Επιδημιολογική μελέτη και ανάλυση του βιολογικού ρόλου εδώδιμων φυτών και των φυσικών προϊόντων τους από την περιοχή της Θράκης

Abstract

Introduction: The use of natural products as therapeutic agents has been the subject of several scientific articles in recent years. Nowadays, the evolution of societies, science, and technology allow and encourage the search for healing resources through the "pharmacy of nature". Many Greek natural products have been studied in terms of their healing properties, while one of the first points of research interest was olive oil, as a primary component of the Mediterranean Diet and Greek - or ancient Greek - culture. In addition, also as elements of the Mediterranean Diet, many of the native medicinal and aromatic plants (MAPs) of our country have been studied, presenting important characteristics of biological activity, and expanding the knowledge that begins with folk medicine through evidence of experimental practice.Scope: This study aimed to find evidence of folk remedies through a nutritional epidemiological study in the region of Thrace and to substantiate the findings through experimental practice regarding the use of natural products and their biological action. In detail, an epidemiological study was conducted with a properly structured questionnaire on the use of natural products in the region of Thrace, including answers from adults from the regions of Evros, Xanthi, and Rodopi. In addition, the antioxidant and anti-inflammatory activity of natural extracts of oregano from the areas of Alexandroupolis and Samothrace were studied, using the locally produced olive oil as an extraction matrix. Methods: The research protocols included the qualitative and quantitative characterization of the components extracted by gas chromatography (HS-SPME GC/MS) and biochemical methods for the detection of phytochemical components of the samples. In detail, the protocols performed were: Folin-Ciocalteu for the determination of total phenolic content, total flavonoid content via the colorimetry assay, and the ability to interact with DPPH and ABTS radicals. Also, both as evidence of antioxidant capacity and as indicators of potential anti-inflammatory action, the ability to inhibit linoleic acid peroxidation (AAPH/LLA) and the ability to inhibit lipoxygenase (LOX) activity were studied. All the samples were also examined for cytotoxicity (MTT method) in macrophage cells (RAW264.7), in which the antioxidant activity was additionally studied as the ability to bind OH- radicals (Nash reaction) and NO radicals (Griess reaction) after H2O2 exposure and lipopolysaccharide (LPS), respectively.Results: The 561 respondents (age: 39.7 ± 11.6 years) were primarily female (59.7%), with higher education (69.8%), working as public or private employees (55.4 %), and had a low/middle income (77.1%). Overall, more than 70% used MAPs for various medical conditions, the most common being chamomile against the common cold and flu. More than 20 different MAPs were used at lower frequencies in multiple conditions. Key factors contributing to the consumption of MAPs were gender (female vs. male), employment (employed vs. unemployed), education (higher vs. less), and higher body mass index (overweight and obese vs. normal), while consumption of fruits, fish, and vegetables was mainly associated with the use of MAPs as common food items and in pathological conditions.This study also presents the preparation and evaluation of the antioxidant activity of a lesser-known variety of olive oil from the Makri region, located in Alexandroupolis (Thrace) Greece, infused with two samples of dried oregano, one also from Alexandroupolis and the other from the island of Samothrace. Regarding the evaluation of the antioxidant activity through the ABTS and DPPH methods, it is worth noting that in this test, the combination of OA and VOOL, regardless of the extraction method, has overall higher results than the combination of OS and VOOL. Furthermore, in the DPPH evaluation, there was a similar trend of the samples with respect to the extraction time, which could also be related to the previous findings on the total phenolic content of the samples. In this context, the relationship between phenolic content and antioxidant potential is reported in previous literature, particularly for the evaluation of olive oil. A similar trend was observed in the study of the ability to inhibit the oxidation of linoleic acid, with the effect of the extraction time being more evident in the natural extraction samples. Regarding lipoxygenase inhibition capacity, little capacity was recorded for all samples while the preparation method had no significant effect. In addition, no toxicity of the examined samples was recorded in RAW264.7 cells, in which, however, an ability to bind OH and NO radicals was recorded, with the latter showing significant differences regarding the preparation method (in favor of natural extraction).Conclusions: The use of MAPs as part of the diet and as an element of therapeutic use is present in the examined population, while particular choices seem to be influenced by socioeconomic and lifestyle factors. Regarding the in vitro evaluation of the biological role of the samples in this study, it should be noted that a similar evaluation of the combined effects of these products is rare in the current literature. The results showed that ultrasonic extraction was beneficial for the total antioxidant profile of the final product, which was time-dependent, with 5-7 minutes being the most appropriate. Similarly, natural extraction had the best results at 10-20 days. Differences in the oregano samples were present but not decisive for the results. The two extraction methods had equally satisfactory results in all of the protocols evaluated with natural extraction being in the lead, up to a small degree. Further studies would be necessary to understand better the nutritional and biological contribution of these natural products and their combination in antioxidant protection.

