12.1.2 Biológiai funkciók

Az antociánok napjainkban nagy táplálkozási érdeklődésre tartanak számot, mivel hozzájárulnak az emberi egészséghez. A szakirodalomban számos bizonyíték található az antociánokban gazdag étrend által nyújtott egészségügyi előnyökre (Fang, 2015; Fernandes et al., 2017; Jamar et al., 2017; Kong et al., 2003; Lila et al., 2016; Pojer et al., 2013; Santos-Buelga et al., 2014). A korai jelentések azt sugallták, hogy az antociánok egészségfejlesztő hatása kizárólag antioxidáns tulajdonságaiknak köszönhető. A legújabb tanulmányok azonban azt értékelték, hogy az antociánok a gyulladáscsökkentő, sejtszignál- és génexpressziós útvonalakon is szerepet játszanak (Lila et al., 2016).

Az antociánok erős antioxidáns kapacitással rendelkeznek, így potenciálisan megelőzhetik a szabadgyökök okozta károsodásokat. Kémiai szerkezetük megfelelő ahhoz, hogy hidrogéneket vagy elektronokat adományozzanak a szabad gyököknek, valamint aromás szerkezetükön keresztül elszívják és mozgatják azokat. Képesek a reaktív oxigén (ROO-, O2, O2–, OH-), nitrogén (NO-) és klórfajok, valamint az alkil- és peroxil szabadgyökök széles skáláját elnyelni, stabil fenoxilgyököt létrehozva. Az antioxidáns kapacitás a B-gyűrű 3′ és 4′ pozíciójában lévő hidroxilcsoportok jelenlétéből ered, ami stabilitást biztosít a képződött gyöknek. Ezenkívül a 3. (C gyűrű) és az 5. (A gyűrű) pozícióban lévő szabad hidroxilcsoportok elektrondonorként működnek (Heim és mtsai., 2002). In vitro vizsgálatok kimutatták, hogy az antociánok antioxidáns hatása függ a kémiai szerkezetüktől, és a hatékonyság nő a B gyűrűben lévő hidroxilcsoportok számának növelésével. A cianidin antioxidáns aktivitása azonban csökken a C gyűrű 3. pozíciójában lévő glikozid csoportok jelenlétével (Seeram és Nair, 2002). Emellett a B gyűrűben lévő katechol-rész, a C gyűrűben lévő oxóniumion, valamint a hidroxilációs és metilációs minta, az acilálás és a glikozilálás is befolyásolja az antioxidáns tulajdonságot (Pojer et al., 2013).

Változatos vizsgálatok szerint az antociánok és aglikonok oxidatív aktivitása egyenértékű a klasszikus antioxidánsokéval, például a C- és E-vitaminéval; továbbá úgy tűnik, hogy jobb antioxidánsok, mint az α-tokoferol (Fukumoto és Mazza, 2000). Továbbá Heinonen és munkatársai (1998) lineáris korrelációt mutattak ki az antocián-tartalom és az antioxidáns hatás között néhány gyümölcsben, mint például a szeder, a vörös málna, a fekete málna és az eper. Egészséges önkéntesekkel végzett in vivo vizsgálatok kimutatták, hogy az acai gyümölcspépből és -léből származó antociánok napi bevitele antioxidáns aktivitást eredményez a plazmában és a vizeletben (Mertens-Talcott és mtsai., 2008). Az önkéntesek 7 ml/kg acai bogyós gyümölcsből készült terméket vettek be reggel, éjszakai koplalás után, majd a fogyasztást követő 12 és 24 órában plazma- és vizeletmintákat elemeztek, és kimutatták az antioxidáns aktivitás növekedését.

