A kakaó-flavanol neuroprotektív hatása és hatása a kognitív teljesítményre

Absztrakt

Bevezetés

A kakaóbab, mint bármely más bab, zsírban gazdag, amely a teljes tömeg 50% -át vagy még nagyobb részét teszi ki. A következő legfontosabb összetevők a fehérjék vagy nitrogénelemek, beleértve a teobromint (1,0–2,5%) és a koffeint (0,06–0,4%). A keményítő és a cukor együttesen a bab tömegének 20–25% -át teszi ki. Ami a legfontosabb, hogy a kakaóbab az antioxidánsok, különösen a flavonoidok koncentrált forrása, a flavan-3-olok és származékaik nagy koncentrációban vannak jelen [1]. A flavan-3-ol vegyületek többnyire epikatechin és katechin formájában vannak jelen a kakaóbabban [2], amelyek a B-2 típusú polimer procianidin [3] építőkövei is lehetnek. A bab kakaópormá és csokoládévá történő feldolgozása során azonban az antioxidánsok koncentrációját számos biológiai folyamat és kezelés befolyásolhatja, például erjesztés, pörkölés és árok elárasztása [4]. A genetikai változékonyság a friss kakaóbab antioxidáns tartalmának 1–4-szeres különbségét is előidézheti [5], és az epikatechin tartalmáról is beszámoltak, hogy a jamaicai babban 2,66 mg g –1 és 16,52 mg g között változik. 1 Costa Rica-i babban [6].

A kakaóbab alacsony változó mennyiségű koffeint (0,06–0,4%) tartalmaz, amely jól ismert pszichostimuláns. A kakaópor tartalmazza a legnagyobb mennyiségű koffeint, amelyet édesítetlen sütőcsokoládé követ. Az étcsokoládé jelentősen változik a koffein mennyiségében (35–200 mg 50 g –1), míg a tejcsokoládé viszonylag kevés koffeint tartalmaz (14 mg 50 g –1). A kakaóbab a teobromin, egy másik metilxantin legkoncentráltabb forrása is. A koffeintől eltérően a kakaóbabban is jelen lévő teobrominnak csak enyhe stimuláló hatása van a központi idegrendszerre. A teobromin mennyisége a kész terméktől függően változik. Az étcsokoládé, a cukrozatlan sütőcsokoládé és a kakaópor több teobromint tartalmaz, mint a tejcsokoládé és a csokoládé szirupok. Például 50 g tejcsokoládé körülbelül 75 mg teobromint tartalmaz, ugyanakkora súlyú nagyon sötét csokoládé pedig akár 220 mg teobromint is tartalmazhat. A metilxantinok és főleg a koffein hatásait másutt alaposan megvizsgálták mind a kognitív, mind a mentális teljesítőképesség [7,8], valamint e metilxantin megelőző hatásai az életkorral összefüggő kognitív hanyatlásra és a neurodegeneratív betegségekre [b9, b10] és itt nem részletezzük.

A kakaó tartalmaz még néhány potenciális biológiai aktivitású vegyületet. Ezek biogén aminok, például szerotonin, triptofán, feniletilamin, tirozin, triptamin és tiramin. Ezeknek a vegyületeknek a koncentrációja emelkedik az erjedés során, és csökken a pörkölés és lúgosítás során. Ezeknek a koncentrációknak egészséges személyeknél lényegtelen, mivel ezeket a vegyületeket a bélnyálkahártyában, a májban és a vesékben metabolizálják a monoamin-oxidázok (MAO). A biogén aminok hatásai csak MAO-hiányban szenvedőknél fejeződnek ki, és fejfájáshoz, megnövekedett vérnyomáshoz, és ezáltal gyakran a csokoládé elkerüléséhez vezethetnek [b11]. Ezeket a hatásokat itt nem tárgyaljuk.

