Związki fenolowe obecne w Yerba Mate potencjalnie poprawiają zdrowie ludzi: przegląd krytyczny
Związki fenolowe obecne w Yerba Mate
potencjalnie poprawiają zdrowie ludzi: przegląd krytyczny
Treści umieszczone na stronie pochodzą ze źródła National Library of Medicine, i zostały przetłumaczone na język polski.
Link do źródła – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9516501/
Abstrakcyjny
Yerba Mate (YM) to produkt spożywczy otrzymywany z Ilex paraguariensisktórego składniki pozyskiwane z jego ekstraktu, głównie frakcja fenolowa, zostały powiązane z licznymi korzyściami zdrowotnymi, takimi jak ochrona układu sercowo-naczyniowego, redukcja masy ciała, kontrola glukozy i modulacja genów. Jednak dowody łączące spożycie związków fenolowych (PC) ze zdrowiem ludzi są nadal ograniczone i często kontrowersyjne. Kilka badań wykazało, że kluczowe elementy PC są słabo wchłaniane przez ludzi i występują głównie w postaci koniugatów, które mogą nie być bioaktywne, ale mogą odgrywać kluczową rolę w interakcji z mikroflorą jelitową (GM). Ponieważ jelito jest największym narządem ludzkiego ciała zamieszkałym przez mikroorganizmy, GMO jest uważane za „organ mikrobiologiczny”, działający jako drugi genom do modulowania fenotypu zdrowia gospodarza. Z tego powodu badania mikroflory jelitowej zyskały w ostatnich latach duże zainteresowanie. Jego wpływ na rozwój chorób związanych z odżywianiem musi motywować do szerszych badań nad interakcjami między PC i GM YM w odniesieniu do produkcji metabolitów, które mogą wpływać na zdrowie człowieka. Przegląd ten miał na celu zebranie i ocenę dostępnych informacji o tym, jak PC z YM może wpływać na metabolizm żywiciela oraz układ odpornościowy i GM.
Dodatkowa informacja
Wersja online zawiera dodatkowe materiały dostępne pod adresem 10.1007/s11130-022-01008-8.
Słowa kluczowe: herbata, polifenole, przeciwutleniacze, jelita, stymulantyIść do:
Wprowadzenie
Starzenie się światowej populacji kładzie nacisk na rozwój polityki opieki zdrowotnej i metodologii badawczych w celu poprawy relacji między odżywianiem a zdrowiem człowieka. Naukowcy koncentrują się obecnie na związkach bioaktywnych (BAC) pochodzenia naturalnego, które są metabolitami wtórnymi pochodzącymi z nasion, żywności i produktów przemiany materii powstających w wyniku fermentacji [ 1 ]. Kilka czynników, w tym matryca pokarmowa, wielkość cząsteczki, czynniki środowiskowe i związek z materiałem żołądkowo-jelitowym, może hamować biodostępność i wchłanianie BAC w układach komórek gospodarza i miejscach docelowych. W rezultacie izolacja takich naturalnych BAC może zaowocować obiecującymi wielofunkcyjnymi ekstraktami, które można wykorzystać w zastosowaniach spożywczych, aby wspomóc efekty prozdrowotne w systemach komórek gospodarza [ 2 ].
Na przykład najpowszechniejszym BAC pochodzenia roślinnego z pożywienia są związki fenolowe (PC). Liczne korzyści zdrowotne z nimi związane spowodowały wzrost zainteresowania i zapotrzebowania na żywność bogatą w fenole, określaną jako dieta profilaktyczna. Ponadto, ze względu na swoje właściwości przeciwutleniające i mechanizmy, takie jak modulacja aktywności enzymatycznej, sygnalizacja komórkowa i ekspresja genów, żywność bogata w związki fenolowe została powiązana z zapobieganiem kilku chorobom przewlekłym [ 3 ].
Niemniej jednak zaobserwowano to samo pojawiające się zainteresowanie yerba mate (YM) jako produktem spożywczym pochodzącym z Ilex paraguariensis A. St. Hil. (mate), którego składniki otrzymane z ekstraktu, głównie frakcja fenolowa, zostały powiązane z licznymi korzyściami zdrowotnymi. W Brazylii, Paragwaju, Urugwaju i Argentynie jest zwykle spożywany jako napój przypominający herbatę [ 4 ].
Szacuje się, że wśród krajów o największym spożyciu YM Urugwaj ma największe per capita (8–10 kg/mieszkańca/rok); Spożycie w Argentynie wynosi około 6,5 kg/osobę/rok, aw południowej Brazylii 3-5 kg/osobę/rok [ 5 ]. Obecnie produkty YM są również spożywane w różnych krajach, w tym w Niemczech, Syrii i Stanach Zjednoczonych do produkcji napojów energetycznych i herbat. Niedawno konsumpcja produktów YM została zwiększona w innych krajach, takich jak Włochy, Francja, Hiszpania, Japonia, Australia, Rosja i Korea, ponieważ ich smak i właściwości pobudzające są bardzo atrakcyjne [ 6 ]. Ponadto zastosowanie mate wyprzedziło już tradycję naparów, zaczynając być wykorzystywane w produkcji kosmetyków oraz w przemyśle farmaceutycznym [7 ].
