Bevezetés

A flavonoidok a természetes anyagok egy csoportjába tartoznak, amelyek fenolos szerkezetűek, és egy flavon magszerkezet köré épülnek, és megtalálhatók a növényekben és az élelmiszerekben, például a borban. (1. ábra) Ezek a természetes termékek már sok évvel a flavonoidok azonosítása előtt is ismerték jótékony hatásukat. A flavonoidok kutatása további lendületet kapott, amikor felfedezték a mediterrán népességekben megfigyelt “francia paradoxont”, ahol a vörösbor és a magas telített zsírok fogyasztása mellett alacsony a szív- és érrendszeri halálozás. A vörösborban található flavonoidok feltételezhetően legalább részben felelősek ezért a hatásért. Az epidemiológiai vizsgálatok valóban a flavonoidok szívkoszorúér-betegséggel szembeni védő szerepére utalnak. A flavonoidok szerkezetük alapján flavonokra, flavanolokra, flavonolokra és antociánokra oszthatók. A mechanizmusok, amelyek révén a flavonoidok feltételezhetően kifejtik egészséges hatásukat, a következők: antioxidáns, gyulladáscsökkentő, adhézióellenes, trombózisellenes, értágító és daganatellenes hatás.

Kardiovaszkuláris védelem a flavonoidok által

A flavonoidok védik a szöveteket a reaktív oxigénfajok (ROS) káros hatásaitól. Az oxidált lipidek például károsítják a sejtmembránokat és sejthalált idéznek elő. A flavonoidok az endogén antioxidáns mechanizmusokkal együttműködve additív fosztórendszerként működhetnek. A flavonoidok elnyomják az NO-szintáz indukálható formáját (iNOS), amely káros mennyiségű NO-t termel. A flavonoidok oxidációjuk révén elnyelik a ROS-t. A flavanol epikatekinről azt jelentették, hogy ROS-szűrő. Mivel a ROS gyulladásos mediátorokat indukálhat, antioxidáns tulajdonságaik elnyomják ezt a választ. Amint azt alább részletezzük, a flavonoidok gyulladáscsökkentő hatásúak is lehetnek, mivel képesek csökkenteni a leukociták adhézióját és aktiválódását. A flavonoidok adhézióellenes hatása a ciklooxigenáz és lipoxigenáz útvonalak és az eikozanoidok szintézisének gátlásából is eredhet. A flavonoidok véralvadásgátló hatást fejtenek ki a vérlemezkék aggregációját és a ROS prokoaguláns hatását gátló képességüknek köszönhetően. A flavonoidok az endotél NOS erős stimulátorai; az így keletkező NO-termelés vazodilatációs, véralvadásgátló és adhézióellenes hatásokat eredményez. A kardiovaszkuláris patológiával összefüggésben a flavonoidok hatásainak összessége úgy tekinthető, hogy általában csökkenti a betegség kialakulásának esélyét, vagy mérsékli a folyamatban lévő patológiai folyamatokat.

A kakaóbab a flavonoidok és számos más vegyület forrása

A kakaóbabban található flavonoidok fő típusa a flavanolok. A kakaóbab, amelyből a csokoládét készítik, a Theobroma cacao (2. ábra) nevű fa terméséből származik, amely főként a világ szubtrópusi régióiban nő. Ahogy a theobroma (“az istenek eledele”) elnevezés is utal rá, a babok jelentős mennyiségben, ~1,2 tömegszázalékban tartalmazzák a xantin teobromint, valamint flavonoidokat és közel 400 egyéb azonosított vegyületet. A nyers kakaóbab keserű és gyakorlatilag ehetetlen (2. ábra). A csokoládé előállításához a kakaóbabot erjesztik, pörkölik, őrlik, majd kakaóporra és kakaóvajra választják. A “modern csokoládét” eredményező hagyományos feldolgozási módszerek, különösen a lúgosítás (hollandizálás, az íz lágyítása) eltávolítja a kakaóból a flavanolokat. A kakaó keserűsége nagyrészt a flavanolokból származik. A flavanolok jótékony hatásainak felismerésével a kereskedelmi termelésben a magas flavanoltartalmú csokoládéformák felé történt elmozdulás. A kakaópor akár 10% zsírt is tartalmazhat, és akár 6 tömegszázalék flavanolt is. Szerény mennyiségben ásványi anyagokat (Mg, Cu, K és Ca), fehérjét és rostokat is tartalmaz. A kakaóporban található fő flavanolok a katechinek és az epicatechinek monomer vagy multimer (procianidin) formában. (3. ábra) Az ipar által kifejlesztett speciális kakaóformulák ma már akár 10% kakaóflavanolt is tartalmaznak. A kakaóvaj a kakaóbab száraz tömegének akár 57%-át is kiteheti. Az uralkodó zsírsavak a sztearin-, palmitin-, olaj- és linolsav. Úgy tűnik, hogy a kakaóvaj fogyasztása semleges hatással van az emberek vérlipidprofiljára és a vérlemezkék aggregációjára. A kakaóvajban nagyon kis mennyiségben vannak jelen növényi szterolok, beleértve a szitoszterint és a sztigmaszterint, és úgy tűnik, hogy kevéssé vagy egyáltalán nem befolyásolják a koleszterin felszívódását. Így annak ellenére, hogy a kakaóvaj alkotóelemként telített zsírokat tartalmaz, kevés vagy semmilyen hatással nincs az emberek vérlipidprofiljára.

