Sakņu dārzenis Beta vulgaris rubra pēdējā laikā ir piesaistījis lielu uzmanību kā veselību veicinošs pārtikas produkts. Tas ir plaši pazīstams ar savām spēcīgajām antioksidanta, pretiekaisuma un asinsvadus aizsargājošajām īpašībām, ko skaidri apliecina vairāki in vitro un in vivo pētījumi ar cilvēkiem un dzīvniekiem.

Tas kļūst arvien populārāks, jo īpaši kā uztura pieeja sirds un asinsvadu slimību, kā arī vēža ārstēšanas atbalstam. Pētījumos ar cilvēkiem biešu lietošana uztura bagātinātāja veidā pazemināja asinsspiedienu, mazināja iekaisumu, novērsa oksidatīvo stresu, saglabāja endotēlija funkciju un atjaunoja smadzeņu asinsrites hemodinamiku. Turklāt vairāki pētījumi tagad ir pierādījuši, ka biešu lietošana uztura bagātinātāja veidā efektīvi uzlabo sportisko sniegumu. (1)

Īpaši iekaisuma mazināšana varētu sniegt lielisku iespēju paplašināt sarkano biešu izmantošanu profilaksē un slimību norises modulēšanā.

Šajā rakstā skaidrota biešu labvēlīgā ietekme uz cilvēka veselību un to neticamais potenciāls vairāku hroniska iekaisuma izraisītu slimību gadījumā.

2.1. Potenciāli bioaktīvie savienojumi

Beta vulg. labvēlīgā ietekme uz veselību lielā mērā tiek saistīta ar tā bioaktīvajiem savienojumiem.

Īpaši ar augsto neorganisko nitrātu saturu. Pats nitrāts netiek uzskatīts par vielu, kas nodrošina kādu specifisku fizioloģisku funkciju; labvēlīgā ietekme drīzāk ir saistīta ar tā reducēšanu par slāpekļa oksīdu (NO). Pēc uzsūkšanās un iekļūšanas entero-siekalu ciklā notiek reducēšana par nitrītu; mēs pieņemam, ka šajā ciklā nonāk 25 % nitrātu. Siekalu baktērijas reducē siekalu nitrātu par NO. Tomēr siekalu nitrīts caur kuņģi tiek atkārtoti uzsūkts asinsritē un tur metabolizēts par NO. (1)

Bietes ir viens no nedaudzajiem dārzeņiem, kas satur ļoti bioaktīvu pigmentu grupu, ko sauc par betalainiem. Vairāki pētījumi in vitro un ar dzīvnieku modeļiem in vivo ir uzrādījuši to augsto antioksidatīvo un pretiekaisuma potenciālu, veicinot interesi par iespējamu biešu izmantošanu tādu klīnisku patoloģiju gadījumā, kurām raksturīgs oksidatīvais stress un hronisks iekaisums (IBD/IBS, astmas, hroniska noguruma sindroma, aknu slimību, artrīta, Alcheimera slimības, Parkinsona slimības, sirds un asinsvadu slimību, cukura diabēta, hroniskas nieru slimības gadījumā).

Betalainus var iedalīt betacianīnos, piemēram, betanīnā un izobetanīnā, un betaksantīnos, piemēram, vulgaksantīnā I un II un indikaksantīnā. (1)

Turklāt Beta vulg. satur noteiktu daudzumu karotinoīdu, askorbīnskābes un fenolu savienojumu, piemēram, flavonoīdus, fenolskābes un fenolamīdus. (1)

2.2. Betalaīnu priekšrocības

In vitro modeļos betalaīni uzrādīja būtisku iekaisuma molekulu, piemēram, ciklooksigenāzes-2 (COX-2), inducējamās slāpekļa oksīda sintāzes (iNOS) un iekaisuma citokīnu IL-6 un IL-8, ekspresijas samazināšanos. (7)

In vivo modeļi parādīja smadzeņu apoptozes samazināšanos indivīdiem, kuri bija ievērojuši diētu ar augstu tauku saturu, pēc četras nedēļas ilgas perorālas ārstēšanas ar indikaksantīnu. Šo ietekmi var izskaidrot ar proapoptotisko gēnu ekspresijas samazināšanos un antiapoptotisko gēnu ekspresijas palielināšanos, neiroiekaisuma mazināšanos, samazinot proiekaisuma gēnu un olbaltumvielu ekspresiju, kā arī oksidatīvā stresa mazināšanos, samazinot reaktīvo skābekļa formu (ROS) un reaktīvo slāpekļa savienojumu daudzumu.

