Wpływ napoju polifenolowego na zdrowych ochotników (PB)

Zwiększone spożycie produktów wysokowęglowodanowych, przetworzonych i niezawierających błonnika zwiększa ryzyko otyłości, aw konsekwencji rozwoju cukrzycy typu 2 (DM2); dlatego jedno z podejść w profilaktyce i leczeniu tych chorób skupiło się na kontrolowaniu i zmniejszaniu tempa wchłaniania i metabolizmu węglowodanów. DM2 jest wynikiem przewlekłej insulinooporności oraz utraty masy i funkcji komórek β trzustki, co może być spowodowane glukotoksycznością i lipotoksycznością prowadzącą do apoptozy i dysfunkcji tych komórek; poszukiwanie terapii alternatywnych skupiło się na badaniach nad wtórnymi związkami metabolizmu roślin, zwłaszcza polifenolami (flawonoidami), które wykazały pozytywny wpływ na poposiłkową redukcję glukozy we krwi (2). Polifenole, definiowane jako wtórne metabolity wytwarzane przez rośliny, można znaleźć w kwiatach, warzywach i owocach; są generowane jako mechanizm obronny między innymi przed stresem, zimnem i promieniowaniem UV. Polifenole dzielą się na dwie duże grupy: 1) flawonoidy i 2) nieflawonoidy. Pierścień aromatyczny z grupą hydroksylową charakteryzuje strukturę polifenoli.

Zużycie polifenoli na całym świecie jest bardzo zmienne; odnotowano, że we Francji średnie spożycie wynosi od 283 do 1000 mg dziennie; w Hiszpanii od 500 do 1000 mg/dzień; we Włoszech jest to blisko 700 mg/dzień, aw Korei Południowej średnio 320 mg/dzień m.in. Różnorodność wzorców żywieniowych na całym świecie będzie zależała od całkowitej ilości spożywanych codziennie polifenoli. Spożywanie antocyjanów wiąże się z zapobieganiem i kontrolowaniem DM2 poprzez ochronę przed utlenianiem komórek beta trzustki, zmniejszanie aktywności enzymów trawiących węglowodany i hamowanie zaawansowanych produktów glikacji. Z biegiem czasu polifenole były badane w kilku modelach eksperymentalnych i badaniach klinicznych, przyczyniając się do poznania ich zastosowania jako potencjalnych środków zapobiegawczych i w leczeniu przewlekłych chorób niezakaźnych.

Jednym z podstawowych związków w tym dowodzie jest kwas galusowy; ten polifenol znajduje się w warzywach, owocach, herbacie i czerwonym winie; oprócz regulacji receptora proliferacji peroksysomów (PPAR) w wątrobie, mięśniach i tkance tłuszczowej odnotowano ważne aktywności biologiczne w modelach mysich w chorobach metabolicznych, takich jak DM2; wpływając na obniżenie stężenia glukozy w surowicy. Ponadto badania in vitro udokumentowały istotną hamującą aktywność enzymów fosforylazy glikogenu, która bierze udział w regulacji metabolizmu glikogenu; strategia, która mogłaby być stosowana jako środek przeciwhiperglikemiczny, a inna metoda mogłaby skupiać się na redukcji enzymu alfa-glukozydazy, który bierze udział w zmniejszaniu wchłaniania węglowodanów na poziomie jelitowym.

Badaniem innego flawonoidu obecnego w pomidorach, bulwach, pomarańczach, jabłkach, zielonej i czarnej herbacie, ziemniakach oraz w roślinach takich jak Vachellia farnesiana była kwercetyna; składnik ten jest wchłaniany głównie w jelicie z niewielkim nasileniem w żyle wrotnej. U osób z DM2 związek ten wykazywał spadek pików glukozy w surowicy po podaniu pojedynczej dawki 200 mg kwercetyny, zjawisko to rozciągało się podczas trzech godzin obserwacji stężenia glukozy w porównaniu z grupą placebo. Metaanaliza wykazała, że ​​doustne podawanie kwercetyny >500 mg/dobę przez osiem tygodni zmniejszyło stężenie glukozy w osoczu na czczo u pacjentów z zespołem metabolicznym. W innym badaniu kwercetynę podawano przez osiem tygodni w dawce 250 mg/dzień pacjentom z DM2, znacznie obniżając poziom LDL i zwiększając całkowitą zdolność antyoksydacyjną. Nie wykazało jednak zmiany stężenia glukozy w osoczu w porównaniu z grupą placebo, co sugeruje, że dawka była niewystarczająca. Inne związki o działaniu przeciwhiperglikemicznym to kwas kawowy, galusowy, ferulowy i wanilinowy, flawony (rutyna) i flawanony (naringenina).

