Elagotaniny są estrami kwasu heksahydroksydifenylowego (HHDP) oraz monocukrów (glukoza) (1-5). Jedną z właściwości elagotanin jest ich hydroliza w środowisku kwaśnym i zasadowym z uwolnieniem kwasu heksahydroksydifenylowego, który przekształca się (laktonizacja) w kwas elagowy (1, 5, 6). Elagotaniny z ugrupowaniem HHDP, posiadającym wiązanie C-C między fragmentami galoilowymi, estryfikującymi szkielet glukozy, są szeroko rozpowszechnione w świecie roślinnym. Podstawowe biarylowe wiązanie C-C obejmuje przede wszystkim galoilowe grupy estryfikujące cząsteczkę glukozy w pozycjach węgli C -2,3- i -4,6-; spotykane są również wiązania w pozycjach C -1,6-, -1,3- lub -3,6- i/lub -2,4- (1, 7). Do grupy elagotanin zaliczane są związki o charakterze monomerów (np. nufaryna A), oligomerów (nufaryna E) oraz polimerów (10).

Elagotaniny o charakterze oligomerów dominują w owocach różnych odmian uprawowych maliny właściwej Rubus idaeus (8); są to sangwina H-6 (ryc. 1) oraz lambertianina C (ryc. 2) (3). W świecie roślinnym obok owoców maliny bogatym źródłem elagotanin są również inne owoce gatunków z rodziny Rosaceae: owoce truskawki, jeżyny oraz róży (1, 9); z rodziny Saxifragaceae: owoce czarnej porzeczki; z rodziny Ericaceae: owoce czarnej jagody i żurawiny. Wyjątkowo bogate w elagotaniny są owoce granatu i winorośli. Ponadto elagotaniny w wysokich stężeniach są obecne w owocach i nasionach o zdrewniałej owocni – orzechach włoskich, pistacjach, orzechach pekan (nasiona orzesznika jadalnego), orzechach nerkowca, a także w orzechach dębu i nasionach kasztanowca (10). Elagotaniny mogą być wytrawiane z drewna np. dębowego, z którego wykonane są beczki, i przechodzić do dojrzewającego w nich wyrobu alkoholowego (wino).

Elagotaniny wykazują prozdrowotne właściwości i znaczącą aktywność biologiczną: przeciwzapalną, przeciwmiażdżycową, przeciwzakrzepową i antyangiogenną, stąd klasyfikowane są jako nutraceutyki. Badania potwierdziły związek między spożywaniem żywności bogatej w elagotaniny (orzechy włoskie, owoce granatu) a poprawą funkcji układu sercowo-naczyniowego. Obecnie na rynku dostępnych jest wiele produktów z wyciągami roślinnymi, zawierającymi elagotaniny i kwas elagowy (10).

Ze względu na szerokie spektrum aktywności biologicznej elagotanin i kwasu elagowego (11) w licznych pracach badano ich absorpcję z przewodu pokarmowego oraz dystrybucję w organizmie (12-28).

W badaniach na modelach zwierzęcych oraz w badaniach u ludzi wykazano, że absorpcja elagotanin z przewodu pokarmowego jest ograniczona (12-15). U szczurów długotrwale spożywających znaczne ilości elagotanin jedynie 3-6% było obecnych w formie niezmetabolizowanej w moczu i osoczu (12), podczas gdy u ludzi nie stwierdzono ich obecności w żadnym z płynów ustrojowych (13-15). Ustalono natomiast, że większość elagotanin jest metabolizowana przez mikroflorę jelitową do związków zwanych urolitynami.

Po spożyciu, elagotaniny (ET) ulegają degradacji w kwaśnym środowisku przewodu pokarmowego, hydrolizując z uwolnieniem kwasu heksahydroksydifenowego (HHDP), który na drodze laktonizacji przekształcany jest w kwas elagowy (EA) (16). Badania płynnej treści jelitowej od pacjentów z ileostomią sugerują, że ok. 80% sangwiny H-6 ulega nahydrolizie do kwasu elagowego w żołądku oraz w jelicie cienkim (15). Ponadto 80% wolnego kwasu elagowego jest przekształcane przez mikroflorę jelita grubego w urolityny, poprzez otwarcie i dekarboksylację jednego z pierścieni laktonowych i degradację kolejnych grup hydroksylowych. W wyniku tego procesu powstają urolityny tetrahydroksylowe (urolityna D, Uro D), trihydroksylowe (urolityna C, Uro C), dihydroksylowe (urolityna A, Uro A i izourolityna A iso-Uro A) oraz monohydroksylowe (urolityna B, Uro B), które są pochodnymi 6H-dibenzo-β-D-piran-6-onu (ryc. 3) (13, 15-21).

Po absorpcji w jelicie grubym w II fazie metabolizmu urolityny ulegają metylacji, glukuronidacji i sulfonacji, które zachodzą w ścianie jelita, bądź w wątrobie (ryc. 4) (15, 17, 18). Obecnie uważa się, że urolityny są formą biodostępną elagotanin, ulegającą absorpcji i dystrybucji do tkanek in vivo (15, 17, 19-21). W oparciu o badania na modelach zwierzęcych u myszy i świni iberyjskiej stwierdzono obecność urolityn w hepatocytach (19, 20), woreczku żółciowym oraz żółci wydzielanej do dwunastnicy (19), co sugeruje, że urolityny i ich glukuronidy są włączane do obiegu jelitowo-wątrobowego.

