledvin u potkanů, a to zejména prostřednictvím aktivace CNS. Zv ý šení termogeneze vyvo lané kapsaicinem je tedy prav děpodobně založeno na β-adrenergní stimulaci( Westerterp-Plantenga et al., 2006). Studie došly k tomuto v ýsledku tak, že termogenní efekt kapsaicinu byl inhibován při současném podání β-blokátorů. Kapsaicin je také v y užitelný v e farmacii díky schopnosti defunkcionalizace nociceptivních v láken a tím potlačení bolesti. Běžně je k dostání tzv . kapsaicinová náplast (nav íc s obsahem kafru), který má podobný účinek, při bolestech kloubů, či namožených sv alů. V elmi zajímavou funkční molekulou je také v oblasti léčby obesity. Kapsaicin totiž inhibuje produkci makrofágů, konkrétně jejich prozánětlivých faktorů a naopak indukuje produkci adiponektinu (hormonu produkovaného tukovou tkání), čímž zv yšuje oxidaci lipidů a snižuje hromadění adipocytů (Kang et al., 2007 ). Prospěšné role kapsaicinu byly hlášeny kromě obezity, také u kardiovaskulárních a gastrointestinálních onemocnění, různých druhů rakoviny, neurogenních postižení a dermatologických onemocnění (Surinder et al., 2013). Navíc pomáhá vylučovat v mozku endorfiny a zlepšuje náladu pacientů. Určitě ale působí jako přetrvávající lokální anestetikum při aplikaci před operací, po níž se také ry chleji hojí operační rány (V yskočil, 2013).

4.3.1. Kapsaicin, úlev a od bolesti a v ý zkum Kapsaicinem aktivované TRPV 1 (Transient receptor potential vanilloid 1 ) ( podrobně viz. kapitola 5.4. Mechanismus účinku) přechází do dlouhého teplu -vzdorného stavu a díky tomu, dříve excitovaný neuron je rezistentní na různé podněty, od mechanické ho tlaku až po endo/exogenní bolesti (Szallasi a Blumberg, 1 999). Tento stav se ustaví po ex citaci neuronu, TRPV 1 uvolní senzorické neuropeptidy – substance P (P = pain, peptid zodpovědný za v nímání bolesti), jejichž koncentrace je záv islá na koncentraci p oužitého kapsaicinu, ale pak molekuly kapsaicinu také zabrání navrácení těchto neuropeptidů, blokováním jejich transportních kanálů v senzorických neuronech čímž neuropeptidy sub. P spotřebuje. ( Gamse et al., 1 982) Dlouho se my slelo, že právě tento mechanismus je primárně zodpovědný za úlevu od bolesti, ale zdá se, že kapsaicin zajištuje analgezii kaskádou dějů v edoucích k "defunkcionalizaci" nociceptivních vláken, než jen tím, že v y čerpá neuropeptidy (Anand a Bley, 2011). Defunkcionalizace může zahrnovat, jak v yčerpání neuropeptidů, tak ztrátu membránového potenciálu, neschopnost přepravy neurotrofilů a reverzibilní zasouvání epidermálních a dermálních terminálů nervových v láken. (Anand a Bley, 2011) I kdy ž kapsaicin poškozuje senzorická nervová zakončení, opakovaná lokální aplikace kapsaicinu má rovněž za následek degeneraci kožních autonomních nervových vláken, snižujících pocit bolesti (Anon, 2007).

21

5.3.2. Kapsaicin, obezita a v ý zkum Obezita je charakterizována chronickým zánětlivým stavem a obezitou vyvolaný zánět je považován za úzce související s patologickými stavy, jako je diabetes typu II a kardiovaskulární onemocnění. Adipokiny, které jsou biologicky aktivní molekuly vylučované z tukov é tkáně, hrají významnou roli v regulaci příjmu potravy, citlivosti na inzulín a energetický metabolismus. (Hausman et al., 2001) Dy sregulace uvolňování adipokinů může vést k chronické zánětlivé onemocnění pozorované u obezity a způsobit v ývoj patologií spojených s obezitou. (Matsuzawa et al., 2004) Prozánětlivé cytokiny IL-6, TNF-α, MCP-1 , jsou produkovány tukovou tkání a mají přímou souvislost s obezitou indukovaným zánětem a patologickými stavy indukovanými obezitou. Například TNF-α a IL-6 interferují s inzulínovou signalizací potlačením exprese inzulin-senzitivního glukózového transportu a inzulínového receptoru (Lagathu et al., 2003) MCP-1 zv y šuje mikraci monocytů/makrofágů do tukové tkáně a zároveň snižuje citlivost tukových buněk k inzulínu a in-vitro způsobuje dediferenciaci adipocytů (Sartipy a Loskutoff, 2003). To znamená, že modulace hormonální aktivity tukové tkáně je užitečná strategie pro prevenci nejen obezitou indukov aného zánětu, ale také pro vývoj metabolických poruch spojených s obezitou . Kapsaicin, inhibuje rozvoj zánětu v tukové tkáni, zabraňuje infiltraci makrofágů a tlumí jejich produkci prozánětliých mediátorů (Park et al., 2000 ). V e studii provedené na obézních myších, totiž kapsaicin výrazně inhibov al MCP-1 a IL-6 v mezenterické (v iscerální) tukové tkáni. Zároveň kapsaicin výrazně zvyšoval sekreci adiponektinu, který má protizánětlivé účinky (Kang et al., 2007). Je prokázáno, že lokální aplikace kapsaicinu, zvyšuje expresi adiponektinu a dalších adipokinů, čímž se snižuje hromadění tuku v tukové tkáni obézních myší (Lee et al., 2013) Ex istují ovšem studie, které v ostrém kontrastu prokazují, že žádný efekt oxidace lipidů, nebo zvýšení výdeje energie nebyl neprokázán.

