Šakniavaisis Beta vulgaris rubra pastaruoju metu sulaukia daug dėmesio kaip sveikatą stiprinantis maistas. Jis gerai žinomas dėl stipraus antioksidacinio, priešuždegiminio ir kraujagysles apsaugančio poveikio, kurį aiškiai patvirtino keli in vitro ir in vivo tyrimai su žmonėmis ir gyvūnais.

Jis tampa vis populiaresnis kaip mitybos priemonė, padedanti kontroliuoti širdies ir kraujagyslių ligas bei vėžį. Tyrimai su žmonėmis parodė, kad burokėlių papildai mažino kraujospūdį, slopino uždegimą, padėjo išvengti oksidacinio streso, išsaugojo endotelio funkciją ir atkūrė smegenų kraujotakos hemodinamiką. Be to, keli tyrimai jau patvirtino, kad burokėlių papildai veiksmingai gerina sportinius rezultatus. (1)

Ypač uždegimo mažinimas gali suteikti didžiulių galimybių išplėsti raudonųjų burokėlių naudojimą prevencijos ir ligų valdymo srityse.

Šiame straipsnyje aiškinamas teigiamas burokėlių poveikis žmogaus sveikatai ir neįtikėtinas jų potencialas sergant įvairiomis lėtinio uždegimo sukeltomis ligomis.

2.1 Galimai biologiškai aktyvūs junginiai

Naudingas Beta vulg. poveikis sveikatai daugiausia siejamas su jo biologiškai aktyviais junginiais.

Ypač su dideliu neorganinių nitratų kiekiu. Patys nitratai nelaikomi tarpininkaujančiais jokiai konkrečiai fiziologinei funkcijai; teigiamas poveikis veikiau susijęs su jų redukcija į azoto monoksidą (NO). Redukcija į nitritus vyksta po absorbcijos ir patekimo į entero-sialinį ciklą; manome, kad į šį ciklą patenka 25 % nitratų. Seilių bakterijos redukuoja seilių nitratus į nitritus. Tačiau seilių nitritai per skrandį vėl absorbuojami į kraujotaką ir ten metabolizuojami į NO. (1)

Burokėliai yra viena iš nedaugelio daržovių, kuriose yra labai aktyvių pigmentų grupė, vadinama betalainais. Daugybė tyrimų in vitro ir su gyvūnų modeliais in vivo parodė didelį antioksidacinį ir priešuždegiminį poveikį, todėl susidomėta galimu burokėlių panaudojimu gydant klinikines būkles, kurioms būdingas oksidacinis stresas ir lėtinis uždegimas (sergant IBD / IBS, astma, lėtinio nuovargio sindromu, kepenų ligomis, artritu, Alzheimerio ir Parkinsono ligomis, ŠKL, CD ir LIL).

Betalainai gali būti skirstomi į betacianinus, tokius kaip betaninas ir izobetaninas, bei betaksantinus, tokius kaip vulgaksantinas I ir II bei indikaksantinas. (1)

Be to, Beta vulg. sudėtyje yra tam tikras kiekis karotenoidų, askorbo rūgšties ir fenolinių junginių, tokių kaip flavonoidai, fenolinės rūgštys ir fenoliniai amidai. (1)

2.2. Betalainų nauda

In vitro modeliuose betalainai reikšmingai slopino uždegiminių molekulių, tokių kaip ciklooksigenazė-2 (COX-2), indukuojama azoto oksido sintazė (iNOS) ir uždegiminiai citokinai IL-6 bei IL-8, raišką. (7)

In vivo modeliai parodė, kad asmenims, besilaikiusiems daug riebalų turinčios dietos, po keturių savaičių geriamojo gydymo indikaksantinu sumažėjo smegenų ląstelių apoptozė. Šį poveikį galima paaiškinti slopinama proapoptotinių genų raiška ir aktyvinama antiapoptotinių genų raiška, sumažėjusiu neurouždegimu dėl mažesnės uždegimą skatinančių genų ir baltymų raiškos bei sušvelnėjusiu oksidaciniu stresu dėl sumažėjusio reaktyviųjų deguonies formų (ROS) ir azoto junginių kiekio.

