Indledning

Flavonoider tilhører en gruppe af naturlige stoffer med fenolstrukturer bygget op omkring en kerneflavonstruktur og findes i planter og fødevarer som f.eks. vin. (Figur 1) Disse naturprodukter har været kendt for deres gavnlige virkninger i mange år, før flavonoiderne blev identificeret. Forskningen i flavonoider fik en ekstra impuls ved opdagelsen af det “franske paradoks”, der er observeret i Middelhavsbefolkninger, hvor en lav kardiovaskulær dødelighed forekommer i forbindelse med indtagelse af rødvin og et højt indhold af mættet fedt. Flavonoiderne i rødvin mistænkes for at være i det mindste delvist ansvarlige for denne effekt. Epidemiologiske undersøgelser tyder faktisk på, at flavonoiderne spiller en beskyttende rolle mod koronar hjertesygdom. Flavonoider kan på grundlag af deres struktur opdeles i flavoner, flavanoler, flavonoler og anthocyaniner. De mekanismer, hvormed flavonoider formodes at give deres sunde virkninger, omfatter antioxidant-, antiinflammatoriske, antiadhæsive, antitrombotiske, vasodilaterende og antitumorvirkninger.

Kardiovaskulær beskyttelse ved hjælp af flavonoider

Flavonoider beskytter væv mod de negative virkninger af reaktive oxygenarter (ROS). For eksempel beskadiger oxiderede lipider cellemembraner og fremkalder celledød. Flavonoider kan virke i samspil med endogene antioxidantmekanismer som et additivt scavenging-system. Flavonoider undertrykker den inducerbare form af NO-syntase (iNOS), som giver skadelige mængder NO. Flavonoider fjerner ROS via deres oxidation. Flavanolen epicatechin er blevet rapporteret som en ROS-fanger. Da ROS kan fremkalde inflammatoriske mediatorer, virker deres antioxidante egenskaber for at undertrykke denne reaktion. Som beskrevet nedenfor kan flavonoider også virke som antiinflammatoriske midler på grund af deres evne til at reducere leukocytternes adhæsion og aktivering. Flavonoiders antiadhæsionseffekter kan også skyldes hæmning af cyclooxygenase- og lipoxygenasebaner og syntesen af eicosanoider. Flavonoider udøver antikoagulationsvirkninger på grund af deres evne til at hæmme blodpladeaggregation og de prokoagulerende virkninger af ROS. Flavonoider er potente stimulatorer af endothelial NOS; den resulterende produktion af NO giver vasodilatation, antikoagulerende og antiadhæsionsvirkninger. I forbindelse med kardiovaskulær patologi kan summen af alle flavonoide virkninger ses som en generel reduktion af chancerne for enten at udvikle sygdom eller afbøde igangværende patologiske processer.

Cacaobønner er en kilde til flavonoider og adskillige andre forbindelser

Den vigtigste type flavonoider, der findes i kakaobønner, er flavanoler. Kakaobønner, som chokolade fremstilles af, kommer fra frugten af træet Theobroma cacao (figur 2), som hovedsagelig vokser i subtropiske områder i verden. Som navnet theobroma (“gudernes føde”) antyder, indeholder bønnerne en betydelig mængde af xanthinen theobromin, ~1,2 vægtprocent, samt flavonoider og næsten 400 andre identificerede forbindelser. Rå kakaobønner er bitre og praktisk talt uspiselige (figur 2). Til fremstilling af chokolade skal kakaobønnerne fermenteres, ristes, males og derefter adskilles til kakaopulver og kakaosmør. Traditionelle forarbejdningsmetoder, der giver “moderne chokolade”, især alkalinisering (dutching, for at mildne smagen), fjerner flavanoler fra kakao. Bitterheden fra kakao kommer hovedsagelig fra flavanoler. Med den nye erkendelse af flavanolernes gavnlige virkninger er der sket et skift i den kommercielle produktion i retning af chokoladeformer med et højt indhold af flavanoler. Kakaopulver kan indeholde så lidt som 10 % fedt og har op til 6 vægtprocent flavanoler. Det indeholder også mineraler (Mg, Cu, K og Ca), protein og fibre i beskedne mængder. De vigtigste flavanoler i kakaopulveret er catechiner og epicatechiner i enten monomer eller multimer (procyanidin) form. (Figur 3) Særlige kakaoformuleringer, som industrien har udviklet, indeholder nu op til 10 % kakaoflavanoler. Kakaosmør udgør op til 57 % af en bønnes tørvægt. De fremherskende fedtsyrer er stearinsyre, palmitinsyre, oliesyre og linolsyre. Indtagelse af kakaosmør synes at have neutrale virkninger på menneskers blodlipidprofil og på trombocytaggregation. Plantesteroler, herunder sitosterol og stigmasterol, er til stede i kakaosmør i meget små mængder og synes kun at have ringe eller ingen indvirkning på kolesteroloptagelsen. På trods af at kakaosmør indeholder mættet fedt som en bestanddel, har kakaosmør således kun en lille eller ingen indvirkning på blodlipidprofilerne hos mennesker.

