Streszczenie

Chia (Salvia hispanica L.) to jednoroczna roślina z rodziny jasnotowatych (Lamiaceae), pochodząca z terenów Mezoameryki – głównie z obszaru obejmującego dzisiejszy Meksyk i Gwatemalę, gdzie jest uprawiana od kilku tysięcy lat. Nasiona chia należą do najbogatszych roślinnych źródeł kwasu α-linolenowego (ALA, 18:3), którego udział we frakcji kwasów tłuszczowych wynosi około 60%, co stanowi niemal 18% składu tych nasion. ALA, wielonienasycony kwas tłuszczowy (PUFA) szeregu n-3, jest prekursorem w szlaku biosyntezy kwasu eikozapentaenowego (EPA, 20:5) i dokozaheksaenowego (DHA, 22:6) – kwasów o działaniu przeciwmiażdżycowym i kardioprotekcyjnym. Wprowadzenie do diety nasion chia podwyższa poziom ALA i powstającego z niego EPA we krwi, zwiększa również endogenną syntezę DHA. Do korzystnych efektów suplementacji nasionami chia należy także obserwowane u osób z hiperlipidemią zmniejszenie stężenia cholesterolu całkowitego i cholesterolu frakcji VLDL z jednoczesnym zwiększeniem stężenia cholesterolu frakcji HDL w krążeniu, obniżenie skurczowego ciśnienia krwi (SBP) u pacjentów z nadciśnieniem tętniczym, zmniejszenie glikemii po posiłku oraz obniżenie stężenia wskaźnika stanu zapalnego – białka C-reaktywnego (CRP) we krwi. Ze względu na opisane wyżej działanie można uznać nasiona chia za ważny składnik diety zalecanej w profilaktyce chorób układu sercowo-naczyniowego.

Wstęp

Szałwia hiszpańska, opisana przez Karola Linneusza jako gatunek Salvia hispanica, to roślina z rodziny jasnotowatych (Lamiaceae), powszechnie znana pod nazwą chia [7]. Roślinę tę uprawiano na obszarze Mezoameryki, głównie na terenach dzisiejszego Meksyku i Gwatemali, już około 3400 lat p.n.e., a jej określenie mianem chia pojawia się w hiszpańskiej wersji językowej XVI-wiecznego Codice Fiorentino (Kodeksu Florenckiego) – jako tłumaczenie słowa chian, występującego w spisanej w nahuatl, języku Azteków, pełnej wersji tego Kodeksu [3,19]. Chia była jedną z podstawowych roślin uprawnych w państwie Azteków – szerokie zastosowanie znalazły zwłaszcza jej nasiona oraz otrzymywana z nich mąka i olej, które stanowiły nie tylko ważny składnik codziennej diety, ale były również wykorzystywane w celach leczniczych, dodawane do farb i kosmetyków, a także używane podczas uroczystości i obrzędów religijnych [3,7,19]. Znaczenie rytualne chia stało się prawdopodobnie głównym powodem, dla którego po kolonizacji tych terenów przez Hiszpanów, zakończonej upadkiem państwa azteckiego w pierwszej połowie XVI w., dość szybko doszło do ograniczenia jej uprawy [3]. Chia została wyparta przez inne, nieznane wcześniej Aztekom rośliny uprawne, takie jak pszenica, jęczmień i ryż, na które było duże zapotrzebowanie wśród kolonizatorów, i na niemal pięćset lat popadła w zapomnienie [3]. Przetrwała jedynie w trudno dostępnych, izolowanych regionach Nowej Hiszpanii (później Wicekrólestwa Nowej Hiszpanii) – jak nazywano wówczas to terytorium – dzięki zamieszkującym je niewielkim społecznościom ludów Nahua, kultywującym niektóre z dawnych zwyczajów swoich przodków [3]. W ostatniej dekadzie XX w. szałwia hiszpańska zaczęła budzić coraz większe zainteresowanie ze względu na wysoką wartość odżywczą jej nasion. Obecnie jest już uprawiana na skalę przemysłową nie tylko na obszarze, z którego pochodzi – w Meksyku i Gwatemali, ale również w krajach Ameryki Południowej – Argentynie, Boliwii, Kolumbii i Peru, a nawet w Australii [3,19]. Nasiona chia stały się zatem ponownie popularnym produktem żywnościowym w Meksyku, a także w Ameryce Południowej i południowych stanach USA; w Europie są nadal mało znane, mimo że Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) w 2009 r. pozytywnie zaopiniował te nasiona jako tzw. „nową żywność” (novel food), potwierdzając tym samym, że jest to żywność bezpieczna dla zdrowia [32].

Zawartość składników odżywczych w nasionach 
S. hispanica

Lipidy w nasionach chia

Lipidy stanowią około 30% składu nasion szałwii hiszpańskiej, cenionych głównie z powodu dużej zawartości wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (PUFA) szeregu n-3 [2,5,30,32]. Należący do tego szeregu kwas α-linolenowy (ALA, 18:3 n-3) jest dominującym składnikiem frakcji kwasów tłuszczowych nasion chia – jego udział wynosi około 60% (ryc. 1) [2,5,10,32,51]. Zawartość ALA w nasionach S. hispanica zmienia się w zależności od warunków środowiskowych, w jakich roślina jest uprawiana – wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza i związaną z tym zmianą klimatu (obniżeniem temperatury) zwiększa się udział ALA we frakcji kwasów tłuszczowych, osiągając nawet 68% [5]. Nasiona szałwii hiszpańskiej charakteryzują się zatem największą zawartością ALA spośród produktów roślinnych znanych jako bogate źródła tego kwasu, takich jak lnicznik siewny (Camelina sativa L.) – 36% ALA, pachnotka zwyczajna (Perilla frutescens L.) – 53% ALA czy len zwyczajny (Linum usitatissimum L.) – 57% ALA [5,26,44].

