Obecnie poszukuje się naturalnych źródeł związków prozdrowotnych, które mogłyby zostać zastosowane w żywności. Szczególnie interesujące są pod tym względem surowce roślinne, będące bogatym źródłem związków bioaktywnych, a wśród nich istotne są związki fenolowe, które cechują się silną aktywnością przeciwutleniającą1.
Rosnące zainteresowanie produktami spożywczymi o wysokim potencjale antyoksydacyjnym spowodowane jest skutecznością tych związków w prewencji chorób związanych z ustrojowym stresem oksydacyjnym, takich jak choroby układu krążenia, nowotwory, choroby neurodegeneracyjne oraz choroby metaboliczne2. Nadmierny wzrost stężenia wolnych rodników na skutek czynników endogennych oraz egzogennych w organizmie może sprzyjać uszkodzeniom m.in. takich struktur biologicznych, jak DNA, błony lipidowe i białka3. Homeostaza oksydacyjno-redukcyjna komórek jest jednym z najważniejszych elementów regulujących funkcje organizmu na poziomie molekularnym, jej zaburzenie może sprzyjać dysfunkcjom, zwłaszcza pod względem aktywności enzymatycznej3. Nowe doniesienia na temat roli antyoksydantów sprawiają, że produkty bogate w te związki, zwłaszcza pochodzenia roślinnego są coraz bardziej pożądane na rynku, aczkolwiek w wielu kulturach od setek, a nawet tysięcy lat produkty roślinne stosowane są w leczeniu wielu chorób, a także we wspomaganiu zdrowia z uwagi na tradycję użycia, zazwyczaj powszechność i niską cenę. Sosna (Pinus L.) jest największym i najbardziej heteromorficznym rodzajem roślin z rodziny sosnowatych (Pinaceae Lindl.), występującym prawie wyłącznie na półkuli północnej; to rodzaj wszechstronny ekologicznie, rosnący od linii tundry w Eurazji po tropikalne sawanny przybrzeżne w Nikaragui i od strefy mgły solnej na wybrzeżu Pacyfiku po linię drzew alpejskich w Europie i zachodnich Stanach Zjednoczonych. Niektóre gatunki są również szeroko rozpowszechnione w regionach półpustynnych. Popyt na roślinne środki lecznice, suplementy i żywność funkcjonalną rośnie na całym świecie, jednak produkty z sosny są niemal nieobecne jako składniki żywności, mimo ich szerokiej dostępności w wielu częściach świata. W przeszłości surowce te były często wykorzystywane w medycynie ludowej, m.in. w starożytnym Rzymie czy tradycyjnej medycynie chińskiej i islamskiej. Surowcem zielarskim są pączki sosny (Pini gemmae). W lecznictwie stosowane są też młode pędy sosnowe (Pini turiones), kora sosnowa, olejek sosnowy, a także olejek terpentynowy, kalafonia, dziegieć sosnowy (Pini Pix liquida). W literaturze dostępne są dane dotyczące korzystnego działania preparatów z sosny na zdrowie człowieka. Korzystne działanie wynika z obecności wielu bioaktywnych substancji. Są to surowce bogate w związki fenolowe, składniki mineralne, witaminę C oraz terpeny, tj. α-pinen oraz β-pinen.
Związki fenolowe w pędach sosny
Polifenole to związki chemiczne występujące w roślinach zielarskich, warzywach i owocach, które mają szeroki zakres zastosowania. Obecnie znanych jest ponad 8000 związków fenolowych, do których możemy zaliczyć flawonoidy, taniny, kwasy fenolowe i ich pochodne, i które są niezbędnymi wtórnymi metabolitami, pozwalającymi na wzrost i rozwój roślin. Chronią również rośliny przed owadami i innymi czynnikami4. Polifenole w roślinach biorą udział w funkcjach związanych z właściwościami sensorycznymi, takimi jak kolor, gorycz i cierpkość5. Ustalono, że zmniejszają zachorowalność i spowalniają postęp chorób sercowo-naczyniowych, neurodegeneracyjnych i nowotworowych. Mechanizm działania polifenoli silnie wiąże się z ich aktywnością przeciwutleniającą i redukcją reaktywnych form tlenu w organizmie człowieka6. Oprócz tego prozdrowotne właściwości polifenoli roślinnych obejmują działanie przeciwzapalne, przeciwalergiczne, przeciwmiażdżycowe, przeciwzakrzepowe i przeciwmutagenne6. Obecnie na rynku dostępne są preparaty z sosny, które są skoncentrowanym źródłem polifenoli. Najpopularniejszy jest Pycnogenol® (Horphag Research Ltd., UK, Geneve, Switzerland), który jest ekstraktem z P. pinaster. Jakość tego ekstraktu jest określona w Farmakopei Stanów Zjednoczonych (USP 28).
