Šakniavaisio Beta vulgaris rubra pastaruoju metu sulaukė daug dėmesio kaip sveikatą gerinantis maistas. Jis gerai žinomas dėl savo stiprių antioksidacinių, priešuždegiminių ir kraujagysles saugančių savybių, kurias aiškiai patvirtino keli in vitro ir in vivo žmogaus bei gyvūnų tyrimai.

Ypač kaip mitybos priemonė širdies ir kraujagyslių ligų bei vėžio valdymui jis įgauna vis didesnį populiarumą. Žmogaus tyrimuose burokėlių papildymas sumažino kraujospūdį, sumažino uždegimą, užkerta kelią oksidaciniam stresui, išsaugojo endotelio funkciją ir atstatė smegenų kraujagyslių hemodinamiką. Be to, keli tyrimai jau įrodė, kad burokėlių papildymas veiksmingai gerina sportinę ištvermę. (1)

Ypač uždegimo mažinimas gali būti didelė galimybė išplėsti raudonųjų burokėlių naudojimą prevencijos ir moduliacijos srityse.

Šiame straipsnyje paaiškinami teigiami burokėlių poveikiai žmogaus organizmui ir neįtikėtinas jų potencialas kelioms lėtinio uždegimo sukeltoms ligoms.

2.1 Potencialiai bioaktyvios jungtys

Beta vulgaris naudingas poveikis sveikatai daugiausia priskiriamas jo bioaktyvioms jungtims.

Ypač dėl didelio neorganinių nitratų kiekio. Nitratai patys savaime nelaikomi turinčiais specifinę fiziologinę funkciją, naudingas poveikis labiau susijęs su jų redukcija į azoto oksidą (NO). Redukcija į nitritą vyksta po absorbcijos ir patekus į entero-sekrecinį ciklą, manoma, kad 25 % nitratų patenka į šį ciklą. Seilių bakterijos redukuoja seilių nitratus į NO. Tačiau seilių nitritas vėl absorbuojamas į kraujotaką per skrandį ir ten metabolizuojamas į NO. (1)

Burokėlis yra viena iš nedaugelio daržovių, kuriose yra grupė labai bioaktyvių pigmentų, vadinamų betalainais. Daugelis tyrimų pranešė apie didelį antioksidacinį ir priešuždegiminį poveikį in vitro ir in vivo gyvūnų modeliuose, kas sukėlė susidomėjimą galimu burokėlio panaudojimu klinikinėse patologijose, kurias lydi oksidacinis stresas ir lėtinis uždegimas (IBD/IBS, astma, lėtinio nuovargio sindromas, kepenų ligos, artritas, Alzheimerio, Parkinsono ligos, širdies ir kraujagyslių ligos, cukrinis diabetas, lėtinė inkstų liga).

Betalainus galima suskirstyti į betacianinus, tokius kaip betaninas ir izobetaninas, bei betaksantinus, tokius kaip vulgaksantinas I ir II bei indikaksantinas. (1)

Be to, Beta vulgaris randama tam tikras kiekis karotenoidų, askorbo rūgšties ir fenolinių junginių, tokių kaip flavonoidai, fenolio rūgštis ir fenoliniai amidai. (1)

2.2. Betalainų nauda

Betalainai in vitro modeliuose reikšmingai sumažino uždegiminių molekulių, tokių kaip ciklooksigenazė-2 (COX-2), inducible azoto oksido sintazė (iNOS) ir uždegiminių citokinų IL-6 bei IL-8, ekspresiją. (7)

In vivo modeliuose po keturių savaičių oralinio gydymo Indicaksantinu asmenims, vartojantiems daug riebalų turinčią dietą, buvo pastebėtas smegenų apoptozės sumažėjimas. Šį poveikį galima paaiškinti proapoptotinių genų ekspresijos sumažėjimu ir antiapoptotinių genų ekspresijos padidėjimu, sumažėjusia neurouždegimo reakcija dėl prouždegiminių genų ir baltymų ekspresijos slopinimo bei sumažėjusiu oksidaciniu stresu dėl reaguojančių deguonies rūšių (ROS) ir azoto rūšių mažinimo.

