Koreňová zelenina Beta vulgaris rubra si v poslednom čase získala veľkú pozornosť ako potravina podporujúca zdravie. Je známa svojimi výraznými antioxidačnými, protizápalovými a cievy chrániacimi účinkami, ktoré boli jasne preukázané v niekoľkých in vitro a in vivo štúdiách na ľuďoch a zvieratách.

Obľúbenosť si získava najmä ako výživový prístup na podporu zvládania kardiovaskulárnych ochorení a rakoviny. Štúdie na ľuďoch ukázali, že suplementácia cviklou znižuje krvný tlak, zmierňuje zápal, predchádza oxidačnému stresu, zachováva funkciu endotelu a obnovuje cerebrovaskulárnu hemodynamiku. Okrem toho viaceré štúdie preukázali, že suplementácia cviklou účinne zvyšuje športový výkon. (1)

Najmä zníženie zápalu môže predstavovať obrovskú príležitosť na rozšírenie využitia červenej repy v oblasti prevencie a modulácie.

Tento článok objasňuje priaznivé účinky cvikly na ľudské zdravie a jej pozoruhodný potenciál pri viacerých ochoreniach spôsobených chronickým zápalom.

2.1 Potenciálne bioaktívne zlúčeniny

Priaznivé účinky Beta vulg. na zdravie sa vo veľkej miere pripisujú jej bioaktívnym zlúčeninám.

Najmä vysokému obsahu anorganických dusičnanov. Samotný dusičnan sa nepovažuje za látku, ktorá sprostredkúva konkrétnu fyziologickú funkciu; priaznivé účinky sú skôr spojené s jeho redukciou na oxid dusnatý (NO). K redukcii na dusitan dochádza po absorpcii a zapojení do entero-salivárneho cyklu; predpokladáme, že do tohto cyklu vstupuje 25 % dusičnanov. Baktérie v slinách redukujú slinné dusičnany na NO. Slinný dusitan sa však následne znovu absorbuje do krvného obehu cez žalúdok, kde sa metabolizuje na NO. (1)

Červená repa je jednou z mála druhov zeleniny, ktoré obsahujú skupinu vysoko bioaktívnych pigmentov známu ako betalainy. Viaceré štúdie preukázali vysokú antioxidačnú a protizápalovú aktivitu in vitro a na zvieracích modeloch in vivo, čo podnietilo záujem o možné využitie červenej repy pri klinických ochoreniach charakterizovaných oxidačným stresom a chronickým zápalom (pri IBD/IBS, astme, syndróme chronickej únavy, ochoreniach pečene, artritíde, Alzheimerovej chorobe, Parkinsonovej chorobe, kardiovaskulárnych ochoreniach, diabetes mellitus a chronickom ochorení obličiek).

Betalainy možno rozdeliť na betacyaníny, ako sú betanín a izobetanín, a betaxantíny, ako sú vulgaxantín I a II a indikaxantín. (1)

Okrem toho sa v Beta vulg. nachádza určité množstvo karotenoidov, kyseliny askorbovej a fenolových zlúčenín, ako sú flavonoidy, fenolové kyseliny a fenolové amidy. (1)

2.2. Prínosy betalainov

Betalainy v modeloch in vitro významne znižovali expresiu zápalových molekúl, ako sú cyklooxygenáza-2 (COX-2), indukovateľná syntáza oxidu dusnatého (iNOS) a zápalové cytokíny IL-6 a IL-8. (7)

Modely in vivo preukázali po štyroch týždňoch perorálneho podávania indikaxantínu zníženie apoptózy v mozgu u jedincov, ktorí boli vystavení diéte s vysokým obsahom tukov. Tento účinok možno vysvetliť znížením expresie proapoptotických génov a zvýšením expresie antiapoptotických génov, zmiernením neurozápalu prostredníctvom zníženia expresie prozápalových génov a proteínov a zmiernením oxidačného stresu prostredníctvom redukcie reaktívnych foriem kyslíka (ROS) a dusíkatých reaktívnych látok.

Celkovo betalainy, najmä betanín a indikaxantín, vykazujú výrazné antioxidačné a protizápalové účinky, pričom pôsobia na kľúčové mechanizmy, ako sú redukcia ROS, potlačenie prozápalových cytokínov a modulácia dráh súvisiacich s apoptózou. (7)

2.3 Chemická štruktúra zlúčenín cvikly

Schopnosť betanínu pôsobiť proti voľným radikálom možno vysvetliť jeho chemickou štruktúrou obsahujúcou skupiny hydroxylov a nenasýtené väzby v benzénovom kruhu. Betanín zabraňuje oxidačnému poškodeniu bielkovín tým, že inhibuje nitrifikáciu aminokyseliny tyrozínu. (7)

3.1 Antioxidant

Je dokázané, že cvikla je funkčná potravina s biologickou antioxidačnou funkciou vďaka obsahu betalainov (betanínu) a ďalších fenolových zložiek. Schopnosť betanínu neutralizovať voľné radikály sa vysvetľuje jeho chemickou štruktúrou (7).

