© Borgis - Postępy Fitoterapii 1/2015, s. 50-55
*Justyna Baraniak, Małgorzata Kania
Borówka, winorośl i granatowiec – znane rośliny o aktywności przeciwutleniającej
Bilberry, grape and pomegranate – well known plants with antioxidant activity
Instytut Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich w Poznaniu
Dyrektor Instytutu: prof. dr hab. Grzegorz Spychalski
Summary
Free radicals and other reactive oxygen species possess harmful effects on our body condition. In recent years, the number of research papers concerning berries and its health activities has increased rapidly. Berries are consumed as fruits, wine, juice and jams and also are present in other food products. Bioactive extracts and other products from bilberry, grape and pomegranate became important ingredients in functional food and food supplements. Vaccinium myrtillus L., Vitis vinifera L. or Punica granatum L. contain a lot of biological active constituents, especially natural antioxidants responsible for their antioxidant properties extremely important for human health. Antioxidant activities of berries phenolic compounds based on inhibition of lipid peroxidation and free radical scavenging have been extensively investigated in vitro and in vivo.
Wolne rodniki tlenowe powstają podczas reakcji oksydacyjno-redukcyjnych, które zachodzą w każdej żywej komórce organizmu. Nazywane są także reaktywnymi formami tlenu (ROS, reactive oxygen species); posiadają one jeden lub więcej niesparowanych elektronów. Tworzenie się wolnych rodników następuje, gdy cząsteczka tlenu zostaje zredukowana jednym, dwoma lub trzema elektronami (1). Do najczęściej występujących zaliczamy rodnik hydroksylowy, nadtlenkowy, wodoronadtlenkowy oraz anionorodnik ponadtlenkowy.
Wolne rodniki tlenowe zaangażowane są w wiele naturalnych biologicznych procesów zachodzących w komórkach żywych (10% z nich powstaje właśnie w trakcie różnorakich reakcji fizjologicznych); źródłem mniej więcej 90% wolnych rodników, które powstają w organizmie, jest łańcuch oddechowy. Wolne rodniki generowane mogą być także przez promienie ultrafioletowe, jonizujące, jak również przez ultradźwięki (2). Powstające wolne rodniki ulegają degradacji lub wchodzą w szereg dalszych przemian biochemicznych. Ich nadmiar powoduje uszkodzenie struktur komórkowych i tkankowych oraz wpływa na modyfikacje zachodzące w DNA. Są one impulsem do zmian w prawidłowym funkcjonowaniu komórek i prowadzić mogą do patologicznej proliferacji, procesów apoptozy, indukcji procesów kancerogennych, czy rozwoju chorób cywilizacyjnych (2, 3). Uważa się, że działanie wolnych rodników w organizmie człowieka może przyczyniać się do rozwoju chorób neurodegeneracyjnych (choroba Parkinsona, Alzheimera, czy stwardnienie zanikowe boczne), sercowo-naczyniowych, nowotworowych, a także procesów degeneracyjnych, związanych z podeszłym wiekiem (4).
Prekursorami wolnych rodników są między innymi ozon, tlen singletowy, nadtlenek wodoru, czy kwas podchlorawy. W każdym organizmie funkcjonuje sprawnie działający system naprawczy, tak zwany antyoksydacyjny układ ochronny (ADS, antioxidant defense system), którego zadaniem jest ochrona komórek przed szkodliwym działaniem reaktywnych form tlenu.
