Bromelaina, enzym trawienny z ananasa

Bromelaina, enzym trawienny z ananasa

21 kwietnia 2010

Ananasy (rodzina Bromeliaceae) są popularne na całym świecie, a sok ananasowy należy do bardzo lubianych. Jednak w krajach gdzie rośnie ananas, uważano go za roślinę leczniczą. Obecnie zainteresowanie medycyny budzi enzym obecny w ananasie – bromelaina. Bromelaina to proteaza cysteinowa, enzym który rozcina wiązania peptydowe, czyli trawi białko. Podobnym enzymem jest papaina, proteaza cysteinowa otrzymywana z niedojrzałych owoców papai (Carica papaya), używana w przemyśle spożywczym do zmiękczania mięsa. Doustne podawanie roślinnych enzymów trawiennych może być pomocne w sytuacjach, gdy produkcja własnych enzymów trzustkowych jest niewystarczająca, ale też wtedy, gdy potrzebna jest szybsza regeneracja tkanek (rekonwalescencja po urazie, intensywny wysiłek w sporcie).
Dlaczego rośliny produkują enzym rozkładający białko? Wytwarzanie enzymu to strategia obronna, bowiem proteazy są toksyczne dla owadów i larw . Właściwości bromelainy odkryto 50 lat temu; obecnie jest wytwarzana na skalę przemysłową z pnia i resztek po ścięciu owocu, choć enzym jest też w soku ananasowym. Czysta bromelaina to żółtawy proszek, jego aktywność enzymatyczna wyraża się w jednostkach FIP (trawienie kazeiny) lub GDU (trawienie żelatyny). Bromelaina, a także papaina są polipeptydami o 212 jednostkach, ich miejsca aktywne oraz struktura przestrzenna są bardzo podobne.
Bromelainę i papainę można kupić w sklepach z odżywkami czy aptekach; nie mają statusu leków, są składnikami suplementów diety. Wskazania do ich stosowania to „pomoc w trawieniu”, utrzymanie efektywnego systemu trawiennego i odpornościowego, wzmocnienie metabolizmu i szybsza regeneracja tkanek.
Do uzupełniania niedoboru enzymów trawiennych stosowano enzymy z trzustki wołowej i lipazę produkowaną przez bakterie. Tymczasem, enzymy pochodzenia roślinnego, takie jak bromelaina czy papaina, mogą być zamiennikiem pepsyny i trypsyny. Stosując mieszaninę enzymów roślinnych i zwierzęcych obserwowano  efekty synergistyczne. Bromelaina zachowuje aktywność w szerokim zakresie pH, może działać w żołądku, a również w jelicie cienkim. Jej aktywność i stężenie w przewodzie pokarmowym oznaczano  u myszy wykorzystując testy immunofluorescencyjne. Maksymalna ilość w kale pojawiła się po 4 godzinach, co dowodzi, że enzym się nie rozkłada i nie traci aktywności po podaniu doustnym.
U pacjentów z upośledzonym wchłanianiem można poprawić absorpcję tłuszczów przez doustne podanie enzymów trzustkowych razem z posiłkiem . Aby sprawdzić ich wpływ na funkcjonowanie trzustki, zdrowym ochotnikom podawano przez 4 tygodnie kapsułki z mieszaniną enzymów (lipaza, amylaza i proteazy). Obserwowane zmiany stężenia trypsyny i chymotrypsyny, a także amylazy w dwunastnicy nie były istotne statystycznie. Przypuszczano jednak, że wydzielaniem enzymów trawiennych powinien sterować mechanizm sprzężenia zwrotnego, czyli obecność dużych ilości enzymów w przewodzie pokarmowym będzie działać w kierunku zmniejszenia ich produkcji przez organizm. Podjęto próbę zbadania tego zjawiska  mierząc poziom enzymów w masie kału u zdrowych ochotników, którym podawano enzymy trawienne po 30 -100 FIP proteazy/kg dziennie. Okazało się, że doustne podanie proteaz hamowało endogenne wydzielanie enzymów przez trzustkę, w sposób zależny od dawki enzymów egzogennych. Fakt, ten potwierdza istnienie mechanizmu sprzężenia zwrotnego (feedback) u ludzi. Należy więc ostrożnie podchodzić do stosowania proteaz, a w każdym razie nie stosować ich przez dłuższy czas.
Wiele badań pokazuje, że bromelaina może być stosowana pomocniczo w terapii, np. po urazach sportowych czy przy leczeniu ran, ze względu na jej działanie przeciwzapalne. Podawanie bromelainy redukuje stany zapalne, opuchnięcia, zmniejsza bóle po zabiegach chirurgicznych. Potrzebne są badania kliniczne, aby potwierdzić te efekty i ustalić optymalne dawki. Możliwość strawienia i przyswojenia dodatkowych ilości białka spowodowała, że bromelainą zainteresował się świat sportu. Stosowanie proteaz może jednak utrudnić wykrycie środków dopingujących, takich jak erytropoetyna czy inne hormony peptydowe . Obecność 20 mikrog proteaz/ mL powodowała degradację białek w moczu, czyli “zatarcie śladów” dopingu.  Opracowano więc protokół oznaczania poziomu proteaz (chymotrypsyny, trypsyny i papainy) w moczu. Specjalny test wykrywa te enzymy w stężeniu większym niż 15 mikrog/mL.