Ryc. 1. Skład frakcji kwasów tłuszczowych nasion chia; ALA – kwas α-linolenowy, LA – kwas linolowy, MUFA – jednonienasycone kwasy tłuszczowe, SFA – nasycone kwasy tłuszczowe

Drugie miejsce wśród kwasów tłuszczowych zajmuje kwas linolowy (LA, 18:2 n-6), którego zawartość zbliża się do 20% [5,10,32]. Kwasy jednonienasycone (MUFA) – reprezentowane niemal wyłącznie przez kwas oleinowy (18:1), należący do szeregu n-9 – stanowią 7-11% ogółu kwasów tłuszczowych nasion chia [5,10,32]. Podobna jest zawartość nasyconych kwasów tłuszczowych (SFA), która waha się w granicach 7-9% [5,32]; wśród SFA najwięcej jest kwasu palmitynowego (16:0), występuje tu również – w dużo mniejszej ilości – kwas stearynowy (18:0) [32].

Obecność w nasionach chia znacznych ilości PUFA, przede wszystkim ALA i LA, nazywanych niezbędnymi nienasyconymi kwasami tłuszczowymi (NNKT), zasługuje na szczególną uwagę – kwasy te są niezwykle ważnymi składnikami diety, ponieważ ich synteza nie zachodzi w organizmie człowieka i w związku z tym powinny być dostarczane w odpowiedniej ilości z pożywieniem [15]. Oba kwasy wykazują właściwości prozdrowotne – ALA ma pozytywny wpływ na wzrost komórek, układ nerwowy, poprawia kondycję skóry oraz obniża ciśnienie krwi i stężenie cholesterolu w krążeniu [49], natomiast LA najsilniej spośród kwasów tłuszczowych pochodzących z diety reguluje metabolizm cholesterolu LDL, obniżając syntezę endogennego cholesterolu i zwiększając pobieranie LDL przez komórki [49]. Ponadto ALA jest prekursorem dwóch innych, istotnych dla funkcjonowania organizmu ludzkiego kwasów: eikozapentaenowego (EPA, 20:5 n-3) i dokozaheksaenowego (DHA, 22:6 n-3). EPA i DHA wykazują m.in. działanie przeciwarytmiczne, poprawiają funkcjonowanie śródbłonka naczyń, obniżają ciśnienie krwi, a także zmniejszają stężenie triacylogliceroli w krążeniu [35,49]. ALA i LA ulegają w organizmie człowieka elongacji i desaturacji w odrębnych, lecz wykorzystujących te same enzymy, szlakach metabolicznych [35]. Wspomniane przemiany PUFA, w tym biosynteza EPA i DHA z ALA, są kontrolowane przez aktywność desaturazy Δ6 (D6D), która jest enzymem ograniczającym szybkość przepływu metabolitów w tych procesach (ryc. 2) [35]. Desaturaza Δ6 jest jednocześnie regulowana przez PUFA – uznawane często za represory ekspresji kodującego ją genu, a także za inhibitory jej aktywności enzymatycznej [9]. Nowsze badania wskazują jednak, że wpływ PUFA na D6D jest znacznie bardziej zróżnicowany: działanie hamujące występuje głównie w połączeniu z beztłuszczową dietą bogatą w glukozę, która per se stymuluje ekspresję genu i aktywność D6D [39]. W warunkach prawidłowo zbilansowanej diety zarówno ALA, jak i LA indukują ekspresję genu kodującego ten enzym; LA zwiększa też aktywność D6D w stosunku do PUFA szeregu n-3 i n-6 [39]. W odróżnieniu od LA, ALA działa selektywnie i zwiększa aktywność tego enzymu jedynie w stosunku do PUFA szeregu n-3, co prowadzi do wzmożonej biosyntezy EPA [39]. Włączenie do diety nasion chia, ze względu na wyjątkowo dużą zawartość ALA w tych nasionach, może zatem sprzyjać przekierowaniu aktywności D6D na szlak przemian PUFA n-3, podwyższając w ten sposób stężenie kwasów tłuszczowych o działaniu przeciwmiażdżycowym i kardioprotekcyjnym.

Ryc. 2. Synteza wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (PUFA) szeregu n-3 – kwasu eikozapentaenowego (EPA) i kwasu dokozaheksaenowego (DHA) – z kwasu α-linolenowego (ALA)

Współczesna dieta zachodnia jest uważana za niekorzystną dla zdrowia, m.in. ze względu na niewłaściwe proporcje spożywanych kwasów szeregu n-6 do tych szeregu n-3 – stosunek ilości kwasów n-6 : n-3 w tej diecie wynosi około 10:1, podczas gdy właściwa proporcja nie powinna przekraczać 6:1 [6,49]. Wynika to z powszechnej obecności w diecie zachodniej olejów roślinnych, takich jak olej sojowy, słonecznikowy czy kukurydziany – obfitujących w kwasy tłuszczowe szeregu n-6; typowym przykładem jest olej słonecznikowy, który mimo dużej zawartości PUFA (66%), zupełnie pozbawiony jest ALA [6,44]. Ponieważ kwasy n-6 i n-3 konkurują o te same enzymy, przewaga kwasów n-6 w diecie ogranicza przemiany kwasów n-3 w kierunku syntezy niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu kwasów EPA i DHA, a tym samym dochodzi do zwiększonej syntezy kwasu arachidonowego z jego prekursorów – kwasów szeregu n-6 [35]. Nasilenie przemian PUFA n-6 w tym szlaku metabolicznym jest niepożądane, podwyższone stężenie kwasu arachidonowego w organizmie człowieka wiąże się bowiem z wieloma niekorzystnymi zmianami zdrowotnymi [35]. W tłuszczu z nasion szałwii hiszpańskiej kwasów n-3 jest znacznie więcej niż n-6, dzięki temu stosunek kwasów szeregu n-6 do n-3 wynosi około 0,3:1 [10,51].

