Koreňová zelenina Beta vulgaris rubra v poslednom čase priťahuje veľkú pozornosť ako potravina podporujúca zdravie. Je známa svojimi silnými antioxidačnými, protizápalovými účinkami a účinkami na ochranu ciev, ktoré boli jasne preukázané v niekoľkých in vitro a in vivo štúdiách na ľuďoch a zvieratách.

Obľúbenosť cvikly rastie najmä ako súčasti výživového prístupu k zvládaniu kardiovaskulárnych ochorení a rakoviny. Štúdie na ľuďoch ukázali, že suplementácia cviklou znižuje krvný tlak, zmierňuje zápal, obmedzuje oxidačný stres, zachováva funkciu endotelu a obnovuje cerebrovaskulárnu hemodynamiku. Okrem toho už viaceré štúdie preukázali, že suplementácia cviklou účinne zvyšuje športový výkon. (1)

Najmä zníženie zápalu by mohlo predstavovať veľkú príležitosť na rozšírenie využitia červenej repy v oblasti prevencie a modulácie.

Tento článok objasňuje priaznivé účinky cvikly na ľudský organizmus 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 vstupe do entero-salivárneho cyklu; predpokladáme, že do tohto cyklu vstupuje 25 % dusičnanov. Baktérie v slinách redukujú slinné dusičnany na NO. Dusitany zo slín sa však prostredníctvom žalúdka znovu vstrebávajú do krvného obehu a tam sa metabolizujú na NO. (1)

Cvikla je jednou z mála druhov zeleniny, ktoré obsahujú skupinu vysoko bioaktívnych pigmentov známych ako betalainy. Viaceré štúdie uvádzajú vysokú antioxidačnú a protizápalovú účinnosť in vitro a na zvieracích modeloch in vivo, čo podnietilo záujem o možné využitie cvikly 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, DM a CKD).

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 výrazne znižovali množstvo 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 zníženie apoptózy v mozgu u jedincov, ktorí boli vystavení diéte s vysokým obsahom tukov, po štyroch týždňoch perorálnej liečby indikaxantínom. Tento účinok možno vysvetliť zníženou expresiou proapoptotických génov a zvýšenou expresiou antiapoptotických génov, zmiernením neurozápalu prostredníctvom zníženia expresie prozápalových génov a proteínov a zmiernením oxidačného stresu znížením množstva reaktívnych foriem kyslíka (ROS) a dusíka.

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

2.3 Chemická štruktúra zlúčenín cvikly

Schopnosť betanínu pôsobiť proti voľným radikálom sa vysvetľuje jeho chemickou štruktúrou obsahujúcou hydroxylové skupiny a nenasýtené väzby v benzénovom kruhu. Betanín zabraňuje oxidačnému poškodeniu bielkovín inhibíciou nitrácie aminokyseliny tyrozínu. (7)

3.1 Antioxidant

Je dokázané, že cvikla je funkčná potravina s antioxidačnou biologickou funkciou vďaka obsahu betalainov (betanínu) a ďalších fenolových zložiek. Schopnosť betanínu neutralizovať voľné radikály možno vysvetliť 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 modeloch in vivo ukazujú, že farbivo bohaté na betalainy, vyrobené z Beta vulgaris, znižuje produkciu zápalových mediátorov TNF-α a IL-1β. Betalainy tiež obmedzujú účinky lipopolysacharidu v makrofágoch odvodených z kostnej drene. LPS aktivuje NF-κB a zvyšuje hladiny IL-1β a TNF-α. (7)

Záverom možno povedať, že betalainy v červenej repe, najmä betanín, môžu zmierňovať zápal inhibíciou signálnej dráhy NF-κB a znižovaním množstva ROS prostredníctvom aktivácie dráhy nukleárneho faktora odvodeného od erytroidného faktora 2 (Nrf2)/antioxidačného elementu odpovede (ARE). (8)

Pietrzkowski a kol. vo svojej štúdii preukázali, že perorálne kapsuly bohaté na betalainy v terapeutickom kontexte znižujú bolesť a zápal u pacientov s osteoartrózou. Po období dlhšom ako 10 dní a pri každodennom užívaní najmenej 35 mg dvakrát denne mali pacienti nižšie sérové hladiny interleukínu-6 (IL-6) a nádorového nekrotizujúceho faktora alfa (TNF-α) a výrazne sa u nich znížila aktivita dvoch chemokínov: rastového regulovaného onkogénu alfa (GRO-α) a chemokínu RANTES (regulovaný po aktivácii normálnych T-lymfocytov). (9)

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

3.3 Črevný mikrobióm

Calvani et al. preukázali, že po konzumácii šťavy z červenej repy sa v porovnaní s placebom vyskytovalo väčšie množstvo 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 je základnou príčinou primárna porucha čreva. 