Εισαγωγή: Η χρήση των φυσικών προϊόντων ως θεραπευτικοί παράγοντες, έχει αποτελέσει αντικείμενο μελέτης για μια πλειάδα επιστημονικών αντικειμένων κατά τα τελευταία έτη. Σήμερα, η εξέλιξη των κοινωνιών, της επιστήμης και της τεχνολογίας επιτρέπουν και ενθαρρύνουν την αναζήτηση θεραπευτικών πηγών μέσα από το «φαρμακείο της φύσης». Πλήθος φυσικών προϊόντων έχουν μελετηθεί από τον Ελλαδικό χώρο ως προς τις θεραπευτικές τους ιδιότητες, ενώ από τα πρώτα σημεία ερευνητικού ενδιαφέροντος αποτέλεσε το ελαιόλαδο ως πρωτεύων συστατικό της Μεσογειακής Διατροφής αλλά και της Ελληνικής – ή και αρχαιοελληνικής κουλτούρας. Επιπλέον, επίσης ως στοιχεία της Μεσογειακής Διατροφής, έχουν μελετηθεί πολλά από τα αυτοφυή αρωματικά και φαρμακευτικά φυτά (ΑΦΦ) της χώρας μας, παρουσιάζοντας σημαντικά χαρακτηριστικά βιολογικής δραστικότητας και στοιχειοθετώντας εξελικτικά μέσα από την πειραματική πράξη, γνώσεις οι οποίες ξεκινούν από την λαϊκή θεραπευτική.Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η εύρεση στοιχείων λαϊκής θεραπευτικής μέσα από μία διατροφική επιδημιολογική μελέτη στην περιοχή της Θράκης και η στοιχειοθέτηση των ευρημάτων μέσα από την πειραματική πράξη, αναφορικά με την χρήση φυσικών προϊόντων και την βιολογική τους δράση. Μεθοδολογία: Αναλυτικά, πραγματοποιήθηκε επιδημιολογική μελέτη με κατάλληλα δομημένο ερωτηματολόγιο, για την χρήση των φυσικών προϊόντων στην περιοχή της Θράκης συμπεριλαμβάνοντας απαντήσεις ενηλίκων από τις περιοχές του Έβρου, της Ξάνθης και της Ροδόπης. Επιπλέον, μελετήθηκε η αντιοξειδωτική, και αντιφλεγμονώδης δράση φυσικών εκχυλισμάτων αυτοφυούς ρίγανης από τις περιοχές της Αλεξανδρούπολης (ΟΑ) και της Σαμοθράκης (OS) οι οποίες εκχυλίστηκαν σε ελαιόλαδο (VOOL) και αγουρέλαιο (GOO) ποικιλίας «Μάκρης». Τα ερευνητικά πρωτόκολλα συμπεριλάμβαναν τον ποιοτικό και ποσοτικό χαρακτηρισμό των συστατικών που εκχυλίστηκαν με μεθόδους αέριας χρωματογραφίας (HS-SPME GC/MS) και βιοχημικών μεθόδων ανίχνευσης των φυτοχημικών συστατικών των δειγμάτων. Αναλυτικά, πραγματοποιήθηκαν πρωτόκολλα για τον προσδιορισμό του συνολικού φαινολικού περιεχομένου και των συνολικών φλαβονοειδών, καθώς επίσης μελέτη της αντιοξειδωτικής δράσης ως ικανότητα αλληλεπίδρασης με τις ρίζες DPPH και ABTS. Επίσης, τόσο ως στοιχεία αντιοξειδωτικής ικανότητας όσο και ως δείκτες πιθανής αντιφλεγμονώδους δράσης, μελετήθηκε η ικανότητα αναστολής της υπεροξείδωσης του λινελαϊκού οξέος (AAPH/LLA) και η ικανότητα αναστολής της δράσης της λιποξυγονάσης (LOX). Στο σύνολο των δειγμάτων εξετάστηκε επίσης η βιωσιμότητα (μέθοδος ΜΤΤ) σε μακροφάγα κύτταρα (RAW264.7), στα οποία μελετήθηκαν επιπλέον η αντιοξειδωτική δράση ως ικανότητα δέσμευσης ριζών ΟΗ- (αντίδραση Nash) και ριζών ΝΟ (αντίδραση Griess) έπειτα από την επίδραση Η2Ο2 και λιποπολυσακχαρίτη (LPS), αντίστοιχα. Αποτελέσματα: Οι 561 ερωτηθέντες (ηλικία: 39,7 ± 11,6 ετών) ήταν ως επί το πλείστων γυναίκες (59,7%), με ανώτερη εκπαίδευση (69,8%), εργάζονταν ως δημόσιοι ή ιδιωτικοί υπάλληλοι (55,4%) και είχαν χαμηλό/μεσαίο εισόδημα (77,1%). Συνολικά, περισσότερο από το 70% χρησιμοποιούσε ΑΦΦ σε διάφορες παθολογικές καταστάσεις, πιο συχνά χαμομήλι κατά του κοινού κρυολογήματος και της γρίπης. Περισσότερα από 20 διαφορετικά ΑΦΦ χρησιμοποιήθηκαν σε μικρότερες συχνότητες σε διάφορες συνθήκες. Βασικοί παράγοντες που συνέβαλαν στην κατανάλωση των ΑΦΦ ήταν το φύλο (γυναίκα έναντι ανδρών), η απασχόληση (απασχολούμενη έναντι ανέργων), η εκπαίδευση (τριτοβάθμια εκπαίδευση έναντι χαμηλότερης) και ο υψηλότερος δείκτης μάζας σώματος (υπέρβαροι και παχύσαρκοι έναντι φυσιολογικού), ενώ η κατανάλωση σε φρούτα, ψάρια και τα λαχανικά συνδέθηκαν κυρίως με τη χρήση των ΑΦΦ ως κοινών ειδών διατροφής και σε παθολογικές καταστάσεις.