A gyulladás a testszövetek védekező válasza a káros ingerekre, például kórokozókra, sérült sejtekre vagy irritáló anyagokra. A gyulladás serkentése a ciklooxigenáz (COX) enzimeknek köszönhető, amelyek az arachidonsavat prosztaglandinokká alakítják. A COX-1 izoenzim expressziója a legtöbb szövetben gyakori; a COX-2 azonban a gyulladt sejtekben felszabályozódik, és ezt a szabályozást a citokinek közvetítik (Bowen-Forbes és mtsai., 2010). A cianidin-3-glükozidokban gazdag kivonatokról megállapították, hogy hatással vannak az immun-, gyulladásos és apoptotikus folyamatokat szabályozó gének expressziójára; ezt a hatást akkor figyelték meg, amikor a cianidin befolyásolja az NF-κB-t, egy olyan fehérjekomplexet, amelynek fontos szerepe van a sejtmagban zajló transzkripciós aktivitásban (Pascual-Teresa, 2014). Ez a hatás a COX-2 és a nitrogén-oxid-szintáz (iNOS) downregulációjával is összefüggésbe hozható, amelyek a különböző induktorokra adott gyulladásgátló és immunválaszért felelősek. Néhány tanulmány kimutatta az antociánok gátló hatását: Bowen-Forbes és munkatársai (2010) megfigyelték, hogy a jamaikai Rubus spp. kivonatai 100 μg/ml koncentrációban hexánban mérsékelt COX-gátló hatást (27,5%-33,1%) eredményeztek in vitro vizsgálatokban. Intuyod és munkatársai (2014) antociánokban gazdag kivonatot (cianidin és delfinidin) adtak hörcsögöknek egy in vivo kísérletben, és megállapították, hogy az antociánok csökkentették a rostos szövetek felhalmozódását és csökkentették a gyulladásos szinteket, a motoros funkcióra gyakorolt hatás nélkül. A delfinidin és a cianidin gátolta a COX-2 expresszióját, míg a pelargonidin, a peonidin és a malvidin nem (Pojer és mtsai., 2013).

Az antociánok antioxidáns kapacitása összefügg a különböző betegségekben betöltött megelőző funkciójukkal, amelyek a különböző helyeken, például a membránokban, a citoplazmában és a sejtmagban sejtkárosodást okozó reaktív oxidatív fajok jelenlétében jönnek létre. Figyelembe véve gyulladáscsökkentő hatásukat, az antociánok részt vehetnek a szöveti gyulladással járó betegségek kezelésében. Előnyöket figyeltek meg a nem fertőző krónikus betegségek, például a szív- és érrendszeri, neurológiai és kognitív elváltozások, a rák, az elhízás vagy a cukorbetegség, valamint más patológiás folyamatok, például az öregedés vagy a látás megváltozása megelőzésében vagy kezelésében.

Számos tanulmány bizonyította, hogy a polifenolok fogyasztása csökkenti a koszorúér-betegségek előfordulását, amelyek a vérlemezke-aggregációnak, a magas vérnyomásnak, a magas plazma alacsony sűrűségű lipoprotein (LDL) koleszterinszintnek és az érrendszeri endothel diszfunkciónak köszönhetőek. Az antociánok kardioprotektív hatása összefügghet a szérum antioxidáns kapacitásának növekedésével, amely véd az LDL-oxidáció ellen, valamint a gyulladáscsökkentő és trombocitaellenes aktivitással (Erlund és mtsai., 2008; Thompson és mtsai., 2017). Egyes szerzők értékelték a bogyós gyümölcsök antioxidáns aktivitásának hatását az LDL oxidációjára, és azt kapták, hogy az aranyvessző és a szőlő kivonat csökkentette az összkoleszterin, az LDL és a triglicerid szintjét, míg a nagy sűrűségű lipoprotein (HDL) koleszterin szintjét növelte (Kong et al., 2003; Valcheva-Kuzmanova et al., 2007), így megelőzte az ateroszklerózist. Hassellund és munkatársai (2013) a prehipertenzív férfiak plazmájában a HDL-koleszterin és a cukorszint emelkedését figyelték meg antociánok bevitele után, valamint a plazma polifenolszintjének növekedését, bár más kedvező hatást rövid távon nem tapasztaltak. Thompson és munkatársai (2017) 26 pro-trombotikus túlsúlyos és elhízott személynél értékelték az antociánok szupplementációjának (320 mg/nap) hatását, megfigyelve a trombocita aggregátumképződés 29%-os csökkenését.

Az antociánok antimutagén és antikarcinogén tulajdonságait számos in vitro és in vivo vizsgálatban kimutatták. A rák kialakulásának megelőzése alapvető fontosságú, és a tumorsejtek szaporodását gátolni képes vegyületek azonosítása kulcsfontosságú folyamat lehet. Ezzel a céllal a hidroperoxid termelését vagy a DNS-szintézis növekedését kell szabályozni. Az antociánok antioxidáns kapacitása bizonyítottan csökkenti a hidroperoxid szintjét in vivo vizsgálatokban, amikor patkányokat 12 héten át E-vitamin-hiányos étrenden tartották, hogy növeljék az oxidatív károsodásra való fogékonyságot, majd antocianidin kivonatokkal látták el őket. Az antociánok fogyasztása javította a plazma antioxidáns kapacitását és csökkentette a hidroperoxid és a 8-oxo-deoxi-guanozin koncentrációját a májban, amelyek a lipidperoxidáció, illetve a DNS-károsodás mutatói (Ramírez-Tortosa et al., 2001).

