«Βιοδιαθεσιμότητα πολικών φαινολικών ενώσεων σε ιστούς και ορό ζωικών προτύπων»

Transcript

1 ΧΑΡΟΚΟΠΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ & ΑΓΩΓΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΔΙΑΙΤΟΛΟΓΙΑΣ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ Πτυχιακή Εργασία «Βιοδιαθεσιμότητα πολικών φαινολικών ενώσεων σε ιστούς και ορό ζωικών προτύπων» Αγγελική Κατσαρού A.M Βιολόγος, PhD Αθήνα, 2016

2 Τριμελής Επιτροπή Αντωνία Χίου, Επίκουρη Καθηγήτρια ΧΠ (επιβλέπουσα) Νικόλαος Καλογερόπουλος, Αναπληρωτής Καθηγητής ΧΠ Ανδριάνα Καλιώρα, Επίκουρη Καθηγήτρια ΧΠ ii

3 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα εργασία αποτελεί μια βιβλιογραφική ανασκόπηση της βιοδιαθεσιμότητας των φαινολικών ενώσεων (ΦΕ) που λαμβάνονται με τη διατροφή. Για το σκοπό αυτό αξιολογήθηκαν in vivo διατροφικές μελέτες σε ζωικά μοντέλα και στον άνθρωπο. Στις διατροφικές παρεμβάσεις που εξετάστηκαν οι ΦΕ χορηγούνταν ως συστατικά τροφίμων, ως καθαρές-απομονωμένες ουσίες ή ως εκχυλίσματα εγκλεισμένα σε κατάλληλα φαρμακευτικά μέσα. Οι ΦΕ αποτελούν πεδίο αυξανόμενου ερευνητικού ενδιαφέροντος τα τελευταία χρόνια. Κυρίαρχοι λόγοι που συμβαίνει αυτό είναι οι αντιοξειδωτικές ιδιότητες που παρουσιάζουν, ο πιθανός ρόλος τους στην πρόληψη νοσημάτων που σχετίζονται με το οξειδωτικό στρες και η αφθονία τους στη διατροφή του ανθρώπου. Συνεπώς, η κατανόηση του μεταβολισμού και της βιοδιαθεσιμότητάς των ΦΕ είναι απαραίτητη προϋπόθεση προκειμένου να διερευνηθεί και να αξιολογηθεί η in vivo βιοδραστικότητά τους. Η βιοδιαθεσιμότητα των ΦΕ που λαμβάνονται από τη διατροφή παρουσιάζει μεγάλη ετερογένεια. Οι πιο άφθονες ΦΕ στα τρόφιμα δεν έχουν απαραίτητα και τις υψηλότερες συγκεντρώσεις ενεργών μεταβολιτών μέσα στο σώμα. Επιπλέον, η κατανομή των ΦΕ στη συστημική κυκλοφορία δε συσχετίζεται άμεσα με τις συγκεντρώσεις των ενώσεων στους ιστούς. Οι μεταβολίτες των ΦΕ, πέραν του γαστρεντερικού σωλήνα, έχουν ανιχνευτεί σε ποικιλία άλλων ιστών στα τρωκτικά όπως ο εγκέφαλος, η καρδιά, οι νεφροί, ο σπλήνας, το πάγκρεας, ο προστάτης, η μήτρα, οι ωοθήκες, οι μαστοί, οι όρχεις, η ουροδόχος κύστη, τα οστά και το δέρμα. Επίσης, έχουν βρεθεί σε ανθρώπινους ιστούς όπως οι νεφροί, ο προστάτης και οι μαστοί. Παρόλα αυτά, οι μελέτες που αφορούν στην κινητική και στην in situ κατανομή των φαινολικών ενώσεων είναι περιορισμένες. Λέξεις-κλειδιά: φαινολικές ενώσεις, τρόφιμα, βιοδιαθεσιμότητα, in situ iii

4 ABSTRACT This work is a review about dietetic phenolic compound bioavailability. Thereat, in vivo nutritional studies in animal models and humans were assessed. In these studies, phenolic compounds were consumed as food components, pure compounds or extracts encased in suitable pharmaceutical agents. There is a growing research interest about phenolic compounds, recently. This mainly happens due to their antioxidant properties, their possible participation in oxidative stress-related diseases and their abundance in human diet. Thus, understanding their metabolism and their bioavailability is crucial to evaluate their in vivo bioactivity. Dietetic phenolic compound bioavailability appears heterogeneous. The most abundant compounds in diet are not the most active ones in vivo, as well. Moreover, phenolic distribution in circulatory is not always correlated with phenolic compound concentration in tissues. Apart from gastrointestinal tract, phenol metabolites have been detected in many rodent tissues, i.e. brain, heart, kidneys, pancreas, prostate, uterus, ovaries, breast, testes, bladder, bone and skin. They have also been identified in human tissues, i.e. kidneys, prostate and breast. However, studies on phenolic kinetics and in situ distribution are limited. Keywords: Phenolic compounds, foods, bioavailability, in situ iv

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Ευρετήριο εικόνων & πινάκων Συντμήσεις vii ix Εισαγωγή Κεφάλαιο 1: Οι φαινολικές ενώσεις Γενικά για τις φαινολικές ενώσεις (ΦΕ) Χημική δομή και κατάταξη Μη Φλαβονοειδή Φαινολικές αλκοόλες Φαινολικά οξέα Στιλβένια Λιγνάνες Φλαβονοειδή Φλαβανόλες Φλαβονόλες Φλαβανόνες Φλαβόνες Ισοφλαβόνες Ανθοκυανίνες Διυδροχαλκόνες Διαιτητικές πηγές Επίδραση στην υγεία Μέθοδοι προσδιορισμού 14 Κεφάλαιο 2: Μεταβολισμός και βιοδιαθεσιμότητα φαινολικών ενώσεων Ορισμοί βιοδιαθεσιμότητας Μεταβολισμός φαινολικών ενώσεων Στοματική κοιλότητα Στομάχι 18 v

6 Λεπτό έντερο Παχύ έντερο Μεταφορά σε ιστούς και όργανα απέκκρισης Παράγοντες που επηρεάζουν τη βιοδιαθεσιμότητα των ΦΕ 22 Κεφάλαιο 3: Σκοπός & σχεδιασμός Σκοπός εργασίας Σχεδιασμός ανασκόπησης 24 Βιβλιογραφική ανασκόπηση Κεφάλαιο 4: Βιοδιαθεσιμότητα φαινολικών ενώσεων στους ιστούς και στον ορό Μη φλαβονοειδή Φαινολικές αλκοόλες Φαινολικά οξέα Στιλβένια Φλαβονοειδή Φλαβανόλες Προανθοκυανιδίνες Φλαβονόλες Φλαβανόνες Ισοφλαβόνες Ανθοκυανίνες Διυδροχαλκόνες Σύνοψη ανασκόπησης 36 Βιβλιογραφία 40 Παράρτημα 53 vi

7 ΕΥΡΕΤΗΡΙΟ ΕΙΚΟΝΩΝ & ΠΙΝΑΚΩΝ Εικόνα 1-1. Χημικής δομή φλαβονοειδών και μη φλαβονοειδών. 3 Εικόνα 1-2. Χημική δομή των φαινολικών αλκοολών τυροσόλη και υδροξυτυροσόλη. 4 Εικόνα 1-3. Χημική δομή γαλλικού και καφεϊκού οξέος. 4 Εικόνα 1-4. Χημική δομή της cis και trans ρεσβερατρόλης. 5 Εικόνα 1-5. Χημική δομή λιγνανών. 5 Εικόνα 1-6. Χημική δομή φλαβονοειδών. 6 Εικόνα 1-7. Χημική δομή των ισομορφών των μονομερών φλαβανολών επικατεχίνη και κατεχίνη. 7 Εικόνα 1-8. Χημική δομή καμφερόλης, κερκετίνης και μυρισετίνης. 8 Εικόνα 1-9. Χημική δομή εσπεριδίνης και ναρινγενίνης. 8 Εικόνα Χημική δομή απιγενίνης, λουτεολίνης και τανγκερετίνης. 9 Εικόνα Χημική δομή γενιστεΐνης. 9 Εικόνα Χημική δομή ανθοκυανιδινών. R1, R2: -Η, -ΟΗ, -OCH3, ανάλογα με το εκάστοτε μόριο. 10 Εικόνα Χημική δομή φλωρετίνης. 10 Εικόνα 2-1. Κατανομή ρεσβερατρόλης στα όργανα επίμυ μία ώρα μετά την πρόσληψη 20 mg/kg εκχυλίσματος Polygonum cuspidatum. 17 vii

8 Εικόνα 2-2. Προτεινόμενοι μηχανισμοί υδρόλυσης της υδατανθρακικής ομάδας κατά τη φάση Ι του μεταβολισμού των ΦΕ. 19 Εικόνα 2-3. Ο μεταβολισμός των ΦΕ στον άνθρωπο. 20 Εικόνα 2-4. Σχηματική αναπαράσταση των κύριων διαδικασιών που ρυθμίζουν τη βιοδιαθεσιμότητα των ΦΕ στα θηλαστικά. 21 Πίνακας 4-1. Κατανομή πρόδρομων ΦΕ και των μεταβολιτών τους στο πλάσμα μετά από τη λήψη τροφίμων ή συμπληρωμάτων διατροφής. 38 Πίνακας 4-2. Κατανομή πρόδρομων ΦΕ και των μεταβολιτών τους στους ιστούς μετά από τη διαιτητική πρόσληψη. 39 viii

