Introduktion

Flavonoider tillhör en grupp naturliga ämnen med fenolstrukturer som är uppbyggda kring en kärnflavonstruktur och som finns i växter och livsmedelsprodukter som vin. (Figur 1) Dessa naturprodukter var kända för sina positiva effekter i många år innan flavonoiderna identifierades. Forskningen om flavonoider fick en extra impuls när man upptäckte den ”franska paradoxen” som observerats i Medelhavspopulationer, där en låg kardiovaskulär dödlighet uppträder i samband med konsumtion av rött vin och höga halter av mättade fetter. Flavonoiderna i rödvin misstänks vara åtminstone delvis ansvariga för denna effekt. Epidemiologiska studier tyder faktiskt på att flavonoiderna har en skyddande roll mot kranskärlssjukdomar. Flavonoider kan utifrån sin struktur delas in i flavoner, flavanoler, flavonoler och antocyaniner. De mekanismer genom vilka flavonoider misstänks ge sina hälsosamma effekter är bl.a. antioxidativa, antiinflammatoriska, antiadhesiva, antitrombotiska, vasodilaterande och antitumör effekter.

Kardiovaskulärt skydd genom flavonoider

Flavonoiderna skyddar vävnaderna från de negativa effekterna av reaktiva syrearter (ROS). Oxiderade lipider skadar till exempel cellmembranen och framkallar celldöd. Flavonoider kan fungera tillsammans med endogena antioxidantmekanismer som ett additivt fångaresystem. Flavonoider undertrycker den inducerbara formen av NO-syntas (iNOS) som ger upphov till skadliga mängder NO. Flavonoider avskiljer ROS genom deras oxidation. Flavanolen epicatechin har rapporterats vara en ROS-avskiljare. Eftersom ROS kan framkalla inflammatoriska mediatorer verkar deras antioxidativa egenskaper för att dämpa denna reaktion. Såsom beskrivs nedan kan flavonoider också fungera som antiinflammatoriska medel på grund av deras förmåga att minska leukocyternas vidhäftning och aktivering. Flavonoidernas antiadhesionseffekter kan också bero på att de hämmar cyklooxygenas och lipoxygenas och syntesen av eikosanoider. Flavonoider har en antikoagulerande effekt på grund av deras förmåga att hämma trombocytaggregation och de prokoagulerande effekterna av ROS. Flavonoider är potenta stimulatorer av endotelial NOS; den resulterande produktionen av NO ger vasodilaterande, antikoagulerande och antiadhesionseffekter. I samband med kardiovaskulär patologi kan summan av alla flavonoida verkningar ses som en generell minskning av chanserna att antingen utveckla sjukdom eller mildra pågående patologiska processer.

Kakobönor är en källa till flavonoider och många andra föreningar

Den viktigaste typen av flavonoider som finns i kakaobönor är flavanoler. Kakaobönor, som choklad tillverkas av, kommer från frukten av trädet Theobroma cacao (figur 2), som huvudsakligen växer i subtropiska områden i världen. Som namnet Theobroma (”gudarnas mat”) antyder innehåller bönorna xantin teobromin i betydande mängd, ~1,2 viktprocent, samt flavonoider och nästan 400 andra identifierade föreningar. Råa kakaobönor är bittra och praktiskt taget oätliga (figur 2). För att göra choklad måste kakaobönorna fermenteras, rostas, malas och sedan separeras till kakaopulver och kakaosmör. Traditionella bearbetningsmetoder som ger ”modern choklad”, särskilt alkalinisering (dutching, för att mildra smaken), tar bort flavanoler från kakao. Bitterheten från kakao kommer huvudsakligen från flavanoler. I och med det nya erkännandet av de positiva effekterna av flavanoler har det skett en förskjutning i den kommersiella produktionen mot chokladformer med hög halt av flavanoler. Kakaopulver kan innehålla så lite som 10 % fett och upp till 6 viktprocent flavanoler. Det innehåller också mineraler (Mg, Cu, K och Ca), protein och fibrer i blygsamma mängder. De viktigaste flavanolerna i kakaopulveret är katekiner och epikatekiner i antingen monomerer eller multimerer form (procyanidin). (Figur 3) Speciella kakaoformuleringar som utvecklats av industrin innehåller nu upp till 10 % kakaoflavanoler. Kakaosmör utgör upp till 57 % av bönans torrvikt. De dominerande fettsyrorna är stearin-, palmit-, olje- och linolsyra. Intag av kakaosmör verkar ha neutrala effekter på blodfettprofilen hos människor och på trombocytaggregationen. Växtsteroler som sitosterol och stigmasterol förekommer i mycket små mängder i kakaosmör och tycks ha liten eller ingen inverkan på kolesterolabsorptionen. Trots att kakaosmör innehåller mättat fett har det alltså liten eller ingen inverkan på blodlipidprofilen hos människor.

