Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Silniejszy krewny resweratrolu - pterostilben
Silniejszy krewny resweratrolu - pterostilben
O resweratrolu słyszeli już chyba wszyscy, głównie z uwagi na potwierdzony badaniami wpływ tego związku na poprawę zdrowia, przedłużanie życia i kształtowanie sylwetki – redukcję tłuszczu oraz rozwój masy i siły mięśni. Ostatnio uwagę naukowców zyskał jednak blisko z nim spokrewniony związek, który wydaje się mieć szansę by przyćmić sławę resweratrolu – pterostilben.

 

Pterostilben jest nieznacznie zmodyfikowaną wersją molekuły resweratrolu, poprzez zamianę dwóch drobnych podstawników chemicznych. Ta niewielka różnica w strukturze sprawia, że przyswajanie pterostylbenu jest 4-krotnie wyższe od resweratrolu  i  to po podaniu doustnym, przez co działa od niego o wiele skuteczniej. Pterostilben, podobnie jak resweratrol, jest związkiem charakterystycznym dla czerwonych odmian winogron, jednak głównym jego źródłem są czarne jagody (borówki czernice), a więc także owoce uprawnego gatunku tej rośliny – borówki wysokiej (amerykańskiej).  Autorzy badań wpływu czarnych jagód na zdrowie podkreślają, że za uzyskiwane wyniki  odpowiada w pierwszej kolejności właśnie pterostilben. Co istotne na potrzeby tworzenia suplementów diety, związek ten jest pozyskiwany zazwyczaj z borówek.

 

„Bum resweratrolowy”

Począwszy od zakończenia wojny do lat 80. ubiegłego wieku, działanie resweratrolu było intensywnie zgłębiane przez japońskich naukowców. Ogromne zainteresowanie tym związkiem wynikało głównie z faktu, że był on głównym składnikiem aktywnym kojo-kon – miejscowej odmiany rdestu ptasiego – tradycyjnego zioła tamtejszej medycyny ludowej. Jednak pomimo wielu badań i obiecujących wyników rezultaty tych prac nie wyszyły poza obszar Dalekiego Wschodu, a co więcej nie doczekały się nawet tłumaczenia na powszechny język nauki - język angielski. Swą sławę resweratrol zyskał dopiero, gdy badacze zidentyfikowali jego obecność w winogronach i czerwonym winie. Dokonując tego odkrycia, uznali go za sprawcę znanego już powszechnie  tzw. „francuskiego paradoksu” – niskiej zapadalności mieszkańców basenu Morza Śródziemnego na choroby układu krążenia, pomimo wysokiego spożycia tłuszczów zwierzęcych i cholesterolu – składników pokarmowych, znanych ze swych silnych właściwości promiażdżycowych. Chociaż kolejne podejmowane  badania dowiodły również jego skuteczność  w zapobieganiu rozwojowi różnego typu nowotworów, to jednak jeszcze nie te właściwości zadecydowały o jego sławie w świecie naukowym. Ogromne zainteresowanie działaniem resweratrolu nastąpiło wkrótce po tym, jak w trakcie prac badawczych ustalono, że związek ten silnie (aż 13-krotnie!) aktywuje tzw. „enzymy młodości” – sirtuiny – przedłużające o kilkadziesiąt (nawet o 70) procent czas życia organizmów doświadczalnych i zwierząt laboratoryjnych, a w tym blisko spokrewnionych z ludźmi -ssaków naczelnych.

Dodatkowo, ku uciesze osób dbających o linię, wykazano, że resweratrol sprzyja intensywnemu spalaniu tłuszczu i szybkiej redukcji tkanki tłuszczowej.

 

Działanie pterostilbenu

Doświadczenia wykazały, że pterostilben wpływa korzystnie na geny związane z odtruwaniem organizmu, ochroną przeciwnowotworową, spalaniem tłuszczu, pracą mitochondrów oraz co istotne - szczególnie neuronów i włókien mięśniowych. Podejmowane przez naukowców badania na komórkach wykazały aktywność całej molekuły pterostilbenu. Związek ten w organizmie przekształca się w znacznym stopniu w resweratrol, więc nie bardzo wiadomo, w jakiej mierze końcowy efekt kreowany jest przez pierwszy, a w jakim przez drugi związek. Działanie  pterostilbenu pokrywało się w znacznym stopniu z  efektami działania resweratrolu, szczególnie w obszarach: ochrony przeciwnowotworowej, metabolizmu tłuszczu i funkcjonalności mitochondriów .