Στη μελέτη αυτή παρουσιάζεται επίσης η παρασκευή και η αξιολόγηση της αντιοξειδωτικής δράσης μιας λιγότερο γνωστής ποικιλίας ελαιολάδου από την περιοχή της Μάκρης, που βρίσκεται στην Αλεξανδρούπολη (Θράκη) Ελλάδας, εμποτισμένης με δύο δείγματα αποξηραμένης ρίγανης, το ένα επίσης από την Αλεξανδρούπολη και το άλλο από το νησί της Σαμοθράκης. Όσον αφορά την αξιολόγηση της αντιοξειδωτικής δράσης μέσω των μεθόδων ABTS και DPPH, αξίζει να σημειωθεί ότι σε αυτή τη δοκιμασία, ο συνδυασμός ΟΑ και VOOL, ανεξάρτητα από τη μέθοδο εκχύλισης, έχει συνολικά υψηλότερα αποτελέσματα σε σχέση με τον συνδυασμό OS και VOOL. Επιπλέον, στην αξιολόγηση DPPH υπήρξε παρόμοια τάση των δειγμάτων ως προς τον χρόνο εκχύλισης, η οποία θα μπορούσε επίσης να σχετίζεται με τα προηγούμενα ευρήματα σχετικά με τη συνολική περιεκτικότητα των δειγμάτων σε φαινολικά. Σε αυτό το πλαίσιο, η σχέση μεταξύ της περιεκτικότητας σε φαινολικά και του αντιοξειδωτικού δυναμικού αναφέρεται σε προηγούμενη βιβλιογραφία, ιδιαίτερα για την αξιολόγηση του ελαιολάδου. Παρόμοια τάση παρατηρήθηκε και στην μελέτη ικανότητας αναστολής της οξείδωσης του λινελαϊκού οξέος, με πιο εμφανή την επίδραση του χρόνου εκχύλισης στα δείγματα της φυσικής εκχύλισης. Αναφορικά με την ικανότητα αναστολής της λιποξυγονάσης, καταγράφηκε μικρή ικανότητα για το σύνολο των δειγμάτων ενώ η μέθοδος παρασκευής δεν είχε σημαντική επίδραση. Επιπλέον, δεν καταγράφηκε τοξικότητα των εξεταζόμενων δειγμάτων, σε κύτταρα RAW264.7, στα οποία ωστόσο καταγράφηκε ικανότητα δέσμευσης ριζών ΟΗ και ΝΟ, με την δεύτερη να παρουσιάζει σημαντικές διαφορές αναφορικά με την μέθοδο παρασκευής (προς όφελος της φυσικής εκχύλισης). Συμπεράσματα: Η χρήση των ΑΦΦ ως μέρος της διατροφής και ως στοιχείο θεραπευτικής χρήσης, είναι παρούσα στον εξεταζόμενο πληθυσμό, ενώ ιδιαίτερες επιλογές φαίνεται να επηρεάζονται από κοινωνικόοικονομικούς παράγοντες και παράγοντες του τρόπου ζωής. Όσον αφορά την in vitro αξιολόγηση του βιολογικού ρόλου των δειγμάτων αυτής της μελέτης, θα πρέπει να σημειωθεί ότι παρόμοια αξιολόγηση των συνδυασμένων επιδράσεων αυτών των προϊόντων είναι σπάνια στην τρέχουσα βιβλιογραφία. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η εκχύλιση με υπερήχους ήταν ευεργετική για το συνολικό αντιοξειδωτικό προφίλ του τελικού προϊόντος, το οποίο εξαρτάται από το χρόνο, με καταλληλότερο τα 5-7 λεπτά. Παρομοίως, η φυσική εκχύλιση είχε τα καλύτερα αποτελέσματα στις 10-20 ημέρες. Διαφορές στα δείγματα ρίγανης ήταν παρούσες αλλά όχι καθοριστικές για τα αποτελέσματα. Οι δύο μέθοδοι εκχύλισης είχαν εξίσου ικανοποιητικά αποτελέσματα στο σύνολο των πρωτοκόλλων που αξιολογήθηκαν με την φυσική εκχύλιση να προηγείται σε ένα μικρό βαθμό. Περαιτέρω μελέτες θα ήταν απαραίτητες για την καλύτερη κατανόηση της διατροφικής και βιολογικής συμβολής αυτών των φυσικών προϊόντων και του συνδυασμού τους στην αντιοξειδωτική προστασία.