Obecność związków polifenolowych może wpływać na wychwyt glukozy w tkankach obwodowych poprzez różne efekty, takie jak: 1) hamowanie monoglicerydowych enzymów trawiennych (alfa-amylazy i alfa-glukozydazy), te enzymy trawienne zmniejszają wychwyt glukozy i 2) zmniejszenie stężenia glukozy wychwyt poprzez hamowanie zależnych od sodu transporterów glukozy 1 (SGLT1) i 2 (SGLT2) zlokalizowanych w kanalikach proksymalnych nerki, 3) oprócz stymulacji wydzielania insuliny i ochrony komórek beta-trzustki 4) i wreszcie poprzez hamowanie transportery SGLT2 zlokalizowane nie tylko w kanalikach nerkowych; ale także w innych tkankach.

Ocena bezpieczeństwa spożywania polifenoli jest niezbędna, dlatego rozważa się wyniki lub poprzedniki dostępne zarówno in vitro, jak i in vivo. Polifenole pełnią różne funkcje fizjologiczne; konieczna jest ocena bezpieczeństwa podania; dowody na toksyczność ostrą i toksyczność kliniczną przedstawiono na podstawie badań biochemicznych, takich jak testy czynności wątroby i nerek. Niektóre suplementy odchudzające podawane w postaci ekstraktów roślinnych były związane z ostrym uszkodzeniem wątroby. Jego głównym składnikiem jest kwas hydroksycytrynowy; niektóre przypadki zgłaszają podwyższenie aktywności aminotransferaz i bilirubiny całkowitej.

Wyniki uzyskane w badaniach przedklinicznych przez zespół badawczy INCMNSZ ułatwiły obliczenia w celu określenia dawki początkowej do oceny w kolejnej fazie klinicznej u ludzi; konieczne jest przeprowadzenie analizy przeniesionej z myszy na człowieka obliczonej według wzoru „przeniesiona dawka na podstawie powierzchni ciała (BSA)”, biorąc pod uwagę zarówno wagę, jak i wzrost przeciętnego osobnika o wadze 60 kg. Do badania obliczono początkową dawkę 1,2 mg/kg ekstraktu VF; Reagan-Shaw i współpracownicy obszernie opisali metodologię obliczeń. Średnią szacunkową dawkę należy jednak skorygować na podstawie indywidualnych wartości masy i wzrostu każdego uczestnika, aby określić powierzchnię BSA ciała.

To badanie kliniczne I fazy opiera się na testach przedklinicznych przeprowadzonych przez zespół INCMNSZ w celu określenia poziomów, przy których nie obserwuje się szkodliwych skutków (NOAEL), przy których dawka została przeniesiona z myszy na człowieka; został oparty na zaleceniach Agencji ds. Żywności i Leków (FDA) z 2005 r., w których zastosowano równania konwersji mysz-człowiek; zaleca się również wykorzystanie wartości pola powierzchni ciała do obliczenia dawki równoważnej dla człowieka (HED, Human Equivalent Dose) zaproponowanej przez Naira i Jacoba w 2016 r. W tym sensie, w ramach badań nad alternatywnymi dietami w celu złagodzenia metabolicznych zmian otyłości z owoców VF u samców myszy C57BL6, ustaliliśmy, że dawka 10 mg/kg masy ciała myszy może być przeniesiona do badań przedklinicznych , jak ta propozycja.

