Streszczenie

Polifenole, należące do metabolitów wtórnych roślin, obecne są w diecie człowieka i szeroko stosowane zarówno w celach kosmetycznych, jak i leczniczych. Mają wiele właściwości biolo­gicznych korzystnych dla organizmu, w tym antyoksydacyjne, immunomodulacyjne, działają przeciwnowotworowo i przeciwdrobnoustrojowo. Istnieją przesłanki wskazujące na możliwość stosowania ich we wspomaganiu gojenia ran. Jednak coraz więcej danych wskazuje, iż w pew­nych warunkach mogą wykazywać inne, trudne do przewidzenia, często niepożądane działanie. Udowodniono, że polifenole, powszechnie znane ze swych właściwości antyoksydacyjnych, prze­jawiają także aktywność prooksydacyjną, a więc cytotoksyczną w zależności od zastosowanego stężenia. Okazuje się, że takie działanie może m.in. indukować proces apoptozy komórek nowo­tworowych czy uszkodzenie komórek drobnoustrojów. Warto podkreślić, iż fitozwiązki dostają się do organizmu drogą pokarmową i ulegają przemianom metabolicznym, które niejednokrotnie zmieniają ich właściwości. Należy zwrócić uwagę na duży wpływ mikroflory przewodu pokar­mowego na biodostępność i absorpcję polifenoli w jelicie. Problemem w określeniu rzeczywi­stej skuteczności fitozwiązków jest, oprócz przemian biochemicznych jakim podlegają w orga­nizmie, trudność w osiąganiu stężenia terapeutycznego w tkankach. Niejednoznaczne lub nawet sprzeczne wyniki wielu badań wskazują na potrzebę dokładniejszej analizy mechanizmów działa­nia tych związków oraz wystandaryzowania stosowanych metod badawczych. Bardziej komplek­sowe spojrzenie na interakcje zachodzące między organizmem a fitozwiązkami, uwzględniające także wpływ dodatkowych czynników na ich przebieg, jest niezbędne do lepszego wykorzysta­nia tak licznych właściwości polifenoli roślinnych w zapobieganiu chorobom i w terapii.

Słowa kluczowe:polifenole • immunomodulacja • antyoksydanty • zapalenie • gojenie ran • działanie przeciwdrobnoustrojowe

Summary

Polyphenols, plant secondary metabolites, are present in human diet and have been widely used for medical and cosmetic purposes. They possess beneficial features such as antioxidant, immu­nomodulatory, anti-cancer and antibacterial activity. There is some evidence that these phyto­chemicals can improve wound healing. However, more and more data suggest that, under certa­in conditions, they can act in a different, often unpredictable way. Some investigations indicate that polyphenols, generally known as antioxidants, can exhibit pro-oxidant, and therefore cytoto­xic, activity. Hence, the ability of phytochemicals to induce apoptosis of cancer cells and bacte­rial cell damage may be, at least partly, due to their prooxidant properties. Phytocompounds enter the body through the digestive system where they undergo metabolic processes that often change their chemical features. The gastrointestinal microbiome interacts with phytochemicals and influ­ences their bioavailability and absorption in the gut. Except for biochemical changes of plant po­lyphenols in the host, the achievement of therapeutic concentration in vivo may be the main pro­blem in the determination of their real efficacy. Ambiguous results of some studies demonstrate the need for the development of more accurate and standardized methods for the evaluation of polyphenols’ properties. Better understanding of human body-polyphenol interactions is crucial for more effective use of these phytochemicals in disease prevention and therapy.

Key words:polyphenols • immunomodulation • antioxidants • inflammation • wound healing • antibacterial activity

Wykaz skrótów:

DC – komórka dendrytyczna (dendritic cell); EGCG – galusan epigallokatechiny (epigallocatechin gallate); EGF – naskórkowy czynnik wzrostu (epidermal growth factor); GPR43 – receptor 43 sprzężony z białkiem G (G protein-coupled receptor 43); ICAM – cząsteczka adhezji międzykomórkowej (intercellular adhesion molecule); IFN – interferon; IgE – immunoglobulina E; IRAK – kinaza związana z receptorem dla IL-1 (IL-1 receptor-associated kinase); I-κB – inhibitor NF-κB; LPS – lipopolisacharyd; MAPK – kinazy białkowe aktywowane mitogenami (mitogen-activated protein kinases); MIC – minimalne stężenie hamujące (minimal inhibitory concentration); NF-κB – czynnik jądrowy kappa B (nuclear factor kappa B); NK – naturalny zabójca (natural killer); PGE₂ – prostaglandyna E₂ (prostaglandin E₂); PMA – 12-octan-13-mirystynianoforbolu (phorbol 12-myristate 13-acetate); PMN – leukocyty wielojądrzaste (polymorphonuclear leukocytes); TGF – transformujący czynnik wzrostu (transforming growth factor); TNF – czynnik martwicy guza (tumor necrosis factor); VCAM – cząsteczka adhezji komórkowej naczyń (vascular cell adhesion molecule).

Wstęp

Rośliny i uzyskiwane z nich ekstrakty od wieków wy­korzystywane były w etnomedycynie oraz w celach ko­smetycznych [1]. Było to jednak leczenie empiryczne, niepoprzedzone badaniami, które pozwoliłyby poznać me­chanizmy działania poszczególnych komponentów roślin­nych. Obecnie wiadomo, że do składników pochodzenia roślinnego o najsilniejszej aktywności biologicznej nale­żą m.in. olejki eteryczne i polifenole, zaliczane do meta­bolitów wtórnych roślin. Olejki eteryczne to charaktery­zujące się intensywnym zapachem złożone mieszaniny lotnych związków, takich jak terpeny (monoterpeny, di­terpeny, seskwiterpeny), terpenoidy (izoprenoidy) i inne związki aromatyczne oraz alifatyczne (aldehydy, alkoho­le, fenole, garbniki, estry, ketony). Mogą zawierać 20-60 składników, z których dwa lub trzy wykazują aktywność przeciwdrobnoustrojową. Przykładem jest olejek z oregano (Origanum compactum), którego główne składniki: karwa­krol i tymol, stanowią odpowiednio 30 i 27% mieszaniny czy olejek z mięty pieprzowej (Mentha piperita), w skład którego wchodzą m.in. mentol (59%) i menton (19%) [1].

Polifenole roślinne stanowią bardzo zróżnicowaną grupę związków, których wspólną cechą jest obecność co naj­mniej dwóch grup hydroksylowych przyłączonych do pier­ścienia lub pierścieni aromatycznych. Polifenole, w zależ­ności od liczby pierścieni aromatycznych oraz sposobu ich połączenia, dzieli się na klasy, z których największe sta­nowią flawonoidy, kwasy fenolowe, alkohole fenolowe, stilbeny i lignany [8]. Flawonoidy zbudowane są z dwóch pierścieni benzenowych połączonych heterocyklicznym pierścieniem piranu lub pironu [31]. W zależności od stop­nia oksydacji pierścienia piranu dzieli się je na podklasy: flawonole, flawony, izoflawony, flawanony, antocyjany, fla­wanole, katechiny, chalkony, aurony i inne. Związki nale­żące do polifenoli są szeroko rozpowszechnione w świecie roślinnym, także w produktach stanowiących dietę czło­wieka. Znaleźć je można w owocach (w tym w orzechach), warzywach, zbożach, kwiatach, a także w napojach (kawa, herbata) i w czekoladzie [7,8,43].

Najbardziej rozpowszechnioną klasą flawonoidów są fla­wonole, których źródłem jest cebula, jarmuż czy jagody, a najważniejszym przedstawicielem kwercetyna. Znanym flawonoidem jest także galusan epigallokatechiny (EGCG), występujący m.in. w zielonej herbacie. Kwasy fenolowe tworzą dwie podklasy: pochodne kwasu benzoesowego i cy­namonowego. Do tej pierwszej zalicza się kwas galusowy, występujący w herbacie, jeżynach i malinach. Tyrozol i hy­droksytyrozol, główne alkohole fenolowe, znaleźć można w oliwie z oliwek, a tyrozol także w piwie oraz w czerwo­nym i białym winie. Jeden z najbardziej znanych polifeno­li, resweratrol, należący do klasy stilbenów, syntetyzowany jest przez rośliny w czasie infekcji oraz w warunkach stre­su. Występuje w dużym stężeniu w winogronach, orzechach arachidowych i jagodach, które zawierają też znaczne ilo­ści antocyjanów. Niezbyt dobrze poznaną grupą polife­noli pozostają lignany, które w przewodzie pokarmowym są metabolizowane przez mikroflorę do enterodiolu i en­terolaktonu. Głównym źródłem przedstawiciela tej klasy w diecie – sekoizolariciresinolu – jest siemię lniane [8].

