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

Tas kļūst arvien populārāks kā uztura pieeja sirds un asinsvadu slimību un vēža riska mazināšanai. Pētījumos ar cilvēkiem biešu papildināšana uzturā samazināja asinsspiedienu, mazināja iekaisumu, novērsa oksidatīvo stresu, saglabāja endotēlija funkciju un atjaunoja smadzeņu asinsrites hemodinamiku. Turklāt vairāki pētījumi tagad ir pierādījuši, ka biešu papildināšana uzturā efektīvi uzlabo sportisko sniegumu. (1)

Īpaši nozīmīga iespēja paplašināt sarkano biešu izmantošanu profilaksē un slimību norises modulēšanā varētu būt to spēja mazināt iekaisumu.

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

2.1. Potenciāli bioaktīvie savienojumi

Beta vulg. labvēlīgā ietekme uz veselību galvenokārt tiek saistīta ar tās bioaktīvajiem savienojumiem.

Īpaši ar augsto neorganisko nitrātu saturu. Pats nitrāts netiek uzskatīts par savienojumu, kas nodrošina kādu specifisku fizioloģisku funkciju; labvēlīgā ietekme drīzāk ir saistīta ar tā reducēšanu līdz slāpekļa oksīdam (NO). Redukcija līdz nitrītam notiek pēc uzsūkšanās un iekļūšanas entero-siekalu ciklā; tiek pieņemts, ka šajā ciklā nonāk 25 % nitrātu. Siekalu baktērijas reducē siekalu nitrātus līdz nitrītam. 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. Vairākos pētījumos in vitro un ar dzīvnieku modeļiem in vivo ir konstatēta augsta antioksidatīvā un pretiekaisuma iedarbība, kas radījusi interesi par iespējamu biešu izmantošanu klīniskās patoloģijās, 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 un 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 arī noteiktu daudzumu karotenoīdu, askorbīnskābes un fenolu savienojumu, piemēram, flavonoīdus, fenolskābes un fenolamīdus. (1)

2.2. Betalaīnu priekšrocības

In vitro modeļos betalaīni būtiski samazināja iekaisuma molekulu, piemēram, ciklooksigenāzes-2 (COX-2), inducējamas slāpekļa oksīda sintāzes (iNOS) un iekaisuma citokīnu IL-6 un IL-8, aktivitāti. (7)

In vivo modeļos pēc četru nedēļu ilgas perorālas ārstēšanas ar indikaksantīnu tika novērota smadzeņu apoptozes samazināšanās indivīdiem, kuri bija ievērojuši diētu ar augstu tauku saturu. Šo ietekmi var izskaidrot ar proapoptotisko gēnu ekspresijas samazināšanos un antiapoptotisko gēnu ekspresijas palielināšanos, neiroiekaisuma mazināšanos, samazinot proiekaisuma gēnu un proteīnu ekspresiju, kā arī oksidatīvā stresa mazināšanos, samazinot reaktīvo skābekļa (ROS) un slāpekļa savienojumu veidošanos.

Kopumā betalaīniem, īpaši betanīnam un indikaksantīnam, piemīt spēcīga antioksidanta 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 spēja neitralizēt brīvos radikāļus ir skaidrojama ar tā ķīmisko struktūru, kurā benzola gredzenā ir hidroksilgrupu un nepiesātinājumu kopas. Betanīns novērš oksidatīvus olbaltumvielu bojājumus, kavējot aminoskābes tirozīna nitrēšanu. (7)

3.1 Antioksidants

Ir pierādīts, ka bietes ir funkcionāls pārtikas produkts ar antioksidatīvu bioloģisko iedarbību, ko nodrošina to 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 in vivo modeļos liecina, ka betalainiem bagāta krāsviela, kas iegūta no Beta vulgaris, samazina iekaisuma mediatoru TNF-a un IL-1ß veidošanos. Betalaini arī ierobežo lipopolisaharīda iedarbību no kaulu smadzenēm iegūtos makrofāgos. LPS aktivizē NF-kB un palielina IL-1ß un TNF-a līmeni. (7)

Noslēgumā — sarkanajās bietēs esošie betalaini, jo īpaši betanīns, var mazināt iekaisumu, inhibējot NF-kB signālceļu un samazinot ROS, aktivizējot kodolfaktora eritroīdo 2. faktoru (Nrf2)/antioksidantu atbildes elementa (ARE) ceļu. (8)

Pietrzkowski et al. savā pētījumā parādīja, ka ar betalainiem bagātas perorālās kapsulas terapeitiskā lietošanā samazina 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-a) līmenis serumā, kā arī būtiski samazināta divu hemokīnu aktivitāte: regulētā onkogēna alfa (GRO-alpha) un aktivācijas laikā regulētā normālo T šūnu ekspresētā un sekretētā 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 izraisīja lielāku baktēriju, kurām ir labi zināma labvēlīga ietekme, daudzumu, tostarp Akkermansia, Oscillospira, Prevotella, Roseburia, Ruminococcaceae un Turicibacter, salīdzinājumā ar placebo. Viņi arī konstatēja būtiski 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 savstarpējās saziņas 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 aktivizēšanos un izmainītu zarnu caurlaidību. Serotonīna vielmaiņas novirzes un smadzeņu darbības izmaiņas var būt primāri vai sekundāri faktori. (4)