Przegląd badań pokazuje, że bromelaina pomaga w leczeniu stanów zapalnych nosa i górnych dróg oddechowych u dzieci. Pozytywnie oceniono  skuteczność terapii u dzieci poniżej 11 lat, analizując dane 116 pacjentów z 19 ośrodków w Niemczech. Preparat pomaga udrożnić zatkany nos, ułatwia oddychanie i tłumi kaszel. Bromelaina może pomóc w leczeniu stanów zapalnych stawów. Opublikowano przegląd  10 badań klinicznych dotyczących leczenia zapalenia stawu kolanowego z zastosowaniem preparatów zawierających enzymy proteolityczne z bromelainą, trypsyną, papainą, chymotrypsyną, pankreatyną oraz z rutyną (flawonoid). Wyniki potwierdzają, że taka terapia daje korzystne efekty. W innym badaniu, podawano 800 mg bromelainy dziennie przez 12 tygodni osobom cierpiącym z powodu choroby stawów (ból, sztywność kolan) oceniając jakość życia. Jednak nie stwierdzono znaczącej poprawy w stosunku do grupy otrzymującej placebo . Wydaje się, że prawidłowa dieta może mieć większe znaczenie niż podawanie enzymu trawiącego białko. Dieta powinna być bogata w białko, zwłaszcza mięso ryb, dostarczające jednocześnie nienasyconych kwasów tłuszczowych.
Wśród przyczyn chorób stawów są zmiany degeneracyjne związane z wiekiem, nieodpowiednią dietą, brak ruchu, a także przewlekłe stany zapalne. W suplementacji diety proponuje się składniki (glukozaminę, chondroitynę) potrzebne jako materiał budulcowy oraz składniki o działaniu antyoksydacyjnym, które również działają przeciwzapalnie. Wzmożony metabolizm w chorych stawach wywołany jest zarówno rozpadem biopolimerów jak i ich regeneracją, co stwarza większe zapotrzebowanie na substancje odżywcze . Doustne podawanie proteaz jest stosowane u pacjentów z różnymi stanami zapalnymi, choć molekularny mechanizm przeciwzapalnego działania nie został wyjaśniony. Pokazano jednak, że podanie enzymów proteolitycznych powoduje stymulację komórek układu immunologicznego. Sugerowano , że to proteoliza bakterii układu pokarmowego powoduje, iż zaczynają pracować komórki immuno-kompetentne. Produkty rozkładu, takie jak beta-glukany, lipopolisaccharydy, peptydy, peptydoglikany, są znane ze swojej aktywności immunostymulującej. Człowiek ma w przewodzie pokarmowym ok. 1 kg bakterii, ta biomasa stale dostarcza produktów autolizy, stymulując organizm gospodarza. Podobny efekt (w postaci dodatkowej porcji produktów) można osiągnąć konsumując hydrolizaty białkowe.
Wykonano wiele badań nad zastosowaniem proteaz w leczeniu chorób nowotworowych. Terapia z udziałem enzymów dla pacjentów z nowotworami musi być oceniona w badaniach klinicznych, takie badania na poziomie IIB przeprowadzono  na Uniwersytecie w Kolonii. Badania kliniczne miały wykazać korzyści komplementarnej terapii enzymami u pacjentów z rakiem piersi, okrężnicy i plazmacytomą. Podawanie enzymów znacząco zmniejszało niepożądane objawy wywołane przez nowotwór oraz leki (mdłości, utrata wagi, niepokój), przyczyniając się do poprawy jakości życia. Wyniki motywują do prowadzenia dalszych badań.
Zażywanie enzymu tuż przed posiłkiem może działać korzystnie, jako pomoc w trawieniu pokarmów. Jednak zalecane dzienne spożycie bromelainy nie zostało ustalone. Często stosowane dawki to 1-3 tabletki zawierające po 500 mg bromelainy. W badaniach klinicznych u pacjentów stosowano bromelainę w dawkach 540–1890 mg/dziennie. W suplementacji można używać od 200 mg do 2 g dziennie, ale przed zastosowaniem najlepiej poradzić się lekarza lub dietetyka. Bromelaina nie jest toksyczna, pozytywnie oceniono bezpieczeństwo jej stosowania. Opisane efekty niepożądane są głównie związane z przewodem pokarmowym (biegunka, mdłości, odbijanie się). Na bromelainę mogą reagować niekorzystnie osoby uczulone na ananas.
BIBLIOGRAFIA

