Kořenová zelenina Beta vulgaris rubra v poslední době přitahuje velkou pozornost jako potravina podporující zdraví. Je dobře známá svými silnými antioxidačními, protizánětlivými a cévy chránícími účinky, které byly jasně prokázány v několika in vitro a in vivo studiích na lidech i zvířatech.

Zvláště jako nutriční přístup k podpoře léčby kardiovaskulárních onemocnění a rakoviny získává stále větší oblibu. V lidských studiích suplementace červenou řepou snižovala krevní tlak, zmírňovala zánět, předcházela oxidačnímu stresu, zachovávala funkci endotelu a obnovovala cerebrovaskulární hemodynamiku. Navíc několik studií již potvrdilo, že suplementace červenou řepou je účinná při zlepšování sportovního výkonu. (1)

Zvláště snížení zánětu může představovat velkou příležitost k rozšíření využití červené řepy v oblasti prevence a modulace.

Tento článek objasňuje příznivé zdravotní účinky červené řepy na lidské tělo a neuvěřitelný potenciál, který může mít u několika onemocnění způsobených chronickým zánětem.

2.1 Potenciálně bioaktivní sloučeniny

Prospěšné zdravotní účinky Beta vulg. jsou z velké části připisovány jejím bioaktivním sloučeninám.

Zvláště díky vysokému obsahu anorganických nitrátů. Nitrát sám o sobě není považován za látku, která by přímo ovlivňovala specifickou fyziologickou funkci, prospěšné účinky jsou spíše spojeny s jeho redukcí na oxid dusnatý (NO). Redukce na dusitan probíhá po vstřebání a vstupu do entero-salivárního cyklu, předpokládáme, že 25 % nitrátu vstupuje do tohoto cyklu. Slinné bakterie redukují slinný nitrát na NO. Nicméně slinný dusitan je znovu vstřebáván do oběhu přes žaludek a tam je metabolizován na NO. (1)

Řepa je jednou z mála zelenin, která obsahuje skupinu vysoce bioaktivních pigmentů známých jako betalainy. Řada studií uvádí vysokou antioxidační a protizánětlivou schopnost in vitro i in vivo na zvířecích modelech, což vyvolalo zájem o možné využití řepy v klinických patologiích charakterizovaných oxidačním stresem a chronickým zánětem (v IBD/IBS, astmatu, chronickém únavovém syndromu, onemocněních jater, artritidě, Alzheimerově chorobě, Parkinsonově chorobě, kardiovaskulárních onemocněních, diabetu, chronickém onemocnění ledvin).

Betalainy lze rozdělit na betacyaniny, jako jsou betanin a isobetanin, a betaxanthiny, jako vulgaxanthin I & II a indicaxanthin. (1)

Kromě toho v Beta vulg. nacházíme určité množství karotenoidů, kyseliny askorbové a fenolických látek, jako jsou flavonoidy, fenolové kyseliny a fenolové amidy. (1)

2.2. Přínosy betalainů

Betalainy v in vitro modelech významně snižovaly expresi zánětlivých molekul, jako je cyklooxygenáza-2 (COX-2), indukovatelná syntáza oxidu dusnatého (iNOS) a zánětlivé cytokiny IL-6 a IL-8. (7)

In vivo modely ukázaly snížení apoptózy v mozku u jedinců na vysokotučné dietě po čtyřech týdnech perorální léčby indicaxanthinem. Tento efekt lze vysvětlit snížením exprese proapoptotických genů a zvýšením exprese antiapoptotických genů, snížením neurozánětu díky poklesu exprese prozánětlivých genů a proteinů a zmírněním oxidačního stresu díky redukci reaktivních kyslíkových (ROS) a dusíkatých druhů.