 

Aktywność przeciwnowotworowa i przeciwzapalna

Wykazano, że pterostilben posiada potężne właściwości przeciwutleniające, równoważne do resweratrolu, a jego przeciwzapalne działania pomaga blokować połączenie – zapalenie/nowotwór [1].  Ponadto, pterostilben hamuje wzrost złośliwych komórek czerniaka u ludzi oraz zapobiega ich metastazie do wątroby, co wykazano w badaniach przeprowadzonych na zwierzętach. W ten sposób zwiększa wskaźnik przeżywalności [2]. Związek ten hamuje produkcję molekuł, które komórki nowotworowe wykorzystują do “przywierania” do ścian naczyń, jak również czyni je wrażliwymi na zniszczenie przez system odpornościowy. Do innych mechanizmów korzystnego działania pterostylbenu w kontekście nowotworzenia zalicza się: blokowanie enzymów, które aktywują karcynogeny [3], wzmacnianie pro-apoptotycznej aktywności w wysoce odpornych komórkach leukemii (co istotne, nie wykazując żadnej toksyczności wobec prawidłowych komórek tworzących krew) [4],  blokowanie metastazy agresywnych i inwazyjnych komórek nowotworu piersi. Dodatkowo wykazano, że w okrężnicy zwierząt wystawionych na czynniki rakotwórcze, pterostilben hamował formację przed-nowotworowych komórek [5]. Bardzo ciekawym wynikiem badań było także stwierdzenie, że pterostilben oraz kwercetyna spektakularnie wspomagają działanie promieniowania i chemoterapii w likwidowaniu wszczepionego nowotworu jelita grubego [6].

Pterostilben jest także znacznie silniejszy  jako związek przeciwzapalny. Mechanizm jego działania opiera się na hamowaniu produkcji prostaglandyny PGE2 - hormonu tkankowego, będącego silnym promotorem stanu zapalnego. Działa zatem tak samo jak resweratrol, jednak jak wynika z przeprowadzonych badań, pterostylben jest 3-krotnie silniejszym blokerem PGE2 niż resweratrol [7].

 

Sprzymierzeniec funkcjonowania mózgu

Znaczące różnice pomiędzy działaniem resweratrolu i pterostilbenu zaobserwowano dopiero w kontekście ochrony przeciwstarzeniowej mózgu. Badania podejmowane na szczurach i myszach dowiodły, że pterostilben znacznie lepiej od resweratrolu chroni mózgi gryzoni przed utratą funkcji poznawczych i zachowawczych oraz rozwojem choroby Alzheimera [8]. Jak wynika z kolejnych doniesień, korzystne  działanie pterostilbenu na mózg wydaje się jednak znacznie szersze. Naukowcy, ponownie podejmując badania na myszach, dowiedlii, że związek ten wykazuje aktywność przeciwlękową, dlatego może okazać się pomocny w profilaktyce rozmaitych zespołów o podłożu nerwicowym.

Zarówno resweratrol, jak i pterostilben charakteryzują się bardzo korzystnym wpływem na zdolność uczenia się oraz pamięć. Eksperyment przeprowadzony na starych szczurach wykazał, że pterostilben był najskuteczniejszy w grupie związków resweratrolo-podobnych w zapobieganiu utracie neuroprzekaźnika dopaminy z centrum pamięci [9]. Jego suplementacja wywołała odwrócenie deficytu poznawczo-behawioralnego. Badania te wykazały, że działanie funkcji pamięciowych było skorelowane z poziomem pterostilbenu w hipokampie, czyli tej strukturze w mózgu, gdzie przetwarzane są  wspomnienia. Wykazano także, że  suplementacja jagód (jednego z najbogatszych źródeł pterostilbenu) wzmocniła funkcje pamięciowe starszych zwierząt już po 3 tygodniach [10]. Poprawa pamięci zwierząt była ściśle związana z aktywacją mózgowych białek sygnalizacyjnych w hipokampie.