Obr. 12, Diagramy exprese mRNA adipokinů (převzato z Kang et al., 2007) Na diagramech, je zaznamenán vliv kapsaicinu na expresi mRNA adipokinů (tj., MCP-1, I L-6, a adiponektin) z mezenterické tukové tkáně u obézních myší. Mezenterická tuková tkáň byla ošetřena s nebo bez kapsaicinu (100 uM) a inkubována po dobu 24 hodin. Hladina exprese adipokininové mRNA byla měřena pomocí RT-PCR. (A) MCP-1, (B) I L6, a (C) hladina adiponektinu mRNA exprese v mezenterické tukové tkáně. I ntenzita pásem byla měřena denzitometricky a normalizována na mRNA hladiny exprese genu 36B4. Údaje představují výsledky tří nezávislých experimentů. (Kang et al., 2007, Yoshioka et al., 1995 a Yoshioka et al., 1998)

22

Y oshioka a kol. provedli studii na lidech, jenž ukázaly nárůst dietou vyvolané termogenezi a ox idaci lipidů, kdy ž by la podávána strava s v ysokým obsahem tuku, smíšená s kapsaicinem (Yoshioka et al., 1 998). Zv ý šení energetického výdeje po příjmu kapsaicinu, byla poté potvrzena řadou dalších studií (Josse et al., 201 0, Lee et al., 2010) a nav íc byla prokázaná menší chuť k jídlu a také v y šší oxidace lipidů po požití kapsaicinu. 0,015% kapsaicinový doplněk na modelu geneticky obézní my ši (KKAy), krmené stravou s v y sokým obsahem tuku, v edl ke snížení glukózy v krvi na lačno a plazmatick é hladiny triglyceridů. (Kang et al., 201 1) Dále Kang a kolektiv ukázali, že kapsaicin snižuje obezitou indukovanou intoleranci gl ukózy, nejen potlačením zánětlivé reakce, ale také zvýšením oxidace mastných kyselin v tukové tkáni a játrech (Kang et al. 201 0). . Epidemiologické údaje ukázaly, že konzumace potravin, které obsahují kapsaicin, je spojena s nižším v ý skytem obezity. Hlodavci krmení stravou obsahující 0,014% kapsaicinu neprokázaly žádnou změnu v příjmu kalorií, ale v ýznamné 24% snížení v iscerálního tuku (Kaw ada et al., 1 986) Orálně podaný kapsaicin výrazně zvyšuje expresi TRPV 1 kanálu, stejně jako TRPV 1 mRNA, ve viscerální tukové tkáni. (Leung,

2008)

5.4. Mechanismus účinku Kapsaicin je jedinečný mezi přirozeně se v yskytujícími dráždivými látkami. Působí u živ očichů a člov ěka na zv láštní membránové bílkoviny, tzv. vaniloidní neboli kapsaicinové receptory, které patří do v elké skupiny iontových kanálů TRP (transient receptor potentials) pro v ápník a sodík. Kapsaicin dráždí nervová zakončení aferentních nervových v láken, kde jsou ty to receptory přirozeně přítomny. V ětšina těchto nerv ových vláken, vybavených TRPV 1 , v ede do m ozkových oblastí, vnímajících především teplo, pálení, štiplav ost a bolest. Proto je základním pocitem po kapsaicinu pálení, a to jak v ústech, kde je to mnoha labužníkům v elmi příjemné (ale není to chuť), tak na jiný ch sliznicích (oko, nos a urogenitál) n ebo na kůži. Prostřednictvím stejného typu nervových receptorů se v kůži podráždí nervy informující nás o teple, a proto při v y šší koncentraci může kapsaicin v yvolávat pocity až bolestivého pálení. Ale aktiv ace (a pálení) způsobená kapsaicinem je přechodná, protože se kanály TRPV 1 postupně zav írají, desenzibilizují. Tento jev nazýváme refrakterní periodou, jelikož ex citované neurony již nejsou citlivé na širokou škálu stimulů. Proto po jisté době po aplikaci kapsaicinu dojde k úlev ě, přestává nejen om pálení, ale i bolest v zanícených orgánech, např. kloubech. Reakcí je rozšíření kožních a podkožních cév, aby se „teplo“ odvedlo a tělo se nepřehřálo. To může mít léčebný účinek, který se využívá především v e výše zmíněných kapsaicinových náplastech (n ejvyšší použív ané dáv ky jsou do 8 v áhových procent), v mastech a tinkturách k podpoře krevní cirkulace. TRP kanály , se v yskytují nejen v membránách buněk ale také v membránách organel, kde se jejich účinek v současnosti intenzivně studuje. Je ov šem prokázáno, že v yšší dávky kapsaicinu mohou ale mitochondrie poničit a lokálně dokonce likvidovat některá bolestivá nervová zakončení, jak se ukázalo v laboratorních pokusech (V yskočil, 2013).

23

5.5. Dáv kování Kapsaicin by l schválen US Food and Drug Administration, jako 8% dermální náplasti, pro úlevu od bolesti. Každá náplast je sy ntetický kapsaicin 640 mg/cm 2 s celkovou dávkou 17 9 mg v jedné náplasti (Qutenza,2013). Aplikace s nízkou dáv kou (0,075% krém a 0,025% gel) nev ykazovala žádné klinické využití při snižov ání bolesti ( Derry et al.). Na českém trhu jsou k dostání v současné době tabletky Chilliburner s obsahem kapsaicinu 50mg v jedné tabletě, tablety HotBurn 1 00mg v jedné tabletě, kapsle Thermo Fusion® s obsahem kapsaicinu 50mg v jedné kapsli. Oba ty to výrobky jsou určené k hubnutí. Dále kapsaicinová hřejiv á náplast s procentuálním obsahem 2,89% v jedné náplasti. 5.6. Shrnutí



kapsaicin je protoalkaloid, součástí paprik



způsobuje ostrou chuť a pálení sliznic a pokožky



lze ho sy ntetizovat v laboratorních podmínkách



působí na TRPV receptory které snímají teplo a bolest



má schopnost defunkcionalizace nociceptivních v láken a tím potlačení bolesti



inhibuje produkci makrofágů, zvyšuje oxidaci lipidů a snižuje hromadění adipocytů



má v liv na hormonální aktivitu tukové tkáně



je v střebáván přes střevo a metabolizován přes vstupem do portálního oběhu



přípravky obsahující kapsaicin se využívají jako podpora pro hubnutí a úleva proti bolesti svalů a kloubů