Kopumā betalaīniem, īpaši betanīnam un indikaksantīnam, piemīt spēcīga antioksidatīva un pretiekaisuma iedarbība, kas vērsta uz tādiem būtiskiem mehānismiem kā ROS samazināšana, proiekaisuma citokīnu nomākšana un ar apoptozi saistīto ceļu modulēšana. (7)

2.3. Biešu savienojumu ķīmiskā struktūra

Betanīna spēju neitralizēt brīvos radikāļus izskaidro tā ķīmiskā struktūra, kurā benzola gredzenā ir hidroksilgrupas un nepiesātinātās saites. Betanīns novērš oksidatīvus olbaltumvielu bojājumus, inhibējot aminoskābes tirozīna nitrēšanu. (7)

3.1 Antioksidants

Ir pierādīts, ka bietes ir funkcionāls pārtikas produkts ar antioksidatīvu bioloģisko iedarbību, ko nodrošina tās betalaini (betanīns) un citi fenola savienojumi. Betanīna spēja neitralizēt brīvos radikāļus ir izskaidrojama ar tā ķīmisko struktūru (7)

Pētījumi liecina, ka bietes ir izcils antioksidantu avots. Tie nodrošina būtisku šūnu komponentu aizsardzību pret oksidāciju in vitro un, vēl svarīgāk, arī in vivo. (1)

3.2 Pretiekaisuma iedarbība

Vairāku pētījumu dati, kas iegūti in vivo modeļos, liecina, ka ar betalainiem bagāta krāsviela, kas izgatavota no Beta vulgaris, samazina iekaisuma mediatoru TNF-α un IL-1β veidošanos. Betalaīni arī ierobežo lipopolisaharīda iedarbību no kaulu smadzenēm iegūtos makrofāgos. LPS aktivizē NF-κB un paaugstina IL-1β un TNF-α līmeni. (7)

Noslēgumā jāsecina, ka sarkanajās bietēs esošie betalaīni, īpaši betanīns, var mazināt iekaisumu, inhibējot NF-κB signālceļu un samazinot ROS daudzumu, aktivizējot ar kodolfaktoru eritroīdo 2 saistīto faktoru 2 (Nrf2)/antioksidantu atbildes elementa (ARE) ceļu. (8)

Pietrzkowski et al. savā pētījumā pierādīja, ka ar betalainiem bagātas iekšķīgi lietojamas kapsulas terapeitiskā lietošanā mazina sāpes un iekaisumu pacientiem ar osteoartrītu. Pēc vairāk nekā 10 dienām, lietojot vismaz 35 mg divas reizes dienā, pacientiem bija zemāks interleikīna-6 (IL-6) un audzēja nekrozes faktora alfa (TNF-α) līmenis serumā, kā arī būtiski samazināta divu hemokīnu aktivitāte: regulētā onkogēna alfa (GRO-α) un aktivācijas regulētā normālo T šūnu ekspresētā un izdalītā faktora (RANTES). (9)

Šķiet, ka biešu pretiekaisuma iedarbība uzlabo arī no endotēlija atkarīgo un neatkarīgo vazodilatāciju pacientu ar Reino sindromu apakšdelmā. (11)

3.3. Zarnu mikrobioms

Calvani u.c. parādīja, ka sarkano biešu sulas lietošana uzturā palielināja baktēriju, kurām ir labi zināma labvēlīga ietekme, tostarp Akkermansia, Oscillospira, Prevotella, Roseburia, Ruminococcaceae un Turicibacter, daudzumu salīdzinājumā ar placebo. Viņi arī konstatēja ievērojami augstāku fekālā nikotināta un trimetilamīna līmeni. (6)

4.1 Kairinātu zarnu sindroms (KZS)

KZS ir kuņģa un zarnu trakta funkcionāls traucējums, ko izraisa izmaiņas zarnu un smadzeņu mijiedarbības ceļos. 