Citi pierādījumi arī norāda uz zarnu iekaisuma, citokīnu atbildes reakcijas un zarnu mikrobioma nozīmi, kas vispirms ietekmē zarnas un pēc tam izraisa izmaiņas smadzenēs KZS gadījumā.(4)

Tomēr daži pētījumi ir parādījuši arī to, ka psihosociālie faktori, piemēram, vardarbība bērnībā un pēctraumatiskā stresa traucējumi, ir saistīti ar KZS attīstību pieaugušā vecumā. Ir zināms, ka stress palielina imūnās sistēmas aktivizēšanos, izmantojot proiekaisuma citokīnus un NF-kB. 

Ir zināms arī, ka abi psihosociālie faktori veicina proiekaisuma fenotipu, sensibilizējot kortikotropīnu atbrīvojošā faktora sistēmas un disregulējot HPA asi. Arī pastiprināti reaģējoša HPA ass var veicināt viscerālo hipersensitivitāti, kas bieži novērojama 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 atklāja sistēmiska iekaisuma un neiroiekaisuma noturību. 

Funkcionālās magnētiskās rezonanses attēlveidošanas pētījumi KZS pacientiem ir parādījuši pastiprinātu reakciju uz viscerāliem stimuliem, tostarp palielinātu priekšējās cingulārās garozas, prefrontālās garozas un talāma aktivizēšanos taisnās zarnas izplešanās laikā. Šīs reakcijas, šķiet, ietekmē arī trauksme un depresija. (5)

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

Arī KZS pacientu ar caureju fekāliju paraugos tika konstatēts palielināts citokīnu — interleikīna 1β, interleikīna 10, TNFα un interleikīna 6 — daudzums. Šo citokīnu koncentrācija, šķiet, bija saistīta arī 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 pozitīvas atribūcijas aizspriedumus. Tas sniedz papildu pierādījumus tam, ka zarnu iekaisuma procesi ietekmē informācijas centrālo apstrādi. (5)

4.2. Psihiskās veselības traucējumi

Osimo u. c. pacientiem ar depresiju konstatēja būtiski paaugstinātu CRP, IL-3, IL-6, IL-12, IL-18, sIL-2R un TNF-α līmeni asinīs ar vidēji lieliem līdz lieliem efektu izmēriem. Šie rezultāti saglabājās jutīguma analīzēs, ņemot vērā psihiskās veselības un dzīvesveida prognozētājus, asimetrijas ietekmi, zemas kvalitātes pētījumu ietekmi un publikāciju aizspriedumus. (13)

Arī Li u. c. savā jaunākajā sistemātiskajā pārskatā un metaanalīzē identificēja virkni dažādu iekaisuma un imunoloģisko biomarķieru. Tie būtiski atšķiras depresīviem pusaudžiem salīdzinājumā ar veseliem kontroles grupas dalībniekiem. (16)

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

Tas bieži paaugstinās pirms slimības sākuma, liecinot, ka iekaisums varētu būt slimības cēlonis, nevis tikai sekas.

Šo hipotēzi apstiprina Mendela randomizācijas analīze, kas veikta, izmantojot UK Biobank izlasi, un liecina, ka IL-6 un CRP, visticamāk, ir cēloniski saistīti ar depresiju. 

Turklāt konstatēts, ka paaugstināts perifērais CRP līmenis korelē ar tā līmeni centrālajā nervu sistēmā, turklāt pastāv cieša korelācija starp CRP līmeni plazmā un cerebrospinālajā šķidrumā. (13)

TNF-α ir viens no galvenajiem proiekaisuma citokīniem.

To ražo dendritiskās 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 tas līdzinās imūnreakcijai aktīvas infekcijas gadījumā. (13)

Vairāki pētījumi par IL-6 un CRP/hsCRP atklāja 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 smagu depresīvu traucējumu apakštipiem ir atšķirīgi iekaisuma profili, piemēram, IL-6 un IL-1β melanholiskas depresijas gadījumā un CRP nemelanholiskas depresijas gadījumā. (14)

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

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

Šie rezultāti apstiprina, ka akūta depresija ir proiekaisuma stāvoklis, un atbalsta hipotēzi, ka iekaisuma marķieru līmeņa paaugstināšanās depresijas gadījumā ir saistīta ar imūno marķieru sadalījuma nobīdi pa labi. (13)

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

Lai pārtikas sastāvdaļu uzskatītu par labvēlīgu veselībai, tai jābūt bioloģiski pieejamai in vivo.