24

6. Oleuropein Fenolické sloučeniny, které jsou sekundární rostlinné produkty, jsou pravidelně konzumovány jako součást lidské stravy a jsou spojeny s prevencí některých nemocí. Středomořská dieta je spojena s nižší úmrtností na kardiovaskulární choroby a rakovinu (Trichopoulou et al., 2003). Je známo, že produkty z oliv jsou hlav ním zdrojem zdravé složky středomořské stravy, kv ůli jejich vysokému obsahu polyfenolů ( V isioli et al., 2002). Fenolové sloučeniny v olivovém oleji a listech jsou složitá směs sekoiridoidových derivátů, které zahrnují oleuropein, hydroxytyrosol, tyrosol a další deriváty benzoové a skořicové kyseliny (Mateos et al., 2001 ). 6.1. Charakteristika, struktura, zdroje Oleuropein by l v roce 1 960 izolován a charakterizov án jako v ýznamná hořká komponenta z oliv , jeho struktura byla plně vyřešena o deset let později. Biochemicky se řadí mezi sekoiridoidy - gly kosidy s terpenickým, iridoidním aglykonem, jinak nazý vané hořčiny. Biogeneticky jsou odvozené od ky seliny mev alonové. Hořčiny obecně, díky sv é hořké chuti podporují v ylučování žaludečních šťáv. Oleuropein se nachází nejen v plodech, ale také v listech olivovníků ( Olea europea) a dalších oliv ovitých, např. v jasanech (Fraxinus sp.) a šeřících (Sy ringa sp.). V současné době se aktivita oleuropeinu intenzivně studuje, jelikož tato molekula má řadu biochemických a farmakologických účinků. Jeho koncentrace se liší podle kultivaru a klimatu a je několikanásobně vyšší v listu olivovníku, než v panenském olivovém oleji, kde je jeho koncentrace 2–1 0 mg/l (Ryan et al., 2002). Hy drolýzou oleuropeinu, můžeme produkovat další bioaktivní látky, včetně ky seliny elenolikové a hy droxytyrosolu. Oleuropein se konvertuje na hy droxytyrosol během procesu zrání plodů. V e zralý ch olivách je množství oleuropeinu zanedbatelné (Othman et al., 2009). Ov šem oleuropein se nachází v e v elké míře v listech olivovníku. Lineární v ztah mezi obsahem oleuropeinu a antioxidační účinnosti ex traktů z listů by l několikrát publikován ( Conde et al., 2008).

Obr 13., Chemická struktura oleuropeinu (vlevo) a hydroxytyrosolu (vpravo) zdroj: Chen et al., 2011

Oliv ovník Olea je rod zahrnující keře a stromy až 40 druhů. Oliv ovníky jsou rozšířené o d Afriky až jižní Ev ropu přes Asii až po Austrálii. Oliv ovník (Olea europaea) je stále zelený strom s podlouhlými listy, byl přítomný v oblasti Středozemního moře před v íce než 7 000 lety. V Řecku a konkrétně na ostrově Kréta, jeho pěstování začalo kolem 3500 př.nl. (Balatsouras, 2004). Po v íce než 2000 let, se olivovník objevuje v historii a mý tech jako sy mbol prosperity, míru, plodnosti a radosti. Z tohoto důvodu, bojovníci olympijských her byli korunováni v ěncem z v ětví olivového stromu. Jsou to stálezelené, teplomilné druhy, pěstované již po tisíciletí pro lahodné plody, olej a dřev o.

25

6.2. Účinky oleuropeinu Oleuropein působí jako antioxidant, je schopen zvýšit odolnost v ůči oxidaci LDL (z anglického: „ low density lipoprotein“ - lipoprotein o nízké hustotě), vychytávat ky slíkové radikály a chránit hepatocyty před tox ickými účinky železa mědi. Aktivuje totiž enzym pepsin a inhibuje např. enzymy lipázu a trypsin. Dále je schopen inhibovat hy perglykémii a ox idační stres vyvolaný diabetem, inhibovat buněčnou proliferaci a indukov at apoptózu buněk linie MCF-7 (původně odvozených z lidského nádoru prsu)), zvýšit osteoblastogenezi a inhibovat adipogenezi v kmenových buňkách odvozených od lidské kostní dřeně (Santiago-Mora et al., 2010). Kromě toho, hydroxytyrosol snižuje in vivo sérové hladiny celkového cholesterolu, triglyceridů a LDL u kry s krmených v ysoko -cholesterolovou stravou (Han et al., 2009). 6.3 Oleuropein a v ýzkum Oleuropein a hy droxytyrosol, byly testovány na jejich hypolipidemické, antioxidační a ochranné účinky proti hy percholesterolemii a ateroskleróze. Prvním zjištěním bylo zv ětšení jater u kry s krmených v y sokocholesterolovou potravou. Oproti ostatním byla játra zvětšená, což by mohlo souviset s hromaděním lipidů, jako cholesterolu a triglyceridů v játrech (Fungwe et al., 1 994). Dále by lo zjištěno, že podávání oleuropeinu, mělo za následek utlumení zv ýšení hladiny TG, FFA a cholesterolu v játrech, jenž je způsobeno v ysokotučnou stravou. (Soyoung et al., 2011) To je v ý hodné zejména proto, že v dnešní době, je prokázáno, že oxidační stres je jedním z faktorů, které spojují hy percholesterolemii s aterogenezí . Hy percholesterolemie totiž vede ke zv ýšené akumulaci cholesterolu v buňkách a tím se aktiv uje produkce volných ky slíkových radikálů. Takže buňky jsou v elmi citlivé na tato ox idačních napadení a zv ýšenou hladinu cholesterolu (Refolo et al., 2000) Získané v ýsledky odhalily, že podávání oleuropeinu a hy droxytyrosolu vyvolalo ochranný účine k proti experimentální aterogenezi (Gonzalez-Santiago et al., 2006). Také se podařilo dokázat, že polyfenoly, získané z ex traktů olivových listů, vykazovaly výrazný hy polipidemický účinek, snížily proces peroxidace lipidů a zv ýšily antioxidační obranný sy stém v ex perimentálním aterogením modelu. V další studii by la měřena enzymová aktivita lipázy, pepsinu a try psinu. Z v ý sledků je zřejmé, že by oleuropein mohl být modulátor metabolismu těchto enzymů. Studie uvádí, že oleuropein jako nekompetitivní inhibitor trypsinu a lipázy , inhibuje uv olňování mastných kyselin z trigly ceridů a také má inhibiční v liv i na enzy my podílejících se na transformaci glycerolu. V e stejné měřené době účinku, oleuropein naopak stimuluje enzy matickou aktivitu pepsinu, což má za následek v yšší degradaci proteinů. (Polzonetti et al., 2004)

