Katechiny - niedoceniane elementy diety

Katechiny to grupa związków, które zaliczamy do polifenoli, a dokładniej – do flawanoli. Są to substancje, które w swojej budowie mają coś na kształt rdzenia, przypominającego pierścień flawonowy. Spotkamy je w naturze w dwóch formach: jako pojedyncze molekuły, zwane aglikonami oraz jako związki złożone, nazywane taninami. Podstawową strukturę flawanoli tworzy 15 atomów węgla, które układają się w specyficzny sposób (C6-C3-C6). Istnieją różne modyfikacje pierścienia heterocyklicznego katechin, które prowadzą do powstania wielu innych związków. W tej grupie znajdują się m.in.: (-)-epikatechina, (-)-epigalokatechina, a także ich galusany, które są bardziej złożonymi formami tej substancji [1].

Katechiny — występowanie

Katechiny możemy znaleźć w wielu popularnych produktach, takich jak kakao, czekolada, herbata, czerwone wino, oraz w różnych owocach — jabłkach, śliwkach, brzoskwiniach, truskawkach i wiśniach. Nie można też zapomnieć o roślinach strączkowych, takich jak bób, fasola czy soczewica. Jednym z najbogatszych źródeł katechin jest herbata. Zielona może zawierać je w ilości aż 420 mg/l w suszu, podczas gdy czarna, która przechodzi proces fermentacji, zawiera ich znacznie mniej — około 250 mg/l. Proces fermentacji wpływa na zmniejszenie ilości polifenoli, a stopień tej degradacji zależy od temperatury fermentacji: im wyższa temperatura, tym więcej cennych substancji tracimy [5].

Katechiny, które po raz pierwszy wyizolowano i zidentyfikowano w latach 1927-1935, pochodzą głównie z zielonej herbaty. Te związki bioaktywne znajdują się także w owocach, warzywach, nasionach i napojach, aczkolwiek w owocach i nasionach częściej występują ich oligomery i polimery. Zawartość katechin w owocach oscyluje między 10 a 250 mg/kg i zależy od gatunku, odmiany oraz stopnia dojrzałości owoców [6].

Katechiny stanowią istotny element ludzkiej diety. Szacuje się obecnie, że przeciętne dzienne spożycie flawonoidów wynosi 189,7 mg, z czego aż 83,5% to flawan-3-ole (katechiny), flawanony stanowią tylko 7,6%, flawonole 6,8%, a antocyjany 1,6%. Przykładowo w Danii i Holandii średnie dzienne spożycie katechin wynosi od 20 do 50 mg. Tamtejsza dieta dostarcza około 50 mg katechin dziennie, głównie z herbaty, czekolady, jabłek i śliwek [6].

Katechiny — działanie

Katechiny są cenione za zdolność do walki z procesami oksydacyjnymi i stanami zapalnymi. W naszym ciele robią naprawdę wiele dobrego – hamują peroksydację lipidów, usuwają wolne rodniki oraz ograniczają powstawanie nowych reaktywnych form tlenu, określanych skrótem ROS. Dzięki temu katechiny zmniejszają ryzyko rozwoju wielu chorób, które pojawiają się, gdy równowaga między oksydantami i antyoksydantami zostaje zaburzona. Szczególnie korzystny wpływ mają na zdrowie naszego układu sercowo-naczyniowego [3].

Katechiny mogą zdziałać cuda dla zdrowia naszego serca. Zmniejszają ryzyko udaru i zawału, ponieważ zapobiegają tworzeniu się groźnych skrzepów krwi. W jaki sposób to robią? Hamują zlepianie się płytek krwi, które są głównymi „budowniczymi” skrzepów. Katechiny walczą również z miażdżycą tętnic – stanem, w którym nasze tętnice stopniowo zatykają się przez tzw. blaszki miażdżycowe. Działają przeciwzapalnie i ograniczają produkcję białek, które mogłyby przyczyniać się do dalszego zatykania tętnic. Ponadto obniżają poziom cukru oraz insuliny we krwi [4].

Wśród różnych katechin wyjątkowo silne działanie przypisuje się galusanowi epigallokatechiny (EGCG), który znajdziemy głównie w zielonej herbacie. Odkryto, że w trakcie przemieszczania się treści pokarmowej z żołądka do jelita cienkiego EGCG ulega utlenianiu. Tworzy wtedy dimery, które wykazują znacznie większą skuteczność w usuwaniu wolnych rodników i wiązaniu jonów żelaza w porównaniu do pojedynczej formy galusanu epikatechiny [2].

Katechiny znalazły się pod lupą naukowców ze względu na swoje właściwości zdrowotne. Szczególnie cenione jest ich działanie antyoksydacyjne, które pomaga zwalczać szkodliwe wolne rodniki, mogące powodować uszkodzenia DNA, mutacje i raka. Badania dotąd nie wykazały żadnych negatywnych efektów ubocznych związanych z regularnym spożywaniem katechin [5].