We frakcji lipidowej nasion szałwii hiszpańskiej znajdują się również fitosterole, które stanowią – w zależności od metody ekstrakcji – 0,4-1% lipidów [2,10,51]. Zawartość fitosteroli w oleju uzyskanym z nasion chia jest zatem porównywalna lub wyższa niż w oleju rzepakowym, słonecznikowym czy w oliwie z oliwek, gdzie wartości te wynoszą odpowiednio 0,8, 0,4 i 0,2% [2,10,33]. Wśród fitosteroli występujących w nasionach S. hispanica dominuje β-sitosterol – jego udział wynosi około 70%, pozostałe to głównie stigmasterol i kampesterol [2,10,51]. Duża zawartość fitosteroli może zwiększać działanie prozdrowotne nasion chia; sterole roślinne dostarczane z pożywieniem obniżają bowiem wchłanianie cholesterolu w przewodzie pokarmowym, a także – przez hamowanie powstawania VLDL w wątrobie – zmniejszają stężenie cholesterolu LDL w krążeniu [17,23].

Innym składnikiem lipidowym nasion chia są tokoferole [10,25,51]. Tokoferole to związki pochodzenia roślinnego o właściwościach antyoksydacyjnych, występujące w postaci kilku izomerów (α, β, γ i δ), nazywanych ogólnie witaminą E [43]. Wszystkie wymienione izomery tokoferolu wykazują podobną aktywność przeciwutleniającą in vitro, jednak – z powodu wybiórczego wiązania α-tokoferolu przez białko transportujące α-tokoferol (α-TTP) – w organizmie człowieka najwyższe stężenie osiąga izomer α i w związku z tym jest uważany za najbardziej aktywną biologicznie postać witaminy E [43]. W oleju z nasion szałwii hiszpańskiej spośród tej grupy związków przeważa γ-tokoferol, wykrywane są również β- i δ-tokoferol, natomiast izomer α występuje w najmniejszym stężeniu [10,25,51]. Izomery tokoferolu obecne we frakcji lipidowej nasion chia pełnią przede wszystkim funkcję naturalnych antyoksydantów, które zapobiegają utlenieniu znajdujących się tu w dużych ilościach PUFA.

Zawartość białka i skład aminokwasowy nasion szałwii hiszpańskiej

Nasiona chia zawierają około 20% białka, zatem więcej niż ziarna popularnych roślin zbożowych, takich jak kukurydza, ryż, pszenica, jęczmień czy owies [32,38,44]. Zawartość białka w nasionach szałwii hiszpańskiej waha się w granicach 16-26% i zależy od temperatury, wilgotności oraz położenia miejsca uprawy – rośliny uprawiane na dużych wysokościach nad poziomem morza, a tym samym w niższych temperaturach, zawierają mniej białka; najwięcej białka mają natomiast nasiona S. hispanica pochodzące z roślin uprawianych na małej wysokości, w ciepłym i wilgotnym klimacie [5,30,38].

Wśród białek znajdujących się w nasionach chia można wyróżnić cztery frakcje: albuminy, globuliny, prolaminy i gluteliny [30,38]. Dominującą frakcją są globuliny, które stanowią 52-55% wszystkich białek zawartych w tych nasionach [38,40]. Pozostałe frakcje białkowe występują w znacznie mniejszych ilościach: albuminy – 17-18%, gluteliny – 14,5-15% i prolaminy – 10-13% [38,40]. Białka nasion szałwii hiszpańskiej mają dużą wartość odżywczą, ponieważ zawierają wszystkie aminokwasy egzogenne – cysteinę, fenyloalaninę, histydynę, izoleucynę, leucynę, lizynę, metioninę, treoninę, tryptofan, tyrozynę i walinę – ilościowo obejmują one niemal 50% wszystkich aminokwasów [30,38]. Nasiona chia nie mogą jednak być uznane za pełnowartościowe źródło białka – aminokwasem ograniczającym jest lizyna, której ilość waha się w granicach 3,0-3,7 g/100 g białka, osiąga zatem 67-82% zawartości tego aminokwasu w białku wzorcowym, przyjętym za standard w żywieniu osób dorosłych [13,30,38].

Charakterystyka błonnika pokarmowego nasion chia

Błonnik pokarmowy jest dominującym składnikiem frakcji węglowodanowej nasion S. hispanica – całkowita zawartość włókna pokarmowego (TDF) w tych nasionach wynosi 34-42 g/100 g, podczas gdy zawartość węglowodanów przyswajalnych mieści się w granicach 3-8 g/100 g [30,36,38,44]. Nasiona szałwii hiszpańskiej są zatem lepszym źródłem błonnika niż ziarna zbóż, siemię lniane czy suszone owoce [44]. Przeważająca część TDF to błonnik nierozpuszczalny w wodzie (IDF): nasiona chia – w zależności od ich pochodzenia – zawierają go 25-35 g/100 g [36,38]. Pozostałą część TDF – 6-8 g/100 g nasion – tworzy błonnik rozpuszczalny w wodzie (SDF) [36,38].