26

V e studii provedené Wonhee a kol (Wonhee et al., 2012), byla zkoumána míra akumulace tukových kapének v jaterních buňkách linií HepG2 a FL83B, které by ly rozděleny do 4 skupin. Jedna skupina byla kontrolní, druhá byla vystavena v ysoké koncentraci v olných mastných ky selin v médiu (FFA, které indukují akumulaci tukových kapének), do třetí byl přidán 10 μ mol / L ex trakt z oleuropeinu a do čtvrté byl přidán 50

μmol / L ex trakt. V ýsledky jsou znázorněny na obrázku XX z fluorescenčního mikroskopu.

Obr. 14. akumulace tukových kapének v jaterní tkáni (převzato z Wonhee et al., 2012) Z obrázku je evidentní, že 10 μmol /L extrakt oleuropeinu snížil akumulaci a velikost lipidových kapének minimálně o 30%. Avšak při použití 50 μmol /L extraktu nebylo snížení akumulace nijak výrazně rozdílné od 10 μmol /L. Bylo tedy prokázáno, že oleuropein inhibuje akumulaci lipidů indukovanou vysokou koncentrací volných mastných kyselin v mediu, ale ve větší koncentraci se účinek vytrácí. Dále bylo prokázáno, že suplementace oleuropeinu má vliv na expresi genů zapojených do lipogeneze a jaterní fibrózy v játrech, myší krmených HFD (z anglického „high fat diet“ –dieta s vysokým obsahem tuku). HFD u , dramaticky zvýšila hladiny mRNA pro α-aktin a kolagen v játrech, q (známky jaterní fibrózy). Oleuropein (30 mg/kg) významně snížil HFD indukovanou expresi obou zmíněných genů. Navíc u myší krmených dietou suplementovanou oleuropeinem se snížil expresi adipogenních jaderných transkripčních faktorů např., PPARγ2 (Soyoung et al., 2011).

6.4. Mechanismus účinku By ly nav rženy dva způsoby vysvětlení hypoglykemického účinku oleuropeinu: 1 . potenciace glukózou indukov aného uv olňování inzulínu a 2. zv ýšené periferní vychytávání glukózy (Gonzalez et al, 1 992). Mechanismus, kterým oleuropein zabraňuje steatóze jater, je pravděpodobně zprostředkován protizánětlivým učinkem - potlačením exprese mRNA pro TLR2 (z anglického „ Toll-like receptor“),(které v ážou lipoproteiny G+ bakterií) a TLR 4 (které v ážou lipopolysacharidy G- bakterií) (Soyoung et al., 2011). Ukázalo se že, HFD dieta zv yšuje hladinu mRNA TLR2, TLR4, což v ede k ex presi prozánětlivých cytokinů, jako je TNFα, IL-1 β a IFNγ , v játrech myší. Oleuropein inhibuje biosyntézu těchto prozánětlivých cytokinů a jejich signálních molekul TLR2 a TLR4. (Soyoung et al., 2011). V ý sledky na in vitro modelu jaterní steatózy, naznačují, že hy polipidemický účinek oleuropeinu zahrnuje takéinhibici v olnými mastnými ky selinami indukované fosforylace ERK (ex tracelulární signálem regulované

27

kinázy ). (Wonhee et al., 2012). 6.5. Dáv kování V 1 jednom litru olivového oleje se nachází 2 -4 mg oleuropeinu a konzumace olivového oleje je doporučená kolem 20 ml denně. Ov šem obsah oleuropeinu v listech oliv je 1 0-200x vyšší než jeho obsah v olivovém oleji. Oliv ov é listy se dají užív at v podobě tekutého koncentrátu, sušených čajových lístků, prášku anebo kapslí. Optimální dáv ka zatím neby la určena, nicméně, v e formě tabletek např. výrobku Fin Oli v etabs, je 7 7 mg v jedné tabletě a doporučená dávka jsou 2 tablety denně. Běžně se dnes také přidává do zubních past, pro odstranění zápachu z úst.