Apibendrinant, betalainai, ypač betaninas ir indikaksantinas, pasižymi stipriu antioksidaciniu ir priešuždegiminiu poveikiu, veikdami pagrindinius mechanizmus, tokius kaip ROS kiekio mažinimas, uždegimą skatinančių citokinų slopinimas ir su apoptoze susijusių kelių moduliavimas. (7)

2.3 Burokėlių junginių cheminė struktūra

Betanino gebėjimą neutralizuoti laisvuosius radikalus lemia jo cheminė struktūra, kurioje benzolo žiede yra hidroksilo grupių ir nesočiųjų jungčių. Betaninas apsaugo baltymus nuo oksidacinės pažaidos, slopindamas aminorūgšties tirozino nitrinimą. (7)

3.1 Antioksidantas

Įrodyta, kad burokėliai yra funkcinis maistas, pasižymintis antioksidaciniu biologiniu poveikiu dėl juose esančių betalainų (betaino) ir kitų fenolinių junginių. Betanino gebėjimas neutralizuoti laisvuosius radikalus aiškinamas jo chemine struktūra (7).

Tyrimai pateikia įrodymų, kad burokėliai yra išskirtinis antioksidantų šaltinis. Jie reikšmingai apsaugo ląstelių komponentus nuo oksidacijos in vitro ir, dar svarbiau, in vivo (1).

3.2 Priešuždegiminis poveikis

Kelių tyrimų su in vivo modeliais duomenys parodė, kad iš Beta vulgaris pagaminti betalainų gausūs dažikliai mažina uždegimo mediatorių TNF-α ir IL-1β gamybą. Betalainai taip pat riboja lipopolisacharido poveikį iš kaulų čiulpų gautuose makrofaguose. LPS aktyvina NF-κB ir didina IL-1β bei TNF-α kiekį. (7)

Apibendrinant galima teigti, kad raudonuosiuose burokėliuose esantys betalainai, ypač betaninas, gali slopinti uždegimą, inhibuodami NF-κB signalinį kelią ir mažindami ROS kiekį, aktyvindami su branduolio faktoriumi eritroidiniu 2 susijusio faktoriaus 2 (Nrf2) / antioksidacinio atsako elemento (ARE) kelią. (8)

Pietrzkowski ir kt. savo tyrime parodė, kad betalainų gausios geriamosios kapsulės, vartojamos gydymo tikslais, mažina osteoartritu sergančių pacientų skausmą ir uždegimą. Po daugiau kaip 10 dienų, kasdien vartojant ne mažiau kaip 35 mg du kartus per dieną, pacientų kraujo serume nustatytas mažesnis interleukino-6 (IL-6) ir naviko nekrozės faktoriaus alfa (TNF-α) kiekis, taip pat ryškiai slopintas dviejų chemokinų aktyvumas: reguliuojamo onkogeno alfa (GRO-α) ir aktyvacijos metu reguliuojamo normalių T ląstelių augimo (RANTES). (9)

Atrodo, kad burokėlių priešuždegiminis poveikis taip pat gerina nuo endotelio priklausomą ir nepriklausomą vazodilataciją pacientų, sergančių Reino sindromu, dilbyje. (11)

3.3 Žarnyno mikrobioma

Calvani ir kt. nustatė, kad vartojant raudonųjų burokėlių sultis, palyginti su placebu, buvo gausiau bakterijų, pasižyminčių gerai žinomu teigiamu poveikiu, įskaitant Akkermansia, Oscillospira, Prevotella, Roseburia, Ruminococcaceae ir Turicibacter. Jie taip pat nustatė reikšmingai didesnį fekalinio nikotinato ir trimetilamino kiekį. (6)

4.1 Dirgliosios žarnos sindromas (DŽS)

DŽS yra funkcinis virškinimo trakto sutrikimas, kurį sukelia žarnyno ir smegenų ryšių pokyčiai. 

Galimi žarnyno ir smegenų veiklos sutrikimo mechanizmai rodo, kad kai kuriuose pogrupiuose pagrindinė priežastis gali būti pirminis žarnyno sutrikimas. 