 

Dla sportowców i dbających o sylwetykę

Badacze z Uniwersytetu Mississippi analizowali wpływ 8-tygodniowego podawania pterostilbenu ochotnikom z podwyższonym poziomem cholesterolu, kontrolując efekty zastosowanej terapii placebo. Naukowcy nie zaobserwowali co prawda pozytywnych zmian w poziomie cholesterolu, udowodnili jednak, że pterostilben wyraźnie obniża wartość ciśnienia skurczowego i rozkurczowego krwi – pierwszego o prawie 8, zaś drugiego o ponad 7 mmHg. Badania te wykazały jednocześnie, że w grupie osób przyjmujących pterostilben doszło do obniżenia wagi ciała – o średnią wartość bliską 600 gramów [11]. Kolejnym bardzo ciekawym badaniem było sprawdzenie, w jaki sposób wpłynie na wspomaganie mięśni dziesięciu młodych, trenujących min. 1 rok siłowo kobiet spożywanie czarnych jagód. W tym celu ochotniczki podzielono  na dwie grupy, gdzie jedna otrzymywała koktajle owocowe na bazie bananów i jabłek ze znacznym udziałem czarnych jagód, zaś druga podobne mikstury, w których jagody zastępowano glukozą. Płynne posiłki nie różniły się pomiędzy sobą – ani wartością kaloryczną, ani potencjałem antyoksydacyjnym. Jedyną różnicę stanowiła obecność jagód, których kobiety w jeden z grup spożyły łącznie 1 kilogram. Wyniki tego eksperymentu wykazały, że w mięśniach kobiet przyjmujących koktajle z jagodami procesy anaboliczne wzięły już górę nad katabolicznymi, kiedy w tym samym czasie, w mięśniach kobiet badanych z grupy placebo, wciąż dominował jeszcze katabolizm. Warto w tym miejscu dodać, że w pierwszej fazie powysiłkowej organizm degraduje białka uszkodzone przeciążeniem, a dopiero w następnej odbudowuje straty, kompensując je z pewnym naddatkiem, co prowadzi do rozwoju masy mięśniowej. Zatem im szybsza zdolność organizmu do fazy nadkompensacji – tym szybciej dochodzi do zwiększenia masy mięśniowej. Można zatem stwierdzić, że obecność pterostilbenu wyraźnie wspomaga wzrost siły i masy mięśni w odpowiedzi na bodźce treningowe [12].

Wiadomo także, że  pterostilben może znacznie imitować korzystne efekty restrykcji kalorycznej na poziomie molekularnym. Restrykcja kaloryczna zwiększa aktywność kompleksów wyczulonych na tłuszcz (z ang. fat-sensing complexes), obniżając tym samym poziom lipidów i cukru we krwi [13]. Pterostilben naturalnie aktywuje te same kompleksy i jak wykazano w doświadczeniach na chomikach z podwyższonym poziomem cholesterolu, korzystnie wpływa na profile lipidowe [14]. Restrykcja kaloryczna korzystnie modyfikuje także kilka ważnych, regulujących glukozę enzymów, pomagając tym samym kontrolować poziom cukru we krwi [15]. Pterostilben wywołuje identyczne korzystne zmiany w wielu tych enzymach. Zmniejsza również markery niebezpiecznych białek uszkadzających glukozę, takich jak glikozylowana hemoglobina [16]. Dowiedziono także, że ograniczenie podaży kalorii w diecie spektakularnie zmniejsza produkcję zapalnych mediatorów związanych ze stanami chorobowymi osób starszych, takimi jak: miażdżyca, przewlekłe choroby zapalne, a nawet zmniejszenie zdolności poznawczych [17]. Na poziomie ekspresji genów, pterostilben wykazuje identyczne działanie, hamując te same geny w badaniach nad stanami zapalnymi. Dodatkowo, podobnie jak zaobserwowano w przypadku restrykcji kalorycznej, pterostilben wzmacnia określone białka mózgowe związane z poprawą pamięci [18].