6.6. Shrnutí 

oleuropein se řadí mezi sekoiridoidy



nejlepším zdrojem oleuropeinu je ex trakt z listů oliv ovníku



hy drolýzou se oleuropein konvertuje na hy droxytyrosol



působí jako antioxidantsnižuje oxidaci LDL, snižuje hladinu cholesterolu, TG a LDL v krv i



inhibuje hy perglykémii a aterogenezi



stimuluje aktiv itu enzymu pepsinu a inhibuje aktivitu enzymu trypsin u a lipázy



v játerech my ší inhibuje expresi mRNA pro TLR

28

Závěr Účinek v y braných rostlinných metabolitů má přímou souvislost např., s ochranou buněk před apoptózou, snížením hladiny cholesterolu, snížením kumulace adipocytů, ovlivněním sekrece inzulínu, zabráněním hy perglykémiea dalšími benefičními účinky na lidský organismus. V ětšina těchto efektů byla prokázána u testovaných jedinců s obezitou či diabetem, ovšem pravidelný příjem těchto látek je jistě v hodnou prevencí proti metabolickým poruchám stružených pod metabolický sy ndrom. Preventivní účinek se u v šech těchto látek zatím nepodařilo obhájit, osobně si ale my slím, že je to jen otázka času, než se zcela objasní mechanismus účinku. Kromě v hodné suplementace, je v šak nutné přizpůsob it celkový živ otní sty l a zahrnout např., dostatečný pohyb, příjem tekutin a střídmost v příjmu kalorických potravin. Proto, není možné posuzovat benefiční v liv těchto látek, na prevenci zdraví, jen v laboratorních podmínkách, takto vytržený z kontextu v šech specifik, která ovlivňují metabolismus. Dle mého názoru, pokud člověk dbá na komplexnost zdravotních opatření, přírodní rostlinné doplňky jsou tou správnou volbou pro prevenci civilizačních chorob. Příroda je nesmírně složitá a ve své složitosti dokonalá, disponuje mnoha mechanismy a pozitivní energií, které je třeba naslouchat, jelikož my všichni jsme součástí těchto energií a žádný přírodní komponent neexistuje bez důvodu. Každá věc, každá myšlenka a každá situace je vlastně přírodní energií.

Na záv ěr, tak jako na začátku, by ch ráda uv edla rčení, které celou tuto problematiku vystihuje… „Koho neuzdraví léky, toho uzdraví příroda“ …Hippokrates.

29

Seznam zkratek ADP

adenosindifosfát

AMP

adenosinmonofosfát

AMPK

adenosinmonofosfát-aktivoaná protein kináza

ATP

adenosintrifosfát

cAMP

cy klický adenosinmonofosfát

COMT

ktechol-O-methyl-transferáza

CNS

centrální nervová soustava

CoA

koenzy m A

EGC

epigallokatechin

ERK

ex tracelulárkní signálem regulovaná kináza

FFA

v olné mastné kyseliny (free fatty acids)

HDL

v y sokodenzitní lipoprotein (high density lipoprotein)

HDL-C

high density lipoprotein cholesterol

Hep G2

linie jaterních buněk

HFD

v y sokotučná strava (high fat dinner)

HSL

hormon senzitivní lipáza

IL-6

interleukin 6

IR

inzulinov á rezistence

LDL

lipoprotein nízké denzity (low density lipoprotein)

LDL-C

low-density lipoprotein cholesterol

MCP-1

chemotaktické agens pro monocyty

MK

mastné ky seliny

mRNA

mediátorová ribonukleotidová kyselina

NAD

nikotin amid dinukleotid

PGC-1 α

proliferator-gama koaktivátor-1α

PPARγ2

receptor aktivující proliferaci preoxizomů (receptor activating peroxisome proliferation)

PUFA

poly nenasycené mastné ky seliny (polyunsaturated fatty acid)

RM

reaktiv ní metabolity

ROS

ky slíkový radikál (reactive o xygen species)

SIRT1

sirtuin, silent information regulation T1

SNS

sy mpatický nervový systém

SUR

sulfony l močovinový receptor (sulfonyl-urea receptor)

TG

triacylglycerol

TLR

receptor podobný genu Toll (Toll like receptor)

TNF-α

tumor nekrotizující faktor α

TRPV 1

v aniloidní receptor (transient receptor potential v anilloid 1 )

UCP

rozpřahující protein (uncoupling protein)

WHO

sv ětová zdravotnická organizace (world health organisation)

30

Seznam použité literatury Acheson K.J., Záhorská-Markiewics B. Pittet P., Anantharaman K., Jequier E. (1980) Caffeine and coffee: their influence on metabolic rate and substrate oxidation in normal weight and obese individuals, American Journal of Clinical Nutrition, 33: 989 - 997 Acheson K.J., Grem aud G., et al., (2004) Metabolic effects of caffeine in humans: lipid oxidation or futile cy cling? , American Journal of Clinical Nutrition, 79: 40 - 46

Alberti K.G. et al (1998) Metabolický syndrom, Diabet Med., 15: 539-53

Anand P., Bley K., (2011) Topical capsaicin for pain management: therapeutic potential and mechanisms of action of the new high-concentration capsaicin 8% patch, Br. J. Anaesth. 107: 490 – 502

Anon (2007) Final report on the safety assessment of capsicum annuum extract, capsicum annuum fruit ex tract, capsicum annuum resin, capsicum annuum fruit powder, capsicum frutescens fruit, capsicum frutescens fruit extract, capsicum frutescens resin, and capsaicin, nt. J. Toxicol., 26: s. 3-1 06

Astrup A., T oubro S., et al., (1990) Caffeine: a double-blind, placebo-controlled study of its thermogenic, metabolic, and cardiovascular effects in healthy volunteers, , American Journal of Clinical Nutrition, 51: 7 59 - 7 67 Balatsouras G. (2004) Table olive, Athanasios Stamoulis Editions, Athens Bataille D., (2002) Molecular mechanisms of insulin secretion, Diabetes metabolism, 28: 4S7 –13

Baur J.A., Sinclair D.A., (2006) Therapeutic potential of resveratrol: the in v ivo evidence, Nature Reviews Drug Discovery, 5: 493 - 506 Björntorp P. (1990) "Portal" adipose tissue as a generator of risk factors for cardiovascular disease and diabetes, Arterioscler Thromb V asc Biol. 10: 493 – 496