Celkově betalainy, zejména betanin a indicaxanthin, vykazují silné antioxidační a protizánětlivé účinky, zaměřené na klíčové mechanismy jako je snížení ROS, potlačení prozánětlivých cytokinů a modulace apoptotických drah. (7)

2.3 Chemická struktura sloučenin řepy

Antioxidační kapacita betaninu je vysvětlena jeho chemickou strukturou obsahující sady hydroxylových skupin a nasycení v benzenovém kruhu. Betanin zabraňuje oxidačnímu poškození proteinů tím, že inhibuje nitraci aminokyseliny tyrosinu. (7)

3.1 Antioxidant

Je prokázáno, že řepa je funkční potravina s antioxidační biologickou funkcí díky svému betalainu (betainu) a dalším fenolickým složkám. Antioxidační kapacita betaninu je vysvětlena jeho chemickou strukturou (7)

Studie dokazují, že červená řepa je vynikajícím zdrojem antioxidantů, které významně chrání buněčné složky před oxidací in vitro a co je důležitější, také in vivo. (1)

3.2 Protizánětlivé účinky

Data z několika studií provedených na in vivo modelech ukazují, že barvivo bohaté na betalainy, vyrobené z Beta vulgaris, snižuje produkci zánětlivých mediátorů TNF-a a IL-1ß. Betalainy také omezují účinky lipopolysacharidu v makrofázích pocházejících z kostní dřeně. LPS aktivuje NF-kB a zvyšuje hladiny IL-1ß a TNF-a. (7)

Na závěr lze říci, že betalainy v červené řepě, zejména betanin, mohou tlumit zánět prostřednictvím inhibice signální dráhy NF-kB a snížením ROS aktivací jaderného faktoru erytroidního 2-souvisejícího faktoru 2 (Nrf2)/antioxidační odpovědní element (ARE). (8)

Pietrzkowski a kol. ve své studii ukázali, že kapsle bohaté na betalainy podávané orálně v terapeutickém režimu snižují bolest a zánět u pacientů s osteoartrózou. Po období delším než 10 dní a denním doplňování alespoň 35 mg dvakrát denně pacienti vykazovali nižší sérové hladiny interleukinu-6 (IL-6), tumoru nekrotizujícího faktoru alfa (TNF-a) a výrazně inhibovali aktivitu dvou chemokinů; regulovaného onkogenu alfa (GRO-alfa) a regulovaného při aktivaci normálního růstu T-buněk (RANTES). (9)

Protizánětlivá schopnost červené řepy se také zdá zlepšovat endoteliálně závislou i nezávislou vazodilataci v předloktí pacientů se syndromem Raynaud. (11)

3.3 Střevní mikrobiom

Calvani a kol. ukázali, že po požití červené řepné šťávy byla vyšší hojnost bakterií s dobře známými příznivými účinky, včetně Akkermansia, Oscillospira, Prevotella, Roseburia, Ruminococcaceae a Turicibacter, ve srovnání s placebem. Také prokázali významně vyšší hladiny fekálního nikotinátu a trimethylaminu. (6)

4.1 Syndrom dráždivého tračníku (IBS)

IBS je funkční porucha gastrointestinálního systému způsobená změnou cest mezi střevem a mozkem.

Možné mechanismy dysfunkce střevně-mozkových drah naznačují primární poruchu střev jako základní příčinu u některých podskupin.

Podkladové mechanismy, které mohou vést k syndromu dráždivého tračníku, zahrnují genetické faktory, pooperační změny, chronické infekce a poruchy střevní mikrobioty. Porucha střevního mikrobiomu často vede k nízce intenzivnímu zánětu sliznice, aktivaci imunitního systému a změněné střevní propustnosti. Abnormality v metabolismu serotoninu a změny v mozkové funkci mohou být primární nebo sekundární faktory. (4)

Další důkazy také poukazují na střevní zánět, cytokinovou odpověď a střevní mikrobiom, které nejprve ovlivňují střevo a následně vedou ke změnám v mozku u IBS. (4)

Některé studie také ukázaly, že psychosociální faktory, jako je zneužívání v dětství a posttraumatická stresová porucha, jsou spojeny s rozvojem IBS v dospělosti. Je známo, že stres zvyšuje imunitní aktivaci prostřednictvím prozánětlivých cytokinů a NF-kB.