Chokladens kulturhistoria

Den medicinska användningen av kakao har sitt ursprung i Nya Världen för hundratals år sedan bland stammarna Olmec, Maya och Mexica (Aztec). Dillinger et al. har skrivit en utmärkt översikt om detta ämne från vilken utdrag visas nedan.

Kakaobönor hade stor betydelse i de mesoamerikanska indianernas dagliga liv. Enligt maya- och mexikareligionerna hade kakao ett gudomligt ursprung eftersom guden Quetzalcoatl upptäckte kakao. Kakao tillreddes endast som dryck och var ett livsmedel reserverat för vuxna män med framträdande roller i samhället. Columbus besättning fångade en kanot som innehöll mystiska ”mandlar”, som senare identifierades som valuta i Mesoamerika. Diaz del Castillo, en officer med Hernan Cortez skrev: ”Då och då förde männen i Montezumas vakt med sig till honom, i koppar av rent guld, en dryck gjord av kakaoplantan, som de sa att han tog innan han besökte sina fruar”. Spanjorerna noterade att aztekerna kunde gå långa sträckor utan att drabbas av trötthet och misstänkte en roll för kakaodrycken. Historiska mesoamerikanska dokument innehåller instruktioner för den medicinska användningen av kakao. Keramiska föremål som erhållits från mayafolket noterar en krigare i kakaopansar eftersom mayafolket trodde att kakao skulle göra en starkare och oövervinnerlig. Moderna påståenden om kakaons effekt, baserade på aktuell biomedicinsk forskning, är lite mer blygsamma men ändå ganska imponerande, vilket beskrivs nedan.

Kacao och kardiovaskulärt skydd

Intresset för de kardiovaskulära effekterna av kakaoflavanoler återuppstod nyligen genom observationen att Kuna-indianer som lever utanför Panamas kust har en mycket låg förekomst av högt blodtryck och ingen ökning av blodtrycket när de åldras. Det är uppenbart att det rör sig om miljöfaktorer, eftersom skyddet går förlorat vid migrationen till fastlandet. Kuna på ön dricker stora mängder hemlagad kakao som är rik på flavanoler, medan Kuna på fastlandet konsumerar kommersiell kakao som till största delen saknar flavonoider. Efter att ha bortprioriterat kroppsvikt, motion, alkoholintag och andra relevanta faktorer som medlare av kardiovaskulärt skydd, noterade forskarna att kuna-borna hade en renal hemodynamisk status som tyder på höga NO-nivåer. Hollenberg et al. utvecklade hypotesen att konsumtion av kakao rik på flavonoider skulle främja vasodilatation sekundärt till ökad NO-syntes. Dessa uppgifter bekräftades hos personer som konsumerade flavonoidrik kakao och effekten upphävdes av NO-synteshämmaren L-NAME.

Cacao flavanoler och kardiovaskulära effekter

(-)-Epicatechin och (+)-catechin har en distinkt tendens att i naturen förekomma som underenheter av större flavanolololigomerer (procyanidiner) av olika storlek. Uppgifter tyder på att flavanolololigomerer i kakao bryts ned i mag-tarmkanalen till monomerer som sedan absorberas antingen rena eller i metaboliserad form. Oligomererna kan brytas ned i den sura magsäcksmiljön eller, om de når tunntarmen intakta, sönderdelas till monomerer. I tunntarmen metaboliseras catechin och epicatechin i stor utsträckning, och de resulterande flavanolerna glukuronideras eller metyleras. En del monomer epicatechin överlever och kommer in i kroppen, där det orsakar farmakologiska effekter.

Kakaopulver och kakaoextrakt har visat sig ha större antioxidantkapacitet än många andra flavanolrika livsmedel och livsmedelsextrakt, t.ex. grönt te och blåbär. Antioxidativa effekter är uppenbara omedelbart när föreningar används in vitro eller in vivo vid koncentrationer >0,02 mM. Bland friska människor rapporterades hämning av LDL-oxidation inom 2 timmar efter konsumtion av en flavanolrik kakao. Hos gnagare som fick kakao oralt reducerades hastigheten för kopparinducerad LDL-oxidation avsevärt. Kronisk konsumtion av kost med 2 % kakaopulver, som ger 1,57 mg/g kost av flavanoler och procyanidiner, var förknippad med minskad DNA-oxidation. Diabetesinducerad grå starr och ex vivo lipidperoxidbildning minskade hos råttor som fick kakaolikör. Hos människor visade konsumtion av en flavonoidrik choklad en ökad antioxidantkapacitet i plasma som nådde sin kulmen 2 timmar efter konsumtion och återgick till baslinjen efter 6 timmar. Kakaoflavanoler har också andra positiva effekter som är uppenbara vid relativt låga doser. Grassi et al. visade att intag av mörk choklad i 15 dagar (100 g/dag innehållande 88 mg flavanoler eller ~1,2 mg/kg/dag) sänkte blodtrycket och LDL-kolesterol i serum, förbättrade flödesmedierad dilatation och förbättrade insulinkänsligheten hos hypertensiva patienter. Dessa effekter saknades hos patienter som tog isokaloriska mängder vit choklad. Dessa resultat är ganska slående med tanke på att de positiva effekterna noterades inte bara på blodtrycket utan även på andra kardiovaskulära riskfaktorer som LDL-nivåer och insulinkänslighet.

