Streszczenie

W Polsce i na świecie w ostatnich latach coraz częściej wzrasta występowanie nadciśnienia tętniczego. Jest ono niezależnym czynnikiem ryzyka rozwoju chorób sercowo-naczyniowych, a w jego terapii istotne znaczenie ma modyfikacja diety, stylu życia i zmniejszenie masy ciała. Istotna wydaje się rola flawonoidów we wspomaganiu obniżania ciśnienia tętniczego krwi. Flawonoidy to związki pochodzenia roślinnego. Do głównych klas flawonoidów należą: flawony, izoflawony, flawonole, flawanole, flawanony i antocyjany. W licznych badaniach epidemiologicznych wykazano, że większe spożycie flawonoidów z dietą wiąże się z mniejszym ryzykiem rozwoju nadciśnienia tętniczego. Jednym z mechanizmów, dzięki któremu flawonoidy mogą wpływać na obniżenie ciśnienia tętniczego krwi jest ich zdolność do hamowania aktywności konwertazy angiotensyny (angiotensin-converting enzyme; ACE). Jako inhibitory ACE flawonoidy mogą konkurować z substratem o centrum aktywne tego enzymu. Poszczególne flawonoidy, w zależności od ich struktury chemicznej, wykazują zróżnicowaną zdolność do hamowania aktywności ACE. Za działanie flawonoidów jako inhibitorów ACE odpowiadają trzy charakterystyczne elementy budowy: obecność grupy katecholowej w pierścieniu B, podwójne wiązanie między C2 i C3 w pierścieniu C oraz obecność grupy karbonylowej w pierścieniu C w pozycji C4. W jednym z badań wykazano, że zdolność tych związków do hamowania aktywności ACE może być zależna od genotypu tego enzymu (I/I, I/D, D/D). Flawonoidy mogą się przyczyniać do obniżania ciśnienia tętniczego krwi, ponieważ mają właściwości wazodylatacyjne. W licznych badaniach wykazano, że właściwości te są związane z różnymi mechanizmami działania flawonoidów, m.in. z aktywacją kanałów potasowych, regulacją wewnątrz- i zewnątrzkomórkowego stężenia Ca2+, stymulacją syntazy tlenku azotu i zwiększoną syntezą tlenku azotu. Na podstawie wyników badań przytoczonych w artykule można stwierdzić, że flawonoidy mogą odgrywać znaczącą rolę zarówno w prewencji, jak i wspomaganiu leczenia nadciśnienia tętniczego.

Wprowadzenie

W Polsce, w 2014 r. nadciśnienie tętnicze stwierdzono u 23,1% osób powyżej 15. roku życia, a zwiększenie częstości jego występowania obserwowano szczególnie u osób po 50. roku życia. Wśród mężczyzn w wieku 70-79 lat nadciśnienie tętnicze miało 50,9% osób, a w tej samej grupie wiekowej kobiet 63,3% [39]. Częstość występowania nadciśnienia tętniczego w Polsce wzrosła w ostatnich latach. W 2009 r. schorzenie to dotyczyło 18% mężczyzn i 23,1% kobiet powyżej 15. roku życia, a w 2014 r. odpowiednio 20,7 i 25,2% osób [16, 39]. Również na świecie obserwuje się wzrost częstości występowania nadciśnienia tętniczego. W analizie przeprowadzonej przez Forouzanfara i wsp. [10] wykazano, że na świecie w latach 1990-2015 częstość występowania skurczowego ciśnienia tętniczego krwi, wynoszącego co najmniej 110-115 mm Hg, wzrosła z 73 119 do 81 373 na 100 tys., a wynoszącego powyżej 140 mmHg wzrosła z 17 307 do 20 526 na 100 tys. W tym okresie odnotowano także wzrost wartości wskaźnika DALY (Disability Adjusted Life Years), wyrażającego utratę lat życia skorygowanych niepełnosprawnością, a także wzrost śmiertelności związanej z nadciśnieniem tętniczym [10].