1. Konno K, Hirayama C, Nakamura M, i inni, Papain protects papaya trees from herbivorous insects: role of cysteine proteases in latex. Plant J. 2004; 37(3):370-8.
2. Roxas M., The role of enzyme supplementation in digestive disorders. Altern. Med. Rev. 2008; 13(4):307-14
3. Hale LP. Proteolytic activity and immunogenicity of oral bromelain within the gastrointestinal tract of mice. Int Immunopharmacol. 2004; 4(2):255-64.
4. Friess H, Kleeff J, Malfertheiner P, i inni, Influence of high-dose pancreatic enzyme treatment on pancreatic function in healthy volunteers. Int J Pancreatol. 1998; 23(2):115-23.
5. Walkowiak J, Witmanowski H, Strzykala K, i inni, Inhibition of endogenous pancreatic enzyme secretion by oral pancreatic enzyme treatment. Eur J Clin Invest. 2003; 33(1):65-9.
6. Thevis M, Maurer J, Kohler M, Geyer H, Schänzer W. Proteases in doping control analysis. Int J Sports Med. 2007; 28(7):545-9.
7. Braun JM, Schneider B, Beuth HJ, Therapeutic use, efficiency and safety of the proteolytic pineapple enzyme Bromelain -POS in children with acute sinusitis in Germany. In Vivo. 2005; 19(2):417-21.
8. S. Brien, G. Lewith, A. Walker, S. M. Hicks, D. Middleton, Bromelain as a Treatment for Osteoarthritis: a Review of Clinical Studies, eCAM 2004;1(3)251–257
9. Brien S, Lewith G i inni, Bromelain as an adjunctive treatment for moderate-to-severe osteoarthritis of the knee: a randomized placebo-controlled pilot study. QJM . 2006; 99(12):841-50
10. Reddy G. i inni,  Metabolism of glycosaminoglycans in tissues of adjuvant arthritic rat. Mol. Cell. Biochem. 1991; 106: 117-124
11. Barot-Ciorbaru R. Immunomodulation by bacterial fractions. Int. J Immunopharmacol (1994); 16:469-473; Biziulevicius i inni. Food-protein enzymatic hydrolysates possess both antimicrobial and immunostimulatory activities: a cause and effect theory of bifunctionality. FEMS Immunol Med Microbiol (2006); 46:131-138
12. Beuth J. Proteolytic enzyme therapy in evidence-based complementary oncology: fact or fiction? Integr. Cancer Ther. 2008;7(4):311-6

Poleć w swojej społeczności!