Wszystko wskazuje na to, że zarówno pterostilben, jak również resweratrol, wyraźnie wspomagają redukcję tłuszczu i rozwój tkanki mięśniowej, jednak niezmiernie trudno wykazać przewagę jednego zwiazku nad drugim. Natomiast wyraźnym jest fakt, że ze względu na wiekszą ilość badań nad resweratrolem, jego aktywność w tym obszarze można by uznać za bardziej bezpośrednio udowodnioną.

 

Pterostilben w żywności pochodzenia roślinnego występuje w  ilościach śladowych. Przykładowo typowa filiżanka jagód zawiera tylko ok. 20 mcg tego związku. Uważa się jednak, że nawet te niewielkie ilości, zapewniają korzystne działanie na organizm. Podobnie jak w przypadku resweratrolu, aby istotnie odczuć korzystny wpływ tego związku na stan zdrowia, wskazane jest aby spożywać pterostilben w większych ilościach, niż można by to uzyskać ze źródeł spożywczych. Zawartość  125–500 mikrogramów pterostilbenu porównywalna jest od 5 do nawet 20 spożytych filiżanek jagód każdego dnia. Biorąc pod uwagę przeprowadzone i przytoczone badania, słuszne wydaje się stwierdzenie, że związek ten to faktycznie silniejsza wersja resweratrolu. W kontekście działania  przeciwnowotworowego wydaje się, że aktywność obu substancji jest tutaj porównywalna. Jednak silniejsze działanie pterostilbenu  można wyraźnie zauważyć już wobec oddziaływania na  mózg, układ krążenia oraz w aktywności przeciwzapalnej – tu wykazuje on już wyraźną przewagę nad resweratrolem. Z pewnością jednym z elementów działania obu związków, które tak bardzo interesują naukowców, jest sposób, w jaki imitują one efekt diety niskokalorycznej, która wywołuje podobne efekty na ekspresję genową. Dowiedziono, że resweratrol oraz pterostilben powodują podobne rezultaty dzięki działaniu na różne punkty kontroli ekspresji genów.  

Sezon borówkowy dawno już za nami, dlatego z pewnością warto czekać na ten nadchodzący i pamiętać o ogromie korzyści, jakie niesie ze sobą jedzenie tych owoców. Pamiętajmy, że  miłośnicy jagód oraz borówek rzadziej chorują na nowotwory, choroby zwyrodnieniowe, choroby serca, cukrzycę i dłużej mogą cieszyć się pełnią zdrowia.

Źródła

 