Włókno pokarmowe nasion chia charakteryzuje się dużą zdolnością wiązania wody [46], dzięki czemu ich dodanie do posiłku może wywoływać wrażenie sytości, a także wspomagać prawidłowe funkcjonowanie jelit oraz przyczyniać się do obniżenia glikemii poposiłkowej [47]. Ponadto jego właściwość bardzo efektywnego absorbowania związków organicznych, takich jak cholesterol i kwasy żółciowe, powoduje, że błonnik pokarmowy obecny w nasionach szałwii hiszpańskiej zmniejsza wchłanianie tych metabolitów oraz ułatwia ich wydalanie, co prowadzi do obniżenia stężenia cholesterolu we krwi i poprawy profilu lipidowego [42,46]. Frakcja błonnikowa nasion chia wykazuje również dużą aktywność antyoksydacyjną [36,46], porównywalną z tego rodzaju aktywnością kawy czy herbaty [46]. Wynika to z obecności we włóknie pokarmowym nasion S. hispanica wielu związków fenolowych o właściwościach przeciwutleniających, m.in. kwasu kawowego, kwasu chlorogenowego, kwercetyny i kemferolu [36,46]. Antyoksydanty związane z błonnikiem nasion chia mogą zapobiegać utlenianiu LDL, stymulować wypływ cholesterolu z makrofagów oraz zwiększać aktywność endotelialnej syntazy tlenku azotu (eNOS) [22,50], zmniejszając w ten sposób ryzyko rozwoju chorób układu krążenia; chronią również przed utlenieniem wielonienasycone kwasy tłuszczowe znajdujące się w tych nasionach [36].

Witaminy i składniki mineralne w nasionach chia

Nasiona szałwii hiszpańskiej są, podobnie jak ziarna zbóż, dobrym źródłem niektórych witamin z grupy B – zawierają więcej tiaminy i niacyny niż pszenica, ryż czy kukurydza; charakteryzują się również porównywalną z tymi zbożami zawartością ryboflawiny [44]. Ilość tiaminy zawarta w 100 g nasion chia (0,2-0,7 mg) pokrywa niemal 50% zapotrzebowania dziennego na tę witaminę, w przypadku niacyny (6-9 mg) jest to około 40%, a ryboflawiny (0,04-0,2 mg) – 10% [15,32,44].

Nasiona chia mogą dostarczyć także wielu ważnych dla zdrowia składników mineralnych. Spośród makroelementów występujących w tych nasionach dominuje fosfor, którego ilość mieści się w granicach 750-860 mg/100 g [32,44]. Nasiona szałwii hiszpańskiej zawierają również stosunkowo dużo wapnia – w 100 g nasion znajduje się 560-770 mg tego pierwiastka, czyli ponad 5 razy więcej niż w 100 g mleka krowiego oraz 10-20 razy więcej niż w ziarnach zbóż, takich jak pszenica, ryż czy owies [32,44]. Zawartość innego pierwiastka z grupy makroelementów – magnezu w 100 g nasion wynosi 325-390 mg, co pokrywa prawie 100% dziennego zapotrzebowania na ten pierwiastek [15,32,44]. Wśród mikroelementów przeważa żelazo, którego ilość zbliża się do 10 mg/100 g; zawartość żelaza w nasionach chia jest zatem dwukrotnie większa niż w pszenicy i trzykrotnie większa niż w szpinaku [32,44].

W nasionach szałwii hiszpańskiej znajduje się 30-34% lipidów, 16-26% białka i 37-42% węglowodanów, wśród których przeważa błonnik pokarmowy [5,30,38,44]. Zawartość poszczególnych składników w nasionach S. hispanica różni się w zależności od regionu uprawy, jednak nietypowy skład frakcji lipidowej czyni z tych nasion, niezależnie od miejsca ich pochodzenia, niezwykle wartościowy element diety [5].

Suplementacja diety nasionami chia lub uzyskanym z nich olejem podnosi stężenie n-3 PUFA w krążeniu

Dane pochodzące z wielu badań świadczą o tym, że wzrost spożycia PUFA szeregu n-3 – ALA, EPA i DHA – zmniejsza częstość występowania incydentów sercowo-naczyniowych, takich jak zgon z przyczyn sercowo-naczyniowych, zawał serca, udar mózgu czy hospitalizacja z przyczyn sercowo-naczyniowych [49]. Wzbogacenie diety całymi nasionami chia podnosi poziom ALA w krążeniu zarówno u zwierząt laboratoryjnych, jak i u ludzi [4,8,28,34]. W badaniach przeprowadzonych na szczurach 30 dni karmienia dietą zawierającą 16% nasion chia spowodowało 37-krotne zwiększenie stężenia ALA we krwi, przy jednoczesnym obniżeniu poziomu kwasu arachidonowego [4]. Podobne wyniki otrzymano dodając do paszy zmielone nasiona chia lub uzyskany z nich olej [4]. U badanych zwierząt zaobserwowano ponadto znaczny wzrost stężenia EPA (11-15 razy) i DHA (4-6 razy) we krwi, niezależnie od tego, w jakiej postaci – całe, zmielone czy olej – nasiona chia były dodawane do diety [4]. Suplementacja nasionami S. hispanica znacznie podnosi stężenia ALA, EPA i DHA we krwi także w szczurzym modelu dyslipidemii i oporności na insulinę spowodowanej karmieniem dietą bogatą w sacharozę, wywołującą obniżenie poziomu n-3 PUFA w krążeniu [8].