Ta roślina jest bogatym źródłem kilku bioaktywnych substancji chemicznych, które najwyraźniej mają wpływ na zdrowie w sposób synergiczny lub uzupełniający. Poza tym wydaje się jasne, że kilka korzyści może nie być związanych wyłącznie z określonym składnikiem odżywczym, ale raczej z interakcją między nimi, organizmem ludzkim a GM [ 8 ]. Interakcja między GM a PC została obszernie omówiona w wielu badaniach z wykorzystaniem modeli zwierzęcych lub modeli okrężnicy in vitro . Chociaż odkrycia ujawniają, że PC w diecie zwiększa liczbę pożytecznych bakterii i aktywność przeciwdrobnoustrojową przeciwko chorobotwórczym bakteriom na GM, główne elementy PC są słabo wchłaniane przez zwierzęta i są przeważnie obecne jako nieaktywne koniugaty, gdy znajdują się w krwioobiegu.9 ].
Dlatego, aby skorzystać z odżywczych efektów BAC, należy zbadać poprawę szybkości wchłaniania tych składników, jednocześnie należy dokładniej poznać potencjalne źródła żywności bogate w PC, abyśmy mogli bezpiecznie je wprowadzić w naszą dietę. Modulacja GM poprzez zmiany w diecie okazała się kluczem do poprawy wchłaniania PC przez zwierzęta. Kilka aspektów obecnych w modulacji GM, takich jak nawyki żywieniowe, wydaje się być szczególnie ważnych w określaniu jej cech. Długoterminowa dieta może mieć nie tylko decydujący wpływ na GM człowieka, ale także niewielkie zmiany w diecie mogą wpłynąć na skład gatunkowy [ 10 ].]. Na przykład, doniesiono, że diety bogate w PC zmieniają naturę GM, co z kolei może metabolizować fenole w związki bioaktywne, poprawiając ich regulacyjną biodostępność [ 11 ].
Pomimo tego, że opublikowano już kilka badań wykazujących interakcje między GM i PC, prawie nie ma badań dotyczących wpływu YM i jego PC na człowieka GM. Jest to z pewnością istotny temat, który powinien zostać lepiej zbadany, gdy YM stanie się potencjalnym źródłem PC, nawet w porównaniu z większością napojów i produktów spożywczych, które już zbadano [ 12 ].
Z tego powodu, aby lepiej poznać wpływ PC z YM na mikroflorę jelitową (GM) i zdrowie ludzi, w tym przeglądzie zebrano i oceniono odpowiednie artykuły wybrane z baz danych Science Direct, Scopus, Web of Sciences, PubMed, Scielo i Google Scholar w wyniku czego wybrano łącznie 74 publikacje, biorąc pod uwagę nowatorstwo i wpływ w obszarze niniejszego przeglądu.
Przegląd korzyści zdrowotnych Yerba Mate
W ciągu ostatnich dwóch dekad badania kliniczne badały zastosowanie YM w zapobieganiu i leczeniu różnych schorzeń [ 13 ]. Rysunek S1 w materiale dodatkowym przedstawia proces przetwarzania produktów YM oraz szczegóły procesów produkcyjnych w różnych krajach.
Kilku autorów powiązało YM z szerokim zakresem korzyści zdrowotnych, w tym zdolnościami przeciwutleniającymi [ 8 , 14 ], funkcjami rozszerzającymi naczynia krwionośne [ 15 ], modulacją genów i obroną przed uszkodzeniem DNA [ 16 ], efektami hipoglikemii [ 17 ], przeciw otyłości i utracie wagi właściwości [ 13 , 18 ], działanie kardioprotekcyjne [ 19 ], poprawę poziomu cholesterolu [ 20 ] oraz działanie termogeniczne [ 21 ].
Heck i Mejia [ 4 ] opisali, że ekstrakty YM są szczególnie bogate w CGA (ester utworzony przez kwas chinowy, QA i kwas kawowy, CA). Produkty hydrolizy, QA i CA, są ważnymi chemikaliami o dużym znaczeniu i mają duże wartości handlowe. Na przykład CA wykazał zdolność przeciwutleniającą, z kilkoma mechanizmami dotyczącymi chelatowania jonów metali, działania hamującego na niektóre specyficzne enzymy zaangażowane w wytwarzanie wolnych rodników i wychwytywanie wolnych rodników [ 22 ].
Badania in vitro i in vivo wykazały szerokie spektrum aktywności biologicznej kwasów mono- i di-kawoilochinowych, występujących również w ekstraktach YM. Pochodne kwasów kawoilochinowych wykazują zdolność przeciwutleniającą i działanie przeciwzapalne [ 23 ], cytotoksyczność za pośrednictwem apoptozy i działanie hamujące α -glukozydazę [ 24 ], właściwości hipoglikemiczne [ 25 ], działanie przeciw otyłości i poprawę metabolizmu lipidów [ 26 ]. Tabela S1 w dodatkowym materiale przedstawia zestawienie badań sugerujących niektóre korzystne skutki zdrowotne YM.