9 ΣΥΝΤΜΗΣΕΙΣ CAT catalase καταλάση CBG cytosolic beta-glucosidase κυτταροπλασματική β-γλυκοσιδάση COMT catechol-o-methyltransferase μεθυλοτρανσφεράση ο-κατεχολών EFSA European food safety authority ευρωπαϊκός οργανισμός ασφαλείας τροφίμων FID flame ionization detector ανιχνευτής ιονισμού φλόγας GC-FID gas chromatography flame ionization αέρια χρωματογραφία ιονισμού φλόγας detector GC-MS gas chromatography mass spectrometry αέρια χρωματογραφία φασματομετρίας μάζας GSH glutathione γλουταθειόνη LC-MS (HPLC- MS) liquid chromatography mass spectrometry υγρή χρωματογραφία φασματομετρίας μάζας LDL low-density lipoproteins λιποπρωτεΐνες χαμηλής πυκνότητας LPH NMR nuclear magnetic resonance πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός NP-HPLC normal phase high-performance liquid υγρή χρωματογραφία κανονικής φάσης chromatography PAF platelet activating factor παράγοντας ενεργοποίησης αιμοπεταλίων SGLT1 sodium-glucose transport protein μεταφορέας γλυκόζης/νατρίου SOD superoxide dismutase δισμουτάση του υπεροξειδίου SULT sulfotransferase σουλφοτρανσφεράση UGT UDP-glucuronosyltransferase UDP-γλυκουρονοτρανσφεράση ΦΕ φαινολικές ενώσεις ix

10 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1

11 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ 1.1. Γενικά για τις φαινολικές ενώσεις (ΦΕ) Οι ΦΕ είναι ευρέως διαδεδομένες στο φυτικό βασίλειο. Βρίσκονται σε αφθονία στα φρούτα, τα λαχανικά, τους σπόρους των δημητριακών, τα όσπρια, τους ξηρούς καρπούς, το πράσινο και μαύρο τσάι, το κόκκινο κρασί, το κακάο και το ελαιόλαδο. 1, 2 Οι ΦΕ εμπλέκονται σε βιοχημικές και φυσιολογικές διεργασίες των φυτικών ειδών που σχετίζονται με πολυάριθμες λειτουργίες όπως η άμυνα έναντι των φυτοφάγων ζώων και της μικροβιακής προσβολής και η αναπαραγωγή μέσω επικονιαστών και ζώων. 3, Χημική δομή και κατάταξη Οι ΦΕ είναι μικροσυστατικά που ανήκουν στην κατηγορία των μη-θρεπτικών συστατικών των τροφίμων καθώς δεν αποδίδουν ενέργεια αλλά ασκούν βιολογικές δράσεις in vivo. 5 Πρόκειται για οργανικά μόρια με κύριο χημικό χαρακτηριστικό την παρουσία ενός αρωματικού δακτυλίου, τουλάχιστον, ο οποίος φέρει ένα ή περισσότερα υδροξύλια (φαινολικός δακτύλιος). 1 Αποτελούν προϊόντα του δευτερογενούς μεταβολισμού των φυτών, μαζί με τα τερπενοειδή (τερπένια) και τις αζωτούχες ενώσεις, και συντίθενται ιστοειδικά, σε συγκεκριμένα στάδια ανάπτυξης. 3 Η βιοσύνθεση των ΦΕ πραγματοποιείται μέσω των οδών της γλυκόλυσης, των φωσφοπεντοζών, του σικιμικού οξέος, του μηλεϊνικού οξέος και του μεβαλονικού οξέος. 6 Μέχρι σήμερα έχουν προσδιοριστεί περισσότερες από 8000 ΦΕ που διαφοροποιούνται ως προς τη χημική τους δομή και το μοριακό βάρος και προκύπτουν από αντιδράσεις συμπύκνωσης, προσθήκης και πολυμερισμού του βασικού αρωματικού πυρήνα. 7 Βάσει της χημικής τους δομής οι ΦΕ διακρίνονται σε φλαβονοειδή και μη φλαβονοειδή [φαινολικές αλκοόλες, φαινολικά οξέα (υδροξυβενζοϊκά, υδροξυκινναμωμικά οξέα), στιλβένια, λιγνάνες) (Εικόνα 1-1). 7, 8 Τα φλαβονοειδή φέρουν χρωμανικό δακτύλιο και συχνά πολυμερίζονται, γίνονται δηλαδή πολυφαινόλες. Σε αρκετές πηγές, για λόγους απλούστευσης, οι όροι ΦΕ και πολυφαινόλες ταυτίζονται. 2

12 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ Οι φαινολικές ενώσεις απαντώνται στη φύση κυρίως με τη μορφή γλυκοζιτών, δηλαδή συζευγμένες με μόρια υδατανθράκων. Εξαίρεση αποτελούν οι φλαβανόλες. Κύριος υδατάνθρακας σύζευξης είναι η γλυκόζη αλλά απαντάται επίσης η γαλακτόζη, η ραμνόζη, η ξυλόζη, η αραβινόζη και το γλυκουρονικό οξύ. Άλλα μόρια σύζευξης είναι τα οργανικά οξέα, οι αμίνες και τα λιπίδια. 9 Υδροξυβενζοϊκά οξέα Υδροξυκινναμωμικά οξέα R1=R2=R3=OH: Γαλλικό οξύ R1=R2=OH: Πρωτοκατεχικό οξύ R1=OH: Κουμαρικό οξύ R1=R2=OH: Καφεϊκό οξύ Στιλβένια Λιγνάνες Ρεσβερατρόλη Φαινολικές αλκοόλες Φλαβονοειδή R1= OH, R2=H: Τυροσόλη R1=R2=OH: Υδροξυτυροσόλη Εικόνα 1-1. Χημικής δομή φλαβονοειδών και μη φλαβονοειδών Μη φλαβονοειδή Φαινολικές αλκοόλες Οι φαινολικές αλκοόλες είναι απλές ΦΕ και οι κυριότεροι εκπρόσωποί τους είναι η τυροσόλη και η υδροξυτυροσόλη (Εικόνα 1-2). Αποτελούν προϊόντα υδρόλυσης των σεκοϊριδοειδών και βρίσκονται σε υψηλές συγκεντρώσεις στο εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο. Η τυροσόλη συναντάται και ως οξικό άλας ενώ η υδροξυτυροσόλη συναντάται με τη μορφή οξικού άλατος ή γλυκοζίτη. 10 Τυροσόλη 3

13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ βρίσκεται επίσης στο κόκκινο και λευκό κρασί ενώ η υδροξυτυροσόλη παράγεται μετά την in vivo πέψη του. 11 Εικόνα 1-2. Χημική δομή των φαινολικών αλκοολών τυροσόλη και υδροξυτυροσόλη Φαινολικά οξέα Τα φαινολικά οξέα είναι απλές ΦΕ και διακρίνονται σε παράγωγα του βενζοϊκού και του κινναμωμικού οξέος. Βρίσκονται σε υψηλές συγκεντρώσεις στα μανιτάρια. 12 Το πιο κοινό υδροξυβενζοϊκό οξύ είναι το γαλλικό οξύ (Εικόνα 1-3) το οποίο συναντάται με τη μορφή εστεροποιημένων γλυκοζιτών στις γαλλοτανίνες και αποτελεί πρόδρομο μόριο των τανινών. 13 Γαλλικό οξύ υπάρχει μεταξύ άλλων στο τσάι. 14 Άλλο κοινό υδροξυβενζοϊκό οξύ είναι το ελλαγικό το οποίο εστεροποιείται στις ελλαγιτανίνες. Οι τελευταίες ανιχνεύονται στα σμέουρα, τις φράουλες, τα βατόμουρα, το ρόδι, τα καρύδια και τα φουντούκια. Τα υδροξυκινναμωμικά είναι πιο κοινά από τα υδροξυβενζοϊκά οξέα. Σε αυτά κατατάσσονται το κινναμωμικό, το π- κουμαρικό οξύ, το καφεϊκό οξύ (Εικόνα 1-3), το φερουλικό οξύ, κλπ. Τα υδροξυκινναμωμικά οξέα σπάνια απαντούν σε ελεύθερη μορφή, συνήθως είναι με τη μορφή γλυκοζιτών ή σχηματίζουν εστερικά παράγωγα με κινικό, σικιμικό και τρυγικό οξύ. Το καφεϊκό και το κινικό οξύ συνθέτουν το χλωρογενικό οξύ το οποίο αποτελεί την κυρίαρχη ΦΕ του καφέ. 7 Εικόνα 1-3. Χημική δομή γαλλικού και καφεϊκού οξέος. 7 4

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ Στιλβένια Τα στιλβένια είναι υδροξυλιωμένα παράγωγα του 1,2-διφαινυλοαιθυλενίου. Συναντώνται σε cis και trans μορφή και μπορεί να είναι γλυκοζυλιωμένα ή άγλυκα. Τα στιλβένια περιέχονται σε μικρές ποσότητες στη δίαιτα του ανθρώπου. Έχουν ταυτοποιηθεί σε περισσότερα από 70 είδη φυτών μεταξύ των οποίων τα σταφύλια, τα μούρα και τα φιστίκια. Κύριος εκπρόσωπος των στιλβενίων είναι η ρεσβερατρόλη (Εικόνα 1-4) η οποία βρίσκεται στη φλούδα των κόκκινων σταφυλιών και στο παραγόμενο από αυτά κρασί. 7 Εικόνα 1-4. Χημική δομή της cis και trans ρεσβερατρόλης Λιγνάνες Οι λιγνάνες είναι πολυφαινόλες που σχηματίζονται από 2 ομάδες φαινυλοπροπανίου (Εικόνα 1-5) και ανήκουν στα φυτοοιστρογόνα. Στο παχύ έντερο μεταβολίζονται από τη μικροχλωρίδα σε εντεροδιόλη και εντερολακτόνη, ενώσεις που μιμούνται τη δράση των οιστρογόνων. Στη φύση οι λιγνάνες βρίσκονται κυρίως σε ελεύθερη μορφή. Η περιεκτικότητά τους στα τρόφιμα είναι μικρή. Πλουσιότερη 14, 15 πηγή λιγνανών είναι ο λιναρόσπορος. Εικόνα 1-5. Χημική δομή λιγνανών. 14 5

