Silniejszy niż resweratrol? Udokumentowane działania pterostilbenu 

Francuski paradoks – tak chyba po raz pierwszy nazwano zjawisko dobroczynnego działania resweratrolu na funkcjonowanie organizmu. Ściślej rzecz ujmując wykazano, że Francuzi, których dieta obfituje w tłuszcze (znakomitą większość stanowią tam tłuszcze trans) i potencjalnie powinna zagrażać sercu oraz układowi krążenia, nie zapadają na tego typu dolegliwości. Badacz, Serge Ranaud na podstawie kilkunastoletnich badań, które obejmowało ponad 30 tysięcy Francuzów zaobserwował, że osoby pijące 20-30g wina dziennie odznaczały się aż o 40% mniejszym prawdopodobieństwem śmierci z powodu problemów z krążeniem i funkcjonowaniem serca. Wszystko za sprawą wspomnianego resweratrolu.

Chociaż kolejne podejmowane  badania dowiodły również skuteczność resweratrolu  w zapobieganiu rozwojowi różnego typu nowotworów, to jednak jeszcze nie te właściwości zadecydowały o jego sławie w świecie naukowym. Ogromne zainteresowanie jego działaniem nastąpiło wkrótce po tym, jak w trakcie prac badawczych ustalono, że związek ten silnie (aż 13-krotnie) aktywuje białka, deacetylazy histonów - sirtuiny – przedłużające o kilkadziesiąt (nawet o 70 %) czas życia organizmów doświadczalnych i zwierząt laboratoryjnych, a w tym ssaków naczelnych (niedługo napiszę dłuższy artykuł na ten temat). Dodatkowo, ku uciesze osób dbających o linię, wykazano, że resweratrol sprzyja intensywnemu spalaniu tłuszczu i szybkiej redukcji tkanki tłuszczowej [1].

W ostatnich latach uwagę świata naukowego zyskał także bardzo blisko spokrewniony z nim związek. Pozwolę sobie stwierdzić, że ma on nawet szansę by przysłonić nieco sławę resweratrolu. Mowa o pterostilbenie (lub w niektórych źródłach – pterostylbenie). Związek ten jest nieco zmodyfikowaną wersją cząsteczki resweratrolu, poprzez zamianę dwóch drobnych podstawników chemicznych. Ta mała różnica w jego strukturze sprawia, że przyswajanie pterostilbenu jest 4-krotnie wyższe od resweratrolu  i  to po podaniu doustnym, przez co działa od niego o wiele skuteczniej. Pterostilben, podobnie jak resweratrol, jest związkiem charakterystycznym dla czerwonych odmian winogron, jednak głównym jego źródłem są czarne jagody (borówki czernice), a więc także owoce uprawnego gatunku tej rośliny –borówki wysokiej (amerykańskiej).  Autorzy badań wpływu czarnych jagód na zdrowie podkreślają, że za uzyskiwane wyniki  odpowiada w pierwszej kolejności właśnie pterostilben. Co ciekawe, na potrzeby tworzenia suplementów diety, związek ten pozyskiwany jest zazwyczaj z borówek.

Wykazano, że pterostilben ma korzystny wpływ na ekspresję genów związanych z odtruwaniem organizmu, ochroną przeciwnowotworową, spalaniem tłuszczu, pracą mitochondrów oraz neuronów i włókien mięśniowych. Związek ten w organizmie przekształca się w znacznym stopniu w resweratrol, więc nie bardzo wiadomo, w jakiej mierze końcowy efekt wywołany jest przez pierwszy, a w jakim przez drugi związek. Działanie  pterostilbenu pokrywało się w znacznym stopniu z  efektami działania resweratrolu, szczególnie w obszarach: ochrony przeciwnowotworowej, metabolizmu tłuszczu i funkcjonalności mitochondriów [2].

