ARONVIT® dla zdrowszego życia

Stres oksydacyjny i stan zapalny w etiologii nabytych chorób metabolicznych

Stres oksydacyjny jest brakiem równowagi pomiędzy wytwarzaniem i gromadzeniem w komórkach i tkankach reaktywnych form tlenu (ROS), a naturalną zdolnością organizmu do usuwania nadmiaru wolnych rodników (1, 2). Utrzymująca się przez dłuższy okres czasu nadprodukcja ROS może prowadzić do uszkodzeń struktury i funkcji komórek, zwiększając również ryzyko mutagenezy. Dodatkowo, nadmiar reaktywnych form tlenu może inicjować proces zapalny, przejawiający się w syntezie i sekrecji cytokin prozapalnych (2).

Ściśle powiązane ze sobą: stres oksydacyjny i stan zapalny (1, 2), stanowią istotną komponentę w etiologii szeregu schorzeń, takich jak m.in. otyłość, insulinooporność, cukrzyca typu 2, czy choroby sercowo-naczyniowe (2, 3).

Otyłość oraz współistniejące z nią i wzajemnie powiązane: podwyższone ciśnienie tętnicze, aterogenna dyslipidemia oraz stany przedcukrzycowe/cukrzyca stanowią kluczowe elementy zespołu metabolicznego (ZM, ang. MetS) (4). Wątrobową manifestacją ZM jest niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby (NAFLD) (5). Podobnie jak zespół metaboliczny (4), to systemowe schorzenie stanowi istotne ryzyko chorób sercowo-naczyniowych (6).

W terapii omawianych zaburzeń metabolicznych ogromną rolę odgrywa modyfikacja nawyków żywieniowych.
Wyniki szeregu badań wskazują, że skuteczną formę prewencji i/lub terapii w/w schorzeń oraz ich składowych stanowić może zwiększenie spożycia polifenoli z dietą (2).

Przeciwutleniające i przeciwzapalne działanie ARONVIT® – badanie własne

W coraz popularniejsze “nutraceutyczne podejście” (ang. ‘nutraceutical approach’) (7) do problemu prewencji wymienionych wcześniej zaburzeń metabolicznych bezsprzecznie wpisują się produkty pozyskiwane z aronii.

Jagodę aronii wyróżnia wysoka zawartość polifenoli. Jak pokazują wyniki szeregu badań, przewyższa ona zawartość polifenoli ogółem w innych jagodach, m.in. w malinie, jeżynie, czerwonej i czarnej porzeczce (8), czarnej jagodzie, żurawinie czy borówce brusznicy (10).

Analiza jakościowa (LC-MS) i ilościowa (HPLC) trzech partii ekstraktu ARONVIT® (9) wykazała, że polifenole w nim zawarte obejmują związki należące do antocyjanów, flawonoli, flawanoli, flawan-3-oli i kwasów fenolowych (Rycina 1). Dominującą grupą związków fenolowych zidentyfikowanych w naszym ekstrakcie są antocyjany. Potwierdzają to wyniki opublikowanych doniesień naukowych (10, 11), które również wskazują na przewagę ilościową antocyjanów wśród związków fenolowych identyfikowanych w jagodzie aronii oraz w pozyskiwanych z niej przetworach. Wynik identyfikacji jakościowej i ilościowej antocyjanów w ARONVIT® przedstawiono na Rycinie 2.

Całkowita zawartość związków fenolowych w 3 seriach ekstraktu ARONVIT®, oznaczona metodą z odczynnikiem Folina-Ciocalteu w przeliczeniu na kwas galusowy, wyniosła 63 458 mg GAE/100 g sm ekstraktu (9). W naturalny sposób przełożyło się to na ponadprzeciętnie wysoką aktywność przeciwutleniającą naszego ekstraktu (Tabela 1), potwierdzoną również w jego zdolności do wyraźnego zmniejszenia peroksydacji lipidów w mysich makrofagach RAW 264.7 (Rycina 3).

W tym samym modelu mysich komórek RAW 264.7, hodowanych przez 24h w obecności różnych stężeń ARONVIT® (zakres 0,5-500 μg/ml), wykazano również przeciwzapalne działanie ekstraktu. Stan zapalny wywołano przez dodanie lipopolisacharydu E. coli (LPS).

Zmiana ilości interleukin była znacząco różna przy p <0,05 w porównaniu z kontrolą pozytywną. Wraz ze wzrostem stężenia ekstraktu z aronii, zmniejszała się ekspresja badanych cytokin, zarówno TNF-α jak i IL-1β, ze znaczącym spadkiem dla TNF-α. Przeprowadzone badania wykazały, że ekstrakt z aronii, ARONVIT®, hamował prozapalne mediatory w sposób zależny od stężenia w zakresie optymalnych do stosowania dawek.