Iespējamie zarnu un smadzeņu darbības traucējumu mehānismi liecina, ka dažās apakšgrupās pamatā var būt primāri zarnu darbības traucējumi. 

Pie pamatmehānismiem, kas var izraisīt kairinātu zarnu sindromu, pieder ģenētiskie faktori, pēcinfekcijas izmaiņas, hroniskas infekcijas un zarnu mikrobiotas traucējumi. Zarnu mikrobioma traucējumi bieži izraisa zemas pakāpes gļotādas iekaisumu, imūnās sistēmas aktivāciju un izmainītu zarnu caurlaidību. Serotonīna metabolisma anomālijas un smadzeņu darbības izmaiņas var būt primāri vai sekundāri faktori. (4)

Citi pierādījumi arī liecina, ka zarnu iekaisums, citokīnu reakcija un zarnu mikrobioms vispirms ietekmē zarnas un pēc tam izraisa izmaiņas smadzenēs KZS gadījumā.(4)

Tomēr daži pētījumi ir parādījuši, ka psihosociālie faktori, piemēram, vardarbība bērnībā un posttraumatiskā stresa sindroms, ir saistīti ar KZS attīstību pieaugušā vecumā. Ir zināms, ka stress palielina imūnās sistēmas aktivāciju, veicinot proinflamatoro citokīnu un NF-kB veidošanos. 

Ir zināms, ka abi psihosociālie faktori veicina arī proinflamatoru fenotipu, sensibilizējot kortikotropīnu atbrīvojošā faktora sistēmas un disregulējot HPA asi. Arī hiperreaktīva HPA ass var veicināt viscerālo hipersensitivitāti, kas bieži sastopama KZS pacientiem. (5)

Trauksme un garastāvokļa traucējumi ir arī labi zināmi riska faktori pēcinfekcijas KZS attīstībai, radot līdzīgu risku kā smaga infekcioza gastroenterīta epizode. Turpmākie garastāvokļa traucējumu pētījumi norādīja uz sistēmiska iekaisuma un neiroiekaisuma persistenci. 

Funkcionālās magnētiskās rezonanses attēlveidošanas pētījumi KZS pacientiem ir parādījuši pastiprinātu reakciju uz viscerāliem stimuliem, tostarp palielinātu priekšējās cingulārās garozas, prefrontālās garozas un talāma aktivāciju taisnās zarnas distensijas laikā. Šķiet, ka šīs reakcijas ietekmē arī trauksme un depresija. (5)

Paaugstinātais interleikīna-6 (IL-6) un interleikīna-8 (IL-8) līmenis, kas konstatēts KZS pacientiem, ietekmē triptofāna metabolismu un izraisa serotonīnerģiskās (5-HT) darbības traucējumus. Patoloģiska 5-HT darbība ir saistīta ar izmainītu zarnu motilitāti un paaugstinātu nociceptīvo sāpju jutību — simptomiem, ko bieži novēro KZS pacientiem. (5)

KZS pacientu ar caureju fekāliju paraugos tika konstatēts arī palielināts citokīnu — interleikīna 1β, interleikīna 10, TNFα un interleikīna 6 — daudzums. Turklāt šo citokīnu koncentrācija bija saistīta ar sāpju biežumu un intensitāti. (5)

Mēs novērojam arī KZS pārklāšanos ar čūlaino kolītu un Krona slimību; ir pierādīts, ka ārstēšana ar anti-TNFα uzlabo viscerālo sensoro funkciju un pozitīvās atribūcijas aizspriedumus. Tas ir papildu pierādījums tam, ka zarnu iekaisuma procesi ietekmē informācijas centrālo apstrādi. (5)

4.2. Garīgās veselības traucējumi

Osimo u. c. pacientiem ar depresiju konstatēja būtiski paaugstinātu CRP, IL-3, IL-6, IL-12, IL-18, sIL-2R un TNF-a līmeni asinīs, turklāt ietekmes lielums bija vidējs līdz liels. Šie rezultāti saglabājās jutīguma analīzēs, ņemot vērā psihiatriskos un dzīvesveida prognozētājus, asimetrijas ietekmi, zemas kvalitātes pētījumu ietekmi un publikācijas neobjektivitāti. (13)

