Vliv polyfenolického nápoje na zdravé dobrovolníky (PB)

Zvýšená konzumace potravin s vysokým obsahem sacharidů, zpracovaných potravin a potravin bez vlákniny zvyšuje riziko obezity a následně rozvoje diabetu mellitu 2. typu (DM2); proto se jeden z přístupů v prevenci a léčbě těchto onemocnění zaměřil na řízení a snížení rychlosti absorpce a metabolismu sacharidů. DM2 je výsledkem chronické inzulínové rezistence a ztráty hmoty a funkce pankreatických ß-buněk, což může být způsobeno glukotoxicitou a lipotoxicitou vedoucí k apoptóze a dysfunkci těchto buněk; hledání alternativních terapií se zaměřilo na výzkum sekundárních sloučenin z metabolismu rostlin, zejména polyfenolů (flavonoidů), které prokázaly pozitivní účinky na postprandiální redukci glukózy v krvi (2). Polyfenoly, definované jako sekundární metabolity produkované rostlinami, lze nalézt v květinách, zelenině a ovoci; vznikají mimo jiné jako obranný mechanismus proti stresu, chladu a UV záření. Polyfenoly se dělí do dvou velkých skupin: 1) flavonoidy a 2) neflavonoidy. Aromatický kruh s hydroxylovou skupinou charakterizuje strukturu polyfenolů.

Spotřeba polyfenolických látek po celém světě je velmi variabilní; bylo hlášeno, že ve Francii je průměrná spotřeba mezi 283 a 1000 mg/den; ve Španělsku mezi 500 a 1000 mg/den; v Itálii se blíží 700 mg/den a v Jižní Koreji mimo jiné průměrně 320 mg/den. Rozmanitost stravovacích návyků na celém světě bude záviset na celkovém množství polyfenolů zkonzumovaných denně. Konzumace antokyanů je spojována s prevencí a zvládáním DM2 ochranou proti oxidaci pankreatických beta-buněk, snížením enzymů štěpících uhlohydráty a inhibicí produktů pokročilé glykace. V průběhu času byly polyfenoly zkoumány v několika experimentálních modelech a klinických studiích, což přispělo k poznání jejich použití jako potenciálních preventivních činidel a při léčbě chronických nepřenosných onemocnění.

Jednou ze základních sloučenin v tomto důkazu je kyselina gallová; tento polyfenol se nachází v zelenině, ovoci, čaji a červeném víně; důležité biologické aktivity byly hlášeny u myších modelů u metabolických onemocnění, jako je DM2, navíc k regulaci receptoru proliferace peroxisomů (PPAR) v játrech, svalech a tukové tkáni; ovlivňující snížení hladiny glukózy v séru. Kromě toho studie in vitro prokázaly zásadní inhibiční aktivitu enzymů glykogenfosforylázy, která se podílí na regulaci metabolismu glykogenu; strategie, která by mohla být použita jako antihyperglykemické činidlo, a další metoda by se mohla zaměřit na snížení enzymu alfa-glukosidázy, který se podílí snížením absorpce sacharidů na střevní úrovni.

Studiem dalšího flavonoidu přítomného v rajčatech, hlízách, pomerančích, jablkách, zeleném a černém čaji, bramborách a v rostlinách, jako je Vachellia farnesiana, byl quercetin; tato složka se vstřebává hlavně ve střevě s nízkou intenzitou v portální žíle. U subjektů s DM2 tato sloučenina vykázala pokles vrcholů sérové ​​glukózy po podání jedné dávky 200 mg kvercetinu, což je fenomén, který se prodloužil během tří hodin sledování koncentrace glukózy ve srovnání se skupinou s placebem. Metaanalýza uvádí, že perorální podávání kvercetinu > 500 mg/den po dobu osmi týdnů snížilo koncentraci glukózy v plazmě nalačno u pacientů s metabolickým syndromem. V jiné studii byl kvercetin podáván po dobu osmi týdnů v dávce 250 mg/den pacientům s DM2, což významně snížilo hladiny LDL a zvýšilo celkovou antioxidační kapacitu. Neukázala však žádnou změnu plazmatické glukózy ve srovnání se skupinou s placebem, což naznačuje, že dávka byla nedostatečná. Další sloučeniny identifikované s antihyperglykemickými účinky jsou kyselina kávová, galová, ferulová a vanilová, flavony (rutin) a flavanony (naringenin).

Vychytávání glukózy v periferních tkáních může být ovlivněno přítomností polyfenolových sloučenin prostřednictvím různých účinků, jako jsou: 1) inhibice monoglyceridových trávicích enzymů (alfa-amylázy a alfa-glukosidázy), tyto trávicí enzymy sníží vychytávání glukózy a 2) snížení glukózy absorpce prostřednictvím inhibice transportérů glukózy závislých na sodíku 1 (SGLT1) a 2 (SGLT2) umístěných v proximálních tubulech ledvin, 3) kromě stimulace sekrece inzulínu a ochrany beta-pankreatických buněk 4) a nakonec prostřednictvím inhibice transportéry SGLT2 umístěné nejen v renálních tubulech; ale i v jiných tkáních.