Nadciśnienie tętnicze jest niezależnym czynnikiem ryzyka rozwoju chorób sercowo-naczyniowych, a w jego terapii istotne znaczenie ma modyfikacja diety, stylu życia i zmniejszenie masy ciała. Postępowanie niefarmakologiczne powinno być wdrożone u każdego pacjenta, nie tylko u osób ze stwierdzonym nadciśnieniem, ale także u osób z podejrzeniem nadciśnienia i z wysokim prawidłowym ciśnieniem tętniczym. Zmiany stylu życia dotyczą również osób, u których wprowadzona została farmakoterapia. Farmakologiczne postępowanie w nadciśnieniu tętniczym należy rozpocząć od preparatów z pięciu podstawowych grup leków I rzutu: diuretyków tiazydowych/tiazydopodobnych, β-adrenolityków, antagonistów wapnia, inhibitorów konwertazy angiotensyny (ACE-I, angiotensin-converting enzyme inhibitors) i leków blokujących receptor AT1 dla angiotensyny II (sartanów). Udowodniono korzystny wpływ stosowania leków I rzutu na zmniejszenie śmiertelności sercowo-naczyniowej i/lub ryzyka incydentów sercowo-naczyniowych [40].

Według Polskiego Towarzystwa Nadciśnienia Tętniczego postępowanie dietetyczne powinno być ukierunkowane na utrzymanie prawidłowej masy ciała lub normalizację masy ciała w przypadku nadwagi i otyłości. Za najważniejsze w osiągnięciu tego celu uznano utrzymanie lub zmniejszenie (w przypadku nadwagi i otyłości) wartości energetycznej całodziennej diety, zwiększenie spożycia warzyw (4-5 porcji) i innych produktów pochodzenia roślinnego, zwłaszcza bogatych w potas, unikanie produktów pochodzenia zwierzęcego będących źródłem nasyconych kwasów tłuszczowych i cholesterolu, a zastąpienie ich produktami zawierającymi nienasycone kwasy tłuszczowe, m.in. rybami i orzechami [40]. Dietą skuteczną w obniżaniu ciśnienia tętniczego jest dieta DASH (Dietary Approaches to Stop Hypertension) połączona z ograniczeniem spożycia sodu [6]. Obniżenie ciśnienia tętniczego w wyniku zastosowania diety DASH jest związane ze zwiększeniem spożycia potasu, wapnia, magnezu i błonnika pokarmowego oraz ograniczeniem podaży nasyconych kwasów tłuszczowych i cholesterolu [35]. Ponadto w badaniu DASH-Sodium wykazano dodatkowe obniżanie ciśnienia tętniczego po zmniejszeniu spożycia sodu. Ograniczenie podaży sodu ze 100 do 50 mmol/2100 kcal diety miało około dwukrotnie większe działanie hipotensyjne niż ograniczenie podaży sodu ze 150 do 100 mmol/2100 kcal diety [6]. Ważnym wydaje się także znaczenie innych składników diety we wspomaganiu obniżania ciśnienia tętniczego krwi. Wykazano, że taką rolę mogą odgrywać m.in. flawonoidy [3, 5, 7, 8, 12, 15, 18, 23, 26, 33, 36].

Flawonoidy to związki pochodzenia roślinnego. Ich podstawowa struktura (ryc. 1) składa się z dwóch pierścieni aromatycznych połączonych heterocyklicznym pierścieniem piranu lub pironu (C6—C3—C6) [17].

Atomy węgla w każdym z trzech pierścieni mogą ulegać reakcjom: hydroksylacji, metoksylacji, glikozydacji oraz acylacji, co sprawia, że flawonoidy to bardzo różnorodna grupa związków. Poszczególne klasy flawonoidów różnią się między sobą rodzajem podstawników, liczbą grup hydroksylowych i metoksylowych w cząsteczce oraz miejscem ich przyłączenia, co determinuje ich aktywność biologiczną. Do głównych klas flawonoidów należą: flawony (np. apigenina, luteolina), izoflawony (np. daidzeina, genisteina), flawonole (np. kemferol, kwercetyna), flawanole (np. katechina, epigalokatechina, galokatechina, galusan katechiny, galusan epikatechiny), flawanony (np. hesperydyna, naringenina) i antocyjany (np. cyjanidyna, pelargonidyna) [20].

Ryc. 1. Podstawowa chemiczna struktura flawonoidów [17]

W pracy przedstawiono przegląd piśmiennictwa dotyczący znaczenia flawonoidów w obniżaniu ciśnienia tętniczego krwi, ze szczególnym uwzględnieniem ich aktywności jako ACE-inhibitorów oraz właściwości wazodylatacyjnych.