Z dotychczasowych badań z udziałem ludzi wynika, że dodawanie do posiłków całych nasion chia wystarczy, by podwyższyć poziom ALA w krążeniu [28]; natomiast zmielenie nasion przed spożyciem znacznie zwiększa przyswajalność zawartych w nich lipidów i w rezultacie podwyższeniu ulega nie tylko stężenie ALA, ale również powstającego z niego EPA [21,29]. U kobiet po menopauzie – zarówno tych o prawidłowej masie ciała, jak i tych z nadwagą lub otyłością (BMI ≥ 25 kg/m2) – suplementacja diety zmielonymi nasionami chia (25 g dziennie przez 7-10 tygodni) spowodowała zwiększenie stężenia ALA i EPA we krwi, odpowiednio o 58-138% i 30-39% [21,29]. Takich zmian nie zaobserwowano w grupie otrzymującej placebo ani w grupie stosującej całe nasiona chia w diecie [29]. Obiecujące wyniki uzyskano także u pacjentów z cukrzycą typu 2, u których po 12 tygodniach spożywania nasion chia (w postaci zmielonej lub jako dodatku do pieczywa), dostarczających średnio 7,5 g n-3 PUFA dziennie, dwukrotnie wzrosło stężenie ALA i EPA we krwi [48]. Wykazano ponadto, że wprowadzenie do diety oleju z nasion szałwii hiszpańskiej wywołuje zmiany w składzie fosfolipidów błon erytrocytów – również polegające na kilkakrotnym zwiększeniu ilości ALA i EPA [45].

Jednym z korzystnych efektów podwyższonego stężenia ALA w krążeniu jest wzmożona endogenna synteza DHA, obserwowana u kobiet, które spożywały olej z nasion chia podczas ostatniego trymestru ciąży i pierwszych sześciu miesięcy karmienia piersią [45]. Skutkiem nasilonej syntezy DHA, pojawiającej się po wprowadzeniu do diety oleju z nasion szałwii hiszpańskiej, była zwiększona zawartość tego kwasu w mleku, utrzymująca się przez trzy pierwsze miesiące karmienia [45]. Pobudzenie endogennej syntezy tego długołańcuchowego, wielonienasyconego kwasu tłuszczowego szeregu n-3 jest niezwykle istotne, ponieważ u człowieka, z powodu niskiej aktywności D6D, biosynteza DHA z jego prekursorów – ALA i EPA – jest procesem bardzo mało wydajnym [35]. Aktywność D6D jest wyższa jedynie u kobiet w okresie reprodukcyjnym, by zapewnić właściwy poziom DHA, niezbędny do prawidłowego rozwoju układu nerwowego dziecka [20].

Wpływ suplementacji diety nasionami chia na profil lipidowy

Wyniki doświadczeń na zwierzętach wskazują, że wzbogacenie diety nasionami szałwii hiszpańskiej może korzystnie wpływać na profil lipidowy [4,8,11,12,24,37]. Poprawa profilu lipidowego jest widoczna już po krótkotrwałej interwencji żywieniowej – w krążeniu szczurów karmionych przez 28 dni paszą zawierającą 52% nasion chia zaobserwowano wzrost stężenia cholesterolu frakcji HDL, a także niższe niż w grupie kontrolnej stężenie TAG oraz cholesterolu frakcji VLDL i LDL [12]. Dodanie tych nasion do diety bogatej w sacharozę, zwiększającej stężenie TAG, NEFA i cholesterolu we krwi, zapobiegło rozwojowi dyslipidemii u szczurów, przywracając wartości kontrolne wymienionych frakcji lipidowych [8,11,37]. Obniżenie stężenia TAG we krwi było wynikiem zmniejszonego uwalniania VLDL przez wątrobę oraz wzmożonego pobierania TAG z krążenia przez narządy i tkanki obwodowe szczurów spożywających dietę z nasionami chia [8]. Molekularny mechanizm tych zmian obejmuje – obserwowane w wątrobie szczurów karmionych paszą z dodatkiem nasion szałwii hiszpańskiej – zahamowanie procesu dojrzewania czynnika transkrypcyjnego SREBP-1, pod kontrolą którego pozostaje ekspresja genów kodujących enzymy lipogenne, a także wzrost ilości receptora aktywowanego przez proliferatory peroksysomów α (PPARα), regulującego ekspresję genów kodujących enzymy szlaków utleniania kwasów tłuszczowych [37]. Nasiona chia dostarczają ALA, z którego następnie powstają takie metabolity, jak EPA i DHA – te z kolei, przez wpływ na SREBP-1 i PPARα, mogą wywoływać zmiany aktywności enzymów związanych z metabolizmem lipidów w wątrobie: zapobiegać wzrostowi aktywności głównych enzymów lipogennych, takich jak syntaza kwasów tłuszczowych (FASN), karboksylaza acetylo-CoA (ACC) czy dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa (G6PDH), a jednocześnie stymulować aktywność enzymów kontrolujących utlenianie kwasów tłuszczowych – oksydazy acylo-CoA (ACOX), odpowiedzialnej za rozpoczęcie β-oksydacji długołańcuchowych kwasów tłuszczowych w peroksysomach, i palmitoilotransferazy karnitynowej 1 (CPT-1), ograniczającej napływ kwasów tłuszczowych do mitochondrium [37]. Nasilone utlenianie kwasów tłuszczowych jest prawdopodobnie główną przyczyną zmniejszenia stężenia NEFA w krążeniu szczurów karmionych dietą o dużej zawartości tłuszczu i fruktozy, do której dodano nasiona chia lub uzyskany z nich olej [24]. Sprzyja temu utrzymanie prawidłowego poziomu ekspresji genu kodującego PGC-1α w mięśniach szkieletowych tych szczurów [24]. Zaobserwowano, że spożywanie diety o dużej zawartości tłuszczu i fruktozy obniża ilość białka PGC-1α w mięśniach szkieletowych, podczas gdy dodanie nasion chia do tej diety przywraca podstawowy poziom PGC-1α [24]. Białko PGC-1α bierze udział w regulacji biogenezy mitochondriów i – jako ważny koaktywator receptora PPARα – uczestniczy w indukcji ekspresji genów kodujących mitochondrialne enzymy, które występują w szlakach metabolicznych prowadzących do wytwarzania energii w komórce [27]. Suplementacja nasionami S. hispanica spowodowała również obniżenie stężenia cholesterolu we krwi badanych zwierząt [8]; jest to prawdopodobnie związane z działaniem dostarczanego przez te nasiona ALA [49], a także z hipocholesterolemicznym działaniem błonnika pokarmowego zawartego w nasionach chia.