• Działanie przeciwzapalne i przeciwnowotworowe

Wykazano, że pterostilben posiada równoważne do resweratrolu, potężne właściwości przeciwutleniające i przeciwzapalne.  Ponadto, jak wykazano w badaniach na zwierzętach, pterostilben hamuje wzrost złośliwych komórek czerniaka u ludzi oraz zapobiega ich przerzutom do wątroby. W ten sposób znacznie zwiększa wskaźnik przeżywalności [3]. Pterostilben hamuje także produkcję cząstek umożliwiających adhezję komórek nowotworowych do ścian naczyń krwionośnych i uwrażliwia te komórki na działanie układu odpornościowego. Do innych mechanizmów korzystnego działania pterostilbenu w kontekście nowotworzenia zalicza się: blokowanie enzymów, które aktywują kancerogeny [4], wzmacnianie odpowiedzi śmierci komórkowej w wysoce odpornych komórkach leukemii (co istotne, nie wykazując żadnej toksyczności wobec prawidłowych komórek tworzących krew) [5],  blokowanie przerzutowania (metastazy) agresywnych i inwazyjnych komórek nowotworu piersi. Zaobserwowano także, że związek ten działał prewencyjnie na tworzenie się komórek nowotworowych u zwierząt wystawionych na czynniki rakotwórcze [6]. Bardzo ciekawym wynikiem badań było także stwierdzenie, że pterostilben oraz kwercetyna (związek z grupy flawonoli) spektakularnie wspomagają działanie promieniowania i chemoterapii w likwidowaniu wszczepionego nowotworu jelita grubego [7].

Porównując do resweratrolu, pterostilben jest także znacznie silniejszym związkiem przeciwzapalnym. Mechanizm jego działania opiera się na hamowaniu produkcji prostaglandyny PGE2 - hormonu tkankowego, który jest silnym promotorem stanu zapalnego. Działa zatem w sposób podobny do resweratrolu, jednak jak wynika z przeprowadzonych badań, jest on 3-krotnie silniejszym blokerem PGE2 niż resweratrol [8].

• Usprawnia funkcjonowanie mózgu

Istotne różnice pomiędzy działaniem resweratrolu i pterostilbenu zaobserwowano również w kontekście ochrony przeciwstarzeniowej mózgu. Badania podejmowane na szczurach i myszach dowiodły, że pterostilben znacznie lepiej od resweratrolu chroni mózgi gryzoni przed utratą funkcji poznawczych i zachowawczych oraz rozwojem choroby Alzheimera [9]. Jak wynika z kolejnych doniesień, korzystne  działanie pterostilbenu na mózg wydaje się jednak znacznie szersze. Naukowcy, ponownie podejmując badania na myszach, dowiedli, że związek ten wykazuje aktywność przeciwlękową, dlatego może okazać się pomocny w profilaktyce rozmaitych zespołów o podłożu nerwicowym. Oba te związku wykazują bardzo korzystny wpływ na kształtowanie plastyczności synaptycznej – pamięci oraz zdolności uczenia się. Przeprowadzone na zwierzętach badania wykazały, że wśród związków będących pochodnymi resweratrolu, pterostilben odznacza się największą skutecznością w zapobieganiu utracie dopaminy z centrum pamięci [10]. Uzyskane wyniki wykazały, że działanie funkcji pamięciowych było skorelowane z poziomem pterostilbenu w hipokampie, czyli tej strukturze w mózgu, gdzie przetwarzane są  wspomnienia. Wykazano także, że  suplementacja jagód (jednego z najbogatszych źródeł pterostilbenu) wzmocniła funkcje pamięciowe starszych zwierząt już po 3 tygodniach [11].

• Pomocny w budowaniu sylwetki

Amerykańskie badania wykazały, że pterostilben (po 8 tygodniach suplementacji) istotnie zmniejsza wartość ciśnienia skurczowego i rozkurczowego krwi – pierwszego o prawie 8, zaś drugiego o ponad 7 mmHg. Wyniki te wykazały jednocześnie, że w grupie osób przyjmujących pterostilben doszło do obniżenia wagi ciała – o średnią wartość bliską 600 gramów [12]. Kolejnym, bardzo ciekawym badaniem była analiza wpływu spożycia czarnych jagód (będących źródłem pterostilbenu) na wspomaganie mięśni dziesięciu młodych, trenujących min. 1 rok siłowo kobiet . W tym celu ochotniczki podzielono  na dwie grupy, gdzie jedna otrzymywała koktajle owocowe na bazie bananów i jabłek ze znacznym udziałem czarnych jagód, zaś druga podobne mikstury, w których jagody zastępowano glukozą. Płynne posiłki nie różniły się pomiędzy sobą – ani wartością kaloryczną, ani potencjałem antyoksydacyjnym. Jedyną różnicę stanowiła obecność jagód, których kobiety w jeden z grup spożyły łącznie 1 kilogram. Wyniki tego eksperymentu wykazały, że w mięśniach kobiet przyjmujących koktajle z jagodami procesy anaboliczne wzięły już górę nad katabolicznymi, kiedy w tym samym czasie, w mięśniach kobiet badanych z grupy placebo, wciąż dominował jeszcze katabolizm. Można zatem stwierdzić, że obecność pterostilbenu wyraźnie wspomaga wzrost siły i masy mięśni w odpowiedzi na bodźce treningowe [13].

