Сприятливий вплив рослинних поліфенолів на ожиріння

Прості посилання

Ключові слова: Поліфенол; Ожиріння; АФК; AMPK; NF-κB; Користь для здоров’я

Поліфеноли рослин містяться в таких продуктах, як чай, яблука, цибуля, ягоди, цитрусові, сливи, брокколі, какао та кава [1]. У Сполученому Королівстві середнє щоденне споживання флаванолів, таких як катехіни чаю, епікатехін яблука, проціанідини какао; флавоноли, такі як кверцетин цибулі; флаванони, такі як цитрусові фрукти гесперидин; гідрокоричні кислоти, такі як хлорогенова кислота кави (CGA); та антоціанів, таких як ягідні ціанідини, становить приблизно 590, 61, 25, 478 та 20 мг відповідно [1] (рис. 1). Недавні дослідження продемонстрували корисний вплив поліфенолів на здоров’я при ожирінні та хронічних захворюваннях, пов’язаних з ожирінням. Ван та співавт. оцінив вплив часто споживаних поліфенолів, включаючи катехіни зеленого чаю, зокрема (-) епігалокатехін-3-галлат (EGCG), ресвератрол (RSV) та куркумін, на ожиріння та пов’язане з ожирінням запалення [2] (рис. 1). Крім того, сприятливий вплив CGA та кверцетину на здоров'я добре задокументовано.

Зелений чай, продукт листя рослин Camellia sinensis, споживається людиною протягом тисячоліть і використовується як народний засіб від широкого спектру захворювань. EGCG міститься майже виключно в листі зеленого чаю, з яких також виробляють чорний чай і чай улун. Одна чашка зеленого чаю на 200 мл містить приблизно 140 мг EGCG, хоча чорний і улунний чаї містять значно менше EGCG, оскільки він перетворюється на інші похідні катехіну під час виробництва [3].

У всьому світі кава є другим найпоширенішим напоєм після чаю і містить приблизно 2000 хімічних речовин [4]. Деякі компоненти кави, такі як кофеїн та поліфеноли, благотворно впливають на здоров'я. CGA або 3-кофеоїлхінова кислота є репрезентативним поліфенолом у каві, і він міститься також у C. sinensis та інших рослинах [5].

Куркумін, жовтий пігмент, є активним компонентом індійської спеції куркуми (Curcuma longa) і широко використовується в кулінарії, косметиці, барвниках та лікарських засобах [6]. Виділене у 1815 р. Двома німецькими вченими Фогелем та Пелтьє, перше дослідження біологічної активності куркуміну як антибактеріального засобу було опубліковане в 1949 р. У Nature, а про перше клінічне випробування куркуміну було повідомлено в The Lancet у 1937 р. [7]. Куркумін містить 2–8% куркуми, і споживається азіатським населенням у дозах до 100 мг/добу [2]. Куркумін також застосовувався як рослинний засіб у традиційній індійській та китайській медицині, при цьому численні дослідження демонстрували його сприятливий вплив на захворювання людини [8].

Кверцетин - це флавонол, що міститься у зеленому чаї, червоній цибулі, яблуках та інших джерелах [1,9]. Середнє споживання флавоноїдів становить 3-4 мг/день, коливаючись від 0,41-4 мг/день. У середньому приблизно 95%

із загального споживання флавоноїдів становить кверцетин. Прикладами вмісту кверцетину, вираженого у мг/100 г, є 233,84 у сирих каперсах, 50,73 у сирому жовтому перці, 39,21 у сирій червоній цибулі, 7,67 у сирій чорниці, 3,69 у яблуках Golden Delicious із шкіркою, 2,49 у завареному зеленому чаї та 1,04 в червоному столовому вині. Кверцетин в основному використовується як харчова добавка і як фітохімічний засіб при різних станах, таких як діабет та ожиріння, порушення функції кровообігу, запалення та розлади настрою [10].