Katchiny — efekt antyoksydacyjny

Wpływ polifenoli roślinnych na zdrowie jest znaczący, głównie dzięki ich właściwościom antyoksydacyjnym. Odkrył je w latach trzydziestych XX wieku laureat Nagrody Nobla, Albert Szent-Györgyi. Późniejsze badania naukowe szczegółowo opisały biochemiczne mechanizmy działania związków flawonoidowych w organizmie ludzkim. Obecnie naukowcy zgadzają się, że obniżają one ryzyko zachorowania na choroby układu sercowo-naczyniowego oraz wynikające z nierównowagi między oksydantami i antyoksydantami w organizmie [2].

Dokładne analizy aktywności przeciwutleniającej katechin znajdujących się w zielonej herbacie, w tym (-)-epikatechiny, (-)-epigalokatechiny, galusanu epikatechiny (ECG) i galusanu 3-epigalokatechiny, wykazały, że największą skuteczność antyoksydacyjną ma (-)-epigalokatechina. Katechiny są wysoce efektywne jako przeciwutleniacze, a jest to związane z obecnością grup hydroksylowych (-OH) rozmieszczonych w sąsiednich pozycjach pierścienia B. Ta cecha istotnie potęguje ich zdolność do neutralizowania wolnych rodników, chelatowania jonów metali przejściowych oraz inhibicji peroksydacji lipidów. Oceny zdolności przeciwutleniającej wykazały, że katechiny eliminują różnorodne wolne rodniki, w tym DPPH, anionorodnik ponadtlenkowy, rodniki lipidowe oraz rodniki hydroksylowe [2].

Reaktywne formy tlenu (ROS), do których należą zarówno wolne rodniki tlenowe, jak i nierodnikowe formy tlenu (np. nadtlenek wodoru), odgrywają ważną rolę w patogenezie szeregu chorób cywilizacyjnych, które są problemem dla współczesnych społeczeństw. Te związki, produkowane zarówno endogenicznie, jak i pod wpływem czynników egzogennych, mogą oddziaływać z makromolekułami komórkowymi (takimi jak lipidy, białka, aminokwasy, kwasy nukleinowe i węglowodany), co prowadzi do modyfikacji struktury i funkcjonowania ROS [7].

Organizm ludzki w dążeniu do utrzymania homeostazy redoks wykształcił złożone mechanizmy chroniące przed negatywnym wpływem ROS. Obejmują one między innymi enzymy antyoksydacyjne, takie jak katalaza czy dysmutaza ponadtlenkowa, antyoksydanty o niskiej masie molekularnej, w tym glutation i kwas moczowy, oraz białka szoku cieplnego. Mimo to systemy antyoksydacyjne organizmu nie zawsze są w stanie utrzymać poziom ROS w granicach normy fizjologicznej. Dlatego bardzo ważne jest dostarczanie z pokarmem przeciwutleniaczy, w tym związków polifenolowych takich jak katechiny [7].

Właściwości proutleniające katechin

Paracelsus, zwany ojcem medycyny nowożytniej, słusznie zauważył, że „wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną; to dawka czyni substancję trującą”. Zasada ta dotyczy też związków polifenolowych. Choć w umiarkowanych dawkach wykazują korzystne dla naszego zdrowia właściwości antyoksydacyjne, mogą działać prooksydacyjnie, jeśli są stosowane w nadmiernych ilościach. Prowadzą wówczas do indukcji stresu oksydacyjnego oraz uszkodzeń tlenowych komponentów komórkowych [8].

Prace Chen i współpracowników wykazały, że epigalokatechina w stężeniach od 40 do 50 μM efektywnie chroni komórki HepG2 (linii komórkowej, która jest najczęściej używany w badaniach metabolizmu leków i hepatotoksyczności) przed toksycznym wpływem wysokich dawek ołowiu (II). Przy stężeniu 40 μM ten związek dodatkowo inhibuje peroksydację lipidów indukowaną przez ołów. Gdy stężenie epigalokatechiny wzrasta do 80 μM, stopień peroksydacji lipidów w porównaniu z próbką kontrolną zwiększa się. Interesujące jest, że w analizowanym zakresie stężeń epigalokatechina nie wykazuje toksyczności bezpośrednio wobec komórek HepG2. Sugeruje to, że negatywny wpływ wysokich dawek tego związku wynika z jego właściwości prooksydacyjnych [8].

Kanadzu i inni naukowcy w swoich badaniach na przykładzie galusanu epigalokatechiny wykazali, że jego właściwości prooksydacyjne również zależą w dużym stopniu od dawki. W niskich stężeniach (od 8-10 M do 5-10 M) galusan epigalokatechiny odgrywa rolę ochronną i zmniejsza uszkodzenia nici DNA. Przy wysokich stężeniach, rzędu 10-3 M, ten sam związek znacząco zwiększa poziom tlenowych uszkodzeń DNA komórek limfocytów. Takie wyraźne zależności pomiędzy działaniem przeciw- i prooksydacyjnym związków polifenolowych a ich stężeniem mogą w istotny sposób wpływać na możliwości ich wykorzystania w suplementach diety i produktach żywnościowych, ograniczając ich stosowanie ze względu na potencjalne ryzyko [8].