Pagrindiniai mechanizmai, galintys lemti dirgliosios žarnos sindromą, apima genetinius veiksnius, pokyčius po infekcijų, lėtines infekcijas ir žarnyno mikrobiotos sutrikimus. Žarnyno mikrobiomo sutrikimas dažnai sukelia nedidelio laipsnio gleivinės uždegimą, imuninės sistemos aktyvaciją ir pakitusį žarnyno pralaidumą. Serotonino apykaitos sutrikimai ir smegenų veiklos pokyčiai gali būti pirminiai arba antriniai veiksniai. (4)

Kiti duomenys taip pat rodo, kad žarnyno uždegimas, citokinų atsakas ir žarnyno mikrobiomas pirmiausia veikia žarnyną, o vėliau sukelia smegenų pokyčius sergant DŽS. (4)

Tačiau kai kurie tyrimai parodė, kad psichosocialiniai veiksniai, tokie kaip vaikystėje patirta prievarta ir potrauminio streso sutrikimas, yra susiję su DŽS išsivystymu suaugus. Žinoma, kad stresas didina imuninės sistemos aktyvaciją per uždegimą skatinančius citokinus ir NF-kB. 

Taip pat žinoma, kad abu psichosocialiniai veiksniai skatina uždegimą skatinantį fenotipą, jautrindami kortikotropiną atpalaiduojančio faktoriaus sistemas ir sutrikdydami HPA ašies veiklą. Be to, pernelyg reaktyvi HPA ašis gali prisidėti prie visceralinio padidėjusio jautrumo, kuris taip pat dažnai pasireiškia DŽS sergantiems pacientams. (5)

Nerimo ir nuotaikos sutrikimai taip pat yra gerai žinomi rizikos veiksniai, didinantys poinfekcinio DŽS išsivystymo riziką, kuri yra panaši į riziką po sunkaus infekcinio gastroenterito epizodo. Tolesni nuotaikos sutrikimų tyrimai parodė, kad išlieka sisteminis ir neurouždegimas. 

Funkcinio magnetinio rezonanso tomografijos tyrimai, atlikti su DŽS sergančiais pacientais, parodė sustiprėjusį atsaką į visceralinius dirgiklius: tiesiosios žarnos ištempimas labiau aktyvino priekinę juostinę žievę, prefrontalinę žievę ir gumburą. Šiuos atsakus taip pat gali moduliuoti nerimas ir depresija. (5)

Padidėję interleukino-6 (IL-6) ir interleukino-8 (IL-8) kiekiai, nustatyti DŽS sergantiems pacientams, veikia triptofano apykaitą ir sukelia serotonerginės (5-HT) sistemos veiklos sutrikimus. Sutrikusi 5-HT sistemos veikla yra susijusi su pakitusiu žarnyno motoriniu aktyvumu ir didesniu nocicepciniu jautrumu skausmui – simptomais, dažnai pasireiškiančiais DŽS sergantiems pacientams. (5)

Be to, DŽS sergančių pacientų, kuriems pasireiškia viduriavimas, išmatų mėginiuose nustatyti padidėję citokinų – interleukino 1β, interleukino 10, TNFα ir interleukino 6 – kiekiai. Taip pat nustatyta, kad šių citokinų koncentracija buvo susijusi su skausmo dažniu ir stiprumu. (5)

Taip pat nustatomas DŽS, opinio kolito ir Krono ligos persidengimas; gydymas anti-TNFa preparatais pagerino visceralinę jutiminę funkciją ir teigiamus priskyrimo šališkumus. Tai yra papildomas įrodymas, kad žarnyno uždegiminiai procesai veikia centrinį informacijos apdorojimą. (5)

4.2 Psichikos sveikatos sutrikimai

Osimo ir kt. nustatė reikšmingai padidėjusią CRP, IL-3, IL-6, IL-12, IL-18, sIL-2R ir TNF-α koncentraciją depresija sergančių pacientų kraujyje; poveikio dydžiai buvo vidutiniai arba dideli. Šie rezultatai išliko atlikus jautrumo analizes, atsižvelgiant į psichiatrinius ir gyvenimo būdo veiksnius, iškreiptų duomenų įtaką, prastos kokybės tyrimų įtaką ir publikavimo šališkumą. (13)

