Sosna jako źródło związków prozdrowotnych i leczniczych

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.

 

Tabela 1. Główne związki fenolowe występujące w pędach sosny zwyczajnej9

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. 
 

Tab. 2. Komercyjne produkty farmakologiczne

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...