Zidentyfikowano już różne składniki chemiczne odpowiedzialne za korzyści zdrowotne YM, takie jak kwasy organiczne, minerały, enzymy, witaminy, aminokwasy, ksantyny, saponiny, lignina, luteina, celuloza, a zwłaszcza PC [ 27 ]. Na przykład metyloksantyny, główne związki pobudzające obecne w YM, mają kilka właściwości biologicznych, w tym między innymi zwężanie naczyń obwodowych, stymulację ośrodkowego układu nerwowego i mięśnia sercowego, rozluźnienie mięśni gładkich, działanie neuroprotekcyjne, hipoglikemiczne, przeciwzapalne, moczopędne i kardioprotekcyjne. korzyści [ 28 ].
Niektóre badania powiązały również wpływ korzyści zdrowotnych YM na jego zdolność przeciwutleniającą i niedawną globalną epidemię zdrowotną. Ogólnie wiadomo już, że zdolność przeciwutleniająca produktów żywnościowych jest związana z neutralizacją wolnych rodników przez PC, chociaż ich potencjał w ludzkim ciele jest nadal dyskusyjny [ 29 ]. Jednak główny efekt przeciwutleniający w YM wydaje się wynikać przede wszystkim z PC w ekstrakcie, delokalizacji elektronów i tworzenia wewnątrzcząsteczkowych wiązań wodorowych [ 4 , 19 ].
De Lima i in. [ 8 ] badali zdolność YM do ochrony mózgu szczura przed chemicznie indukowanymi reaktywnymi formami tlenu (ROS), zaburzeniem równowagi glutationu, dysfunkcją mitochondriów i peroksydacją lipidów. YM zapobiegł wyczerpaniu glutationu i dysfunkcji mitochondriów, a obie korzyści były związane z jego zdolnością do zmniejszania tworzenia RFT. Ich wyniki sugerują również, że zapobiegawcze właściwości YM mogą wynikać ze skoordynowanego działania wielu składników ekstraktu, a nie tylko frakcji fenolowej.
Augusti i in. [ 30 ] niedawno opublikowali przegląd wykorzystania dietetycznych substancji bioaktywnych, takich jak PC, jako potencjalnego suplementu zmniejszającego objawy COVID-19. Postawiono hipotezę, że synteza postbiotyków pochodzących z PC zwiększa odpowiedź antyoksydacyjną i immunologiczną gospodarza przeciwko zakażeniu SARS-CoV-2, wraz z przebudową GM.
Związki fenolowe w Yerba Mate
W liściach YM frakcja PC stanowi 7–10% suchej masy. Jego główna frakcja PC składa się z hydroksycynamonianów, rodziny estrów tworzonych głównie przez QA i mnóstwo różnych kwasów hydroksycynamonowych, takich jak kwas ferulowy, kwas p -kumarowy i CA, które stanowią do 95% zawartości fenoli. Pozostałe 5% frakcji PC składa się z flawonoli [ 31 ]. Wśród flawonoidów występujących w Yerba Mate są rutyna, 3-ramnozyd i 3-glukozyd kwercetyny, 3-ramnozyd i 3-glukozyd kemferolu oraz diglikozyd luteoliny [ 5 ].
CA jest uważany za ważny prekursor biosyntetyczny reprezentujący główne ugrupowanie hydroksycynamonowe, tworzące izomery kwasu mono- i dikawoilochinowego i stanowiące ponad 90% całkowitego PC, przy czym kwas 5-kawoilochinowy jest głównym hydroksycynamonianem w YM [ 15 , 31 ].
W szczegółowych badaniach Mateos i in. [ 32 ] stwierdzili 58 PC w YM, takich jak cztery izomery kwasu kawoilo-2,7-anhydro-3-deoksy-2-oktulopiranozonowego, dwa izomery kwasu trimetoksycynamoilo-szikimowego, kwasy di- i tri-metoksycynamoilochinowe i Kwas 4-sinapoilochinowy. Ponadto stwierdzono również 2-metyloksantyny i 46 PC. Podobnie jak wyżej wymieniony stosunek, w ich badaniu pochodne kwasu hydroksycynamonowego i flawonole stanowiły odpowiednio 90 i 10% PC YM. Wraz z rutyną (7,1–7,8%), kwasami 5-kawoilochinowymi (21,1–22,4%), 4-kawoilochinowymi (12,6–14,2%), 3-kawoilochinowymi (26,8–28,8%) i kwasami 3,5-dikawoilochinowymi (9,5– 11,3%) były najbardziej rozpowszechnionymi fenolami, a kofeina była główną metyloksantyną (90%) [ 33 ].
Te związki fenolowe można również uzyskać z wielu źródeł roślinnych, chociaż w różnych składach i ilościach w porównaniu do tych występujących w YM.