Apibendrinant, betalainai, ypač betaninas ir indicaksantinas, pasižymi stipriomis antioksidacinėmis ir priešuždegiminėmis savybėmis, veikdami pagrindinius mechanizmus, tokius kaip ROS mažinimas, prouždegiminių citokinų slopinimas ir apoptozės kelių moduliavimas. (7)

2.3 Burokėlių junginių cheminė struktūra

Betanino antioksidacinis pajėgumas paaiškinamas jo cheminė struktūra, kurioje yra hidroksilo grupių ir nesočiųjų ryšių benzeno žiede. Betaninas apsaugo baltymus nuo oksidacinės žalos, slopindamas aminorūgšties tirozino nitrinimą. (7)

3.1 Antioksidantas

Įrodyta, kad burokėlis yra funkcinis maistas su antioksidacine biologine funkcija, dėl jo betalainų (betanino) ir kitų fenolinių komponentų. Betanino antioksidacinis gebėjimas paaiškinamas jo cheminė struktūra (7)

Tyrimai rodo, kad burokėlis 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 duomenys, atlikti in vivo modeliais, rodo, kad betalainų turintis dažiklis, pagamintas iš Beta vulgaris, mažina uždegiminių mediatorų TNF-a ir IL-1ß gamybą. Betalainai taip pat riboja lipopolisacharido poveikį kaulų čiulpų makrofagams. LPS aktyvuoja NF-kB ir didina IL-1ß bei TNF-a lygius. (7)

Apibendrinant, betalainai raudonajame burokėlyje, ypač Betaninas, gali slopinti uždegimą per NF-kB signalinio kelio inhibiciją ir mažindami ROS aktyvuodami branduolinį eritroidų 2 susijusį faktorių 2 (Nrf2)/antioksidacinio atsako elementą (ARE). (8)

Pietrzkowski ir kt. savo tyrime parodė, kad oralinės kapsulės, turinčios daug betalainų, terapinėje aplinkoje mažina skausmą ir uždegimą osteoartrito pacientams. Po daugiau nei 10 dienų kasdienio vartojimo po bent 35 mg du kartus per dieną pacientų serume sumažėjo Interleukino-6 (IL-6), naviko nekrozės faktoriaus alfa (TNF-a) lygiai ir žymiai slopinta dviejų chemokinų veikla: reguliuojamo onkogeninio alfa (GRO-alpha) ir reguliuojamo aktyvavimo normalaus T-ląstelių augimo (RANTES). (9)

Raudonojo burokėlio priešuždegiminis poveikis taip pat, atrodo, gerina endotelio priklausomą ir nepriklausomą vazodilataciją dilbio srityje pacientams, sergantiems Rejno sindromu. (11)

3.3 Žarnyno mikrobioma

Calvani ir kt. parodė, kad vartojant raudonųjų burokėlių sultis, žarnyne buvo didesnis gerai žinomų naudingų bakterijų, įskaitant Akkermansia, Oscillospira, Prevotella, Roseburia, Ruminococcaceae ir Turicibacter, kiekis, palyginti su placebu. Taip pat buvo reikšmingai didesnis fekalinio nikotinato ir trimetilamino lygis. (6)

4.1 Dirgliosios žarnos sindromas (DŽS)

DŽS yra funkcinis virškinimo sistemos sutrikimas, kurį sukelia žarnyno ir smegenų kelių pokyčiai.

Galimi žarnyno ir smegenų disfunkcijos mechanizmai rodo, kad kai kuriuose pogrupiuose pagrindinė priežastis yra pirminis žarnyno sutrikimas.

Priežastiniai mechanizmai, galintys sukelti dirgliosios žarnos sindromą, apima genetinius veiksnius, pokitimus po infekcijų, lėtines infekcijas ir žarnyno mikrobiotos sutrikimus. Žarnyno mikrobiomos sutrikimai dažnai sukelia žemo laipsnio gleivinės uždegimą, imuninę aktyvaciją ir pakitusią žarnyno pralaidumą. Serotonino metabolizmo anomalijos ir smegenų funkcijos pokyčiai gali būti pirminiai arba antriniai veiksniai. (4)

Kita informacija taip pat rodo, kad žarnyno uždegimas, citokinų atsakas ir žarnyno mikrobioma pirmiausia veikia žarnyną, o vėliau sukelia smegenų pokyčius DŽS atveju. (4)

Taip pat kai kurie tyrimai parodė, kad psichosocialiniai veiksniai, tokie kaip vaikystės smurtas ir potrauminio streso sutrikimas, siejami su DŽS išsivystymu suaugus. Žinoma, kad stresas didina imuninę aktyvaciją per prouždegiminius citokinus ir NF-kB.