RSV (3, 4 ’, 5-тригідроксистильбен) - це природна поліфенольна сполука, що міститься у багатьох рослинних джерелах, включаючи виноград, арахіс та ягоди, і існує у двох ізомерних формах: цис- та транс-RSV. Транс-РСВ природним чином міститься у винограді, переважно в шкірці та в епідермісі листя виноградної лози [11]. Транс-РСВ є основною формою РСВ, що міститься в червоному виноградному соку (3,38 мг/л) [2]. Окрім винограду, транс-RSV міститься у понад сімдесяти інших видах рослин та в таких продуктах, як шовковиця, арахіс та какао. Cis-RSV присутній у червоному вині, але не у винограді, оскільки він перетворюється з транс-RSV під час бродіння, і його зазвичай не зустрічають у продуктах харчування [2]. Тому в цьому огляді RSV представляє транс-RSV.

У цій оглядовій статті ми узагальнюємо нещодавні дані про ефекти проти ожиріння рослинних поліфенолів та обговорюємо їх механізм дії, зосереджуючись на EGCG, CGA, куркуміні, кверцетині та RSV.

Кілька епідеміологічних досліджень показали сприятливий вплив споживання чаю на метаболічний синдром (MetS) та/або його компонент, ожиріння. В епідеміологічному дослідженні, в якому взяли участь 6 472 дорослих учасників у Сполучених Штатах, Вернареллі та Ламберт виявили, що споживачі чаю мали нижчу середню окружність талії та нижчий індекс маси тіла (ІМТ) (25 проти 28 кг/м² у чоловіків; 26 проти 29 кг/м2 у жінок), ніж у споживачів після контролю за віком, фізичною активністю, загальним споживанням енергії та іншими незрозумілими факторами, що свідчить про те, що споживання гарячого чаю було обернено пов'язане з ожирінням [12].

Проведене в Польщі перехресне опитування серед 8 821 дорослих, проведене в Польщі, показало, що після коригування на потенційні незрозумілі фактори, більше споживання чаю було обернено пов’язане з MetS (коефіцієнт шансів (АБО): 0,79, 95% довірчий інтервал (ДІ): 0,92). Зокрема, споживання чаю обернено корелювало із центральним ожирінням та глюкозою в плазмі натще у жінок, але не у чоловіків [13].

На противагу цьому, два епідеміологічних дослідження в популяціях японців не виявили корисної зв'язку між споживанням зеленого чаю та MetS та його компонентами, включаючи окружність талії [14, 15].

Кілька досліджень втручання людини вивчали вплив споживання чаю на MetS та його компоненти. Наприклад, Nagao та ін. показав, що в рандомізованому клінічному дослідженні 240 японських суб'єктів із ожирінням з вісцеральним жировим типом, які споживали зелений чай, що містить 583 мг катехінів (група катехінів) або 96 мг катехінів (контрольна група) на день протягом 12 тижнів, показники MetS, такі як маса тіла, ІМТ, співвідношення жиру в тілі та окружність талії зменшились більшою мірою в групі катехінів, ніж у контрольній групі [16].

Chen та ін. вивчав вплив та безпеку високих доз екстракту зеленого чаю (GTE) у добовій дозі 856,8 мг на зменшення ваги. У рандомізованому подвійному сліпому дослідженні на 102 жінках із центральним ожирінням після втручання ГТД спостерігали значну втрату ваги від 76,8 ± 11,3 кг до 75,7 ± 11,5 кг через 12 тижнів із значним зменшенням ІМТ та окружності талії [17].

Легей та ін. розглянув шість досліджень із втручанням людей та виявив чотири дослідження, що демонструють зв'язок між більшим споживанням EGCG та зниженням маси тіла [18]. В одному з прикладів рандомізованого подвійного сліпого клінічного дослідження на 46 пацієнтах із ожирінням ІМТ (31,71 ± 2,29) пацієнтів, які споживали 379 мг/день ГТД протягом 3 місяців, був значно нижчим, ніж у пацієнтів групи плацебо (33,36 ± 2,66), хоча суттєвої різниці в ІМТ між групами на вихідному рівні не було [19].