Wysoka aktywność przeciwutleniająca oraz przeciwzapalne działanie polifenoli zawartych w ekstrakcie aronii to istotne czynniki przyczyniające się do jego właściwości prozdrowotnych (12), w tym dowiedzionego korzystnego działania w prewencji i/lub terapii zaburzeń metabolicznych.

Ekstrakty z aronii w prewencji i/lub terapii nabytych chorób metabolicznych – stan wiedzy

Powszechnie znana jest skuteczność ekstraktów z aronii w prewencji i/lub terapii otyłości. W jednym z eksperymentów (13) wykazano, że składniki fenolowe wyizolowane z ekstraktu z A. melanocarpa hamowały proces różnicowania preadipocytów linii 3T3-L1 poprzez inhibicję ekspresji genów receptora PPARγ oraz białek C/EBPα i SREBP1c. W konsekwencji, ekstrakt ten podany otyłym myszom laboratoryjnym, hamował u nich rozwój otyłości i hiperlipidemii, prowadząc też do zwiększenia tolerancji glukozy i insulinowrażliwości.

Aronia może znaleźć również zastosowanie w prewencji i/lub terapii NAFLD. U myszy na diecie wysokotłuszczowej wykazano znaczącą zdolność suchego ekstraktu z jagód aronii do hamowania zachodzącego w hepatocytach procesu lipogenezy de novo (↓TG, ↓FAS), poprzez obniżenie ekspresji mRNA genu receptora PPARγ2, lipazy lipoproteinowej (LPL) i białka aP2. Dodatkowo, suplementacja ekstraktu z jagód aronii korzystnie wpłynęła na proces przywracania w hepatocytach równowagi redoks (↑aktywność SOD i ↑potencjał antyoksydacyjny), chroniąc też je przed uszkodzeniem (↓ ALT i ↓AST) (5).

Za niezwykle istotną uznać należy, potwierdzoną w najnowszej meta-analizie (Hawkins i in 2020), zdolność ekstraktu z A. melanocarpa do obniżania ciśnienia krwi oraz redukcji poziomu cholesterolu ogółem. U wielu pacjentów nadzieję budzi zwłaszcza możliwość suplementacji ekstraktu z aronii jako bezpiecznej, alternatywnej opcji w leczeniu dyslipidemii. To o tyle ważne, że podstawowa opcja terapeutyczna, tj. stosowanie statyn (15), u wielu pacjentów (szczególnie z hipercholesterolemią) nie prowadzi do optymalizacji poziomu cholesterolu frakcji LDL. Wiążę się też z występowaniem efektów ubocznych (np. bólów mięśniowych czy zagrażającej życiu rabdomiolizy), skłaniających do rezygnacji z długotrwałej farmakoterapii (16).

Korzystny wpływ jagód aronii oraz pozyskiwanych z niej przetworów na inne czynniki ryzyka chorób sercowo-naczyniowych, opisano wyczerpująco w licznych publikacjach przeglądowych. W związku z tym, poniżej przytoczono jedynie wyniki wybranych badań eksperymentalnych, doskonale dokumentujących wielokierunkowe, korzystne działanie polifenoli zawartych w ekstraktach z aronii (17).

Polifenolom zawartym w ekstraktach z aronii przypisuje się, wykazaną w badaniach z udziałem zwierząt, znamienną skuteczność w zwiększaniu aktywności parooksonazy-1 (PON1) (18) – enzymu hydrolizującego tiolakton homocysteiny, chroniącego frakcje HDL i LDL przed utlenianiem (czynnik prewencji miażdżycy), rozkładającego nadtlenek wodoru i utlenione formy lipidów czy inicjującego usuwanie cholesterolu z makrofagów (Litvinov i in 2012). Obniżenie aktywności PON1 wymienia się wśród czynników ryzyka choroby niedokrwiennej serca (20, 21).

Do rozwoju miażdżycy i choroby wieńcowej u osób z cukrzycą typu 2 predysponują: podwyższone stężenie fibrynogenu w osoczu krwi, związana z tym nadkrzepliwość oraz przewlekły stan zapalny (22).
W zwierzęcym modelu indukowanej cukrzycy wykazano zdolność ekstraktu z aronii do redukcji syntezy fibrynogenu. Dodatkowo, ekstrakt wykazywał działanie immunomodulujące, przejawiające się w stymulacji wydzielania TNF-α i INF-γ przez jednojądrzaste komórki krwi obwodowej (PBMC) (23). W innym badaniu, metanolowy ekstrakt z jagody aronii istotnie hamował natomiast absorpcję glukozy w linii komórek Caco-2 (↓ 57,1%). Na tej podstawie wysnuto wniosek, że obserwowane działanie hipoglikemiczne ekstraktu może być skutkiem inhibicji jelitowych transporterów badanego monocukru (24).