Aktywność biologiczna polifenoli

Powszechnie znane są prozdrowotne właściwości polifenoli roślinnych, w tym działanie antyoksydacyjne, przeciwza­palne, przeciwmiażdżycowe, przeciwalergiczne, przeciw­obrzękowe i antymutagenne [11]. Pewne prace wskazują na zdolność substancji pochodzenia roślinnego do modu­lacji funkcjonowania układu odpornościowego człowieka, przez wpływ na proliferację komórek układu immunolo­gicznego oraz wytwarzanie cytokin czy innych czynników biorących udział w reakcjach obronnych [21]. Związki te, często wytwarzane przez rośliny w odpowiedzi na zaka­żenie, wykazują także aktywność przeciwdrobnoustrojo­wą [7]. Najlepiej poznane wydają się własności antyoksy­dacyjne polifenoli roślinnych.

Rola immunomodulacyjna polifenoli roślinnych

Etapy rozwoju reakcji zapalnej

Prześledzenie aktywności immunomodulacyjnej polifenoli wymaga przypomnienia podstawowych zjawisk zachodzą­cych podczas kolejnych etapów rozwoju stanu zapalnego w organizmie. Reakcja zapalna jest miejscową i/lub uogól­nioną immunologiczną, biochemiczną i hematologiczną odpowiedzią organizmu na różnorodne bodźce stresowe, takie jak infekcje, mechaniczne czy chemiczne uszkodze­nie tkanek. Pierwszym etapem reakcji jest faza ostra, któ­ra po pewnym czasie (kilkadziesiąt sekund do 12 godzin) przechodzi w przewlekłą. W początkowej fazie dochodzi do uwalniania z miejsca działania bodźca wczesnych me­diatorów reakcji zapalnej (histaminy, serotoniny, kinin, prostaglandyn). Powoduje to zaburzenia hemodynamicz­ne, wzrost przepuszczalności śródbłonka naczyń krwiono­śnych, przechodzenie do przestrzeni międzykomórkowej wody i białek osocza oraz powstanie obrzęku. Skutkiem jest odsłonięcie włókien kolagenowych naczyń, co z kolei prowadzi do gromadzenia się płytek krwi i występowania zjawiska wykrzepiania śródnaczyniowego. Procesom tym towarzyszy reakcja bólowa. Oprócz uruchomienia kaska­dy krzepnięcia i fibrynolizy, następuje aktywacja układu dopełniacza, co wraz ze wzmożoną proteolizą białek mię­śniowych i gorączką ma na celu eliminację czynnika streso­wego. Uszkodzenie tkanek, obecność enzymów nekrotycz­nych (nukleaz, enzymów lizosomalnych), a także aktywacja dopełniacza oraz receptorów rozpoznających wzorce mo­lekularne drobnoustrojów (pattern recognition receptors – PRRs) prowadzi do wydzielania cytokin prozapalnych i rekrutacji komórek układu siateczkowo-śródbłonkowego – głównie neutrofilów (PMNs) i monocytów (przekształca­jących się po przejściu do tkanek w makrofagi). Ich zada­niem jest eliminacja patogenów i uszkodzonych komórek organizmu głównie poprzez fagocytozę oraz realizowany proces wewnątrz- i zewnątrzkomórkowego zabijania (pro­cesy zależne od tlenu – wytwarzanie reaktywnych form tle­nu (RFT) i azotu (NO), procesy niezależne od tlenu, for­mowanie sieci pułapkowych NETs). Wynikiem aktywacji tych komórek jest również wytwarzanie cytokin prozapal­nych (m.in. IL-1β, IL-6, TNF-α, IFN-γ) oraz czynników wzrostowych, w wyniku czego dochodzi do eskalacji pro­cesu zapalnego [3,5]. Istotnym regulatorem wrodzonej od­powiedzi immunologicznej jest czynnik jądrowy NF-κB, indukujący ekspresję genów dla wielu cytokin prozapal­nych czy chemokin, np. TNF-α, IL-6, IL-12, MIP-2 (biał­ko zapalne makrofagów), NO [6]. Jeśli organizm rozpozna czynnik patologiczny dochodzi do uruchomienia mechani­zmów odporności nabytej, aktywacji limfocytów T cyto­toksycznych (zaangażowanych w odpowiedź komórkową) i pomocniczych (Th1, Th2), a także limfocytów B, prze­kształcających się w komórki plazmatyczne, wytwarzają­ce swoiste dla danego antygenu przeciwciała. W zależno­ści od charakteru bodźca może nastąpić polaryzacja reakcji w kierunku odpowiedzi komórkowej, angażującej limfo­cyty Th1, stymulujące makrofagi i limfocyty T lub w kie­runku odpowiedzi humoralnej, związanej z aktywnością limfocytów Th2, kooperujących z limfocytami B w wy­twarzaniu przeciwciał. W zjawisku polaryzacji odpowiedzi immunologicznej istotny udział mają komórki dendrytycz­ne (DC). Od stanu układu immunologicznego organizmu, rodzaju bodźca stresowego, a także dodatkowych czynni­ków, takich jak promieniowanie jonizujące, obecność me­tali ciężkich czy trwałych związków organicznych, zależy przebieg, czas trwania reakcji zapalnej oraz jej rezultat [3,5].

Polifenole roślinne jako antyoksydanty

Komórki fagocytarne w czasie infekcji lub uszkodzenia tkanek innej natury ulegają aktywacji, która skutkuje m.in. wytwarzaniem reaktywnych form tlenu, w tym anionorod­nika ponadtlenkowego. Jest on prekursorem innych rod­ników, np. rodnika hydroksylowego. RFT powstają także w procesie oddychania komórkowego oraz jako produk­ty działania enzymów (oksydazy ksantynowej, lipooksy­genazy, cyklooksygenazy). Reaktywne formy tlenu nie działają w sposób wybiórczy. Mogą prowadzić (zwłasz­cza w wyższych stężeniach) do niszczenia komórek orga­nizmu, co z kolei często przyczynia się do rozwoju stanu zapalnego. Dlatego ich działanie powinno być ograniczone do wydzielonych kompartmentów komórkowych (np. fago­lizosomów). Natomiast masowa degranulacja fagocytów i uwolnienie RFT zwykle związane jest z niepożądanym uszkodzeniem zdrowych tkanek gospodarza. W takich sy­tuacjach ważnym elementem terapii byłoby zastosowanie środków mających właściwości antyoksydacyjne.

Związki polifenolowe wpływają na zahamowanie aktyw­ności enzymów odpowiedzialnych za powstawanie RFT – oksydazy ksantynowej, oksydazy NADPH, czy mielope­roksydazy [13,29,31]. Prawdopodobnie pełnią one m.in. rolę donorów elektronów dla tych enzymów [24]. Mają też zdolność chelatowania metali katalizujących reakcje po­wstawania RFT, w tym jonów miedzi i żelaza. Oprócz za­pobiegania tworzeniu rodników tlenowych, związki roślin­ne mogą także wiązać i inaktywować już powstałe rodniki. Polifenole wykazują zdolności przeciwutleniające związa­ne z ich budową chemiczną, m.in. z obecnością grup hy­droksylowych, które biorą udział w redukcji wolnych rod­ników. Podczas tej reakcji polifenol oddaje jeden elektron przekształcając się w rodnik aroksylowy, który jest jed­nak stabilizowany dzięki obecności pierścienia aromatycz­nego [13,29,31]. Nie wszystkie RFT wychwytywane są z jednakową łatwością – flawonoidy najłatwiej wiążą rod­niki hydroksylowe (najbardziej niebezpieczne dla organi­zmu człowieka), anionorodnik ponadtlenkowy, tlen single­towy i rodniki lipidowe. Wiążąc rodniki, polifenole same ulegają utlenianiu do produktów stabilnych lub cząsteczek niestabilnych przekształcanych w dalszych reakcjach [31].