Bracco D.,. Ferrarra J.M., et al., (1995) Effects of caffeine on energy metabolism, heart rate, and methy lxanthine metabolism in lean and obese women, American Journal of Clinical Nutrition, 269: E 67 1E67 8 Cano-Marquina A., T arin J.J., Cano A. (2013) The impact of coffee on health, Maturitas, 75: 7 - 21 Čegan A., Korecká L. (2008) Biochemie pro bakalářské studium chemie a technické chemie, skripta, 27 – 30 Cohen H.Y ., Miller C., et al., (2004) Calorie restriction promotes mammalian cell survival by inducing the SIRT1 deacetylase, Science 305: 390 – 392

31

Conde E., Cara C., et al. (2008) Antioxidant activity of the phenolic compounds released by hydrot hermal treatments of olive tree pruning, Food chemistry, 114: 806 - 81 2

Cornelis M.C., El-Sohemy A., Cam pos H., (2007) Genetic polymorphism of the adenosine A2A receptor is associated with habitual caffeine consumption, American Journal of Clinical Nutrition, 86: 240 – 244

Curatolo P.W., Robertson D. (1983) The health consequences of caffeine, Annals of Internal Medicine, 98: 641 -653 Deng J.Y ., Hsieh P.S., et al., (2008) Activation of estrogen receptor is crucial for resveratrol-stimulating muscular glucose uptake via both insulin-dependent and -independent pathways, Diabetes, 57: 1 814-1823

Derry S., Moore R.A. (2012) Topical capsaicin (low concentration) for chronic neuropathic pain i n adults, Cochrane Database of Syst. 9: CD01 01 11 Dulloo A.G., Sey doux J., Girardier L. (1992) Potentiation of the thermogenic antiobesity effects of ephedrine by dietary methylxanthines: adenosine antagonism or phosphodiesterase inhibition? Metabolism, 41: 1 233-1241

Dulloo A.G., Duret C., et al., (1999) Efficacy of a green tea ex tract rich in catechin-polyphenols and caffeine in increasing 24-h energy ex penditure and fat ox idation in humans, American Journal of Clinical Nutrition, 7 0: 1 040 – 1 045

Fujiwake H., Oka S.T ., Iwai K., (1980) Enzy matic formation of capsaicinoid from vanillylamine and isoty pe fatty acids by cell-free extracts of Capsicum annuum, Agric. Biol. Chem., 44: 5 Fungwe T .V., Cagen L.M., Wilcox H.G., Heim berg M. (1994) Effects of Dietary Cholesterol on Hepatic Metabolism of Free Fatty Acid and Secretion of V LDL in the Hamster, Biochemical and Biophysical Research Communications, 200: 1 505-1511 Gallov á L. (2006) Modulace funkční aktiv ity fagocy tů látkami s prozánětlivými, protizánětlivými a antiox idačními účinky, disertační práce, Masarykova univerzita v Brně , 26 – 29 Gam se R., Petsche U., et al., (1982) Capsaicin applied to peripheral nerve inhibits ax oplasmic transport of substance P and somatostatin, Brain Res. 239: 447 - 462 Gnoni G.V., Paglialonga G., (2009) Resv eratrol inhibits fatty acids and triacylglycerol sy nthesis in rat hepatocytes, European Journal of Clinical Investigation, 39: 211 – 21 8 Gonzalez M., Zarzuelo, et al. (1992) Hy poglycemic activity of olive leaf, Enzyme Microbial Technology, 14: 1 50 - 1 55 Gonzalez-Santiago M., Martin-Bautista E., et al. (2006) One-month administration of hydroxytyrosol, a phenolic antioxidant present in oliv e oil, to hy perlipemic rabbits improves blood lipid profile, antioxidant status and reduces atherosclerosis development, Aterosklerosis, 188: 35 - 42 Han J., T alorete T., Y amada P., Isoda H. (2009) Anti-proliferative and apoptotic effects of oleuropein and hy droxytyrosol on human breast cancer MCF-7 cells, Cytotechnology, 59: 45-53

32

Harada U., Chikama A., et al., (2005) Effects of long-term ingestion of tea catechins on energy ex penditure and dietary fat ox idation in healthy subjects, Journal of Health Science , 51: 248 - 252

Hanzulík M. (2005) Chemie obezity, V esmír, 84: 352 – 355

Hanzlíková I. (1999) Diplomovová práce, ústav kvasné chemie a bioinženýrství, V ŠCHT

Hausm an D.B., Bartness T J., et al., (2001) The biology of white adipocyte proliferation, Obesity. Rev. 2: 239 – 254

Hollands M.A. Arch J., Phil D., Cawthorne M.A. (1981) A simple apparatus for comparative measurements of energy expenditure in human subjects: the thermic effect of caffeine, American Journal of Clinical Nutrition, 34: 2291 -2294

Holloszy J.O., Fontana L.., (2007) Caloric restriction in humans, Experimental gerontology, 42: 7 09 7 12

Huang K. S., Lin M., Wang Y . H.: Chin. (1999); Chem. Lett. 10: 81 7

Chantre P., Lairon D., (2002) Recent findings of green tea ex tract AR25 (Ex olise) and its activ ity for the treatment of obesity, Phytomedicine, 9: 3 – 8

Chen W.P, Chi T .C., Chuang L.M., Su M.J., (2007) Resv eratrol enhances insulin secretion by blocking KATP and KV channels of beta cells, European journal of pharmacology, 568: 267 - 27 7

Chi T .C., Chen W.P., (2007) Phosphatidylinositol-3-kinase is inv olved in the antihy perglycemic effect induced by resveratrol in streptozotocin-induced diabetic rats, Life sciences, 80: 17 13-1720