U ludzi wpływ spożywania nasion chia na profil lipidowy jest widoczny wyłącznie w przypadku występowania hiperlipidemii; nie jest natomiast obserwowany, gdy wartości stężenia poszczególnych frakcji lipidowych we krwi są prawidłowe. Zastosowanie nasion S. hispanica, podczas długotrwałej interwencji żywieniowej (50 g całych nasion dostarczających 8,8 g ALA dziennie przez 12 tygodni) nie zmieniło profilu lipidowego u zdrowych osób z nadwagą lub otyłością [28]. Podobnie wprowadzenie nasion chia – dostarczających przez 12 tygodni około 7,5 g n-3 PUFA dziennie – do diety pacjentów z cukrzycą typu 2, lecz o prawidłowych wartościach profilu lipidowego, nie miało wpływu na stężenie cholesterolu całkowitego, cholesterolu frakcji LDL i HDL, ani na poziom triacylogliceroli we krwi [48]. Zaobserwowano jednak dwukrotnie wyższe stężenie wielonienasyconych kwasów ALA i EPA w krążeniu [48], co wskazuje na zwiększony udział n-3 PUFA w składzie poszczególnych frakcji lipidowych. Podawanie zmielonych nasion chia, nawet w mniejszych ilościach (25 g dziennie przez 10 tygodni), również podwyższa poziom ALA i EPA we krwi, nie zmienia jednak stężenia frakcji lipidowych u zdrowych – mimo nadwagi lub otyłości – kobiet po menopauzie [29]. Nowsze badania – przeprowadzone z udziałem osób, u których wraz z nadwagą lub otyłością występuje hiperlipidemia – wskazują, że suplementacja diety mąką z nasion szałwii hiszpańskiej (35 g dziennie przez 12 tygodni) wywołuje korzystne zmiany w profilu lipidowym, takie jak obniżenie stężenia cholesterolu całkowitego i cholesterolu frakcji VLDL, przy jednoczesnym zwiększeniu stężenia cholesterolu frakcji HDL we krwi [42].

Działanie hipotensyjne nasion szałwii hiszpańskiej

Suplementacja diety nasionami chia wywołuje efekt hipotensyjny, dotyczący głównie skurczowego ciśnienia tętniczego (SBP). Z badań na zwierzętach wynika, że dodanie nasion chia do diety bogatej w sacharozę, która u karmionych nią szczurów działa hipertensyjnie, przywraca prawidłowe wartości SBP [11].

U pacjentów z cukrzycą typu 2, którzy przez 12 tygodni spożywali zmielone nasiona chia lub pieczywo z ich dodatkiem, zaobserwowano obniżenie SBP o 9,5% (z początkowego 129 mm Hg do 123 mm Hg); nieznacznie obniżone było również rozkurczowe ciśnienie krwi (DBP) [48]. W nowszych badaniach, którymi objęto pacjentów z łagodnym nadciśnieniem tętniczym (pierwszy stopień nadciśnienia), otyłością brzuszną i hiperlipidemią, dodanie do diety mąki z nasion chia (35 g dziennie) po 12 tygodniach doprowadziło do znacznego obniżenia SBP (ze 146 do 136 mm Hg) i DBP (z 94 do 86 mm Hg), przy czym wpływ suplementacji był widoczny już po 4 tygodniach badań [41]. Obniżenie SBP i DBP wystąpiło zarówno u pacjentów, którzy przyjmowali leki przeciwnadciśnieniowe, jak i tych, którzy nie byli poddani takiemu leczeniu [41,48]; jednak u pacjentów objętych terapią efekt suplementacji nasionami chia był większy i istotny statystycznie – średnie ciśnienie tętnicze (MBP) uległo obniżeniu o 10% – niż u nieleczonych farmakologicznie uczestników badania, u których MBP zostało obniżone o 5,4%, lecz zmiana ta nie była istotna statystycznie z powodu niewielkiego wpływu spożycia nasion chia na DBP [41]. Działanie hipotensyjne nasion szałwii hiszpańskiej wynika prawdopodobnie z tego, że jako bogate źródło ALA dostarczają one substratu do biosyntezy EPA, którego podwyższone stężenie we krwi prowadzi z kolei do wzmożonej syntezy prostaglandyn o działaniu rozszerzającym naczynia krwionośne, takich jak PGE3 [35]; proponowany mechanizm takiego działania przedstawiono na ryc. 3.