Szereg publikowanych badań wskazuje również na antypłytkowe działanie polifenoli obecnych w A. melanocarpa (17). W badaniu in vitro przeprowadzonym przez Olas i in (2008) wykazano istotną zdolność ekstraktu z jagody A. melanocarpa do hamowania aktywacji płytek krwi, przejawiającej się w inhibicji ich adhezji do kolagenu oraz redukcji ich agregacji. Dodatkowo, jako silny przeciwutleniacz – ekstrakt hamował wytwarzanie anionorodnika ponadtlenkowego O2, zwłaszcza w niestymulowanych płytkach krwi. W innym eksperymencie wykazano dodatkowo, że ekstrakt z aronii hamował amidolityczną aktywność dwóch proteaz serynowych: trombiny i plazminy (26).

Ze zwiększonym ryzkiem rozwoju chorób sercowo-naczyniowych wiąże się także upośledzenie prawidłowego wydzielania tlenku azotu (NO) przez komórki śródbłonka. Ekstrakt z jagody aronii w stosunkowo niskim stężeniu znacząco indukował syntezę tlenku azotu (NO) oraz proces fosforylacji śródbłonkowej syntazy NO (eNOS) w linii komórek śródbłonka bydlęcej tętnicy wieńcowej BCAEC (27). Zdolność ekstraktu z aronii do zależnej od śródbłonka relaksacji naczyń krwionośnych wykazano też w eksperymencie przeprowadzonym na wyizolowanych wieprzowych tętnicach wieńcowych. Dodatkowo, w stężeniach zbyt niskich do wywołania bezpośredniego efektu wazorelaksacyjnego, ekstrakty z A. melanocarpa chroniły tętnice wieńcowe przed utratą relaksacji w następstwie ich ekspozycji na ROS (28).

Eksperyment z udziałem myszy Balb/c wykazał zdolność ekstraktu z A. melanocarpa do łagodzenia kardiotoksycznego działania doksorubicyny (DOX), jednego z najbardziej skutecznych, choć niestety wysoce toksycznych leków przeciwnowotworowych. Ochronne działanie ekstraktu z aronii przypisano zwiększeniu poziomu glutationu w komórkach mięśnia sercowego, co mogło przełożyć się na ich ochronę przed stresem oksydacyjnym indukowanym przez DOX (29). 

Literatura:

  1. Aleksandrova K i in. Dietary patterns and biomarkers of oxidative stress and inflammation: A systematic review of observational and intervention studies. Redox Biol. 2021 Jun;42:101869. doi: 10.1016/j.redox.2021.101869.
  2. Hussain T i in. Oxidative Stress and Inflammation: What Polyphenols Can Do for Us? Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:7432797. doi: 10.1155/2016/7432797.
  3. Furman D i in. Chronic inflammation in the etiology of disease across the life span. Nat Med. 2019 Dec;25(12):1822-1832. doi: 10.1038/s41591-019-0675-0.
  4. Rochlani Y i in. Metabolic syndrome: pathophysiology, management, and modulation by natural compounds. Ther Adv Cardiovasc Dis. 2017 Aug;11(8):215-225. doi: 10.1177/1753944717711379.
  5. Park CH i in. Aronia melanocarpa Extract Ameliorates Hepatic Lipid Metabolism through PPARγ2 Downregulation. PLoS One. 2017 Jan 12;12(1):e0169685. doi: 10.1371/journal.pone.0169685.
  6. Byrne CD, Targher G. NAFLD: a multisystem disease. J Hepatol. 2015 Apr;62(1 Suppl):S47-64. doi: 10.1016/j.jhep.2014.12.012.
  7. Penson PE, Banach M. Natural compounds as anti-atherogenic agents: Clinical evidence for improved cardiovascular outcomes. Atherosclerosis. 2021 Jan;316:58-65. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2020.11.015.
  8. Benevenuti S. i in. Polyphenols, Anthocyanins, Ascorbic Acid, and Radical Scavenging Activity of Rubus, Ribes, and Aronia. Journal of Food Science 2004, 69: FCT164-FCT169. https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2004.tb13352.x
  9. Kucharska A. Analiza jakościowa i ilościowa związków polifenolowych w ekstrakcie suchym z owocu aronii Aronvit. Katedra Technologii Owoców, Warzyw i Nutraceutyków Roślinnych Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Marzec 2022. Dokument wewnętrzny.
  10. Zheng W, Wang SY. Oxygen radical absorbing capacity of phenolics in blueberries, cranberries, chokeberries, and lingonberries. J Agric Food Chem. 2003 Jan 15;51(2):502-9. doi: 10.1021/jf020728u.
  11. Jakobek L. i in. Anthocyanin content and antioxidant activity of various red fruit juices. Deutsche Lebensm-Rundsch. 2007;103(2):58-64
  12. Banach M i in. Evaluation of Antioxidant and Anti-Inflammatory Activity of Anthocyanin-Rich Water-Soluble Aronia Dry Extracts. Molecules. 2020 Sep 4;25(18):4055. doi: 10.3390/molecules25184055.
  13. Kim NH i in. Chokeberry Extract and Its Active Polyphenols Suppress Adipogenesis in 3T3-L1 Adipocytes and Modulates Fat Accumulation and Insulin Resistance in Diet-Induced Obese Mice. Nutrients. 2018 Nov 12;10(11):1734. doi: 10.3390/nu10111734.
  14. Hawkins J i in. Daily supplementation with aronia melanocarpa (chokeberry) reduces blood pressure and cholesterol: a meta analysis of controlled clinical trials. J Diet Suppl. 2021;18(5):517-530. doi: 10.1080/19390211.2020.1800887.
  15. Grundy SM i in. AHA/ACC/AACVPR/AAPA/ABC/ACPM/ADA/AGS/APhA/ASPC/NLA/PCNA Guideline on the Management of Blood Cholesterol: A Report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines. Circulation. 2019 Jun 18;139(25):e1082-e1143. doi: 10.1161/CIR.0000000000000625. Epub 2018 Nov 10. Erratum in: Circulation. 2019 Jun 18;139(25):e1182-e1186.
  16. Karr S. Epidemiology and management of hyperlipidemia. Am J Manag Care. 2017 Jun;23(9 Suppl):S139-S148.
  17. Borowska S, Brzóska MM. Chokeberries (Aronia melanocarpa) and Their Products as a Possible Means for the Prevention and Treatment of Noncommunicable Diseases and Unfavorable Health Effects Due to Exposure to Xenobiotics. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2016 Nov;15(6):982-1017. doi: 10.1111/1541-4337.12221.
  18. Lou-Bonafonte JM i in. The Search for Dietary Supplements to Elevate or Activate Circulating Paraoxonases. Int J Mol Sci. 2017 Feb 15;18(2):416. doi: 10.3390/ijms18020416.
  19. Litvinov D i in. Antioxidant and anti-inflammatory role of paraoxonase 1: implication in arteriosclerosis diseases. N Am J Med Sci. 2012 Nov;4(11):523-32. doi: 10.4103/1947-2714.103310.
  20. Wang M i in. Quantitative assessment of the influence of paraoxonase 1 activity and coronary heart disease risk. DNA Cell Biol. 2012 Jun;31(6):975-82. doi: 10.1089/dna.2011.1478.
  21. Zhao Y i in. Association between PON1 activity and coronary heart disease risk: A meta-analysis based on 43 studies. Molecular Genetics and Metabolism 2012;105(1):141-148. https://doi.org/10.1016/j.ymgme.2011.09.018
  22. Kozek E. i in. Fibrinogen as a coronary risk factor in patients with type 2 diabetes mellitus. Diabetologia Praktyczna 2003;4(4):265–271. Paper in Polish.
  23. Badescu M i in. Effects of Sambucus nigra and Aronia melanocarpa extracts on immune system disorders within diabetes mellitus. Pharm Biol. 2015 Apr;53(4):533-9. doi: 10.3109/13880209.2014.931441.
  24. Schreck K, Melzig MF. Traditionally Used Plants in the Treatment of Diabetes Mellitus: Screening for Uptake Inhibition of Glucose and Fructose in the Caco2-Cell Model. Front Pharmacol. 2021 Aug 20;12:692566. doi: 10.3389/fphar.2021.692566.
  25. Olas B i in. Comparative anti-platelet and antioxidant properties of polyphenol-rich extracts from: berries of Aronia melanocarpa, seeds of grape and bark of Yucca schidigera in vitro. Platelets. 2008 Feb;19(1):70-7. doi: 10.1080/09537100701708506.
  26. Sikora J i in. Extract of Aronia melanocarpa-modified hemostasis: in vitro studies. Eur J Nutr. 2014 Oct;53(7):1493-502. doi: 10.1007/s00394-014-0653-8.
  27. Varela CE i in. Effects of a natural extract of Aronia Melanocarpa berry on endothelial cell nitric oxide production. J Food Biochem. 2016 Aug;40(4):404-410. doi: 10.1111/jfbc.12226.
  28. Bell DR, Gochenaur K. Direct vasoactive and vasoprotective properties of anthocyanin-rich extracts. J Appl Physiol (1985). 2006 Apr;100(4):1164-70. doi: 10.1152/japplphysiol.00626.2005.
  29. Pavlova V i in. Antioxidant effect of Aronia Melanocarpa extract after doxorubicin treatment. Bulgarian Journal of Agricultural Science 2014;20 (Suppl. 1): 188–192

Skontaktuj się z nami