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

Obzvláště jako výživový přístup k podpoře zvládání kardiovaskulárních onemocnění a rakoviny získává stále větší oblibu. Studie na lidech prokázaly, že suplementace červenou řepou snižuje krevní tlak, zmírňuje zánět, předchází oxidativnímu stresu, zachovává funkci endotelu a obnovuje cerebrovaskulární hemodynamiku. Několik studií navíc nyní potvrdilo, že suplementace červenou řepou účinně zvyšuje sportovní výkon. (1)

Právě zmírnění zánětu by mohlo představovat velkou příležitost k rozšíření využití červené řepy v oblasti prevence a modulace.

Tento článek objasňuje příznivé účinky červené řepy na lidský organismus a její neuvěřitelný potenciál při několika onemocněních způsobených chronickým zánětem.

2.1 Potenciálně bioaktivní sloučeniny

Příznivé účinky Beta vulg. na zdraví jsou z velké části připisovány jejím bioaktivním sloučeninám.

Zejména vysokému obsahu anorganických dusičnanů. Samotný dusičnan není považován za látku zprostředkovávající specifickou fyziologickou funkci; jeho příznivé účinky souvisejí spíše s jeho redukcí na oxid dusnatý (NO). K redukci na dusitany dochází po absorpci a vstupu do entero-salivárního cyklu; předpokládáme, že do tohoto cyklu vstupuje 25 % dusičnanů. Bakterie ve slinách redukují slinné dusičnany na dusitany. Slinné dusitany se však prostřednictvím žaludku znovu vstřebávají do krevního oběhu a tam se metabolizují na NO. (1)

Červená řepa je jednou z mála zelenin obsahujících skupinu vysoce bioaktivních pigmentů známých jako betalainy. Řada studií uvádí vysokou antioxidační a protizánětlivou aktivitu in vitro i u zvířecích modelů in vivo, což podnítilo zájem o možné využití červené řepy u klinických patologií charakterizovaných oxidačním stresem a chronickým zánětem (u IBD/IBS, astmatu, syndromu chronické únavy, onemocnění jater, artritidy, Alzheimerovy a Parkinsonovy choroby, kardiovaskulárních onemocnění, diabetu mellitu a chronického onemocnění ledvin).

Betalainy lze rozdělit na betakyany, například betanin a isobetanin, a betaxanthiny, například vulgaxanthin I a II a indicaxanthin. (1)

V Beta vulg. se kromě toho nachází určité množství karotenoidů, kyseliny askorbové a fenolických látek, jako jsou flavonoidy, fenolické kyseliny a fenolické amidy. (1)

2.2. Přínosy betalainů

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

Modely in vivo prokázaly po čtyřech týdnech perorální léčby indikaxantinem snížení apoptózy v mozku u jedinců, kteří drželi stravu s vysokým obsahem tuku. Tento účinek lze vysvětlit snížením exprese proapoptotických genů a zvýšením exprese antiapoptotických genů, omezením neurozánětu prostřednictvím snížení exprese prozánětlivých genů a proteinů a zmírněním oxidačního stresu snížením množství reaktivních forem kyslíku (ROS) a dusíku.

Celkově betalainy, zejména betanin a indikaxantin, vykazují výrazné antioxidační a protizánětlivé účinky a působí na klíčové mechanismy, jako je snižování ROS, potlačení prozánětlivých cytokinů a modulace drah souvisejících s apoptózou. (7)

2.3 Chemická struktura sloučenin červené řepy

Schopnost betaninu působit proti volným radikálům lze vysvětlit jeho chemickou strukturou obsahující skupiny hydroxylů a nenasycené vazby v benzenovém kruhu. Betanin zabraňuje oxidačnímu poškození proteinů tím, že inhibuje nitraci aminokyseliny tyrosinu. (7)

3.1 Antioxidant

Bylo prokázáno, že červená řepa je funkční potravina s antioxidačními biologickými účinky díky betalainům (betainu) a dalším fenolickým složkám. Schopnost betaninu působit proti volným radikálům lze vysvětlit jeho chemickou strukturou (7).