Систематичний огляд, проведений Amiot та ін. резюмував десять клінічних досліджень щодо впливу зеленого чаю та екстрактів чаю Pu’er на MetS та визначив вісім досліджень, що повідомляють про значне покращення ІМТ, та сім звітів про покращення окружності ваги [20]. Крім того, Yang та ін. виявили кілька досліджень, які підтверджували профілактичний ефект зеленого чаю та пуер-чаю на MetS шляхом пом'якшення ожиріння [21].

Зелений чай також може бути корисним при лікуванні ожиріння, як припускає Сулібурська та ін. [19]. Ці автори виявили, що 3 місяці прийому 379 мг ГТД на день у пацієнтів із ожирінням призводили до зниження ІМТ, окружності талії та рівня загального холестерину (ТК), ліпопротеїдів низької щільності (ХС ЛПНЩ) та тригліцеридів ( TG).

На відміну від цих висновків, що дають клінічну інформацію про сприятливий вплив чаю на ожиріння, рандомізоване клінічне дослідження показало, що два види зеленого чаю під японською маркою не впливали на масу тіла [22].

Вичерпна оглядова стаття Хуанга та ін. щодо впливу ожиріння на зелений чай узагальнено механізми дії катехінів зеленого чаю [23]. Сюди входять 1) втручання в поглинання енергії та метаболізм для пригнічення проліферації преадипоцитів та індукції апоптозу в преадипоциті та дозрілому адипоциті; 2) пригнічення диференціації преадипоцитів та адипогенез дозрівання адипоцитів; 3) пригнічення активності шлунково-кишкових травних ферментів, просвітня емульгування та міцелярна солюбілізація ліпідів; 4) втручання у поглинання та внутрішньоклітинну переробку ліпідів та секрецію хіломікронів в ентероцитах; 5) посилення фекальної екскреції; 6) зниження регуляції експресії печінкових генів ліпогенних ферментів та пов'язаних з ними факторів транскрипції; 7) підвищення регуляції рівнів мРНК в печінці генів β-окислення; 8) стимуляція окислення жирних кислот і всмоктування глюкози в скелетних м'язах; 9) стимулювання експресії ліполізу та генів, пов’язаних з окисленням жирних кислот, у жировій тканині; 10) придушення споживання глюкози та експресія генів, пов’язаних з ліпогенезом, у жировій тканині.

Ян та ін. у своєму всебічному огляді також підтримали вищезазначені механізми дії проти ожиріння ефектів зеленого чаю, включаючи інгібування ліпази підшлункової залози, транспорту ліпідів та міцелярну солюбілізацію ліпідів [21]. Крім того, ці автори запропонували «гіпотезу AMPK», в якій активація 5’-AMP-активованої протеїнкінази (AMPK) являє собою основний механізм, за допомогою якого EGCG впливає на енергетичний обмін для полегшення MetS та його компонентів [21]. АМФК, активований фосфорилюванням, може модулювати експресію білка та генів ферментів, що беруть участь у метаболізмі ліпідів та вуглеводів. Наступні висновки в першу чергу можуть бути пояснені одним або кількома механізмами, описаними Huang та ін. та Yang та ін. [21,23].

В експерименті на тваринах, в якому мишей годували або нежирною дієтою (5% TGs), дієтою з високим вмістом жиру (HFD; 30% TGs), або HFD, доповненою 0,1% -0,5% (w/w) чайними катехінами для 11 місяців доповнення чаю катехіном асоціювалося зі значним зменшенням приросту маси тіла, спричиненого HFD, накопиченням вісцерального та печінкового жиру, та розвитком гіперінсулінемії та гіперлептинемії. Чаєві катехіни також підвищували експресію мРНК ацил-кооксидази (АСО) та ацил-КоА-дегідрогенази із середньою ланцюгом та підвищували активність β-окислення в печінці, припускаючи, що опосередкована катехінами стимуляція печінкового ліполізу відповідальна за його ефекти проти ожиріння [24].