Štúdie dokazujú, že cvikla je mimoriadnym zdrojom antioxidantov, ktoré poskytujú významnú ochranu bunkových zložiek pred oxidáciou in vitro a, čo je ešte dôležitejšie, aj in vivo (1).

3.2 Protizápalové účinky

Údaje z viacerých štúdií na in vivo modeloch dokazujú, že farbivo bohaté na betalainy, vyrobené z Beta vulgaris, znižuje produkciu zápalových mediátorov TNF-α a IL-1ß. Betalaíny tiež obmedzujú účinky lipopolysacharidu v makrofágoch odvodených z kostnej drene. LPS aktivuje NF-kB a zvyšuje hladiny IL-1ß a TNF-α. (7)

Z toho vyplýva, že betalaíny v červenej repe, najmä betanín, môžu zmierňovať zápal inhibíciou signálnej dráhy NF-kB a znižovaním ROS prostredníctvom aktivácie dráhy nukleárneho faktora odvodeného od erytroidu 2 (Nrf2)/antioxidačného elementu odpovede (ARE). (8)

Pietrzkowski et al. vo svojej štúdii preukázali, že perorálne kapsuly bohaté na betalainy v terapeutickom režime znižujú bolesť a zápal u pacientov s osteoartrózou. Po viac ako 10 dňoch a pri každodennom užívaní najmenej 35 mg dvakrát denne mali pacienti nižšie sérové hladiny interleukínu-6 (IL-6), nádorového nekrotického faktora alfa (TNF-α) a výrazne zníženú aktivitu dvoch chemokínov: regulovaného onkogénu alfa (GRO-α) a chemokínu produkovaného po aktivácii normálnych T-lymfocytov (RANTES). (9)

Zdá sa tiež, že protizápalová schopnosť červenej repy zlepšuje vazodilatáciu závislú aj nezávislú od endotelu v predlaktí pacientov s Raynaudovým syndrómom. (11)

3.3 Črevný mikrobióm

Calvani a kol. preukázali, že konzumácia šťavy z červenej repy viedla v porovnaní s placebom k vyššiemu zastúpeniu baktérií so známymi priaznivými účinkami vrátane rodov Akkermansia, Oscillospira, Prevotella, Roseburia, čeľade Ruminococcaceae a rodu Turicibacter. Zistili tiež významne vyššie hladiny fekálneho nikotinátu a trimetylamínu. (6)

4.1 Syndróm dráždivého čreva (IBS)

IBS je funkčná porucha gastrointestinálneho systému spôsobená zmenami v dráhach medzi črevom a mozgom. 

Možné mechanizmy poruchy komunikácie medzi črevom a mozgom naznačujú, že u niektorých podskupín môže byť základnou príčinou primárna porucha čreva. 

Medzi mechanizmy, ktoré môžu viesť k syndrómu dráždivého čreva, patria genetické faktory, postinfekčné zmeny, chronické infekcie a poruchy črevnej mikrobioty. Narušenie črevného mikrobiómu často vedie k miernemu zápalu sliznice, aktivácii imunitného systému a zmenenej priepustnosti čreva. Abnormality v metabolizme serotonínu a zmeny funkcie mozgu môžu byť primárnymi alebo sekundárnymi faktormi. (4)

Ďalšie dôkazy poukazujú aj na to, že črevný zápal, cytokínová odpoveď a črevný mikrobióm najprv ovplyvňujú črevo a následne vedú k zmenám v mozgu pri IBS. (4)

Niektoré štúdie však tiež ukázali, že psychosociálne faktory, ako napríklad zneužívanie v detstve a posttraumatická stresová porucha, sú spojené s rozvojom IBS v dospelosti. Je známe, že stres zvyšuje aktiváciu imunitného systému prostredníctvom prozápalových cytokínov a NF-kB. 