Studie poskytují důkazy, že červená řepa je vynikajícím zdrojem antioxidantů, které vykazují významnou schopnost chránit buněčné složky před oxidací in vitro a, což je ještě důležitější, také in vivo. (1)

3.2 Protizánětlivé účinky

Údaje z několika studií provedených na modelech in vivo ukazují, že barvivo bohaté na betalainy, získané z červené řepy (Beta vulgaris), snižuje produkci zánětlivých mediátorů TNF-α a IL-1β. Betalainy také omezují účinky lipopolysacharidu v makrofázích získaných z kostní dřeně. LPS aktivuje NF-κB a zvyšuje hladiny IL-1β a TNF-α. (7)

Závěrem lze říci, že betalainy v červené řepě, zejména betanin, mohou zmírňovat zánět inhibicí signální dráhy NF-κB a snižováním hladiny ROS prostřednictvím aktivace dráhy nukleárního faktoru erytroidního 2 (Nrf2)/antioxidačního elementu odpovědi (ARE). (8)

Pietrzkowski et al. ve své studii prokázali, že perorální kapsle bohaté na betalainy v rámci terapeutického režimu snižují bolest a zánět u pacientů s osteoartrózou. Po více než 10 dnech a při každodenním užívání alespoň 35 mg dvakrát denně měli pacienti nižší sérové hladiny interleukinu-6 (IL-6) a tumor nekrotizujícího faktoru alfa (TNF-α) a výrazně sníženou aktivitu dvou chemokinů: růstového regulovaného onkogenu alfa (GRO-α) a chemokinu regulovaného po aktivaci normálních T-lymfocytů (RANTES). (9)

Zdá se také, že protizánětlivé účinky červené řepy zlepšují endotel-dependentní i endotel-independentní vazodilataci v předloktí pacientů s Raynaudovým syndromem. (11)

3.3 Střevní mikrobiom

Calvani et al. prokázali, že po konzumaci šťávy z červené řepy byl ve srovnání s placebem vyšší podíl bakterií s dobře známými příznivými účinky, včetně rodů Akkermansia, Oscillospira, Prevotella, Roseburia, Ruminococcaceae a Turicibacter. Rovněž prokázali významně vyšší hladiny fekálního nikotinátu a trimethylaminu. (6)

4.1 Syndrom dráždivého tračníku (IBS)

IBS je funkční porucha gastrointestinálního systému způsobená změnami v drahách mezi střevem a mozkem. 

Možné mechanismy poruchy komunikace mezi střevem a mozkem naznačují, že u některých podskupin je základní příčinou primární porucha střev. 

Mezi základní mechanismy, které mohou vést k syndromu dráždivého tračníku, patří genetické faktory, postinfekční změny, chronické infekce a poruchy střevní mikrobioty. Porucha střevního mikrobiomu často vede k mírnému zánětu sliznice, aktivaci imunitního systému a změněné propustnosti střev. Abnormality v metabolismu serotoninu a změny mozkových funkcí mohou být primárními nebo sekundárními faktory. (4)

Další důkazy rovněž poukazují na to, že střevní zánět, cytokinová odpověď a střevní mikrobiom nejprve ovlivňují střevo a následně vedou ke změnám v mozku u pacientů s IBS.(4)

Některé studie také prokázaly, že psychosociální faktory, jako je týrání v dětství a posttraumatická stresová porucha, souvisejí s rozvojem IBS v dospělosti. Je známo, že stres zvyšuje aktivaci imunitního systému prostřednictvím prozánětlivých cytokinů a NF-kB. 

Je také známo, že oba psychosociální faktory podporují prozánětlivý fenotyp senzibilizací systémů faktoru uvolňujícího kortikotropin a dysregulací osy HPA. K viscerální hypersenzitivitě, která se běžně vyskytuje také u pacientů s IBS, může přispívat i hyperreaktivní osa HPA. (5)

Úzkostné poruchy a poruchy nálady jsou rovněž dobře známými rizikovými faktory pro rozvoj postinfekčního IBS a představují podobné riziko jako závažná infekční gastroenteritida. Další výzkum poruch nálady poukázal na přetrvávání systémového a neurozánětu. 