Oba psychosociální faktory také podporují prozánětlivý fenotyp tím, že senzibilizují systémy uvolňující kortikotropin a narušují osy HPA. Hyperreaktivní osa HPA může také přispívat k viscerální hypersenzitivitě, která je běžně pozorována u pacientů s IBS. (5)

Úzkost a poruchy nálady jsou rovněž dobře známými rizikovými faktory pro rozvoj pooperačního IBS, přičemž riziko je podobné jako u těžké infekční gastroenteritidy. Další výzkum poruch nálady poukázal na přetrvávání systémového a neurozánětu.

Funkční magnetická rezonance u pacientů s IBS ukázala zvýšenou reakci na viscerální podněty, s vyšší aktivací předního cingulárního kortexu, prefrontálního kortexu a thalamu při rektálním distenzi. Tyto reakce se zdají být modulovány také úzkostí a depresí. (5)

Zvýšené hladiny interleukinu-6 (IL-6) a interleukinu-8 (IL-8), které byly nalezeny u pacientů s IBS, ovlivňují metabolismus tryptofanu a vedou k abnormální funkci serotonergního systému (5-HT). Abnormální funkce 5-HT je spojena se změněnou střevní motilitou a vyšší citlivostí na bolest, což jsou příznaky běžně pozorované u pacientů s IBS. (5)

Také vzorky stolice pacientů s IBS s průjmem vykazovaly zvýšené množství cytokinů interleukin 1β, interleukin 10, TNFα a interleukin 6. Koncentrace těchto cytokinů se zdála být spojena s frekvencí a závažností bolesti. (5)

Vidíme také překryv IBS s ulcerózní kolitidou a Crohnovou chorobou, u kterých bylo prokázáno, že léčba anti-TNFα zlepšuje viscerální senzorickou funkci a pozitivní atribuce. To je další důkaz, že zánětlivé procesy ve střevě ovlivňují centrální zpracování informací. (5)

4.2 Duševní zdravotní stavy

Osimo a kol. zjistili významně zvýšené hladiny CRP, IL-3, IL-6, IL-12, IL-18, sIL-2R a TNF-α v krvi u pacientů s depresí s mírou efektu od střední po velkou. Tyto výsledky přežily analýzy citlivosti na psychiatrické a životní stylové prediktory, vliv zkreslení, vliv studií nízké kvality a publikační bias. (13)

Také Li a kol. identifikovali ve své nejnovější systematické revizi a metaanalýze řadu různých zánětlivých a imunitních biomarkerů, které se významně liší u depresivních adolescentů ve srovnání se zdravými kontrolami. (16)

CRP je jedním z nejlépe studovaných zánětlivých markerů v medicíně. Vyšší hladiny CRP byly konzistentně nalezeny v několika, dokonce i longitudinálních studiích deprese.

Často předcházejí nástupu nemoci, což naznačuje, že zánět by mohl být příčinou spíše než pouhým důsledkem onemocnění.

Podporou této hypotézy je Mendelovská randomizační analýza vzorku UK Biobank, která zjistila, že IL-6 a CRP jsou pravděpodobně kauzálně spojeny s depresí.

Dále bylo zjištěno, že zvýšené periferní hladiny CRP korelují s jeho hladinou v centrálním nervovém systému, s silnou korelací mezi plazmatickým a CSF CRP. (13)

TNF-α je jedním z hlavních prozánětlivých cytokinů.

Produkují ho dendritické buňky a makrofágy, které během akutní infekce produkují IL-6 a IL-12. Zvýšení TNF-α, IL-6 a IL-12 v aktuálních depresivních epizodách objasňuje systémovou povahu zánětlivého stavu, protože vykazuje podobnost s imunitní reakcí na aktivní infekci. (13)

Řada studií o IL-6 a CRP/hsCRP nalezla prediktivní souvislosti mezi hladinami markerů a odpovědí na léčbu. Studie zjistily, že výchozí hladiny byly spojeny s lepší odpovědí na látky s prokázanými protizánětlivými vlastnostmi, jako jsou infliximab a ketamin.