Коли мишей утримували або на контрольній дієті (CD), або на HFD протягом 16 тижнів, і їх додавали або вода, або ГТД без кофеїну (50 мг/кг/день), приріст ваги у групі CD + GTE був нижчим, ніж у CD + група води. З восьмого тижня приріст ваги у групі HFD + води був вищим, ніж у групі CD, а приріст ваги у групі HFD + GTE був нижчим, ніж у групі HFD + води. Група HFD + GTE продемонструвала вищі рівні адипонектину та підвищену експресію білка AdipoR2, SIRT1, pLKB1 та pAMPK, ніж група HFD + води, що може пояснити знижену експресію ACC, FASN, SREBP-1 та елемента реакції вуглеводів -зв’язувальні гени білка (ChREBP). Ці результати дозволяють припустити залучення активації AMPK через LKB1 до механізму дії ГТД без кофеїну [25].

На лікарській моделі щурів MetS, Razavi та ін. показали, що внутрішньочеревне (ip) введення ГТД (25, 50 та 100 мг/кг/день протягом 11 днів) суттєво зменшило приріст маси тіла та середнє споживання їжі та води, покращило ліпідний профіль та рівень глюкози в крові натще та зменшило гіперлептинемію та гіпертонія, індукована препаратом. Ефект проти ожиріння ГТД, як видається, пов'язаний з його знижуючим впливом на лептин [26].

В експерименті з використанням культивованих мезенхімальних стовбурових клітин мишей, які диференціюються в адипоцити, клітини інкубували з різною концентрацією EGCG (1–50 мкМ) у присутності або відсутності адипогенного середовища протягом 9 днів. Результати продемонстрували, що EGCG пригнічує проліферацію та міграцію клітин, запобігає диференціюванню до адипогенного походження та зменшує експресію адипсину, гена адипогенного маркера. Ці результати продемонстрували антиадипогенні ефекти EGCG та його потенційну роль у терапевтичному втручанні при ожирінні [27].

У клітинному експерименті Kim, et al. встановлено, що EGCG знижує вміст TG в адипоцитах і підвищує аутофагію. Однак, на відміну від наслідків голодування, EGCG не впливав на сигналізацію протеїнкінази А або експресію маркера адипоцитарного коричневого кольору в адипоцитах, а також не пригнічував шлях ссавців до рапаміцину (mTOR). EGCG справді викликав фосфорилювання AMPK, проте, вказуючи на його індукцію виснаженого енергією стану. EGCG також збільшив зв'язок між пов'язаним з ліпофагією RAB7 і краплями ліпідів, а нокдаун Rab7 послабив EGCG-залежне зниження вмісту ліпідів. Ці висновки вказують на те, що EGCG регулює аутофагічний ліполіз в адипоцитах і може бути корисним як обмежувач калорій для запобігання ожирінню [28].

Коли мишей годували CD або HFD з доповненням або без 0,5% поліфенольної ГТД протягом 8 тижнів, було встановлено, що добавки ГТД зменшують ожиріння, спричинене HFD, у білій жировій тканині (WAT) та коричневій жировій тканині (BAT) та індуковане HF запалення в ВАТ. ГТД зменшив розмір адипоцитів у ВАТ та розмір крапель ліпідів у БАТ. Результати також показали, що активація коричневого кольору в WAT та зменшення відбілювання BAT, стимульована GTE, брали участь у поліпшенні метаболічних та запальних розладів, опосередкованих GTE в умовах HFD. Ці висновки вказують на потенціал ГТД для використання як харчового інструменту для активації побуріння та зменшення накопичення жиру у всіх жирових тканинах, що призводить до ослаблення ожиріння [29].