Boswellia serrata

Kadzidło na reumatyzm: kwasy bosweliowe z Boswellia serrata

14 listopada 2009

Boswellia serrata, kadzidłowiec to drzewo rosnące w Indiach, we wschodniej Afryce i w Nigerii. Drzewa te dostarczają żywicy używanej jako substancja zapachowa w kadzidłach, a medycynie hinduskiej jako środek przeciwzapalny. Sytuacje pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów, którzy nie mogą brać aspiryny ani niesteroidowych leków przeciwzapalnych z powodu wrzodów żołądka, są silną motywacją do poszukiwania nowych środków wśród preparatów roślinnych. Zaczęto więc badania ekstraktu żywicy z użyciem nowoczesnych metod analitycznych. Preparat testowano in vitro oraz in vivo, prowadzone są badania kliniczne. Na podstawie tych wyników opracowano nowoczesne preparaty. Bioaktywnymi związkami odpowiedzialnymi za działanie przeciwzapalne są kwasy bosweliowe. Mechanizm biochemiczny polega na hamowaniu biosyntezy prozapalnych leukotrienów poprzez hamowanie aktywności 5-lipooksygenaz [1, 2].

Skład chemiczny lotnych związków tworzących zapach żywicy poznano dzięki chromatografii gazowej, a na podstawie charakterystycznego profilu związków można odróżnić rodzaj Boswellia i miejsce pochodzenia [3]. Żywica zawiera 5–9% aromatycznych olejków, 65–85% związków rozpuszczalnych w alkoholu (diterpeny, triterpeny) oraz gumy rozpuszczalne w wodzie (polisaccharydy). Charakterystyczny dla olejku z B. serrata jest alfa-tujen (50%) i p-cymen (14%). Związki terpenowe to alfa- i beta-amyryna oraz tetra i pentacykliczne kwasy triterpenowe.
Współcześnie prowadzone badania koncentrowały się głównie na udokumentowaniu znanego od dawna przeciwzapalnego działania związków z Boswellia. Badania preparatu BOSWELLINÒ, który ma 65% kwasów bosweliowych, przeprowadzono w USA [4]. Kwasy bosweliowe podawane doustnie szczurom wykazały aktywność porównywalną z fenylobutazonem. Monitorując poziom białych ciałek krwi potwierdzono, że ekstrakt hamuje stan zapalny u królików. Badania kliniczne na grupie pacjentów cierpiących na reumatoidalne zapalenie stawów prowadzono w Indiach. Wszyscy mieli typowe objawy choroby: poranną sztywność stawów, trudności z chodzeniem, wykonywaniem domowych prac, zaciśnięciem dłoni. Otrzymywali po 200 mg ekstraktu z Boswellia 3 razy dziennie przez 4 tygodnie; u 70% zmniejszyła się poranna sztywność stawów, 53% oceniło efektywność terapii jako dobrą, tylko 10% nie odczuło poprawy. Badania aktywności ekstraktów z Boswellia serrata były kontynuowane, a seria prac ukazała się w 2004 r. Rozwój stanu zapalnego można kontrolować poprzez jego mediatory powstające z kwasu arachidonowego (ekozanoidy, prostaglandyny i leukotrieny), z kolei ich tworzenie się można hamować wpływając na aktywność enzymów: cyklooksygenazy i lipooksygenazy. Badania potwierdziły, że kwasy bosweliowe działają silnie przeciwzapalnie. Wśród sześciu kwasów najbardziej aktywny w hamowaniu 5-lipooksygenazy okazał się kwas 3-O-acetylo-11-keto-b-bosweliowy (AKBA) [5]. Warto, aby ekstrakt został wzbogacony w ten składnik.
