Φλαβαν-3-όλες

Οι φλαβαν-3-όλες (συχνά αναφερόμενες ως φλαβανόλες) είναι υποομάδα φλαβονοειδών, χημικά παράγωγα των φλαβανών, που διαθέτουν έναν σκελετό 2-φαινυλο-3,4-διυδρο-2Η-χρωμεν-3-όλης. Οι φλαβανόλες -που χημικώς είναι διφαινόλες- είναι δομικά διαφορετικές και περιλαμβάνουν σειρά από ενώσεις, όπως π.χ. κατεχίνη, γαλλική επικατεχίνη, επιγαλλοκατεχίνη, γαλλική επιγαλλοκατεχίνη, προανθοκυανιδίνες, θεαφλαβίνες και θεαρουμπιγίνες. Απαντώνται στα περισσότερα φυτά και διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην άμυνα του κάθε φυτικού οργανισμού και στην προστασία του από παθογόνους μικροοργανισμούς.

 Η κατεχίνη ως μονομερές, ή το ισομερές της επικατεχίνης (βλ. εικόνα), προσθέτει τέσσερα υδροξύλια στη φλαβαν-3-όλη, δημιουργώντας δομικά στοιχεία για συνενωμένα πολυμερή (προανθοκυανιδίνες) και πολυμερή ανώτερης τάξης (ανθοκυανιδίνες).Οι φλαβανό-3-όλες διαθέτουν δύο χειρόμορφους άνθρακες, που σημαίνει ότι υπάρχουν τέσσερα διαστερεοϊσομερή για καθένα από αυτά. Διακρίνονται από τα κιτρινωπού χρωματισμού φλαβονοειδή που περιέχουν κετόνη, όπως λ.χ. κερσιτίνη ή ρουτίνη, τα οποία ονομάζονται φλαβονόλες. Η πρώιμη χρήση του όρου βιοφλαβονοειδές εφαρμόστηκε με ασάφεια για να συμπεριλάβει τις φλαβανόλες, οι οποίες χαρακτηρίζονται από την απουσία μιας κετόνης. Τα μονομερή, τα διμερή και τα τριμερή κατεχίνης (ολιγομερή) είναι άχρωμα. Τα πολυμερή ανώτερης τάξης, π.χ. οι ανθοκυανιδίνες, εμφανίζουν βαθύ ερυθρό χρώμα και μετατρέπονται σε πολυμερικές ενώσεις που ονομάζονται ταννίνες.Η κατεχίνη και η επικατεχίνη είναι επιμερή, με την (–)-επικατεχίνη και την (+)-κατεχίνη να είναι τα πιο κοινά οπτικά ισομερή που απαντώνται στη φύση. Η κατεχίνη απομονώθηκε για πρώτη φορά από το φυτικό εκχύλισμα catechu (είδος Senegalia catechu), από το οποίο προέρχεται το όνομά της. Η θέρμανση της κατεχίνης πέρα από το σημείο αποσύνθεσής της απελευθερώνει και πυροκατεχόλη (που ονομάζεται επίσης κατεχόλη), η οποία εξηγεί την κοινή προέλευση των ονομασιών αυτών των χημικών ενώσεων. Η επιγαλλοκατεχίνη και η γαλλοκατεχίνη περιέχουν μια επιπλέον φαινολική υδροξυλομάδα σε σύγκριση με την επικατεχίνη και την κατεχίνη, αντιστοίχως, παρόμοια, με τη διαφορά στην πυρογαλλόλη σε σύγκριση με την πυροκατεχόλη. Οι γαλάτες κατεχίνης είναι εστέρες γαλλικού οξέος των κατεχινών. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι η επιγαλλοκατεχίνη, η οποία είναι συνήθως η πιο άφθονη κατεχίνη στο τσάι. Οιπροανθοκυανιδίνες και οι θεαρουμπιγίνες είναι ολιγομερείς φλαβαν-3-όλες. Σε αντίθεση με πολλά άλλα φλαβονοειδή, οι φλαβαν-3-όλες δεν απαντώνται στα φυτά ως γλυκοζίτες. Τα φλαβονοειδή είναι προϊόντα που συντίθενται από μια μονάδα εκκίνησης κινναμοϋλ-CoA, με επέκταση αλυσίδας χρησιμοποιώντας τρία μόρια μαλονύλ-CoA. Οι αντιδράσεις καταλύονται από ένα ένζυμο PKS τύπου III. Αυτά τα ένζυμα δεν χρησιμοποιούν ACPS, αλλά αντ' αυτού χρησιμοποιούν εστέρες του συνενζύμου Α και έχουν μία μόνο ενεργή θέση για την εκτέλεση της απαραίτητης σειράς αντιδράσεων, π.