Abu psichosocialiniai veiksniai taip pat skatina prouždegiminį fenotipą, jautrinant kortikotropiną išskiriančių faktorių sistemas ir sutrikdant HPA ašį. Hiperreaktyvi HPA ašis taip pat gali prisidėti prie vidinio jautrumo padidėjimo, kuris dažnai pasitaiko DŽS pacientams. (5)

Nerimas ir nuotaikos sutrikimai taip pat yra gerai žinomi rizikos veiksniai, susiję su po infekcijos išsivysčiusiu DŽS, rodantys panašią riziką kaip sunkus infekcinis gastroenteritas. Tolimesni tyrimai apie nuotaikos sutrikimus atskleidė sisteminės ir neurouždegimo išlikimą.

Funkciniai magnetinio rezonanso tyrimai DŽS pacientams parodė padidėjusį vidinių dirgiklių atsaką, su padidėjusia priekinės cinguliarinės žievės, prefrontalinės žievės ir talamo aktyvacija reaguojant į tiesiosios žarnos išsiplėtimą. Šie atsakai taip pat atrodo moduliuojami nerimo ir depresijos. (5)

Padidėjęs interleukino-6 (IL-6) ir interleukino-8 (IL-8) kiekis, rastas DŽS pacientams, veikia triptofano metabolizmą ir sukelia nenormalų serotonerginį (5-HT) funkcionavimą. Nenormalus 5-HT funkcionavimas siejamas su pakitusia žarnyno motorika ir didesniu skausmo jautrumu, simptomais, dažnai pasitaikančiais DŽS pacientams. (5)

Taip pat DŽS pacientų, sergančių viduriavimu, išmatų mėginiuose nustatytas padidėjęs citokinų interleukino 1β, interleukino 10, TNFα ir interleukino 6 kiekis. Šių citokinų koncentracija taip pat siejosi su skausmo dažnumu ir sunkumu. (5)

Matome ir DŽS sutapimą su opinio kolito ir Krono ligos atvejais, kur gydymas anti-TNFα preparatais pagerino vidinę sensorinę funkciją ir teigiamus atribucijos pokyčius. Tai dar vienas įrodymas, kad žarnyno uždegiminiai procesai veikia centrinį informacijos apdorojimą. (5)

4.2 Psichikos sveikatos būklės

Osimo ir kt. nustatė žymiai padidėjusius CRP, IL-3, IL-6, IL-12, IL-18, sIL-2R ir TNF-a kraujo lygius pacientams, sergantiems depresija, su vidutinio ir didelio poveikio dydžiais. Šie rezultatai išliko jautrumo analizėse, atsižvelgiant į psichikos ir gyvenimo būdo veiksnius, iškraipymų poveikį, prastos kokybės tyrimų ir publikavimo šališkumą. (13)

Taip pat Li ir kt. savo naujausiame sisteminiame apžvalgoje ir metaanalizėje identifikavo įvairius uždegiminius ir imunologinius biomarkerius, kurie žymiai skiriasi tarp depresija sergančių paauglių ir sveikų kontrolinių grupių. (16)

CRP yra vienas geriausiai ištirtų uždegiminių žymenų medicinos srityje. Aukštesni CRP lygiai nuosekliai nustatyti keliuose, netgi ilgalaikiuose, depresijos tyrimuose.

Dažnai jis pasireiškia prieš ligos pradžią, kas rodo, kad uždegimas gali būti priežastis, o ne tik ligos pasekmė.

Remdamiesi šia hipoteze, Mendelio atsitiktinumo analizė UK Biobank imtyje nustatė, kad IL-6 ir CRP tikėtina yra priežastinai susiję su depresija.

Be to, padidėję periferinio CRP lygiai koreliuoja su jo lygiu centrinėje nervų sistemoje, ypač stipri koreliacija tarp plazmos ir CSF CRP. (13)

TNF-α yra viena pagrindinių pro-uždegiminių citokinų.

Jį gamina dendritinės ląstelės ir makrofagai, kurie ūmios infekcijos metu gamina IL-6 ir IL-12. TNF-α, IL-6 ir IL-12 padidėjimas esamuose depresijos epizoduose atskleidžia sisteminį uždegiminio būklės pobūdį, rodantį panašumą į imuninę reakciją į aktyvią infekciją. (13)

Keli tyrimai apie IL-6 ir CRP/hsCRP nustatė prognozines sąsajas tarp žymenų lygių ir gydymo atsako. Tyrimai parodė, kad pradiniai lygiai buvo susiję su geresniu atsaku į medžiagas, turinčias žinomų priešuždegiminių savybių, tokias kaip infliksimabas ir ketaminas.