Jang M., Cai L., et al., (1997 ) Cancer chemopreventive activity of resveratrol, a natural product derived from grapes, Science, 275: 21 8 – 220

Josse A.R., Sherriffs S.S., et al., (2010) Effects of capsinoid ingestion on energy expenditure and lipid ox idation at rest and during exercise, Nutr.. Metab., 7: 65

Kang J.H., Kawada T ., et al., (2007) Capsaicin, a spicy component of hot peppers, modulates adipokine gene ex pression and protein release from obese -mouse adipose tissues and isolated adipocytes, and suppresses the inflammatory responses of adipose tissue macrophages, FEBS Letters, 581: 4389 – 4396

Kang J.H., Goto T ., et al., (2010) Dietary capsaicin reduces obesity-induced insulin resistance and hepatic steatosis in obese mice fed a high-fat diet, Obesity 18: 7 80 – 7 87

33

Kang J.H., T suyoshi G., et al., (2011) Dietary capsaicin attenuates metabolic dysregulation in genetically obese diabetic mice, J. Med. Food., 14: 31 0 - 31 5

Kao Y .H., Hiipakka R.A., Liao S. (2005) Modulation of endocrine systems and food intake by green tea epigallocatechin gallate, Endocrinology, 141: 980 - 987

Kawada T ., Watanabe T ., T akaishi T ., T anaka T ., Iwai K., (1986) Capsaicin-induced β-adrenergic action on energy metabolism in rats: influence of capsaicin on oxygen consumption, the respiratory quotient, and substrate utilization. Royal Society of Medicine 250: 6

Kay J. (197 5) An assay to differentiate the “True” activity of pepsin from the potential activity of pepsinogen, Analytical biochemistry, 67: 585 až 589

Klaus S., Pultz S., T hone-Reineke C., Wolfram S. (2005) Epigallocatechin gallate attenuates dietinduced obesity in mice by decreasing energy absorption and increasing fat ox idation, International journal of obesity, 29: 61 5 – 623

Lagathu C., Bastard J.P., et al., (2003) Chronic interleukin-6 (IL-6) treatment increased IL-6 secretion and induced insulin resistance in adipocyte: prevention by rosiglitazone, Biochem. Biophys. Res. Commun. 311: 37 2 – 37 9

Lagouge M., Agrmann C. et al., (2006) Resveratrol improves mitochondrial function and protects against metabolic disease by activating SIRT1 and PGC-1 alpha, Cell, 127 : 1 109-1122

Langcake P., Pry ce R. J. (197 6) Phy siological Plant Pathology 9, 7 7

Lee J.H., Song E.K., et al., (2009) Ov erexpression of SIRT1 protects pancreatic β -cells against cytokine tox icity by suppressing the nuclear factor-κB signaling pathway, Diabetes, 58: 344-351

Lee G.R., Shin M.K., et al., (2013) Topical application of capsaicin reduces visceral adipose fat by affecting adipokine lev els in high-fat diet-induced obese mice, Obesity, 21: 1 15 – 1 22

Leung F.W. (2008) Capsaicin-sensitive intestinal mucosal afferent mechanism and body fat distribution, Life Sciences, 83: 1 - 5

Mateos R., Espartero J.L. et al., (2001) Determination of phenols, flavones, and lignans in v irgin olive oils by solid-phase ex traction and high-performance liquid chromatography with diode array ultraviolet detection

Matsuyama T ., T anaka Y ., et al., (2008) Catechin safely improv ed higher lev els of fatness, blood pressure, and cholesterol in children, Obesity

34

Matsuzawa Y ., Funahashi T., Kihara S., Shim omura I. (2004) Adiponectin and metabolic syndrome, Arterioscler. Thromb. V asc. Biol. 24: 29 - 33

Morav cová Jitka (2006) Biologicky aktivní přírodní látky, interní studijní pomůcka, 60-65

Morino K., Petersen K.F. et al., (2005) Reduced mitochondrial density and increased IRS-1 serine phosphorylation in muscle of insulin-resistant offspring of ty pe 2 diabetic parents, Journal of Clinical Investigation, 115: 3587 -3593

Nishikawa T ., Kukidome D. et al., (2007) Impact of mitochondrial ROS production in the pathogenesis of insulin resistence, Diabetes Research and Clinical Practice, 7 7: 1 61 – 1 64

Othm an N.B., Roblain D., et al., (2009) Antioxidant phenolic compounds loss during the fermentation of Chétoui oliv es, Food Chemistry, 116: 662-669 Palou A., Pico C., Bonet M.L., Oliv er P. (1998) The uncoupling protein, thermogenin, The International Journal of Biochemistry & Cell Biology , 30: 7 – 1 1

Palsam y P., Subram anian S., (2008) Resv eratrol, a natural phytoalexin, normalizes hyperglycemia in streptozotocin-nicotinamide induced experimental diabetic rats, Biomed Pharmacother, 69: 598-605

Palsam y P., Subram anian S., (2009) Modulatory effects of resveratrol on attenuating the key enzymes activ ities of carbohydrate metabolism in streptozotocin-nicotinamide-induced diabetic rats, Chem-Biol Interact, 17 9: 356-362

Park J.S., Choi M.A., et al., (2000) Capsaicin protects against ethanol-induced oxidative injury in the gastric mucosa of rats, Life scients, 67: 3087 –3093

Polzonetti V., Egidi D., et al., (2004) Inv olvement of oleuropein in (some) digestive metabolic pathway s, Food chemistry, 88: 1 1 - 1 5

Pfluger P.T ., Herranz D., et al., (2008) Sirt1 protects against high-fat diet-induced metabolic damage, Proc. Nati. Acad. Sci. 105: 97 93-97 98 Pinent M. Castell A., et al., (2008) Bioactivity of flav onoids on insulin-secreting cells, Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety , 7: 299 - 308