15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ Φλαβονοειδή Τα φλαβονοειδή αποτελούνται από 2 αρωματικούς δακτυλίους ενωμένους μεταξύ τους με μια αλυσίδα 3 ατόμων άνθρακα. Η αλυσίδα μπορεί να δημιουργήσει έναν κλειστό πυρανικό δακτύλιο με έναν από τους 2 αρωματικούς δακτυλίους (χρωμανικός δακτύλιος). Ανάλογα με το επίπεδο οξείδωσης του κεντρικού πυρανικού δακτυλίου τα φλαβονοειδή χωρίζονται σε έξι κύριες υποομάδες: φλαβανόλες, φλαβονόλες, φλαβανόνες, φλαβόνες, ισοφλαβόνες και ανθοκυανίνες (Εικόνα 1-6). Περισσότερα από 4000 φλαβονοειδή έχουν ταυτοποιηθεί σε φυτικούς οργανισμούς και ο αριθμός αυτός αυξάνεται συνεχώς. Τα περισσότερα φλαβονοειδή απαντώνται με τη μορφή γλυκοζυλιωμένων παραγώγων. 7 Φλαβόνες Φλαβονόλες Ισοφλαβόνες Ανθοκυανίνες Φλαβανόλες Φλαβανόνες Εικόνα 1-6. Χημική δομή φλαβονοειδών Φλαβανόλες Οι φλαβανόλες θεωρούνται τα πιο άφθονα φλαβονοειδή στη διατροφή του ανθρώπου. 16 Xαρακτηρίζονται από την παρουσία μιας κορεσμένης αλυσίδας τριών ατόμων άνθρακα και τη σύνδεση μιας υδροξυλομάδας στον C3. Στη φύση συναντώνται ως μονομερή ή ως πολυμερή μόρια φλαβονοειδών, δηλαδή κατεχίνες 6

16 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ και προανθοκυανιδίνες, αντίστοιχα. Οι προανθοκυανιδίνες είναι αφυδρογονωμένες κατεχίνες και αποκαλούνται επίσης συμπυκνωμένες τανίνες. Οι ενώσεις αυτές προσδίδουν στα τρόφιμα τη γεύση του πικρού και του στυφού. Αντίθετα με τις άλλες τάξεις των φλαβονοειδών, οι φλαβανόλες δε βρίσκονται γλυκοζυλιωμένες στα τρόφιμα. Απαντούν στα φρούτα, το κόκκινο κρασί και σε μεγάλες συγκεντρώσεις στο πράσινο τσάι και το κακάο. Στα φρούτα βρίσκονται τη μορφή κατεχίνης και επικατεχίνης (Εικόνα 1-7) ενώ στο τσάι με τη μορφή γαλλοκατεχίνης, 7, 14 επιγαλλοκατεχίνης και του γαλλικού εστέρα επιγαλλοκατεχίνης. Οι προανθοκυανιδίνες είναι ολιγομερείς ή πολυμερείς ενώσεις των φλαβανολών. Βρίσκονται στο κακάο, τα σταφύλια, τα μήλα, τις φράουλες και το κόκκινο κρασί. 17 Οι συνηθέστερες τύπος προανθοκυανιδινών είναι οι προκυανιδίνες το μόριο των οποίων συντίθεται από τις μονομερείς φλαβανόλες (-)- επικατεχίνη και (+)- κατεχίνη. 18 (-)- Επικατεχίνη (+)- Κατεχίνη (+)- Επικατεχίνη (-)- Κατεχίνη Εικόνα 1-7. Χημική δομή των ισομορφών των μονομερών φλαβανολών επικατεχίνη και κατεχίνη Φλαβονόλες Οι φλαβανόλες έχουν καθολική παρουσία στο φυτικό βασίλειο με την εξαίρεση των μυκήτων και των φυκών 7. Έχουν ένα διπλό δεσμό ανάμεσα στους C2 και C3 της αλυσίδας που ενώνει τους αρωματικούς δακτυλίους κι επιπλέον ο C3 έχει υποκαταστάτη μια υδροξυλομάδα: στην προσθήκη αυτή αποδίδονται οι βιολογικές δράσεις των εν λόγω μορίων. Βρίσκονται στα φρούτα, τα λαχανικά, το τσάι, το κακάο και το κόκκινο κρασί. 19 Πλούσια πηγή τους αποτελεί το κρεμμύδι. Οι πιο συνηθισμένες ενώσεις τους είναι η κερκετίνη, η καμφερόλη και η μυρισετίνη και απαντούν κατά κύριο λόγο ως γλυκοζυλιωμένα παράγωγα (Εικόνα 1-8). 7 7

17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ Εικόνα 1-8. Χημική δομή καμφερόλης, κερκετίνης και μυρισετίνης Φλαβανόνες Στις φλαβανόνες απουσιάζει ο διπλός δεσμός ανάμεσα στους C2, C3. Στα φυτά συναντώνται κυρίως στην (-)- ισομορφή τους και ως υδροξυλιωμένα, γλυκοζυλιωμένα και μεθυλιωμένα παράγωγα. 7 Περιέχονται στα εσπεριδοειδή, στην τομάτα και στα αρωματικά φυτά, όπως η μέντα. 20 Σημαντικότερες ενώσεις είναι η εσπεριδίνη στα πορτοκάλια και η ναρινγενίνη στο γκρέιπφρουτ (Εικόνα 1-9). 7 Εικόνα 1-9. Χημική δομή εσπεριδίνης και ναρινγενίνης Φλαβόνες Οι φλαβόνες έχουν διπλό δεσμό ανάμεσα στους C2 και C3. Δεν είναι ευρέως διαδεδομένες στη φύση και απαντώνται συνήθως ως γλυκοζίτες. Σημαντικές πηγές φλαβονών είναι το σέλινο, ο μαϊντανός, κάποια βότανα και τα εσπεριδοειδή. Βρίσκονται επίσης στην ποικιλία του μη καφεϊνούχου τσαγιού «rooibos» που παρασκευάζεται από τα φύλλα του θάμνου Aspalathus linearis, στη νότια Αφρική. Τυπικές φλαβόνες είναι η λουτεολίνη, η απιγενίνη και η τανγκερετίνη (Εικόνα 1-10). 7 8

18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ Απιγενίνη Λουτεολίνη Τανγκερετίνη Εικόνα Χημική δομή απιγενίνης, λουτεολίνης και τανγκερετίνης Ισοφλαβόνες Οι ισοφλαβόνες διαφέρουν από τις φλαβόνες στη θέση σύνδεσης του φαινολικού δακτυλίου: στις πρώτες ο δακτύλιος βρίσκεται στη θέση 3 ενώ στις δεύτερες στη θέση 2. Διαθέτουν χημική δομή παρόμοια με αυτή των οιστρογόνων γι αυτό μπορούν να προσδένονται στους αντίστοιχους υποδοχείς και να λειτουργούν ως φυτοοιστρογόνα. Στη φύση απαντώνται στα όσπρια, για παράδειγμα στη σόγια, ως γλυκοζυλιωμένα παράγωγα και ως άγλυκα συστατικά. Κυριότερη ισοφλαβόνη αποτελεί η γενιστεΐνη (Εικόνα 1-11). 7 Εικόνα Χημική δομή γενιστεΐνης Ανθοκυανίνες Οι ανθοκυανίνες είναι η μεγαλύτερη ομάδα υδατοδιαλυτών χρωστικών στο φυτικό βασίλειο. 21 Σε αυτές οφείλεται το κόκκινο, ροζ, μωβ και μπλε χρώμα ορισμένων φρούτων. Καλές πηγές τους είναι τα φρούτα, κάποια φυλλώδη λαχανικά, τα δημητριακά και το κόκκινο κρασί. Τα άγλυκα συστατικά είναι οι ανθοκυανιδίνες και στη γλυκοζυλιωμένη μορφή τους ονομάζονται ανθοκυανίνες. Η υδατανθρακική ομάδα μπορεί να προσδένεται είτε στην τρίτη θέση του τρίτου δακτυλίου είτε στην πέμπτη ή έβδομη θέση του πρώτου δακτυλίου. Γλυκοζυλίωση στις θέσεις 3, 4 και 5 του δεύτερου δακτυλίου είναι σπάνια αλλά έχει παρατηρηθεί. Οι πιο κοινές ανθοκυανιδίνες είναι η κυανιδίνη, η δελφινιδίνη, η πεονιδίνη, η πελαργονιδίνη και η 7, 14 μαλβιδίνη (Εικόνα 1-12). 9

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ Εικόνα Χημική δομή ανθοκυανιδινών. R 1, R 2 : -Η, -ΟΗ, -OCH 3, ανάλογα με το εκάστοτε μόριο Διυδροχαλκόνες Χαρακτηριστικό της δομής των διυδροχαλκονών είναι η «ανοιχτή» ανθρακική αλυσίδα που ενώνει τους 2 δακτυλίους. Πρόκειται για μόρια χαμηλής διατροφικής σημασίας με χαρακτηριστικό αντιπρόσωπο τη φλωρετίνη στα μήλα (Εικόνα 1-13). 7 Εικόνα Χημική δομή φλωρετίνης Διαιτητικές πηγές Από τη στιγμή που ο Keys (1980) ανέδειξε τις προστατευτικές ιδιότητες της μεσογειακής διατροφής στην υγεία, πολυάριθμες μελέτες πραγματοποιήθηκαν συσχετίζοντας την προσκόλληση στη μεσογειακή διατροφή και το μειωμένο κίνδυνο θανάτων από κάθε αιτία, καρδιαγγειακά νοσήματα και καρκίνο. Η μεσογειακή διατροφή χαρακτηρίζεται από υψηλή κατανάλωση φρούτων, λαχανικών, οσπρίων και δημητριακών, μέτρια κατανάλωση ψαριού, λευκού κρέατος, γαλακτοκομικών προϊόντων και κρασιού, περιορισμένη κατανάλωση κόκκινου κρέατος και από μια σχετικά υψηλή κατανάλωση λίπους προερχόμενης κατά βάση από τα μονοακόρεστα λιπαρά οξέα του ελαιολάδου (Παράρτημα Ι). 22 Αρκετά από τα τρόφιμα που συνθέτουν την πυραμίδα της μεσογειακής διατροφής αποτελούν σημαντικές πηγές ΦΕ και περιγράφονται παρακάτω. Τουλάχιστον 36 φαινολικά συστατικά έχουν ταυτοποιηθεί στο ελαιόλαδο μέχρι σήμερα. 23 Τα πιο διαδεδομένα είναι τα σεκοϊριδοειδή και τα παράγωγά τους. Στα σεκοϊριδοειδή ανήκουν η ελευρωπαΐνη, η διμεθυλολευρωπαΐνη και τα 10