Wykazano także, że działanie pterostilbenu może imitować niejako skutki restrykcji kalorycznej. Ta strategia żywieniowa aktywuje bowiem kompleksy wyczulone na tłuszcz (z ang. fat-sensing complexes), obniżając tym samym poziom lipidów i cukru we krwi [14]. Pterostilben naturalnie aktywuje te same kompleksy, i jak wykazano w doświadczeniach na chomikach z podwyższonym poziomem cholesterolu, korzystnie wpływa na profile lipidowe [15]. Pterostilben zmniejsza również markery niebezpiecznych białek uszkadzających glukozę, takich jak glikozylowana hemoglobina [16]. Badania nad restrykcją kaloryczną wykazały także, że znaczne zmniejszenie podaży kalorii w diecie istotnie wpływa na obniżenie produkcji mediatorów zapalnych związanych m.in z miażdżycą, przewlekłymi chorobami zapalnymi, oraz zaburzeniami poznawczymi [17]. Co więcej, podobnie jak zaobserwowano w przypadku restrykcji kalorycznej, pterostilben wzmacnia określone białka mózgowe związane z poprawą pamięci [18].

Przytoczone badania wyraźnie wskazują, że oba związki – resweratrol i pterostilben znacznie wspomagają redukcję tłuszczu i rozwój tkanki mięśniowej, lecz niezmiernie trudno wykazać przewagę jednego zwiazku nad drugim. Większa ilość badań naukowych nad resweratrolem powoduje jednak, że jego aktywność w tym obszarze należy uznać za bardziej bezpośrednio udowodnioną.

Niestety, zawartość pterostilbenu w żywności uznana jest za śladową. Dla przykładu - filiżanka jagód zawiera tylko ok. 20 mikrogramów tego związku. Podobnie jak w przypadku resweratrolu, uważa się jednak, że nawet te niewielkie ilości, zapewniają korzystne działanie na organizm.  By istotnie odczuć korzystny wpływ tego związku na stan zdrowia, wskazane jest aby spożywać pterostilben w większych ilościach, niż można by to uzyskać ze źródeł spożywczych. Zawartość 125–500 mikrogramów pterostilbenu równocenna jest z jego ilością znajdującą się w 5 do nawet 20 filiżanek jagód.

Czy można powiedzieć zatem, że związek ten to rzeczywiście silniejszą wersja resweratrolu?. W kontekście działania  przeciwnowotworowego wydaje się, że aktywność obu substancji jest tutaj porównywalna. Silniejsze działanie pterostilbenu  można jednak wyraźnie zauważyć wobec oddziaływania na mózg, układ krążenia oraz w aktywności przeciwzapalnej – tu wykazuje on już wyraźną przewagę nad resweratrolem. Wspólnym elementem działania obu związków jest sposób, w jaki imitują one efekt diety niskokalorycznej, wywołując istotne efekty na ekspresję genów.

Na szczęście sezon na jagody dopiero przed nami. Mam nadzieję, że po przeczytaniu tego tekstu spojrzycie na nie jeszcze przychylniej. Dodam tylko, że zwolennicy jagód oraz borówek rzadziej chorują na nowotwory, choroby zwyrodnieniowe, choroby serca i cukrzycę [19, 20, 21].

Źródła:

1. Li YR, Li S, Lin CC. Effect of resveratrol and pterostilbene on aging and longevity. Biofactors. 2018 Jan;44(1):69-82. doi: 10.1002/biof.1400. Epub 2017 Dec 6. Review

2. McCormack D, McFadden D. A Review of Pterostilbene Antioxidant Activity and Disease Modification. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2013;2013:575482. doi:10.1155/2013/575482

3. Ferrer P, Asensi M, Segarra R, Ortega A, Benlloch M, Obrador E, Varea MT, Asensio G, Jordá L, Estrela JM. Association between pterostilbene and quercetin inhibits metastatic activity of B16 melanoma. Neoplasia. 2005 Jan;7(1):37-47

4. Mikstacka R, Przybylska D, Rimando AM, Baer-Dubowska W. Inhibition of humanrecombinant cytochromes P450 CYP1A1 and CYP1B1 by trans-resveratrol methyl ethers. Mol Nutr Food Res. 2007 May;51(5):517-24. PubMed PMID: 17440990.