Be to, Li ir kt. savo naujausioje sisteminėje apžvalgoje ir metaanalizėje nustatė įvairių uždegiminių ir imunologinių biomarkerių. Jų rodikliai depresija sergantiems paaugliams reikšmingai skyrėsi nuo sveikų kontrolinės grupės asmenų rodiklių. (16)

CRP yra vienas geriausiai ištirtų uždegimo žymenų medicinoje. Didesnė CRP koncentracija nuolat nustatoma keliuose, įskaitant išilginius, depresijos tyrimuose.

Ji dažnai padidėja dar prieš ligos pradžią, o tai leidžia manyti, kad uždegimas gali būti ligos priežastis, o ne vien jos pasekmė.

Šią hipotezę patvirtina JK Biobanko imties Mendelio randomizacijos analizė, parodžiusi, kad IL-6 ir CRP tikriausiai yra priežastiniu ryšiu susiję su depresija. 

Be to, nustatyta, kad padidėjusi periferinė CRP koncentracija koreliuoja su jos koncentracija centrinėje nervų sistemoje; nustatyta stipri CRP koncentracijos plazmoje ir smegenų skystyje koreliacija. (13)

TNF-α yra vienas pagrindinių prouždegiminių citokinų.

Jį gamina dendritinės ląstelės ir makrofagai, kurie ūminės infekcijos metu gamina IL-6 ir IL-12. TNF-α, IL-6 ir IL-12 koncentracijos padidėjimas dabartinių depresijos epizodų metu atskleidžia sisteminį uždegiminės būklės pobūdį, nes ši būklė panaši į imuninę reakciją į aktyvią infekciją. (13)

Keliuose IL-6 ir CRP / hsCRP tyrimuose nustatytos prognozinės sąsajos tarp žymenų koncentracijos ir atsako į gydymą. Tyrimai parodė, kad pradinė koncentracija buvo susijusi su geresniu atsaku į junginius, pasižyminčius žinomomis priešuždegiminėmis savybėmis, pavyzdžiui, infliksimabą ir ketaminą.

Be to, skirtingi didžiosios depresijos sutrikimo potipiai pasižymi skirtingais uždegiminiais profiliais: pavyzdžiui, IL-6 ir IL-1β būdingi melancholinei depresijai, o CRP – nemelancholinei depresijai. (14)

Tyrimai taip pat parodė, kad padidėjęs vaikų ir paauglių uždegimas yra susijęs su didesne depresijos rizika ateityje. Duomenys rodo, kad uždegiminiai citokinai smegenyse gali keisti jų struktūrą ir funkciją, darydami įtaką neuromediacijai, hipokampo, pagumburio–hipofizės–antinksčių ašies ir simpatinės sistemos funkcijai. 

Tai gali lemti pažinimo pokyčius ir sukelti depresijos simptomus. (15)

Šie rezultatai patvirtina, kad ūminė depresija yra prouždegiminė būklė, ir pagrindžia hipotezę, jog uždegimo žymenų koncentracijos padidėjimą sergant depresija lemia imuninių žymenų pasiskirstymo poslinkis į dešinę. (13)

Jie taip pat rodo abipusį ryšį tarp depresijos ir prouždegiminių būklių, kuris gali būti nustatomas ankstyvuoju gyvenimo laikotarpiu. (15)

Kad maisto komponentas būtų laikomas naudingu sveikatai, jis turi būti biologiškai prieinamas in vivo.