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ λιγκστροσίδια. Προϊόντα υδρόλυσης των σεκοϊριδοειδών, και κύριες φαινολικές ενώσεις στο παρθένο ελαιόλαδο, είναι η τυροσόλη και η υδροξυτυροσόλη. Η τυροσόλη συναντάται και ως οξικό άλας ενώ η υδροξυτυροσόλη συναντάται με τη μορφή οξικού άλατος ή γλυκοζίτη. Άλλα φαινολικά συστατικά του ελαιολάδου είναι φλαβονοειδή (λουτεολίνη, απιγενίνη, ταξιφολίνη) και λιγνάνες (πευκορητινόλη, 1- ακετοξυπευκορητινόλη, 1-υδροξυπευκορητινόλη). 10 Το κρασί περιέχει ΦΕ (0,8-1,2 g/l) οι οποίες παράγονται από τα σταφύλια για προστασία στις υψηλές θερμοκρασίες. Το κόκκινο κρασί παρουσιάζει εν γένει υψηλότερες συγκεντρώσεις σε σχέση με το λευκό. Οι ΦΕ που περιέχονται είναι ανθοκυανίνες, φλαβόνες, φλαβανόνες, κερκετίνη και γαλλικό οξύ. Στο κόκκινο κρασί βρίσκεται κυρίως ρεσβερατρόλη, υδροξυτυροσόλη και κατεχίνες. 24 Το τσάι περιέχει κερκετίνη, καμφερόλη, μυρισετίνη και επιγαλλοκατεχίνη σε συνολικό ποσοστό μεγαλύτερο από 35%, επί του ξηρού βάρους των φύλλων. Αποτελεί, ίσως, τη σημαντικότερη πηγή κατεχινών αφού στο εκχύλισμά του περιέχονται περισσότερα από 800 mg ΦΕ/L. 8 Ο καφές σχετίζεται με υψηλή πρόσληψη υδροξυκινναμωμικού και χλωρογενικού οξέος: άτομα που καταναλώνουν καφέ προσλαμβάνουν mg υδροξυκινναμωμικού και 206 mg καφεϊκoύ οξέος ανά ημέρα. 8 Το κακάο περιέχει φλαβανόλες, και συγκεκριμένα επικατεχίνη, σε σημαντικές ποσότητες. Στη σοκολάτα η συγκέντρωση της κατεχίνης έχει βρεθεί να είναι μεγαλύτερη από 600 mg/l. 8 Κόκκινα φρούτα όπως δαμάσκηνα, φράουλες, κεράσια, σταφύλια και μούρα περιέχουν κυρίως ανθοκυανίνες. Στο ρόδι περιέχονται ανθοκυανίνες, κατεχίνες, τανίνες, ελλαγικό και γαλλικό οξύ, σε συνολικό ποσοστό 0,2-1% του χυμού του. Τα πορτοκάλια περιέχουν φλαβανόνες με κυριότερη την εσπεριδίνη σε περιεκτικότητα περίπου mg/l χυμού. Πλούσιες πηγές φλαβανονών είναι κι άλλα εσπεριδοειδή όπως το μανταρίνι, το γκρέιπφρουτ, το λεμόνι και το μοσχολέμονο. Τα ροδάκινα και τα κεράσια περιέχουν κατεχίνες σε περιεκτικότητα περί τα 250 mg/kg νωπού βάρους. Το ακτινίδιο και το μήλο είναι πλούσια σε υδροξυκινναμωμικά οξέα ενώ τα βερίκοκα θεωρούνται καλή πηγή φλαβονολών. 25, 26 Οι ΦΕ εντοπίζονται επίσης στη φλούδα των φρούτων: το κόκκινο σταφύλι περιέχει ρεσβερατρόλη σε συγκεντρώσεις της τάξης των mg/kg καθαρού βάρους και το μανταρίνι περιέχει φλαβόνες

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ Τα λαχανικά αποτελούν άλλη μία πλούσια πηγή ΦΕ. Η τομάτα και η κόκκινη πιπεριά περιέχουν λουτεολίνη, το κρεμμύδι και το μπρόκολο περιέχουν φλαβονόλες ενώ στο σπανάκι υπάρχει απιγενίνη και υδροξυκινναμωμικά οξέα. 19 Τα όσπρια γενικότερα περιέχουν ισοφλαβόνες, ισοφλαβονοειδή και λιγνάνια σε ποσότητες από 37,3 έως 140,3 mg ανά 100 g τροφίμου. Οι καρποί της σόγιας περιέχουν ισοφλαβόνες σε ποσότητες 5 mg/kg πρωτεΐνης με κύριες ενώσεις τη γενιστεΐνη και τη νταζεΐνη. 28 Οι ξηροί καρποί αποτελούν σημαντική πηγή φλαβονοειδών και ισοφλαβονοειδών. Το αμύγδαλο, ιδιαιτέρως πλούσιο σε ΦΕ, περιέχει γλυκοζίτες μεθυλοκερκετίνης, καμφερόλη, ναρινγενίνη, κατεχίνη, πρωτοκατεχικό οξύ, βανιλικό οξύ, π-υδροξυβενζοϊκό οξύ, καφεϊκό οξύ, ρεσβερατρόλη και παράγωγα αυτής. 29, 30 Η trans-ρεσβερατρόλη έχει ανιχνευθεί επίσης σε ποικιλίες κελυφωδών φιστικιών Τουρκίας. 31 Ο λιναρόσπορος και ο κολοκυθόσπορος περιέχουν λιγνάνια 32 ενώ ο ηλιόσπορος χλωρογενικό οξύ Επίδραση στην υγεία Πληθώρα μελετών μέχρι σήμερα πιστοποιεί την θετική επίδραση των ΦΕ στην υγεία. Οι μελέτες αφορούν σε κλινικές παρεμβάσεις και πειράματα σε ζωικά πρότυπα και κυτταρικές σειρές. Καλά σχεδιασμένες κλινικές δοκιμές είναι σημαντικές για την εξαγωγή αξιόπιστων συμπερασμάτων. Οι διπλά-τυφλές τυχαιοποιημένες μελέτες θεωρούνται «gold standard» για τη διατύπωση των ισχυρισμών υγείας που αποδίδονται στα τρόφιμα και τα συστατικά τους. Οι πειραματικές μελέτες σε ζωικά μοντέλα και κυτταρικές σειρές δεν αποτελούν επαρκή επιστημονική απόδειξη, ωστόσο τα αποτελέσματα των μελετών αυτών είναι χρήσιμα στον έλεγχο πιθανών μηχανισμών και στη διατύπωση νέων ερωτημάτων και υποθέσεων. Στις in vivo διατροφικές παρεμβάσεις σε ζωικά μοντέλα και στον άνθρωπο, οι ΦΕ μπορεί να χορηγούνται ως συστατικά τροφίμων, ως καθαρέςαπομονωμένες ουσίες ή ως εκχυλίσματα εγκλεισμένα σε κατάλληλα φαρμακευτικά μέσα. Μεγάλος αριθμός μελετών αποδεικνύει ότι οι διαιτητικές ΦΕ και οι μεταβολίτες τους συνδέονται με μειωμένο κίνδυνο εμφάνισης χρόνιων νοσημάτων όπως τα καρδιαγγειακά και νευροεκφυλιστικά, ο σακχαρώδης διαβήτης, ορισμένοι τύποι καρκίνου, η ρευματοειδής αρθρίτιδα, η οστεοπόρωση, ο καταρράκτης και το 12

22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ άσθμα. Τα πλεονεκτήματα στην υγεία αποδίδονται στις πλειοτροπικές δράσεις των φαινολικών συστατικών ήτοι κατά μείζονα λόγο αντιοξειδωτική, αντιφλεγμονώδης, αντιθρομβωτική, αντιμικροβιακή και υπολιπιδαιμική. Η αντιφλεγμονώδης δράση των ΦΕ εκδηλώνεται μέσω αναστολής της παραγωγής κυτταροκινών και μονοξειδίου του αζώτου, αναστολής μονοπατιών κυτταρικής σηματοδότησης και πολλαπλασιασμού των κυττάρων και αναστολής της δράσης του παράγοντα ενεργοποίησης αιμοπεταλίων (PAF) Η αντιοξειδωτική δράση των ΦΕ είναι ευρεία. Όντας αναγωγικές ουσίες, οι ΦΕ σταθεροποιούν ή απενεργοποιούν τις ελεύθερες ρίζες περιορίζοντας τη διάδοση των αντιδράσεων οξείδωσης ενώ κάποια μόρια δρουν ως χηλικοί παράγοντες δέσμευσης μεταλλικών ιόντων. 37, 38 Έχει βρεθεί ότι οι ΦΕ αναγεννούν τις ελεύθερες ρίζες της α-τοκοφερόλης. 13 Σε κάθε περίπτωση, οι εν λόγω εκκαθαριστικές δράσεις είναι άμεσες. Η αντιοξειδωτική ικανότητα των ΦΕ, ωστόσο, μπορεί να εκδηλώνεται και έμμεσα με τη ρύθμιση των ενδογενών ενζυμικών συστημάτων του οργανισμού 37, 38 [(δισμουτάση του υπεροξειδίου (SOD), καταλάση (CAT), γλουταθειόνη (GSH)]. Αυξανόμενο ερευνητικό ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι μεταβολίτες των ΦΕ που προκύπτουν μετά από διάσπαση από τη μικροχλωρίδα του παχέος εντέρου: τα μόρια αυτά μπορεί να έχουν την ελεύθερη υδροξυλομάδα τους σε ευνοϊκότερη θέση συγκριτικά με τις πρόδρομες ενώσεις με αποτέλεσμα την ενίσχυση της αντιοξειδωτικής ικανότητας. 39 Συνολικά, διαταραχή της ομοιοστατικής ισορροπίας του οργανισμού μεταξύ παραγωγής ελευθέρων ριζών και παρουσίας αντιοξειδωτικών, εις βάρος των δεύτερων, οδηγεί σε οξειδωτικό στρες. 40 Η αποτελεσματικότητα της άμεσης εκκαθάρισης των ελευθέρων ριζών από τις ΦΕ αμφισβητείται από κάποιους ερευνητές καθώς οι ευρισκόμενες συγκεντρώσεις στην κυκλοφορία του αίματος σε ανθρώπους είναι σε πολύ χαμηλά επίπεδα, της τάξης των nm-μm. Θεωρείται ότι σε αυτές τις συγκεντρώσεις οι ΦΕ δεν μπορούν να συμβάλουν άμεσα στην ολική αντιοξειδωτική άμυνα εν συγκρίσει με τις πολύ μεγαλύτερες συγκεντρώσεις άλλων μη ενζυμικών αντιοξειδωτικών μορίων όπως οι βιταμίνες E, C και το ουρικό οξύ. 34 Ωστόσο, έχει βρεθεί ότι οι ΦΕ αυξάνουν τα επίπεδα του ουρικού οξέος προτείνοντας έμμεση συμμετοχή τους στην ολική αντιοξειδωτική άμυνα του οργανισμού. 13 Πρόσφατα δεδομένα δείχνουν ότι κάποιες ΦΕ μπορεί να έχουν προοξειδωτική δράση κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες, όπως η υψηλή δοσολογία 13