Studie funkční magnetické rezonance u pacientů s IBS prokázaly zvýšenou odpověď na viscerální podněty se zvýšenou aktivací přední cingulární kůry, prefrontální kůry a thalamu v reakci na distenzi rekta. Tyto odpovědi jsou zřejmě také modulovány úzkostí a depresí. (5)

Zvýšené hladiny interleukinu-6 (IL-6) a interleukinu-8 (IL-8), které byly zjištěny u pacientů s IBS, ovlivňují metabolismus tryptofanu a vedou k abnormálním funkcím serotonergního systému (5-HT). Abnormální funkce 5-HT souvisejí se změněnou motilitou střev a vyšší citlivostí na nociceptivní bolest, tedy s příznaky, které běžně pozorujeme u pacientů s IBS. (5)

Vzorky stolice pacientů s IBS s průjmem rovněž vykazovaly zvýšené množství cytokinů interleukinu 1β, interleukinu 10, TNFα a interleukinu 6. Koncentrace těchto cytokinů také zřejmě souvisela s četností a intenzitou bolesti. (5)

U pacientů také pozorujeme překryv IBS s ulcerózní kolitidou a Crohnovou chorobou, u nichž bylo prokázáno, že léčba anti-TNFα zlepšuje viscerální senzorické funkce a pozitivní atribuční zkreslení. To dále potvrzuje, že zánětlivé procesy ve střevě ovlivňují centrální zpracování informací. (5)

4.2 Stavy duševního zdraví

Osimo et al. zjistili u pacientů s depresí významně zvýšené hladiny CRP, IL-3, IL-6, IL-12, IL-18, sIL-2R a TNF-α v krvi, přičemž velikost účinku byla střední až velká. Tyto výsledky přetrvaly i v analýzách citlivosti zohledňujících psychiatrické prediktory a prediktory životního stylu, vliv asymetrického rozložení, vliv nekvalitních studií a publikační zkreslení. (13)

Li et al. také ve svém nejnovějším systematickém přehledu a metaanalýze identifikovali řadu různých zánětlivých a imunologických biomarkerů. Ty se u depresivních dospívajících významně liší ve srovnání se zdravými kontrolami. (16)

CRP je jedním z nejlépe prozkoumaných zánětlivých markerů v medicíně. Vyšší hladiny CRP byly opakovaně zjištěny v několika, včetně longitudinálních, studiích deprese.

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

Tuto hypotézu podporuje analýza Mendelovy randomizace na vzorku UK Biobank, která zjistila, že IL-6 a CRP jsou pravděpodobně kauzálně spojeny s depresí.

Kromě toho bylo zjištěno, že zvýšené periferní hladiny CRP korelují s jeho hladinou v centrálním nervovém systému, přičemž mezi hladinami CRP v plazmě a mozkomíšním moku existuje silná korelace. (13)

TNF-α je jedním z hlavních prozánětlivých cytokinů.

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

Několik studií zaměřených na IL-6 a CRP/hsCRP zjistilo prediktivní souvislosti mezi hladinami markerů a reakcí na léčbu. Studie ukázaly, že výchozí hladiny souvisely s lepší odpovědí na látky se známými protizánětlivými vlastnostmi, jako jsou infliximab a ketamin.

Různé podtypy velké depresivní poruchy se také liší svými zánětlivými profily, například IL-6 a IL-1β u melancholické deprese a CRP u nemelancholické deprese. (14)

Studie také ukázaly, že zvýšený zánět u dětí a dospívajících souvisí s větším rizikem deprese v budoucnu. Důkazy naznačují, že zánětlivé cytokiny v mozku mohou měnit jeho strukturu a funkci prostřednictvím změn neurotransmise, funkce hipokampu, osy hypotalamus–hypofýza–nadledviny a sympatického systému.