Ezenkívül néhány más biológiai aktivitású vegyület megtalálható a kakaóbabban és az abból származó termékekben. Ezek az anandamid, a kannabinoid receptor endogén liganduma, alacsony mennyiségben található meg, 0,5 μg g-1, szalsolinol és tetrahidro-β-karbolin (THBC). Ez utóbbi vegyületek megtalálhatók a tejben és az étcsokoládéban, valamint a kakaóban (5, 20, 25 μg g −1 szalsolinol, illetve 1,4, 5,5 és 3,3 μg g −1 THBC esetén). Nincs azonban bizonyíték arra, hogy a csokoládéfogyasztás növelné ezen vegyületek koncentrációját a keringő vérben. Végül a magnézium megtalálható a kakaóban és a csokoládéban is (90–100 mg 100 g –1 kakaóban, szemben 43–50 mg 100 g –1 étcsokoládéban [b11].

Összefoglalva, ezt az áttekintést leginkább a kakaó és a csokoládé egészségre gyakorolt hatásainak szentelik, ami a kakaóban és a csokoládéban jelenlévő magas antioxidánsok szintjéből adódik, inkább funkcionális élelmiszereknek tekintve őket. Ez az áttekintés megpróbálja elemezni, hogy a kakaó és a csokoládé tekinthető-e táplálékgyógyszereknek, amelyek egészségügyi előnyökkel járnak, beleértve egyes betegségek lehetséges megelőzését is. A közelmúltban számos áttekintő cikk foglalkozik a különféle forrásokból származó flavonoidok potenciális neuroprotektív és kognitivitást fokozó tulajdonságaival [b12 – b15]. Jelen áttekintésben a kakaó és a csokoládé flavonoidjainak lehetséges hatásaira fogunk koncentrálni, különös hangsúlyt fektetve az agyi aktivitásra és a lehetséges neuroprotektív hatásokra. Ezenkívül figyelembe veszik a csokoládé hangulatra gyakorolt hatását.

A flavanolok biológiai hozzáférhetősége és behatolása az agyba

Az epikatechin gyorsan felszívódik az emberben, és a bevétel után 30 perccel kimutatható a plazmában. Az epikatechin-koncentráció a fogyasztás után 2-3 órával éri el a csúcsot, és flavanolban gazdag csokoládé elfogyasztása után 6–8 órával visszatér az alapértékre. A napi rendszeres fogyasztás összhatásai potenciálisan felhalmozódhatnak [b16], főként nagy dózisokban felszívódva [b17].

Az agy bármilyen hatásának kifejtése érdekében az antioxidánsoknak át kell menniük a vér – agy gáton (BBB), hogy bejussanak az agyba. Permeabilitásuk arányos lipofilitásukkal és fordítottan arányos polaritásuk mértékével. Kimutatták, hogy a katechin és az epikatechin két BBB-sejtvonalon keresztezi a BBB-t, egy patkányból és egy emberi eredetű sejtvonalból. A folyamat időfüggő, sztereoszelektív, az epikatechin hatékonyabban lépi át a BBB-t, mint a katechin [b18]. Állatoknál in vivo az epikatechin orális lenyelés után az agyba került, és az agyban kimutatták [b19, b20]. Az epikatechin agykoncentrációi még a szőlőmag polifenol kivonat ismételt expozíciója esetén is növekednek [b21].

A flavonoidok agyszöveten belüli pontos eloszlásáról nem sok adat áll rendelkezésre, különösen az epikatechinre vonatkozóan nem állnak rendelkezésre regionális adatok. Krónikus beadás után a tangeretin magasabb koncentrációját találták a patkány striatumában, a hypothalamusban és a hippocampusban [b22]. Áfonyával kiegészített patkányokban antocianinokat detektáltak a kéregben, a hippocampusban, a striatumban és a kisagyban [b23]. Azonban az epikatechin és nagy valószínűséggel a többi flavonoid átjutása a vér-agy gáton és felhalmozódhat az agyban arra utal, hogy jó jelölteket jelenthetnek az agyra gyakorolt közvetlen pozitív cselekvésre, ideértve a megismerést és esetleg a neuroprotektív védelmet is (áttekintés céljából) lásd [b15]).