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ χορήγησης ή η παρουσία μεταλλικών ιόντων. Μερικά από τα πιο άφθονα φλαβονοειδή και φαινολικά οξέα που βρίσκονται στα τρόφιμα έχει αναφερθεί ότι δρουν ως προ-οξειδωτικά. Τέτοια είναι η κερκετίνη, η μυρισετίνη, η καμφερόλη, το καφεϊκό, χλωρογενικό και φερουλικό οξύ. 41 Υπάρχουν μελέτες που υποστηρίζουν ότι η προ-οξειδωτική δράση των ΦΕ είναι υπό συνθήκες επιθυμητή. 13 Πιο συγκεκριμένα, έχει δειχθεί ότι η προ-οξειδωτική δράση σχετίζεται με δυσλειτουργία των μιτοχονδρίων και κυτταρική απόπτωση και παρουσιάζει επιλεκτικότητα σε συγκεκριμένα κύτταρα-στόχους, όπως τα καρκινικά. Ωα εκ τούτου έχει προταθεί ως 42, 43 πιθανός αντικαρκινικός μηχανισμός Μέθοδοι προσδιορισμού Για τον προσδιορισμό ενός ολοκληρωμένου προφίλ φαινολικών ενώσεων χρησιμοποιούνται πολυάριθμες αναλυτικές διαδικασίες: χρωματογραφία χάρτου και λεπτής στιβάδας, αέρια χρωματογραφία με διαφορετικούς ανιχνευτές, υγρή χρωματογραφία με διάφορα συστήματα ανίχνευσης, υπέρυθρη φασματοσκοπία, τριχοειδής ηλεκτροφόρηση. Η διαφορετικότητα στις συνθήκες πραγματοποίησης των διαφόρων μεθόδων προσδιορισμού αποδίδουν διαφορετικά επίπεδα συγκεντρώσεων των φαινολικών ενώσεων στη βιβλιογραφία. 44 Ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος είναι η χρωματομετρική δοκιμασία Folin- Ciocalteu. 45 Είναι βασισμένη στην αντίδραση του αντιδραστηρίου Folin-Ciocalteu με ενεργοποιημένα φαινολικά υδροξύλια. Η μέθοδος είναι απλή και ταχεία. Ωστόσο το αντιδραστήριο παρουσιάζει χαμηλή ειδικότητα προς τις φαινολικές ενώσεις καθώς η αντίδραση να μπορεί να συμβεί με οποιαδήποτε οξειδώσιμη ομάδα υδροξυλίου, όπως π.χ. με αρωματικά αμινοξέα (τυροσίνη). Επιπλέον, η μέθοδος δε δίδει ποσοτική πληροφορία σχετικά με τις επιμέρους φαινολικές ενώσεις. 44 Η αέρια χρωματογραφία αποτελεί μέθοδο ποσοτικού και ποιοτικού προσδιορισμού των φαινολικών συστατικών. Προϋποθέτει οι ενώσεις να είναι πτητικές στις θερμοκρασίες που πραγματοποιείται η ανάλυση και να μην αποσυντίθενται. Προκειμένου να αυξηθεί η πτητικότητα, συχνά η ανάλυση απαιτεί την παραγωγοποίηση των φαινολικών ενώσεων. Σε τυποποιημένες μεθόδους ανάλυσης συχνά χρησιμοποιείται ο ανιχνευτής ιονισμού φλόγας (FID). Η εξέλιξη της φασματομετρίας μάζας (MS και MS/MS) έχει επιτρέψει την ταυτοποίηση των φαινολικών ενώσεων μέσω προσδιορισμού της μοριακής τους μάζας και της δομής 14

24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΟΙ ΦΑΙΝΟΛΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ τους. 44 Για την ταυτοποίηση και ποσοτικοποίηση των συζευγμένων ΦΕ συνήθως πραγματοποιείται πέψη με γλυκουρονιδάση ή/και σουλφατάση καθώς τα πρότυπα για γλυκοζυλιωμένα και σουλφονυλιωμένα παράγωγα είναι περιορισμένα. Η υγρή χρωματογραφία αποτελεί επίσης μια διαδεδομένη και αξιόπιστη τεχνική για την ανάλυση των ΦΕ. Η μέθοδος χρησιμοποιείται κυρίως για το διαχωρισμό μη πτητικών, υψηλού μοριακού βάρους ουσιών. Η υγρή χρωματογραφία κανονικής φάσης (NP-HPLC) χρησιμοποιείται ευρέως για το διαχωρισμό τάξεων συστατικών ανάλογα με τη φύση και τον αριθμό των πολικών λειτουργικών ομάδων στο μόριό τους. Η υγρή χρωματογραφία ανάστροφης φάσης (RP-HPLC) παρουσιάζει καλύτερη επαναληψιμότητα στους χρόνους κατακράτησης των συστατικών αλλά και καλύτερο διαχωρισμό των πιο πολικών ενώσεων. Συνεπώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το διαχωρισμό συστατικών που ανήκουν στην ίδια τάξη. 44 Ομοίως με την αέρια χρωματογραφία, προσδιορισμός συζευγμένων ΦΕ συνήθως πραγματοποιείται μετά από πέψη με κατάλληλα ένζυμα. Η υγρή χρωματογραφία φασματομετρίας μάζας (LC-MS) συνδυάζει την ικανότητα διαχωρισμού της υγρής χρωματογραφίας με τις δυνατότητες ανάλυσης μάζας της φασματομετρίας μάζας. Πρόκειται για μια ισχυρά αποτελεσματική τεχνική με υψηλή ευαισθησία και εκλεκτικότητα. 44 Στην περίπτωση του LC-MS η ενζυμική υδρόλυση δεν είναι απαραίτητη καθώς η τεχνική μπορεί να ανιχνεύει και τους μητρικούς γλυκοζίτες των ΦΕ. 18 Σε περιπτώσεις που η φασματομετρία μάζας αποδεικνύεται ανεπαρκής στην απόδοση της δομής ενός μορίου το κενό καλύπτει μια συμπληρωματική τεχνική, η φασματομετρία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR)

25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ 2.1. Ορισμοί βιοδιαθεσιμότητας Οι συχνότερα απαντώμενες ΦΕ στα τρόφιμα δεν είναι απαραίτητα και οι πιο δραστικές μέσα στον οργανισμό. Αυτό μπορεί να οφείλεται στη χαμηλή ενδογενή δραστηριότητά τους, στη μειωμένη απορρόφησή τους από το έντερο, στον αυξημένο μεταβολισμό τους ή στην ταχεία εξάλειψή τους από το σώμα. Επιπλέον, μεταβολίτες οι οποίοι προκύπτουν από την πεπτική ή ηπατική δραστηριότητα και εντοπίζονται στο αίμα και τα όργανα στόχους μπορεί να έχουν διαφορετική βιολογική δραστικότητα από τις μητρικές προσληφθείσες ουσίες. Απαραίτητη προϋπόθεση για να καταδείξει ένα διατροφικό συστατικό τις in vivo ωφέλιμες δράσεις του στην υγεία είναι να εισέλθει στην κυκλοφορία του αίματος, να γίνει δηλαδή βιοδιαθέσιμο. 46 Στη φαρμακολογία, η βιοδιαθεσιμότητα αποτελεί μία υποκατηγορία της απορρόφησης και ορίζεται ως το κλάσμα της χορηγούμενης δόσης φαρμάκου που φθάνει αμετάβλητο στη συστημική κυκλοφορία. 47 Στην επιστήμη της διατροφής, ο όρος βιοδιαθεσιμότητα χρησιμοποιείται (α) για τα βασικά θρεπτικά συστατικά των τροφίμων που αποδίδουν ενέργεια ή/και χρησιμοποιούνται ως συμπαράγοντες σε ενδιάμεσα στάδια του μεταβολισμού (μακροσυστατικά) και (β) για μη-θρεπτικά συστατικά των τροφίμων τα οποία δεν αποδίδουν ενέργεια αλλά παρουσιάζουν ωφέλιμες βιολογικές δράσεις (μικροσυστατικά). 5 Εν αντιθέσει με τα φάρμακα, η in vivo απορρόφηση και κατανομή των θρεπτικών και μη-θρεπτικών διαιτητικών συστατικών υπόκειται σε ομοιοστατικό έλεγχο και καθορίζεται εξατομικευμένα από τις φυσιολογικές λειτουργίες κάθε οργανισμού. 48 Συνεπώς, ο ορισμός της βιοδιαθεσιμότητας προκύπτει εκ νέου ως το ποσοστό του καταναλισκόμενου συστατικού το οποίο, μετά την απορρόφησή του, εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος και γίνεται διαθέσιμο προς χρήση ή αποθήκευση. 49 Στην περίπτωση των μικροσυστατικών, απαραίτητη προϋπόθεση για να αξιολογηθεί η βιοδιαθεσιμότητά τους είναι να βρίσκονται σε μορφή ικανή να αλληλεπιδράσει με το γαστρεντερικό σωλήνα. Οι ΦΕ εν προκειμένω, αν και ανεξάρτητα μόρια, είναι δεσμευμένα σε κυτταρικά οργανίδια ή/και ενωμένα με άλλα μακροσυστατικά. Γι αυτό αρχικά πρέπει να αποδεσμευτούν από την ενιαία χημική διάταξη του τροφίμου στο οποίο 16