Глутаматдегідрогеназа (ГДГ) відчуває мітохондріальне енергопостачання та регулює секрецію інсуліну. В експерименті з вивчення взаємодії між GDH та цитозольним ферментом, що сприймає енергію AMPK, Pournourmohammadi та ін. використовували EGCG як можливий інгібітор GDH в ізольованих острівцях і міотрубках [30]. В результаті було виявлено, що EGCG зменшує секрецію інсуліну, стимульовану глюкозою. На людських острівцях EGCG пригнічує як базальну, так і стимульовану поживними речовинами секрецію інсуліну. EGCG запобігає зменшенню фосфорилювання AMPK, піднятому глютаміном/BCH (алостеричний активатор GDH). EGCG послаблює стимулюючий ефект GDH на індуковане поглинання 2-дезоксиглюкози в первинних міотрубках людини. Таким чином, EGCG може бути корисним для профілактики ожиріння шляхом ресенсибілізації стійких до інсуліну м'язів шляхом притуплення гіпер секреції інсуліну в гіперметаболічних станах.

Вживання зеленого чаю може збільшити частку сприятливих кишкових бактерій, таких як Bifidobacterium species [21]. Хеннінг та ін. продемонстрував, що добавки поліфенолів зеленого чаю без кофеїну (ГТФ) та поліфенолів чорного чаю викликали втрату ваги у зв'язку із зміною мікробіоти та збільшенням фосфорилювання печінки AMPK у мишей із ожирінням, спричинених дієтою, у яких дієти з поліфенолами ГТФ та чорного чаю спричинили зменшення у сліпої кишки Firmicutes і збільшення видів Bacteroidetes [31].

Щодо поліфенолів чорного чаю, детальна інформація доступна в оглядовій статті Pan, et al. [32].

Кілька епідеміологічних досліджень показали сприятливий вплив кави на ожиріння. Дослідження стану здоров’я, проведене в 1999 році серед населення 1902 японців віком від 40 років, показало, що більшість компонентів MetS, включаючи обхват талії, були в зворотному відношенні до споживання кави, але не до споживання зеленого чаю, з урахуванням незрозумілих факторів, що мають статистичну значимість [14]. У перехресному дослідженні на 137 пацієнтах з неалкогольною жировою хворобою печінки (NAFLD) та 108 контролерами, Catalano та ін. встановили, що споживання кави було обернено пов'язане з ожирінням та резистентністю до інсуліну [33].

Проведене перерізне опитування населення серед 8 821 дорослих поляків виявило, що люди, які вживають каву, мали нижчий ІМТ, окружність талії, систолічний та діастолічний артеріальний тиск і TG, а також вищий рівень холестерину ЛПВЩ (HDL-C), ніж ті, хто п’є менше 1 чашки/день. Після коригування на незрозумілі фактори споживання кави було обернено пов'язане з ризиком MetS (АБО: 0,75, 95% ДІ: 0,66–0,86). Серед специфічних компонентів MetS високе споживання кави було пов’язане з нижчою окружністю талії, ризиком гіпертонії та рівнем TG [15].

Менделівське рандомізоване дослідження на 93 179 особах з великих загальних популяцій виявило, що велике споживання кави асоціюється з низьким ризиком ожиріння, MetS та діабету 2 типу. Вище споживання кави до 4 чашок/день асоціювалося з меншим ризиком ожиріння, з ОР 0,82, 0,86, 0,86, 0,83, 0,95 та 1,02 для 0,1–1, 1,1–2, 2,1–3, 3,1–4, 4,1–5 та> 5 чашок/день відповідно, порівняно з непитущими [34].

Ці висновки свідчать про сприятливий вплив споживання кави. Однак епідеміологічне дослідження у 17 953 дорослих корейців у віці 19–65 років виявило, що після багатоваріантного коригування ОР тих, хто вживав каву ≥ 3 рази на день, порівняно з тими, хто споживав каву.