Produkty żywnościowe pochodzenia roślinnego są bogatym źródłem przeciwutleniaczy. Do tej grupy związków należą zwłaszcza: polifenole, karotenoidy, kwasy organiczne, witaminy (na przykład witamina A, C i E), glutation, ksantofile, zredukowany koenzym Q10 i wiele innych. Substancje te mają zdolność neutralizacji szkodliwego działania wolnych rodników tlenowych (5, 6). Owoce oraz warzywa bogate w naturalne przeciwutleniacze mają istotny wkład w zapobieganie powstawaniu wielu chorób. W badaniach wykazano, że owoce jagodowe oraz pestkowe mają wyższy potencjał antyoksydacyjny niż inne owoce. Wysoką aktywnością przeciwutleniającą charakteryzują się ekstrakty z winogron, jeżyn, malin, borówek i porzeczek. Przykładowymi roślinami znanymi z dużej zawartości związków o charakterze przeciwutleniającym w owocach są: borówka czernica, winorośl właściwa oraz granatowiec właściwy.
Borówka czernica
Borówka czernica (inaczej borówka czarna) jest krzewinką (Vaccinium myrtillus L.) należącą do rodziny wrzosowatych (Ericaceae). Rośnie w wielu rejonach Azji, Ameryki Północnej, Europy Środkowej i Północnej oraz na Kaukazie. W Polsce występuje na niżach, w pasmach górskich oraz w lasach. Owocem rośliny jest czarna jagoda. Sama roślina jest niewysoka, ma rozgałęzione łodygi o długości około 50 cm, jej kwiaty są drobne w kolorze czerwonozielonym. Surowcem zielarskim borówki czernicy jest owoc (Fructus Myrtilli) oraz liść (Folium Myrtilli).
Owoce borówki czernicy bogate są w różnorodne związki biologicznie czynne. Należą do nich garbniki katechinowe, procyjanidyny (pochodne katechiny i epikatechiny), antocyjany (pochodne delfininy, cyjanidyny, malwidyny, peonidyny, petunidyny) związane z myrtilliną. Zawierają także fenolokwasy (chlorogenowy, ferulowy, syryngowy, kawowy, p-kumarowy) oraz witaminy (C i z grupy B), a także kwasy organiczne, takie jak kwas cytrynowy, bursztynowy, czy jabłkowy. Owoce borówki czernicy są również bogatym źródłem cukrów i pektyn (7).
Według doniesień z piśmiennictwa naukowego antocyjany zawarte w jagodach Vaccinium myrtillus są silnymi antyoksydantami (8, 9), które w przewodzie pokarmowym człowieka przekształcają się w fenolokwasy. Biorą one udział w hamowaniu peroksydacji lipidów, mają zdolność zmiatania wolnych rodników tlenowych (10). Badano wpływ ekstraktu z Vaccinium myrtillus (o stężeniu 25, 50, 75 i 100 μg/ml) na proces hamowania peroksydacji lipidów w komórkach wątroby szczurów, zapoczątkowany przez dodanie NADPH (400 μg/ml) do mieszaniny reakcyjnej. Wykazano, że kompleks antocyjanów zawarty w ekstrakcie miał zdolność usuwania wolnych rodników oraz hamowania procesu peroksydacji lipidów. Stopień hamowania zależał od stężenia ekstraktu; efekt hamujący obserwowano przy stężeniach 50, 75 i 100 μg/ml i był podobny do wyników uzyskanych przy zastosowaniu dysmutazy ponadtlenkowej, jako kontroli (10).
Należy również dodać, że w piśmiennictwie naukowym opisano badania z udziałem zwierząt laboratoryjnych (11) oraz zdrowych wolontariuszy, które nie potwierdziły wpływu diety bogatej w owoce jagodowe na hamowanie procesów utleniania tłuszczów (12). Pozytywny wpływ diety bogatej w antocyjany jagodowe na stan zdrowia obserwowano tylko u osób z podwyższonym ryzykiem występowania chorób sercowo-naczyniowych i u diabetyków (13). W wielu badaniach klinicznych, opisujących wpływ diety bogatej w owoce jagodowe (acai, winorośli, porzeczki, żurawiny, truskawki, maliny oraz borówki) na zdrowie, stwierdzono wysoką aktywność przeciwutleniającą, zmniejszenie peroksydacji lipidów, zwiększenie frakcji lipoproteiny HDL. Dieta taka wpływała na poprawę parametrów czynników ryzyka dla takich chorób. Zatem suplementacja owoców jagodowych może stanowić efektywną strategię stosowaną w zapobieganiu stresowi oksydacyjnemu, związanemu z występowaniem chorób sercowo-naczyniowych (CVD). Dieta taka powodowała wzrost aktywności antyoksydacyjnej osocza oraz zmniejszała peroksydację lipidów u palaczy z wysokim ryzykiem wystąpienia CVD (14).