Od 65 do 75% Pycnogenolu to procyjanidyny składające się z podjednostek katechiny i epikatechiny o różnych długościach łańcucha. Inne składniki to monomery polifenolowe, kwasy fenolowe lub cynamonowe oraz ich glikozydy. Jak wynika z wielu badań, składniki Pycnogenolu są wysoce biodostępne7. Dzienne spożycie polifenoli wśród ogólnej populacji waha się od 0,1 do 1,0 g dziennie, przy czym ich głównym źródłem są owoce i warzywa, a także zioła, przyprawy, kawa, herbata czy wino8.
POLECAMY
Związek |
Średnia zawartość µg/g suchej masy |
Kwas galusowy |
208,38 |
Kwas 2,5-dihydroksobenzoesowy |
16,63 |
Kwas 4-hydroksybenzoesowy |
1084,92 |
Kwas kawowy |
1502,03 |
Kwas syringowy |
145,44 |
kwas p-kumarowy |
387,89 |
Kwas ferulowy |
2088,89 |
Kwas chlorogenowy |
518,25 |
Kwas synapowy |
54,09 |
kwas t-cynamonowy |
111,44 |
Kwas wanilinowy |
0,46 |
Kwas salicylowy |
0,36 |
Naringenin |
1,59 |
Vitexin |
0,61 |
Rutin |
0,63 |
Kwercetyna |
0,98 |
Apigenin |
0,30 |
Kaempferol |
0,38 |
Luteolina |
0,30 |
Olejki eteryczne
Olejki eteryczne to lotne, naturalne, złożone związki o silnym zapachu, które są tworzone przez rośliny aromatyczne jako metabolity wtórne. Zwykle uzyskuje się je przez destylację parową lub wodną. Znane ze swoich właściwości antyseptycznych, bakteriobójczych, wirusobójczych i grzybobójczych oraz leczniczych i zapachowych, w żywności i farmacji znajdują zastosowanie w zwiększeniu trwałości oraz jako środki przeciwbakteryjne, przeciwbólowe, uspokajające, przeciwzapalne, spazmolityczne i miejscowo znieczulające10. Olejki eteryczne z sosny najczęściej używane są jako składniki w produkcji perfum i repelentów. Terpentyna stosowana jest do produkcji wielu kosmetyków, odświeżaczy powietrza i produktów do aromaterapii11. Produktem pozostającym po destylacji jest natomiast kalafonia, która to jest nielotną frakcją oleożywic. Zbudowana jest w ok. 90% z kwasów żywicznych i w 10% neutralnych składników, tj. kwasy monokarboksylowe, diterpenoidowe, wśród których najpowszechniej występującymi są abietanowy lub pimaranowy12. Kalafonia używana jest do produkcji klejów, farb drukarskich, topników do lutowania, lakierów i wosków uszczelniających, a także stosowana jest jako środek glazurujący w wielu produktach spożywczych, w tym w lekach i gumach do żucia13. Olejki eteryczne z sosny zawierają ponad 50 składników, ich stężenie różni się w zależności od odmiany, uprawy, stosowanej metody destylacji i części rośliny. W największej ilości występują związki, takie jak: α-pinen, β-pinen, β-felandren, β- kariofilen, kamfen, α-terpineol, germakren D, octan bornylu, citronellol14. Do bicyklicznych monoterpenów, powszechnie występujących w różnych gatunkach sosny drzewa z rodzaju Pinus należą α- i β-pinen15. Badania wykazały, że te fitozwiązki wykazują zróżnicowaną aktywność biologiczną, przez co mają one zastosowanie w środkach takich jak np. środki grzybobójcze, smakowe, zapachowe oraz środki przeciwwirusowe i przeciwdrobnoustrojowe. Zastosowanie α- i β-pinenu wykracza poza zastosowania terapeutyczne i żywieniowe, są to związki wszechstronnie wykorzystywane w syntezie polimerów17. Pineny powszechnie uważane są za bezpieczne, posiadają status GRAS, tym samym są uznawane przez amerykańską agencję ds. Żywności i Leków (FDA) jako związki, które mogą być stosowane w żywności18.