Polifenole powodują także wzrost aktywności enzymów antyoksydacyjnych, takich jak dysmutaza ponadtlenkowa (SOD), katalaza i peroksydaza glutationowa, a także przy­czyniają się do wzrostu stężenia niskocząsteczkowych anty­oksydantów – kwasu askorbinowego i α-tokoferolu [29,31]. Flawonoidy, takie jak kwercetyna i rutyna, chronią kwas askorbinowy przed utlenianiem, przez chelatowanie jonów metali przejściowych (np. miedzi) katalizujących tę reakcję. Polifenole wspomagają jednocześnie wchłanianie askorbi­nianu w przewodzie pokarmowym i stabilizują cząsteczki tego kwasu. Działają też skuteczniej niż tokoferol, zapo­biegając lub wpływając na intensywność i przebieg proce­su peroksydacji składników komórkowych, w tym lipidów. Hamują utlenianie lipoprotein o małej masie cząsteczko­wej (LDL) przez mieloperoksydazę [19,31]. Istnieją jednak znaczne różnice w zdolności polifenoli do hamowania ak­tywności lipooksygenazy – flawonole (kemferol, kwercety­na, mirycetyna) działają silniej niż flawony, natomiast fla­wanony (naringenina) nie wykazują takiego działania [40].

Inną cechą polifenoli, wpływającą na ich właściwości anty­oksydacyjne, jest ich zdolność do wbudowywania się w bło­ny komórkowe. Powoduje to zmianę stabilności struktur komórkowych i zmniejsza wrażliwość na działanie czyn­ników niekorzystnych, w tym RFT [31].

Pewne dane wskazują, iż polifenole działają nie tylko jako anty- ale też w odpowiednio wysokim stężeniu i pewnych wa­runkach, jako prooksydanty. Związki te są traktowane przez organizm jako ksenobiotyki, ulegają przemianom metabo­licznym, częściowo modyfikującym ich właściwości, a ich stężenie w organizmie często jest zbyt małe, aby można było uznać bezpośrednie działanie antyoksydacyjne za jedyny ochronny wpływ na komórki organizmu. Prawdopodobnie istotne znaczenie mają interakcje polifenoli z komórkowy­mi szlakami sygnałowymi oraz wpływ na ekspresję genów, m.in. tych odpowiedzialnych za syntezę enzymów antyoksy­dacyjnych [19,29]. Wykazano, że polifenole zawarte w zie­lonej herbacie, przyswajane w większych stężeniach (np. podczas żucia liści herbaty) powodują wytworzenie znacz­nych ilości nadtlenku wodoru. Jest to związane przeważnie z procesem utleniania polifenoli w obecności jonów metali przejściowych, w wyniku czego powstają produkty cytotok­syczne, m.in. anionorodnik ponadtlenkowy, H₂O₂ oraz mie­szanina chinonów. Wiadomo, że polifenole ulegają utlenie­niu w wysokiej temperaturze, proces ten obserwowano także w podłożach hodowlanych. Choć stosunkowo wysokie stęże­nie polifenoli roślinnych oraz obecność jonów metali przej­ściowych wskazują na możliwość działania związków ro­ślinnych jako prooksydantów w przewodzie pokarmowym, nie wykazano istotnego działania prooksydacyjnego tych związków po ich absorpcji z układu pokarmowego [18,19].

Aktywność przeciwzapalna

Zarówno niedobory immunologiczne, jak i wzmożona reakcja zapalna mogą być przyczyną poważnych chorób. Nadmierna odpowiedź układu immunologicznego może prowadzić do rozwoju przewlekłego stanu zapalnego, sep­sy, a nawet śmierci. Dlatego tak istotne jest poszukiwanie substancji regulujących funkcjonowanie układu odporno­ściowego człowieka. Jak wspomniano wcześniej, polifenole mogą interferować z komórkowymi szlakami sygnałowymi oraz ekspresją licznych genów. Istotnym celem działania tych związków jest czynnik jądrowy NF-κB, zaangażowany w ekspresję genów dla chemokin i cytokin prozapalnych, cząsteczek adhezyjnych czy białek ostrej fazy. Ścieżka sy­gnałowa, której elementem jest NF-κB, wykazuje wraż­liwość na zmiany potencjału redoks, a więc właściwości przeciw- i prozapalne polifenoli roślinnych mają tu pod­stawowe znaczenie [6,25,33]. Polifenole mogą hamować także działanie czynnika transkrypcyjnego AP-1 (activa­tor protein 1), jednocześnie wykazując zdolność aktywacji czynnika jądrowego Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-rela­ted factor 2), odpowiedzialnego za ekspresję wielu genów cytoprotekcyjnych (genów dla S-transferazy glutationowej, reduktazy NADPH). Wynika z tego, że związki roślinne modulują działanie enzymów i cytokin zaangażowanych w reakcję zapalną przynajmniej częściowo poprzez regu­lację aktywności czynników transkrypcyjnych [25,40].

W badaniach na makrofagach mysich wykazano, że flawo­noidy, w tym flawonole (kwercetyna, kemferol) i flawony (apigenina), mogą wpływać na aktywność enzymów zwią­zanych z syntezą mediatorów zapalenia (NO, prostanoidów, leukotrienów), do których należą indukowana syntaza NO (iNOS) czy cyklooksygenaza COX-2. Daikonya i wsp. wy­kazali, że polifenole uzyskane z korzenia rośliny Sophora yunnanensis obniżają wytwarzanie NO przez makrofagi sty­mulowane IFN-γ i LPS [9]. Luteolina zmniejsza wytwarza­nie COX-2 i iNOS, natomiast apigenina i kwercetyna obni­żają poziom ekspresji COX-2 w komórkach stymulowanych LPS [14]. Także resweratrol hamuje ekspresję COX-1 i COX-2, a dodatkowo indukowanej mikrosomalnej syntazy PGE₂-1 (mPGES-1), co prowadzi do obniżenia wytwarzania pro­staglandyny E₂ w komórkach mikrogleju stymulowanych LPS [42]. Ruiz i Haller wykazali, że grupy flawonoidów o odmiennym umiejscowieniu reszt hydroksylowych lub ich niemające, wykazują duże zróżnicowanie w sposobie regu­lacji reakcji zapalnej. Stwierdzili oni, iż 3′-hydroksyflawon hamował indukowaną przez TNF-α aktywność transkryp­cyjną NF-kB oraz ekspresję genu dla IP-10 (białka indu­kowanego przez IFN-γ) w komórkach nabłonka jelitowe­go myszy, czego nie zaobserwowali w przypadku flawonu (rdzenia pozbawionego grup hydroksylowych). Wykazali także zdolność blokowania kinazy Akt przez apigeninę i lu­teolinę, podczas gdy genisteina blokowała ekspresję IP-10 niezależnie od Akt, czynnika regulatorowego interferonu (IRF) i NF-κB [36]. Liczne doniesienia opisują działanie innych polifenoli roślinnych, takich jak galusan epigallo­katechiny, który wykazuje zdolność blokowania aktywacji NF-κB, nie tylko przez oddziaływanie z TNF-α, ale tak­że hamowanie degradacji związanego z kinazą IRAK re­ceptora dla IL-1β w ludzkich komórkach nabłonka płuc. Może także hamować fosforylację czynnika I-κB lub biał­ka p65 (podjednostki NF-κB) [11,45].

Aktywność przeciwzapalna polifenoli związana jest ściśle z oddziaływaniem na komórki układu immunologiczne­go. Liczne badania wskazują na zdolność polifenoli roślin­nych do hamowania bądź modulowania ekspresji cytokin prozapalnych i chemokin, takich jak TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8 i białko chemotaktyczne monocytów MCP-1, w wielu rodzajach komórek, włączając jednojądrzaste komórki krwi obwodowej (PBMC) oraz komórki nowotworowe – limfocy­ty T linii Jurkat, czy makrofagi RAW. Prowadzi to do zmian aktywności (m.in. fagocytarnej, cytotoksycznej), zdolno­ści adhezji komórek układu immunologicznego do komó­rek śródbłonka i diapedezy, a przez to ma istotny wpływ na przebieg odpowiedzi organizmu na bodźce stresowe [40].