Oba psychosociálne faktory tiež podporujú prozápalový fenotyp senzibilizáciou systémov faktora uvoľňujúceho kortikotropín a dysreguláciou osi HPA. K viscerálnej hypersenzitivite, ktorá sa často vyskytuje u pacientov s IBS, môže prispievať aj hyperreaktívna os HPA. (5)

Úzkostné poruchy a poruchy nálady sú tiež dobre známymi rizikovými faktormi rozvoja postinfekčného IBS a predstavujú podobné riziko ako závažná epizóda infekčnej gastroenteritídy. Ďalší výskum porúch nálady poukázal na pretrvávanie systémového zápalu a neurozápalu. 

Štúdie funkčnej magnetickej rezonancie u pacientov s IBS preukázali zvýšenú reakciu na viscerálne podnety, so zvýšenou aktiváciou prednej časti cingulárnej kôry, prefrontálnej kôry a talamu v reakcii na distenziu rekta. Zdá sa, že tieto reakcie sú tiež modulované úzkosťou a depresiou. (5)

Zvýšené hladiny interleukínu-6 (IL-6) a interleukínu-8 (IL-8), ktoré boli zistené u pacientov s IBS, ovplyvňujú metabolizmus tryptofánu a vedú k abnormálnej funkcii serotonergného systému (5-HT). Abnormálna funkcia 5-HT súvisí so zmenenou motilitou čreva a vyššou citlivosťou na nociceptívnu bolesť, čo sú príznaky, ktoré bežne pozorujeme u pacientov s IBS. (5)

Vzorky stolice pacientov s IBS sprevádzaným hnačkou tiež vykazovali zvýšené množstvo cytokínov interleukínu 1β, interleukínu 10, TNFα a interleukínu 6. Koncentrácia týchto cytokínov tiež zrejme súvisela s frekvenciou a intenzitou bolesti. (5)

Pozorujeme tiež prekrývanie IBS s ulceróznou kolitídou a Crohnovou chorobou, pri ktorých sa preukázalo, že liečba anti-TNFα zlepšuje viscerálnu senzorickú funkciu a pozitívne atribuční skreslenia. To je ďalším dôkazom, že zápalové procesy v čreve ovplyvňujú centrálne spracovanie informácií. (5)

4.2 Stavy duševného zdravia

Osimo a kol. zistili u pacientov s depresiou významne zvýšené hladiny CRP, IL-3, IL-6, IL-12, IL-18, sIL-2R a TNF-α v krvi, pričom veľkosť účinku bola stredná až veľká. Tieto výsledky pretrvali aj v analýzach citlivosti zohľadňujúcich psychiatrické prediktory a prediktory životného štýlu, vplyv šikmosti, vplyv štúdií nízkej kvality a publikačné skreslenie. (13)

Aj Li a kol. vo svojej najnovšej systematickej prehľadovej práci a metaanalýze identifikovali celý rad rôznych zápalových a imunologických biomarkerov. Tieto biomarkery sa u depresívnych dospievajúcich významne líšia v porovnaní so zdravými kontrolami. (16)

CRP je jedným z najlepšie preskúmaných zápalových markerov v medicíne. Vyššie hladiny CRP sa konzistentne zistili vo viacerých, dokonca aj longitudinálnych štúdiách depresie.

Často predchádza vzniku ochorenia, čo naznačuje, že zápal môže byť skôr príčinou než iba dôsledkom ochorenia.

Túto hypotézu podporuje Mendelovská randomizačná analýza vzorky z databázy UK Biobank, ktorá ukázala, že IL-6 a CRP pravdepodobne kauzálne súvisia s depresiou. 

Okrem toho sa zistilo, že zvýšené periférne hladiny CRP korelujú s jeho hladinou v centrálnom nervovom systéme, pričom medzi CRP v plazme a v cerebrospinálnom moku existuje silná korelácia. (13)

TNF-α je jedným z hlavných prozápalových cytokínov.

Produkujú ho dendritické bunky a makrofágy, ktoré počas akútnej infekcie produkujú IL-6 a IL-12. Zvýšenie hladín TNF-α, IL-6 a IL-12 počas aktuálnych depresívnych epizód objasňuje systémový charakter zápalového stavu, keďže vykazuje podobnosť s imunitnou reakciou na aktívnu infekciu. (13)

Viaceré štúdie IL-6 a CRP/hsCRP zistili prediktívne súvislosti medzi hladinami markerov a odpoveďou na liečbu. Štúdie ukázali, že východiskové hladiny súviseli s lepšou odpoveďou na látky so známymi protizápalovými vlastnosťami, ako sú infliximab a ketamín.