Schroeter et al. visade att hos friska människor var intag av flavanolrik kakao förknippat med akuta blodförhöjningar av NO, en förbättrad flödesmedierad vasodilatation och en förstärkt mikrocirkulation. Förekomsten i blodet av monomerer av (-)-epicatechin och dess metabolit, epicatechin-7-O-glukuronid, korrelerade med dessa vaskulära effekter. Samma forskare visade att en blandning av flavanolmetaboliter inducerade relaxation i förträngda aortiska kaninringar. Baserat på dessa resultat kan man hävda att dessa två flavanolderivat från kakao representerar den huvudsakliga bioaktiva cirkulerande flavanolpoolen, även om andra flavanol- eller procyanidinkomponenter (dvs. multimera) kan utöva ytterligare bioaktivitet.

Schroeter och kollegor visade också att oralt intag av epicatechin emulgerade de akuta vaskulära effekterna av kakao. De vaskulära effekterna upphävdes genom hämning av NO-syntas. Dessutom ökade kroniskt intag av kakao plasmanivåerna av NO och urinutsöndringen av NO-metaboliter. Dessa resultat tyder på att effekterna av (-)-epicatechin åtminstone delvis är kausalt kopplade till NO-produktionen i kärlsystemet. De positiva effekterna av kakao har också noterats i samband med underliggande sjukdomar, t.ex. åldersinducerad vaskulär dysfunktion, endotelisk dysfunktion hos rökare och hos postmenopausala kvinnor. Intressant nog krävdes ett långvarigt intag av mörk choklad för att blodtrycket skulle kunna sänkas hos hypertonipatienter enligt Grassi et al. De långvariga vaskulära effekterna kan vara sekundära till antingen genetiska eller metaboliska effekter. in vitro- och in vivo-data som erhållits från användningen av polyfenoler från rött vin tyder på att de stimulerar uttrycket av eNOS och frisättning av NO. Detta svar är förenligt med en vasodilatation som ökar med tiden. Metaboliska effekter kan kräva ackumulering av ett flavanolderivat som är aktivt över tid.

Med tanke på de pleiotropa egenskaperna hos kakaoflavanoler är det rimligt att föreslå att de skulle kunna fungera som kardioprotektiva medel vid ischemisk skada. Denna möjlighet undersöktes i en studie publicerad av Yamazaki et al. som undersökte epicatechins förmåga att minska ischemi-reperfusionsmyokardskador på kort och lång sikt. Epicatechin (1 mg/kg) före behandling administrerades dagligen via oral gavage till gnagare i 2 eller 10 dagar. Ischemi framkallades genom 45 minuters kranskärlsocklusion. Reperfusionen tilläts under 48 timmar, 10 dagar eller 3 veckor medan behandlingen fortsatte. De parametrar som mättes var bl.a. infarktstorlek, hemodynamik, myeloperoxidasaktivitet (dvs. inflammation), oxidativ stress i vävnaden och aktivitet av matrismetalloproteinas-9 (MMP-9) i 48-timmarsgrupperna. Kardiell morfometri utvärderades också i 3-veckorsgrupperna. Efter 2 dagars behandling förekom inga minskningar av infarktstorleken. Efter 10 dagars behandling observerades dock en 50-procentig minskning av infarktstorleken (figur 4). Epicatechinbehandlingen gav inga förändringar i hemodynamiken. Oxidativ stress i vävnaden och MMP-9-aktiviteten minskade signifikant med epicatechin. Efter tre veckor observerades en 30-procentig minskning av infarktstorleken med epicatechin, tillsammans med bibehållen hemodynamik och bevarad hjärtmorfometri. Dessa data ger bevis för epicatechininducerad kardioprotektion vid ischemi-reperfusionsskada. De noterade effekterna var oberoende av förändringar i hemodynamiken, var bestående över tid och åtföljdes av minskade nivåer av flera indikatorer på vävnadsskada. Uppenbarligen krävs regelbunden, långsiktig konsumtion av flavanolen, eftersom inget skydd observerades efter 2 dagars förbehandling.

På grundval av de bevis som presenterats ovan, som omfattar epidemiologiska (Kuna-indianer), kliniska (studier på människor) och prekliniska (med användning av djurmodeller), kan man rimligen föreslå att kakaoflavanoler är lovande som nutraceutiska produkter med potenta kardiovaskulära skyddande egenskaper. Med tanke på de övertygande bevis som framkommit bör man överväga att regelbundet konsumera dem i kalorisnåla former.