Właściwości farmakologiczne
Zarówno kora, igły, pyłek, jak i inne części wielu gatunków sosen okazały się dobrym surowcem do wytwarzania produktów i były wykorzystywane od wielu lat19. Pierwsze udokumentowane zastosowanie ekstraktów z kory sosny sięga 1535 r., kiedy francuski odkrywca Jacques Cartier opisał wydarzenia, w których on i jego załoga uniknęli śmierci w wyniku szkorbutu, choroby spowodowanej niedoborem witaminy C, przez picie naparów z kory sosny. W 1951 r. francuski badacz Jacques Masquelier rozpoczął badania and surowcami roślinnymi w celu zidentyfikowania składników bioaktywnych, gdzie udało mu się wyekstrahować proantocyjanidyny z kory P. pinaster, w ilościach, które mogły być zastosowane w celach produkcyjnych7. Mimo znanych właściwości leczniczych kora oraz pędy były uważane za niewygodny produkt odpadowy w przemyśle drzewnym i dopiero w ostatnich latach zostały powszechnie uznane za bogate źródło naturalnych polifenoli o potencjalnie korzystnych właściwościach odżywczych, zdrowotnych i leczniczych20. Obecnie wiele standaryzowanych ekstraktów różnych gatunków sosny jest stosowanych jako suplement diety i fitochemiczny środek na różne choroby na całym świecie, w tym przewlekłe stany zapalne, zaburzenia krążenia i astmę19. Przeprowadzono wiele badań in vitro, a także z udziałem zwierząt oraz ludzi, które wskazują na profilaktyczny i terapeutyczny efekt ekstraktów z różnych gatunków sosny. W opublikowanym przez Cochrane Collaboration systematycznym przeglądzie, który obejmował 27 randomizowanych badań kontrolnych (RCT) oceniających wpływ suplementów, zawierających ekstrakty z kory sosny, na 10 różnych chorób przewlekłych: astmę, zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi, choroby układu krążenia i czynniki ryzyka, przewlekłą niewydolność żylną, cukrzycę, zaburzenia erekcji, dysfunkcje seksualne u kobiet, chorobę zwyrodnieniową stawów, osteopenię i urazowe uszkodzenie mózgu, stwierdzono, że małe rozmiary prób, ograniczona liczba RCT, zmienność pomiarów wyników i słabe raportowanie uwzględnionych badań sprawiają, że nie są możliwe ostateczne wnioski dotyczące efektywności lub bezpieczeństwa suplementów ekstraktu z kory sosny21. Przegląd ten nie brał jednak pod uwagę wielu innych badań. Szczególnie interesujące są badania dotyczące ochrony i zdrowia skóry. Zarówno analizy działania fotoprotekcyjnego, jak i antiphotoageing wykazały pozytywny wpływ ekstraktów z kory P. pinaster21. Kluczowa może być również rola przeciwutleniaczy z ekstraktów sosny w działaniu neuroprotekcyjnym, gdzie ekstrakty z kory P. radiata ujawniły skuteczność w dwóch RCT21. Uważa się, że stan zapalny układu nerwowego i stres oksydacyjny są cechami charakterystycznymi choroby Alzheimera i odgrywają kluczową rolę w neurotoksyczności. Z tego powodu odpowiednia strategia antyoksydacyjna może usprawnić leczenie chorób neurodegeneracyjnych i demencji. Wiele badań potwierdza neuroprotekcyjne zdolności związków polifenolowych, skutkujące ochroną neuronów przed urazami wywoływanymi przez neurotoksyny, zdolnością do hamowania zapalenia układu nerwowego oraz potencjałem promowania pamięci, uczenia się i funkcji poznawczych22.
