Флавоноидите са сред най-забележителните растителни съединения, често срещани в природата. Огромният им потенциал се крие главно в превенцията и допълващото лечение на цивилизационни болести, така че експертите поставят голяма надежда в своите изследвания. С тях се занимава и изследователят Лучия Рачкова от Института по експериментална фармакология и токсикология на Словашката академия на науките (SAS), която подробно описва за изследването защо учените от 21-ви век са очаровани от техните ефекти.

ефекти

Флавоноидите са известни антиоксиданти. В кои храни ги намираме най-много?

Важни източници на флавоноиди са плодове, зеленчуци, зелен и черен чай, какао, червено вино, лечебни растения и някои подправки. Антоцианини са една от основните и най-големите групи флавоноиди. Те представляват растителни пигменти, отговорни за червеното, синьото и лилавото оцветяване на цветята и плодовете. Те са богато представени в плодовете на арония къпина, черна основа, боровинки, касис и къпини, а също и в популярния екзотичен плод açai. Бобовите люспи също имат по-високо съдържание на антоцианини черна соя и тъмен боб. Значителни количества, особено флавони и флавоноли, могат да бъдат намерени в магданоз. Сред подправките можем да споменем сушен риган, който е богат източник на флаванони и флавони. Цитрусовите плодове като лимоните, портокалите, грейпфрутите съдържат флаванони като нарингин и хесперидин. Флавонол кверцетин присъства главно в лук. Соята от своя страна е важен източник на изофлавони като генистеин, даидзеин и глицитеин, които принадлежат към т.нар. фитоестроген, вещество, подобно на женския хормон естроген.

Какви са ефектите върху здравето на тези биоактивни вещества върху човешкото тяло?

Изследванията предполагат цяла гама благоприятни ефекти, които флавоноидите могат да имат върху човешкото тяло, главно поради способността им да влияят върху функцията на много важни ензими. Те потискат възпалението, предпазват тялото от микроби, вируси и туморен растеж и действат като антиоксиданти. Те потискат производството на канцерогени в организма и улесняват извеждането им от тялото, предпазват черния дроб, потискат алергичните реакции, могат да имат и аналгетичен ефект. Те също имат положителен ефект върху хормоналния баланс, помагат при лечението на затлъстяване и метаболитни нарушения и намаляват риска от сърдечно-съдови заболявания. Те могат да подобрят зрението, паметта, дори да намалят образуването на кариес и да потиснат страничните ефекти на химиотерапевтиците. През последните години изследванията се фокусираха върху способността на флавоноидите да намаляват честотата на хронични заболявания, особено защитните ефекти върху сърцето и кръвоносните съдове, антитуморните и невропротективните ефекти. Тези вещества се използват и в хранителната промишленост като ароматизанти, естествени оцветители и консерванти, поради способността им да потискат окислителните процеси в храната. Използват се и в козметиката, например като компоненти на кремове против бръчки или целулит.

Каква е функцията на флавоноидите в растенията?

В растенията флавоноидите са сред най-представените растителни пигменти, които придават вкус и аромат на плодовете, цветята и семената, помагат при опрашване, предпазват растенията от патогенни бактерии и гъби, насекоми, тревопасни, токсини и UV радиация, също са отговорни за толерантността до студ, жега и суша. В бедни на азот почви те са способни да привличат симбиотични бактерии, снабдяващи растенията с нейните редуцирани (използваеми от растенията) форми. Интересното е, че флавоноидите, отделяни от корените в почвата, могат да намалят кълняемостта на семената на други растения. Например ечемикът може да бъде защитен по този начин от поникването на плевели в неговата околност. Въпреки че многобройни доказателства сочат в полза на ползите за здравето от флавоноидите, тестването им все още трябва да бъде подобрено за използване в клиничната практика. Също така остава неизвестно дали те са основни компоненти на храненето, чийто дефицит е свързан с развитието на специфично заболяване, както и дефицит на някои витамини.

Предполагате, че тези билкови съставки биха могли да бъдат ключът към лечението на цивилизационните заболявания.