Taip pat skirtingi pagrindinės depresijos potipiai rodo skirtumus savo uždegiminiuose profiliuose, pavyzdžiui, IL-6 ir IL-1β melancholiniam depresijos tipui ir CRP nemelancholiniam depresijos tipui. (14)

Tyrimai taip pat parodė, kad padidėjęs uždegimas vaikams ir paaugliams siejamas su didesne ateities depresijos rizika. Įrodymai rodo, kad uždegiminiai citokinai smegenyse gali keisti smegenų struktūrą ir funkciją, modifikuodami neurotransmisiją, hipokampo, hipotalamo-hipofizės-adrenalų ašį ir simpatinės sistemos funkciją.

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

Šie rezultatai patvirtina, kad ūminė depresija yra pro-uždegiminė būsena ir palaiko hipotezę, kad uždegiminių žymenų padidėjimas depresijoje yra dėl imuninės žymenų pasiskirstymo poslinkio į dešinę. (13)

Taip pat jie rodo dvikryptį ryšį tarp depresijos ir pro-uždegiminių būsenų, kuris yra aptinkamas ankstyvame gyvenimo etape. (15)

Norint, kad maisto komponentas būtų laikomas naudingas sveikatai, jis turi būti biologiškai prieinamas in vivo.

Matome didelį neorganinio dietinio nitrato biologinį prieinamumą raudonajame burokėlyje, o yra pranešimų apie beveik 100 % absorbciją po virškinimo. (1)

Nitrato redukciją į nitritą vykdo specifinės seilių bakterijos, todėl seilių išspjovimas arba burnos antibakterinių priemonių, tokių kaip burnos skalavimo skystis, vartojimas gali sumažinti nitrato ir nitrito konversiją. (1)

Betalainų absorbcijos mastas nėra toks aiškus. Kiek betalainai metabolizuojami ir struktūriškai transformuojami į antrinius metabolitus, dar turi būti ištirta, tačiau tai reikėtų atsižvelgti vertinant jų biologinį prieinamumą. (1)

Tyrimai rodo, kad kai kurios aktyviosios burokėlio jungtys prarandamos arba galbūt suyra gaminimo ir apdorojimo metu. Konceptualiai, terminis apdorojimas, bakterinių agentų poveikis, rūgštėjimas, laikymo sąlygos ir modifikuota atmosferos apdorojimo technologija gali paveikti fitocheminių medžiagų sudėtį. (3)

Yra keletas veiksnių, neigiamai veikiančių betalainų stabilumą, įskaitant padidintą temperatūrą, šviesą, deguonį, ekstremalias pH reikšmes, metalų jonus ir didelį vandens aktyvumą.

Ypač terminis skilimas yra didelis iššūkis dirbant su produktais, pagrįstais betalainais. Betacianinai praranda stabilumą virš 60 °C, o betaksantinai – jau virš 40 °C. Kambario temperatūra atrodo palankesnė betalainų pagrindu pagamintų produktų stabilumui laikymo metu.

Kalbant apie pH, betalainai paprastai yra stabilūs 3–7 diapazone. Šarminės sąlygos jiems nepalankios.

Pagrindinis iššūkis naudojant betalainus pramonėje yra jų nestabilumas šiems aplinkos veiksniams.

Įkapsuliavimo ir adsorbcijos technologijos yra perspektyvūs būdai įveikti šias ribojančias sąlygas ir pagerinti bioaktyvių junginių stabilumą. (7)

Veiksniai, gerinantys betalainų stabilumą, yra askorbo rūgštis, izoaskorbo rūgštis, chelatuojančios medžiagos, tokios kaip citrinos rūgštis ir EDTA. Taip pat ß-ciklodextrinas ir gliukozės oksidazė gali būti veiksmingi, nes sugeria laisvą vandenį ir pašalina ištirpusią deguonį. (12)

Taip pat susidariusios betanino dariniai gali stipriai paveikti B. vulgaris produktų bioaktyvumą ir būti naudojami įvairiose maisto srityse su naujomis sveikatą skatinančiomis savybėmis bei dažymo galimybėmis. (12)

Tyrimai parodė mažesnį betalainų absorbcijos greitį iš raudonojo burokėlio, palyginti su betalainais iš kitų šaltinių, pavyzdžiui, kaktuso kriaušės vaisių, dėl mažesnio epitelio transporto. Naujausi darbai rodo, kad mažesnį absorbcijos greitį lemia maisto matricos skirtumai. Tai rodo, kad betanino biologinis prieinamumas gali būti mažesnis po burokėlio vartojimo, palyginti su kitais betanino šaltiniais. (3)

Nors betalainai turi įrodymų apie biologinį efektyvumą in vivo, jų biologinis prieinamumas apskritai yra labai mažas, kas gali paveikti terapinį potencialą. Todėl svarbu atsižvelgti, kad natūralios matricos sudedamųjų medžiagų sąveikos gali įtakoti betalainų biologinį prieinamumą iš raudonojo burokėlio. (7)