W szczególności Meinhart i in. [ 12 ] przeanalizowali obecność CGA w 89 naparach roślinnych. Stwierdzili te związki w 93% naparów, jednak YM wykazywał największą zawartość CGA (52,6 mg w 100 ml), będąc ważnym źródłem tego składnika odżywczego w porównaniu z innymi napojami i produktami spożywczymi.
Podobnie, według Duarte i Farah [ 34 ], 100 ml chimarrão zawiera dwukrotnie więcej kwasu 3,4-dikawoilochinowego, 15 razy więcej kwasu 3,5-dikawoilochinowego i sześć razy więcej kwasu 4,5-dikawoilochinowego niż ta sama objętość kawy. Wartości kwasu 5-kawoilochinowego w 100 ml chimarrão są średnio 100, 60 i 20 razy wyższe niż w tej samej ilości odpowiednio białej, zielonej i czarnej herbaty [ 35 ]. Podobne wyniki uzyskano dla ekstraktu tererê , którego ilości były odpowiednio 300, 100 i 50 razy większe niż napary odpowiednio z białej, zielonej i czarnej herbaty [ 35 ].
Ponadto napoje na bazie YM produkowały 120 razy więcej kwasu 5-kawoilochinowego niż herbata górska i 15 razy więcej niż herbata rumiankowa, gdy porównano wodne ekstrakty YM i ziół śródziemnomorskich [ 36 ]. Napary powszechnie spożywane w Ameryce Południowej, takie jak te przygotowane z liści maceli ( Achyrocline satureioides ) i carqueja ( Bacharis trimera ), wykazywały stężenie izomerów kwasu dikawoolchinowego 100 razy niższe niż w ekstraktach chimarrão i tererê [ 35 ]. Dlatego chimarrão i tererê są świetnymi alternatywnymi źródłami CGA.
Interakcja między PC a GM
Organizm ludzki zapewnia bogate w składniki odżywcze środowisko dla bakterii jelitowych, a mikrobiota z kolei pełni podstawowe funkcje, których nie wykonuje człowiek, takie jak produkcja cennych składników odżywczych, modulacja metabolizmu kwasów żółciowych, bariera komórkowa jelit i układ odpornościowy rozporządzenie. Równowaga bakterii jelitowych została powiązana ze wzmocnieniem odporności, zapobieganiem zaburzeniom autoimmunologicznym i zapaleniom immunologicznym oraz zachowaniem integralności nabłonka jelitowego (co zapobiega przenikaniu patogenów i związków wyzwalających układ odpornościowy do krwioobiegu ) [ 37-39 ] . Polifenole mogą pośrednio regulować te funkcje poprzez modulację składu i aktywności tej mikroflory [ 38]. Ponadto niektóre polifenole są zaangażowane w układ odpornościowy, głównie z immunoglobuliną A [ 40 ].
Odgrywa również ważną rolę w rozkładaniu pierwotnego złożonego PC na fenolowe metabolity, które są wchłaniane w regionie jelita cienkiego [ 41 ].
Z kolei biodostępność i bioaktywny wpływ PC i ich metabolitów wydaje się wpływać na skład GM. Na przykład dietetyczny PC jest w stanie zwiększyć liczbę pożytecznych bakterii i aktywność przeciwdrobnoustrojową przeciwko bakteriom chorobotwórczym, chociaż większość badań przeprowadzono na modelach zwierzęcych lub modelach okrężnicy in vitro [ 42 ]. W rzeczywistości istnieje również silny związek między aktywnością PC modyfikującą GM, aw konsekwencji wpływaniem na równowagę Bacteroides/Firmicutes . Kilka badań wykazało znaczenie tego stosunku, ponieważ obniżone wartości wskazują na niższy wskaźnik insulinooporności, otyłości i otyłości [ 39 ].]. Stosunek ten zmienia się w ciągu życia. Jest niższy w pierwszych latach życia (0,4), wzrasta w wieku dorosłym (10,9), a zmniejsza się w wieku starszym (0,6) [ 43 ].