Utrzymanie homeostazy glukozy ma największe znaczenie fizjologiczne i podlega ścisłej kontroli hormonalnej. Nieprawidłowe działanie tych hormonów może wywołać różne zmiany, takie jak zaburzenia homeostazy energetycznej, które obejmują otyłość, hiperglikemię i nietolerancję glukozy, które wywołują choroby, takie jak DM2. Ważną rolę odgrywa wpływ polifenoli na biodostępność makroskładników. Donoszono, że mogą tworzyć kompleksy z polisacharydami, wpływając na odpowiedź insulinową i glikemiczną oraz zwiększając wydalanie azotu i tłuszczu z kałem; mogą również hamować uwalnianie glukozy z wątroby i poprawiać wychwyt glukozy w tkankach obwodowych. Flawonoidy obecne w warzywach lub roślinach występują w postaci glikozydów. Glikozydy te są hydrolizowane przez enzym z grupy ß-glukozydazy (hydrolaza floryzyny laktazy) znajdujący się na rąbku szczoteczkowym jelita cienkiego, pozostawiając glikozyd flawonoidowy wolny; mogą one następnie przejść przez błonę komórkową na drodze biernej dyfuzji lub mogą zostać wchłonięte w stanie nienaruszonym przez zależne od sodu transportery glukozy SGLT1. Metabolizm polifenoli rozpoczyna się w świetle jelita; są one dekoniugowane przez hydrolazę laktazy florydzinowej, następnie flawonoid jest sprzęgany przez glukuronylotransferazy difosforanu urydyny, a koniugaty są eksportowane z powrotem do światła lub krwi przez różne transportery. Ponadto metabolity mogą być transportowane do hepatocytów za pośrednictwem różnych transporterów wychwytu, a następnie zawracane do układu krążenia. Alternatywnie, mogą być dekoniugowane wewnątrzkomórkowo przez enzymy, takie jak β-glukuronidaza i wydalane przez nerki. Obejmuje to wychwyt transporterów do komórek kanalików proksymalnych i wydalanie z moczem. Jednak te przemiany zależą od warunków każdej jednostki; niektóre są zwiększone w procesach zapalnych. Należy wspomnieć, że chociaż badania przedkliniczne FV nie wykazują żadnych działań niepożądanych, ocena jego bezpieczeństwa w badaniach klinicznych pod kątem późniejszego zastosowania klinicznego ma kluczowe znaczenie. Większość badań klinicznych rozpoczyna się bez zbadania możliwych toksycznych skutków spożycia polifenoli. Wykazano, że związki epigallokatechiny mają potencjalne działanie prooksydacyjne, co może mieć implikacje dotyczące toksyczności i sugeruje, że należy przeprowadzić dalsze badania nad toksycznością dla wątroby i nerek. Istnieje kilka ostatnich przypadków hepatotoksyczności związanej ze spożywaniem dużych dawek suplementów diety na bazie herbaty. W prawie wszystkich przypadkach (ośmiu z dziewięciu) pacjenci mieli podwyższone poziomy aminotransferazy alaninowej i bilirubiny w surowicy. W dwóch z dziewięciu punktów stwierdzono zapalenie okołowrotne i wrotne. Wszystkie przypadki ustąpiły po zaprzestaniu suplementacji. Zaproponowano, aby toksyczność wątroby i nerek była związana z biodostępnością związku. Ostatnie badania na ludziach wykazały, że post zwiększa biodostępność niektórych polifenoli, takich jak epigallokatechina. Chociaż nie ma doniesień o toksyczności u ochotników w badaniach interwencyjnych, wymagane jest uważne monitorowanie czynności wątroby i nerek do czasu ustalenia ryzyka zdarzeń toksycznych związanych z katechinami herbaty u ludzi.