  1. Rimando AM, Cuendet M, Desmarchelier C, Mehta RG, Pezzuto JM, Duke SO. Cancer chemopreventive and antioxidant activities of pterostilbene, a naturally occurring analogue of resveratrol. J Agric Food Chem. 2002 Jun 5;50(12):3453-7.
  2. Ferrer P, Asensi M, Segarra R, Ortega A, Benlloch M, Obrador E, Varea MT, Asensio G, Jordá L, Estrela JM. Association between pterostilbene and quercetin inhibits metastatic activity of B16 melanoma. Neoplasia. 2005 Jan;7(1):37-47.
  3. Mikstacka R, Przybylska D, Rimando AM, Baer-Dubowska W. Inhibition of humanrecombinant cytochromes P450 CYP1A1 and CYP1B1 by trans-resveratrol methyl ethers. Mol Nutr Food Res. 2007 May;51(5):517-24. PubMed PMID: 17440990.
  4. Tolomeo M, Grimaudo S, Di Cristina A, Roberti M, Pizzirani D, Meli M, Dusonchet L, Gebbia N, Abbadessa V, Crosta L, Barucchello R, Grisolia G, Invidiata F, Simoni D. Pterostilbene and 3'-hydroxypterostilbene are effectiveapoptosis-inducing agents in MDR and BCR-ABL-expressing leukemia cells. Int J Biochem Cell Biol. 2005 Aug;37(8):1709-26
  5. Suh N, Paul S, Hao X, Simi B, Xiao H, Rimando AM, Reddy BS. Pterostilbene, an  active constituent of blueberries, suppresses aberrant crypt foci formation in the azoxymethane-induced colon carcinogenesis model in rats. Clin Cancer Res. 2007 Jan 1;13(1):350-5.
  6. Priego S, Feddi F, Ferrer P, Mena S, Benlloch M, Ortega A, Carretero J,Obrador E, Asensi M, Estrela JM. Natural polyphenols facilitate elimination of HT-29 colorectal cancer xenografts by chemoradiotherapy: a Bcl-2- and superoxide  dismutase 2-dependent mechanism. Mol Cancer Ther. 2008 Oct;7(10):3330-42
  7. Hougee S, Faber J, Sanders A, de Jong RB, van den Berg WB, Garssen J, Hoijer MA, Smit HF. Selective COX-2 inhibition by a Pterocarpus marsupium extract characterized by pterostilbene, and its activity in healthy human volunteers. Planta Med. 2005 May;71(5):387-92.
  8. Chang J, Rimando A, Pallas M, Camins A, Porquet D, Reeves J, Shukitt-Hale B, Smith MA, Joseph JA, Casadesus G. Low-dose pterostilbene, but not resveratrol, is a potent neuromodulator in aging and Alzheimer's disease. Neurobiol Aging. 2012 Sep;33(9):2062-71. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2011.08.015.
  9.  Joseph JA, Fisher DR, Cheng V, Rimando AM, Shukitt-Hale B. Cellular and behavioral effects of stilbene resveratrol analogues: implications for reducing the deleterious effects of aging. J Agric Food Chem. 2008 Nov 26;56(22):10544-51.
  10. Spencer JP. The impact of flavonoids on memory: physiological and molecular considerations. Chem Soc Rev. 2009 Apr;38(4):1152-61. doi: 10.1039/b800422f. Review
  11. Riche DM, Riche KD, Blackshear CT, et al. Pterostilbene on Metabolic Parameters: A Randomized, Double-Blind, and Placebo-Controlled Trial. Evidence-based Complementary and Alternative Medicine : eCAM. 2014;2014:459165
  12. McLeay Y, Barnes MJ, Mundel T, Hurst SM, Hurst RD, Stannard SR. Effect of New  Zealand blueberry consumption on recovery from eccentric exercise-induced muscle  damage. J Int Soc Sports Nutr. 2012 Jul 11;9(1):19
  13. Contestabile A. Benefits of caloric restriction on brain aging and related pathological States: understanding mechanisms to devise novel therapies. Curr Med. Chem. 2009;16(3):350-61. Review
  14. Rimando AM, Nagmani R, Feller DR, Yokoyama W. Pterostilbene, a new agonist for the peroxisome proliferator-activated receptor alpha-isoform, lowers plasma lipoproteins and cholesterol in hypercholesterolemic hamsters. J Agric Food Chem. 2005 May 4;53(9):3403-7.
  15. Ugochukwu NH, Figgers CL. Modulation of the flux patterns in carbohydrate metabolism in the livers of streptozoticin-induced diabetic rats by dietary caloric restriction. Pharmacol Res. 2006 Sep;54(3):172-80.
  16. Pari L, Satheesh MA. Effect of pterostilbene on hepatic key enzymes of glucose metabolism in streptozotocin- and nicotinamide-induced diabetic rats. Life Sci. 2006 Jul 10;79(7):641-5.
  17. Kim YJ, Kim HJ, No JK, Chung HY, Fernandes G. Anti-inflammatory action of dietary fish oil and calorie restriction. Life Sci. 2006 Apr 18;78(21):2523-32.
  18. Williams CM, El Mohsen MA, Vauzour D, Rendeiro C, Butler LT, Ellis JA, Whiteman M, Spencer JP. Blueberry-induced changes in spatial working memory correlate with changes in hippocampal CREB phosphorylation and brain-derived neurotrophic factor (BDNF) levels. Free Radic Biol Med. 2008 Aug 1;45(3):295-305.
KOMENTARZE
Newsletter