A csokoládé kultúrtörténete

A kakaó gyógyászati felhasználása az Újvilágban több száz évvel ezelőtt az olmec, maja és mexikói (azték) törzseknél alakult ki. Dillinger és társai kiváló áttekintést írtak erről a témáról, amelyből az alábbiakban részleteket közlünk.

A kakaóbab nagy jelentőséggel bírt a mezoamerikai indiánok mindennapi életében. A maja és mexikói vallások szerint a kakaó isteni eredetű volt, mivel Quetzalcoatl isten fedezte fel a kakaót. A kakaót csak italként készítették, és a társadalomban kiemelkedő szerepet betöltő felnőtt férfiak számára volt fenntartva. Kolumbusz legénysége elfogott egy kenut, amely titokzatos kinézetű “mandulát” tartalmazott, amelyet később Mezoamerikában fizetőeszközként azonosítottak. Diaz del Castillo, Hernan Cortez egyik tisztje írta: “Montezuma őrségének emberei időről időre tiszta aranyból készült csészékben hoztak neki kakaónövényből készült italt, amelyet állítólag a feleségei meglátogatása előtt fogyasztott”. A spanyolok megjegyezték, hogy az aztékok nagy távolságokat tudtak gyalogolni fáradtság nélkül, és a kakaóital szerepét sejtették. A mezoamerikai történelmi dokumentumok tartalmaznak utasításokat a kakaó gyógyászati felhasználására vonatkozóan. A majáktól kapott kerámiadarabok egy kakaós páncélt viselő harcost jegyeznek fel, mivel a maják úgy vélték, hogy a kakaó erősebbé és legyőzhetetlenné tesz. A kakaó hatékonyságára vonatkozó modern állítások, amelyek a jelenlegi orvosbiológiai kutatásokon alapulnak, kicsit szerényebbek, de még mindig elég lenyűgözőek, amint azt az alábbiakban ismertetjük.

A kakaó és a szív- és érrendszeri védelem

A kakaó flavanolok szív- és érrendszeri hatásai iránti érdeklődés nemrégiben újra felcsillant azáltal, hogy megfigyelték, hogy a Panama partjainál élő kuna indiánoknál nagyon alacsony a magas vérnyomás előfordulása, és nem emelkedik a vérnyomásuk az öregedés során. Az érintett tényezők egyértelműen környezeti tényezők, mivel a szárazföldre vándorláskor a védelem megszűnik. A szigeti kunák nagy mennyiségben fogyasztanak otthon készített, flavanolokban gazdag kakaót, míg a szárazföldön élő kunák kereskedelmi kakaót fogyasztanak, amelyből többnyire hiányoznak a flavonoidok. Miután a kutatók a testsúlyt, a testmozgást, az alkoholfogyasztást és más releváns tényezőket mint a szív- és érrendszeri védelem közvetítőit figyelmen kívül hagyták, megállapították, hogy a kunák vese hemodinamikai állapota magas NO-szintre utal. Hollenberg és munkatársai, azt a hipotézist dolgozták ki, hogy a flavonoidokban gazdag kakaó fogyasztása elősegíti az értágulást másodlagosan a fokozott NO-szintézisnek köszönhetően. Ezeket az adatokat megerősítették a flavonoidokban gazdag kakaót fogyasztó egyéneknél, és a hatást az L-NAME NO-szintézisgátlóval visszafordították.