A kakaóból és a csokoládéból származó flavonoidok agyi és érrendszeri és kognitív hatásai

Összefoglalva, úgy tűnik, hogy a kakaóban és a csokoládéban található flavonoidok képesek javítani a kognitív és vizuális feladatok különféle típusain, valószínűleg a különböző idegszövetekbe történő hatékonyabb perfúzió eredményeként, nyilvánvalóan mind az előagy, mind a hátsó kéregben, és valószínűleg befolyásolják a retina vérét áramlás és vizuális funkció.

A kakaó és a csokoládé flavanoidok potenciális neuroprotektív tulajdonságai

A flavonoidok sokféle neuroprotektív hatást fejtenek ki, beleértve azt a képességet, hogy megvédjék az idegsejteket a neurotoxinok által okozott károsodásoktól, csökkentik az ideggyulladásokat, és elősegítik a memóriát, a tanulást és a kognitív funkciókat. Ezek a hatások két közös folyamathoz kapcsolódnak. Először, amint később részletezzük, a flavonoidok kölcsönhatásba lépnek a fehérje- és lipid-kinázokat magában foglaló szignalizációs kaszkádokkal, amelyek a neurotoxikus szerek (például oxigéngyökök) által kiváltott apoptózis gátlásához vezetnek a neuronhalálhoz, és elősegítik a neuronok túlélését és a szinaptikus plaszticitást. Ezzel párhuzamosan jótékony hatást váltanak ki az érrendszerre és a CBF-re, főként az endothel működésének javításával és az angiogenezis stimulálásával. Ezen mechanizmusok révén a flavonoidokban gazdag tápanyagok élethosszig tartó fogyasztása képes korlátozni a neurodegenerációt és megakadályozni vagy akár megfordítani az életkorral összefüggő kognitív hanyatlást (áttekintést lásd [b15, b54]).

Az életkorral összefüggő kognitív hanyatlás

Összességében a fent idézett tanulmányok egyetértenek azzal a lehetőséggel, hogy az étrendi flavonoidok társulhatnak az életkorral kapcsolatos kognitív megőrzéssel, és a hatás erősebb lehet, ha a flavonoidokat különböző táplálékforrásokból veszik.

Alzheimer kór

Számos tanulmány vizsgálta az antioxidáns bevitel és a demencia összefüggését, leggyakrabban az Alzheimer-kór kockázatát. Alzheimer-kórban az amiloid béta (Aβ) peptid túlzott termelődése és lerakódása mikroglia aktivációhoz vezet, és az ebből eredő gyulladásos mediátorok termelése tovább fokozza az Aβ termelést, és az idegsejtek halálát és diszfunkcióját indukálja. Az Aβ-termelést a β- és a γ-szekretáz aktivitás közvetíti, az α-szekretáz pedig megakadályozza. Nemrégiben bebizonyosodott, hogy a tenyésztett humán neuroblasztóma sejtekben az alacsony NO-koncentráció szabályozza az α-szekretáz expresszióját, és lefelé a β-szekretáz expresszióját. Ezek az adatok arra utalnak, hogy az agyi érrendszeri NO elnyomhatja vagy korlátozhatja az Aβ termelését [b12, b62]. Ez a megelőző intézkedés különböző táplálkozási és életmódbeli intézkedések elfogadásával érhető el, beleértve a kakaópor vagy csokoládé fogyasztását [b32, b62]. Valójában, ahogyan azt korábban kifejlesztettük, a kakaóporban lévő flavanolok és főként az epikatechin közvetlenül az agyi erek endotéliumára hatnak, hogy stimulálják a konstitutív endothelium NOS forma (eNOS) aktivitását az értágulat kiváltására és az agyi érrendszeri perfúzió javítására [13,27,32].

