Investigation of health promoting edible plants and gastrointenstinal availability and metabolism of olive oil polyphenols through an in vitro GID-Colon model
Authors: Σακαβίτση Μαρία-Ελένη 
Published: November 2021

Με βάση τα πιο πρόσφατα στοιχεία του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (ΠΟΥ), οι χρόνιες ασθένειες αποτελούν την κύρια αιτία θανάτων στις σύγχρονες κοινωνίες. Τα ποσοστά χρόνιων ασθενειών επιταχύνονται παγκοσμίως, προχωρούν σε κάθε περιοχή και διαπερνούν όλες τις κοινωνικοοικονομικές τάξεις. Οι καρδιαγγειακές παθήσεις, ο καρκίνος, η παχυσαρκία και οι χρόνιες αποφρακτικές πνευμονοπάθειες είναι οι συχνότερα διαταραχές στους δυτικούς πληθυσμούς και συνδέονται με κοινούς και αποτρέψιμους παράγοντες βιολογικού κινδύνου. Έχει βρεθεί ότι η γήρανση και οι διεργασίες ασθένειας προκαλούν φλεγμονή που μειώνει τη φυσική λειτουργία και αυξάνει τον κίνδυνο για ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση. Από αυτή την άποψη, η υψηλή αρτηριακή πίεση, η υψηλή χοληστερόλη στο αίμα και το υπερβολικό βάρος είναι οι κύριοι παράγοντες που σχετίζονται με σημαντικούς παράγοντες κινδύνου συμπεριφοράς και συγκεκριμένα ανθυγιεινή διατροφή, σωματική αδράνεια και χρήση καπνού. Μετά από πολλά χρόνια έρευνας, οι επιστήμονες υποστήριξαν ότι η τροφή και η ανθρώπινη διατροφή θεωρούνται ως ο κύριος άξονας της ανθρώπινης ευημερίας και συνδέονται αυστηρά με τη βελτιωμένη ποιότητα ζωής και το αυξημένο προσδόκιμο ζωής. Αρχικά ήρθε στην επιστημονική προσοχή με τη μελέτη των επτά χωρών, στην οποία τα αποτελέσματα υποστήριξαν ότι οι μεσογειακές χώρες της νότιας Ευρώπης έχουν χαμηλότερο ποσοστό θνησιμότητας από CVD από ό, τι στη Βόρεια Αμερική και τη βόρεια Ευρώπη. Αναλύοντας διεξοδικά αυτές τις παρατηρήσεις και ξεκινώντας από το περίφημο απόσπασμα «Αφήστε το φαγητό να είναι το φάρμακο και αφήστε το φάρμακο να είναι το φαγητό» μέχρι τις πρόσφατες εξελίξεις και τις κλινικές παρατηρήσεις, είναι προφανές ότι η διατροφή πλαισιώνει την ισορροπία του ανθρώπινου συστήματος και το βασικό χαρακτηριστικό για την υγιή- η γήρανση είναι πρόληψη. Έχει αποδειχθεί ότι οι ανθρώπινες διατροφικές συνήθειες θα μπορούσαν να χρησιμεύσουν ως θρεπτική ασπίδα έναντι ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία και να προωθήσουν την υγιή γήρανση. Τα ευρήματα ότι οι διατροφικές παρεμβάσεις μπορούν να αυξήσουν τη διάρκεια ζωής, να ορίσουν τα φυτά διατροφής μια πολλά υποσχόμενη πηγή χημικών οντοτήτων που προάγουν την υγιή έκταση και / ή καθυστερούν τη γήρανση. Προς το σκοπό αυτό, έχουν μελετηθεί πολλά τρόφιμα ή προϊόντα με βάση τα τρόφιμα για την εξερεύνηση των βιολογικών τους επιπτώσεων καθώς και του περιεχομένου τους σε υψηλής βιολογικής αξίας συστατικά. Οι πρόσφατες εξελίξεις στην ιατρική και η αυξημένη έρευνα σχετικά με τα φυσικά προϊόντα έχουν ενισχύσει την συνείδηση των ανθρώπων αναφορικά με τον τρόπο ζωής τους. Σήμερα η μεσογειακή διατροφή βρίσκεται στο επίκεντρο του ενδιαφέροντος των επιδημιολόγων και των διατροφολόγων και κάθε χρόνο προκύπτουν νέα δεδομένα σχετικά με τη θετική επίδραση του τρόπου ζωής της μεσογειακής διατροφής και αρκετών συσχετίσεων μεταξύ συγκεκριμένων τροφών και πρόληψης ασθενειών. Η φιλοσοφία και τα βασικά αυτών των διαίτων έχει υιοθετηθεί και προσαρμοστεί σε σύγχρονα πρότυπα για να καλύψει τον σύγχρονο τρόπο ζωής και ανάγκες. Τα Nutraceuticals είναι ένα από τα πρόσφατα στοιχεία που εισήχθησαν στην καθημερινή μας ρουτίνα, ενώ ορίζονται ως βρώσιμα φυτά, συμπληρώματα διατροφής και φαρμακευτικά τρόφιμα, με διακριτικό αντίκτυπο στην υγεία είτε στην πρόληψη και / ή τη θεραπεία νόσων. Σε γενικές γραμμές, υπάρχει μια πληθώρα ορισμών σχετικά με τα φαρμακευτικά προϊόντα. Ωστόσο, η έννοια σε όλες τις ορολογίες παραμένει ίδια και υπογραμμίζει τη συμβολή τους στη διατήρηση της υγείας και την πρόληψη ασθενειών. Φυτικά / φαρμακευτικά φυτά, επίσης γνωστά ως λειτουργικά τρόφιμα, χρησιμεύουν συνήθως ως πηγή παραγωγής φαρμακευτικών προϊόντων. Αυτά τα φυτά είναι πλούσια σε φυτοχημικά που εκτός από το σχηματισμό της ασπίδας των φυτών έναντι διαφόρων εξωγενών παραγόντων ενεργούν επίσης ως προστατευτικά από ανθρώπινες ασθένειες. Τα φλαβονοειδή, οι τανίνες, τα φαινολικά οξέα, τα αλκαλοειδή, τα τερπενοειδή, τα αιθέρια έλαια, οι σαπωνίνες είναι μερικές από τις χημικές κατηγορίες NPs με αποδεδειγμένα πλεονεκτικά αποτελέσματα στην ανθρώπινη υγεία. Στην αναζήτηση νέων βιολογικά δραστικών ουσιών, οι στοχευμένες βιοδοκιμές παίζουν σημαντικό ρόλο. Οι δοκιμασίες in vitro και in vivo αναπτύσσονται κυρίως για βιολογική αξιολόγηση εκχυλισμάτων και / ή καθαρών ενώσεων. Ωστόσο, παρά την τεχνολογική ανακάλυψη που βιώνει η ανακάλυψη φαρμάκων από NP και παρά τις τεράστιες προσπάθειες και επενδύσεις, πολλά ενεργά μόρια in vitro αποτυγχάνουν όταν δοκιμάζονται in vivo. Αυτό οφείλεται κυρίως σε περιορισμένες διαδικασίες βιοδιαθεσιμότητας και μεταβολισμού (κυρίως υπό συνθήκες χορήγησης μέσω της εντερικής οδού), οι οποίες προκαλούν βιο-μετασχηματισμούς σε μόρια πριν φτάσουν στον τελικό τους στόχο. Η εντερική απορρόφηση, ο ηπατικός μεταβολισμός, η κατανομή στους ιστούς του σώματος, η βιομετατροπή από τα μικροβιοτικά του παχέος εντέρου με σχηματισμό μεταβολιτών του παχέος εντέρου και η αποβολή είναι οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα. Αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό μειονέκτημα το οποίο, παρά την εντυπωσιακή πρόοδο των τελευταίων ετών, δεν επιτρέπει τον εξορθολογισμό και την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας ανακάλυψης NP. Επιπλέον, συχνά παρατηρείται ότι τα παραδοσιακά φαρμακευτικά εκχυλίσματα φυτών με υψηλό επίπεδο εθνοφαρμακολογικών και ακόμη και κλινικών ενδείξεων, δεν παρουσιάζουν δραστικότητα με βάση τα κύτταρα. Η παραπλανητική «αδράνεια» πολλών ΝΡ που έχουν απομονωθεί από φυτά πιθανότατα προκαλείται επειδή είναι συχνά προ-φάρμακα, π.χ. γλυκοσίδες, οι οποίες πρέπει να υποστούν in vivo μεταβολική μετατροπή (ενεργοποίηση). Μερικά γνωστά παραδείγματα περιλαμβάνουν τη μεταβολική ενεργοποίηση από τα βακτήρια του εντέρου της ισοφλαβόνης daidzein στο ενεργό μεταβολίτη ισοόλιο, ή της φαινολικής ένωσης σαλικίνη από φλοιό ιτιάς έως σαλικυλικό οξύ. Προς το σκοπό αυτό, έχουν αναπτυχθεί νέοι προσδιορισμοί μεταβολισμού, οι οποίοι μιμούνται το μεταβολισμό των ενώσεων στο ανθρώπινο σώμα. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι το μοντέλο προσομοίωσης του ανθρώπινου μεταβολισμού (GIDM-colon) που περιλαμβάνει μικροβιακή ζύμωση στο παχύ έντερο. Είναι σημαντικό να επισημανθεί ότι παρόλο που αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιούνται στη φαρμακολογική έρευνα, ωστόσο δεν έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι στιγμής στην έρευνα φυσικών προϊόντων. Ως εκ τούτου, ο γενικός στόχος της παρούσας διατριβής είναι να εισαγάγει μια προσέγγιση ξεκινώντας από το χαρακτηρισμό των βρώσιμων φυτών ή / και των τροφίμων, την αξιολόγηση της βιολογικής τους δραστηριότητας και, τέλος, τη μελέτη μεταβολισμού ορισμένων βιοδραστικών. Πιο συγκεκριμένα στην παρούσα διατριβή, το φυτοχημικό προφίλ πολλών τροφίμων έχει διερευνηθεί ενσωματώνοντας νέες τεχνολογίες και μεθόδους στην ανακάλυψη και απομόνωση φυσικών προϊόντων, προκειμένου να διερευνηθεί ο μεταβολισμός των φυσικών οντοτήτων που προέρχονται από φυτά διατροφής, τα οποία προάγουν την υγιή γήρανση. Παράλληλα, οι αντιδράσεις βιομετασχηματισμού και ο μεταβολισμός των φυσικών προϊόντων στο ανθρώπινο σύστημα και διερευνούν τις πιθανές δραστικές μορφές μεταβολιτών που εστιάζουν στα βιοδραστικά του ελαιολάδου. Προς αυτή την κατεύθυνση χρησιμοποιήθηκε ένα in vitro μοντέλο μεταβολισμού για τη μελέτη της συμπεριφοράς και της βιοδιαθεσιμότητας τους.