A különböző vizsgálatok azt értékelték, hogy egyes bogyókivonatok és izolált antociánok segítenek megelőzni a neurológiai és kognitív változásokat. Feltételezték, hogy az antociánok védőhatást gyakorolhatnak a kognícióra, beleértve a memóriát és a végrehajtó feldolgozást, akár az agyműködésre gyakorolt közvetlen hatáson keresztül, akár közvetve a vérnyomás csökkentése révén (Kent et al., 2017). Az antociánok átjutnak a hematoenkefális gáton, és a hippokampuszban és az agykéregben csatlakoznak a DNS-molekulához, így stabilizálják azt az oxidatív károsodással szemben (Passamonti és mtsai., 2005). Shukitt-Hale és munkatársai (2005) kimutatták, hogy a kognitív viselkedés és a neuronális funkciók javulhatnak, ha a patkányok étrendjét eperrel és áfonyával egészítik ki. Kent és munkatársai (2017) kimutatták, hogy egy antociánokban gazdag meggylé napi fogyasztása javította a verbális folyékonyságot, valamint a rövid és hosszú távú memóriát 49 idős felnőtt (+ 70 év) enyhe és közepes fokú demenciában szenvedő személynél.

Az antociánok többféleképpen is javíthatják a látást: (i) az éjszakai látás javítása a retinapigmentek növelésével; (ii) a retina kapillárisain belüli keringés javítása; (iii) a degeneráció és a diabéteszes retinopátia csökkentése; (iv) a glaukóma és más látásbetegségek megelőzése (Pojer et al., 2013). Ohgami és munkatársai (2005) antociánban gazdag kivonatokat adtak szemgyengeségben szenvedő patkányoknak, és a gyulladás csökkenését és a látásélesség növekedését figyelték meg. Nemrégiben Nakamura és munkatársai (2014) a maqui bogyóban található delfinidin 3,5-O-diglükozid hatását értékelték a száraz szem betegség megelőzésére. Megállapították, hogy az antocianin elnyomja a könnymirigyszövetből származó reaktív oxigénfajok képződését és megőrzi a könnyszekréciót.

Az elhízás az energiabevitel/kivitel egyensúlytalanságával járó gyulladásos betegség, amelyet a zsírszövet túlzott felhalmozódása jellemez; a zsírszövet hipertrófiája az adipocitokinek termelődésén keresztül metabolikus diszfunkciókhoz vezet. A 2-es típusú cukorbetegség inzulinhiánnyal jár, ami magas vércukorszintet okoz. Az antocianinok kölcsönhatásba lépnek az adiponektinnel, amely az egyik legfontosabb adipocitokin, és mérséklik az adipociták diszfunkcióját (Jamar és mtsai., 2017; Gowd és mtsai., 2017). Tsuda és munkatársai (2004, 2006) patkányok és emberek zsírszövetéből izolált adipocitákkal kísérleteztek, és megfigyelték, hogy az antociánok fokozzák az adipocitokin (adiponektin és leptin) szekrécióját, bár a mechanizmust még tisztázni kell. Másrészt számos polifenolról, köztük a cianidinről kimutatták, hogy gátolja az α-glükozidáz szintézisét, amely a táplálékkal bevitt szénhidrátok glükózzá emésztéséért felelős egyik kulcsenzim. A gátlás csökkenti a vér glükózkoncentrációját és ezáltal a cukorbetegség kockázatát (Tadera et al., 2006).

Az antociánok antioxidáns kapacitása felelős az öregedésgátló tulajdonságaikért, mivel az öregedés leginkább elfogadott elmélete a DNS, a fehérjék, a lipidek és más sejtalkotók szabadgyök/oxidatív stressz általi károsodása (Soto et al., 2015). Számos tanulmány bizonyította az antociánok fogyasztásának hatását a bőr és az agy öregedésének megelőzésében (Rojo et al., 2013; Soto et al., 2015; Wei et al., 2017).