Ekstrakt polifenolowy ze skórki pigwy pospolitej (Cydonia oblonga), zawierający m.in. kwas hydroksycynamonowy, chlorogenowy, kemferol i kwercetynę, hamował wydziela­nie cytokin prozapalnych TNF-α i IL-8, przy jednoczesnym wzmaganiu sekrecji IL-10 (cytokiny przeciwzapalnej) przez stymulowane LPS makrofagi wyprowadzone z linii komór­kowej THP-1. Działanie przeciwzapalne tego ekstraktu po­lega na hamowaniu aktywacji NF-κB, kinazy p38 MAPK oraz Akt [12]. Niezbędna do prawidłowego funkcjonowa­nia komórek, takich jak makrofagi, jest ekspresja cząsteczek adhezyjnych, biorących udział w przechodzeniu tych komó­rek przez śródbłonek naczyń do miejsca reakcji zapalnej. Wykazano zdolność niektórych polifenoli, zwłaszcza api­geniny (hydroksyflawon), galanginy, kemferolu i kwercety­ny (flawonole), do obniżania ekspresji cząsteczek ICAM-1, VCAM-1 czy E-selektyny na powierzchni komórek śród­błonka naczyń. Ponieważ inne flawonoidy, np. naringeni­na (flawanon) czy epikatechina (flawanol) nie wykazują podobnego działania, wnioskuje się o ważnym znaczeniu w tym zjawisku budowy chemicznej i obecności podstaw­ników w określonych pozycjach pierścieni aromatycznych. Ważnym elementem układu immunologicznego są komórki dendrytyczne (DC), będące łącznikiem między odpornością nieswoistą i nabytą. Wykazano hamujący wpływ glikozydu taksyfoliny na ekspresję cytokin, wytwarzanie NO i poziom Ca²⁺ w DC pochodzących ze szpiku kostnego i śledziony. Z polaryzacją odpowiedzi immunologicznej interferuje tak­że inny polifenol – moryna, powodująca spadek wytwarza­nia IL-12 i TNF-α przez stymulowane LPS makrofagi. Taka aktywność może się przyczyniać do zmian w dojrzewaniu i funkcjonowaniu komórek dendrytycznych, prowadząc do rozwoju odpowiedzi typu Th2. Podobny skutek wywołu­je flawonolignan sylibinina [14]. John i wsp. badali działa­nie polifenoli uzyskanych z rośliny Cassia auriculata z ro­dzaju Cassia (strączyniec) w stosunku do limfocytów oraz splenocytów szczura. Zaobserwowali wzrost udziału pro­centowego limfocytów T (pomocniczych, cytotoksycznych i regulatorowych) oraz B w ogólnej liczbie komórek po po­daniu zwierzętom określonych dawek polifenoli. Wzrost od­setka limfocytów B był widoczny już przy stężeniu związ­ków równym 25 mg/ml, podczas gdy udział procentowy limfocytów T zmienił się istotnie dopiero przy dawce 50 mg/ml [21]. Polifenole Cassia auriculata wzmagały także proliferację splenocytów niestymulowanych i stymulowa­nych LPS, a jednocześnie redukowały proces wybuchu tle­nowego w neutrofilach inkubowanych z PMA i komórkami E. coli. Flawony, np. luteolina i apigenina, wykazują zdol­ność hamowania ekspresji cytokin związanych z odpowie­dzią typu Th2 (IL-4, IL-5, IL-13) przez ludzkie bazofile. Natomiast polifenole zielonej herbaty hamują wydzielanie IL-8 przez ludzkie fibroblasty [14].

Wang i wsp. badali wpływ wzbogaconego w polifenole ekstraktu z palmy betelowej (Areca katechu) na apoptozę limfocytów wyizolowanych ze śledziony myszy. Uzyskane wyniki wskazywały na zdolność ekstraktu do wzmagania apoptozy limfocytów, natomiast dalsze badania dowiodły, iż jedynie procyjanidyny zbudowane z pięciu do dziesięciu monomerów katechiny i epikatechiny wykazywały takie działanie, w przeciwieństwie do monomerów i mniejszych oligomerów [44]. Polifenole, np. resweratrol, prawdopo­dobnie wzbudzają apoptozę limfocytów T zarówno zależ­nie, jak i niezależnie od kaspaz [42]. Z kolei inne badania wykazały korzystny wpływ polifenoli zawartych w ekstrak­cie z daktylowca właściwego (Phoenix dactylifera), takich jak kwas chlorogenowy, kawowy, pelargonidyna i kwas fe­rulowy, na liczbę komórek układu immunologicznego izo­lowanych z kępek Peyera. Kwas chlorogenowy i kawowy spowodowały wzrost liczby limfocytów T CD4⁺ z ekspre­sją mRNA dla IFN-γ, kwas chlorogenowy, pelargonidyna i kwas ferulowy przyczyniły się do wzrostu liczby komó­rek NK IFN-γ⁺CD49⁺, kwas chlorogenowy wpływał także, podobnie jak kwas kawowy i ferulowy, na wzrost liczby komórek IL-12⁺CD11b⁺ (makrofagów i DC) [22].

Dane pochodzące z badań nad wpływem polifenoli spoży­wanych w napojach i pokarmie na ekspresję markerów zapa­lenia w organizmie ludzkim nie są jednoznaczne. Niektóre z nich, np. ocena efektu długotrwałego spożywania soi na poziom CRP (białka C-reaktywnego) we krwi, w kilku przypadkach potwierdziły redukcję stężenia tego białka, w innym zaś badaniu wykazały brak modulacji jego stę­żenia w czasie spożywania soi. Za sprzeczne wyniki ba­dań mogą odpowiadać różnice osobnicze wpływające cho­ciażby na procesy metaboliczne i przyswajanie związków chemicznych, ale także wykorzystanie w prowadzonych badaniach różnych testów i metod oceny działania danych substancji. Istotnym problemem wydaje się też stężenie fi­tozwiązków osiągane w organizmie po absorpcji z prze­wodu pokarmowego, najczęściej dużo niższe niż stężenie uznawane za terapeutyczne [40].

Działanie przeciwalergiczne

Poprzez znaczący wpływ na tak wiele elementów i etapów reakcji zapalnej, polifenole mogą interferować z rozwojem alergii. Związki te mogą wpływać na ekspresję receptorów powierzchniowych, czy nasilenie lub osłabienie aktywno­ści komórek zaangażowanych w odpowiedź na alergeny. Rozwój reakcji alergicznej wymaga udziału wielu typów komórek immunokompetentnych i przebiega kilkufazowo. Limfocyty pomocnicze Th2, aktywowane wcześniej przez komórki dendrytyczne prezentujące alergen, wytwarzają m.in. IL-4 i -13, cytokiny stymulujące limfocyty B do wy­twarzania przeciwciał IgE. Te immunoglobuliny łączą się z receptorami IgE o dużym powinowactwie (FcεRI) na po­wierzchni komórek tucznych. Kiedy przeciwciała związa­ne na powierzchni komórek tucznych rozpoznają swoisty alergen następuje aktywacja tych komórek, w efekcie cze­go dochodzi do uwolnienia cytokin, chemokin, czynników wzrostu i mediatorów zapalenia, takich jak histamina czy prostaglandyny. Innym ważnym typem komórek w reakcji alergicznej są eozynofile (granulocyty kwasochłonne), któ­rych długotrwała, nasilona aktywność może się przyczy­niać do uszkodzenia śródbłonka dróg oddechowych [2,20].