Znaczenie flawonoidów w obniżaniu ciśnienia tętniczego

Cassidy i wsp. [7] przeanalizowali wyniki amerykańskich badań Nurses’ Health Study I i II oraz Health Professionals Follow-Up Study, w których uczestniczyło łącznie 133914 kobiet i 23043 mężczyzn. Wzrost spożycia z dietą antocyjanów, a także pojedynczych flawonoidów, takich jak: apigenina, katechina, epikatechina, cyjanidyna, malwidyna i pelargonidyna był związany ze zmniejszeniem ryzyka występowania nadciśnienia tętniczego. Zaobserwowano, że właściwości hipotensyjne flawonoidów wiązały się z obecnością w ich strukturze grupy hydroksylowej i metoksylowej w pierścieniu B [7]. Wpływ spożycia z dietą antocyjanów na zmniejszenie ciśnienia tętniczego stwierdzili także Jennings i wsp. [15].

W prospektywnym badaniu kohortowym przeprowadzonym w grupie 40574 kobiet wykazano, że wzrost spożycia z dietą flawonoli, antocyjanów, polimerycznych flawonoidów oraz flawonoidów ogólnie wiązał się z mniejszym ryzykiem rozwoju nadciśnienia tętniczego [18]. Także w analizie wyników badania HAPIEE (Health, Alcohol and Psychosocial Factors in Eastern Europe), obejmującego 2725 osób, zaobserwowano związek między większym spożyciem z dietą polifenoli a mniejszym ryzykiem rozwoju nadciśnienia tętniczego, przy czym różnice istotne statystycznie dotyczyły tylko kobiet. Większe spożycie flawonoidów ogółem wiązało się ze zmniejszeniem ryzyka rozwoju nadciśnienia o 23% (kwartyl 1 vs. 4, OR 0,77, 95% CI 0,56, 1,06) przy uwzględnieniu czynników zakłócających, takich jak wiek i wartość energetyczna diety oraz o 36% (kwartyl 1 vs. 4, OR 0,64, 95% CI 0,40, 1,01) przy uwzględnieniu także innych czynników, takich jak: BMI, aktywność fizyczna, poziom wykształcenia, palenie, picie alkoholu, zawartość sodu, potasu i błonnika w diecie, wystąpienie menopauzy u kobiet oraz spożycie innych analizowanych flawonoidów. Spośród flawonoidów największy wpływ na zmniejszenie ryzyka rozwoju nadciśnienia tętniczego miały flawanole [12].

Przeprowadzono również badania, w których wykazano skuteczność suplementacji diety kwercetyną w obniżaniu ciśnienia tętniczego [9, 37].

Flawonoidy analizowano także jako czynnik, który może wspomagać farmakoterapię nadciśnienia tętniczego. De Jesús Romero-Prado i wsp. [8] przeprowadzili kontrolowane badanie placebo, w którym uczestników z I lub II stopniem nadciśnienia tętniczego podzielono na cztery grupy. Grupa pierwsza otrzymywała captopril (Cpr), druga Cpr i flawonoidy, trzecia telmisartan (Tms), a czwarta Tms i flawonoidy. Dzienne spożycie flawonoidów wynosiło 425,8±13,9 mg ekwiwalentu epikatechiny. Okres interwencji trwał 6 miesięcy. Źródłem flawonoidów były: zielona herbata (4 g/dzień), suszone jabłka (30 g/dzień) i gorzka czekolada (30 g/dzień). Osoby z grupy 2 i 4 zostały poinstruowane, kiedy mają spożywać wyżej wymienione produkty, natomiast osoby z grupy 1 i 3 przez okres badania miały unikać spożywania produktów bogatych w polifenole. Dodatek flawonoidów do farmakoterapii w grupach 2 i 4 spowodował istotne zwiększenie efektu hipotensyjnego zastosowanych leków, średnio dodatkowo o 5/4 mmHg, dla Cpr 7/5 mmHg, a dla Tms 4/3 mmHg [8].

Rangel-Huerta i wsp. [33] w randomizowanym badaniu z podwójnie ślepą próbą wykazali, że picie soku pomarańczowego zawierającego 299 mg flawonoidów przez 12 tygodni, wiązało się ze zmniejszeniem ciśnienia tętniczego wśród osób z nadmierną masą ciała. W badaniu Basile i wsp. [5] po 8 tygodniach spożywania soku pomarańczowego w ilości 750 ml przez mężczyzn i 500 ml przez kobiety stwierdzono obniżenie rozkurczowego ciśnienia tętniczego krwi w grupie mężczyzn, natomiast wśród kobiet nie zaobserwowano statystycznie istotnych różnic. Morand i wsp. [23] udowodnili, że to hesperydyna przyczynia się do korzystnego działania soku pomarańczowego. W randomizowanym badaniu ochotnikom podawano przez 4 tygodnie 500 ml soku pomarańczowego, napoju kontrolnego z hesperydyną lub napoju kontrolnego placebo. Wykazano, że oba napoje, w porównaniu z placebo, znacząco obniżały rozkurczowe ciśnienie krwi, a także wpływały na poprawę reaktywności komórek śródbłonka w mikronaczyniach po posiłku.