Aj rôzne podtypy veľkej depresívnej poruchy vykazujú rozdiely vo svojich zápalových profiloch, napríklad IL-6 a IL-1β pri melancholickej depresii a CRP pri nemelancholickej depresii. (14)

Štúdie tiež ukázali, že zvýšený zápal u detí a dospievajúcich súvisí s vyšším rizikom depresie v budúcnosti. Dôkazy naznačujú, že zápalové cytokíny v mozgu môžu meniť jeho štruktúru a funkciu ovplyvnením neurotransmisie, hipokampu, hypotalamo-hypofýzovo-nadobličkovej osi a funkcie sympatického systému. 

To môže viesť k zmenám kognície a následne k depresívnym príznakom. (15)

Tieto výsledky potvrdzujú, že akútna depresia je prozápalový stav, a podporujú hypotézu, že zvýšenie hladín zápalových markerov pri depresii je spôsobené posunom distribúcie imunitných markerov doprava. (13)

Zároveň ukazujú obojsmernú súvislosť medzi depresiou a prozápalovými stavmi, ktorú možno pozorovať už v ranom období života. (15)

Aby sa zložka potraviny považovala za prospešnú pre zdravie, musí byť biologicky dostupná in vivo.

Pozorujeme vysokú biologickú dostupnosť anorganických dusičnanov z červenej repy a správy uvádzajú takmer 100 % absorpciu po trávení. (1)

Keďže redukciu dusičnanov na dusitany sprostredkúvajú špecifické baktérie v slinách, vypľúvanie slín alebo používanie antibakteriálnych prípravkov ústnej dutiny, napríklad ústnej vody, môže znižovať premenu dusičnanov na dusitany. (1)

Rozsah absorpcie betalainov je menej jasný. Miera, do akej sa betalainy metabolizujú a štrukturálne premieňajú na sekundárne metabolity, zatiaľ nebola charakterizovaná, no pri skúmaní ich biologickej dostupnosti by sa s ňou malo počítať. (1)

Štúdie naznačujú, že niektoré aktívne zlúčeniny v červenej repe sa počas varenia a spracovania strácajú alebo sa môžu rozkladať. Tepelné ošetrenie, pôsobenie bakteriálnych činiteľov, okysľovanie, podmienky skladovania a ošetrenie v modifikovanej atmosfére môžu ovplyvniť fytochemické zloženie. (3)

Stabilitu betalainov negatívne ovplyvňuje viacero faktorov vrátane zvýšenej teploty, svetla, kyslíka, extrémnych hodnôt pH, kovových iónov a vysokej aktivity vody. 

Najmä tepelná degradácia predstavuje pri práci s výrobkami na báze betalainov veľkú výzvu. Betakyány strácajú stabilitu pri teplotách nad 60 °C, zatiaľ čo betaxantíny už pri teplotách nad 40 °C. Zdá sa, že pri skladovaní vykazujú výrobky na báze betalainov najvyššiu stabilitu pri izbovej teplote.

Pokiaľ ide o pH, betalainy sú vo všeobecnosti stabilné v rozmedzí 3 až 7. Alkalické podmienky ich negatívne ovplyvňujú.

Hlavnou výzvou pri využití betalainov v priemysle je ich nestabilita voči týmto environmentálnym faktorom.

Techniky enkapsulácie a adsorpcie sú sľubnými alternatívami na prekonanie týchto obmedzení a zlepšenie stability bioaktívnych zlúčenín. (7)

Medzi faktory zlepšujúce stabilitu betalainov patria kyselina askorbová, kyselina izoaskorbová a chelatačné činidlá, ako sú kyselina citrónová a EDTA. Účinné môžu byť aj ß-cyklodextrín a glukózooxidáza, pretože absorbujú voľnú vodu a odstraňujú rozpustený kyslík. (12)

Vznikajúce deriváty betanínu môžu mať výrazný vplyv na biologické účinky výrobkov z B. vulgaris a možno ich využívať v rôznych potravinárskych aplikáciách s novým potenciálom podporovať zdravie a s farbiacimi vlastnosťami. (12)

Štúdie preukázali nižšiu mieru absorpcie betalainov z červenej repy v porovnaní s betalainmi z iných zdrojov, napríklad z plodov opuncie, v dôsledku nižšieho transportu cez epitel. Nedávna štúdia naznačuje, že nižšia miera absorpcie je spôsobená rozdielmi v potravinovej matrici. To naznačuje, že biologická dostupnosť betanínu môže byť po konzumácii červenej repy nižšia v porovnaní s inými zdrojmi betanínu. (3)

Hoci existujú dôkazy o biologickej účinnosti betalainov in vivo, vo všeobecnosti sa zdá, že ich biologická dostupnosť je veľmi nízka, čo môže ovplyvňovať ich terapeutický potenciál. Preto je nevyhnutné zohľadniť, že interakcie medzi látkami tvoriacimi prirodzenú matricu môžu ovplyvňovať biologickú dostupnosť betalainov z červenej repy. (7)