26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ εμπεριέχονται, να γίνουν δηλαδή βιοπροσβάσιμα. 50, 51 Συνεπώς, ο ορισμός της βιοδιαθεσιμότητας τελικά αναδιατυπώνεται ως η αναλογία του καταναλισκόμενου, αποδεσμευμένου συστατικού το οποίο, μετά την απορρόφησή του, εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος και γίνεται διαθέσιμο προς χρήση ή αποθήκευση. 52 Μέχρι σήμερα, τα ερευνητικά αποτελέσματα δείχνουν πως η βιοδιαθεσιμότητα των ΦΕ που προσλαμβάνονται με τη διατροφή καταλήγει να είναι πολύ χαμηλή στο σώμα (Εικόνα 2-1) ενώ η συγκέντρωσή τους στο πλάσμα σπάνια υπερβαίνει τα nm. Ο μεταβολισμός των ΦΕ παρατίθεται αναλυτικά στην επόμενη παράγραφο. Εικόνα 2-1. Κατανομή ρεσβερατρόλης στα όργανα επίμυ μία ώρα μετά την πρόσληψη 20 mg/kg εκχυλίσματος Polygonum cuspidatum. 53 nd: μη ανιχνεύσιμη 2.2. Μεταβολισμός φαινολικών ενώσεων Στοματική κοιλότητα Το πρώτο στάδιο αφομοίωσης των ΦΕ στον οργανισμό λαμβάνει χώρα με τη διαδικασία της μάσησης στη στοματική κοιλότητα. Κατά τη μάσηση πραγματοποιείται τεμαχισμός του φαγητού με τη βοήθεια της σιέλου. Η σίελος αποτελείται κατά 99,5% από νερό. Το υπολειπόμενο 0,5% αποτελείται από ηλεκτρολύτες, πρωτεΐνες, αντιμικροβιακές ενώσεις (λυσοζύμη, εκκριτική IgA), ορμόνες, νουκλεϊκά οξέα, αζωτούχες ενώσεις (ουρικό οξύ, ουρία, αμμωνία), αντιοξειδωτικές ουσίες (ασκορβικό οξύ, γλουταθειόνη) και πεπτικά ένζυμα (α- 17

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ αμυλάση). 54 Η επίδραση της μάσησης στη βιοδιαθεσιμότητα των ΦΕ αποτελεί αντικείμενο μελέτης. Σε in vitro μελέτη δείχθηκε ότι οι πλούσιες σε προλίνη πρωτεΐνες της σιέλου αλληλεπίδρασαν με τις χορηγούμενες τανίνες που προσλήφθηκαν μέσω της διατροφής: η επαγόμενη συμπλοκοποίηση δημιούργησε την αίσθηση στυπτικότητας και προκάλεσε μείωση στη βιοδιαθεσιμότητα των ΦΕ Στομάχι Με την ολοκλήρωση της μάσησης, η πολτοποιημένη τροφή διέρχεται μέσω του οισοφάγου στο στομάχι. Το στομάχι δεν αποτελεί το κύριο όργανο απορρόφησης των ΦΕ. Ωστόσο, μικρού μοριακού βάρους ενώσεις που δεν προσδένονται ισχυρά στην ενιαία χημική διάταξη του τροφίμου, όπως τα φαινολικά οξέα, είναι δυνατό να απορροφώνται. 55, 56 In vitro μελέτες έδειξαν ότι το όξινο περιβάλλον του στομάχου από την έκκριση γαστρικού υγρού, οδήγησε σε υδρόλυση ή βιομετατροπή ολιγομερών προανθοκυανιδινών, κάποιων γλυκοζιτών 57, γαλλικού και καφεϊκού οξέος από χυμό ανανά και φερουλικού οξέος από χυμό κόκκινων φρούτων 58. Γλυκοζίτες φλαβονοειδών και ανθοκυανίνες δεν φάνηκε να επηρεάζονται Λεπτό έντερο Το δωδεκαδάκτυλο και η νήστιδα αποτελούν τις κύριες θέσεις βιομετατροπής και απορρόφησης των ΦΕ. 59 Το υδρολυμένο μίγμα της τροφής διέρχεται από το όξινο περιβάλλον του στομάχου στο αλκαλικό περιβάλλον του δωδεκαδακτύλου. Οι ΦΕ είναι ασταθείς σε αλκαλικό περιβάλλον. 58 Όπως φάνηκε σε in vitro προσομοίωση της πέψης στο δωδεκαδάκτυλο, η συγκέντρωση των χορηγούμενων ανθοκυανινών, φλαβονολών και φλαβανολών ελαττώθηκε κατά 43, 26 και 19%, αντίστοιχα, με επακόλουθη μείωση της βιοδιαθεσιμότητάς τους. 60 Η απορρόφηση των ΦΕ στο λεπτό έντερο καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τα χημικά χαρακτηριστικά των μορίων (μέγεθος, βαθμός πολυμερισμού, υδροφοβικότητα) αλλά και από τη στερεοχημική δομή της γλυκοζιτικής ομάδας. 61 Οι γλυκοζίτες των ΦΕ είναι υδρόφιλες ουσίες και δεν μπορούν να διαπεράσουν τη μεμβράνη με παθητική διάχυση. Για τη μεταφορά τους από τον εντερικό αυλό στα επιθηλιακά κύτταρα του εντέρου μέσω της ψυκτροειδούς παρυφής κι από κει στη συστημική κυκλοφορία, είναι απαραίτητο να συμβεί υδρόλυση της υδατανθρακικής ομάδας (φάση Ι μεταβολισμού). Για το σκοπό αυτό έχουν προταθεί δύο μηχανισμοί 18

28 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ (Εικόνα 2-2). Κατά τον πρώτο, οι γλυκοζίτες των ΦΕ υφίστανται υδρόλυση εντός του εντερικού αυλού. Η διάσπαση συμβαίνει από την ειδική υδρολάση LPH η οποία βρίσκεται στην επιφάνεια των επιθηλιακών εντεροκυττάρων. Το εναπομείναν άγλυκο προϊόν διοχετεύεται παθητικά στο εσωτερικό των κυττάρων κι έπειτα στην κυκλοφορία του αίματος. Κατά το δεύτερο μηχανισμό, οι γλυκοζίτες των ΦΕ εγκαταλείπουν τον εντερικό αυλό και διαπερνούν τη μεμβράνη των επιθηλιακών κυττάρων μέσω του μεταφορέα γλυκόζης/νατρίου, SGLT1. Μόλις βρεθούν στο κυτοσόλιο υδρολύονται από την κυτταροπλασματική β-γλυκοσιδάση (CBG). Οι προκύψασες ελεύθερες γλυκοζιτικές ομάδες μεταφέρονται ενεργητικά στην κυκλοφορία του αίματος με τη βοήθεια μεταφορέων φάσης ΙΙΙ ή πίσω στον αυλό του εντέρου. Το άγλυκο προϊόν, ομοίως με πριν, προωθείται στη συστημική κυκλοφορία με παθητική διάχυση εφόσον είναι ενεργός μεταβολίτης. Σε αντίθετη περίπτωση πρέπει να υποστεί μεταβολισμό φάσης ΙΙ από κατάλληλα ένζυμα του κυτοσολίου. Τα εν λόγω ένζυμα καταλύουν την αντίδραση της υδροξυλομάδας του φαινολικού δακτυλίου του άγλυκου συστατικού με γλυκουρονικό οξύ, σουλφονική ομάδα ή μεθύλιο. Τα ένζυμα που αναλαμβάνουν είναι η UDP-γλυκουρονοτρανσφεράση (UGT), η σουλφοτρανσφεράση (SULT) και η μεθυλοτρανσφεράση των ο-κατεχολών (COMT), αντίστοιχα. 57 Εικόνα 2-2. Προτεινόμενοι μηχανισμοί υδρόλυσης της υδατανθρακικής ομάδας κατά τη φάση Ι του μεταβολισμού των ΦΕ. 53 LPH: λακτάση υδρόλυσης υδατανθρακικών ομάδων, SGLT1: νατριο-εξαρτώμενος μεταφορέας γλυκόζης, MRP2, MRP1: πρωτεΐνες ενεργητικής μεταφοράς υδρόφιλων μορίων, SULT, COMT, UGTA: σουλφοτρανσφεράση, μεθυλοτρανσφεράση και γλυκουρονοτρανσφεράση, ΦΕ: φαινολική ένωση. 19

29 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ Παχύ έντερο Οι γλυκοζίτες των ΦΕ που δεν απορροφώνται στο στομάχι ή το λεπτό έντερο, διοχετεύονται στο παχύ έντερο. Εκεί, μπορούν να δράσουν ως πρεβιοτικά ρυθμίζοντας την ποικιλότητα της μικροχλωρίδας λόγω της αντιμικροβιακής δράσης που ασκούν. 57, 62 Τα βακτηριακά ένζυμα του παχέος εντέρου υδρολύουν τις υδατανθρακικές ομάδες των ΦΕ και τα άγλυκα συστατικά που προκύπτουν υφίστανται σχάση του δακτυλίου τους αποδίδοντας απλούστερα φαινολικά οξέα. 62 Σε in vitro μοντέλο με μικροχλωρίδα από παχύ έντερο επίμυων δείχθηκε η παραγωγή φαινολικών οξέων από κερκετίνη, καμφερόλη, ναρινγενίνη και λουτεολίνη. 63 Τα συστατικά που προκύπτουν απορροφώνται στην κυκλοφορία και μπορεί να μεταβολιστούν περεταίρω στο ήπαρ προτού απεκκριθούν στα ούρα (Εικόνα 2-3). Αν και η βιομετατροπή των ΦΕ στο παχύ έντερο είναι δεδομένη, παρουσιάζει ωστόσο μεγάλη ετερογένεια λόγω της διαφορετικής μικροχλωρίδας κάθε οργανισμού, της χημικής δομή των ΦΕ και των συνκαταναλισκόμενων τροφίμων. 62 Εικόνα 2-3. Ο μεταβολισμός των ΦΕ στον άνθρωπο Μεταφορά σε ιστούς και όργανα απέκκρισης Οι μεταβολίτες που απελευθερώνονται στην κυκλοφορία του αίματος μετά την απορρόφησή τους από το λεπτό ή το παχύ έντερο θεωρούνται ως ξενοβιοτικά από το σώμα. Για το λόγο αυτό μεταφέρονται ταχέως στο ήπαρ και υπόκεινται σε περεταίρω μεταβολισμό φάσης ΙΙ με τη βοήθεια των ενζύμων σύζευξης UGTA, SULT και COMT. Οι αντιδράσεις σύζευξης της φάσης ΙΙ (γλυκουρονιδίωση, 20