Asgary i wsp. [3] wykazali wpływ spożycia soku z granatów na obniżanie ciśnienia tętniczego krwi. Grupa badana spożywała przez 2 tygodnie 150 ml soku z granatów (zawierającego 5,8 mg antocyjanów w 100 ml), natomiast grupa kontrolna wodę. Po okresie interwencji w grupie badanej wykazano istotne zmniejszenie ciśnienia tętniczego skurczowego (130,9 vs. 124,6 mmHg) oraz rozkurczowego (80,0 vs. 76,4 mmHg), natomiast w grupie kontrolnej nie stwierdzono zmian w wartościach ciśnienia tętniczego. Na podstawie metaanalizy randomizowanych badań przeprowadzonej przez Sahebkar i wsp. [36] potwierdzono, że spożycie bogatego w polifenole soku z granatów wpływało na obniżenie ciśnienia tętniczego. Warto jednak zwrócić uwagę na randomizowane badanie z podwójną ślepą próbą, przeprowadzone przez Moazzen i Alizadeh [22]. Badanie przeprowadzono w układzie naprzemiennym (crossover study), a uczestnicy zostali losowo przydzieleni do dwóch grup. Uczestnikom podawano sok z granatów, który zawierał 283,02 mg flawonoidów w litrze, w tym 100,46 mg antocyjanów lub placebo. Przez 7 dni jedna grupa spożywała 500 ml soku z granatów, a druga placebo. W następnym etapie następowała siedmiodniowa przerwa, a przez kolejne 7 dni osoby z pierwszej grupy otrzymywały placebo, a z drugiej grupy sok z granatów. Niestety mimo obniżenia ciśnienia tętniczego oraz zmniejszenia stężenia hs-CRP, spożycie soku z grantów wiązało się także ze wzrostem stężenia triglicerydów i cholesterolu frakcji VLDL we krwi [22].

Novotny i wsp. [26] przeprowadzili kontrolowane badanie placebo z podwójną próbą ślepą, w którym uczestnicy (56 osób) dwa razy dziennie przez 8 tygodni spożywali 240 ml soku z żurawiny lub napoju placebo. Sok z żurawiny zawierał 173 mg polifenoli (w tym 10,3 mg antocyjanów i 118 mg proantocyjanidyn) oraz 6,5 g cukrów, a napój placebo 62 mg polifenoli i 7,5 g cukrów. Po okresie interwencji zaobserwowano istotną poprawę w wartościach rozkurczowego ciśnienia tętniczego krwi, ale także stężenia triglicerydów i białka CRP we krwi oraz zmniejszenie insulinooporności.

Flawonoidy jako inhibitory konwertazy angiotensyny

Jedną z grup leków pierwszego rzutu w farmakoterapii nadciśnienia tętniczego są inhibitory konwertazy angiotensyny. W licznych badaniach wykazano zdolność flawonoidów do hamowania aktywności ACE, co może tłumaczyć ich właściwości hipotensyjne.

Al Shukor i wsp. [2] poddali analizie 22 związki polifenolowe, w tym flawonoidy, taniny, kwasy fenolowe i stilbeny, w celu oceny ich zdolności do hamowania aktywności ACE. Jednym z parametrów była ocena stężenia związku fenolowego, przy którym hamował on aktywność ACE o 50% (IC50). Najsłabszą aktywność jako inhibitory ACE wykazywały kwasy hydroksybenzoesowe (IC50: 2,00-9,30 mM) i hydroksycynamonowe (IC50: 2,10-8,50 mM) oraz katechol (IC50: 7,70 mM). Większą aktywnością charakteryzowały się flawonoidy i resweratrol należący do grupy stilbenów. Wartość IC50 dla resweratrolu wynosiła 0,97 mM, a dla flawonoidów mieściła się w zakresie od 1,381 (epikatechina) do 0,415 mM (kwercetyna). Największą zdolność do hamowania aktywności ACE stwierdzono w przypadku kwasu taninowego (IC50: 0,23 mM). Na podstawie analizy interakcji międzycząsteczkowych między inhibitorami ACE a miejscem wiązania ACE wykazano, że aktywność flawonoidów wynika z możliwości wiązania przez nie cynku w cząsteczce ACE. W kwercetynie cynk był wiązany przez grupę 3-hydroksylową w pierścieniu C, natomiast w epikatechinie zdolność wiązania cynku wykazano dla grupy hydroksylowej w pierścieniu A w pozycji 7. Ponadto związki te wchodziły w interakcje z aminokwasami w centrum aktywnym ACE, co nasilało ich działanie. W przypadku rutyny nie wykazano zdolności wiązania cynku w centrum aktywnym ACE, a interakcje dotyczyły tylko aminokwasów [2].