Ryc. 3. Proponowany mechanizm hipotensyjnego działania nasion szałwii hiszpańskiej. Nasiona chia są bogatym źródłem kwasu α-linolenowego (ALA), z którego może powstać kwas eikozapentaenowy (EPA) – prekursor prostaglandyny E3 (PGE3). Podwyższone stężenie PGE3 w krążeniu prowadzi do rozszerzenia naczyń krwionośnych i obniżenia skurczowego ciśnienia tętniczego (SBP). Cyklooksygenaza i peroksydaza to dwie aktywności syntazy prostaglandyny G/H; PGG3 – prostaglandyna G3, PGH3 – prostaglandyna H3.
* Szlak przemian ALA do EPA przedstawiono na ryc. 2

Efekt hipotensyjny związany ze spożywaniem nasion chia jest widoczny zwłaszcza u pacjentów z podwyższonym ciśnieniem tętniczym, którym podawano te nasiona w postaci zmielonej, co zwiększa dostępność błonnika pokarmowego i przyswajalność n-3 PUFA zawartych w nasionach S. hispanica [41,48]. Obniżenia SBP nie zaobserwowano natomiast u zdrowych osób z nadwagą lub otyłością, u których wartości ciśnienia tętniczego mieściły się w granicach normy, suplementujących dietę całymi nasionami chia (50 g dziennie przez 12 tygodni) [28]; dodawanie do posiłków zmielonych nasion, ale w mniejszych ilościach (25 g dziennie przez 10 tygodni), skutkowało u badanych osób jedynie tendencją do obniżenia SBP (z początkowego 140 ± 5,2 do 136 ± 4,7 mm Hg) [29].

Suplementacja diety nasionami chia a inne czynniki ryzyka chorób układu krążenia

Hiperglikemia poposiłkowa związana z opornością na insulinę należy do ważnych czynników ryzyka, zwiększających prawdopodobieństwo wystąpienia zaburzeń układu sercowo-naczyniowego [14]. Długo utrzymujące się zbyt wysokie stężenie glukozy we krwi może być jedną z przyczyn rozwoju nadciśnienia tętniczego. W badaniach wieloośrodkowych, w których brało udział ponad 1300 pacjentów z nieprawidłową tolerancją glukozy, wykazano, że istnieje związek między hiperglikemią poposiłkową a podwyższonym ciśnieniem tętniczym i zwiększoną częstością zdarzeń sercowo-naczyniowych, przy czym jest on niezależny od stężenia glukozy na czczo i widoczny przed pojawieniem się innych objawów cukrzycy typu 2 [14,18].

Suplementacja diety nasionami chia u zwierząt doświadczalnych wywołuje wzrost wrażliwości na insulinę i poprawia tolerancję glukozy; nawet wtedy, gdy nie jest to związane ze zmianami masy ciała i masy tkanki tłuszczowej [8,11,24,34,37]. U szczurów karmionych paszą o dużej zawartości tłuszczu i fruktozy wzbogacenie diety w nasiona chia lub olej z nich otrzymany nie zmniejszyło tempa przyrostu masy ciała i gromadzenia brzusznej tkanki tłuszczowej, jednak znacznie poprawiło tolerancję glukozy i wrażliwość na insulinę, przywracając wartości tych parametrów do obserwowanych w grupie kontrolnej [24]. Wyniki innych badań z zastosowaniem tego typu diety – bogatotłuszczowej i zawierającej dużo fruktozy – wskazują, że dzięki jej suplementowaniu nasionami chia u szczurów obniża się wskaźnik trzewnej tkanki tłuszczowej, a jednocześnie zwiększa się wrażliwość tkanek na insulinę [34]. Podobny był wynik doświadczeń przeprowadzonych na szczurzym modelu dyslipidemii z towarzyszącą insulinoopornością – dodanie nasion S. hispanica do diety bogatej w sacharozę nie zahamowało wprawdzie nadmiernego przyrostu masy ciała, lecz spowolniło przyrost trzewnej tkanki tłuszczowej oraz zapobiegło rozwojowi hiperglikemii i oporności na insulinę, związanych ze spożywaniem tej diety [8,11,37].

Zastosowanie nasion chia w badaniach opartych na interwencji żywieniowej u ludzi prowadzi do obniżenia poziomu glikemii poposiłkowej, nie ma natomiast wpływu na stężenie glukozy we krwi na czczo; nie zmienia też BMI [28,29,42,47]. U osób otyłych (BMI ≥ 30 kg/m2) lub z nadwagą (BMI 25-29,9 kg/m2), lecz o prawidłowym stężeniu glukozy we krwi, suplementacja diety przez 10-12 tygodni całymi lub zmielonymi nasionami chia (25-50 g dziennie) nie wywołała istotnych zmian BMI ani poziomu glikemii na czczo [28,29]. Zbliżone wyniki uzyskano u osób z nadwagą lub otyłością oraz hiperlipidemią, wzbogacając posiłki mąką z nasion chia (35 g dziennie) – po 12 tygodniach takiej interwencji żywieniowej stężenie glukozy na czczo – zarówno w grupie o prawidłowej, jak i podwyższonej glikemii – pozostało bez zmian; nie stwierdzono także różnic w BMI [42]. Zmielone nasiona chia lub pieczywo z ich dodatkiem, podawane przez 12 tygodni pacjentom z cukrzycą typu 2 i nadwagą (BMI 28 ± 4 kg/m2), nie spowodowały zmian glikemii na czczo, nie zmienił się też wskaźnik BMI [48]. Nasiona chia zastosowane jako dodatek do pieczywa przyczyniają się natomiast do zmniejszenia stężenia glukozy w krążeniu po posiłku – w badaniach przeprowadzonych z udziałem zdrowych osób o prawidłowej masie ciała (BMI 22,2 ± 1,3 kg/m2) po spożyciu chleba zawierającego te nasiona zaobserwowano obniżenie glikemii poposiłkowej, przy czym wpływ na poziom glikemii był tym większy, im większa była zawartość nasion chia w pieczywie [47].