Tyto změny mohou vést ke změnám kognice a k rozvoji depresivních příznaků. (15)

Tyto výsledky potvrzují, že akutní deprese je prozánětlivým stavem, a podporují hypotézu, že zvýšení hladin zánětlivých markerů u deprese je způsobeno posunem rozložení imunitních markerů doprava. (13)

Zároveň ukazují obousměrnou souvislost mezi depresí a prozánětlivými stavy, která je zjistitelná již v raných fázích života. (15)

Aby byla potravinová složka považována za zdraví prospěšnou, musí být biologicky dostupná in vivo.

U anorganických dusičnanů obsažených v červené řepě pozorujeme vysokou biologickou dostupnost a existují zprávy o téměř 100% absorpci po trávení. (1)

Protože je redukce dusičnanů na dusitany zprostředkována specifickými bakteriemi ve slinách, vyplivování slin nebo používání antibakteriálních přípravků, například ústní vody, může omezit přeměnu dusičnanů na dusitany. (1)

Rozsah absorpce betalainů je méně jasný. Míra, do jaké jsou betalainy metabolizovány a strukturálně přeměňovány na sekundární metabolity, dosud nebyla charakterizována, ale při zkoumání jejich biologické dostupnosti je třeba ji zohlednit. (1)

Studie naznačují, že některé aktivní sloučeniny v červené řepě se během vaření a zpracování ztrácejí nebo se mohou rozkládat. Tepelné ošetření, působení bakteriálních činitelů, okyselení, podmínky skladování a úprava atmosféry mohou ovlivnit složení fytochemických látek. (3)

Stabilitu betalainů negativně ovlivňuje několik faktorů, včetně zvýšené teploty, světla, kyslíku, extrémních hodnot pH, kovových iontů a vysoké aktivity vody.

Zejména tepelná degradace představuje při práci s produkty na bázi betalainů velkou výzvu. Betakyany ztrácejí stabilitu při teplotách nad 60 °C, zatímco betaxantiny již nad 40 °C. Zdá se, že během skladování vykazují produkty na bázi betalainů při pokojové teplotě vyšší stabilitu.

Pokud jde o pH, betalainy jsou obecně stabilní v rozmezí 3 až 7. Alkalické podmínky je negativně ovlivňují.

Hlavní výzvou pro použití betalainů v průmyslu je jejich nestabilita vůči těmto environmentálním faktorům.

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

Mezi faktory zvyšující stabilitu betalainů patří kyselina askorbová, kyselina isoaskorbová a chelatační činidla, jako jsou kyselina citronová a EDTA. Účinné mohou být také ß-cyklodextrin a glukózaoxidáza, protože absorbují volnou vodu a odstraňují rozpuštěný kyslík. (12)

Vznikající deriváty betaninu mohou mít také výrazný vliv na bioaktivitu produktů z B. vulgaris a lze je využít v různých potravinářských aplikacích s novými zdraví prospěšnými účinky a barvicími vlastnostmi. (12)

Studie prokázaly nižší míru absorpce betalainů z červené řepy v důsledku nižšího epiteliálního transportu ve srovnání s betalainy z jiných zdrojů, například z plodů opuncie. Nedávná studie naznačuje, že nižší míra absorpce je způsobena rozdíly v potravinové matrici. To naznačuje, že biologická dostupnost betaninu může být po konzumaci červené řepy nižší než u jiných zdrojů betaninu. (3)

Ačkoli existují důkazy o biologické účinnosti betalainů in vivo, obecně se zdá, že jejich biologická dostupnost je velmi nízká, což může ovlivňovat jejich terapeutický potenciál. Je proto nezbytné zohlednit, že interakce mezi látkami tvořícími přirozenou matrici mohou ovlivňovat biologickou dostupnost betalainů z červené řepy. (7)