Guerrero i wsp. [13]. wykazali jeszcze więcej danych dotyczących związku między budową flawonoidów a ich zdolnością do hamowania aktywności ACE. Analizowali 17 flawonoidów należących do różnych klas; najskuteczniejsza w hamowaniu aktywności ACE okazała się luteolina, należąca do flawonów. Spośród analizowanych związków wartości IC50 oznaczono tylko dla najsilniejszych inhibitorów ACE (zahamowanie aktywności ACE >60% przy stężeniu związku 500 µM). Dla luteoliny wartość ta wyniosła 23 µM, podczas gdy dla kwercetyny, rutyny (3-O-glukozyd kwercetyny), kemferolu, roifoliny (7-O-glukozyd apigeniny) i apigeniny K wartość IC50wynosiła odpowiednio 43, 64, 178, 183 i 196 µM. Za aktywność flawonoidów jako inhibitorów ACE odpowiadały trzy charakterystyczne elementy budowy tych związków: obecność grupy katecholowej w pierścieniu B, podwójne wiązanie między C2 i C3 w pierścieniu C oraz obecność grupy karbonylowej w pierścieniu C w pozycji C4. O zwiększeniu zdolności do hamowania aktywności ACE przez grupę katecholową w pierścieniu B świadczy to, że największą aktywnością charakteryzowały się luteolina, kwercetyny i rutyna, które zawierają taką grupę w swojej strukturze. Porównując wartości IC50 dla flawonoidów z tych samych klas, ale różniących się obecnością grupy katecholowej, można zaobserwować znacznie większą aktywność związków z tą grupą (luteolina vs. apigenina oraz kwercetyna vs. kemferol). O znaczeniu podwójnego wiązania między C2 i C3 w pierścieniu C w hamowaniu aktywności ACE świadczyć może porównanie wyników dotyczących apigeniny, w której strukturze występuje takie wiązanie oraz naringeniny, w której jest jego brak. Zdolność tych związków do hamowania aktywności ACE przy stężeniu 500 µM wynosiła odpowiednio 58 i 22,3%. Grupa karbonylowa w pierścieniu C w pozycji C4, jest kolejnym elementem strukturalnym zwiększającym działanie flawonoidów jako ACE-inhibitorów. Wykazano, że katechina i epikatechina, w porównaniu z kwercetyną i luteoliną, charakteryzowały się znacznie mniejszą zdolnością do obniżania aktywności ACE, co wynikało z braku grupy karbonylowej w pierścieniu C w pozycji C4 w ich strukturze. Autorzy badania, na podstawie interakcji międzycząsteczkowych, szczegółowo tłumaczą na czym polegają różnice w mechanizmie działania poszczególnych analizowanych związków [13].