Raudonuosiuose burokėliuose esančio neorganinio maistinio nitrato biologinis prieinamumas yra didelis, be to, pranešama, kad po virškinimo absorbuojama beveik 100 % jo kiekio. (1)

Nitrato redukciją į nitritą vykdo tam tikros seilių bakterijos, todėl seilių išspjovimas arba geriamųjų antibakterinių preparatų, pavyzdžiui, burnos skalavimo skysčio, vartojimas gali sumažinti nitrato virtimą nitritu. (1)

Betalainų absorbcijos mastas yra mažiau aiškus. Kol kas nenustatyta, kokiu mastu betalainai metabolizuojami ir struktūriškai transformuojami į antrinius metabolitus, tačiau į tai reikėtų atsižvelgti vertinant jų biologinį prieinamumą. (1)

Tyrimai rodo, kad dalis aktyviųjų burokėlių junginių gali būti prarandami arba suardomi virimo ir perdirbimo metu. Teoriškai terminis apdorojimas, bakterinių veiksnių poveikis, rūgštinimas, laikymo sąlygos ir modifikuota atmosfera gali paveikti fitocheminę sudėtį. (3)

Betalainų stabilumą neigiamai veikia keli veiksniai, įskaitant padidėjusią temperatūrą, šviesą, deguonį, ekstremalias pH vertes, metalų jonus ir didelį vandens aktyvumą.

Ypač didelis iššūkis dirbant su betalainų pagrindu pagamintais produktais yra terminė degradacija. Betacianinai praranda stabilumą aukštesnėje nei 60 °C temperatūroje, o betaksantinai – jau aukštesnėje nei 40 °C temperatūroje. Laikomi kambario temperatūroje betalainų pagrindu pagaminti produktai, atrodo, yra stabilesni.

Kalbant apie pH, betalainai paprastai yra stabilūs nuo 3 iki 7 pH intervale. Šarminės sąlygos juos neigiamai veikia.

Pagrindinis betalainų taikymo pramonėje iššūkis yra jų nestabilumas veikiant šiems aplinkos veiksniams.

Inkapsuliavimo ir adsorbcijos metodai yra perspektyvios alternatyvos šiems apribojimams įveikti ir bioaktyviųjų junginių stabilumui pagerinti. (7)

Betalainų stabilumą gerina askorbo rūgštis, izoaskorbo rūgštis ir kompleksonai, tokie kaip citrinų rūgštis bei EDTA. Taip pat gali būti veiksmingi ß-ciklodekstrinas ir gliukozės oksidazė, nes jie absorbuoja laisvą vandenį ir pašalina ištirpusį deguonį. (12)

Susidarę betanino dariniai taip pat gali stipriai paveikti B. vulgaris produktų biologinį aktyvumą ir būti naudojami įvairioms maisto reikmėms, suteikdami naujų sveikatą stiprinančių savybių bei dažančiųjų savybių. (12)

Tyrimai parodė, kad betalainų iš raudonųjų burokėlių absorbcijos greitis yra mažesnis dėl silpnesnio pernašos per epitelį, palyginti su betalainais iš kitų šaltinių, pavyzdžiui, opuncijos vaisių. Naujausias tyrimas rodo, kad mažesnį absorbcijos greitį lemia maisto matricos skirtumai. Tai leidžia manyti, kad po burokėlių vartojimo betanino biologinis prieinamumas gali būti mažesnis nei vartojant betaniną iš kitų šaltinių. (3)

Nors yra įrodymų, kad betalainai pasižymi biologiniu veiksmingumu in vivo, apskritai jų biologinis prieinamumas, atrodo, yra labai mažas, o tai gali turėti įtakos jų terapiniam potencialui. Todėl būtina atsižvelgti į tai, kad natūralią matricą sudarančių medžiagų tarpusavio sąveika gali paveikti iš raudonųjų burokėlių gaunamų betalainų biologinį prieinamumą. (7)

In vitro tyrimas, atliktas naudojant Caco-2 ląsteles, parodė, kad indikaksantinas ir betaninas absorbuojami per žarnyno epitelį, tačiau skirtingais būdais. Indikaksantinas absorbuojamas keliu, nepriklausančiu nuo membraninių pernašos baltymų, o betanino absorbcija priklauso nuo jų, todėl yra mažesnė. Indikaksantinas absorbuojamas veiksmingiau, o jo biologinis prieinamumas yra didesnis. Maisto matrica indikaksantino absorbcijai įtakos neturėjo, kitaip nei betanino absorbcijai. (7)