Ram irez E. de-Lille J. (1935) Pharmacodynamic action of the active principles of chillie, Chem. Abstr., 29: 4836

Ray alam S., Y ang J.Y ., et al., (2008) Resv eratrol induces apoptosis and inhibits adipogenesis in 3T3 -L1 adipocytes, Phytotherapy research, 22: 1 367-1371

35

Refolo L.M., Melester B,. et al., (2000) Hy percholesterolemia accelerates the Alzheimer’s amyloid pathology in a transgenic mouse model, Neurobiol. Dis., 7 : 321-331 Riv era L., Moron L., Zarzuelo A., Galisteo M., (2009) Long-term resveratrol administration reduces metabolic disturbances and lowers blood pressure in o bese Zucker rats, Biochemical Pharmacology, 77: 1 053-1063 Rodgers J.T ., Lerin C., et al., (2005) Nutrient control of glucose homeostasis through a complex of PGC-1 alpha and SIRT1 , Nature, 434: 41 3 – 41 8

Rocha J., Nunes T ., Almeida L., (2009) Pharmacokinetics of trans -resveratrol following repeated administration in healthy elderly and y oung subjects. Journal of clinical biochemistry, 49: 1 477-1482

Roubal Jiří, 1998, Organická chemie a bichemie, skripta, 2: 44

Rudelle S., Cristiani I., et al., (2007) Effect of a thermogenic beverage on 24-hour energy metabolism in humans, Obesity, 15: 349 – 355

Ry an D., Antolovich M., et al., (2002) Biotransformations of phenolic compounds in Olea europaea L, Sci Hortic, 92: 1 47 - 1 7 6

Sam ocha-Bonet D., Chisholm D. J., et al., (2012) Insulin-sensitive obesity in humans, Trends in endokrinology and metabolism, 23: 1 16 – 1 24

Santiago-Mora R., Casado-Díaz A., et al., (2010) Oleuropein enhances osteoblastogenesis and inhibits adipogenesis: the effect on differentiation in stem cells derived from bone, Osteoporos Int, 22: 657 -684 Sartipy P., Loskutoff D.J. (2003) Monocyte chemoattractant protein 1 in obesity and insulin resistence, Proc. Natl. Acad. Sci. USA , 100: 7 265–7 270

Shang J., Chen L., Xiao F., et al., (2008) Resv eratrol improves non-alcoholic fatty liv er disease by activ ating AMP-activated protein kinase1, Acta Pharmaceutica Sinica, 29: 698-7 06 Proc. Natl. Acad. Sci. USA Šmidrkal J., Melzoch K., et al., (2001 ) Resveratrol, Chemické listy, 95: 602 – 609

Šm idrkal J., Filip V., Melzoch K., Hanzlíková I., Buckiová D., Křísa B . (2001) Resv eratrol, Chemické listy, 95: 602 - 609

Sm ith J.V., Heilbronn L.K., Rav ussin Curr. Opin. Clin. Nutr.. Metab. Care 7 : 61 5 - 622

E.,

(2004)

Energy

restriction

and

aging,

Soleas G. J., Diam andis E. P., Goldberg D. M. (1997 ) Clinical Biochemistry 30, 91 Soy oung P., Y oungshim C., et al., (2011) Oleuropein attenuates hepatic steatosis induced by high -fat diet in mice, Journal of hepatology, 54: 984-993

36

Su H.C., Hung L.M., Chen J.K. (2006) Resv eratrol, a red wine antiox idant, possesses an insulin-like effect in streptozotocin-induced diabetic rats, Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab., 290: 1 339–1 346

Surinder K.S., Am arjit S.V., Mohit S., (2013) Mechanisms and clinical uses of capsaicin, European Journal of farmakology, 720: 55 - 62

Sv ačina (2000), Obezita a diabetes, Maxdorf.

Szalasi A., Blum berg P.M., (1999) V anilloid (capsaicin) receptors and mechanisms, Pharmacology rev. 51: 1 59 - 201 2

Szkudelska K., Skudelski T ., (2010) Resv eratrol, obesity and diabetes, European Journal of Farmacology 635: 1 – 8

T oledo, Frederico G.S., Bret H. Goodpaster (2013) The role of weight loss and exercise in correcting skeletal muscle mitochondrial abnormalities in obesity, diabetes and aging, Molecular and Cellular Endocrinology, 379: 30 - 34

T richopoulou A., Costacou T., Bam ia C., T richopoulos D. (2003) Adherence to a Mediterranean diet and surv iv al in a Greek population, N Engl J Med, 348: 2599-2608

Westerterp-Plantenga M.S. (2006) Green tea catechins, caffeine and body-weight regulation, Physiology and behaviour, 100: 42 – 46

Westerterp-Plantenga M.S. Diepv ens K., et al., (2006) Metabolic effects of spices, teas, and caffeine, Physiology and behaviour, 89: 85 – 91

Westerterp-Plantenga M.S., Lejeune M.P., Kov acs E.M. (2005) Body weight loss and weight maintenance in relation to habitual caffeine intake and green tea supplementation, Obesity research, 13: 11951 204

Westerterp-Plantenga M.S. (2010) Green tea catechins, caffeine and body-weight regulation, Physiology and behaviour, 100: 42 - 46

Wonhee H., Sung W.K., et al., (2012) Oleuropein reduces free fatty acid-induced lipogenesis via lowered ex tracellular signal-regulated kinase activation in hepatocytes, Nutrition Research 32: 7 78-7 86 Y oshioka M., Lim K., et al., (1995) Effects of red-pepper diet on the energy metabolism in men, J. Nutr.. Sci. V itaminol. 41: 647 – 656

Y oshioka M., St-Pierre S., et al., (1998) Effects of red pepper added to high-fat and high-carbohydrate meals on energy metabolism and substrate utilization in Japanese women, Br. J. Nutr. 80: 503 - 51 0

37