Arī Li u. c. jaunākajā sistemātiskajā pārskatā un metaanalīzē identificēja virkni dažādu iekaisuma un imunoloģisko biomarķieru. Pusaudžiem ar depresiju to līmenis būtiski atšķīrās no veselo kontroles grupas dalībnieku līmeņa. (16)

CRP ir viens no vislabāk izpētītajiem iekaisuma marķieriem medicīnā. Vairākos, tostarp longitudinālos, depresijas pētījumos konsekventi konstatēts paaugstināts CRP līmenis.

Tas bieži ir paaugstināts jau pirms slimības sākuma, kas liecina, ka iekaisums varētu būt cēlonis, nevis tikai slimības sekas.

Šo hipotēzi apstiprina Apvienotās Karalistes Biobankas izlasē veiktā Mendeļa randomizācijas analīze, kas liecina, ka IL-6 un CRP, visticamāk, ir cēloņsakarīgi saistīti ar depresiju. 

Turklāt konstatēts, ka paaugstināts perifērais CRP līmenis korelē ar tā līmeni centrālajā nervu sistēmā, pastāvot spēcīgai korelācijai starp CRP līmeni plazmā un cerebrospinālajā šķidrumā. (13)

TNF-α ir viens no galvenajiem proiekaisuma citokīniem.

To ražo dendrītiskās šūnas un makrofāgi, kas akūtas infekcijas laikā ražo IL-6 un IL-12. TNF-α, IL-6 un IL-12 līmeņa paaugstināšanās pašreizējās depresijas epizodēs izskaidro iekaisuma stāvokļa sistēmisko raksturu, jo tā līdzinās imūnreakcijai aktīvas infekcijas gadījumā. (13)

Vairāki pētījumi par IL-6 un CRP/hsCRP konstatēja prognozējošu saistību starp marķieru līmeni un atbildes reakciju uz ārstēšanu. Pētījumos konstatēts, ka sākotnējais līmenis bija saistīts ar labāku atbildes reakciju uz savienojumiem ar zināmām pretiekaisuma īpašībām, piemēram, infliksimabu un ketamīnu.

Arī dažādiem smagas depresijas traucējumu apakštipiem ir atšķirīgi iekaisuma profili, piemēram, IL-6 un IL-1β melanholiskai depresijai un CRP nemelanholiskai depresijai. (14)

Pētījumi arī parādīja, ka pastiprināts iekaisums bērniem un pusaudžiem ir saistīts ar lielāku depresijas risku nākotnē. Pierādījumi liecina, ka iekaisuma citokīni smadzenēs var mainīt smadzeņu struktūru un darbību, ietekmējot neirotransmisiju, hipokampu, hipotalāma–hipofīzes–virsnieru asi un simpātiskās nervu sistēmas darbību. 

Tas var izraisīt izmaiņas kognitīvajās funkcijās un depresijas simptomus. (15)

Šie rezultāti apstiprina, ka akūta depresija ir proiekaisuma stāvoklis, un atbalsta hipotēzi, ka iekaisuma marķieru līmeņa paaugstināšanos depresijas gadījumā izraisa imūno marķieru sadalījuma nobīde pa labi. (13)

Un tie liecina par divvirzienu saistību starp depresiju un proiekaisuma stāvokļiem, kas ir konstatējama jau agrīnā dzīves posmā. (15)

Lai pārtikas sastāvdaļu varētu uzskatīt par veselībai labvēlīgu, tai jābūt biopieejamai in vivo.