Vachellia farnesiana (VF) to krzew z rodziny Fabaceae; występuje w suchych, półpustynnych i tropikalnych regionach Meksyku i na całym świecie; jego maksymalna reprodukcja przypada na sezon zimowy. Jego owoce są lepkie i dziwniejsze, a olejki eteryczne są używane jako barwniki. Do najwybitniejszych zastosowań należą między innymi źródło paszy i lecznicze działanie przeciwzapalne, hamowanie etanolowym ekstraktem z Vibrio cholera i działanie przeciwwrzodowe. Ponadto jej owoce zostały wykorzystane jako niekonwencjonalne strategie żywienia kóz w celu przenoszenia związków fenolowych o działaniu przeciwutleniającym w celu poprawy jakości produktów pochodzenia zwierzęcego (mleka i sera). W 2020 roku suplementacja w mysim modelu indukowała otyłość, gdzie włączenie mleka koziego wykazało wzrost wydatku energetycznego i objętości tlenu modyfikując skład ciała myszy, w porównaniu z dietą wysokotłuszczową, wykazało biotransfer związków bioaktywnych z VF obecne w mleku modelu mysiego. Wcześniej ta grupa badawcza oceniała moc przeciwutleniającą i przeciwzapalną różnych ekstraktów polifenolowych tego zasobu roślinnego. Ponadto opisano kilka związków fenolowych obecnych w liściach, łodygach, korze, kwiatach, korzeniach i owocach VF, takich jak między innymi kwas galusowy, kwercetyna, galusan metylu, mirycetyna, naringenina, kwas ferulowy, kemferol.

Wśród unikalnych polifenoli w owocach VF są kwas galusowy, kwercetyna i epikatechina. Wcześniejsze badania opisywały wpływ tych związków na hamowanie aktywności enzymów, które mogłyby być stosowane jako alternatywa do kontrolowania poposiłkowego poziomu glukozy we krwi, a tym samym zmniejszania ryzyka i częstości występowania DM2. W 1989 roku Wadood i współpracownicy przetestowali wpływ suplementacji sproszkowanych nasion akacji na modelu zwierzęcym (króliki), wykazując, że dawka 2,3 i 4 g/kg znacznie obniżyła poziom glukozy we krwi; w tym badaniu stymulant wydzielania insuliny przez komórki beta trzustki (sulfonylomocznik) zastosowano jako kontrolę pozytywną.

Ogawa i współpracownicy niedawno przeprowadzili badania kliniczne, opisując w różnych raportach naukowych, w których wpływ spożycia polifenolowego ekstraktu A. oznacza w początkowym okresie od 4 do 8 tygodni podawania; a później w kolejnej próbie przedłużenia czasu podawania do 12 tygodni; zgłaszanie zasadniczej odpowiedzi na glikemię u pacjentów z nietolerancją glukozy, poprawę doustnej krzywej glukozy w 90 i 120 minut, będąc znacznie bardziej miarodajnymi wynikami, gdy okres spożywania ekstraktu został wydłużony do 12 tygodni; gdzie poziomy glukozy na czczo obniżyły się, w odniesieniu do grupy kontrolnej, przy czym efekt ten był istotny przy redukcji historii glikozylowanej hemoglobiny; bez obecności jakichkolwiek działań niepożądanych. Należy podkreślić, że w pierwszym badaniu (z interwencją trwającą od 4 do 8 tygodni) zastosowano stężenie 250 mg ekstraktu polifenolowego na kapsułkę i podawano cztery kapsułki dziennie na osobę (1000 mg dziennie). W przypadku drugiej interwencji, próba (12 tygodni); czyli stężenie polifenoli w kapsułce było bardzo podobne do poprzedniego testu (245 mg/kapsułkę), ale tym razem każdemu uczestnikowi podawano sześć kapsułek (1470 mg/d) dziennie.

Pytania badawcze:

1. Czy dawka 1,2 mg/kg polifenolowego ekstraktu Vachellia farnesiana zmniejszy średnią wartość pola pod krzywą odpowiedzi glikemicznej zdrowych ochotników w odniesieniu do grupy kontrolnej?
2. Czy dawka 1,2 mg/kg polifenolowego ekstraktu Vachellia farnesiana wpłynie na średnie wartości enzymów wątrobowych w surowicy i biomarkera moczu KIM-1 u zdrowych ochotników w stosunku do grupy kontrolnej?