Wyciąganie pojedynczych substancji i podawanie ich w zwiększonym – w stosunku do owoców i warzyw – stężeniu w postaci suplementów nie powoduje spotęgowania ich działania – prof. Agnieszka Bartoszek i dr Izabela Koss-Mikołajczyk z Politechniki Gdańskiej zbadały aktywność przeciwutleniaczy występujących w żywności oraz w suplementach diety.
Fot. Federica Gioia/ pexels.com
Ewa Stanek-Misiąg: Dlaczego zasada „im więcej, tym lepiej” w przypadku przeciwutleniaczy zawartych w suplementach diety nie działa?
Prof. dr hab. inż. Agnieszka Bartoszek: Kariera przeciwutleniaczy, z angielska nazywanych antyoksydantami, rozpoczęła się, gdy badania naukowe dowiodły, że istotną rolę w postawaniu i przebiegu wielu chorób przewlekłych – nowotworów, cukrzycy, chorób neurodegeneracyjnych – odgrywa stres oksydacyjny. Uznano wtedy, że skoro tak, to można mu przeciwdziałać, przyjmując przeciwutleniacze, dzięki czemu będziemy żyć długo i szczęśliwie, bez chorób. Było to farmakologiczne podejście do żywności oparte na przekonaniu, że wyizolowanie – tak jak się to robi w przypadku leków – przeciwutleniaczy występujących w żywności i podanie ich ludziom w tej formie, czyli o większym stężeniu niż w pokarmach, przyniesie lepszy efekt zdrowotny w postaci ochrony przed chorobami, z którymi związany jest stres oksydacyjny. W badaniach modelowych to się sprawdzało. Jednak, kiedy przystąpiono do weryfikacji tej hipotezy z udziałem ochotników, okazało się, że wyizolowane związki przeciwutleniające nie miały tak korzystnego działania, jak żywność zawierająca te substancje. Postanowiłyśmy sprawdzić, dlaczego.
Dr inż. Izabela Koss-Mikołajczyk: Zaczęłyśmy od porównania jasnych i ciemnych odmian owoców i warzyw – białej i czarnej porzeczki, białej i czarnej morwy, białych i czarnych winogron, białej i czerwonej kapusty, białych i czerwonych buraków itp. To są te same owoce i warzywa, które różni głównie obecność barwników z grupy antocyjanów (niebieskie, czerwone i fioletowe) lub betalain (żółte i czerwono-fioletowe). Antocyjany i betalainy to przeciwutleniacze. Założenie było takie, że ciemne odmiany – zawierające barwniki o charakterze przeciwutleniaczy – będą zawsze wykazywały większą aktywność od odmian jasnych, które tych związków nie zawierały. Badania biologiczne tego nie potwierdziły.
Wobec tego, następnym krokiem było porównanie aktywności antocyjanów w postaci ekstraktów owocowych oraz w postaci roztworów wyizolowanych związków o takim stężeniu jak w ekstraktach. Okazało się, że czysta wyizolowana substancja nie wykazywała takich aktywności, jak ekstrakt roślinny. Doszłyśmy do wniosku, że musi się tak dziać na skutek jakichś interakcji zachodzących między przeciwutleniaczami a innymi składnikami rośliny.
A. B.: Przedmiotem kolejnych badań – prowadziła je Monika Kuczyńska – było kakao. Kakao jest bogate w przeciwutleniacze. Chodziło o odtworzenie krok po kroku składu ekstraktu kakao. Podejście czysto laboratoryjne. Chciałyśmy zobaczyć, ile substancji bioaktywnych, które występują w rzeczywistym składniku żywności jest potrzebnych, by powstała mieszanina zachowywała się jak składnik żywności.
Z wyizolowanych związków powstało 8 mieszanin. Ósma mieszanina, zawierająca 8 składników bioaktywnych, odpowiadała ponad 95% zawartości substancji bioaktywnych w kakao, ale nadal było jej bardzo daleko do ekstraktu kakao. Jednak tym, co zaskoczyło nas wszystkich było to, że każda kolejna mieszanina – mimo że bogatsza o kolejny przeciwutleniacz – nie wykazywała zwiększonej aktywności przeciwutleniającej. „Im więcej” nie oznaczało „tym lepiej”. To dało nam pewność, że badane przez nas związki tworzą ze sobą struktury wyższego rzędu, że zachodzą między nimi interakcje, w wyniku czego w modelach komórkowych, które stosowałyśmy, są one postrzegane jako nowe substancje.