Sarkanajās bietēs mēs novērojam augstu neorganisko uztura nitrātu biopieejamību, un ir ziņots par gandrīz 100% uzsūkšanos pēc gremošanas. (1)

Tā kā nitrātu reducēšanu par nitrītiem nodrošina specifiskas siekalu baktērijas, siekalu izspļaušana vai antibakteriālu līdzekļu, piemēram, mutes skalojamā līdzekļa, lietošana var samazināt nitrātu pārvēršanu nitrītos. (1)

Betalaīnu uzsūkšanās apjoms ir mazāk skaidrs. Vēl nav raksturots, kādā mērā betalaīni tiek metabolizēti un strukturāli pārveidoti par sekundāriem metabolītiem, tomēr tas jāņem vērā, izvērtējot to biopieejamību. (1)

Pētījumi liecina, ka daļa biešu aktīvo savienojumu gatavošanas un apstrādes laikā tiek zaudēti vai, iespējams, noārdīti. Teorētiski termiskā apstrāde, baktēriju iedarbība, paskābināšana, uzglabāšanas apstākļi un modificētas atmosfēras apstrāde var ietekmēt fitoķīmisko sastāvu. (3)

Betalaīnu stabilitāti negatīvi ietekmē vairāki faktori, tostarp paaugstināta temperatūra, gaisma, skābeklis, ļoti augstas vai zemas pH vērtības, metālu joni un augsta ūdens aktivitāte. 

Īpaši termiskā noārdīšanās ir liels izaicinājums, strādājot ar betalaīnu saturošiem produktiem. Betacianīni zaudē stabilitāti temperatūrā virs 60 °C, savukārt betaksantīni — jau virs 40 °C. Uzglabāšanas laikā betalaīnu saturošiem produktiem istabas temperatūrā stabilitāte šķiet lielāka.

Runājot par pH, betalaīni parasti ir stabili diapazonā no 3 līdz 7. Sārmaina vide tos negatīvi ietekmē.

Galvenais izaicinājums betalaīnu izmantošanai rūpniecībā ir to nestabilitāte šo vides faktoru ietekmē.

Inkapsulēšanas un adsorbcijas paņēmieni ir daudzsološas alternatīvas šo ierobežojumu pārvarēšanai un bioaktīvo savienojumu stabilitātes uzlabošanai. (7)

Betalaīnu stabilitāti uzlabo askorbīnskābe, izoaskorbīnskābe un helatējošie līdzekļi, piemēram, citronskābe un EDTA. Efektīvi varētu būt arī ß-ciklodekstrīns un glikozes oksidāze, jo tie absorbē brīvo ūdeni un izvada izšķīdušo skābekli. (12)

Arī veidojušies betanīna atvasinājumi varētu būtiski ietekmēt B. vulgaris produktu bioaktivitāti, un tos var izmantot dažādos pārtikas lietojumos ar jaunām veselību veicinošām īpašībām un krāsvielu funkcijām. (12)

Pētījumi parādīja, ka sarkano biešu betalaīnu uzsūkšanās līmenis ir zemāks, jo tiem ir zemāka transportēšana caur epitēliju, salīdzinot ar citu avotu, piemēram, kaktusu bumbieru augļu, betalaīniem. Nesen veikts pētījums liecina, ka zemāko uzsūkšanās līmeni izraisa atšķirības pārtikas matricā. Tas liecina, ka betanīna biopieejamība pēc biešu lietošanas uzturā var būt zemāka nekā pēc betanīna uzņemšanas no citiem avotiem. (3)

Lai gan ir pierādījumi par betalaīnu bioloģisko efektivitāti in vivo, kopumā šķiet, ka to biopieejamība ir ļoti zema, kas var ietekmēt terapeitisko potenciālu. Tāpēc ir būtiski ņemt vērā, ka mijiedarbība starp vielām, kas veido dabisko matricu, var ietekmēt sarkano biešu betalaīnu biopieejamību. (7)

In vitro pētījumā, kurā tika izmantotas Caco-2 šūnas, tika konstatēts, ka indikaksantīns un betanīns uzsūcas caur zarnu epitēliju, taču atšķirīgā veidā. Indikaksantīns izmanto ceļu, kas nav atkarīgs no membrānas transportvielām, savukārt betanīna uzsūkšanos ierobežo šīs transportvielas, tādējādi samazinot tā uzsūkšanos. Indikaksantīns uzsūcas efektīvāk, un tā biopieejamība ir augstāka. Salīdzinājumā ar betanīnu indikaksantīna uzsūkšanos pārtikas matrica neietekmēja. (7)