A legújabb preklinikai vizsgálatok szerint a polifenolokban, száraz gyümölcsökben és kakaóban gazdag LMN diétával végzett 5 hónapos kezelés neurogenezist indukált felnőtt egerek subventricularis zónájában és hippocampusában [b67], és képes volt megakadályozni az életkorral összefüggő kognitív károsodást és neuropathológiát vad típusú (WT) és Tg2576 egerek, az Alzheimer-kór egérmodellje. Ez a javulás korrelált a sejtproliferáció 70% -os növekedésével az agy szubkamrai zónájában. Ezek az eredmények alátámasztják a polifenolok mint emberi étrend-kiegészítők kritikus szerepét a kognitív hanyatlás lehetséges ellensúlyozásában vagy lassításában az öregedés és az olyan idegrendszeri betegségek, mint az Alzheimer-kór [b68].

Stroke

Egy nemrégiben készült tanulmány arról is beszámolt, hogy az étcsokoládéval történő kezelés megakadályozza a vagus ideg gyulladását, amelyet az egerek 16 hónapos expozíciója okoz Mexikó város szennyezett levegőjének. A szennyezett levegőnek kitett egereknél a hátsó vagális komplexum szintjén jelentős egyensúlyhiány mutatkozott az antioxidáns védekezést, apoptózist és neurodegenerációt kódoló génekben, és ezt az egyensúlyhiányt csokoládé adagolással enyhítették [b73].

A csokoládé egyéb alkotóelemeinek potenciális neuroprotektív hatása nem ismert, kivéve a koffein neuroprotektív hatását különböző neurodegeneratív betegségekre, mint például az életkorral összefüggő kognitív hanyatlás, Alzheimer-kór [b10] és Parkinson-kór [9], amelyek számos tanulmány és a legutóbbi metaanalízis tárgya. Az étrendünkben a koffeinellátás fő forrásait képviselő kávéhoz, teához és üdítőhöz képest azonban a csokoládé koffeintartalma sokkal alacsonyabb, és önmagában nem számolhat a koffein neurodegeneratív betegségekre gyakorolt ismert hatásával, de hozzájárulhat.

A csokoládé flavonoid agyi hatásainak hatásmechanizmusai

Csokoládé és hangulat

A megismerést elég nehéz egyszerűen meghatározni, és sok más funkció eredménye. Ez magában foglalja a memória, a figyelem, a végrehajtó funkciók, az észlelés, a nyelv és a pszichomotoros funkciók különböző szintjeinek részvételét. Mindezeket a funkciókat befolyásolja az izgalom és az energetikai szint, a fizikai jólét, a motiváció és a hangulat. Mivel ez utóbbi funkcióról kimutatták, hogy a csokoládéfogyasztás befolyásolja, és bár a hangulati hatások nem kapcsolódnak közvetlenül a csokoládé epikatechin-koncentrációjához, ezt a szempontot itt fogjuk megvizsgálni.

Általános vélekedés, hogy a csokoládé fogyasztása javíthatja a hangulati állapotokat, és az embereket jól érezheti. A csokoládét gyakran érzelmi kényelemmel társítják. Úgy tűnik, hogy ez a hatás összefügg a szénhidrátok, köztük a csokoládé képességével, hogy elősegítse az ilyen típusú pozitív érzéseket több bél- és agy-peptid felszabadulásával [b86]. Noha a csokoládé két anandamin-analógot tartalmaz, amelyek ugyanazon agyi helyekhez kötődnek, mint a kannabisz, a csokoládéval való bármilyen élvezetes kapcsolat valószínűleg közvetett, mivel az anandamin analógjai gátolják az endogén anandamin lebomlását [b87]. Ezenkívül a cirkuláló vérben vagy vizeletben a kannabinoidok számának növekedése még a nagyon nagy mennyiségben sem magyarázható a csokoládéfogyasztással [b88].

