Biologická aktivita bobulovitých plodin Lonicera caerulea L. a Vaccinium MacrocarponAit

Irena Palíková

Disertační práce

Biological Activity of Lonicera Caerulea L. and Vaccinium Macrocarpon Ait. Berries

Anotace:

V předkládané disertační práci byly analyzovány obsahové látky plodů zimolezu modrého (Lonicera caerulea L.), studována jejich biologická aktivita a ověřena bezpečnost konzumace klikvy velkoplodé (Vaccinium macrocarpon Ait.) na potkanech kmene Wistar. Obě plodiny, u nás dříve jen málo známé, jsou po staletí využívány v lidovém léčitelství. Zimolez modrý je původním keřem severní polokoule, především území Ruska a Číny. V tamní tradiční medicíně se používají květy, pupeny či jiné nadzemní části při infekčních onemocněních pro své antibakteriální, antipyretické a protizánětlivé účinky. Plody L. caerulea L. obsahují, kromě mnoha dalších látek, vitamin C, anthokyaniny a fenolové kyseliny. Díky vysoké koncentraci látek s antimikrobiální aktivitou se jeví jako vhodný doplněk stravy pro prevenci a léčbu onemocnění dutiny ústní. Jejich konzumace působí příznivě i u osob vystavených vyšší zátěži a riziku vzniku některých chronických onemocnění. V Evropě je této plodině prozatím věnována malá pozornost. Při analýze nutričních složek, vitaminů, minerálů a kontaminantů v plodech zimolezu modrého pěstovaného v ČR byly nalezeny hodnoty srovnatelné s množstvím těchto látek v plodech L. caerulea L. pěstovaných na území Číny. Z fenolových kyselin převažovaly chlorogenová a gentisová kyselina v plodech a kávová a ferulová kyselina ve fenolové frakci. Z anthokyaninů byl v obou případech nejvíce zastoupený kyanidin-3-glukosid. Identifikovány byly i peonidin-3,5-diglukosid, delfinidin-3-glukosid a -3-rutinosid a pelargonidin-3,5-diglukosid a -3-rutinosid. Připravená fenolová frakce vykazovala redukční kapacitu při měření Folin-Ciocalteauovým činidlem a reagovala s 1,1-difenyl-2-pikrylhydrazylem i superoxidovým radikálem. Koncentračně závisle inhibovala radikálové poškození potkaních mikrosomálních membrán vyvolané terc butylhydroperoxidem i oxidaci lidských lipoproteinů o nízké hustotě indukovanou inkubací s Cu2+. Při dlouhodobé inkubaci s primárními kulturami potkaních hepatocytů a lidských endotelových buněk nepůsobila cytotoxicky ani při nejvyšší testované koncentraci a době inkubace (1000 ?g?ml-1, 48 hod.) a v nejvyšší koncentraci (1000 ?g?ml-1) vykazovala mírný cytoprotektivní účinek na obě kultury buněk po intoxikaci terc butylhydroperoxidem. Při poškození endotelových buněk oxidovanými lipoproteiny o nízké hustotě byl signifikantní protektivní účinek fenolové frakce zaznamenán při koncentraci 0,1 ?g?ml-1. Klikva velkoplodá je mnoho let používána k prevenci infekčních onemocnění močových cest. Klikva obsahuje jednoduché organické kyseliny, anthokyaniny, fenolové kyseliny a proanthokyanidiny. Většina těchto látek se metabolizuje na hippurovou kyselinu, a tak je vylučována močí, kde působí jako antibakteriální agens. Biologicky aktivní látky klikvy svým působením zabraňují adhezi Escherichia coli na epitel močových cest. Díky těmto schopnostem je klikva vhodným doplňkem stravy rizikových skupin, např. žen a mužů trpících záněty dolních cest močových. U V. macrocarpon Ait. byla ověřena bezpečnost na potkanech kmene Wistar. Jednalo se o sušené šťávy (NUTRICRAN?90S, HI-PAC 4.0) a celý plod (PACRAN?, Decas Botanical Synergies, USA). Konzumace diety obsahující použité přípravky V. macrocapon Ait. (1500 ppm) nevykazovala vedlejší nežádoucí účinky a po dobu 100 dnů bylo její užívání bezpečné. U skupiny zvířat krmené dietou obsahující NUTRICRAN?90S došlo ke snížení hladiny alkalické fosfatasy v plazmě a u skupiny krmené dietou s přípravkem PACRAN? k poklesu glutathionreduktasy a glutathionu v játrech. Bylo prokázáno, že fenolové látky a jejich metabolity se v těle potkana neakumulují a jsou vylučovány močí ve formě hippuro