Chokoladens kulturhistorie

Den medicinske brug af kakao opstod i den nye verden for flere hundrede år siden blandt olmec-, maya- og mexica-stammerne (aztekerne). Dillinger et al. har skrevet en fremragende gennemgang om dette emne, hvoraf uddrag vises nedenfor.

Kakaobønner havde stor betydning i de mesoamerikanske indianeres daglige liv. Ifølge maya- og mexica-religionerne havde kakao en guddommelig oprindelse, da guden Quetzalcoatl opdagede kakao. Kakao blev kun tilberedt som en drik og var en fødevare forbeholdt voksne mænd med en fremtrædende rolle i samfundet. Columbus’ besætning fangede en kano, der indeholdt mystisk udseende “mandler”, som senere blev identificeret som valuta i Mesoamerika. Diaz del Castillo, en officer hos Hernan Cortez, skrev: “Fra tid til anden bragte mændene fra Montezumas vagt ham i kopper af rent guld en drik lavet af kakaoplanten, som de sagde, at han tog, før han besøgte sine koner.” Spanierne bemærkede, at aztekerne kunne gå lange strækninger uden at blive trætte, og de mistænkte en rolle for kakaodrikken. Historiske mesoamerikanske dokumenter indeholder instruktioner om den medicinske brug af kakao. Keramiske genstande fra mayaerne viser en kriger i en rustning af kakao, da mayaerne mente, at kakao ville gøre en stærkere og uovervindelig. Moderne påstande om kakaoens virkning, baseret på den aktuelle biomedicinske forskning, er lidt mere beskedne, men stadig ganske imponerende, som beskrevet nedenfor.

Cacao og kardiovaskulær beskyttelse

Interessen for de kardiovaskulære virkninger af kakaoflavanoler er for nylig genopstået ved observationen af, at Kuna-indianere, der bor ud for Panamas kyst, har en meget lav forekomst af hypertension og ingen stigning i blodtrykket, når de bliver ældre. De involverede faktorer er tydeligvis miljømæssige, da beskyttelsen går tabt ved migrationen til fastlandet. Kunaerne på øen drikker store mængder hjemmelavet kakao, der er rig på flavanoler, mens Kunaerne på fastlandet spiser kommerciel kakao, der for det meste er uden flavonoider. Efter at have udelukket kropsvægt, motion, alkoholindtag og andre relevante faktorer som mediatorer for kardiovaskulær beskyttelse bemærkede forskerne, at Kuna-folket havde en nyrehæmodynamisk status, der tydede på høje NO-niveauer. Hollenberg et al. udviklede den hypotese, at indtagelse af kakao med et højt indhold af flavonoider ville fremme vasodilatation som følge af en øget NO-syntese. Disse data blev bekræftet hos personer, der indtog flavonoidrig kakao, og effekten blev vendt af NO-syntesehæmmeren L-NAME.

Cacaoflavanoler og kardiovaskulære virkninger

(-)-Epicatechin og (+)-catechin har en særlig tendens til at forekomme i naturen som underenheder af større flavanolololigomerer (procyanidiner) af forskellig størrelse. Data tyder på, at flavanolololigomerer i kakao nedbrydes i mave-tarmkanalen til monomerer, som derefter optages enten i ren form eller i en metaboliseret form. Oligomererne kan nedbrydes i det sure mavemiljø, eller hvis de når tyndtarmen intakte, kan de nedbrydes til monomerer. I tyndtarmen metaboliseres catechin og epicatechin i væsentlig grad; de resulterende flavanoler glucuronideres eller methyleres. Noget monomer epicatechin overlever og kommer ind i kroppen, hvor det forårsager farmakologiske virkninger.

Kkaopulver og kakaoekstrakter har vist sig at have større antioxidantkapacitet end mange andre flavanolrige fødevarer og fødevareekstrakter, såsom grøn te og blåbær. Antioxidative virkninger er tydelige straks, når forbindelser anvendes in vitro eller in vivo ved koncentrationer >0,02 mM. Blandt raske mennesker blev der rapporteret om hæmning af LDL-oxidation inden for 2 timer efter indtagelse af en flavanolrig kakao. Hos gnavere, der fik kakao oralt, blev hastigheden af kobberinduceret LDL-oxidation reduceret betydeligt. Kronisk indtagelse af diæter med 2 % kakaopulver, der indeholder 1,57 mg/g kost af flavanoler og procyanidiner, var forbundet med reduceret DNA-oxidation. Diabetes-induceret grå stær og ex vivo lipidperoxid-dannelse blev reduceret hos rotter, der fik kakaolikør. Hos mennesker viste indtagelse af flavonoidrig chokolade en øget antioxidantkapacitet i plasma, der toppede 2 timer efter indtagelse og vendte tilbage til udgangspunktet efter 6 timer. Kakaoflavanoler har også andre gavnlige virkninger, der er tydelige ved relativt lave doser. Grassi et al. viste, at indtagelse af mørk chokolade i 15 dage (100 g/dag indeholdende 88 mg flavanoler eller ~1,2 mg/kg/dag) sænkede blodtrykket og LDL-kolesterol i serum, forbedrede den flowmedierede dilatation og forbedrede insulinfølsomheden hos hypertensive patienter. Disse virkninger var fraværende hos patienter, der indtog isokaloriske mængder af hvid chokolade. Disse resultater er ganske slående i betragtning af, at de gavnlige virkninger ikke kun blev noteret på blodtrykket, men også på andre kardiovaskulære risikofaktorer såsom LDL-niveauer og insulinfølsomhed.