Od dawna wiadomo, że tworzące się reaktywne formy tlenu uszkadzają lipidy, aminokwasy, białka, kwasy tłuszczowe i nukleinowe, czego wynikiem jest powstawanie zmian w strukturze kwasów nukleinowych oraz błon komórkowych. Proces ten prowadzi do utraty ich prawidłowych funkcji, może przyczyniać się też do rozwoju wielu chorób, w tym nowotworowych. Zatem obecność w owocach borówki czernicy wielu przeciwutleniaczy powoduje, że ich spożywanie w codziennej diecie można uznać za profilaktykę przeciwnowotworową (8). Antocyjany przyczyniają się do dezaktywacji reaktywnych form tlenu, wpływają na ekspresję enzymów II fazy metabolizmu ksenobiotyków, zapobiegają też utlenianiu lipidów, hamują mutagenezę oraz proliferację komórek (15-17). Związki te działają także proapoptotycznie (15), wykazują aktywność przeciwzapalną (18), hamują proces angiogenezy (19) oraz indukują różnicowanie i hamują proliferację komórek nowotworowych (20).
Dodatkowo, wyciągi z owoców Vaccinium myrtillus znajdują zastosowanie w leczeniu stanów zapalnych jamy ustnej oraz przyspieszają gojenie śluzówki przewodu pokarmowego. Antocyjany i garbniki zawarte w owocach borówki czernicy wykazują także aktywność bakteriobójczą i działają przeciwzapalnie (21). Opisano także działanie immunostymulujące przetworów uzyskanych z borówki czernicy (22). Przetwory z owoców borówki czernicy ze względu na zawartość tanin, działają u dzieci i osób starszych lekko zapierająco. Wykazują też aktywność przeciwbakteryjną (23).
Winorośl właściwa
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Brookes PS. Mitochondrial H(+) leak and ROS generation: an odd couple. Free Radic Biol Med 2005; 38:12-23. 2. Das KC, White CW. Redox system of the cell: possible links and implications. Proc Nat Acad Sci 2002; 99:9617-8. 3. Shukla V, Mishra SK, Pant HC. Oxidative stress in neurodegeneration. Adv Pharmacol Sci 2011; 2011:ID 572634. 4. Rahman I, Biswas SK, Kirkham PA. Regulation of information and redox signaling by dietary polyphenols. Biochem Pharmacol 2006; 72(11):1439-52. 5. Zych I, Krzepiłko A. Pomiar całkowitej zdolności antyoksydacyjnej wybranych antyoksydantów i naparów metodą redukcji rodnika DPPH. Chem Dydakt Ekol Metrol 2010; 15(1):51-4. 6. Rathi P, Rajput CS. Antioxidant potential of grapes (Vitis vinifera): a review. JDDT 2014; 4(2):102-4. 7. Monograph. Vaccinium myrtillus (bilberry). Alt Med Rev 2001; 6(5):500-4. 8. Seeram NP. Berry fruits: compositional elements, biochemical activities, and the impact of their intake on human health, performance, and disease. J Agric Food Chem 2008; 56(3):627-9. 9. Dai J, Gupte A, Gates L i wsp. A comprehensive study of anthocyanin-containing extracts from selected blackberry cultivars: extraction methods, stability, anticancer properties and mechanisms. Food ChemToxicol 2009; 47:837-47. 10. Martin-Aragon S, Basabe B, Benedi JM i wsp. Antioxidant action of Vaccinium myrtillus L. Phytother Res 1998; 12:104-6. 11. Lee KF, Chung WY, Benzie IF. Urine 8-oxi-7,8-dihydro-2’-deoxyguanosine(8-oxodG), a specific marker of oxidative stress, using direct, isocratic LC-MS/MS: Method evaluation and application in study of biological variation in healthy adults. Clin Chem Acta 2010; 411:416-22. 12. Freese R, Vaarala O, Turpeinen AM i wsp. No difference in platelet activation or inflammation markers afar diets rich or poor in vegetables, berries and apples in healthy subjects. Eur J Nutr 2004; 43:175-82. 