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

Ďalšie dôkazy tiež poukazujú na účasť črevného zápalu, cytokínovej odpovede a črevného mikrobiómu, ktoré najprv ovplyvňujú črevo a následne vedú k zmenám v mozgu pri IBS. (4)

Niektoré štúdie však zároveň 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. 

O oboch psychosociálnych faktoroch je tiež známe, že podporujú prozápalový fenotyp senzibilizáciou systémov faktora uvoľňujúceho kortikotropín a dysreguláciou osi HPA. K viscerálnej hypersenzitivite, ktorá sa tiež bežne vyskytuje u pacientov s IBS, môže prispievať aj nadmerne reaktívna 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 odpoveď na viscerálne podnety so zvýšenou aktiváciou predného cingulárneho kortexu, prefrontálneho kortexu a talamu v reakcii na distenziu rekta. Tieto odpovede sa tiež zdajú byť modulované úzkosťou a depresiou. (5)

Zvýšené hladiny interleukínu-6 (IL-6) a interleukínu (IL-8), ktoré boli zistené u pacientov s IBS, ovplyvňujú metabolizmus tryptofánu a vedú k abnormálnej serotonergnej (5-HT) funkcii. 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)

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

Pozorujeme tiež prekryv IBS s ulceróznou kolitídou a Crohnovou chorobou, pri ktorých sa ukázalo, že liečba anti-TNFα zlepšuje viscerálnu senzorickú funkciu a pozitívne atribučné skreslenia. Ide o ďalší dôkaz, 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-a 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 nekvalitných štúdií a publikačné skreslenie. (13)

Li a kol. vo svojom najnovšom systematickom prehľade a metaanalýze identifikovali aj celý rad rôznych zápalových a imunologických biomarkerov. Tie sa u depresívnych adolescentov 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 predchádzajú nástupu ochorenia, čo naznačuje, že zápal by mohol byť skôr príčinou než jednoduchým dôsledkom ochorenia.

Túto hypotézu podporila Mendelovská randomizačná analýza vzorky z databázy UK Biobank, podľa ktorej sú IL-6 a CRP pravdepodobne kauzálne spojené s depresiou. 

Okrem toho sa zistilo, že zvýšené periférne hladiny CRP korelujú s jeho hladinou v centrálnom nervovom systéme, pričom medzi hladinami CRP v plazme a mozgovomiechovom 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 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 zamerané na IL-6 a CRP/hsCRP zistili prediktívne súvislosti medzi hladinami markerov a odpoveďou na liečbu. Štúdie zistili, 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 adolescentov súvisí s väčším rizikom depresie v budúcnosti. Dôkazy naznačujú, že zápalové cytokíny v mozgu môžu meniť jeho štruktúru a funkciu ovplyvnením neurotransmisie, hipokampu, osi hypotalamus – hypofýza – nadobličky a funkcie sympatického systému. 

To môže viesť k zmenám kognície a k rozvoju depresívnych príznakov. (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)

A tiež 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 potravy v červenej repe a existujú správy o takmer 100 % absorpcii po trávení. (1)

Keďže redukciu dusičnanov na dusitany sprostredkúvajú špecifické baktérie v slinách, vypľúvanie slín alebo používanie antibakteriálnych prípravkov do úst, 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, ešte nebola charakterizovaná, no pri skúmaní ich biologickej dostupnosti by sa mala zohľadniť. (1)

Štúdie naznačujú, že niektoré účinné látky v červenej repe sa počas varenia a spracovania strácajú alebo sa pravdepodobne degradujú. Tepelné ošetrenie, pôsobenie bakteriálnych činiteľov, acidifikácia, podmienky skladovania a úprava atmosféry môžu ovplyvniť fytochemické zloženie. (3)