Związki fenolowe są słabo wchłaniane przez żołądek i jelito cienkie, ponieważ jelito cienkie wchłania od 5 do 10% całkowitego spożycia fenoli [ 38 , 39 , 44 – 46 ]. Niska absorpcja wynika z kompleksu struktury molekularnej i polimeryzacji polifenoli, podczas gdy wolne aglikony mogą być efektywnie wchłaniane [ 44 , 46 ]. Następnie niewchłonięte polifenole przenoszone są do jelita grubego, gdzie są metabolizowane i biotransformowane przez mikroflorę jelitową [ 38 , 44 , 45 , 47]. Enzymy z mikroflory jelitowej rozkładają polifenole do bioaktywnych metabolitów fenoli, które mogą regulować funkcje metaboliczne i skład mikroflory jelitowej [ 38-40 , 44 ] . Polifenole są metabolizowane poprzez dihydroksylację, glukozydazę, esterazę, demetylację i dekarboksylację, co skutkuje prostszymi strukturami fenolowymi poprzez reakcje rozszczepienia, hydrolizy i redukcji [ 37 , 46 , 48 ]. Niektóre z tych wytwarzanych metabolitów mają wyższą bioaktywność i biodostępność niż ich prekursory , takie jak proste fenolokwasy i laktony [ 44-46 , 49]. W ten sposób interakcja między polifenolami a mikroflorą jelitową sprzyja wytwarzaniu aktywnych metabolitów fenoli, co z kolei skutkuje modulacją składu mikroflory jelitowej [ 38 , 50 ]. Metabolity fenolowe powodują zamianę populacji mikroflory jelitowej, zwykle faworyzując wzrost korzystnej mikroflory jelitowej w stosunku do patogennej [ 39 , 47 ]. Z tego powodu związki fenolowe działają jako prebiotyki [ 38 , 40 , 44 , 47 ]. Na przykład kwasy kawowy i ferulowy działają selektywnie, zmniejszając tempo wzrostu patogenów bez zakłócania pożytecznych mikroorganizmów [ 39 , 44]. Ponadto kwas kawowy i chlorogenowy mogą zmniejszać stosunek firmicutes-bacteroidetes w mikroflorze jelitowej [ 51 ]. Polifenole są również związane z zapobieganiem dysbiozy jelit, spowodowanej brakiem równowagi mikroflory jelitowej [ 38 , 46 ]. Ponadto bakterie jelitowe wytwarzają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe poprzez fermentację błonnika pokarmowego i skrobi opornej, które mają szereg korzyści zdrowotnych, takich jak dostarczanie energii do komórek nabłonka jelitowego, zmniejszanie stanu zapalnego, wchłanianie minerałów oraz utrzymywanie homeostazy jelitowej i odpornościowej [ 45 ]. , 47 ].
Według Loo i in. [ 44 ] kwercetyna hamuje rozwój Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella typhimurium i Lactobacillus rhamnosus przy minimalnych stężeniach hamujących (MIC) w zakresie od 62,5 do 250 g ml -1 , jednak wydaje się, że hamuje wzrost Bacteroides galacturonicus, Enterococus caccae, Lactobacillus spp., Ruminococcus gauvreauii, Bifidobacterium catenulatum i E. coli w dawkach od 4 do 50 g ml -1 .
Inne badania wykazały wartości MIC kwasów hydroksycynamonowych (HCA) w zakresie od 125 do 1000 µg ml -1 dla szczepów S. aureus, E. coli, S. typhimurium i L. rhamnosus [ 44 ]. Doniesiono również, że HCA na GM zwiększa wzrost bakterii kwasu mlekowego w jelicie człowieka w wyniku wysokiej dawki CGA. Jednocześnie udowodniono , że pozytywny wpływ na adhezję bakterii probiotycznych, takich jak L. acidophilus , ma obecność CA [ 39 ].
Jak widać, liczne badania wykazały, że PC moduluje społeczność drobnoustrojów jelitowych poprzez działanie prebiotyczne lub przeciwdrobnoustrojowe przeciwko chorobotwórczym bakteriom jelitowym [ 52 ].
W konsekwencji w ostatnich latach nastąpił wzrost liczby badań dotyczących przeciwutleniającego, przeciwzapalnego, przeciwadipogennego, przeciwcukrzycowego, kardioprotekcyjnego, neuroprotekcyjnego i przeciwnowotworowego działania substancji bogatych w fenole poprzez interakcję z GMO [ 53 ]. Jednak prawie nie ma opublikowanych badań na temat wpływu YM i jej PC na GM człowieka i jest to z pewnością istotny temat, który powinien zostać lepiej zbadany. Z drugiej strony różne źródła PC zostały już ocenione pod kątem ich korzystnego wpływu na GM człowieka.
Na przykład Gil-Sánchez i in. [ 54 ] badali wytłoki z winogron, produkt winiarski bogaty w błonnik i PC, dwa elementy żywności, w których biodostępność obejmuje mikroflorę. W tym badaniu po raz pierwszy przeanalizowano trawienie okrężnicy in vitro ekstraktów z wytłoczyn z winogron. Na podstawie uwolnienia głównych biodostępnych fenolowych metabolitów ekstraktu z wytłoczyn z winogron zidentyfikowano różne kwasy benzoesowy, fenylooctowy i fenylopropionowy. Zaobserwowano znaczny wzrost ilości kwasu octowego, propionowego i masłowego po wzmożonym żywieniu, co wskazuje na aktywność fermentacyjną drobnoustrojów [ 54 ]. Co więcej, większość klas bakterii zwiększyła się podczas karmienia ciągłego, przy czym największy wzrost dotyczył grup Lactobacillus i Bacteroids.