Různé podtypy velké depresivní poruchy také vykazují rozdíly ve svých zánětlivých profilech, například IL-6 a IL-1β u melancholické deprese a CRP u nemelancholické deprese. (14)

Studie také ukázaly, že zvýšený zánět u dětí a adolescentů je spojen s vyšším rizikem budoucí deprese. Důkazy naznačují, že zánětlivé cytokiny v mozku mohou měnit strukturu a funkci mozku tím, že ovlivňují neurotransmisi, funkci hipokampu, hypotalamo-hypofyzárně-nadledvinové osy a sympatického systému.

To může vést ke změnám v kognici a k rozvoji depresivních symptomů. (15)

Tyto výsledky potvrzují, že akutní deprese je prozánětlivý stav a podporují hypotézu, že zvýšení zánětlivých markerů u deprese je způsobeno posunem distribuce imunitních markerů doprava. (13)

A ukazují obousměrnou souvislost mezi depresí a prozánětlivými stavy, která je detekovatelná již brzy v průběhu života. (15)

Aby byl potravinový komponent považován za prospěšný pro zdraví, musí být bio-dostupný in vivo.

U neorganického dietního dusičnanu v červené řepě pozorujeme vysokou biologickou dostupnost a existují zprávy o téměř 100% absorpci po trávení. (1)

Protože redukce dusičnanu na dusitan je zprostředkována specifickými slinnými bakteriemi, vyplivování slin nebo užívání ústních antibakteriálních přípravků, jako jsou ústní vody, může snížit konverzi dusičnanu na dusitan. (1)

Míra absorpce betalainů není zcela jasná. Rozsah, do jakého jsou betalainy metabolizovány a strukturálně přeměněny na sekundární metabolity, zatím nebyl charakterizován, ale měl by být zohledněn při zkoumání jejich biologické dostupnosti. (1)

Studie naznačují, že některé aktivní sloučeniny v řepě se ztrácejí nebo možná degradují během vaření a zpracování. Konceptuálně může tepelná úprava, expozice bakteriálním činitelům, acidifikace, skladovací podmínky a modifikovaná atmosféra ovlivnit složení fytochemikálií. (3)

Existuje několik faktorů, které negativně ovlivňují stabilitu betalainů, včetně zvýšené teploty, světla, kyslíku, extrémních pH, kovových iontů a vysoké aktivity vody.

Zvláště tepelná degradace je velkou výzvou při práci s produkty na bázi betalainů. Betacyaniny ztrácejí stabilitu nad 60 °C, zatímco betaxanthiny již nad 40 °C. Teplota pokojová se zdá být během skladování pro produkty na bázi betalainů stabilnější.

Co se týče pH, betalainy jsou obecně stabilní v rozmezí 3 až 7. Alkalické podmínky na ně působí negativně.

Hlavní výzvou pro průmyslové využití betalainů je jejich nestabilita vůči těmto environmentálním faktorům.

Techniky enkapsulace a adsorpce jsou slibnými alternativami, jak překonat tyto omezení a zlepšit stabilitu bioaktivních sloučenin. (7)

Faktory zlepšující stabilitu betalainů zahrnují kyselinu askorbovou, isoaskorbovou kyselinu, chelatační činidla jako kyselinu citronovou a EDTA. Také ß-cyklodextrin a glukóza oxidáza mohou být účinné tím, že absorbují volnou vodu a odstraňují rozpuštěný kyslík. (12)

Také vzniklé deriváty betaninu mohou mít silný vliv na bioaktivitu produktů B. vulgaris a mohou být využity v různých potravinářských aplikacích s novými zdravotně prospěšnými potenciály a barvivovými vlastnostmi. (12)

Studie ukázaly nižší míru absorpce betalainů z červené řepy ve srovnání s betalainy z jiných zdrojů, jako je plod kaktusové hrušky. Nedávná práce naznačuje, že nižší míra absorpce je způsobena rozdíly v potravinové matrici. To naznačuje, že biologická dostupnost betaninu může být po konzumaci řepy nižší než u jiných zdrojů betaninu. (3)