Anotace:

vé kyseliny. Plody Lonicera caerulea L. i Vaccinium macrocarpon Ait. jsou perspektivním zdrojem zdraví prospěšných látek a jejich konzumace je vhodnou prevencí vážných chronických onemocnění. Díky možnosti jejich pěstování v podmínkách střední Evropy mohou být vyhledávanými funkčními potravinami obohacující naši dietu

Abstract:

The present thesis focuses on (a) the constituents and biological activity of the blue honeysuckle (Lonicera caerulea L.) and (b) a safety study of cranberry (Vaccinium macrocarpon Ait.) in rodents. Both plants have been used for centuries in folk medicine by the native inhabitants of Nothern countries, but to date are practically unknown in the Czech Republic. Blue honeysuckle is a shrub native to the Nothern hemisphere, especially Russia and China. In indigenous medicine, flowers, buds and other aerial parts of the plant are used for their anti-bacterial, anti-pyretic and anti-inflammatory activities. The berries contain a huge amount of ascorbic acid, anthocyanins and phenolic acids as health promoting phytochemicals. Due to the high content of anti-microbial compounds, the berries are promising beneficial functional food for the prevention and treatment of buccal cavity diseases. Their consumption is convenient for people exposed to high risk of chronic inflammation. Analysis of the nutritional components, vitamins, minerals and contaminants of blue honeysuckle fruits grown in the Czech Republic were comparable with the findings from plants grown in China. Among phenolic acids chlorogenic and gentisic predominated in fruits and caffeic and ferulic in the phenolic fraction. Among anthocyanins cyanidin-3-glucoside predominated. Peonidin-3,5-diglucoside, delphinidin-3-glucoside and -3-rutinoside and pelargonidin-3,5-diglucoside and -3-rutinoside were identified. The phenolic fraction displayed Folin-Ciocalteu reagent reducing and 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl and superoxide scavenging activity. The phenolic fraction inhibited rat liver microsome peroxidation induced by tert-butylhydroperoxide and low density lipoprotein oxidation induced by Cu2+ in a dose dependent manner. It was nontoxic to rat hepatocytes and human umbilical vein endothelial cells at all tested concentrations and time intervals. The protective effects against cell damage caused by tert-butylhydroperoxide was noted at 1000 ?g?ml-1 and against damage caused by oxidatively modified low density lipoproteins at 0.1 ?g?ml-1. Cranberry (Vaccinium macrocarpon Ait.) has been used for the prevention of urinary tract infections for many years. It contains huge amounts of organic acids, anthocyanins, phenolic acids and proanthocyanidins. These types of compounds are usually metabolized to hippuric acid and in this form are excreted in the urine where they act as an anti-microbial agent. Biologically active compounds can inhibit Escherichia coli adhesion to the bladder mucosal surface. For these reasons, Vaccinium macrocarpon Ait. is a promising dietary supplement for risk groups of human populations, such as women with repetitive urinary tract infections and men with prostate related health problems including urinary tract infection. V. macrocarpon Ait. berries were used for a safety study in Wistar rats. The dried juice (NUTRICRAN?90S, HI-PAC 4.0) and whole berries (PACRAN?; Decas Botanical Synergies, USA) were used for the study. They were nontoxic and a 100-day consumption was safe at a concentration 1500 ppm. The level of plasma alkaline phosphatase was significantly decreased in the group fed NUTRICRAN?90S and glutathionereductase and glutathione levels were significantly decreased in the group fed by PACRAN? in comparison to the control which received no supplementation. Phenolic compounds were shown to be eliminated as hippuric acid. Neither phenolics nor their metabolites accumulated within the body. Lonicera caerulea L. and Vaccinium macrocarpon Ait. berries are a prospective source of health promoting phytochemicals and their consumption is promising in the prevention of a number of chronic diseases, especially lifestyle conditions. The plants can be cultivated in the area of Central Europe and thus could be a valuable functional food of the diet of the Czech Republic

Klíčová slova

Lonicera caerulea L, Vaccinium macrocarpon Ait, fenolové látky, antioxidační aktivita, cytoprotektivní účinky, potkaní hepatocyty, lidské endotelové buňky, potkan, bezpečnost, hippurová kyselina

Keywords

Lonicera caerulea L, Vaccinium macrocarpon Ait, phenolic compounds, antioxidant activity, cytoprotectivity, rat hepatocytes, human endothelial cells, rat, safety, hippuric acid

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 24. 9. 2009

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 15. 12. 2009
• Vedoucí: Kateřina Valentová
• Oponent: Vojtěch Kamarád, Bohumír Koutek

Univerzita Palackého

Lékařská fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Lékařská chemie a biochemie (čtyřleté) / Lékařská chemie a biochemie (čtyřleté)