Hypolipidemický účinek obsahových látek amarantu

Overview

V současné době rozlišujeme více než 60 druhů rostlin rodu Amaranthus rozšířených od tropů až po mírné pásmo. Amarant (český název laskavec – Amaranthus sp.) je již řadu let považován za plodinu s vysokým nutričním indexem. Díky této vlastnosti se stal významnou součástí stravy nejen u lidí, ale i vhodnou komponentou krmných směsí hospodářských zvířat. Potenciální biologické účinky amarantu, které by bylo možné terapeuticky využít v prevenci či terapii metabolických poruch, byly studovány v celé řadě preklinických studií. Cílem zkoumání těchto prací byla nutriční hodnota amarantových produktů, ale především hypolipidemický efekt. Obě tyto výhodné vlastnosti jsou společně s poměrně nízkými nároky na pěstování považovány za jedny z největších pozitiv, které použití amarantu nabízí. Přestože amarant má velmi dobré předpoklady v možnosti nefarmakologického působení v terapii či profylaxi dyslipidémií, je potřeba dalších experimentů pro detailnější analýzu mechanismu účinku jeho obsahových látek.

Tato práce si klade za cíl shrnout poznatky o hypolipidemických vlastnostech amarantu a jeho obsahových látek.

Klíčová slova:
amarant – skvalen – hypolipidemikum – nutriční výživa

Úvod

Amarant (český název laskavec – Amaranthus sp.) byl již od předkolumbovské éry považován za plodinu s vysokým nutričním indexem. Proto se stal významnou součástí stravy nejen u lidí, ale i vhodnou komponentou krmných směsí hospodářských zvířat. Až mnohem později výzkum odhalil výhodné chemické složení této rostliny, představující látky schopné aktivně snižovat hladinu cholesterolu v krvi. Tohoto hypocholesterolemického efektu amarantu by mohlo být využito například k produkci potravin se sníženým obsahem cholesterolu (např. vajec) nebo pro možnost nefarmakologického ovlivňování dyslipidémií.

Botanická charakteristika

V současné době rozlišujeme více než 60 druhů rostlin rodu Amaranthus rozšířených od tropů až po mírné pásmo. Zejména pro potravinářské, ale i pro další účely jsou využívány druhy Amaranthus hypochondriacus, Amaranthus cruentus, Amaranthus caudatus, popřípadě jejich kříženci s Amaranthus hybridus ¹⁾.

Amarant je jednoletá bylina řadící se k C4 rostlinám s hluboce kořenícím hlavním kůlovým kořenem s četným postranním větvením. Lodyhy kulturních forem jsou jednoduché nevětvené 0,9–1,8 m vysoké. Řapíkaté listy mají velké lysé čepele nejčastěji vejčitého tvaru s výrazným špičatým zakončením. Různá barevná kombinace fialové a zelené, případně i kresba listů nebo jen jejich jednotlivých částí (řapík, čepel), je charakteristická pro jednotlivé odrůdy rodu Amaranthus. Jednopohlavní květy jsou seskupené v klubíčkách uložených v podlouhlých latnatě rozvětvených vzpřímených lichoklasech. Plodem je nejčastěji vejčitá tobolka, v níž jsou drobná okrouhle elipsovitá lesklá semena čočkovitého tvaru ²⁾.

Chemické složení

V porovnání s běžnými obilovinami mají semena amarantu poměrně vysoký obsah bílkovin s téměř optimálním zastoupením esenciálních aminokyselin zejména množstvím lysinu a histidinu ¹⁾. Toto příznivé bílkovinné respektive aminokyselinové složení je uváděno jako velmi významná výživová hodnota semen amarantu se značnou biologickou kvalitou, která však kolísá nejen mezi druhy, ale i uvnitř druhů, což se přisuzuje především genetickým faktorům. Na celkovém množství těchto látek se nejvíce podílí zárodečná vrstva semena ³⁾.

Ve všech částech této rostliny převyšuje zastoupení škrobů s velmi nízkým obsahem amylósy. Toto složení není vhodné pro výrobu pícnin, lze je však využít pro úpravu konzistence řady potravin nebo například jako pomocnou látku ve farmaceutickém průmyslu ⁴⁾.

