Μεταβολομική ανάλυση φυτικών εκχυλισμάτων και βιολογικών υγρών με την φασματοσκοπία NMR
Authors: Μανωλοπούλου Ευσταθία 
Published: September 2021

H παρούσα διατριβή αφορά τη χρήση της Φασματοσκοπίας NMR σε συνδυασμό με τη μεταβολομική ανάλυση/χημειομετρία για την μελέτη διαφόρων φυτικών εκχυλισμάτων (υδατικού συμπυκνώματος ελιάς, αποστάγματος δυόσμου και φύλλων ελιάς) και βιολογικών δειγμάτων (μέσα κυτταρικής καλλιέργειας, ούρα, πλάσμα αίματος).Για τον προσδιορισμό και την ποσοτικοποίηση των μεταβολιτών στα φύλλα ελιάς με τη χρήση της φασματοσκοπίας NMR αναπτύχθηκε και επικυρώθηκε μια νέα «φασματοσκοπική» αναλυτική μεθοδολογία (qEretic2) στην οποία δεν απαιτείται η χρήση εσωτερικού προτύπου. Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική πραγματοποιήθηκε μεταβολομική ανάλυση του φαινολικού προφίλ φύλλων ελιάς από δύο διαφορετικές ποικιλίες (Picual-Κορωνέικη) συναρτήσει του χρόνου συγκομιδής των φύλλων, και δείχθηκε ότι υπάρχει διαφοροποίηση του φαινολικού προφίλ τόσο με βάση τη ποικιλία όσο και τον χρόνο συγκομιδής.Ο ποιοτικός και ποσοτικός χαρακτηρισμός υδατικών συμπυκνωμάτων ελιάς και αποσταγμάτων δυόσμου με τη Φασματοσκοπία NMR πραγματοποιήθηκε με σκοπό την μετέπειτα χρήση τους ως φαινολικών ενισχυτικών πρόσθετων σε λειτουργικά τρόφιμα. Βρέθηκε ότι η προέλευση και το έτος παραγωγής επιδρούν σημαντικά στο φαινολικό και στο γενικότερο μεταβολικό προφίλ των εκχυλισμάτων αυτών.Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε μελέτη της πιθανής μεταβολικής επίδρασης των υδατικών φαινολικών συμπυκνωμάτων και του αποστάγματος δυόσμου ως εγκαψυλιωμένων προσθέτων σε λειτουργικά τρόφιμα στο μεταβολισμό (α) καλλιέργειας ηπατοκυττάρων HepG2 κατά τη διάρκεια της κυτταρικής ανάπτυξης, (β) σε ένα μοντέλο αρουραίων που περιελάμβανε οξεία χορήγηση του φαινολικού συμπυκνώματος και δυόσμου και ανάλυση του μεταβολικού προφίλ των ούρων, και (γ) σε δύο κλινικές μελέτες ευρείας κλίμακας σε υγιείς εθελοντές που ακολούθησαν συγκεκριμένη δίαιτα που περιελάμβανε λειτουργικά τρόφιμα που περιείχαν τα φυτικά εκχυλίσματα (παριζάκι με υδατικό εκχύλισμα ελιάς/γιαούρτι με απόσταγμα δυόσμου).Με τη χρήση πολυπαραμετρικών στατιστικών μοντέλων ανάλυσης μελετήθηκε η χρονική διαφοροποίηση του μεταβολομικού προφίλ των ούρων των αρουραίων και η επίδραση που επιφέρουν οι βιοδραστικές ενώσεις που περιέχονται στα δύο εκχυλίσματα. Η ανάλυση του μεταβολικού και λιπιδαιμικού προφίλ του πλάσματος αίματος των υγειών εθελοντών έδειξε ότι εμφανίζεται μεταβολική επίδραση από το εγκαψυλιωμένο συστατικό του λειτουργικού τροφίμου, η οποία εξαρτάται από τον τύπο του φυτικού εκχυλίσματος και συμφωνεί με τις κλινικές μετρήσεις των εθελοντών, οι οποίες έδειξαν βελτιώσεις σε μια σειρά από καρδιομεταβολικούς βιοχημικούς δείκτες. Η μεταβολική διαφοροποίηση λόγω της επίδρασης της λήψης του λειτουργικού τροφίμου παρουσιάστηκε με πιο εμφανή τρόπο για εθελοντές οι οποίοι εμφάνιζαν βιοχημικά στοιχεία υψηλότερου καρδιομεταβολικού κινδύνου.Τέλος, πραγματοποιήθηκε ανάλυση των μεταβολομικών δεδομένων NMR με τη χρήση της πλατφόρμας Metaboanalyst 3.0 για τον εντοπισμό των μεταβολικών μονοπατιών που πιθανώς ενεργοποιούνται με τη λήψη των φυτικών εκχυλισμάτων στην καλλιέργεια ηπατοκυττάρων, στη μελέτη των αρουραίων και στους εθελοντές της κλινικής μελέτης, η οποία έδειξε ότι τα μεταβολομικά μονοπάτια που ενεργοποιούνται και στις τρεις περιπτώσεις είναι παρόμοια για το ίδιο φυτικό εκχύλισμα.