Współczesna dieta zachodnia obfituje w tłuszcze o dużej zawartości nasyconych kwasów tłuszczowych oraz w łatwo przyswajalne węglowodany – szczególnie fruktozę; od pewnego czasu obserwuje się, że nadmierna podaż wymienionych składników pokarmowych jest związana z podwyższonymi stężeniami wskaźników stanu zapalnego [16]. Jak wykazano doświadczalnie, proces zapalny wywołany spożywaniem diety zawierającej duże ilości tłuszczów i fruktozy może doprowadzić do niekorzystnych zmian strukturalnych w mięśniu sercowym, takich jak przerost i włóknienie lewej komory, co upośledza jej kurczliwość [34]. Wielonienasyconym kwasom tłuszczowym szeregu n-3 przypisuje się działanie przeciwzapalne [16,49]. Z badań opartych na interwencji żywieniowej u ludzi oraz z doświadczeń na zwierzętach wynika, że wprowadzenie do diety nasion chia, bogatych w ALA – kwas należący do szeregu n-3, obniża stężenie markera stanu zapalnego – białka C-reaktywnego (CRP) we krwi [34,48]. W badaniach przeprowadzonych na szczurach karmionych dietą bogatą w tłuszcze i fruktozę zaobserwowano ponadto, że suplementacja tej diety nasionami chia odwraca związane ze stanem zapalnym zmiany w obrębie mięśnia sercowego – zmniejszyła się masa lewej komory i względna grubość jej ścian, zmalało także śródmiąższowe odkładanie kolagenu i sztywność rozkurczowa lewej komory, a tym samym poprawiły się wskaźniki jej funkcji – frakcja skracania i czas deceleracji fali wczesnego napływu mitralnego [34]. Korzystny wpływ dostarczanych z pożywieniem nasion chia zauważono również u szczurów karmionych dietą o dużej zawartości sacharozy, u których doszło do nadmiernego nagromadzenia lipidów, głównie triacylogliceroli, w mięśniu sercowym – dodanie nasion chia do tej diety doprowadziło do znacznego obniżenia ilości lipidów w sercu i przywrócenia ich poziomu do bliskiego normie [11].

Potwierdzeniem kardioprotekcyjnego działania ALA są wyniki badań epidemiologicznych, które wskazują, że zwiększone spożycie tego kwasu tłuszczowego może istotnie zmniejszać zagrożenie chorobami układu sercowo-naczyniowego (CVD) [1,31]. Analiza danych pochodzących od 76763 pielęgniarek, obejmująca lata 1984-2002 – jako część przeprowadzonego w USA, wieloośrodkowego, prospektywnego badania „Nurses’ Health Study” – wykazała, że ALA spożywany w ilości 1,16-1,39 g dziennie obniża ryzyko wystąpienia nagłej śmierci sercowej (SCD) o 38-40%, niezależnie od spożycia innych kwasów tłuszczowych szeregu n-3, EPA i DHA [1]. Podobne wnioski można wyciągnąć z metaanalizy sześciu prospektywnych badań kohortowych, uwzględniających dane dotyczące ponad 150 tysięcy osób, w której wykazano, że zwiększenie spożycia ALA o 1 g dziennie wiąże się z niższym o 10% zagrożeniem śmiercią z powodu choroby niedokrwiennej serca (CHD) [31].

Uwagi końcowe

Zaburzenia układu sercowo-naczyniowego należą obecnie do najbardziej rozpowszechnionych przewlekłych chorób niezakaźnych, są też najczęstszą przyczyną zgonów w krajach wysokorozwiniętych. Z wielu badań wynika, że zawarte w diecie PUFA szeregu n-3, takie jak ALA, EPA i DHA, wykazują działanie przeciwmiażdżycowe i kardioprotekcyjne – kwasy te powodują zmniejszenie stężenia triacylogliceroli w krążeniu, korzystnie wpływają na funkcjonowanie śródbłonka naczyń, przyczyniają się do obniżenia ciśnienia krwi, przypisuje im się także działanie przeciwarytmiczne. Biorąc pod uwagę dobroczynny wpływ PUFA szeregu n-3 na układ sercowo-naczyniowy, nasiona S. hispanica, jako najbogatsze z dotychczas poznanych roślinnych źródeł ALA – prekursora w szlaku biosyntezy EPA i DHA, można uznać za wartościowe uzupełnienie diety, tym bardziej że zastosowanie tych nasion w interwencji żywieniowej poprawia profil lipidowy u osób z hiperlipidemią, wywołuje efekt hipotensyjny u pacjentów z podwyższonym ciśnieniem tętniczym, a także obniża poziom glikemii poposiłkowej i stężenie markera stanu zapalnego – białka CRP we krwi.

Podziękowanie

Autorzy dziękują pani Aleksandrze Hołowacz za przygotowanie wstępnego przeglądu piśmiennictwa.

Pełna treść artykułu