Μελέτη της δυνατότητας σύμπλεξης ιόντων χαλκού και σιδήρου από αφεψήματα Ελληνικών βοτάνων

Transcript

1 Μελέτη της δυνατότητας σύμπλεξης ιόντων χαλκού και σιδήρου από αφεψήματα Ελληνικών βοτάνων Δ. Κογιάννου 1, Χ. Κουνδουράκη 1, Σ. Καραβόλτσος 2, Α. Σακελλάρη 2, Ν. Καλογερόπουλος 1 1 Τμήμα Επιστήμης Διαιτολογίας - Διατροφής, Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο 2 Tμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ Αθήνα, 2013

2 Αρωματικά Φυτά/ Βότανα Καταναλώνονται κυρίως ως αφεψήματα Βρίσκονται στη βάση της πυραμίδας της Μεσογειακής δίαιτας είδη αρωματικά φυτά >200 με εμπορικό ενδιαφέρον στρ το στρ το 2010 Αρωματικά φυτά Επιστημονική ονομασία Οικογένεια Χαμομήλι Matricaria chamomilla Asteraceae Δίκταμο Origanum dictamnus Lamiaceae Αντωναΐδα Origanum microphyllum Lamiaceae Μελισσόχορτο Melissa officinalis Lamiaceae Μαντζουράνα Origanum majorana Lamiaceae Τσάι του βουνού Sideritis syriaca Lamiaceae Ρίγανη Origanum vulgare Lamiaceae Φλισκούνι Mentha pulegium Lamiaceae Θρύμπα Satureja thymbra Lamiaceae Δενδρολίβανο Rosmarinus officinalis Lamiaceae Φασκόμηλο Salvia officinalis Lamiaceae Σπαθόχορτο Ηypericum perforatum Clusiaceae Θυμάρι Thymus vulgaris ssp Lamiaceae hirtus 2

3 Φυτοχημικά Κατηγορίες Βάσει της δομής και της λειτουργίας τους Πολυφαινόλες Καροτενοειδή Αζωτούχες ενώσεις 2' 8 HO O 4 OH OH Αλκαλοειδή/Τερπένια Θειούχες οργανικές ενώσεις Πρόσληψη μέσω της διατροφής Χωρίς θρεπτική αξία Μειώνουν τον κίνδυνο πολλών χρόνιων παθήσεων 6 A C OH B Rafter, 2002, Liu, ' 5' OH αντιοξειδωτική αντιφλεγμονώδης Βιολογικές δράσεις αντικαρκινική αναστολή αγγειογένεσης αγγειοδιασταλτική (μέσω παραγωγής ΝΟ) αντιαθηρογόνος καρδιοπροστατευτική βελτίωση λειτουργίας ενδοθηλίου αντιγηραντική αντιαποπτωτική αντιμικροβιακή αντισηπτική αντιαλλεργική 3

4 Αντιοξειδωτική δράση Έκφραση της δράσης με 3 μηχανισμούς (α) μέσω της δέσμευσης ελευθέρων ριζών (β) μέσω αναγωγής οξειδωμένων παραγώγων (γ) μέσω της δημιουργίας χηλικών συμπλόκων με βαρέα μέταλλα (Cu, Fe, Zn, Co, Cr) Fe Ανθρακικός σκελετός: κατεχόλη Β δακτύλιο Υποκαταστάτες: 3-ΟΗ C δακτύλιο Cu Βαθμός υδροξυλίωσης Ανεξάρτητη από τον C σκελετό Προστατευτική δράση: Mira et al., 2002 diseases Συσσωρεύονται σε μεγάλες ποσότητες οξειδωτικό στρες Αρνητικές επιπτώσεις σε εκφυλιστικά νοσήματα, όπως νόσος Alzheimer. ROS AOX normal Μείωση βιοδιαθεσιμότητας Αναστολή οξειδωτικής δράσης Ανασκόπηση της βιβλιογραφίας Μελέτες εκχυλισμάτων τμημάτων ή/και ολόκληρου του φυτού Μελέτες αιθέριων ελαίων Αξιολόγηση αντιοξειδωτικής δράσης μέσω των (α) και (β) μηχανισμών σε ροφήματα 4

5 Σκοπός Αξιολόγηση αφεψημάτων από 13 βότανα της Ελληνικής χλωρίδας ως προς την ικανότητά τους να δεσμεύουν ιόντα Fe 2+ και Cu 2+ Εντοπισμός των συστατικών που είναι κυρίως υπεύθυνα για τον σχηματισμό των συμπλόκων Προσδιορισμός πολυφαινολικών συστατικών και άλλων τάξεων οργανικών ενώσεων Εκτίμηση της αντιοξειδωτικής δράσης 5