Wykazano, iż EGCG może selektywnie oddziaływać z tra­twami lipidowymi błony komórkowej, w których występują białka zaangażowane w przekazywanie sygnałów i trans­port komórkowy, m.in. receptory dla lamininy i nabłonko­wego czynnika wzrostu. Interakcje z receptorami prowadzą do aktywacji ścieżki sygnałowej związanej z reakcją aler­giczną i proliferacją komórek [13]. Jak wspomniano wcze­śniej wiele z polifenoli nasila odpowiedź typu Th1 (komór­kową), a zmniejsza aktywność limfocytów pomocniczych Th2 – związanych z odpowiedzią humoralną i wytwarza­niem przeciwciał przez komórki plazmatyczne. Iwamura i wsp. badali wpływ doustnego podawania naringeniny na przebieg astmy alergicznej indukowanej owoalbuminą u myszy [20]. Liczba neutrofilów, eozynofilów, makrofa­gów i limfocytów była obniżona u myszy, które otrzymy­wały chalkon naringeniny w porównaniu ze zwierzętami otrzymującymi placebo. U zwierząt tych zaobserwowano także obniżenie stężenia cytokin typu Th2 (IL-4, -5, -13) wytwarzanych przez limfocyty T. Jednocześnie stężenia IFN-γ i IL-2 nie różniły się znacząco w obu grupach, co wskazuje na zdolność naringeniny do wybiórczego obni­żania aktywności limfocytów Th2. W innym badaniu nad rolą polifenoli w astmie zaobserwowano, oprócz obniżenia stężenia IL-4, wzrost wytwarzania IFN-γ po podaniu kwer­cetyny chorym zwierzętom. Odmienny rezultat otrzymano w badaniach na modelu reumatoidalnego zapalenia stawów u szczura, gdzie genisteina hamowała wydzielanie IFN-γ, przy jednoczesnym nasilaniu sekrecji IL-4 przez komórki jednojądrzaste krwi obwodowej (PBMC), co przyczynia­ło się do utrzymania równowagi między odpowiedzią Th1 i Th2. Istnieją doniesienia wskazujące, iż nasilenie wytwa­rzania IgE po podaniu owoalbuminy może być osłabiane przez apigeninę i chryzynę (flawon), prawdopodobnie jako następstwo tłumienia odpowiedzi Th2 [14].

Modulacja składu mikrobiomu przewodu pokarmowego

Naturalna mikroflora przewodu pokarmowego odgrywa znaczącą rolę w przyswajaniu polifenoli z pokarmu i ich metabolizowaniu, a więc także późniejszym oddziaływa­niu na organizm. Jednak istnieje inny aspekt interakcji po­lifenole-mikrobiom jelitowy. Roślinne metabolity wtórne mogą bowiem wpływać na skład i aktywność drobnoustro­jów zasiedlających przewód pokarmowy, a tym samym po­średnio również na czynność układu odpornościowego. Drobnoustroje bytujące w układzie pokarmowym są nie­zbędne do prawidłowego funkcjonowania układu immu­nologicznego, czego dowodzą badania przeprowadzone na myszach pozbawionych receptora GPR43, występują­cego na powierzchni komórek związanych z odpornością wrodzoną (neutrofilów, eozynofilów i aktywowanych ma­krofagów). U myszy tych obserwowano zaostrzenie odpo­wiedzi zapalnej w modelowym zapaleniu stawów i aler­gicznym zapaleniu dróg oddechowych. Jedynymi znanymi ligandami dla tego receptora są krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (głównie kwas octowy i propionowy), które wytwarzane są głównie w trakcie przemian metabolicz­nych błonnika przez mikroflorę jelitową [30].

Działanie polifenoli roślinnych jest zróżnicowane, i tak ak­tywność pewnych grup drobnoustrojów ulega osłabieniu pod wpływem niektórych polifenoli, podczas gdy inne gatunki są przez te same związki stymulowane i zasiedlają wolne nisze w przewodzie pokarmowym. Tzounis i wsp. wykaza­li, że katechina osłabiała wzrost drobnoustrojów z gatunku Clostridium histolyticum, a jednocześnie wzmagała wzrost takich drobnoustrojów, jak Escherichia coli, Eubacterium rectale, Lactobacillus spp. i Bifidobacterium spp. [41]. Zaobserwowano również, że działanie innego flawonoidu, epikatechiny, było dużo słabsze. W badaniach przeprowa­dzonych na szczurach taniny osłabiały wzrost bakterii z ga­tunku Clostridium leptum, a jednocześnie stymulowały wzrost drobnoustrojów z grupy Bacteroides [23]. Wzrost Bifidobacterium i Lactobacillus wzmagały także reswera­trol, ellagotaniny granatowca i ureolityna A – ich metabo­lit powstaje z udziałem mikroflory [39]. Prawdopodobnie metabolity roślinne aktywują bakteryjne mechanizmy od­powiedzi na stres, jednak po dłuższym okresie ekspozycji drobnoustroje zaczynają wykazywać tolerancję na te związ­ki [23]. Powyższe dane wskazują na znaczącą rolę związ­ków polifenolowych występujących w diecie na funkcjo­nowanie naturalnej mikroflory przewodu pokarmowego.

Wykorzystanie polifenoli roślinnych w procesie gojenia ran

Właściwości immunomodulujące polifenoli próbuje się wykorzystać w sposób praktyczny. Znanym przykładem ich zastosowania jest współudział w procesie gojenia ran. Rana jest to przerwanie ciągłości skóry lub błony śluzowej, a w niektórych przypadkach także głębszych tkanek (kost­nej, mięśniowej) [4]. Proces gojenia rany obejmuje sekwen­cję nakładających się na siebie etapów, w tym fazę zapalną, proliferacyjną oraz etap odbudowy i epitelializacji, które szczegółowo opisano we wcześniejszej publikacji [37].

Polifenole roślinne dzięki swoim właściwościom immu­nomodulacyjnym mogą interferować z kolejnymi etapami gojenia ran, przyspieszając ten proces i dając lepsze efek­ty gojenia, zarówno przy prawidłowym, jak i zaburzonym przebiegu poszczególnych faz (ryc. 1, ryc. 2). Znaczące jest w tym przypadku działanie antyoksydacyjne, przeciwdrobnoustro­jowe i przeciwbólowe polifenoli [16].

Ryc. 1. Wielokierunkowa rola polifenoli roślinnych w procesie gojenia rany – etap I (hemostaza) i II (zapalenie); strzałka (linia ciągła) sekrecja, strzałka (linia przerywana) migracja, strzałka w górę – indukcja, strzałka w dół – hamowanie

Ryc. 2. Wielokierunkowa rola polifenoli roślinnych w procesie gojenia rany – etap III (proliferacja) i IV (remodelling); strzałka (linia ciągła) sekrecja, strzałka (linia przerywana) migracja, strzałka w górę – indukcja, strzałka w dół – hamowanie

Jak wspomniano wcześniej polifenole, np. luteolina czy kwercetyna, hamują ekspresję COX-2, enzymu zaangażo­wanego w proces gojenia ran. Badania wykazały, że hamo­wanie aktywności COX-2 sprzyja procesom naprawczym [10,42]. Natomiast inhibitory COX-1, do których można zaliczyć resweratrol, osłabiają epitelializację, powodują wzrost stężenia TNF-α, zaburzającego naprawę uszkodzo­nych tkanek [42]. Sugeruje to możliwość dwukierunkowe­go – pozytywnego i negatywnego – wpływu związków ro­ślinnych na proces gojenia ran [10]. Dane epidemiologiczne wskazują jednak na pozytywny efekt stosowania produk­tów roślinnych w leczeniu uszkodzonych tkanek. Ekstrakty z fragmentów roślin można stosować zarówno doustnie, jak i miejscowo na uszkodzoną tkankę. Ten drugi sposób wykorzystania pomija etapy metabolizowania i wchłania­nia związków z układu pokarmowego, co zapobiega prze­kształceniom wyjściowych polifenoli i pozwala na osiągnię­cie odpowiednio wysokich stężeń w miejscu docelowego działania. Aloes (Aloe vera) – znany i powszechnie wyko­rzystywany w leczeniu ran i wrzodów, wydziela substan­cję o konsystencji żelu, zawierającą m.in. olejki eteryczne, polifenole, enzymy i aminokwasy. Kwiaty dziurawca zwy­czajnego (Hypericum perforatum L.), zawierające m.in. fla­wonoidy (rutynę, kwercetynę), mają działanie antyseptycz­ne, łagodzą stan zapalny, a podawane miejscowo na ranę wspomagają jej gojenie. Dziurawiec przyczynia się także do zmniejszenia zmian ropnych i szybszego przywrócenia peł­nej aktywności tkanki, gdy podawany jest doustnie. W jed­nym z badań ekstrakt ze słonecznika (Helianthus annus) zastosowany w postaci maści spowodował skrócenie cza­su gojenia rany u szczurów, a testy histologiczne wykaza­ły wcześniejsze pojawienie się fibroblastów w tkance. Sok z kwiatów Jasminum auriculatum (gatunku jaśminu), po­dawany miejscowo przyspieszał gojenie rany u szczurów i zwiększał wytrzymałość tkanki na rozciąganie, prawdo­podobnie oddziałując na tworzenie włókien kolagenowych. W terapii naturalnej powszechnie stosowany jest ekstrakt z liści miłorzębu japońskiego (Ginkgo biloba), wzmaga­jący epitelializację. Z kolei ekstrakt z ostryżu długiego (Curcuma longa) imituje aktywność fibroblastów, co skut­kuje wczesną syntezą włókien kolagenowych w uszkodzo­nej tkance. Także jeżówka (Echinacea purpurea), znana z właściwości immunomodulacyjnych, wykorzystywana jest we wspomaganiu gojenia ran [16].