A kakaó-polifenol-kivonat antidepresszáns-szerű hatását patkányokban értékelték. A 24 és 48 mg kg −1 14 nap –1 dózisban ez a kivonat jelentősen lerövidítette a mozgásképtelenség időtartamát egy erőltetett úszópróbán anélkül, hogy befolyásolta volna a szabad mozgásszervi aktivitást, megerősítve, hogy a kakaó antidepresszáns-szerű hatása az erőltetett úszási teszt modell polifenol kivonata specifikus [b89].

A rossz hangulat serkenti a kényelmi ételek, például a csokoládé fogyasztását. A csokoládéhoz való hozzáállás két különféle típus [b98]. Az első tényezőt sóvárgásnak nevezik, és a csokoládéval és a kényszeres étkezéssel kapcsolatos jelentős figyelemhez kapcsolódik, amely leginkább érzelmi stressz alatt jelentkezik, ami összefüggést sugall a negatív hangulat és a csokoládéfogyasztás intenzív vágya között [b99]. A csokoládé utáni vágy és az érzelmi stressz alatti fogyasztás közötti összefüggést egy tanulmány mutatta be. Az alanyoknak háttérzenét kellett hallgatniuk, ami boldog vagy szomorú hangulatot váltott ki, és a csokoládé bevitelét növelte a szomorú zene hangja [b98].

Egy másik szempont, amelyet figyelembe kell venni, az ételek íze. Patkányoknál sok adat azt mutatja, hogy az endogén opiátok szabályozzák a táplálékfelvételt azáltal, hogy modulálják azt a mértéket, amelyben az élvezetet az ízletes ételek indukálják. Emberekben a csokoládé utáni vágy kielégítésének kritikus tényezője a száj íze és érzése [b100]. A csokoládét leginkább a nők vágyják, elsősorban a perimenstruációs időszakban. A férfiak és a nők különböznek a telítettségre adott válaszukban, ami azt a hipotézist eredményezi, hogy az étkezésbevitel szabályozása mindkét nem között változik [b101].

A csokoládé összetett érzékszervi tulajdonságai valószínűleg nagyobb szerepet játszanak a csokoládé kedvelésében vagy vágyakozásában, mint az étvágy és a jóllakottság szerepének egyszerűbb magyarázata. Például, ha a kalóriahiány motiválja a csokoládé utáni vágyat, akkor mind a tejcsokoládénak, mind a fehércsokoládának egyformán kell vonzania, de ez nem így van. Ha pszichoaktív anyagok vagy magnéziumhiány áll a csokoládé iránti vágy mögött, akkor a tejcsokoládénak és a cukrozatlan kakaópornak ugyanúgy kell vonzania, de ez megint nem így van. Ha a vonzerő a csokoládé egyedülálló érzékszervi kombinációja, akkor a csokoládé az egyetlen módja a vágy kielégítésére [b102].

Úgy tűnik, hogy a csokoládé-preferencia motivációja elsősorban, ha nem is teljes egészében, érzékszervi. Az érzékszervi tulajdonságok megtetszése veleszületett vagy szerzett tetszésből fakadhat a csokoládé édessége, állaga és aromája alapján, vagy részben a csokoládé lenyelés utáni hatásai és az ember állapota (pl. Hangulat, hormonkoncentrációk) kölcsönhatásain alapulhat. ). Meglepő módon kevés bizonyíték van a csokoládéfüggőség és a csokoládé kedvelése közötti kapcsolatra [b100]. A csokoládéfogyasztás azonban nem aktiválja a nucleus accumbens héját [b108], amely a kábítószerektől való függés kulcsszerepe [b109, b110].

Következtetések

Versenyző érdekek

Nincsenek versengő érdekek, amelyeket deklarálni kellene.