Odkrywanie tajemnic ostrokrzewów: czy polskie rośliny mogą być zamiennikiem yerba mate?
Naturalne związki chemiczne odgrywają kluczową rolę w poprawie zdrowia zarówno ludzi, jak i zwierząt. Jednym ze źródeł bogatych w substancje bioaktywne jest ostrokrzew paragwajski (Ilex paraguariensis), znany jako yerba mate. Roślina ta jest bogata w takie substancje jak polifenole, saponiny i alkaloidy, które mają potencjał terapeutyczny w leczeniu wielu chorób, w tym zaburzeń wątroby, zapalenia stawów, otyłości i nadciśnienia. Jest to o tyle istotne, że choroby te osiągnęły już skalę problemu społecznego, zwłaszcza otyłość i wynikająca z niej hipercholesterolemia są przyczyną licznych zgonów na całym świecie. Jest zatem uzasadnione, aby poszukiwać dróg rozwiązania takiego problemu, które byłyby łatwo dostępne i łatwe do zastosowania.
Właściwości yerba mate są szeroko badane i wywar z liści tej rośliny jest popularnym napojem w wielu krajach Ameryki Południowej, takich jak Argentyna, Paragwaj, Urugwaj i Brazylia. Powoli zaczyna ona również być popularna również w Europie. Niestety, ostrokrzew paragwajski jest gatunkiem strefy klimatu subtropikalnego i jego uprawa w Polsce jest ekonomicznie nieopłacalna. Dlatego też zespół naukowców zorganizowany przez dr inż. Annę Zwyrzykowską Wodzińską z Zakładu Hodowli Trzody Chlewnej i Koni Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, w którego skład wchodzi dr inż. Jakub Szperlik z Pracowni Kultur Tkankowych Ogrodu Botanicznego na Wydziale Nauk Biologicznych, postanowił sprawdzić, czy inne gatunki ostrokrzewów dostępnych w Polsce, takich jak ostrokrzew kolczasty (Ilex aquifolium), Ilex × meserveae i Ilex perneyi posiadają zawartości i profile kwasów tłuszczowych zbliżone do tych znanych dla ich subtropikalnego odpowiednika. Wyniki ich badań zostały opublikowane w czasopiśmie Molecules.
Badania przeprowadzono za pomocą chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (GC-MS). Umożliwia to określenie zarówno ilości analizowanych związków, jak i ich analizę jakościową, czyli identyfikację poszczególnych kwasów tłuszczowych. Dzięki tej metodzie zidentyfikowano 27 różnych kwasów tłuszczowych w próbkach ostrokrzewów. Najważniejszym składnikiem we wszystkich próbkach był kwas α-linolenowy, należący do grupy kwasów omega-3.
Od dawna wiadomo, że kwasy tłuszczowe odgrywają różnorodne i ważne role w metabolizmie roślin. Kwasy tłuszczowe, zarówno wolne, jak i będące częścią bardziej złożonych lipidów, pełnią trzy główne funkcje w roślinach. Po pierwsze, podobnie jak u zwierząt i ludzi, są paliwem metabolicznym, zarówno w sensie źródła energii, jak i jej magazynowania. Po drugie, są głównym składnikiem wszystkich błon komórkowych i odpowiadają zarówno za ich prawidłową płynność, jak i właściwe zakotwiczenie białek związanych z dwuwarstwami lipidowymi. Po trzecie, działają jako regulatory ekspresji genów. Kwasy tłuszczowe są ogólnie podzielone na nasycone i nienasycone kwasy tłuszczowe, a ich proporcja odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu płynności błony komórkowej. Jest to istotne także z tego powodu, że odpowiednia hodowla selektywna ukierunkowana na uzyskanie roślin o stosownym profilu kwasów tłuszczowych jest w stanie doprowadzić do wyprowadzenia odmian odpornych zarówno na przymrozki, jak i upały, co jest szczególnie cenne w kontekście postępujących zmian klimatycznych.
Tłuszcze są integralną częścią diety zarówno ludzi, jak i zwierząt, dostarczając niezbędnej ilości energii i odgrywając znaczącą rolę w prawidłowym funkcjonowaniu każdego organizmu. Kwasy tłuszczowe jako dodatek do paszy dla zwierząt pełnią wiele funkcji, w tym: zwiększają produktywność zwierząt, poprawiają wykorzystanie paszy, wpływają na kondycję zwierząt, ale również zwiększają wartość odżywczą paszy. Ze względu na wieloaspektową funkcję kwasów tłuszczowych w roślinach, dobór odmian ostrokrzewów o określonym profilu może być przydatny. Po pierwsze, specyficzny profil kwasów tłuszczowych w liściach ostrokrzewów może być wykorzystany do doboru odmian najbardziej odpornych na warunki atmosferyczne. Potencjalnie wybrane odmiany mogą być sadzone w trudnych warunkach środowiskowych i wykorzystywane jako źródło innych ważnych metabolitów wtórnych, takich jak polifenole, a także saponiny, co do których wiadomo, że maja właściwości prozdrowotne. Ponadto ten sam kwas tłuszczowy może być wykorzystywany w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym na różne sposoby. Na przykład wybrane chemotypy mogą być sadzone i wykorzystywane jako potencjalne źródła kwasów tłuszczowych. Niektóre z nich mogą być wykorzystywane w gospodarstwach ekologicznych jako naturalne fungicydy, ponieważ do tego celu zabronione jest stosowanie preparatów chemicznych, a wyciągi roślinne są dopuszczalne. Jest to ważne w strategiach zrównoważonego rozwoju, takich jak „od pola do stołu” i Europejski Zielony Ład. Zwierzęta mają wysoką zdolność przekształcania kwasów tłuszczowych dostarczanych z pożywieniem w struktury swoich tkanek. Ostatnio wpływ karmienia zwierząt suplementami kwasów tłuszczowych przyciąga większą uwagę pod względem poprawy strawności, produktywności i metabolizmu. Pozwala to zwiększyć tak produkcję żywności, jak i dobrostan samych zwierząt.
Zainteresowanie naukowe ostrokrzewami innymi niż paragwajski jako żywnością funkcjonalną lub rośliną leczniczą można uznać za niedawne w porównaniu z innymi produktami roślinnymi. W opublikowanej pracy wykazano, że odmiany Ilex sp. można podzielić na cztery grupy na podstawie profilu kwasów tłuszczowych i dowody wydają się wskazywać na rodzaj Ilex jako roślinę o różnorodnych związkach, które można wykorzystać dla zdrowia ludzi i produkcji zwierzęcej. Potrzebne są dalsze badania naukowe, aby lepiej zrozumieć mechanizmy działania związków uzyskanych z Ilex sp. i potwierdzić ich pozytywne skutki zdrowotne. Opublikowane wyniki są pierwszą tego typu analizą w tej dziedzinie i otwierają nowe kierunki badań nad ostrokrzewami.
Link do publikacji w czasopiśmie Molecules.
Tekst: dr inż. Jakub Szperlik
Data publikacji: 27.01.2025 r.
Dodane przez: E.K.