Štúdia in vitro s použitím buniek Caco-2 preukázala, že indikaxantín a betanín sa absorbujú cez črevný epitel, avšak odlišným spôsobom. Kým indikaxantín sa absorbuje cestou nezávislou od membránových transportérov, betanín je od nich závislý, čo znižuje jeho absorpciu. Absorpcia indikaxantínu je účinnejšia a jeho biologická dostupnosť vyššia. Na rozdiel od betanínu nebola absorpcia indikaxantínu ovplyvnená potravinovou matricou. (7)

Štúdia na ľudských dobrovoľníkoch ukázala, že hladina betalainov v plazme dosiahla vrchol po prvom týždni konzumácie fermentovanej šťavy z červenej repy a v moči po druhom týždni konzumácie šťavy. To môže naznačovať, že betalainy pravdepodobne prechádzajú postupnou biotransformáciou. (7)

Ďalšia štúdia zistila, že veľká časť betakyánov z červenej repy sa v gastrointestinálnom trakte fragmentovala vrátane odglukozylovania a dekarboxylácie. Okrem toho sa zdá, že na črevnej transformácii sa podieľajú rôzne črevné baktérie, a preto môže existovať výrazná individuálna variabilita. (7)

In vivo a in vitro dôkazy ukazujú, že betalainy môžu zmierňovať zápal. Keďže úspešne pôsobia na rôzne dráhy zápalového procesu, majú potenciál pri liečbe rôznych ochorení súvisiacich so zápalovými patofyziologickými procesmi, ako je IBS.

Na základe zhromaždených údajov sa zdá, že červená repa je potravina podporujúca zdravie s rôznymi prospešnými účinkami. Hoci sú údaje sľubné, účinok červenej repy na chronické zápalové ochorenia, ako sú IBS, artritída a podobne, je ešte potrebné preskúmať vo veľkých klinických štúdiách. Zhromaždené údaje však výrazne naznačujú, že suplementácia červenou repou predstavuje ekonomickú, účinnú a prirodzenú diétnu intervenciu v klinickom prostredí.

Pokiaľ ide o biologickú dostupnosť, zdá sa byť mimoriadne dôležité vytvoriť kapsulovaný produkt na suplementáciu vyrábaný v rámci prísne kontrolovaného výrobného procesu, najmä s ohľadom na teplo použité počas výroby. Rovnako sa zdá byť veľmi dôležité vyhodnotiť faktory, ktoré môžu pozitívne alebo negatívne ovplyvňovať vstrebávanie, a pokúsiť sa ich zo suplementačného procesu vylúčiť alebo doň pridať.

Ak je produkt pripravený správnym spôsobom za prísnych podmienok a pacientovi podávaný vhodným spôsobom, vidím veľký potenciál suplementácie betalainmi v klinickom prostredí. Tá by mohla udržateľným spôsobom ovplyvniť modernú medicínu, pretože by sme mohli liečiť príčinu ochorenia, nielen jeho príznaky, a zároveň mu predchádzať ekonomickým spôsobom s minimálnym rizikom.

Červená repa obsahuje aj FODMAP, ktoré môžu u niektorých podskupín pacientov s IBS zhoršovať príznaky, no je otázne, či množstvo obsiahnuté v extrakte z červenej repy ovplyvňuje príznaky IBS. Mohlo by však byť prospešné vyhodnotiť potenciál súbežných doplnkov na uľahčenie trávenia a zlepšenie vstrebávania bioaktívnych zlúčenín.

Okrem toho môže existovať potenciál v prevencii porúch duševného zdravia alebo v zmierňovaní ich príznakov.

Hlavným dôvodom veľkého potenciálu suplementácie červenou repou je nedostatok liekov, ktoré by dokázali chronické zápalové ochorenia úspešne liečiť a predchádzať im. Zatiaľ existuje len málo možností, alebo žiadne, ako liečiť základné príčiny či mechanizmy týchto ochorení. Liečba sa zvyčajne zameriava na zmierňovanie príznakov viac či menej účinným spôsobom.

Keďže výskyt porúch duševného zdravia a ďalších zápalových ochorení, ako je IBS, naďalej rastie a vedie k zvýšenému záujmu o udržateľnú a prirodzenú výživu a medicínu, zdá sa, že nastal ideálny čas prichádzať so sľubnými riešeniami medicínskych potrieb určitého podielu ľudskej populácie.