Вярно е, че ако искахме да постигнем силно въздействие на флавонидите върху организма при нормални условия, ще трябва да консумираме много от тях в диетата си.?

Друг пример е редовната консумация на зелен чай, особено сред азиатските държави. Зеленият чай съдържа, наред с други вещества, чаени катехини като епигалокатехин галат. Честата консумация (особено в североизточна Япония до няколко чаши на ден) съответства на по-малък брой смъртни случаи от сърдечно-съдови заболявания в средна и по-възрастна възраст и ефектът е значителен, особено при непушачите.

Ефектите на тези забележителни съединения върху човешкото тяло също могат да бъдат токсични?

Съществува риск от токсичност на флавоноидите, ако се прекаляват с тях. Това се отнася по-специално за хранителни добавки на основата на чисти биоактивни вещества, изолирани от оригиналните сложни смеси, в които те се намират в растителни храни. В допълнение към флавоноидите, те съдържат и цял спектър от други вещества, като други полифеноли, витамини, минерали, каротеноиди или фибри. Благодарение на тях ефективността на отделните компоненти може да бъде по-висока, токсичността по-ниска и бионаличността също се подобрява. Производителят често препоръчва дневна доза, която е няколко пъти по-голяма от нормално приетата по време на диетата. Високите дози флавоноиди в организма могат да ограничат усвояването на важни витамини и минерали. Те включват фолиева киселина.

Кои източници на флавоноиди трябва разумно да включим в диетата си през зимата?

Съдържанието на активни вещества обаче може да бъде повлияно от съхранението, отглеждането и прибирането на растенията през зимния сезон. Например червените грейпфрути и портокали са чувствителни към ниски температури и продължително съхранение, така че тези условия намаляват съдържанието на основните им биоактивни флавоноиди нарингин и хесперидин. Някои зеленчуци, като бяло зеле и мая, отглеждани през зимата, имат по-високо съдържание на флавоноиди, отколкото през топлите месеци. Обратното е вярно за къдравата къдрава зеле и броколи. От друга страна, стръковите броколи, които се отглеждат през зимата и кулминират в началото на пролетта, имат по-високо съдържание на флавоноиди от сортовете карфиол.

Вашият домейн изследва ефектите на флавоноидите с химически променена структура върху клетките. Мислите ли, че те биха могли да бъдат още по-ефективни след такава корекция? Какво научихте за тях в лабораторията досега?

Биологичната активност, включително антиоксидантната активност на флавоноидите, но и на други вещества като цяло, е тясно свързана със структурата на молекулите. Във флавоноидите се влияе от естеството, положението и броя на заместителите, като хидроксилни и метоксилни групи и гликозилиране, които също влияят на т.нар. бионаличност, т.е. количеството на веществото, което достига мястото на действие в тялото. По-специално, терапевтичният ефект на кверцетин е ограничен от по-ниската му бионаличност. По-ниската му липофилност (или дори разтворимостта на мазнини) и по този начин по-ниската способност за транспортиране през липидните бариери в тялото допринасят за това. Модификацията на кверцетин по химичен път или чрез специфични ензими представлява решение за повишаване на липофилността му. Подобна намеса в оригиналната структура може да повлияе благоприятно не само на нейното количество на мястото на действие, но и върху взаимодействията с реактивни оксиданти или целеви протеини в клетките. Модифицираните флавоноиди проникват по-лесно в кожата, което също може да рационализира локалното лечение и използването в козметиката. Липофилните флавоноиди също се включват по-лесно в храни с по-високо съдържание на мазнини, което от своя страна подобрява използването им като стабилизатори на храните. Производните също могат да имат по-висока стабилност, което улеснява приложението.

В нашата лаборатория открихме това модифицираният кверцетин има малко по-добър капацитет да потиска възпалителния отговор на имунните клетки в мозъка, който също придружава невродегенеративни заболявания. На свой ред, човешките кожни клетки, изложени на тези вещества, са по-устойчиви на оксидативен стрес в сравнение с клетките, третирани с изходните съединения, имат намалени признаци на стареене и също така натрупват по-малко несмилаеми отпадъци в лизозомите.