Inna aktywność biologiczna polifenoli

Oprócz właściwości typowo immunomodulacyjnych, po­lifenole wykazują wiele innych aktywności, istotnych z medycznego punktu widzenia. Działanie przeciwnowo­tworowe roślinnych metabolitów wtórnych jest stosunko­wo dobrze poznane i szeroko wykorzystywane. Jest ono związane m.in. z właściwościami antyoksydacyjnymi, ponieważ powstawanie RFT, prowadzące do zmian w bu­dowie lipidów, białek i kwasów nukleinowych, jest czyn­nikiem prokarcynogennym. Jest to działanie korzystne dla komórek prawidłowych i stanowi ich ochronę przed trans­formacją nowotworową. Jednak przez działanie prooksy­dacyjne w dużych stężeniach, flawonoidy (np. resweratrol) mogą się przyczyniać do powstawania RFT i apoptozy już zmienionych nowotworowo komórek [31]. Badania na ko­mórkach raka piersi wykazały, że resweratrol powodował nagromadzenie COX-2 w jądrach komórkowych, aktywu­jąc szlak apoptozy zależny od białka p53 [42]. Polifenole cynamonu zmniejszały obrzęk komórek glejaka, wywo­łany przez pozbawienie ich dostępu tlenu i glukozy [32]. Ellis i wsp. wykazali, że EGCG hamuje rozwój czerniaka poprzez inhibicję NF-κB, prowadzącą m.in. do zaburze­nia funkcjonowania inflamasomu (kompleksu białek za­angażowanych w procesy zapalne i karcynogenezę) [11]. Ponieważ polifenole dostają się do organizmu drogą pokar­mową, istnieją przesłanki sugerujące ich działanie ochron­ne przed rozwojem nowotworów żołądka i okrężnicy [18]. Działanie przeciwnowotworowe związków roślinnych, np. kwasu chlorogenowego, może być też związane ze stymu­lacją komórek immunokompetentnych (NK, DC, makrofa­gów), zaangażowanych w reakcje cytotoksyczne i usuwa­nie zmienionych nowotworowo komórek [22].

W chorobach układu sercowo-naczyniowego polifenole, dzięki właściwościom antyoksydacyjnym, zmniejszają utlenianie lipoprotein LDL związanych z cholesterolem (LDL-C) oraz agregację płytek krwi [19,26]. W rozwoju tych chorób istotną rolę odgrywa stres oksydacyjny, rozwój stanu zapalnego naczyń krwionośnych i zaburzenia funkcji śródbłonka naczyń. Jak wspomniano wcześniej, roślinne metabolity wtórne mogą oddziaływać na wszystkie wymie­nione procesy. Polifenole zawarte w winogronach i czer­wonym winie mają działanie przeciwmiażdżycowe, zapo­biegają arytmii i rozszerzają naczynia krwionośne. Mogą opóźniać powstawanie blaszki miażdżycowej we wczesnych zmianach w naczyniach krwionośnych [26]. W badaniach na modelu mysim i króliczym stwierdzono, że zahamo­wanie rozwoju zmian miażdżycowych przez flawonoidy było związane z indukcją czynnika jądrowego Nrf2 [40].

Gupta i wsp. wykazali, że ekstrakt z kory Bauhinia racemosa L. zmniejszał indukowany różnymi czynnika­mi (m.in. histaminą i serotoniną) obrzęk łapy szczura, miał też działanie przeciwbólowe i przeciwgorączkowe [15]. Podobne działanie przeciwobrzękowe i znieczulają­ce w testach na myszach wykazywał ekstrakt z korzenia soi Glycine tomentella [27].

Oprócz działania na organizm ludzki i zwierzęcy, polife­nole roślinne wykazują też istotną aktywność w stosun­ku do drobnoustrojów. Mechanizmy ich działania są zróż­nicowane, a pojedyncze związki wykazują najczęściej wielokierunkową aktywność. Wykazano, że flawonoidy wpływają hamująco na kiełkowanie spor patogenów roślin­nych. Udowodniono też aktywność pewnych flawonoidów (flawanonu, flawanu, flawonu) przeciwko Candida albicans i Aspergillus flavus. Inny flawonoid – baikalina, hamuje wnikanie cząsteczek wirusa HIV-1 do wnętrza limfocy­tów CD4⁺ i wykazuje aktywność antagonisty odwrotnej transkryptazy wirusa. Mirycetyna i kwercetyna hamu­ją integrazę HIV, przy czym działanie mirycetyny w sto­sunku do tego enzymu nie jest swoiste. Polifenole działa­ją także hamująco na inne wirusy, np. wirusa opryszczki (HSV), czy polio [7].

Istnieją liczne dane na temat przeciwbakteryjnych właści­wości polifenoli roślinnych. Powszechnie znane są leczni­cze, w tym antybakteryjne, właściwości propolisu, który zawiera m.in. duże ilości flawonoidów [7]. Grupą polife­noli rozpowszechnioną zwłaszcza w czerwonych i fioleto­wych owocach (wiśnie, maliny, jagody), wykazującą dzia­łanie bakteriostatyczne i bakteriobójcze w stosunku do wielu drobnoustrojów (w tym Staphylococcus, Klebsiella, Helicobacter, Bacillus), są antocyjany [39]. W badaniu nad przeciwbakteryjnymi właściwościami ekstraktu z kłączy nawłoci (Solidago chilensis) zaobserwowano jego działa­nie hamujące wzrost badanych szczepów: Pseudomonas aeruginosa (MIC = 3,1 mg/ml), E. coli (6,2 mg/ml) oraz S. aureus (6,2 mg/ml). W ekstrakcie obecny był m.in. kwas kawowy i chlorogenowy [35]. Związki polifenolo­we, za sprawą obecności różnych grup chemicznych, w tym reszt hydroksylowych, mają tendencję do wbudowywania się w błony lipidowe, co powoduje zmiany ich płynno­ści i przepuszczalności. Zwiększa to podatność drobno­ustrojów na czynniki antybakteryjne, może prowadzić do ucieczki ważnych dla mikroorganizmu substancji z wnę­trza komórki i do zaburzenia jego wzrostu [7,23]. Badania z wykorzystaniem ekstraktów roślinnych oraz izolowanych z nich polifenoli potwierdzają, iż związki te mogą wyka­zywać synergizm między sobą oraz z innymi czynnikami przeciwdrobnoustrojowymi w działaniu biobójczym/bio­statycznym. W wielu przypadkach obserwuje się silniejsze działanie mieszanin związków roślinnych niż ich pojedyn­czych komponentów oraz nasilenie działania antybiotyków, gdy podawane są łącznie z tymi związkami. Wykazano, iż kwercetyna zwiększa przepuszczalność błony komórko­wej bakterii, co może powodować wzrost ich wrażliwości na antybiotyki, nawet w przypadku drobnoustrojów wy­kazujących oporność na dany lek [7,34]. Quave i wsp. wy­kazali, że mieszanina związków pochodzących z jeżyny (Rubus ulmifolius), zawierająca m.in. kwas elagowy, na­silała działanie daptomycyny, klindamycyny i oksacyliny w stosunku do szczepu S. aureus wrażliwego na metycy­linę (MSSA). Zaobserwowali również istotne zahamowa­nie tworzenia biofilmu przez szczep gronkowca wrażliwy i oporny (MRSA) na metycylinę w obecności ekstraktu z je­żyny [34]. Ponieważ formy biofilmowe wykazują znacznie większą oporność na działanie antybiotyków niż plankto­nowe, osłabienie adhezji i tworzenia biofilmu przez natu­ralne związki roślinne może częściowo wyjaśniać ich sy­nergizm z lekami.

