Μελέτη των βιολογικών επιδράσεων συστατικών διατροφικών προϊόντων

Abstract

Flavonoids are a group of chemical molecules found in plants, characterized by the presence of several phenolic units. Flavonoids posses strong antioxidant and anticancer properties. These molecules can act as scavengers of reactive oxygen species (ROS) and as inhibitors of various active enzymes. Thus, the aim of this study was to examine the in vitro cytotoxic properties of flavanols (catechin epicatechin, EGCG)-a group of flavonoids- and their activity as in vivo inhibitors of oxidative stress caused by ozone administration on healthy Wistar rats. Methodology: For the in vitro studies, Trypan Blue exclusion assay and MTT assay were used for cell viability and cell proliferation, respectively, of LMS, MCF-7 and MRC-5 cells. Flow cytometry was used for the determination of apoptosis/necrosis on LMS cells. For the in vivo studies, female Wistar rats aged 3-6 months were used. Oxidative stress was induced by intra-peritoneal administration of 6.1μg/kg body weight of ozone. Flavanols mixture (20mg/kg body weight) was also administrated intra-peritoneally before and after ozone-induced oxidative stress. The Blue CrO5 assay was used for estimation of Total Antioxidant Capacity (TAC) and Liquid Chromatography-Mass Spectra (LC-MS) for the determination of malonaldehyde levels in urine. SOD and GPx enzyme activity were determined by commercial available kits. Hematological indices, indicators of nutrition and metabolism, levels of TNF-a, plasma levels of zinc and copper were also measured. Results: In vitro incubation of various flanavols with tumor cell lines presented an inhibition of cell proliferation. These molecules acted through apoptosis on cancer cells lines. Among the flavanols tested EGCG exerted the highest cytotoxic activity while epicatechin and catechin showed similar but weaker activity. According to the in vivo findings the ozone doses used in this study and the chosen route of administration caused a significant increase in oxidative stress in adult Wistar rats, as shown by significantly increased levels of MDA in urine and a significant decrease in plasma TAC. The results show that flavanols may act as modulators of TAC and maintain the activity of endogenous antioxidant defense enzymes. Conclusion: Flavanols are chemical molecules that have strong biological activity with strong health benefits. Their role and their use as therapeutic agents to treat or prevent diseases or pathogenic situations is promising but requires further research

Τα φλαβονοειδή είναι μια ομάδα χημικών μορίων που απαντάται στα φυτά και χαρακτηρίζεται από την παρουσία πολλών φαινολικών μονάδων. Τα φλαβονοειδή παρουσιάζουν ισχυρές αντιοξειδωτικές και αντικαρκινικές ιδιότητες. Τα μόρια ενεργούν ως δεσμευτές των ενεργών ριζών οξυγόνου και ως αναστολείς διαφόρων ενεργών ενζύμων. Σκοπός της μελέτης ήταν να εξετάσει τις in vitro αντικαρκινικές ιδιότητες των φλαβανολών (κατεχίνη επικατεχίνη, EGCG) και τη δραστηριότητά τους ως in vivo αναστολείς του οξειδωτικού στρες που προκαλείται από τη χορήγηση όζοντος. Μεθοδολογία: Για τις in vitro μελέτες η μέθοδος Trypan Blue και ΜΤΤ χρησιμοποιήθηκαν για το προσδιορισμό της κυτταρικής βιωσιμότητας και των πολλαπλασιασμό των LMS, MCF-7 και MRC-5 κυττάρων. Η κυτταρομετρία ροής χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της απόπτωσης/νέκρωσης στα κύτταρα LMS. Για τις in vivo μελέτες, χρησιμοποιήθηκαν θηλυκοί επίμυες Wistar, ηλικίας 3-6 μηνών. Το οξειδωτικό στρες προκλήθηκε από ενδοπεριτοναϊκή χορήγηση όζοντος (6.1μg/kg σωματικού βάρους) ενώ το μίγμα των φλαβανολών (20mg/kg σωματικού βάρους) χορηγήθηκε επίσης ενδοπεριτοναϊκά. Για την εκτίμηση της συνολικής του αντιοξειδωτικής ικανότητας χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος Κυανού του CrO5 και η Υγρή Χρωματογραφία-Φασφατογράφου Μάζας (LC-MS) για τον προσδιορισμό των επιπέδων της μαλονικής διαλδεϋδης στα ούρα. Η δραστηριότητα των ενζύμων υπεροξειδάση της γλουταθειόνης (SOD) και υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης (GPx) μετρήθηκε με εμπορικά διαθέσιμα kits. Μετρήθηκαν επίσης αιματολογικοί δείκτες, δείκτες διατροφής και μεταβολισμού, τα επίπεδα του παράγοντα νέκρωσης TNF-α και τα επίπεδα ψευδαργύρου και του χαλκού στο πλάσμα του αίματος. Αποτελέσματα: Η επώαση των διάφορων φλαβανοών με καρκινικές σειρές κυττάρων ανέστειλε τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Τα μόρια αυτά οδήγησαν τα καρκινικά κύτταρα σε αποπτωτικό θάνατο. Από τι φλαβανόλες η EGCG εμφάνισε τη μεγαλύτερη κυτταροτοξική δράση ενώ η επικατεχίνη και κατεχίνη έδειξαν παρόμοια, αλλά ασθενέστερη δράση. Σύμφωνα με τα in vivo αποτελέσματα οι δόσεις όζοντος που χρησιμοποιήθηκαν την παρούσα μελέτη και η επιλεγμένη οδός χορήγησης προκάλεσαν σημαντική αύξηση του οξειδωτικού στρες στους ενήλικες επίμυες, όπως φαίνεται από την αύξηση των επιπέδων MDA στα ούρα και τη σημαντική μείωση της TAC στο πλάσμα. Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας αποδεικνύουν ότι οι φλαβανόλες μπορούν να λειτουργήσουν σαν διαμορφωτές της TAC και να διατηρήσουν την δραστηριότητα των ενδογενών αντιοξειδωτικών αμυντικών ενζύμων. Συμπέρασμα: Οι φλαβανόλες είναι χημικά μόρια που παρουσιάζουν έντονη βιολογική δραστηριότητα με ισχυρά οφέλη υγείας. Ο ρόλος τους και η χρήση τους ως θεραπευτικοί παράγοντες για την αντιμετώπιση ή πρόληψη ασθενειών ή παθογενετικών καταστάσεων είναι ελπιδοφόρος ωστόσο απαιτείται περαιτέρω ερευνητική δράση και θεμελίωση των αποτελεσμάτων