Preparat 5-LOXIN® zawiera aż 30% AKBA, jego aktywność testowano [6] na szczurach, a grupa kontrolna dostawała ibuprofen. Obserwowano zmniejszenie objętości obrzęku łapy: Ibuprofen o 34 %, a  5-LOXIN® 18% – 27%. Podobny eksperyment wykonano wywołując u szczurów stan zapalny stawów, a jako lek dla grupy kontrolnej podano prednisolon w dawce 10 mg/kg. 5-LOXIN® dawał podobne zmniejszenie objawów w dawce 25-50 mg/kg. Pokazano [7], że kwasy bosweliowe, a szczególnie AKBA, hamują aktywność enzymu COX-1. Przeprowadzono też pierwsze testy genetyczne na genach z komórek ściany naczyń [8], spośród 522 genów aż 113 genów było wrażliwych na kwas bosweliowy, były one powiązane z zapaleniem, adhezją komórek i proteolizą. Inna aktywność kwasów bosweliowych, istotna dla stanów zapalnych to wpływ na kinazy sygnałowe MAPK [9] i metaloproteinazy (MMPs) [10].
Ekstrakt z kadzidłowca wprowadzono do leczenia choroby Crohna (stan zapalny końcowego odcinka jelita cienkiego) i wrzodziejąco-krwotocznego zapalenia jelita grubego [10]. Toksyczność żywicy oraz preparatu, który zawiera mieszaninę kwasów bosweliowych badano na szczurach, myszach i królikach; nie obserwując szkodliwych efektów. Prowadzono badania [11] na szczurach podając im dawkę proporcjonalną do dawki terapeutycznej dla ludzi oraz dawki od 50 do 250 razy większe. Badania bezpieczeństwa, toksyczności ostrej i przewlekłej przy stosowaniu doustnym, na skórę oraz oczy przeprowadzono w 2006 r. stosując 5-LOXIN® o zwiększonej zawartości AKBA [12]. Rekomendowana dawka tego ekstraktu dla człowieka (70 kg) to 200 mg/dzień. Wyniki wszystkich wykonanych badań toksykologicznych pokazały, że ekstrakt jest bezpieczny.
W 2006 roku amerykańska firma Sabinsa Corporation prezentowała na targach VITAFOODS w Genewie preparat BOSWELLINÒ, przeznaczony do utrzymania dobrej kondycji fizycznej. Stosuje się go, aby poprawić jakość życia starszych osób, które cierpią na reumatyzm i w związku z tym mają sztywne stawy i trudności w poruszaniu się. Preparat przedstawiono jako “anti-inflammatory phytonutrient”, a więc składnik żywności o działaniu przeciwzapalnym. Jest wiele produktów spożywczych o znanym działaniu przeciwzapalnym, takich jak: kurkuma, imbir, rozmaryn, aronia, żurawina czy zielona herbata, ich ekstrakty o różnym składzie występują jako składniki suplementów diety.
Preparat z kadzidłowca może też znaleźć zastosowanie w weterynarii, co pokazano w badaniach prowadzonych w Szwajcarii [13]. Starzejące się psy ze zdiagnozowanym radiologicznie artretyzmem dostawały ekstrakt jako dodatek do karmy, a po 2 tygodniach poprawa poruszania się była widoczna u 71% z 24 psów uczestniczących w eksperymencie. Statystycznie znacząca poprawa stanu (zmniejszenie bólu przy zginaniu łap, zmniejszenie sztywności stawów) nastąpiła po 6 tygodniowej suplementacji.
prof. Iwona Wawerhttp://naukadlazdrowia.pl/kadzidlo-na-reumatyzm-kwasy-bosweliowe-z-boswellia-serrata