Antybakteryjne działanie polifenoli opiera się w dużej mie­rze na ich właściwościach prooksydacyjnych. W obecności jonów metali przejściowych i tlenu dochodzi do powsta­nia rodników fenoksylowych, które działają cytotoksycz­nie na komórki drobnoustrojów, uszkadzając DNA, a tak­że lipidy błony komórkowej [18,38]. Podnosi się również możliwość wpływu polifenoli roślinnych na ekspresję i/lub aktywność drobnoustrojowych pomp efluksowych, bio­rących udział w aktywnym usuwaniu antybiotyków z ich komórek. Na przykład wykazano, iż galusan epikatechiny oraz epigallokatechiny – polifenole obecne w ekstrakcie z zielonej herbaty – przywracają wrażliwość gronkowców wykazujących nadekspresję pomp efluksowych TetB lub TetK na tetracykliny [28]. Obecnie rośnie zainteresowanie badaczy zjawiskiem bakteryjnej śmierci komórkowej po­dobnej do apoptozy (apoptosis-like cell death), zaobser­wowanej m.in. w komórkach Streptococcus pneumoniae. Ponieważ, jak już wspomniano, polifenole mają zdolność indukcji apoptozy komórek nowotworowych, jest prawdo­podobne, że mogą aktywować szlaki śmierci komórkowej podobnej do apoptozy u bakterii, zwłaszcza, że wykazu­ją pewne mechaniczne i biochemiczne podobieństwa do apoptozy komórek eukariotycznych [17].

Podsumowanie

Powyższe dane dowodzą, iż polifenole roślinne to obiecują­ca grupa związków, które dzięki wielokierunkowemu dzia­łaniu mogą służyć zarówno jako czynniki wspomagające utrzymanie dobrej kondycji organizmu, jak i zapobiegać wielu chorobom, a także wspomagać leczenie już zaistnia­łych stanów chorobowych. Obecnie, kiedy wiele nowych, do niedawna skutecznych leków, zawodzi, kiedy oporność drobnoustrojów na antybiotyki rozwija się tak szybko, po­szukiwanie alternatywnych środków leczniczych staje się niezbędne. Istotne jest to, iż polifenole syntetyzowane są przez rośliny, dzięki czemu stanowią element codzien­nej diety i są tolerowane przez organizm ludzki. Jednak, mimo tak wielu badań biochemicznych i medycznych nad tymi związkami, uzyskiwane wyniki są często sprzeczne, a mechanizm działania nie do końca wyjaśniony. Istotnym aspektem budzącym wątpliwości wielu badaczy jest pro­blem wchłaniania polifenoli z przewodu pokarmowego. Niektórzy zaznaczają, że znacząca efektywność działania fitozwiązków na organizm obserwowana w badaniach ex vivo wynika z użytych w doświadczeniach wysokich stę­żeń związków, trudnych lub niemożliwych do osiągnięcia w praktyce [40]. Istnieją jednak badania, w których poli­fenole osiągały stężenie terapeutyczne in vivo i modulo­wały aktywność żywych komórek [29].

Inni naukowcy wskazują na wykorzystanie w badaniach polifenoli w postaciach, np. glikozydowych, które w or­ganizmie są przekształcane do pochodnych, często różnią­cych się właściwościami biologicznymi od wyjściowych. Istotną rolę odgrywa tu mikroflora przewodu pokarmowe­go. Polifenole obecne są w produktach żywnościowych głównie w postaci estrów, glikozydów lub polimerów, któ­rych organizm nie może przyswoić w ich wyjściowej po­staci. Większość związków w postaci glikozylowanej nie ulega hydrolizie w żołądku. Wykazano doświadczalnie, że pewne flawonoidy, takie jak kwercetyna, podlegają absorp­cji w żołądku, jednak tylko w postaci nieglikozylowanej. Wyjątkiem wśród polifenoli są antocyjany, których posta­ci glikozylowane przeważają w organizmie człowieka nad aglikonami (antocyjanidynami). Pozostałe związki ulega­ją hydrolizie przez enzymy jelitowe lub rozkładowi przez mikroflorę, jak w przypadku wspomnianych już lignanów. Polifenole, które nie zostają wchłonięte w jelicie cienkim, trafiają do okrężnicy, gdzie postaci glikozylowane podle­gają hydrolizie przez mikroflorę przewodu pokarmowego. Powstające aglikony są następnie przekształcane do kwa­sów aromatycznych [8,23].

Niezbędne są dalsze, kompleksowe badania nad polifeno­lami roślinnymi, uwzględniające interakcje między wie­loma składnikami występującymi w ekstraktach obok sie­bie. Ważnym aspektem, który należałoby uwzględnić, jest także zależność działania fitozwiązków od stężenia i obec­ności dodatkowych czynników (np. mikroflory, jonów me­tali), które mogą spowodować, że dany związek, zamiast oczekiwanego efektu terapeutycznego przyniesie organi­zmowi poważne szkody, działając odwrotnie niż oczeki­wano (działanie anty- i prooksydacyjne). Lepsze poznanie mechanizmów działania opisanych fitozwiązków jest więc konieczne jeśli polifenole mają stać się efektywnymi tera­peutykami nie tylko w teorii, ale i w praktyce.

PIŚMIENNICTWO

[1] Bakkali F., Averbeck S., Averbeck D., Idaomar M.: Biological effects of essential oils – a review. Food Chem. Toxicol., 2008; 46: 446-475
[PubMed]  

[2] Bloemen K., Verstraelen S., Van Den Heuvel R., Witters H., Nelissen I., Schoeters G.: The allergic cascade: review of the most important molecules in the asthmatic lung. Immunol. Lett., 2007; 113: 6-18
[PubMed]  

[3] Boehler R.M., Graham J.G., Shea L.D.: Tissue engineering tools for modulation of the immune response. Biotechniques, 2011; 51: 239-254
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[4] Burda K., Kus K., Ratajczak P.: Profilaktyka i leczenie miejscowe zakażeń ran przewlekłych. Zakażenia, 2011; 1: 72-80

[5] Całkosiński I., Dobrzyński M., Całkosińska M., Seweryn E., Bronowicka-Szydełko A., Dzierzba K., Ceremuga I., Gamian A.: Charakterystyka odczynu zapalnego. Postępy Hig. Med. Dośw., 2009; 63: 395-408
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[6] Chao W.W., Hong Y.H., Chen M.L., Lin B.F.: Inhibitory effects of Angelica sinensis ethyl acetate extract and major compounds on NF-κB trans-activation activity and LPS-induced inflammation. J. Ethnopharmacol., 2010; 129: 244-249
[PubMed]  

[7] Cushnie T.P., Lamb A.J.: Antimicrobial activity of flavonoids. Int. J. Antimicrob. Agents, 2005; 26: 343-356
[PubMed]  

[8] D’Archivio M., Filesi C., Di Benedetto R., Gargiulo R., Giovannini C., Masella R.: Polyphenols, dietary sources and bioavailability. Ann. Ist. Super. Sanita, 2007; 43: 348-361
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[9] Daikonya A., Kitanaka S.: Polyphenols from Sophora yunnanensis, and their inhibitory effects on nitric oxide production. Chem. Pharm. Bull., 2011, 59: 1567-1569
[PubMed]  

[10] Davidson J.M., Breyer M.D.: Inflammatory modulation and wound repair. J. Invest. Dermatol., 2003; 120: xi-xii
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[11] Ellis L.Z., Liu W., Luo Y., Okamoto M., Qu D., Dunn J.H., Fujita M.: Green tea polyphenol epigallocatechin-3-gallate suppresses melanoma growth by inhibiting inflammasome and IL-1β secretion. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2011; 414: 551-556
[PubMed]  

[12] Essafi-Benkhadir K., Refai A., Riahi I., Fattouch S., Karoui H., Essafi M.: Quince (Cydonia oblonga Miller) peel polyphenols modulate LPS-induced inflammation in human THP-1-derived macrophages through NF-κB, p38MAPK and Akt inhibition. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2012; 418: 180-185
[PubMed]  

[13] Fraga C.G., Galleano M., Verstraeten S.V., Oteiza P.I.: Basic biochemical mechanisms behind the health benefits of polyphenols. Mol. Aspects Med., 2010; 31: 435-445
[PubMed]  