Hipotensyjne właściwości flawonoidów, wynikające z hamowania przez nie aktywności ACE, potwierdzają także wyniki badania przeprowadzonego przez Balasuriya i Rupasinghe [4]. Autorzy poddali analizie bogaty w polifenole ekstrakt ze skórek jabłek. Całkowita zawartość polifenoli w ekstrakcie wynosiła 56,45 mg/g s.m., a wśród nich największy udział miały flawanole (29,50 mg), a następnie flawan-3-ole (9,11 mg), kwas chlorogenowy (8,52 mg), dihydrochalkony (7,60 mg) oraz antocyjany (1,68 mg). U większości klas flawonoidów, w tym flawonoli, antocyjanów, flawan-3-oli, flawonów i flawanonów wykazano, zależną od stężenia, zdolność hamowania aktywności ACE. Spośród badanych flawonoidów najbardziej skuteczny był 3-O-glukozyd kwercetyny, dla którego wartość IC50 wyniosła 71 µM. Spośród innych flawonoidów wartościami IC50 poniżej 100 µM charakteryzowały się również: epikatechina (73 µM), naringenina (78 µM) oraz 3-O-rutynozyd kwercetyny (90 µM). Zdecydowanie najmniejszą wartość IC50, która wyniosła 27 µM, stwierdzono dla jednego z metabolitów kwercetyny (3-O-glukuronianu kwercetyny). Autorzy przeprowadzili badanie flawonoidów jako ACE-inhibitorów na modelu ludzkich komórek śródbłonka żyły pępowinowej (HUVEC, humanum bilicalvein endothelial cells). Kwercetyna i 3-O-glukozyd kwercetyny były dwoma głównymi składnikami analizowanego ekstraktu. 3-O-glukozyd kwercetyny istotnie hamował aktywność ACE nawet przy stężeniu 0,021 µM (83,6% zahamowania aktywności), podczas gdy kwercetyna była skuteczna tylko w najwyższych stężeniach: 0,33 i 3,3 µM, przy których zahamowanie aktywności wynosiło odpowiednio 11,2 i 88,3%. Ponieważ kwercetyna jest bardziej lipofilnym związkiem, to jej aktywność może być ograniczona wobec rozpuszczalnej postaci ACE w wodnym środowisku komórki. 3-O-glukozyd kwercetyny jest lepiej przyswajalny w jelicie cienkim niż kwercetyna oraz jest bardziej skuteczny w hamowaniu aktywności ACE, dlatego istnieje duża szansa, że będzie działał jako inhibitor ACE in vivo. Na podstawie przeprowadzonego badania stwierdzono, że w aktywności tych związków istotne znaczenie odgrywa dawka flawonoidów oraz fizjologicznie dostępne stężenia ich metabolitów [4].

W badaniu przeprowadzonym przez Ojeda i wsp. [28] wykazano działanie hamujące aktywność ACE dwóch antocyjanów wyizolowanych z ketmii szczawiowej (Hibiscus sabdariffa). Wartość IC50 dla delfinidyno-3-O-sambubiozydu wynosiła 141,61±0,003 µM, a dla cyjanidyno-3-O-sambubiozydu 117,75±0,004 µM. Na podstawie wyników badań kinetycznych autorzy zasugerowali, że związki te wykazują aktywność jako ACE-inhibitory konkurując o centrum aktywne enzymu z substratem.

Bardzo istotne rezultaty otrzymali Persson i wsp. [32], którzy w randomizowanym badaniu naprzemiennym analizowali znaczenie herbaty zielonej, czarnej i Rooibos w hamowaniu aktywności ACE. Herbaty zielona i czarna są otrzymywane z liści Camellia sinensis L. Herbata zielona powstaje w wyniku szybkiego ogrzewania liści, co pozwala na zachowanie substancji antyoksydacyjnych oraz odpowiadających za jej kolor. Herbatę czarną produkuje się natomiast przez fermentację, co zmniejsza zawartość związków o właściwościach antyoksydacyjnych. Herbata Rooibos (nazywana też czerwoną herbatą) jest produkowana z łodyg i liści Aspalathus linearis Dahlg i jest produktem bezkofeinowym. Aktywność ACE mierzona była przed spożyciem herbaty (400 ml), a następnie po 30, 60 i 180 minutach od jej spożycia. Uwzględniając całą grupę badaną (17 osób) zmniejszenie aktywności ACE było widoczne tylko w przypadku herbaty Rooibos po 30 i 60 min. Odmienne rezultaty otrzymano biorąc pod uwagę genotyp uczestników (I/I, I/D, D/D). U osób z genotypem ACE I/I oraz I/D herbata zielona zmniejszała aktywność ACE odpowiednio po 30 i 60 min od jej spożycia. Herbata Rooibos zmniejszała aktywność ACE tylko u osób z genotypem ACE I/I po 60 min od jej spożycia. Po spożyciu herbaty czarnej nie zaobserwowano statystycznie istotnych różnic w żadnej z grup. W innym badaniu Persson [31] wykazał, że zielona herbata i Rooibos mogą hamować aktywność ACE, ale mechanizm ich działania jest odmienny niż enalaprilatu (aktywnego metabolitu enalaprilu).