Katechiny a wchłanianie lipidów w przewodzie pokarmowym

Badania przeprowadzone w warunkach in vitro wskazują, że katechiny obecne w zielonej herbacie mają zdolność do redukcji absorpcji lipidów w enterocytach, co wynika z tego, że zwiększają aktywność lipazy trzustkowej. Lipaza ta jest enzymem odpowiedzialnym za rozkładanie triacylogliceroli do wolnych kwasów tłuszczowych i monoacylogliceroli w obrębie dwunastnicy. Mechanizm rozkładania triacylogliceroli opiera się na kompetycyjnej inhibicji lipazy przez katechiny, takie EGCG. Te bioaktywne związki mogą również negatywnie wpływać na proces emulsyfikacji lipidów w treści jelitowej. Zwiększa to średnicę kropli lipidowych i dodatkowo utrudnia działanie lipazy. Efekt ograniczenia absorpcji lipidów pod wpływem zielonej herbaty został potwierdzony w badaniach na modelach zwierzęcych. U myszy, u których wywołano otyłość za pomocą diety wysokotłuszczowej, kilkunastotygodniowa suplementacja EGCG przyczyniła się do znacznego obniżenia masy ciała w porównaniu z grupą kontrolną, co korelowało z wyższą zawartością lipidów w kale. Podobne wyniki uzyskali Grove i współpracownicy [9].

Wpływ katechin na ciśnienie krwi

O dobroczynnym wpływie katechin na kondycję układu krążenia może świadczyć przykład społeczności Indian Kuna, mieszkających na wyspach niedaleko Panamy. Ważnym składnikiem ich codziennej diety są bogate w te związki ziarna kakaowca. Regularnie przyjmują oni katechiny w ilości od 460 do 610 mg/kg masy ciała dziennie. Obserwacje badaczy świadczą o tym, że u Indian Kuna ryzyko wzrostu ciśnienia krwi z wiekiem i ryzyko rozwoju nadciśnienia jest niższe niż u innych grup etnicznych. Odsetek zgonów spowodowanych chorobami sercowo-naczyniowymi także jest u nich niższy niż u innych mieszkańców Ameryki Środkowej [10].

Dodatkowe dowody na hipotensyjne działanie flawanolów zawartych w napojach z kakao i w ciemnej czekoladzie pochodzą z metaanalizy dziesięciu badań klinicznych. Ich wyniki wskazują, że u osób, które nie przyjmowały leczenia farmakologicznego, ale przez okres od 2 do 18 tygodni spożywały flawanole, skurczowe ciśnienie krwi obniżyło się średnio o 4,5 mmHG, a ciśnienie rozkurczowe – o 2,5 mmHg. Przypuszcza się, że mechanizm tego efektu wiąże się ze wzrostem aktywności śródbłonkowej syntazy tlenku azotu [10].

Badania porównawcze spożycia białej i ciemnej czekolady ujawniły ponadto, że regularne przyjmowanie małych ilości tej drugiej (6 g dziennie) przyczynia się do obniżenia ciśnienia skurczowego o około 2,9 mmHg oraz ciśnienia rozkurczowego o około 1,9 mmHg – bez wpływu na masę ciała, poziom glukozy i lipidów w osoczu. Taki spadek ciśnienia może wspomagać inne metody leczenia i przyczyniać się do redukcji ryzyka chorób sercowo-naczyniowych [10].

Katechiny — czy warto?

Katechiny odgrywają ważną rolę w utrzymaniu zdrowego stylu życia i diety. Stanowią ważny element w zapobieganiu chorobom nowotworowym, sercowo-naczyniowym oraz w ochronie funkcji neurologicznych. Znane są ze swojej zdolności do walki z wolnymi rodnikami. Działają również przeciwzapalnie i zapobiegają problemom z krzepliwością krwi. Regularne picie zielonej herbaty i włączenie do diety innych produktów bogatych w katechiny może być prostym sposobem na wsparcie ogólnego stanu zdrowia.

Źródła tych związków w diecie są łatwo dostępne, o ile wiemy, gdzie ich szukać. Katechiny znajdują się nie tylko w herbacie, ale również w takich produktach jak czerwone wino, gorzka czekolada z wysoką zawartością kakao, jagody, jabłka, cytrusy czy orzechy.

Jednak istotne jest, aby pamiętać o umiarkowanym spożyciu katechin, ponieważ ich nadmiar może wpłynąć negatywnie na zdrowie. Zawsze zaleca się zachowanie umiaru i konsultację z lekarzem lub dietetykiem, szczególnie w przypadku specjalnych potrzeb żywieniowych lub obaw związanych z potencjalnymi interakcjami z innymi lekami.