[14] González-Gallego J., García-Mediavilla M.V., Sánchez-Campos S., Tunón M.J.: Fruit polyphenols, immunity and inflammation. Br. J. Nutr., 2010; 104 (Suppl. 3): S15-S27
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[15] Gupta M., Mazumder U.K., Kumar R.S., Gomathi P., Rajeshwar Y., Kakoti B.B., Selven V.T.: Anti-inflammatory, analgesic and antipyretic effects of methanol extract from Bauhinia racemosa stem bark in animal models. J. Ethnopharmacol., 2005; 98: 267-273
[PubMed]  

[16] Gupta N., Jain U.K. Prominent wound healing properties of indigenous medicines. J. Nat. Pharm. 2010; 1: 2-13
[Full Text HTML]  

[17] Hakansson A.P., Roche-Hakansson H., Mossberg A.K., Svanborg C.: Apoptosis-like death in bacteria induced by HAMLET, a human milk lipid-protein complex. PLoS One, 2011; 6: e17717
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[18] Halliwell B.: Dietary polyphenols: good, bad, or indifferent for your health? Cardiovasc. Res., 2007; 73: 341-347
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[19] Halliwell B.: Are polyphenols antioxidants or pro-oxidants? What do we learn from cell culture and in vivo studies? Arch. Biochem. Biophys., 2008; 476: 107-112
[PubMed]  

[20] Iwamura C., Shinoda K., Yoshimura M., Watanabe Y., Obata A., Nakayama T.: Naringenin chalcone suppresses allergic asthma by inhibiting the type-2 function of CD4 T cells. Allergol. Int., 2010; 59: 67-73
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[21] John C.M., Sandrasaigaran P., Tong C.K., Adam A., Ramasamy R.: Immunomodulatory activity of polyphenols derived from Cassia auriculata flowers in aged rats. Cell. Immunol., 2011; 271: 474-479
[PubMed]  

[22] Karasawa K., Uzuhashi Y., Hirota M., Otani H.: A matured fruit extract of date palm tree (Phoenix dactylifera L.) stimulates the cellular immune system in mice. J. Agric. Food Chem., 2011; 59: 11287-11293
[PubMed]  

[23] Kemperman R.A., Bolca S., Roger L.C., Vaughan E.E.: Novel approaches for analysing gut microbes and dietary polyphenols: challenges and opportunities. Microbiology, 2010; 156: 3224-3231
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[24] Kohnen S., Franck T., Van Antwerpen P., Boudjeltia K.Z., Mouithys-Mickalad A., Deby C., Moguilevsky N., Deby-Dupont G., Lamy M., Serteyn D.: Resveratrol inhibits the activity of equine neutrophil myeloperoxidase by a direct interaction with the enzyme. J. Agric. Food Chem., 2007; 55: 8080-8087
[PubMed]  

[25] Kuhnert N., Dairpoosh F., Jaiswal R., Matei M., Deshpande S., Golon A., Nour H., Karaköse H., Hourani N.: Hill coefficients of dietary polyphenolic enzyme inhibitors: can beneficial health effects of dietary polyphenols be explained by allosteric enzyme denaturing? J. Chem. Biol., 2011; 4: 109-116
[PubMed]  

[26] Leifert W.R., Abeywardena M.Y.: Cardioprotective actions of grape polyphenols. Nutr. Res., 2008; 28: 729-737
[PubMed]  

[27] Lu T.C., Ko Y.Z., Huang H.W., Hung Y.C., Lin Y.C., Peng W.H.: Analgesic and anti-inflammatory activities of aqueous extract from Glycine tomentella root in mice. J. Ethnopharmacol., 2007; 113: 142-148
[PubMed]  

[28] Marquez B.: Bacterial efflux systems and efflux pumps inhibitors. Biochimie, 2005; 87: 1137-1147
[PubMed]  

[29] Masella R., Di Benedetto R., Vari R., Filesi C., Giovannini C.: Novel mechanisms of natural antioxidant compounds in biological systems: involvement of glutathione and glutathione-related enzymes. J. Nutr. Biochem., 2005; 16: 577-586
[PubMed]  

[30] Maslowski K.M., Mackay C.R.: Diet, gut microbiota and immune responses. Nat. Immunol., 2011; 12: 5-9
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[31] Ostrowska J., Skrzydlewska E.: Aktywność biologiczna flawonoidów. Post. Fitoter., 2005; 3-4: 71-79
[Full Text HTML]  

[32] Panickar K.S., Polansky M.M., Anderson R.A.: Cinnamon polyphenols attenuate cell swelling and mitochondrial dysfunction following oxygen-glucose deprivation in glial cells. Exp. Neurol., 2009; 216: 420-427
[PubMed]  

[33] Piotrowska A., Iżykowska I., Podhorska-Okołów M., Zabel M., Dzięgiel P.: Budowa białek z rodziny NF-κB i ich rola w procesie apoptozy. Postępy Hig. Med. Dośw., 2008; 62: 64-74
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[34] Quave C.L., Estévez-Carmona M., Compadre C.M., Hobby G., Hendrickson H., Beenken K.E., Smeltzer M.S.: Ellagic acid derivatives from Rubus ulmifolius inhibit Staphylococcus aureus biofilm formation and improve response to antibiotics. PLoS One, 2012; 7: e28737
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[35] Rafael L., Teresinha N., Moritz J.C., Maria I.G., Dalmarco Eduardo M., Fröde Tânia S.: Evaluation of antimicrobial and antiplatelet aggregation effects of Solidago chilensis Meyen. Int. J. Green Pharm., 2009; 3: 35-39
[Full Text HTML]  

[36] Ruiz P.A., Haller D.: Functional diversity of flavonoids in the inhibition of the proinflammatory NF-κB, IRF, and Akt signaling pathways in murine intestinal epithelial cells. J. Nutr., 2006; 136: 664-671
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

[37] Sadowska B., Różalska B.: Zaburzenia równowagi reakcji obronnych, jako czynnik ryzyka rozwoju zakażeń ran. Sepsis, 2010; 3: 87-92
[Abstract]  

[38] Sakihama Y., Cohen M.F., Grace S.C., Yamasaki H.: Plant phenolic antioxidant and prooxidant activities: phenolics-induced oxidative damage mediated by metals in plants. Toxicology, 2002; 177: 67-80
[PubMed]  

[39] Selma M.V., Espín J.C., Tomás-Barberán F.A.: Interaction between phenolics and gut microbiota: role in human health. J. Agric. Food Chem., 2009; 57: 6485-6501
[PubMed]  

[40] Serafini M., Peluso I., Raguzzini A.: Flavonoids as anti-inflammatory agents. Proc. Nutr. Soc., 2010; 69: 273-278
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[41] Tzounis X., Vulevic J., Kuhnle G.G., George T., Leonczak J., Gibson G.R., Kwik-Uribe C., Spencer J.P.: Flavanol monomer-induced changes to the human faecal microflora. Br. J. Nutr., 2008; 99: 782-792
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[42] Udenigwe C.C., Ramprasath V.R., Aluko R.E., Jones P.J.: Potential of resveratrol in anticancer and anti-inflammatory therapy. Nutr. Rev., 2008; 66: 445-454
[PubMed]  

[43] Ullah M.F., Khan M.W.: Food as medicine: potential therapeutic tendencies of plant derived polyphenolic compounds. Asian Pac. J. Cancer Prev., 2008; 9: 187-196
[PubMed]  [Full Text PDF]  

[44] Wang C.C., Huang P.L., Liu T.Y., Jan T.R.: Highly oligomeric procyanidins from areca nut induce lymphocyte apoptosis via the depletion of intracellular thiols. Toxicol. In Vitro, 2009; 23: 1234-1241
[PubMed]  

[45] Wheeler D.S., Catravas J.D., Odoms K., Denenberg A., Malhotra V., Wong H.R.: Epigallocatechin-3-gallate, a green tea-derived polyphenol, inhibits IL-1β-dependent proinflammatory signal transduction in cultured respiratory epithelial cells. J. Nutr., 2004; 134: 1039-1044
[PubMed]  [Full Text HTML]  [Full Text PDF]  

Autorki deklarują brak potencjalnych konfliktów interesów.

Full text