Vysoká energetická hodnota semen amarantu je dána značným obsahem nenasycených mastných kyselin, zejména kyseliny palmitové, olejové a linolové ⁵⁾.

Nejčastěji se pro extrakci zmíněných obsahových látek využívají semena. Základní informace o chemickém složení amarantu zaznamenává tabulka 1.

Skvalen – důležitá složka Amarantu

Skvalen je biosyntetickým prekurzorem steroidů nebo antioxidačních látek, jakým je například koenzym Q10. Je také součástí buněčných membrán, v nichž určuje jejich kvalitu a odolnost proti tepelnému a chemickému poškození ⁶⁾. Představuje jednu z nejdůležitějších lipidových složek kůže ovlivňujících její metabolismus a zachování příznivých mechanických vlastností. Díky svým fotoprotektivním vlastnostem je významnou součástí pleťové kosmetiky ⁷⁾.

Skvalen má celou řadu pozitivních biologických účinků. Předpokládá se, že snížení rizika vzniku různých typů nádorového bujení spojovaného s vysokou spotřebou olivového oleje je dáno právě přítomností skvalenu ⁸⁾. V některých pracích se uvádí i možný chemoprotektivní efekt u rakoviny tlustého střeva ⁹⁾. Mezi další pozitivní vlastnosti skvalenu patří také jeho hypocholesterolemické působení, obzvláště pak v kombinaci s tokotrienoly ¹⁰⁾. Tato kombinace však není nezbytně nutná, jak ostatně prokázala práce provedená Meittinenem ¹¹⁾, která demonstrovala schopnost samotného skvalenu efektivně snižovat cholesterol v krevním séru. Skvalen vykazuje také poměrně silné antioxidační vlastnosti a zpomaluje proces stárnutí kůže, reguluje látkovou přeměnu tuků a kladně ovlivňuje obranyschopnost organismu ¹²⁾. Tradičním zdrojem skvalenu jsou v současné době mastné kyseliny některých druhů mořských ryb (Centrophorus squamosus, Physeter macrocephalus) ¹³⁾. Stále stoupající tlak na ochranu mořské fauny a flóry však způsobuje nutnost hledání nových zdrojů skvalenu. Jedním z alternativních zdrojů může být právě amarant.

Biologické účinky amarantu

Potenciální biologické účinky amarantu, které by bylo možné terapeuticky využít v prevenci či terapii metabolických poruch, byly studovány v celé řadě preklinických studií. Cílem zkoumání těchto prací byla nutriční hodnota amarantových produktů, ale především hypocholesterolemický efekt. Obě tyto užitečné vlastnosti jsou společně s poměrně nízkými nároky na pěstování považovány za jedny z největších pozitiv, které použití amarantu nabízí.

Vliv amarantu na hladinu cholesterolu

Podrobnější studium hypocholesterolemického účinku amarantu vedlo ke zjištění několika možností jeho využití k redukci hladiny cholesterolu. Kromě přímého využití amarantu v dietetických režimových opatřeních při hypercholesterolémii lze amarantovými produkty začleněnými do běžné stravy působit profylakticky.