Nash i in. [ 55 ] opublikował przegląd ostatnich badań na ludziach dotyczących wpływu PC z winogron i czerwonego wina na GMO. Wszystkie badania potwierdziły regulację przyjmowanego PC przez mikroflorę jelitową poprzez wzrost liczby fenolowych metabolitów występujących we krwi, moczu, płynie jelitowym i płynach kałowych. Według autorów spożywanie PC pochodzącego z winogron i czerwonego wina może modulować GM i prowadzić do korzystnej ekologii drobnoustrojów poprawiającej zdrowie człowieka. Ponadto GM wykazał modulację PC winogron i czerwonego wina, co sugeruje ważną dwukierunkową zależność [ 55 ].
Ramírez-Pérez i in. [ 56 ] wykazali również dwukierunkową interakcję, w której na metabolizm gospodarza mogą wpływać zarówno mikrobiologiczne modyfikacje kwasów żółciowych, albo poprzez zmianę sygnałów receptorów kwasów żółciowych, jak i skład mikroflory. Staje się coraz bardziej jasne, że GM jednostek może determinować skutki zdrowotne PC i kilku innych związków bioaktywnych.
Pomimo tych wszystkich wykazanych korzyści dla regulacji GMO, obserwowane ograniczenie wchłaniania przez zwierzęta kluczowych pierwiastków PC wymaga badań mających na celu poprawę biodostępności związków bioaktywnych pochodzących ze źródeł roślinnych [ 9 ].
Podejścia do zwiększenia biodostępności związków fenolowych
Badania procesów trawienia YM i innych roślin wykazały modyfikację liczby związków bioaktywnych po przejściu przez kilka przedziałów przewodu pokarmowego (GIT) w wyniku działań enzymatycznych, aktywności metabolicznej GM i zmian pH [ 57 ]. Temperatura i długość trawienia mogą również wpływać na końcowy wynik jakościowy i ilościowy. Na przykład tylko jedna trzecia wszystkich ilości CGA jest wchłaniana w jelicie cienkim, podczas gdy dwie trzecie dociera do okrężnicy, gdzie mogą być metabolizowane przez mikroflorę [ 58 ].
Zgodnie z tym odkryciem Gómez-Juaristi i in. [ 59 ] ocenili biodostępność PC YM u zdrowych ludzi. Odkryli, że oprócz niezmetabolizowanych kwasów kawoilo-, feruloilo- i p – kumaroilchinowych, odkryto ponad 34 metabolity o szybkim początku i klirensie w osoczu, co sugeruje wchłanianie w jelicie cienkim. Te chemikalia stanowiły 13,1% metabolitów znalezionych w moczu. Oprócz feruloiloglicyny, opóźnione wchłanianie kwasów dihydrokawowego, dihydroferulowego i dihydrokumarowego oraz ich metabolitów fazy II, stanowiących 81,0% wydalanych metabolitów, ujawniło pochodzenie bakteryjne i wchłanianie jelitowe, co sugeruje, że PC YM są silnie metabolizowane, głównie przez mikroflorę.
Co więcej, GM nie tylko wydaje się być odpowiedzialny za większość metabolizmu PC, ale może być również modyfikowany poprzez określone interwencje, aby korzystnie wpływać na metabolizm człowieka. Niezależnie od tego, GM musi być najpierw utrzymany, aby właściwie spełniał swoją główną funkcję. W tym zakresie ważną rolę mogą odgrywać pre- i probiotyki.
Wykazano, że prebiotyki, takie jak inulina, fruktooligosacharydy i galaktooligosacharydy poprawiają przepuszczalność jelit, zmniejszają stany zapalne i poprawiają kontrolę insuliny in vivo [ 60 ].
Probiotyki, takie jak Lactobacillus spp. i Bifidobacterium spp. są równie korzystne dla zdrowia ludzi, nawet gdy są stosowane samodzielnie. Jednak kombinacje pre- i probiotyków sugerują lepszy potencjał dla zdrowia GM i gospodarza niż pojedyncze spożycie, ponieważ połączenie obu składników stymuluje wzrost i przeżycie bakterii w przewodzie pokarmowym [ 61 ].
Ponadto izolowane składniki odżywcze są rzadko spożywane iz tego powodu w ostatnich latach nauka ocenia zdolność diety i wzorców żywieniowych do dostosowania GM do warunków patologicznych. Wydaje się, że długoterminowe przestrzeganie diety wysokobłonnikowej, wzbogaconej w związki fenolowe i opartej na białku roślinnym może przynieść korzyści w zakresie składu GM, a także złagodzić objawy otyłości i zespołu metabolicznego [ 41 ].
Wykazano, że dieta jest głównym predyktorem składu GM. Różne stopnie dowodów naukowych in vivo potwierdzają, że odżywianie jest kluczowym elementem modulacji GM, ponieważ niektóre pokarmy, bioaktywne chemikalia i wzorce żywieniowe mogą wpływać na wyniki zdrowotne poprzez ich wpływ na GM. W tym kontekście kluczowe jest zrozumienie, w jaki sposób określone składniki odżywcze, takie jak PC, mogą działać w modulacji GM, aby wyjaśnić ich działanie i wpływ na organizm człowieka. Odkrycie, że żywność może mieć znaczący wpływ na interakcje żywiciel-drobnoustroj, sugeruje, że należy dążyć do przyszłych technik leczenia w celu zmiany GM i zmniejszenia dysbiozy spowodowanej zaburzeniami związanymi z odżywianiem [ 41 ].