Žmonių savanorių tyrimas parodė, kad betalainų koncentracija plazmoje pasiekė piką pirmąją fermentuotų burokėlių sulčių vartojimo savaitę, o šlapime – antrąją sulčių vartojimo savaitę. Tai gali reikšti, kad betalainai galimai patiria nuoseklią biotransformaciją. (7)

Kitas tyrimas parodė, kad didelė dalis iš burokėlių gaunamų betacianinų virškinimo trakte suskaidomi, įskaitant jų deglikozilinimą ir dekarboksilinimą. Be to, panašu, kad žarnyno transformacijoje dalyvauja įvairios žarnyno bakterijos, todėl gali pasireikšti dideli individualūs skirtumai. (7)

In vivo ir in vitro įrodymai rodo, kad betalainai gali mažinti uždegimą. Kadangi jie sėkmingai veikia skirtingus uždegiminio proceso kelius, jie gali būti taikomi gydant įvairias ligas, susijusias su uždegimine patofiziologija, pavyzdžiui, DŽS.

Remiantis surinktais duomenimis, burokėliai atrodo kaip sveikatą stiprinantis maisto produktas, pasižymintis įvairiu teigiamu poveikiu. Nors duomenys teikia vilčių, vis dar reikia didelės apimties klinikiniais tyrimais ištirti raudonųjų burokėlių poveikį lėtinėms uždegiminėms ligoms, tokioms kaip DŽS, artritas ir kt. Nepaisant to, surinkti duomenys aiškiai rodo, kad burokėlių papildai klinikinėje aplinkoje gali būti ekonomiška, veiksminga ir natūrali mitybos intervencija.

Kalbant apie biologinį prieinamumą, atrodo itin svarbu sukurti kapsuliuotą papildą ir užtikrinti griežtai kontroliuojamą gamybos procesą, ypač atsižvelgiant į gamybos metu naudojamą kaitinimą. Taip pat labai svarbu įvertinti veiksnius, galinčius teigiamai arba neigiamai paveikti absorbciją, ir stengtis juos pašalinti iš papildų vartojimo proceso arba į jį įtraukti.

Jei produktas tinkamai paruošiamas griežtai kontroliuojamomis sąlygomis ir pacientui tinkamai skiriamas, matau dideles betalainų papildų taikymo klinikinėje aplinkoje galimybes. Tai galėtų tvariai paveikti ir pakeisti šiuolaikinę mediciną, nes galėtume gydyti ligos priežastį, o ne tik simptomus, taip pat užkirsti ligai kelią ekonomišku ir visiškai mažos rizikos būdu.

Raudonuosiuose burokėliuose taip pat yra FODMAP junginių, kurie kai kuriuose DŽS pogrupiuose gali sustiprinti simptomus, tačiau abejotina, ar raudonųjų burokėlių ekstrakte esantis jų kiekis turi kokį nors poveikį DŽS simptomams. Vis dėlto būtų naudinga įvertinti papildomai vartojamų medžiagų, galinčių palengvinti virškinimą ir pagerinti bioaktyviųjų junginių absorbciją, potencialą.

Be to, ši sritis gali būti perspektyvi psichikos sveikatos sutrikimų prevencijai arba jų simptomų mažinimui.

Pagrindinė didelio burokėlių papildų potencialo priežastis yra sėkmingam lėtinių uždegiminių sutrikimų gydymui ir jų prevencijai skirtų vaistų trūkumas. Iki šiol nėra arba yra vos kelios galimybės gydyti pagrindines šių ligų priežastis ar mechanizmus. Paprastai gydymas priklauso nuo daugiau ar mažiau veiksmingo simptomų mažinimo.

Kadangi psichikos sveikatos sutrikimų ir kitų uždegiminių sutrikimų, tokių kaip DŽS, paplitimas toliau didėja, o tai skatina didesnį susidomėjimą tvaria ir natūralia mityba bei medicina, atrodo, kad dabar yra puikus metas pasiūlyti perspektyvius sprendimus tam tikros dalies žmonių medicininėms reikmėms.