Dosud byla provedena celá řada studií vlivu amarantu na lipoproteinové a cholesterolové spektrum na různých živočišných druzích i na lidech. V mnoha případech však nebylo dosaženo stejných závěrů. To deklarují klinické studie provedené na lidech Maierem ¹⁴⁾ nebo Bergerem přímo na hypercholesterolemických mužích ¹⁵⁾. V obou případech nebyl výsledek práce významný v porovnání s experimenty provedenými na zvířecích modelech, které naopak vykazovaly signifikantní změny výsledných hodnot cholesterolu. V podrobnějším pokusu s kuřaty, kde se sledovaly rozdíly v hladinách cholesterolu pod vlivem amarantu, bylo zaznamenáno nezměněné množství HDL na rozdíl od celkového cholesterolu, včetně LDL frakce ¹⁶⁾. Navíc byla prokázána vyšší aktivita jaterního enzymu podílejícího se na transformaci cholesterolu na žlučové kyseliny. K podobným závěrům dospěl i Grajeta ¹⁷⁾ při pokusech na laboratorních potkanech. U zvířat, kterým byla podávána semena A. cruentus, výrazně poklesl obsah celkového cholesterolu v krevním séru i v játrech, kde bylo eliminováno i množství triacylglycerolu, zatímco jeho hladina, stejně jako hladina HDL a volných mastných kyselin, ovlivněny v krevním séru nebyly. Biologický účinek se odlišoval i u různých forem amarantu, které byly experimentálním zvířatům podány. V případě odtučněných i neodtučněných semen byl efekt velmi obdobný s účinkem popsaným výše. Ale při současném podávání olejů s vysokým podílem nenasycených mastných kyselin klesl obsah triacylglycerolu v játrech ještě výrazněji než při podávání samotného amarantu ¹⁷⁾. K podobnému závěru došel i Berger ¹⁸⁾ při pokusu s křečky krmenými hypercholesterolemickou dietou po dobu 4 týdnů. Výsledky práce ukázaly, že podání amarantového oleje mělo za následek pokles jak celkového, tak non-HDL cholesterolu o 15 %, respektive 22 %. V další práci provedené tentokrát na laboratorních potkanech zjistil Chatuverdi ¹⁹⁾, že hladina sérových lipidů a triglyceridů poklesla, zatímco frakce HDL cholesterolu stoupla, což se opět shoduje s předchozími pracemi. Autor na základě provedeného experimentu konstatuje, že hypocholesterolemický efekt amarantu byl jednoznačně prokázán.

Ačkoliv se uvedené práce shodují v tom, že na hypocholesterolemickém efektu amarantu se nepodílí zřejmě jen jedna látka (skvalen), nýbrž i další dosud neznámé složky; právě skvalen zaujal výzkumný tým vedený Shinem, který realizoval experiment ²⁰⁾, jehož cílem bylo prostudovat zmíněný efekt u amarantového zrna a oleje. Bylo zjištěno, že jak zrno, tak olej snižují celkové sérové hladiny cholesterolu i triglyceridů. Dále bylo prokázáno, že skvalen z amarantu podaný injekčně hypercholesterolemickým potkanům snižuje nejen již zmíněné sérové parametry, ale dochází také k inhibici 3-HMG-CoA-reduktasy.

Uplatnění amarantu může mít ještě jeden zajímavý aspekt, kterým je výroba potravin se sníženou hladinou cholesterolu. Ty by mohly být využity jako součást diety pro pacienty s dyslipidémií. Zajímavou z tohoto pohledu je práce, zabývající se schopností amarantu snížit obsah cholesterolu ve vejcích ²¹⁾. Autoři studie zkoumali, zda by bylo možné přídavkem amarantu a RPO (red palm oil – olej získaný z oplodí palmy) do diety nosnic snížit hladinu cholesterolu ve vejcích. Na základě získaných výsledků pak bylo zjištěno, že jak RPO, tak amarant (obzvláště byly-li zkombinovány) tento efekt vykazovaly.

Přestože amarant má velmi dobré předpoklady v možnosti nefarmakologického působení v terapii či profylaxi hyperlipidémie, hypercholesterolémie a hyperlipoproteinémie, je potřeba dalších detailnějších experimentů pro konkrétnější analýzu mechanismů účinků. Teprve dlouhodobá epidemiologická studie by mohla prokázat skutečnou terapeutickou účinnost diety nebo doplňkové léčby výtažky z amarantu.

Práce byla realizovaná v rámci grantového projektu IGA VFU č. 161/2008/FaF Veterinární a Farmaceutické Univerzity Brno.

Došlo 2. listopadu 2009 / Přijato 25. listopadu 2009

Adresa pro korespondenci:

PharmDr. Peter Kollár, Ph.D.

Farmaceutická fakulta VFU Brno

Palackého 1–3, 612 42 Brno

e-mail: kollarp@vfu.cz