A kakaó flavanolok és a kardiovaszkuláris hatások

A(-)-Epikatekin és a (+)-katechin jellegzetes tendenciája, hogy a természetben nagyobb, különböző méretű flavanol oligomerek (procianidinek) alegységeiként fordulnak elő. Az adatok arra utalnak, hogy a kakaóban lévő flavanol oligomerek a GI traktusban monomerekké bomlanak le, amelyek aztán vagy tisztán, vagy metabolizált formában szívódnak fel. Az oligomerek lebomolhatnak a savas gyomorkörnyezetben, vagy ha épségben eljutnak a vékonybélbe, akkor monomerekre bomolhatnak. A vékonybélbe jutva a katechin és az epicatechin lényegében metabolizálódik; a keletkező flavanolok glükuronidálódnak vagy metilálódnak. Néhány monomer epikatekin túléli és bejut a szervezetbe, ahol farmakológiai hatást fejt ki.

A kakaópor és a kakaókivonatok bizonyítottan nagyobb antioxidáns kapacitást mutatnak, mint számos más, flavanolokban gazdag élelmiszer és élelmiszer-kivonat, például a zöld tea és az áfonya. Az antioxidáns hatások azonnal nyilvánvalóak, amikor a vegyületeket in vitro vagy in vivo >0,02 mM koncentrációban használják. Egészséges emberek körében az LDL-oxidáció gátlásáról számoltak be a flavanolban gazdag kakaó fogyasztását követő 2 órán belül. Orálisan kakaóval ellátott rágcsálókban a réz által kiváltott LDL-oxidáció mértéke jelentősen csökkent. A 2% kakaóport tartalmazó, 1,57 mg/g táplálék flavanolokat és procianidint tartalmazó étrend krónikus fogyasztása a DNS-oxidáció csökkenésével járt együtt. A cukorbetegség okozta szürkehályog és az ex vivo lipidperoxid-képződés csökkent a kakaólikőrt kapott patkányoknál. Embereknél a flavonoidokban gazdag csokoládé fogyasztása a plazma antioxidáns kapacitásának növekedését mutatta, amely a fogyasztás után 2 órával tetőzött, és 6 órára visszaállt a kiindulási szintre. A kakaóflavanolok egyéb kedvező hatásokkal is rendelkeznek, amelyek már viszonylag alacsony dózisokban is jelentkeztek. Grassi és munkatársai kimutatták, hogy az étcsokoládé 15 napon át történő fogyasztása (100 g/nap, amely 88 mg flavanolt tartalmazott, vagy ~1,2 mg/kg/nap) csökkentette a vérnyomást és a szérum LDL-koleszterint, javította az áramlás-közvetített tágulást és javította az inzulinérzékenységet hipertóniás betegeknél. Ezek a hatások hiányoztak azoknál a betegeknél, akik izokalóriás mennyiségű fehér csokoládét szedtek. Ezek az eredmények igen figyelemreméltóak, tekintve, hogy a kedvező hatásokat nemcsak a vérnyomásra, hanem más kardiovaszkuláris kockázati tényezőkre, például az LDL-szintre és az inzulinérzékenységre is megfigyelték.

Schroeter és munkatársai kimutatták, hogy egészséges emberekben a flavanolokban gazdag kakaó fogyasztása akut NO-emelkedéssel, fokozott áramlás-közvetített értágulással és fokozott mikrocirkulációval járt a vérben. A (-)-epikatekin monomerjeinek és metabolitjának, az epikatekin-7-O-glükuronidnak a vérben való jelenléte korrelált ezekkel az érrendszeri hatásokkal. Ugyanezek a kutatók kimutatták, hogy a flavanolok metabolitjainak keveréke előidézte a relaxációt a prekonstrikált nyúl aorta gyűrűkben. Ezen eredmények alapján azt lehet állítani, hogy ez a két kakaóflavanol-származék képviseli a fő bioaktív keringő flavanol-állományt, bár más flavanol- vagy procianidin (azaz multimer) összetevők további bioaktivitásokat fejthetnek ki.