Obecnie polifenole w diecie są stosowane jako nowa terapia w zapobieganiu wielu chorobom. Na przykład związek między mikrobiomem jelitowym a polifenolami był związany z poprawą objawów depresji, łagodzeniem dysfunkcji poznawczych, poprawą przepływu krwi i rozszerzeniem naczyń w krążeniu mózgowo-naczyniowym oraz działaniem jako ochrona neuronów z powodu zmniejszającego się zapalenia nerwów [ 62 , 63 ], z efektem immunomodulującym [ 40 ]. Ponadto polifenole w diecie mogą zapobiegać procesom zapalnym, chorobom sercowo-naczyniowym, otyłości, rakowi i cukrzycy typu 2 [ 37 , 46 ]. Te właściwości odnotowano również w przypadku yerba mate, ponieważ herbata yerba mate jest zalecana jako terapia dietetyczna [5 , 33 ].
Istotne jest promowanie badań skupiających się na metagenomice, transkryptomie i proteomice, które pomagają zrozumieć interakcje między polifenolami w diecie a mikroflorą jelitową, aby w ten sposób poznać geny i mikroorganizmy uczestniczące w metabolizmie tych polifenoli, a tym samym wyjaśnić jak dawka i związki polifenolowe z ekstraktu yerba mate wpływają na mikrobiom jelitowy i układ odpornościowy [ 37 ].
Poza utrzymaniem GM, metoda ekstrakcji stosowana do pozyskiwania pierwiastków PC ze źródeł roślinnych musi być wydajna i dostarczać dużej ilości związków, aby poprawić wchłanianie PC przez ludzki przewód pokarmowy.
Wiadomo już, że różne warunki ekstrakcji, takie jak czas, temperatura, rodzaj rozpuszczalnika i stężenie, mogą wpływać na skład PC. Konwencjonalne metody ekstrakcji związków bioaktywnych mogą stanowić alternatywę dla zwiększenia ich biodostępności i obejmują macerację rozpuszczalnikową, gotowanie bezpośrednie, destylację, kompresję itp. [ 64 ], chociaż takie procesy są czasochłonne i mogą prowadzić do degradacji związków termolabilnych. Tradycyjne metody, takie jak Soxhleta i maceracja, mają liczne wady, w tym stosowanie dużych ilości rozpuszczalników organicznych, które mogą być toksyczne, a także szkodliwe dla środowiska, oprócz wysokiego zużycia energii i czasu [ 65 ].
Stabilność związków bioaktywnych pochodzących ze źródeł naturalnych jest kluczowym czynnikiem ich skutecznej integracji z różnymi systemami żywnościowymi. W tym kontekście metody takie jak ekstrakcja wspomagana mikrofalami pojawiły się jako alternatywa dla skrócenia czasu ekspozycji związków bioaktywnych na wysokie temperatury, koszty energii i degradację środowiska [ 65 ]. Ekstrakcja wspomagana ultradźwiękami stanowi kolejną opcję pozyskiwania związków bioaktywnych, wykorzystującą energię akustyczną do poprawy uwalniania i dyfuzji docelowych związków z kilku matryc [ 66 ].
W związku z tym, że naturalne przeciwutleniacze są znacznie wrażliwe na działanie środowiska, w celu poprawy ich skuteczności można je również chronić przed otaczającym środowiskiem kilkoma metodami. Najnowsze techniki, takie jak enkapsulacja, mogą być cennymi opcjami do tego celu. Proces kapsułkowania upakuje cząsteczki za pomocą materiału kapsułkującego w celu ochrony związków wewnętrznych i ich funkcjonalności. Ochronne nośniki dostarczania mogą również umożliwiać ukierunkowane uwalnianie w tkankach, takich jak jelito cienkie, oprócz otaczania, ochrony i przenoszenia pożądanych cząsteczek bioaktywnych do układu krążenia [ 67 ].
W szczególności w domenach farmaceutycznych i żywieniowych rosnącym trendem jest stosowanie kapsułkowanych mikro- i nanocząstek do skutecznego doustnego podawania biomolekuł. Nowoczesne bioaktywne nośniki, które wykorzystują głównie naturalne makrocząsteczki dietetyczne jako materiały funkcjonalne, mają na celu zwiększenie wchłaniania składników bioaktywnych, stabilności fizykochemicznej i biodostępności na kilka sposobów, nie stanowiąc jednocześnie zagrożenia dla bezpieczeństwa lub zdrowia [ 68 ]. Pomyślne zastosowanie tych bioinżynierii nośników związków spożywczych może przynieść korzyści dla zdrowia ludzkiego poza podstawowym odżywianiem.