5Tolomeo M, Grimaudo S, Di Cristina A, Roberti M, Pizzirani D, Meli M, Dusonchet L, Gebbia N, Abbadessa V, Crosta L, Barucchello R, Grisolia G, Invidiata F, Simoni D. Pterostilbene and 3'-hydroxypterostilbene are effectiveapoptosis-inducing agents in MDR and BCR-ABL-expressing leukemia cells. Int J Biochem Cell Biol. 2005 Aug;37(8):1709-2666

6.Suh N, Paul S, Hao X, Simi B, Xiao H, Rimando AM, Reddy BS. Pterostilbene, an  active constituent of blueberries, suppresses aberrant crypt foci formation in the azoxymethane-induced colon carcinogenesis model in rats. Clin Cancer Res. 2007 Jan 1;13(1):350-5.

7.Priego S, Feddi F, Ferrer P, Mena S, Benlloch M, Ortega A, Carretero J,Obrador E, Asensi M, Estrela JM. Natural polyphenols facilitate elimination of HT-29 colorectal cancer xenografts by chemoradiotherapy: a Bcl-2- and superoxide  dismutase 2-dependent mechanism. Mol Cancer Ther. 2008 Oct;7(10):3330-42

8.Hougee S, Faber J, Sanders A, de Jong RB, van den Berg WB, Garssen J, Hoijer MA, Smit HF. Selective COX-2 inhibition by a Pterocarpus marsupium extract characterized by pterostilbene, and its activity in healthy human volunteers. Planta Med. 2005 May;71(5):387-92

9.Chang J, Rimando A, Pallas M, Camins A, Porquet D, Reeves J, Shukitt-Hale B, Smith MA, Joseph JA, Casadesus G. Low-dose pterostilbene, but not resveratrol, is a potent neuromodulator in aging and Alzheimer's disease. Neurobiol Aging. 2012 Sep;33(9):2062-71. doi: 10.1016/j.neurobiolaging.2011.08.015.

10.Joseph JA, Fisher DR, Cheng V, Rimando AM, Shukitt-Hale B. Cellular and behavioral effects of stilbene resveratrol analogues: implications for reducing the deleterious effects of aging. J Agric Food Chem. 2008 Nov 26;56(22):10544-51

11.Spencer JP. The impact of flavonoids on memory: physiological and molecular considerations. Chem Soc Rev. 2009 Apr;38(4):1152-61. doi: 10.1039/b800422f. Review

12.Riche DM, Riche KD, Blackshear CT, et al. Pterostilbene on Metabolic Parameters: A Randomized, Double-Blind, and Placebo-Controlled Trial. Evidence-based Complementary and Alternative Medicine : eCAM. 2014;2014:459165

13.McLeay Y, Barnes MJ, Mundel T, Hurst SM, Hurst RD, Stannard SR. Effect of New  Zealand blueberry consumption on recovery from eccentric exercise-induced muscle  damage. J Int Soc Sports Nutr. 2012 Jul 11;9(1):19

14.Rimando AM, Nagmani R, Feller DR, Yokoyama W. Pterostilbene, a new agonist for the peroxisome proliferator-activated receptor alpha-isoform, lowers plasma lipoproteins and cholesterol in hypercholesterolemic hamsters. J Agric Food Chem. 2005 May 4;53(9):3403-7.

15.Ugochukwu NH, Figgers CL. Modulation of the flux patterns in carbohydrate metabolism in the livers of streptozoticin-induced diabetic rats by dietary caloric restriction. Pharmacol Res. 2006 Sep;54(3):172-80.

16.Pari L, Satheesh MA. Effect of pterostilbene on hepatic key enzymes of glucose metabolism in streptozotocin- and nicotinamide-induced diabetic rats. Life Sci. 2006 Jul 10;79(7):641-5.

17.Kim YJ, Kim HJ, No JK, Chung HY, Fernandes G. Anti-inflammatory action of dietary fish oil and calorie restriction. Life Sci. 2006 Apr 18;78(21):2523-32.

18.Williams CM, El Mohsen MA, Vauzour D, Rendeiro C, Butler LT, Ellis JA, Whiteman M, Spencer JP. Blueberry-induced changes in spatial working memory correlate with changes in hippocampal CREB phosphorylation and brain-derived neurotrophic factor

19.Dai J, Patel JD, Mumper RJ. Characterization of blackberry extract and its antiproliferative and anti-inflammatory properties. J Med Food. 2007 Jun;10(2):258-65.

20.Kristo AS, Klimis-Zacas D, Sikalidis AK. Protective Role of Dietary Berries in Cancer. Omaye S, ed. Antioxidants. 2016;5(4):37. doi:10.3390/antiox5040037.

21.McCormack D, McFadden D. A Review of Pterostilbene Antioxidant Activity and Disease Modification. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2013;2013:575482. doi:10.1155/2013/575482.