Pētījumā, kurā piedalījās cilvēki brīvprātīgie, tika konstatēts, ka betalaīnu koncentrācija plazmā sasniedza maksimumu pēc pirmās raudzētas biešu sulas lietošanas nedēļas, bet urīnā — pēc otrās sulas lietošanas nedēļas. Tas var liecināt, ka betalaīni, iespējams, tiek pakļauti secīgai biotransformācijai. (7)

Kādā citā pētījumā tika novērots, ka liela daļa biešu betacianīnu kuņģa un zarnu traktā tika sadrumstaloti, tostarp deglikozilēti un dekarboksilēti. Turklāt šķiet, ka zarnu transformācijā ir iesaistītas dažādas zarnu baktērijas, tādēļ varētu pastāvēt ievērojamas individuālās atšķirības. (7)

In vivo un in vitro pierādījumi liecina, ka betalaini var mazināt iekaisumu. Tā kā tie veiksmīgi iedarbojas uz dažādiem iekaisuma procesa ceļiem, tiem ir potenciāls ārstēt dažādas ar iekaisuma patofizioloģiju saistītas slimības, piemēram, kairinātu zarnu sindromu (KZS).

Balstoties uz apkopotajiem datiem, bietes šķiet veselību veicinošs pārtikas produkts ar dažādiem labvēlīgiem efektiem. Lai gan dati ir daudzsološi, joprojām ir nepieciešams lielos klīniskos pētījumos izpētīt sarkano biešu ietekmi uz hroniskām iekaisuma slimībām, piemēram, KZS, artrītu u. c. Tomēr apkopotie dati skaidri liecina, ka biešu uztura bagātinātāji klīniskajā praksē varētu būt ekonomiska, iedarbīga un dabiska uztura intervences metode.

Runājot par biopieejamību, šķiet ļoti būtiski izveidot iekapsulētu uztura bagātinātāju, kura ražošanas process tiek rūpīgi kontrolēts, īpaši attiecībā uz ražošanā izmantoto karstumu. Tāpat šķiet ļoti svarīgi izvērtēt faktorus, kas var pozitīvi vai negatīvi ietekmēt uzsūkšanos, un mēģināt tos izslēgt vai pievienot uztura bagātinātāja izstrādes procesā.

Ja produkts tiek sagatavots pareizi, ievērojot stingrus nosacījumus, un pacientam tiek pienācīgi ievadīts, es saskatu lielu betalainu uztura bagātinātāju potenciālu klīniskajā praksē. Tas varētu ilgtspējīgi ietekmēt un mainīt mūsdienu medicīnu, jo mēs varētu ārstēt slimības cēloni, nevis tikai simptomus, kā arī novērst slimības ekonomiskā un pilnīgi zema riska veidā.

Sarkanās bietes satur arī FODMAP vielas, kas dažām KZS apakšgrupām var pastiprināt simptomus, taču nav skaidrs, vai sarkano biešu ekstraktā esošais daudzums vispār ietekmē KZS simptomus. Tomēr varētu būt lietderīgi izvērtēt līdztekus lietojamu uztura bagātinātāju potenciālu, lai atvieglotu gremošanu un uzlabotu bioaktīvo savienojumu uzsūkšanos.

Turklāt pastāv potenciāls garīgās veselības traucējumu profilaksē vai to simptomu mazināšanā.

Biešu uztura bagātinātāju lielā potenciāla galvenais iemesls ir efektīvu medikamentu trūkums hronisku iekaisuma slimību ārstēšanai un profilaksei. Līdz šim nav pieejamas vai ir pieejamas tikai dažas iespējas šo slimību pamatcēloņa vai mehānismu ārstēšanai. Parasti terapija balstās uz simptomu mazināšanu vairāk vai mazāk efektīvā veidā.

Tā kā garīgās veselības traucējumu un citu iekaisuma slimību, piemēram, KZS, izplatība turpina pieaugt, veicinot interesi par ilgtspējīgu un dabisku uzturu un medicīnu, šķiet, ka šis ir īstais laiks piedāvāt daudzsološus risinājumus noteiktas cilvēku populācijas daļas medicīniskajām vajadzībām.