Obecność urolityn wykazano również w innych tkankach (20, 21). Urolityny (Uro A i jej glukuronid) wykryto w niskich stężeniach w gruczole krokowym i nerkach u myszy (20) oraz w gruczole krokowym u ludzi. Wyniki biopsji prostaty wykazały obecność glukuronidu urolityny A w stężeniu 2 ng/g i śladowe ilości glukuronidu urolityny B (21). Inne tkanki badane w zakresie akumulacji urolityn i ich pochodnych w modelach zwierzęcych obejmowały tkankę mięśniową, tłuszczową i sercową, niemniej jednak w żadnej z nich nie ujawniono ich obecności (17, 19).

Urolityny przechodzą do krwi i są wydalane z moczem. W płynach ustrojowych u ludzi wykryto obecność Uro A-D oraz szeregu ich glukuronidowych, sulfonowych i metylowych pochodnych, z dominującym glukuronidem urolityny A (ryc. 4) (12-15, 17, 19, 22-24). Metabolity elagotanin są wykrywane w moczu po 1-2 dniach od spożycia produktów będących ich źródłem, takich jak: maliny, truskawki, orzechy i owoce granatu. Zarówno w moczu, jak i we krwi obserwowane jest duże zróżnicowanie osobnicze w zakresie oznaczonych stężeń urolityn (14, 15, 19, 25). Uważa się, że skład flory bakteryjnej jelita grubego wpływa na różnice w stężeniach i produkcji poszczególnych urolityn (14, 15, 25, 26).

Na podstawie dotychczasowych badań u ludzi można wyróżnić trzy grupy różniące się metabolizmem elagotanin: grupę produkującą głównie urolitynę A (25-80%), grupę metabolizującą głównie do urolityny B (10-50%) oraz grupę, u której nie obserwuje się produkcji urolityn (5-25%). Przynależność do danej grupy nie jest skorelowana z płcią, wiekiem, BMI, ilością oraz źródłem spożytych elagotanin. Obserwowano natomiast, że Uro B częściej produkują pacjenci z przewlekłymi schorzeniami, takimi jak: zespół metaboliczny, nowotwór jelita grubego czy dysbioza jelitowa (27). U 10-50% ludzi, oprócz urolityny A, obserwowano produkcję jej izomeru – izourolityny A (iso-Uro A) (28).

W świetle ostatnich wyników badań przyjmuje się, że to urolityny, a nie formy natywne elagotanin, są w głównej mierze odpowiedzialne za obserwowane efekty biologiczne in vivo. Skutkuje to wzrostem liczby prac dotyczących ich aktywności biologicznej (14, 28-60).

Dotychczasowe wyniki badań aktywności antyoksydacyjnej urolityn są rozbieżne. W testach z użyciem DPPH i redukcji rodnika ABTS [2,2’-azobis(3-etylobenzotiazolino-6-sulfonian)] wykazano, że w porównaniu z elagotaninami urolityna A charakteryzuje się bardzo niską aktywnością antyoksydacyjną, ok. 42 razy słabszą w teście DPPH oraz aż 3500 razy słabszą w teście ABTS (14). Podobnie w badaniach Larrosa i wsp. (29) wartości IC₅₀ urolityn w szeregu testów oksydacyjnych (m.in. z DPPH i NADH) wynosiły powyżej 100 μM, jakkolwiek urolityny, a w szczególności Uro A w teście ORAC (ang. oxygen radical absorbance capacity), badającym zdolność pochłaniania reaktywnych form tlenu, wykazywały aktywność podobną do kwasu askorbinowego. Wyniki te są zgodne z innymi badaniami porównującymi właściwości antyutleniające związków fenolowych (m.in. flawonoli, flawan-3-oli, kwasów fenolowych) i ich metabolitów metodą ORAC, spośród których urolityna A była jednym z najsilniejszych antyoksydantów (30).

Przeciwutleniający potencjał urolityn badano również w komórkowym teście antyoksydacyjnym. W badaniach na linii HL-60 stwierdzono, że urolityny C i D są najsilniejszymi antyoksydantami z wartościami IC₅₀ wynoszącymi odpowiednio 0,16 i 0,33 μM, silniejszymi niż kwas elagowy (IC₅₀ 1,1 μM) i witamina C (IC₅₀ 1,9 μM). Urolityna A, pomimo że charakteryzowała się niższym potencjałem antyoksydacyjnym (IC₅₀ 13,6 μM), to odpowiadała zakresowi stężeń osiąganymi in vivo, podczas gdy urolityna B nie wykazywała aktywności antyoksydacyjnej. Zaletą testów antyoksydacyjnych przeprowadzonych na komórkach, w przeciwieństwie do testów enzymatycznych, jest uwzględnienie transportu przez błony i możliwość oceny biodostępności badanych związków (31).

Wyniki przeprowadzonych eksperymentów sugerują, że urolityny charakteryzują się wyższym potencjałem antyoksydacyjnym niż początkowo sądzono, przy czym obserwuje się dużą zmienność wyników w zależności od zastosowanej metody badawczej, co wymaga dalszych badań w warunkach in vivo (32).