13. Karlsen A, Paur I, Bohn SK i wsp. Bilberry juice modulates plasma concentration of NF-kappaB related inflammatory markers in subjects at increased risk of CVD. Eur J Nutr 2010; 49(6):435-355. 14. Basu A, Rhone M, Lyons TJ. Berries: emerging impact on cardiovascular health. Nutr Rev 2010; 68(3):168-77. 15. Seeram NP, Adams LS, Zhang Y i wsp. Blackberry, black raspberry, blueberry, cranberry, red raspberry, and strawberry extracts inhibit growth and stimulate apoptosis of human cancer cells in vitro. J Agric Food Chem 2006; 54:9329-39. 16. Srivastava A, Akoh CC, Fischer J i wsp. Effect of antocyanin fractions from selected cultivars of Georgia-grown blueberries on apoptosis and phase II enzyme. J Agric Food Chem 2007; 55(8):3180-5. 17. Bao L, Yao XS, Yau CC i wsp. Protective effects of bilberry (Vaccinium myrtillus) extract on restraint stress-induced liver damage in mice. J Agric Food Chem 2008; 56(17):7803-7. 18. Oshima M, Dinchuk JE, Kargman SL i wsp. Suppression of intestinal polyposis in Apc 716 knockout mice by inhibition of cyclooxygenase 2 (COX-2). Cell 1996; 87:803-9. 19. Baghi D, Sen CK, Baghi M i wsp. Anti-angiogenic, antioxidant, and anti-carcinogenic properties of a novel anthocyanin-rich berry extract formula. Biochem (Mosc) 2004; 69:75-80. 20. Rodrigo KA, Rawal Y, Renner RJ i wsp. Suppression of the tumorigenic phenotype in human oral squamous cell carcinoma Wells by an ethanol extract derived from freeze-dried black raspberries. Nutr Cancer 2006; 54:58-68. 21. Biesalski HK. Polyphenols and inflammation: Basic interactions. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2007; 10(6):724-8. 22. Heinonen M. Antioxidant activity and antimicrobial effect of berry phenolics – a Finnish perspective. Mol Nutr Food Res 2007; 51(6):684-91. 23. Drozd J, Anuszewska E. Czarna jagoda – perspektywy nowych zastosowań w profilaktyce i wspomaganiu leczenia chorób cywilizacyjnych. Przeg Med Uniw Rzesz Inst Leków 2013; 2:226-35. 24. Delgado Adamez J, Gamero Samino E, Valdes Sanchez E i wsp. In vitro estimation of the antibacterial activity and antioxidant capacity of aqueous extracts from grape-seeds (Vitis vinifera L.). Food Control 2012; 24:136-41. 25. Bunea CI, Pop N, Babes AC i wsp. Carotenoids, total polyphenols and antioxidant activity of grapes (Vitis vinifera) cultivated in organic and conventional systems. Chem Central J 2012; 6(66):1-9. 26. Ye X; Krohn RL; Liu W i wsp. The cytotoxic effects of a novel IH636 grape seed proanthocyanidin extract on cultured cancer cells. Mol Cell Biochem 1999; 196(l-2): 99-108. 27. Baydar NG, Gulcan O, Samim Y. Evaluation of the antiradical and antioxidants potential of grape extracts. Food Control 2007; 18(9):1131-6. 28. Nutall SL, Kendall MJ, Bombardelli i wsp. An evaluation the antioxidant activity of a standardized grape seed extract Leucoselect (R). J Clin Pharm Ther 1998; 23(5):385-9. 29. Yamakoshi J, Kataoka S, Koga T i wsp. Proanthocyanidin – rich extract from grape seeds attenuates the development of aortic atherosclerosis in cholesterol-fed rabbits. Atheroscler 1999; 142(1):139-49. 30. Del Bas JM, Fernandez-Larrea J, Blay M i wsp. Grape seed procyanidins improve atherosclerotic risk index and induce liver CYP7A1 and SHP expression in healthy rats. FASEB J. 2005; 19(1). 31. Maffei Facino R, Carini M, Aldini G i wsp. Free radicals scavenging action and anti-enzyme activities of procyanidines from Vitis vinifera. A mechanism for their capillary protective action. Arzneim Forsch 1994; 44(5):592-601.