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ σουλφονυλίωση και μεθυλίωση) πιστώνονται κατά κύριο λόγο για τη χαμηλή βιοδιαθεσιμότητα των ΦΕ συγκριτικά με τα αρχικά άγλυκα συστατικά από τα οποία 26, 64 προήλθαν. Οι μεταβολίτες φάσης ΙΙ των ΦΕ κυκλοφορούν στο αίμα κυρίως ως συζευγμένα παράγωγα. Τα μόρια με τα οποία συζευγνύονται είναι πρωτεΐνες του αίματος, κυρίως αλβουμίνη. Στη μορφή αυτή μπορούν είτε να εισέλθουν στην εντεροηπατική κυκλοφορία καταλήγοντας πίσω στο λεπτό έντερο μέσω των χοληφόρων οδών είτε να διεισδύσουν στους ιστούς. Η εντεροηπατική κυκλοφορία δίνει στις ΦΕ τη δυνατότητα παραμονής για περισσότερο χρόνο μέσα στο σώμα. Οι ΦΕ έχουν ανιχνευθεί σε πολλούς τύπους ιστών όπως ο εγκέφαλος, η καρδιά, οι νεφροί, το ήπαρ, το πάγκρεας, η μήτρα, οι ωοθήκες, οι μαστοί, ο προστάτης, οι όρχεις, η ουροδόχος κύστη, τα οστά και το δέρμα, τόσο σε ανθρώπους όσο και σε ζωικά μοντέλα (χοίροι, τρωκτικά). 57 Οι μεταβολίτες των ΦΕ μπορεί να παραμείνουν στο σώμα από λίγα λεπτά μέχρι μερικές ώρες και στη συνέχεια μεταφέρονται στους νεφρούς για να απεκκριθούν ταχέως με τα ούρα και τα κόπρανα (Εικόνα 2-4). 14 Εικόνα 2-4. Σχηματική αναπαράσταση των κύριων διαδικασιών που ρυθμίζουν τη βιοδιαθεσιμότητα των ΦΕ στα θηλαστικά

31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ 2.3. Παράγοντες που επηρεάζουν τη βιοδιαθεσιμότητα των ΦΕ Η περιεκτικότητα των φυτικών τροφίμων σε φαινολικά συστατικά μπορεί να τροποποιείται από εξωτερικούς παράγοντες. Τέτοιοι είναι οι περιβαλλοντικοί παράγοντες όπως το φυτικό είδος, η ποικιλία και η έκθεση στην ηλιακή ακτινοβολία. Σημαντικό ρόλο παίζουν και οι διαδικασίες επεξεργασίας των τροφίμων: η ζύμωση, η αποστείρωση, η θερμική επεξεργασία αλλά και η αποθήκευση τροποποιούν τη χημική δομή των μορίων των ΦΕ μειώνοντας την περιεκτικότητά τους στα τρόφιμα. 66 Άλλοι παράγοντες που επηρεάζουν τη βιοδιαθεσιμότητα των ΦΕ αφορούν τα σχετιζόμενα τρόφιμα: η φυσικοχημεία του τροφίμου που περιέχονται οι ΦΕ και η συνκατανάλωση άλλων τροφίμων στη δίαιτα καθορίζει τις αλληλεπιδράσεις τους με πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, φυτικές ίνες, λιπίδια ή αλκοόλ. Μελέτες έχουν προτείνει αρνητική συσχέτιση ανάμεσα στη βιοδιαθεσιμότητα ρεσβερατρόλης από χυμό σταφυλιού και στην παρουσία σακχάρων. Η παρουσία λίπους στη δίαιτα έχει δειχθεί ότι είτε βελτιώνει είτε δεν επηρεάζει την απορρόφηση των φλαβονοειδών ενώ βελτιώνει την απορρόφηση της υδροξυτυροσόλης και τυροσόλης του ελαιολάδου. Oι φυτικές ίνες, συγκεκριμένα η πηκτίνη, έχει φανεί ότι αυξάνουν τη βιοδιαθεσιμότητα της κερκετίνης. 52 Πρόσφατη μελέτη έδειξε πως το χλωρογενικό οξύ του καφέ δεσμεύεται από τις πρωτεΐνες του γάλακτος με δυνάμεις Van der Waals και δεσμούς υδρογόνου. 67 Η κατανομή των ΦΕ στους ιστούς και στον ορό μπορεί, επίσης, να επηρεάζεται από αλληλεπιδράσεις με συστατικά του αίματος όπως η αλβουμίνη και λοιπές πρωτεΐνες. Σημαντικό ρόλο παίζουν και οι φυσικοχημικές ιδιότητες των μορίων 52. Οι καλύτερα απορροφούμενες ΦΕ της δίαιτας το γαλλικό οξύ και οι ισοφλαβόνες κι ακολουθούν οι κατεχίνες, οι φλαβανόνες και οι γλυκοζίτες της κερκετίνης. Οι λιγότερο αποτελεσματικά απορροφούμενες είναι οι προανθοκυανιδίνες και οι ανθοκυανίνες. 68 Οι μεταβολικές διαδικασίες στις οποίες συμμετέχουν οι ΦΕ, δηλαδή απορρόφησή τους κατά μήκος του γαστρεντερικού σωλήνα, η βιομετατροπή που υφίστανται εντός του εντερικού αυλού, η κατανομή τους στους ιστούς και η ταχεία απομάκρυνσή τους από το σώμα παίζουν καθοριστικό ρόλο στη ρύθμιση της βιοδιαθεσιμότητας

32 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ Τέλος το εξατομικευμένο προφίλ ανατομικών, φυσιολογικών και βιοχημικών χαρακτηριστικά του καταναλωτή-οργανισμού είναι σημαντικοί παράγοντες επιρροής της βιοδιαθεσιμότητας των ΦΕ. 57 Σήμερα, μελετάται η αύξηση της βιοδιαθεσιμότητας των ΦΕ μέσω της αύξησης της λιποφιλικότητάς τους. Έχουν αναπτυχθεί τεχνικές όπως η ενσωμάτωση των ενώσεων σε λιποσώματα, πολυμερή νανοσωματίδια, κυκλοδεξτρίνες και σε μεταφορείς (π.χ. μύκητες). Πιο συχνή και εύκολη διαδικασία είναι η προσθήκη ενός λιπόφιλου τμήματος στην ΦΕ, όπως η ακετυλομάδα και η μεθυλομάδα. 69 Η χημική τροποποίηση, παρόλα αυτά, έχει χρησιμοποιηθεί περισσότερο για τη μελέτη της αντιοξειδωτικής δράσης και λιγότερο για την παραγωγή νέων πιο δραστικών ενώσεων. 23

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΣΚΟΠΟΣ & ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΣΚΟΠΟΣ & ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ 3.1. Σκοπός εργασίας Η παρούσα εργασία αποτελεί μια βιβλιογραφική ανασκόπηση της βιοδιαθεσιμότητας των φαινολικών ενώσεων (ΦΕ) που λαμβάνονται με τη διατροφή. Για το σκοπό αυτό αξιολογήθηκαν in vivo διατροφικές μελέτες σε ζωικά μοντέλα και στον άνθρωπο. Στις διατροφικές παρεμβάσεις που εξετάστηκαν οι ΦΕ χορηγούνταν ως συστατικά τροφίμων, ως καθαρές-απομονωμένες ουσίες ή ως εκχυλίσματα εγκλεισμένα σε κατάλληλα φαρμακευτικά μέσα Σχεδιασμός ανασκόπησης Για τη βιβλιογραφική ανασκόπηση αξιοποιήθηκαν οι βάσεις δεδομένων PubMed και Scopus. Μερικές από τις λέξεις-κλειδιά που χρησιμοποιήθηκαν ήταν: phenolic compound, phenolic alcohol, phenolic acid, stilbene, lignan, flavanole, proanthocyanidin, flavonole, flavanone, isoflavone, cyanin, bioavailability, tissues, serum, animal model, rat, human. Από τις προκύψασες μελέτες επιλέχθηκαν εκείνες που δημοσιεύτηκαν στο χρονικό διάστημα (πλην 3 μελετών που δημοσιεύτηκαν τα έτη 1981, 1998 και 1999). Η αναζήτηση περιορίστηκε στην αγγλική βιβλιογραφία. Για όσες μελέτες δεν ήταν δυνατή η πρόσβαση στο πλήρες κείμενο, πραγματοποιήθηκε αναζήτηση στο δίκτυο ResearchGate. 24