Ačkoli betalainy mají důkazy o biologické účinnosti in vivo, obecně se zdá, že mají velmi nízkou biologickou dostupnost, což může ovlivnit jejich terapeutický potenciál. Je proto nezbytné zvážit, že interakce mezi látkami tvořícími přirozenou matrici mohou ovlivnit biologickou dostupnost betalainů z červené řepy. (7)

In vitro studie s použitím buněk Caco-2 ukázala, že indicaxanthin a betanin jsou absorbovány střevním epitelem, ale různými způsoby. Zatímco indicaxanthin prochází cestou nezávislou na membránových transportérech, betanin je na ně omezen, což snižuje jeho absorpci. Absorpce indicaxanthinu je efektivnější a jeho biologická dostupnost vyšší. Absorpce indicaxanthinu nebyla ovlivněna potravinovou matricí na rozdíl od betaninu. (7)

Studie na lidských dobrovolnících ukázala, že hladiny betalainů v plazmě dosáhly vrcholu po prvním týdnu příjmu fermentované řepné šťávy a v moči po druhém týdnu příjmu šťávy. To může naznačovat, že betalainy procházejí sekvenční biotransformací. (7)

Další studie pozorovala, že velká část betacyaninů z řepy podstoupila fragmentaci, včetně deglukosidace a dekarboxylace, v gastrointestinálním traktu. Navíc se zdá, že do střevní transformace jsou zapojeny různé střevní bakterie, což může vést k velkým individuálním rozdílům. (7)

Důkazy in vivo i in vitro ukazují, že betalainy mohou snižovat zánět. Jelikož úspěšně cílí na různé cesty v zánětlivém procesu, vykazují potenciál při léčbě různých onemocnění spojených se zánětlivými patofyziologiemi, jako je IBS.

Na základě shromážděných dat se zdá, že červená řepa je potravina podporující zdraví s různými prospěšnými účinky. Ačkoli jsou data slibná, stále je potřeba prostřednictvím rozsáhlých klinických studií prozkoumat účinek červené řepy na chronická zánětlivá onemocnění jako IBS, artritida atd. Nicméně shromážděná data silně naznačují, že suplementace červenou řepou je ekonomický, účinný a přírodní dietní zásah v klinickém prostředí.

Co se týče biologické dostupnosti, zdá se být velmi důležité vytvořit enkapsulovaný produkt pro suplementaci pod přísně sledovaným výrobním procesem, zejména s ohledem na použití tepla během výroby. Také je velmi důležité vyhodnotit faktory, které mohou pozitivně či negativně ovlivnit vstřebávání, a pokusit se je v suplementačním procesu vyloučit nebo přidat.

Pokud je produkt připraven správným způsobem za přísných podmínek a pacientovi podáván vhodným způsobem, vidím velkou možnost v suplementaci betalainy v klinickém prostředí, která by mohla udržitelným způsobem ovlivnit moderní medicínu, protože bychom mohli léčit příčinu nemoci, nikoli jen symptomy, a také ji předcházet ekonomicky a zcela bez rizika.

Červená řepa také obsahuje FODMAPs, které mohou u některých podskupin IBS zhoršovat příznaky, ale je otázkou, zda množství obsažené v extraktu z červené řepy má nějaký vliv na příznaky IBS. Mohlo by však být prospěšné vyhodnotit potenciál doplňků stravy, které usnadňují trávení a zlepšují vstřebávání bioaktivních látek.

Dále může existovat potenciál v prevenci duševních poruch nebo zmírnění jejich příznaků.

Hlavním důvodem vysokého potenciálu suplementace červenou řepou je nedostatek léků, které by úspěšně léčily a předcházely chronickým zánětlivým onemocněním. Dosud neexistují nebo je jen málo možností, jak léčit základní příčiny či mechanismy těchto onemocnění. Obvykle terapie závisí na více či méně účinném snižování příznaků.

Jelikož výskyt duševních poruch a dalších zánětlivých onemocnění jako IBS stále roste a vede k většímu zájmu o udržitelnou a přírodní výživu a medicínu, zdá se být ideální čas přijít s nadějnými řešeními pro lékařské potřeby určité části lidské populace.