32. Danesi F, Kroon PA, Saha S i wsp. Mixed pro- and anti-oxidative effects of pomegranate polyphenols in cultured cells. Int J Mol Sci 2014; 15:19458-71. 33. Bhownik D, Gopinath H, Kumar BP i wsp. Medicinal uses of Punica granatum and its health benefits. J Pharm Phytochem 2013; 1(5):28-35. 34. Jurenka J. Therapeutic applications of pomegranate (Punica granatum L.): a review. Alt Med Rev 2008; 13(2):128-44. 35. Shah M, Shah S, Patel M. Review on: The aspects of Punica granatum. JPSBR 2011; 1(3):154-9. 36. Arun N, Singh DP. Punica granatum: a review on pharmacological and therapeutic properties. IJPSR 2012; 3(5):1240-5. 37. Rajan S, Mahalakshmi SM, Deepa VM i wsp. Antioxidant potentials of Punica granatum fruit rind extract. Int J Pharm Pharm Sci 2011; 3(3):82-8. 38. Middha SK, Usha T, Pande V. HPLC evaluation of phenolic profile, nutritive content and antioxidant capacity of extracts obtained from Punica granatum fruit peel. Adv Pharm Sci 2013; Article ID 296236:1-6. 39. Lucci P, Pacetti D, Loizzo MR i wsp. Punica granatum cv. Dente di Cavallo seed ethanolic extract: antioxidant and antiproliferative activities. Food Chem 2015; 167:475-83. 40. Mathew M, Subramanian S. In vitro screening for anticholinesterase and antioxidant activity of methanolic extracts of Ayurvedic medicinal plants used for cognitive disorders. PLOS ONE/www.plosone.org 2014; 9(1):1-7. 41. Al-Olayan EM, El-Khadragy MF, Metwally DM i wsp. Protective effects of pomegranate (Punica granatum) juice on testes against carbon tetrachloride intoxication in rats. BMC Compl Altern Med 2014; 14(1):164. 42. Vidal A, Fallarero A, Peña BR i wsp. Studies on the toxicity of Punica granatum L. (Punicaceae) whole fruit extracts. J Ethnopharmacol 2003; 89(2-3):295-300. 43. Heber D, Seeram NP, Wyatt H i wsp. Safety and antioxidant activity of a pomegranate ellagitannin-enriched polyphenol dietary supplement in overweight individuals with increased waist size. J Agric Food Chem 2007; 55(24):10050-4. 44. Meerts IA, Verspeek-Rip CM, Buskens CA i wsp. Toxicological evaluation of pomegranate seed oil. Food Chem Toxicol 2009; 47(6):1085-92. 45. Cooke MS, Evans MD, Dizgaroglu M i wsp. Oxidative damage, mechanisms, mutation, and disease. FASEB J. 2003; 17:1195-214.