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

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

Betalainy sú vo všeobecnosti stabilné v rozmedzí pH 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 zvyšujúce 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 bioaktivitu výrobkov z B. vulgaris a možno ich využívať v rôznych potravinárskych aplikáciách s novými potenciálnymi účinkami podporujúcimi zdravie a farbiacimi vlastnosťami. (12)

Štúdie preukázali nižšiu mieru absorpcie betalainov z červenej repy v dôsledku nižšieho transportu cez epitel v porovnaní s betalainmi z iných zdrojov, napríklad z plodov kaktusovej hrušky. Nedávna práca 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 majú veľmi nízku biologickú dostupnosť, 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 ukázala, že indikaxantín a betanín sa vstrebávajú cez črevný epitel, avšak odlišným spôsobom. Kým indikaxantín využíva dráhu nezávislú od membránových transportérov, betanín je na ne odkázaný, čo znižuje jeho absorpciu. Absorpcia indikaxantínu je účinnejšia a jeho biologická dostupnosť vyššia. Potravinová matrica neovplyvnila absorpciu indikaxantínu v porovnaní s betanínom. (7)

Štúdia na ľudských dobrovoľníkoch ukázala, že betalainy dosiahli maximálnu koncentráciu v krvnej plazme 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)

Iná štúdia zistila, že veľká časť betacyanínov z červenej repy podstúpila v gastrointestinálnom trakte fragmentáciu vrátane deglykozylácie a dekarboxylácie. Okrem toho sa zdá, že na črevnej premene 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 zápalovou patofyziológiou, ako je IBS.

Na základe zhromaždených údajov sa zdá, že cvikla je zdraviu prospešná potravina s rôznymi priaznivými účinkami. Hoci sú údaje sľubné, stále je potrebné preskúmať v rozsiahlych klinických štúdiách účinok červenej repy na chronické zápalové ochorenia, ako sú IBS, artritída a ďalšie. Zhromaždené údaje však výrazne naznačujú, že suplementácia cviklou predstavuje v klinickom prostredí ekonomický, účinný a prirodzený diétny zásah.

Pokiaľ ide o biologickú dostupnosť, zdá sa, že je nevyhnutné vytvoriť enkapsulovaný produkt na suplementáciu a zároveň dôkladne kontrolovať výrobný proces, najmä z hľadiska tepla použitého počas výroby. Takisto sa javí ako veľmi dôležité vyhodnotiť faktory, ktoré môžu pozitívne alebo negatívne ovplyvniť absorpciu, a pokúsiť sa ich zo suplementačného procesu vylúčiť alebo ich doň pridať.

Ak sa produkt pripraví správnym spôsobom za prísnych podmienok a pacientovi sa podá vhodným spôsobom, vidím veľký potenciál suplementácie betalainmi v klinickom prostredí. Tá by mohla trvalo ovplyvniť modernú medicínu, keďže by sme mohli liečiť príčinu ochorenia, nielen jeho príznaky, a zároveň mu predchádzať ekonomickým spôsobom a s absolútne nízkym rizikom.

Červená repa obsahuje aj FODMAP, ktoré môžu u niektorých podskupín pacientov s IBS zhoršovať príznaky, no je otázne, či má množstvo obsiahnuté v extrakte z červenej repy na príznaky IBS vôbec nejaký účinok. Mohlo by však byť prospešné vyhodnotiť potenciál súbežného užívania doplnkov na uľahčenie trávenia a zlepšenie absorpcie bioaktívnych látok.

Okrem toho môže existovať potenciál na prevenciu porúch duševného zdravia alebo na zmiernenie ich príznakov.

Hlavným dôvodom veľkého potenciálu suplementácie koreňom červenej repy je nedostatok liekov, ktoré by dokázali úspešne liečiť chronické zápalové ochorenia a predchádzať im. Zatiaľ existuje len málo možností alebo žiadne možnosti na liečbu základnej príčiny či mechanizmov týchto ochorení. Liečba sa zvyčajne opiera o viac či menej účinné zmierňovanie príznakov.

Keďže výskyt porúch duševného zdravia a iných zápalových ochorení, ako je IBS, naďalej stúpa a zároveň rastie záujem o udržateľnú a prirodzenú výživu a medicínu, zdá sa, že nastal ideálny čas prísť so sľubnými riešeniami pre medicínske potreby určitej časti ľudskej populácie.