34 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ 25

35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ ΣΤΟΥΣ ΙΣΤΟΥΣ & ΣΤΟΝ ΟΡΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ ΣΤΟΥΣ ΙΣΤΟΥΣ & ΣΤΟΝ ΟΡΟ 4.1. Μη φλαβονοειδή Φαινολικές αλκοόλες Η απορρόφηση της τυροσόλης και της υδροξυτυροσόλης είναι ταχεία και συμβαίνει με τρόπο δοσοεξαρτώμενο στον άνθρωπο. 70 Στο αίμα προσδιορίζονται κυρίως με τη μορφή γλυκουρονυδιωμένων και σουλφονυλιωμένων παραγώγων ομοβανιλικής αλκοόλης, ομοβανιλικού οξέος, 3,4-διυδροξυφαινυλοξικού οξέος και 3,4-διυδροξυφαινυλακεταλδεΰδης. 71, 72 Η υδροξυτυροσόλη είναι η μόνη ΦΕ που έχει αποσπάσει ισχυρισμό υγείας από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Ασφαλείας Τροφίμων (EFSA). Σύμφωνα με αυτόν «Η κατανάλωση 5 mg υδροξυτυροσόλης, τυροσόλης και σεκοϊριδοειδών παραγώγων (ελευρωπαΐνη και παράγωγα) από το ελαιόλαδο προστατεύει τις λιποπρωτεΐνες χαμηλής πυκνότητας (LDL) από την οξείδωση». Οι ποσότητες αυτές μπορούν εύκολα να ληφθούν μέσω της κατανάλωσης ελαιολάδου στα πλαίσια μιας ισορροπημένης διατροφής. 73 Πολυάριθμες κλινικές μελέτες εξετάζουν τη βιοδιαθεσιμότητα της υδροξυτυροσόλης κυρίως μέσω της κατανάλωσης ελαιολάδου. Σε διατροφική παρέμβαση του Rubio (2012) με υγιείς ενήλικες που κατανάλωσαν άπαξ 30 ml ελαιολάδου με υψηλό φαινολικό περιεχόμενο (500 mg/ml), προσδιορίστηκαν στο αίμα σουλφονυλιωμένα παράγωγα υδροξυτυροσόλης και οξικού εστέρα υδροξυτυροσόλης. 74 Ο ίδιος ερευνητής (2014) πραγματοποίησε αντίστοιχη παρέμβαση σε υπερχοληστερολαιμικούς ασθενείς και προσδιόρισε επιπλέον σουλφονυλιωμένα παράγωγα ομοβανιλικής αλκοόλης και οξικού εστέρα ομοβανιλικού οξέος. 75 Ο Mateos (2016) πραγματοποίησε παρέμβαση σε υγιείς ενήλικες με μπισκότα εμπλουτισμένα με υδροξυτυροσόλη στη δόση που συνιστά ο EFSA. Στο πλάσμα και τα ούρα προσδιορίστηκαν κατά κύριο λόγο σουλφονυλιωμένα παράγωγα υδροξυτυροσόλης και διυδροξυφαινυλοξικού οξέος και λιγότερο διυδροξυφαινυλοξικό και ομοβανιλικό οξύ. 76 Είναι γεγονός ότι στις κλινικές παρεμβάσεις η ελεύθερη υδροξυτυροσόλη δεν ανιχνεύεται στο πλάσμα μετά από χορήγησή της σε διαιτητικές δόσεις. Ωστόσο, σε πρόσφατη μελέτη του Pastor (2016) 26

36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ ΣΤΟΥΣ ΙΣΤΟΥΣ & ΣΤΟΝ ΟΡΟ δείχθηκε ότι μισή ώρα μετά την κατανάλωση 25 ml εξαιρετικού παρθένου ελαιολάδου εντοπίστηκαν στο πλάσμα 4,4 ng ελεύθερης υδροξυτυροσόλης ανά ml. 77 Η αξιολόγηση της βιοδιαθεσιμότητας των φαινολικών οξέων σε ιστούς είναι ακόμα σε πρωταρχικά στάδια και έχει γίνει με τη χρήση ζωικών μοντέλων. Σε πρόσφατη μελέτη της Lopez de las Hazas (2016) αξιολογήθηκε η βιοδιαθεσιμότητα της υδροξυτυροσόλης χορηγούμενης είτε στην ελεύθερη μορφή της, είτε μέσω της πρόδρομης ελευρωπαΐνης ή του άγλυκου συστατικού της γνωστό ως σεκοϊριδοειδές. Χορηγήθηκαν 5 mg ΦΕ/kg/ημέρα σε επίμυες, για 3 εβδομάδες, και στη συνέχεια τα ζώα θυσιάστηκαν. Στο πλάσμα ανιχνεύθηκε μόνο σουλφονυλιωμένη υδροξυτυροσόλη και σουλφονυλιωμένη ομοβανιλλική αλκοόλη, σε χαμηλές συγκεντρώσεις. Παρόλο που και οι 3 ενώσεις ανιχνευτήκαν στο ήπαρ και τους νεφρούς, οι συγκεντρώσεις τους in situ ήταν πολύ χαμηλές. 78 Η παρέμβαση αυτή ήταν μακράς χρονικής διάρκειας κι επιπλέον οι ΦΕ του ελαιολάδου χορηγήθηκαν σε δόσεις που προσεγγίζουν τις αντίστοιχες, διατροφικά προσληφθείσες από τον άνθρωπο. Στον αντίλογο, πείραμα οξείας φάσης στο οποίο χορηγήθηκε εκχύλισμα ΦΕ ελαιοπυρήνα σε επίμυες, έδειξε ευρεία κατανομή των πρόδρομων μορίων και των μεταβολιτών τους στους ιστούς των ζώων. Συγκεκριμένα, βρέθηκαν παράγωγα ελευρωπαΐνης στο πλάσμα και τον εγκέφαλο, λουτεολίνη στους νεφρούς, τους όρχεις και την καρδιά και υδροξυτυροσόλη στο πλάσμα, τους νεφρούς και τους όρχεις Φαινολικά οξέα Λίγα είναι γνωστά για το μεταβολισμό των υδροξυβενζοϊκών οξέων καθώς η κατανομή τους στα τρόφιμα είναι χαμηλή. Αναφορικά με τη βιοδιαθεσιμότητα του γαλλικού οξέος έχει δειχθεί ότι η απορρόφησή του στη συστημική κυκλοφορία είναι εξαιρετικά αποτελεσματική συγκριτικά με άλλες ΦΕ. Μελέτη με υγιείς εθελοντές που κατανάλωσαν άπαξ τσάι ή ταμπλέτες γαλλικού οξέος κατέδειξε την παρουσία μητρικών μορίων γαλλικού οξέος και γλυκουρονυδιωμένων και μεθυλιωμένων παραγώγων του σε υψηλές συγκεντρώσεις στο πλάσμα του αίματος. 80 Πρόσφατη μελέτη με τρίμηνη χορήγηση πράσινου τσαγιού υπό τη μορφή συμπληρώματος ανάλογου με 5 φλιτζάνια τσάι, σε υγιείς ενήλικες, επιβεβαίωσε την παρουσία μεταβολιτών γαλλικού οξέος στο πλάσμα. Μάλιστα, στη συγκεκριμένη παρέμβαση ποσοτικοποιήθηκαν γλυκουρονυδιωμένα και μεθυλιωμένα παράγωγα σε βιοψίες δέρματος

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΒΙΟΔΙΑΘΕΣΙΜΟΤΗΤΑ ΦΑΙΝΟΛΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ ΣΤΟΥΣ ΙΣΤΟΥΣ & ΣΤΟΝ ΟΡΟ Άλλες μελέτες βιοδιαθεσιμότητας των υδροξυβενζοϊκών οξέων αφορούν στις ελλαγιτανίνες και έχουν πραγματοποιηθεί με κατανάλωση χυμού ροδιού. Λιγότερες έχουν γίνει με λήψη σμέουρων, φραουλών ή καρυδιών. 7 Σε κλινική μελέτη που πραγματοποίησε ο Seeram (2006) δόθηκαν 180 ml χυμού σε εθελοντές και μετά από 6 και 24 ώρες συλλέχθηκαν αίμα και ούρα, αντίστοιχα. Στο αίμα όλων των εθελοντών ανιχνεύθηκαν υδρολυμένες ελλαγιτανίνες με τη μορφή ελλαγικού οξέος, το οποίο απορροφάται κατά βάση στο στομάχι ή στο εγγύς λεπτό έντερο, ενώ στα ούρα κάποιων βρέθηκε ουρολιθίνη και μεταβολίτες αυτής. 82 Τα αποτελέσματα της μελέτης αυτής επιβεβαιώθηκαν από τον Yang (2016): 240 ml χυμού ροδιού, σκέτου ή αναμειγμένου με πρωτεΐνες σόγιας, καταναλώθηκαν άπαξ από υγιείς ενήλικες. Σε χρονικές στιγμές από 0,5 έως 24 ώρες μετά την κατανάλωση λήφθηκε αίμα και ταυτοποιήθηκε η παρουσία του ελλαγικού οξέος. Αν και η μέγιστη συγκέντρωση του ελλαγικού ήταν σημαντικά χαμηλότερη στην περίπτωση συνχορήγησης πρωτεΐνης σόγιας, ωστόσο ο χρόνος ημιζωής του στο πλάσμα ήταν μεγαλύτερος συγκριτικά με την κατανάλωση σκέτου χυμού ροδιού. Ως εκ τούτου η πρωτεΐνη σόγιας δεν επηρέασε τη βιοδιαθεσιμότητα των ελλαγιτανινών. 83 Σε μελέτη με χοίρους εξετάστηκε η κατανομή των ελλαγιτανινών και των μεταβολιτών τους στους ιστούς μετά από κατανάλωση κτηνοτροφικών δημητριακών ή βελανιδιών αλλά δεν υπήρξαν ανιχνεύσιμες ποσότητες in situ. 84 Στον αντίλογο, κλινική μελέτη σε ασθενείς με καρκίνο του προστάτη που έλαβαν χυμό ροδιού για 3 ημέρες έδειξε βιοσυσσώρευση ουρολιθίνης και γλυκουρονυδιωμένης ουρολιθίνης στον ιστό του προστάτη. 85 Αυξημένο ερευνητικό ενδιαφέρον υπάρχει και για τα υδροξυκινναμωμικά οξέα που απαντούν στα τρόφιμα. Η βιβλιογραφία σχετικά με την απορρόφηση των χλωρογενικών οξέων του καφέ, στον άνθρωπο, είναι αντιφατική. 86 Αν και έχει προταθεί χαμηλή απορρόφηση λόγω της εστεροποίησής τους 68, αρκετές μελέτες καταδεικνύουν υψηλή διαθεσιμότητα για τους μεταβολίτες των χλωρογενικών. Σε παλαιότερη μελέτη έχει φανεί ότι η άπαξ κατανάλωση 200 ml καφέ είχε ως αποτέλεσμα την παρουσία καφεϊκού οξέος στο πλάσμα εθελοντών. 87 Το εύρημα αυτό έχει ενισχυθεί από νεότερες μελέτες. Σε διατροφική παρέμβαση του Ochoa (2016), υγιείς άντρες και γυναίκες κατανάλωσαν καφέ με χαμηλό και υψηλό περιεχόμενο σε χλωρογενικά οξέα, σε καθημερινή βάση για 8 εβδομάδες. Αφού λήφθηκε αίμα στην αρχή και στο τέλος της παρέμβασης αποδείχθηκε η παρουσία των πρόδρομων μορίων, γαλλικό και φερουλικό οξύ, και για τις 2 χρονικές στιγμές. Η συγκέντρωση του φερουλικού 28