Какви различни екстракти са тествани? Какво ви изненада и очарова най-много в изследването?

Тествахме естествени вещества екстракт и съставни части на махагон, екстракт от сладник, екстракти и съставни части на европейски маслинови листа, масло от семена от нар. В допълнение към модифицираните, няколко оригинални флавоноиди също бяха подложени на нашите изследвания. Установихме, че тестваните вещества могат да защитят клетките или изкуствените липидни мембрани от увреждане, което се случва и по време на повечето хронични заболявания. Този ефект съответства най-вече на съдържанието им на фенолни съединения и способността им да елиминират свободните радикали. Техните физико-химични свойства също бяха решаващи. Например, от двата сравнени екстракта екстрактът от маслина, който има по-високо съдържание на основни биоактивни феноли, като олевропеин, хидрокситирозол, кверцетин, е по-добър - по-добре предпазва сърдечните клетки от увреждане на оксиданта и клетъчна смърт. Той също така защитава способността на специализираните клетки на панкреаса да произвеждат инсулин.

Екстрактът от маслинови листа се използва широко в традиционната медицина и е доказано, че помага особено на сърдечни и съдови заболявания, но също така и на метаболитни нарушения., което всъщност беше потвърдено от нашите резултати. Кората от махагон от своя страна се използва главно за допълнително лечение на псориазис. Установихме, че алкалоидите берберин, ятроризин и магнофлорин съдържат подобни на клетъчни мембрани структури от оксидативен стрес. Интензивността на ефекта обаче зависи и от това дали част от алкалоидната молекула е фенол, от разтворимостта на мазнини (липофилност) и от други свойства на молекулите. По същия начин установихме, че фенолите от женско биле, като производни на изофлавон, кумарини и халкони, играят важна роля не само в антиоксиданта, но и в противовъзпалителния ефект на екстракта. Основното съдържание на сапонин, глициризин, обаче не допринася за ефекта.

Също така потвърдихме противовъзпалителните ефекти за масло, пресовано от семена от нар, което е богат източник на пунинова киселина, омега-5 ненаситена мастна киселина. Това масло потиска провъзпалителния отговор на имунните клетки на мозъка, отговорни за невровъзпалението. Ефектът е сравним с този на тестваните омега-3 мастни киселини от рибено масло, за които е известно, че имат благоприятен ефект върху нервната система. Това предполага това Нарното масло може да помогне за лечение и предотвратяване на невродегенеративни заболявания.

Важна констатация, която също потвърдихме в нашето изследване, е, че прякото взаимодействие със свободните радикали и други т.нар Реактивните видове кислород не са единственият начин, по който фенолните растителни съставки неутрализират тези вредни частици в тялото. Те могат също така да активират гените на ензимите, които са отговорни за тяхното елиминиране или възстановяване на щетите, които са причинили. Съществено за този механизъм е взаимодействието с регулаторните протеини, които функционират в клетката като вид сензор за реактивни кислородни видове. Когато "усетят" своите повишени нива, те активират производството на споменатите ензими, които ги неутрализират. Растителните съставки могат да активират тези сензори, като действително имитират реактивни оксиданти, които също са отговорни за оксидативния стрес и щетите в големи количества. Това е парадоксално и интересно, тъй като на тези вещества обикновено се приписва антиоксидантен ефект, т.е. точно обратния ефект. И тук обаче структурните свойства на молекулите оказват важно влияние.

Къде ще отидат следващите ви изследвания?

В бъдеще бихме искали да продължим да изследваме механизмите, чрез които природните и синтетичните лекарства модулират вече описания адаптационен отговор на стрес, който може да е от ключово значение за предотвратяване и лечение на хронични заболявания и разбиране на начините, по които веществата с известни защитни ефекти имат въздействие върху здравето. Би било интересно да се наблюдава ефективността на избраните съставки в комбинации, тъй като оптималните ползи за здравето на растителните храни и препарати могат да бъдат представени чрез представянето на целия спектър от съставки и техните взаимодействия.