6 Μεθοδολογία ολικές πολυφαινόλες ολικές φλαβόνες Φωτομετρικές τεχνικές Παρασκευή αφεψήματος δυνατότητα δέσμευσης της ελεύθερης ρίζας DPPH 250ml H 2 O + 3g αποξηραμένου βοτάνου αναγωγική δύναμη (FRAP) δυνατότητα σύμπλεξης ιόντων Fe 3min βρασμός 2+,αντίδραση με φερροζίνη διήθηση, Vτελ.=200ml μονο- (MCHOs) και πολυσακχαρίτες (PCHOs) Kaliora et al., 2014, Kalogeropoulos et al., 2013, Karavoltsos et al., 2013 Ψύξη Διαφορική παλμική ανοδική αναδιαλυτική βολταμετρία (DPASV) λυοφιλίωση η δυνατότητα σύμπλεξης ιόντων Cu 2+ Karavoltsos et al., 2013 GC-MS αποθήκευση Προσδιορισμός απλών πολυφαινολών Kalogeropoulos et al., 2013 Βολταμετρία εναλλασσόμενου ρεύματος εκλεκτικής φάσης (PSACV) επιφανειακά ενεργές ενώσεις (SAS) Karavoltsos et al., 2013 Αναδιαλυτική χρονοποτενσιομετρία σταθερού ρεύματος με προσροφητική μεταφορά (AdT CPS) καταλυτικά ενεργοί πολυσακχαρίτες (CAC) σε ph=5.1 και ph=8.2 6 Karavoltsos et al., 2013

7 Αποτελέσματα 7

8 Ικανότητα δημιουργίας χηλικών συμπλόκων Cu-bind (μmol/cup*) Fe-bind (μmol/cup*) Ικανότητα σύμπλεξης Cu και Fe από τα αφεψήματα των βοτάνων *cup=200ml Κατάταξη αύξουσας συμπλεκτικής ικανότητας του Cu: Δενδρολίβανο < Χαμομήλι < Τσάι Βουνού < Φασκόμηλο < Σπαθόχορτο < Θρύμπα < Ρίγανη < Μελισσόχορτο < Φλισκούνι < Αντωναΐδα < Δίκταμο < Θυμάρι < Μαντζουράνα Κατάταξη αύξουσας συμπλεκτικής ικανότητας του Fe: Δενδρολίβανο < Φασκόμηλο < Δίκταμο < Φλισκούνι < Θρύμπα < Μελισσόχορτο < Ρίγανη < Μαντζουράνα < Θυμάρι < Τσάι Βουνού < Αντωναΐδα < Σπαθόχορτο < Χαμομήλι 8

9 Συσχέτιση ικανότητας σύμπλεξης με απλές πολυφαινόλες Fe Υδροξυβενζοϊκά οξέα Βανιλικό οξύ** Πρωτοκατεχικό οξύ** Γαλλικό οξύ* Ομοβανιλική αλκοόλη** Υδροξυκινναμωμικά οξέα Κινναμωμικό οξύ** Φερουλικό οξύ* Χλωρογενικό οξύ** Φλαβονοειδή Γενιστεΐνη* *: p<0.05, **: p<0.001 Cu Υδροξυβενζοϊκά οξέα Συριγγικό οξύ* p-oh-φαινυλοξικό οξύ** Υδροξυκινναμωμικά οξέα o-κουμαρικό οξύ* Σιναπικό οξύ** Οι πολυφαινόλες που σχετίζονται θετικά με την ικανότητα σύμπλεξης για τον Cu είναι διαφορετικές από τον Fe Μελέτες με καθαρές ουσίες επιβεβαιώνουν την ικανότητα των πολυφαινολών αυτών να συμπλέκουν τον Fe και Cu, ικανότητα που επηρεάζεται άμεσα από τη δομή και την παρουσία ΟΗ στο μόριο Mira et al., 2002, Andjelkovic et al.,

10 Ανάλυση κύριων συστατικών (principal component analysis, PCA) Σύμπλεξη Cu υδατάνθρακες, καταλυτικά ενεργούς πολυσακχαρίτες, φλαβόνες, τερπενικά οξέα, τερπενοειδείς φαινόλες Σύμπλεξη Fe ολικές πολυφαινόλες, φαινολικά οξέα, τασιενεργά συστατικά, αντιοξειδωτικές ιδιότητες 10

11 11