Schroeter et al. viste, at indtagelse af flavanolrig kakao hos raske mennesker var forbundet med akutte blodforhøjelser i NO, en forbedret flowmedieret vasodilatation og øget mikrocirkulation. Tilstedeværelsen i blodet af monomerer af (-)-epicatechin og dets metabolit, epicatechin-7-O-glucuronid, korrelerede med disse vaskulære virkninger. De samme forskere påviste, at en blanding af flavanolmetabolitter inducerede afslapning i prækonstrikerede aortakirtelringe hos kaniner. På baggrund af disse resultater kan man hævde, at disse to flavanolderivater fra kakao repræsenterer den vigtigste bioaktive cirkulerende flavanolpulje, selv om andre flavanol- eller procyanidin- (dvs. multimeriske) bestanddele kan udøve yderligere biovirkninger.

Schroeter og kolleger påviste også, at oral epicatechin emulerede de akutte vaskulære virkninger af kakao. De vaskulære virkninger blev ophævet ved hæmning af NO-syntase. Også kronisk indtagelse af kakao øgede plasmaniveauerne af NO og urinudskillelsen af NO-metabolitter. Disse resultater tyder på, at virkningerne af (-)-epicatechin i det mindste delvist er kausalt forbundet med NO-produktionen i vaskulaturen. De gavnlige virkninger af kakao er også blevet bemærket i forbindelse med underliggende sygdom, såsom aldringsinduceret vaskulær dysfunktion, endotelisk dysfunktion hos rygere og hos postmenopausale kvinder. Det er interessant, at det vedvarende fald i blodtrykket hos hypertensive patienter, som Grassi et al. så, krævede et længerevarende indtag af mørk chokolade. Vedvarende vaskulære virkninger kan være sekundære til enten genetiske eller metaboliske virkninger. in vitro- og in vivo-data fra brugen af rødvinspolyfenoler tyder på, at de stimulerer ekspressionen af eNOS og NO-frigivelse. Denne reaktion er i overensstemmelse med en vasodilatation, der øges med tiden. Metaboliske virkninger kan kræve akkumulering af et flavanolderivat, der er aktivt over tid.

Givet de pleiotrope egenskaber ved kakaoflavanoler er det rimeligt at foreslå, at de kan virke som kardiobeskyttende midler i forbindelse med iskæmisk skade. Denne mulighed blev undersøgt i en undersøgelse offentliggjort af Yamazaki et al., som udforskede epicatechins evne til at reducere kort- og langvarig iskæmi-reperfusionsskade på myokardiet. Epicatechin (1 mg/kg) blev forud for behandlingen administreret dagligt via oral gavage til gnavere i 2 eller 10 dage. Iskæmi blev fremkaldt ved en 45 minutters koronar okklusion. Reperfusion blev tilladt i 48 timer, 10 dage eller 3 uger, mens behandlingen fortsatte. De målte parametre omfattede infarktstørrelse, hæmodynamik, myeloperoxidaseaktivitet (dvs. inflammation), oxidativt stress i vævet og matrixmetalloproteinase-9 (MMP-9)-aktivitet i 48-timers-grupperne. Kardiel morfometri blev også evalueret i 3 ugers grupper. Efter 2 dages behandling skete der ingen reduktioner i infarktstørrelse. Efter 10 dages behandling blev der imidlertid observeret en 50 % reduktion i infarktstørrelse (figur 4). Epicatechin-behandling gav ingen ændringer i hæmodynamikken. Oxidativt stress i vævet og MMP-9-aktivitet blev reduceret signifikant med epicatechin. Efter 3 uger blev der observeret en 30 % reduktion af infarktstørrelsen med epicatechin, ledsaget af vedvarende hæmodynamik og bevaret kardiel morfometri. Disse data giver bevis for epicatechin-induceret kardioprotektion i forbindelse med iskæmi-reperfusionsskade. De konstaterede virkninger var uafhængige af ændringer i hæmodynamikken, var vedvarende over tid og var ledsaget af reducerede niveauer af flere indikatorer for vævsskade. Tilsyneladende er det nødvendigt med regelmæssig, langvarig indtagelse af flavanol, da der ikke blev observeret nogen beskyttelse efter 2 dages forbehandling.

På grundlag af de ovenfor præsenterede beviser, som omfatter epidemiologiske (Kuna-indianere), kliniske (undersøgelser på mennesker) og prækliniske (ved hjælp af dyremodeller), kan man med rimelighed foreslå, at kakaoflavanoler er lovende som nutraceutiske stoffer med potente kardiovaskulære beskyttende egenskaber. I betragtning af de overbevisende beviser, der er fremkommet, bør man overveje at indtage dem regelmæssigt i kaloriefattige former.