χ. επέκταση αλυσίδας, συμπύκνωση και κυκλοποίηση. Η επέκταση αλυσίδας του 4-υδροξυκινναμοϋλ-CoA με τρία μόρια μηλονύλ-CoA δίνει αρχικά ένα πολυκετίδιο (Εικόνα 1), το οποίο μπορεί να διπλωθεί. Αυτό επιτρέπει την εμφάνιση αντιδράσεων τύπου Claisen δημιουργώντας έτσι αρωματικούς δακτυλίους.Μικροσκοπία απεικόνισης διάρκειας ζωής φθορισμού (FLIM) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση φλαβανολών στα φυτικά κύτταρα. Σχήμα 1: Σχηματική επισκόπηση της βιοσύνθεσης της φλαβανόλης (–)-επικατεχίνης στα φυτά: Τα ένζυμα υποδεικνύονται με μπλε χρώμα, με συντομογραφία ως εξής: Ε1, λυάση αμμωνίας φαινυλαλανίνης (PAL), Ε2, λυάση αμμωνίας τυροσίνης (TAL), E3, κινναμική 4-υδροξυλάση, Ε4, 4-κουμαροϋλ: CoA-λιγάση, Ε5, συνθάση χαλκόνης ( συνθάση ναρινγενίνης-χαλκόνης), Ε6, ισομεράση χαλκόνης, Ε7, 3'-υδροξυλάση φλαβονοειδών, E8-υδροφλαβανολάση, E8- υδροφλαβανολόνη 4-αναγωγάση, Ε10, συνθάση ανθοκυανιδίνης (διοξυγενάση λευκοανθοκυανιδίνης), Ε11, ανθοκυανιδίνη αναγωγάση. HSCoA, Συνένζυμο Α, L-Tyr: L-τυροσίνη, L-Phe: L-φαινυλαλανίνη. Οι φλαβανόλες βρίσκονται σε αφθονία στο τσάι που προέρχεται από το φυτό Camellia sinensis, καθώς και σε ορισμένα φυτά κακάο (φτιαγμένα από τους σπόρους του κακάο Theobroma), αν και η περιεκτικότητα επηρεάζεται σημαντικά από την επεξεργασία, ειδικά στη σοκολάτα. Οι φλαβανόλες είναι επίσης παρούσες στη διατροφή του ανθρώπου ιδιαίτερα σε φρούτα, λ.χ. μούρα, λαχανικά ή και στο κρασί. Η περιεκτικότητά τους στα τρόφιμα ποικίλλει και επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες, όπως ποικιλία, επεξεργασία και προετοιμασία. Καθώς οι κατεχίνες στο εκχύλισμα πράσινου τσαγιού δύναται να είναι ηπατοτοξικές, οργανισμοί υγείας (Health Canada, EFSA) έχουν συστήσει προσοχή προτείνοντας η ημερήσια πρόσληψη να μην υπερβαίνει τα 800 mg.Έρευνες έχουν δείξει ότι οι φλαβαν-3-όλες μπορεί να επηρεάσουν την αγγειακή λειτουργία, την αρτηριακή πίεση και τα λιπίδια του αίματος, με ελάχιστες επιδράσεις που έχουν αποδειχθεί από το 2019.Το 2015, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή ενέκρινε έναν ισχυρισμό υγείας για στερεά κακάο που περιέχουν 200 mg φλαβανολών, δηλώνοντας ότι αυτή η πρόσληψη «μπορεί να συμβάλει στη διατήρηση της αγγειακής ελαστικότητας και της φυσιολογικής ροής του αίματος». Μέτρια στοιχεία που συνοψίζονται στις κλινικές οδηγίες από το 2022 υποδηλώνουν ότι η ημερήσια πρόσληψη 400–600 mg/ημέρα φλαβαν-3-όλης θα μπορούσε να έχει ένα μικρό αλλά στατιστικά σημαντικό όφελος για την καρδιομεταβολική υγεία.