Vyhodnocení bezpečnosti konzumace polyfenolů je zásadní, takže se berou v úvahu nálezy nebo předchůdce dostupné in vitro i in vivo. Polyfenoly mají různé fyziologické funkce; je nutné vyhodnotit bezpečnost podávání; důkazy akutní toxicity a klinické toxicity jsou předloženy zvážením biochemických testů, jako jsou testy jaterních funkcí a ledvin. Některé doplňky na hubnutí podávané jako rostlinné extrakty byly spojeny s akutním poškozením jater. Jeho hlavní složkou je kyselina hydroxycitrónová; některé případy hlásí zvýšení transamináz a celkového bilirubinu.

Výsledky, které byly získány v předklinických studiích výzkumným týmem INCMNSZ, usnadnily výpočet pro stanovení počáteční dávky, která má být hodnocena v následující klinické fázi u lidí; je nutné provést analýzu přenesenou z myši na člověka vypočítanou podle vzorce "přenášená dávka na základě tělesného povrchu (BSA)" s ohledem na hmotnost a výšku průměrného jedince s hmotností 60 kg. Pro testování byla vypočtena počáteční dávka 1,2 mg/kg extraktu VF; Reagan-Shaw a spolupracovníci podrobně popsali metodiku výpočtu. Průměrná odhadovaná dávka by však měla být upravena pomocí individuálních hodnot hmotnosti a výšky každého účastníka, aby se určil povrch těla BSA.

Tato klinická studie fáze I je založena na preklinických testech provedených týmem INCMNSZ ke stanovení hladin bez pozorovaných nežádoucích účinků (NOAEL), kde se dávka přenesla z myši na člověka; byla založena na doporučení Food and Drug Administration (FDA) v roce 2005, kde jsou použity konverzní rovnice myš-člověk; také se doporučuje použít hodnotu plochy povrchu těla pro výpočet ekvivalentní dávky pro člověka (HED, Human Equivalent Dose), kterou navrhli Nair a Jacob v roce 2016. V tomto smyslu jsme jako součást výzkumu vývoje dietních alternativ ke zmírnění metabolických změn obezity z plodů VF u myších samců C57BL6 zjistili, že pro preklinické studie lze přenést dávku 10 mg/kg hmotnosti myši. jako tento návrh.

Udržování homeostázy glukózy má největší fyziologický význam a je řízeno přísnou hormonální kontrolou. Nesprávné fungování těchto hormonů může vyvolat různé změny, jako jsou poruchy energetické homeostázy, které zahrnují obezitu, hyperglykémii a intoleranci glukózy, které spouštějí onemocnění, jako je DM2. Důležitou roli hraje vliv polyfenolů na biologickou dostupnost makroživin. Bylo popsáno, že mohou tvořit komplexy s polysacharidy ovlivňujícími inzulinemickou a glykemickou odpověď a zvyšující vylučování dusíku a tuku ve fekálním materiálu; mohou také potlačit uvolňování glukózy z jater a zlepšit vychytávání glukózy v periferních tkáních. Flavonoidy přítomné v zelenině nebo rostlinách se nacházejí ve formě glykosidů. Tyto glykosidy jsou hydrolyzovány enzymem skupiny ß-glukosidázy (laktáza florizin hydroláza) umístěným na kartáčkovém okraji tenkého střeva, přičemž flavonoidní glykosid zůstává volný; ty mohou následně projít buněčnou membránou pasivní difúzí nebo mohou být neporušené absorbovány přes sodík-dependentní glukózové transportéry SGLT1. Metabolismus polyfenolů začíná ve střevním lumen; jsou dekonjugovány laktázou floridzin hydrolázou, poté je flavonoid konjugován uridin difosfát glukuronyl transferázami a konjugáty jsou exportovány zpět do lumen nebo krve různými transportéry. Kromě toho mohou být metabolity transportovány do hepatocytů prostřednictvím různých vychytávacích transportérů a poté vráceny do oběhového systému. Alternativně mohou být dekonjugovány intracelulárně pomocí enzymů, jako je β-glukuronidáza a vylučovány ledvinami. To zahrnuje vychytávání transportérů do proximálních tubulárních buněk a vylučování močí. Přesto tyto transformace závisí na podmínkách každého jednotlivce; některé jsou zvýšené při zánětlivých procesech. Je nezbytné zmínit, že ačkoliv preklinické studie FV nevykazují žádné nežádoucí účinky, hodnocení jeho bezpečnosti v klinických studiích pro následnou klinickou aplikaci je zásadní. Většina klinických studií začíná bez zkoumání možných toxických účinků konzumace polyfenolů. Bylo prokázáno, že sloučeniny epigalokatechinů mají potenciální prooxidační účinek, který může mít důsledky týkající se toxicity a naznačuje, že by měl být proveden další výzkum jaterní a renální toxicity. Existuje několik nedávných zpráv o hepatotoxicitě související s konzumací vysokých dávek doplňků stravy na bázi čaje. Téměř ve všech případech (osm z devíti) měli pacienti zvýšené hladiny alaninaminotransferázy a bilirubinu v séru. Ve dvou z devíti bodů byl pozorován periportální a portální zánět. Všechny případy byly vyřešeny po ukončení suplementace. Bylo navrženo, že toxicita jater a ledvin souvisí s biologickou dostupností sloučeniny. Nedávné studie na lidech ukázaly, že půst zvyšuje biologickou dostupnost některých polyfenolů, jako je epigalokatechin. Ačkoli v intervenčních studiích nejsou žádné zprávy o toxicitě u dobrovolníků, je nutné pečlivé sledování funkce jater a ledvin, dokud nebude stanoveno riziko toxických příhod spojených s čajovými katechiny u lidí.