Kapsułkowanie może również stanowić alternatywę dla zmiany niektórych cech produktu, poprawy jego wyglądu lub uniknięcia nieprzyjemnych interakcji z matrycą żywnościową nośnika [ 67 ]. Fenole o większej rozpuszczalności w wodzie mogą być łatwiej uwalniane z matrycy pokarmowej, rozpuszczane w soku trawiennym i wchłaniane przez błonę śluzową jelita cienkiego podczas trawienia. Z drugiej strony cząsteczki hydrofobowe częściej wchodzą w interakcje z innymi składnikami żywności, takimi jak błonnik i lipidy, opóźniając lub zmniejszając wchłanianie [ 69 ]. Do kapsułkowania żywności można zastosować kilka materiałów ściennych, takich jak włókna, białka i gumy. Jednak w zależności od struktury i cech każdego czynnika kapsułkującego, zastosowanie wielu czynników może skutkować różnymi cechami fizycznymi [70 ].
Kilka biokompatybilnych i biodegradowalnych polisacharydów zostało zaprojektowanych w postaci mikro lub nanocząstek w celu rozwiązania problemów absorpcji PC. Cyklodekstryny, cykliczne oligosacharydy posiadające hydrofilową powierzchnię zewnętrzną i lipofilową komorę wewnętrzną, są realnym wyborem. Podobnie, chitozan jest innym rodzajem dodatnio naładowanego polisacharydu, często stosowanego do wychwytywania cząsteczek hydrofilowych. Ze względu na interakcje z ujemnie naładowaną warstwą śluzu, cząstki na bazie chitozanu sprzyjają wchłanianiu, ułatwiając przejście przez ciasne połączenia [ 71 ].
Ponadto białka dietetyczne, takie jak β-laktoglobulina, β-kazeina, żelatyna i izolowane białko sojowe, są atrakcyjne jako makroskładniki odżywcze i składniki funkcjonalne, co czyni je odpowiednimi materiałami na nośniki do wydajnego transportu nutraceutyków. Jak widać, dzięki zastosowaniu oddziaływań elektrostatycznych, białka i polisacharydy można zaprojektować tak, aby wytwarzały samoorganizujące się cząstki [ 68 ].
W rzeczywistości kapsułkowane związki PC wykazały już wyższą biodostępność i stabilność [ 72 ]. Według Berté i in. [ 73 ], suszony rozpyłowo ekstrakt YM zawierał większe ilości kwasów fenolowych w porównaniu z liśćmi. Beckera i in. [ 74 ] ocenili zdolność przeciwutleniającą i efekty kliniczne suszonych rozpyłowo kapsułek ekstraktu YM u zdrowych osób. Spożycie kapsułek zwiększyło biomarkery przeciwutleniaczy, jednocześnie zmniejszając peroksydację lipidów zarówno w krótkim, jak i długim okresie.
Uwagi końcowe
Wykazano, że Ilex paraguariensis ma kilka zalet zdrowotnych. Chociaż wiele z tych korzyści nie zostało jeszcze w pełni ustalonych, wiele badań wykazało, że roślina ma potencjał, aby być obiecującym funkcjonalnym produktem spożywczym, głównie ze względu na jej składnik fenolowy. Ponieważ związek z GM ma zasadnicze znaczenie dla metabolizmu PC, należy lepiej zrozumieć końcową frakcję przyjmowanych związków YM oraz sposób ich działania w organizmie człowieka.
W tym kontekście autorzy powinni zachować ostrożność w świetle obfitości powtarzających się i wprowadzających w błąd informacji, ponieważ wielokrotne słabe badania mogą osłabić solidne prace. Z drugiej strony zmienność międzyosobnicza pojawia się w ramach rygorystycznych badań, takich jak różne reakcje na korzystanie z komputera w zależności od osoby. Zanim będzie można wyciągnąć dokładne wnioski, konieczne jest określenie prawdopodobnych wzajemnie powiązanych elementów otaczających interakcję PC i GM w zdrowiu ludzkim. Ponadto, ponieważ biodostępność i efekty PC są często kwestionowane, niezwykle ważne jest zakwalifikowanie różnych produktów YM pod względem PC, a także zrozumienie, w jaki sposób różne ekstrakcje i sposoby konsumpcji wpływają na stopień migracji fenolu do wody, jak również wchłanianie przez organizm. Ludzkie ciało.
W związku z tym, że naturalne przeciwutleniacze są bardzo wrażliwe, aby poprawić ich skuteczność, można je również chronić przed otaczającym środowiskiem kilkoma metodami. Najnowsze techniki, takie jak enkapsulacja, mogą być cennymi opcjami do tego celu. Ochronne lub kapsułkowane nośniki dostarczające mogą również umożliwiać ukierunkowane uwalnianie w tkankach, takich jak jelito cienkie, oprócz otaczania, ochrony i przenoszenia pożądanych cząsteczek bioaktywnych do układu krążenia [ 67 ].
Treści umieszczone na stronie pochodzą ze źródła National Library of Medicine, i zostały przetłumaczone na język polski.
Link do źródła – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9516501/