Zdolność do hamowania aktywności ACE wykazują również nasiona i łupiny migdałowca, przy czym IC50 dla nasion wynosiło tylko 7,6 µg/ml, a dla łupiny 196,2 µg/ml [1]. Autorzy badania nie tłumaczą skąd się wzięły tak duże różnice w aktywności tych produktów, ale biorąc pod uwagę ich skład można przypuszczać, że jednym z czynników determinujących tę zależność są polifenole. Mimo iż zawartość polifenoli w ekstraktach z nasion i łupiny migdałowca była podobna (385,22 vs. 348,33 mg/g) to różny był udział poszczególnych związków w tych ekstraktach. Warto zauważyć, że ekstrakt z nasion migdałowca, w porównaniu z łupiną, zawierał więcej kwercetyny (23,37 vs. 1,94 mg/g) czy rutyny (45,27 vs. 13,24 mg/g) [1], a jak wykazano we wcześniej omówionym badaniu [13], związki te charakteryzują się znacznie większą aktywnością jako ACE inhibitory niż np. katechina czy kemferol, których zawartość w obu ekstraktach była zbliżona [1]. W badaniu in vitro wykazano także zdolność do hamowania aktywności ACE bogatego we flawonoidy ekstraktu z nasion kakaowca [27]. W badaniu z udziałem szczurów wykazano, że także owoce aronii wpływają na zmniejszenie ciśnienia tętniczego przez hamowanie aktywności ACE, ale tylko w nerkach. Nie zaobserwowano takiego działania wobec ACE obecnego w płucach [42].

Właściwości wazodylatacyjne flawonoidów

Leki stosowane w nadciśnieniu tętniczym mają działanie wazodylatacyjne, czyli powodujące rozkurcz mięśni gładkich w ścianie naczyń krwionośnych. Na podstawie licznych badań wykazano, że flawonoidy mają właściwości wazodylatacyjne.

Perez i wsp. [30] przeprowadzili randomizowane badanie placebo z podwójną ślepą próbą w układzie naprzemiennym w grupie zdrowych ochotników. Uczestnicy otrzymywali placebo lub 200 albo 400 mg aglikonu kwercetyny w losowej kolejności w trzech kolejnych tygodniach. Zaobserwowano, że podanie kwercetyny miało działanie rozszerzające naczynia krwionośne zarówno in vitro, jak i in vivo. Działanie było zależne od dawki i czasu jaki upłynął od podania kwercetyny, a aktywność miała związek ze zwiększeniem stężenia glutationu w osoczu, ale nie ze zwiększeniem stężenia azotanów i azotynów (NO2− i NO3−). Penso i wsp. [29] przeprowadzili badanie w celu wykazania wazodylatacyjnego działania naringeniny, kwercetyny i ich glikozydów: 7-β-O-glikozydu naringeniny i 7-β-O-glikozydu kwercetyny. Badanie przeprowadzono na modelu izolowanej aorty in vitro. We wszystkich związkach wykazano ich właściwości wazorelaksacyjne. Analizowano wpływ glikozydów na działanie kanałów potasowych. Autorzy wykazali, że tylko 7-β-O-glikozyd naringeniny działał wazodylatacyjnie przez pobudzenie działania kanałów potasowych.

Novakovic i wsp. [25] analizowali natomiast mechanizm wazodylatacyjnego działania (-)-epikatechiny z wykorzystaniem izolowanej ludzkiej tętnicy piersiowej wewnętrznej (isolated human internal mammary artery, HIMA). Wykazano, że związek wywoływał silne działanie wazodylatacyjne niezależne od śródbłonka, a w procesie tym uczestniczyły kanały potasowe bramkowane potencjałem (voltage-gated K+channels – Kv), aktywowane jonami wapnia o dużym przewodnictwie (large-conductance Ca2+ – activated potassium channels – BKCa) oraz wrażliwe na ATP (ATP-sensitive potassium channels – KATP). Ponadto zaobserwowano, że (-)-epikatechina może wpływać na regulację wewnątrz- i zewnątrzkomórkowego stężenia Ca2+. W innym badaniu Novakovic i wsp. [24] wykazali, że także procyjanidyna B2 ma właściwości wazorelaksacyjne. Było to związane przede wszystkim ze zwiększoną sekrecją NO przez komórki śródbłonka oraz częściowo z wytwarzaniem prostacyklin. Niemniej jednak zaobserwowano także, że wazodylatacyjne właściwości procyjanidyny B2 miały związek również z aktywacją BKCa, KATP i Kv oraz kanałów aktywowanych jonami wapnia o średnim przewodnictwie (intermediate-conductance Ca2+ – activated potassium channels – IKCa).