Schroeter és munkatársai azt is kimutatták, hogy az orális epikatekin utánozta a kakaó akut érrendszeri hatásait. Az érrendszeri hatásokat a NO-szintáz gátlása megszüntette. A kakaó krónikus bevitele is növelte a NO plazmaszintjét és a NO-metabolitok vizeletkiválasztását. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a (-)-epikatekin hatásai, legalábbis részben, ok-okozati összefüggésben állnak az érrendszeri NO-termeléssel. A kakaó kedvező hatásait alapbetegségek, például az öregedés okozta érrendszeri diszfunkció, a dohányosok endotheldiszfunkciója és a posztmenopauzában lévő nők esetében is megfigyelték. Érdekes módon a Grassi és munkatársai által magas vérnyomásban szenvedő betegeknél tapasztalt tartós vérnyomáscsökkenéshez az étcsokoládé tartós fogyasztására volt szükség. A tartós érrendszeri hatások genetikai vagy metabolikus hatásoknak lehetnek másodlagosak. a vörösbor-polifenolok alkalmazásával nyert in vitro és in vivo adatok azt mutatják, hogy serkentik az eNOS expresszióját és az NO felszabadulását. Ez a válasz összhangban van az idővel fokozódó értágulással. Az anyagcserehatásokhoz egy idővel aktív flavanolszármazék felhalmozódására lehet szükség.

A kakaóflavanolok pleiotróp tulajdonságai miatt ésszerű azt javasolni, hogy ischaemiás károsodás esetén kardioprotektánsként működhetnek. Ezt a lehetőséget vizsgálták Yamazaki és munkatársai által publikált tanulmányban, akik azt vizsgálták, hogy az epicatechin képes-e csökkenteni a rövid és hosszú távú iszkémia-reperfúziós miokardiális károsodást. Az epikatekin (1 mg/kg) előkezelést 2 vagy 10 napon keresztül naponta adták be rágcsálóknak orális fecskendővel. Az iszkémiát 45 perces koszorúér-elzárással idézték elő. A reperfúziót 48 órán, 10 napon vagy 3 héten keresztül engedélyezték, miközben a kezelés folytatódott. A mért paraméterek közé tartozott az infarktus mérete, a hemodinamika, a mieloperoxidáz aktivitás (azaz a gyulladás), a szöveti oxidatív stressz és a mátrix metalloproteináz-9 (MMP-9) aktivitás a 48 órás csoportokban. A 3 hetes csoportokban a szív morfometriáját is értékelték. A 2 napos kezelés után az infarktus mérete nem csökkent. A 10 napos kezelés után azonban az infarktus méretének 50%-os csökkenése volt megfigyelhető (4. ábra). Az epikatekin kezelés nem eredményezett változásokat a hemodinamikában. A szöveti oxidatív stressz és az MMP-9 aktivitás jelentősen csökkent az epikatekin hatására. 3 hétre az epikatekin hatására az infarktus méretének 30%-os csökkenése volt megfigyelhető, amit tartós hemodinamika és megőrzött szívmorfometria kísért. Ezek az adatok bizonyítékot szolgáltatnak az epikatekin által kiváltott kardioprotekcióra iszkémia-reperfúziós sérülés esetén. A megfigyelt hatások függetlenek voltak a hemodinamikai változásoktól, idővel tartósak voltak, és a szöveti károsodás számos mutatójának csökkent szintjével jártak együtt. Úgy tűnik, hogy a flavanol rendszeres, hosszú távú fogyasztására van szükség, mivel 2 napos előkezelés után nem észleltek védelmet.

A fent bemutatott bizonyítékok alapján, amelyek epidemiológiai (kuna indiánok), klinikai (embereken végzett vizsgálatok) és preklinikai (állatmodellek felhasználásával) eredményeket tartalmaznak, joggal javasolhatjuk, hogy a kakaóflavanolok ígéretesek, mint erős kardiovaszkuláris védő tulajdonságokkal rendelkező táplálékkiegészítők. Rendszeres, kalóriaszegény formában történő fogyasztásuk megfontolandó, tekintettel a felmerült meggyőző bizonyítékokra.