Nazwa handlowa | Stosowana w produkcji frakcja |
Aktywność farmakologiczna deklarowana przez producenta |
Polyherbal oil extract | Żywica z Pinus roxburghii | Działa przeciwbólowo i przeciwzapalnie |
Rumalaya gel | Żywica z Pinus roxburghii | Zmniejsza bóle stawów i kości związane z różnymi dolegliwościami ortopedycznymi |
Pycnogenol® | Kora Pinus pinaster | Aktywność przeciwbakteryjna, leczenie astmy, leczenie zespołu nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi (ADHD), przewlekłej niewydolności żylnej, cukrzycy, erekcji i choroby zwyrodnieniowej stawów |
Oligopin® | Kora Pinus pinaster | Wspiera funkcje układu krążenia, działa przeciwutleniająco, wspiera terapię ADHD, działa korzystnie na zdrowie seksualne mężczyzn |
PineXol® | Kora Pinus densiflora | Środek przeciwzapalny, poprawia krążenie krwi i polepsza stan skóry |
Flavangenol® | Kora Pinus maritima | Obniżenie ciśnienia krwi, poprawa kontroli glikemii i profilu lipoprotein w osoczu, poprawa masy ciała, zdolności antyoksydacyjnej, markerów przeciwzapalnych i testów czynności wątroby |
Enzogenol® | Kora Pinus radiata | Właściwości przeciwutleniające, przeciwzapalne, neuroochronne i przeciwcukrzycowe |
Źródło: opracowanie własne.
Właściwości przeciwdrobnoustrojowe
Rosnąca zapadalność na choroby zakaźne oraz poważne skutki uboczne wielu antybiotyków i rozwój oporności na antybiotyki uzasadniają coraz większe zainteresowanie identyfikacją nowych środków przeciwdrobnoustrojowych, zarówno naturalnych, jak i syntetycznych23. Żywicę roślinną stosowano w medycynie ludowej od tysięcy lat w leczeniu chorób i stosowano w przemyśle farmaceutycznym przed wprowadzeniem nowoczesnych antybiotyków. Wiele wtórnych metabolitów zawartych w drzewach pełni funkcję ochronną przed drapieżnikami i drobnoustrojami chorobotwórczymi. Aktywność przeciwbakteryjna ekstraktów, olejów i żywic z drzew rodzaju Pinus może być związana z różnymi związkami organicznymi, takimi jak alkaloidy, fenole i terpeny24. Wskazania dotyczące biologicznego działania związków Pinus spp. sugerują, że mogą one znaleźć zastosowanie w tworzeniu przyjaznych dla środowiska i biokompatybilnych farmaceutyków. Najczęstszy ludzki patogen kolonizujący jedną trzecią zdrowych ludzi na całym świecie to Staphylococcus aureus25. Jest on również czynnikiem etiologicznym dla wielu zakażeń ludzi, w tym zapalenia płuc, zapalenia opon mózgowych, toksycznego zespołu wstrząsu, bakteriemii i zapalenia wsierdzia. S. aureus jest znany także z szybkiego rozwoju oporności na antybiotyki26. Wykazano, że ekstrakty i olejki eteryczne z P. cembra, P. koraiensis, P. brutia, P. densiflora oraz P. sylvestris są skuteczne w inibicji wzrostu wielu szczepów S. aureus, takich jak: ATCC 25923, 25923, 503, 29213, ATCC BAA-977 i ATCC 1356527. Drzewa z gatunku Pinus wykazują właściwości przeciw wielu szczepom różnych bakterii, a najwyższe strefy inhibicji zaobserwowano w przypadku M. luteus NRRL B-4375, Proteus vulgaris ATCC 13315, Shigella flexneri ATCC 12026 oraz Streptococcus faecalis ATCC 1943328. Shigella flexneri jest bakterią Gram-ujemną, która wywołuje najbardziej zaraźliwą bakteryjną shigellozę. Shigelloza powoduje każdego roku 1,1 miliona zgonów i ponad 164 miliony przypadków, przy czym większość...