Wykazano, że także izokwercetryna ma właściwości wazodylatacyjne, a jej aktywność jest zależna od zastosowanej dawki. Izokwercetryna wykazywała aktywność wazodylatacyjną zarówno zależną, jak i niezależną od śródbłonka. Pierwszy mechanizm miał związek ze zwiększoną syntezą NO w śródbłonku, zwłaszcza przy dużych dawkach izokwercetryny, a drugi z otwarciem kanałów potasowych (dokomórkowego prostowniczego kanału KIR6.1 ATP-wrażliwego oraz nieselektywnego kanału aktywowanego jonami wapnia KCa) w komórkach mięśni gładkich [11]. Kemferol także nasilał efekt wazodylatacyjny wywołany przez NO oraz spowodowany hiperpolaryzacją zależną od śródbłonka. Stwierdzono, że ten wpływ kemferolu na naczynia obejmował aktywację kanałów aktywowanych jonami wapnia o dużym przewodnictwie KCa1.1 [41]. Liu i wsp. [19] zaobserwowali natomiast, że hespertyna wykazywała efekt wazodylatacyjny, który był związany z zahamowaniem kanałów wapniowych typu L oraz wzmocnieniem KV w komórkach mięśni gładkich izolowanych ze szczurzej tętnicy wieńcowej.

Ponadto wykazano, że hesperydyna pobudza aktywność syntazy tlenku azotu, a tego konsekwencją jest zwiększona synteza NO. Hesperydyna, w porównaniu do placebo, zmniejszała także stężenie markerów stanu zapalnego w surowicy oraz poprawiała przepływ krwi przez naczynia, związany z ich rozkurczem [34]. W innym badaniu również wykazano, że flawanony (hesperydyna, glikozyd hesperydyny i naringenina) mogą mieć protekcyjny wpływ na rozwój nadciśnienia tętniczego m.in. przez zwiększoną syntezę NO [14]. Si i wsp. [38] udowodnili, że także luteolina wpływa na poprawę syntezy NO, a dzięki temu stymuluje wazodylatację zależną od śródbłonka. Zwiększone wytwarzanie NO miało związek ze stymulacją fosforylacji Ser1177 śródbłonkowej syntazy tlenku azotu. Aktywność luteoliny była wyższa przy zastosowaniu większej dawki (10-100 µmol/L).

Hipotensyjne działanie flawonoidów powiązane z większą syntezą tlenku azotu potwierdzają wyniki randomizowanego badania przeprowadzonego wśród 200 uczestników badania PREDIMED z wysokim ryzykiem sercowo-naczyniowym [21]. Jedna z grup spożywała niskotłuszczową dietę kontrolną, a dwie pozostałe dietę śródziemnomorską wzbogaconą w oliwę lub orzechy. Po rocznej interwencji zaobserwowano istotne zmniejszenie skurczowego i rozkurczowego ciśnienia tętniczego krwi w grupach osób na diecie śródziemnomorskiej. W badaniu stwierdzono, że zmiany te były związane ze zwiększeniem stężenia polifenoli i NO w surowicy. Ponadto zaobserwowano korelację między spożyciem polifenoli a stężeniem NO w osoczu [21].

Podsumowanie

W artykule przedstawiono przegląd piśmiennictwa dotyczący wybranych aspektów znaczenia flawonoidów we wspomaganiu leczenia nadciśnienia tętniczego. W badaniach epidemiologicznych obserwowano mniejsze ryzyko występowania nadciśnienia tętniczego w grupach osób, których diety zawierały więcej flawonoidów. Ponadto zaobserwowano, że również suplementacja diety flawonoidami zwiększała skuteczność farmakoterapii nadciśnienia tętniczego.

Wyniki przytoczonych prac potwierdzają istotną rolę flawonoidów w obniżaniu ciśnienia tętniczego, ale w wyniku działania różnych mechanizmów. Za aktywność flawonoidów jako inhibitorów konwertazy angiotensyny (ACE-inhibitorów) odpowiadają trzy charakterystyczne elementy budowy: obecność grupy katecholowej w pierścieniu B, podwójne wiązanie między C2 i C3 w pierścieniu C oraz obecność grupy karbonylowej w pierścieniu C w pozycji C4. Flawonoidy jako ACE inhibitory konkurują z substratami o centrum aktywne enzymu. Mają także właściwości wazodylatacyjne, które są związane z różnymi mechanizmami, m.in. z aktywacją kanałów potasowych, regulacją wewnątrz- i zewnątrzkomórkowego stężenia Ca2+, stymulacją syntazy tlenu azotu i zwiększoną syntezą tlenku azotu.

Na podstawie przytoczonych wyników badań można stwierdzić, że flawonoidy mogą odgrywać znaczącą rolę zarówno w prewencji, jak i wspomaganiu leczenia nadciśnienia tętniczego.

Pełna treść artykułu