In vitro tyrimas su Caco-2 ląstelėmis parodė, kad indikaksantinas ir betaninas absorbuojami per žarnyno epitelį, tačiau skirtingais būdais. Indikaksantinas patenka nepriklausomai nuo membraninių transporterių, o betaninas yra jais ribojamas, todėl jo absorbcija sumažėja. Indikaksantino absorbcija yra efektyvesnė, o biologinis prieinamumas didesnis. Indikaksantino absorbcija nebuvo paveikta maisto matricos, skirtingai nei betanino. (7)

Tyrimas su žmonių savanoriais parodė, kad betalainai pasiekė piką plazmoje po pirmosios fermentuoto burokėlių sulčių vartojimo savaitės ir šlapime – po antrosios vartojimo savaitės. Tai gali rodyti, kad betalainai galimai pereina per sekvencinę biotransformaciją. (7)

Kitas tyrimas pastebėjo, kad didelė dalis betacianinų iš burokėlių žarnyno trakte patyrė fragmentaciją, įskaitant deglikozidaciją ir dekarboksilinimą. Be to, atrodo, kad įvairios žarnyno bakterijos dalyvauja žarnyno transformacijoje, todėl gali būti didelis individualus skirtumas. (7)

In vivo ir in vitro tyrimai rodo, kad betalainai gali mažinti uždegimą. Kadangi jie sėkmingai taikosi į skirtingus uždegiminio proceso kelius, jie turi potencialą gydyti įvairias su uždegiminėmis patologijomis susijusias ligas, tokias kaip IBS.

Remiantis surinktais duomenimis, burokėliai atrodo kaip sveikatą stiprinantis maistas su įvairiais naudingais poveikiais. Nors duomenys yra perspektyvūs, vis dar reikia atlikti didelius klinikinius tyrimus, siekiant ištirti raudonųjų burokėlių poveikį lėtinėms uždegiminėms ligoms, tokioms kaip IBS, artritas ir kt. Vis dėlto surinkti duomenys aiškiai rodo, kad burokėlių papildymas yra ekonomiška, veiksminga ir natūrali dietinė intervencija klinikinėje praktikoje.

Kalbant apie biologinį prieinamumą, atrodo labai svarbu sukurti kapsuliuotą produktą papildymui, laikantis griežtai kontroliuojamo gamybos proceso, ypač atsižvelgiant į taikomą šilumą gamybos metu. Taip pat labai svarbu įvertinti veiksnius, kurie gali teigiamai arba neigiamai paveikti absorbciją, ir stengtis juos pašalinti arba įtraukti į papildymo procesą.

Jei produktas bus paruoštas tinkamai, griežtomis sąlygomis ir pacientui skiriamas tinkamu būdu, matau didelę galimybę naudoti betalainų papildymą klinikinėje praktikoje, kuris galėtų tvariai paveikti ir įtakoti šiuolaikinę mediciną, nes galėtume gydyti ligos priežastį, o ne tik simptomus, taip pat užkirsti kelią ligai ekonomiškai ir visiškai saugiai.

Raudonieji burokėliai taip pat turi FODMAP, kurie kai kuriuose IBS pogrupiuose gali sustiprinti simptomus, tačiau kyla klausimas, ar raudonųjų burokėlių ekstrakte esantis kiekis turi įtakos IBS simptomams. Vis dėlto gali būti naudinga įvertinti galimybę naudoti papildomus preparatus virškinimui palengvinti ir bioaktyviųjų junginių absorbcijai pagerinti.

Be to, gali būti potencialas užkirsti kelią psichikos sveikatos sutrikimams arba sumažinti jų simptomus.

Pagrindinė didelio burokėlių papildymo potencialo priežastis yra tai, kad trūksta veiksmingų vaistų lėtinių uždegiminių sutrikimų gydymui ir prevencijai. Iki šiol nėra arba yra labai mažai galimybių gydyti šių ligų pagrindines priežastis ar mechanizmus. Paprastai terapija remiasi simptomų mažinimu daugiau ar mažiau efektyviu būdu.

Kadangi psichikos sveikatos sutrikimų ir kitų uždegiminių ligų, tokių kaip IBS, paplitimas toliau didėja ir tai skatina didesnį susidomėjimą tvaria bei natūralia mityba ir medicina, atrodo, kad dabar yra puikus laikas pasiūlyti perspektyvius sprendimus tam tikrai žmonių daliai medicinos poreikių tenkinti.