Studie in vitro využívající buňky Caco-2 ukázala, že indikaxantin a betanin se vstřebávají přes střevní epitel, avšak odlišným způsobem. Zatímco indikaxantin prochází cestou, která není závislá na membránových transportérech, betanin je na ně vázán, což snižuje jeho absorpci. Absorpce indikaxantinu je účinnější a jeho biologická dostupnost vyšší. Na rozdíl od betaninu nebyla absorpce indikaxantinu ovlivněna potravinovou matricí. (7)

Studie na lidských dobrovolnících ukázala, že hladina betalainů v plazmě dosáhla vrcholu po prvním týdnu konzumace fermentované šťávy z červené řepy a v moči po druhém týdnu konzumace této šťávy. To může naznačovat, že betalainy pravděpodobně procházejí postupnou biotransformací. (7)

Jiná studie zjistila, že velká část betakyanů z červené řepy podléhá v gastrointestinálním traktu fragmentaci, včetně deglukosylace a dekarboxylace. Kromě toho se zdá, že se na střevní transformaci podílejí různé střevní bakterie, a proto může docházet k výrazným individuálním rozdílům. (7)

Výsledky in vivo a in vitro dokazují, že betalainy mohou snižovat zánět. Protože úspěšně cílí na různé dráhy zánětlivého procesu, mají potenciál při léčbě různých onemocnění spojených se zánětlivými patofyziologickými mechanismy, jako je IBS.

Na základě shromážděných údajů se červená řepa jeví jako potravina podporující zdraví s různými příznivými účinky. Ačkoli jsou tyto údaje slibné, stále je zapotřebí pomocí rozsáhlých klinických studií prozkoumat účinek červené řepy na chronická zánětlivá onemocnění, jako je IBS, artritida apod. Shromážděné údaje nicméně výrazně naznačují, že suplementace červenou řepou představuje v klinickém prostředí ekonomický, účinný a přirozený způsob dietní intervence.

Pokud jde o biologickou dostupnost, zdá se být zcela zásadní vytvořit pro suplementaci zapouzdřený produkt a zajistit přitom přísně kontrolovaný výrobní proces, zejména s ohledem na teplotu použitou během výroby. Rovněž se jeví jako velmi důležité vyhodnotit faktory, které mohou pozitivně nebo negativně ovlivňovat absorpci, a pokusit se je ze suplementačního procesu vyloučit nebo do něj přidat.

Pokud je produkt připraven správným způsobem za přísných podmínek a pacientovi podán vhodným způsobem, spatřuji v suplementaci betalainy v klinickém prostředí velký potenciál, který by mohl udržitelným způsobem ovlivnit a proměnit moderní medicínu. Mohli bychom totiž léčit příčinu onemocnění, nikoli pouze jeho příznaky, a zároveň mu ekonomicky a s naprosto nízkým rizikem předcházet.

Červená řepa také obsahuje FODMAP, které mohou u některých podskupin pacientů s IBS zhoršovat příznaky, není však jisté, zda množství obsažené v extraktu z červené řepy nějak ovlivňuje příznaky IBS. Mohlo by však být přínosné vyhodnotit potenciál doplňkových látek, které usnadňují trávení a zlepšují absorpci bioaktivních sloučenin.

Kromě toho by zde mohl existovat potenciál pro prevenci poruch duševního zdraví nebo zmírnění jejich příznaků.

Hlavním důvodem vysokého potenciálu suplementace červenou řepou je nedostatek léčiv, která by dokázala chronická zánětlivá onemocnění úspěšně léčit a předcházet jim. Dosud neexistují žádné nebo jen omezené možnosti, jak léčit základní příčiny či mechanismy těchto onemocnění. Léčba se obvykle zaměřuje na více či méně účinné zmírnění příznaků.

Vzhledem k tomu, že výskyt poruch duševního zdraví a dalších zánětlivých onemocnění, jako je IBS, stále narůstá a zároveň roste zájem o udržitelnou a přirozenou výživu a medicínu, zdá se být ideální čas přicházet se slibnými řešeními zdravotních potřeb určité části lidské populace.