By zweryfikować tę hipotezę, uprościłyśmy system. W kolejnym cyklu badawczym wzięły udział tylko dwa związki – silny przeciwutleniacz, nazwijmy go A i słaby przeciwutleniacz, B. Wyniki potwierdziły wcześniejsze obserwacje. Każda z substancji – A, B i mieszanina AB – wykazywała inne własności przeciwutleniające i odmienne aktywności biologiczne.
Stąd wniosek, że komponowanie suplementów diety oparte na przekonaniu, że zawarte w nich przeciwutleniacze będą miały sumaryczną aktywność składników, nie znajduje uzasadnienia.
Wyciąganie pojedynczych substancji i podawanie ich w zwiększonym – w stosunku do owoców i warzyw – stężeniu w postaci suplementów nie powoduje spotęgowania ich działania.
Dla konsumentów oznacza to, że zamiast przyjmować suplementy diety, które np. zawierają składniki występujące w kakao, lepiej wypić kubek kakao.
Jak przebiegają takie badania?
I. K.-M.: Większość testów biologicznych przeprowadzamy w hodowli ludzkich komórek. Są to wyizolowane komórki, zwykle nowotworowe, które hodujemy in vitro w specjalnych pożywkach. Przeprowadzamy na nich eksperymenty, np. sprawdzamy jak dane związki bądź ekstrakty wpływają na proliferację, czyli dzielenie komórek.
A. B.: Linia komórkowa, z której korzystamy wywodzi się z komórek jelita ludzkiego, które wymieniają się w naszym organizmie co kilka godzin, przez co bardzo dobrze nadają się do wstępnych badań w hodowli. Szybko można zaobserwować, czy funkcjonują prawidłowo, czy ich rozwój jest zaburzony.
Sprawdzamy czy badane substancje nie są genotoksyczne (czy nie uszkadzają materiału genetycznego), czy nie blokują działania enzymów. Przeprowadzamy badania genomiczne – wpływ danych substancji na aktywność transkrypcyjną genów komórkowych.
Także na tym poziomie obserwacje, o których mówiłyśmy znajdowały potwierdzenie – substancja A, substancja B oraz mieszanina AB to są różne światy.
Czy wyniki przeprowadzonych przez panie badań można odnieść do suplementów zawierających witaminy i minerały?
A. B.: Witaminy i minerały zachowują się inaczej niż przeciwutleniacze, to są inne zależności, więc niekoniecznie ustalenia dotyczące przeciwutleniaczy sprawdzą się w przypadku witamin i minerałów.
Myślę jednak, że nasze badania wskazują, że i to warto sprawdzić.
Czy producenci suplementów komentują wykonaną przez panie pracę?
A. B.: Nic o tym nie wiem. Ale też nie mam pojęcia w jaki sposób monitorują to, co się dzieje w nauce.
Generalnie producenci suplementów diety są bardzo niechętni regulacjom prawnym. Natomiast w Szwecji i Wielkiej Brytanii środowiska naukowe coraz głośniej postulują, by suplementy diety podlegały regulacjom. Może nie tak restrykcyjnym, jak leki, ale jednak. Byłoby to bardzo korzystne dla konsumentów, gdyby otrzymywali preparaty przebadane o dowiedzionej skuteczności, przynajmniej dla pewnej grupy, bo to nigdy nie jest 100%.
Rozmawiała Ewa Stanek-Misiąg
Badania prof. dr hab. inż. Agnieszki Bartoszek, dr inż. Izabeli Koss-Mikołajczyk i dr inż. Moniki Kuczyńskiej były finansowane z grantów Narodowego Centrum Nauki:
PRELUDIUM 10: 2015/19/N/NZ9/02921
PRELUDIUM 14: UMO-2017/27/N/NZ9/02351
MAESTRO 6: 2014/14/A/ST4/00640