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

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

Par betalainu uzsūkšanās apmēru ir mazāk skaidrības. Vēl nav raksturots, kādā mērā betalaini tiek metabolizēti un strukturāli pārveidoti par sekundāriem metabolītiem, taču tas jāņem vērā, izvērtējot to biopieejamību. (1)

Pētījumi liecina, ka daļa aktīvo savienojumu bietēs gatavošanas un apstrādes laikā tiek zaudēti vai, iespējams, noārdīti. Teorētiski termiskā apstrāde, mikroorganismu iedarbība, paskābināšana, uzglabāšanas apstākļi un modificēta atmosfēra var ietekmēt fitoķīmisko sastāvu. (3)

Betalainu stabilitāti negatīvi ietekmē vairāki faktori, tostarp paaugstināta temperatūra, gaisma, skābeklis, ekstremālas pH vērtības, metālu joni un augsta ūdens aktivitāte.

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

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

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

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

Betalainu stabilitāti uzlabo askorbīnskābe, izoaskorbīnskābe un helātus veidojošas vielas, piemēram, citronskābe un EDTA. Efektīvi var būt arī ß-ciklodekstrīns un glikozes oksidāze, kas absorbē brīvo ūdeni un izvada izšķīdušo skābekli. (12)

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

Pētījumi liecina, ka betalainu no sarkanajām bietēm uzsūkšanās ir mazāka nekā betalainiem no citiem avotiem, piemēram, opuncijas augļiem, jo tiem ir zemāka transportēšana caur epitēliju. Jaunāks pētījums liecina, ka zemāku uzsūkšanās līmeni izraisa pārtikas matricas atšķirības. Tas norāda, ka betanīna biopieejamība pēc biešu lietošanas var būt zemāka nekā pēc betanīna uzņemšanas no citiem avotiem. (3)

Lai gan ir pierādījumi par betalainu 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 betalainu no sarkanajām bietēm biopieejamību. (7)

In vitro pētījums, kurā tika izmantotas Caco-2 šūnas, parādīja, ka indikaksantīns un betanīns uzsūcas caur zarnu epitēliju, taču atšķirīgā veidā. Indikaksantīns uzsūcas pa ceļu, kas nav atkarīgs no membrānas transportieriem, savukārt betanīna uzsūkšanās ir atkarīga no tiem, kas samazina tā uzsūkšanos. Indikaksantīna uzsūkšanās ir efektīvāka, un tā biopieejamība ir augstāka. Pārtikas matrica indikaksantīna uzsūkšanos neietekmēja, atšķirībā no betanīna uzsūkšanās. (7)

Pētījumā ar cilvēkiem tika konstatēts, ka betalainu koncentrācija plazmā sasniedza maksimumu pēc fermentētas biešu sulas lietošanas pirmās nedēļas, bet urīnā — pēc sulas lietošanas otrās nedēļas. Tas var liecināt, ka betalaini, iespējams, tiek pakļauti secīgai biotransformācijai. (7)

Cits pētījums parādīja, ka liela daļa biešu betacianīnu kuņģa-zarnu traktā tika sadrumstalota, tostarp deglikozilēta un dekarboksilēta. Turklāt šķiet, ka zarnu pārveidē ir iesaistītas dažādas zarnu baktērijas, tādēļ var pastāvēt ievērojamas individuālas 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 dažādu ar iekaisuma patofizioloģiju saistītu slimību, piemēram, kairinātu zarnu sindroma (KZS), ārstēšanā.

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 piedevas ir ekonomiska, iedarbīga un dabiska uztura intervences iespēja klīniskā vidē.

Runājot par biopieejamību, šķiet ļoti būtiski izveidot kapsulētu piedevu, ko ražo stingri kontrolētā procesā, īpašu uzmanību pievēršot ražošanā izmantotajam karstumam. Tāpat šķiet ļoti svarīgi izvērtēt faktorus, kas var pozitīvi vai negatīvi ietekmēt uzsūkšanos, un mēģināt tos izslēgt vai pievienot piedevas izstrādes procesā.

Ja produkts tiek sagatavots pareizi, stingri ievērojot noteiktos nosacījumus, un pacientam tiek lietots atbilstošā veidā, es saskatu lielu betalainu piedevu potenciālu klīniskā vidē. Tās varētu ilgtspējīgi ietekmēt un mainīt mūsdienu medicīnu, jo mēs varētu ārstēt slimības cēloni, nevis tikai simptomus, kā arī novērst slimības ekonomiskā un praktiski bezriska veidā.

Sarkanās bietes satur arī FODMAP vielas, kas dažām KZS pacientu apakšgrupām var pastiprināt simptomus, taču ir apšaubāms, vai sarkano biešu ekstraktā esošais daudzums kaut kā ietekmē KZS simptomus. Tomēr varētu būt lietderīgi izvērtēt papildvielu potenciālu gremošanas atvieglošanā un bioaktīvo savienojumu uzsūkšanās uzlabošanā.

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

Galvenais iemesls biešu piedevu lielajam potenciālam ir veiksmīgai hronisku iekaisuma traucējumu ārstēšanai un profilaksei paredzētu medikamentu trūkums. Līdz šim ir maz iespēju vai to nav vispār, lai ārstētu šo slimību pamatcēloņus vai mehānismus. 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, palielinās arī interese par ilgtspējīgu un dabisku uzturu un medicīnu. Tāpēc šķiet, ka šis ir īstais brīdis, lai piedāvātu daudzsološus risinājumus noteiktas cilvēku populācijas daļas medicīniskajām vajadzībām.