Vachellia farnesiana (VF) je keř z čeledi Fabaceae; je rozšířen ve vyprahlých, polosuchých a tropických oblastech v Mexiku a po celém světě; jeho maximální reprodukce je v zimním období. Jeho plody jsou adhezivní a liché a jeho silice se používají jako barviva. Mezi nejvýraznější využití patří zdroj krmiva a léčivý protizánětlivý účinek, inhibice etanolovým extraktem z Vibrio cholera a mimo jiné účinky proti vředům. Kromě toho byly jeho plody používány jako nekonvenční krmné strategie pro kozy k přenosu fenolických sloučenin s antioxidační aktivitou ke zlepšení kvality živočišných produktů (mléko a sýr). V roce 2020 suplementace na myším modelu vyvolala obezitu, kde začlenění kozího mléka prokázalo zvýšení energetického výdeje a objemu kyslíku modifikujícího složení těla myši ve srovnání s dietou s vysokým obsahem tuků, prokázalo biotransfer bioaktivních sloučenin z VF přítomný v mléce na myší model. Dříve tato výzkumná skupina hodnotila antioxidační a protizánětlivou sílu různých polyfenolových extraktů tohoto rostlinného zdroje. Kromě toho bylo popsáno několik fenolických sloučenin přítomných v listech, stoncích, kůře, květech, kořenech a plodech VF, jako je mimo jiné kyselina gallová, kvercetin, methylgalát, myricetin, naringenin, kyselina ferulová, kaempferol.

Mezi jedinečné polyfenoly v ovoci VF patří kyselina gallová, kvercetin a epikatechin. Předchozí studie popsaly účinek těchto sloučenin na inhibici aktivity enzymů, což by mohlo být použito jako alternativa ke kontrole postprandiálních hladin glukózy v krvi a tím snížit riziko a výskyt DM2. V roce 1989 Wadood a spolupracovníci testovali účinek suplementace práškem ze semen akácie na zvířecím modelu (králíci), což prokázalo, že dávka 2,3 a 4 g/kg významně snížila hladinu glukózy v krvi; v této studii byl jako pozitivní kontrola použit stimulant sekrece inzulínu beta buňkami pankreatu (sulfonylmočovina).

Ogawa a spolupracovníci nedávno provedli klinické studie, přičemž v různých vědeckých zprávách uváděli účinek konzumace polyfenolického extraktu A. meani během počátečního období 4 až 8 týdnů podávání; a později v následné zkoušce k prodloužení doby podávání až na 12 týdnů; uvádějící zásadní odezvu na glykémii u pacientů s glukózovou intolerancí, zlepšení orální glykemické křivky za 90 a 120 minut, mnohem relevantnější výsledky při prodloužení doby konzumace extraktu až na 12 týdnů; kde hladiny glukózy nalačno poklesly, pokud jde o kontrolní skupinu, přičemž tento účinek je významný se snížením množství glykosylovaného hemoglobinu; bez přítomnosti jakýchkoli nežádoucích účinků. Je důležité zdůraznit, že první studie (se 4 až 8 týdny intervence) používala koncentraci 250 mg polyfenolického extraktu na kapsli a podávala čtyři kapsle/den/osobu (1 000 mg/den). Pro druhou intervenci, zkušební (12 týdnů); koncentrace polyfenolů na kapsli byla velmi podobná předchozímu testu (245 mg/kapsle), ale tentokrát bylo každému účastníkovi podáváno šest kapslí (1470 mg/den).

Výzkumné otázky:

1. Sníží dávka 1,2 mg/kg polyfenolického extraktu z Vachellia farnesiana střední hodnotu plochy pod křivkou glykemické odezvy zdravých dobrovolníků u kontrolní skupiny?
2. Ovlivní dávka 1,2 mg/kg polyfenolického extraktu z Vachellia farnesiana průměrné hodnoty sérových jaterních enzymů a biomarkeru KIM-1 v moči u zdravých dobrovolníků ve srovnání s kontrolní skupinou?