i

Aktuální číslo:

2020/10

Téma měsíce:

Hry

Antioxidant s (opravdu) léčebným účinkem?

 |  4. 5. 2020
 |  Vesmír 99, 262, 2020/5

K antioxidantům a jejich skutečné roli v léčbě nemocí se lze právem stavět poněkud skepticky. Mnoho antioxidantů, zejména pak těch nabízených a prodávaných jako „doplňky stravy“ nebo „výživové doplňky“, se ukázalo spíše neúčinných (Vesmír 98, 306, 2019/5). S ergothioneinem to však vypadá jinak.

Ergothione in byl poprvé izolován z paličkovice nachové (Claviceps purpurea) kolem roku 1900. Tato houba produkuje tzv. ergotové alkaloidy.1) Látka byla posléze nalezena i v některých dalších houbách (např. dnes poměrně hojně diskutované hlívě ústřičné, Plerotus ostreatus2)) a bakteriích (některé druhy Mycobacterium, Streptococcus, Bacillus a E. coli).

Rostliny a živočichové biosyntetickou dráhu pro tvorbu ergothioneinu postrádají. I přesto se tato látka vyskytuje v některých rostlinných potravinách. U některých, například u chřestu, se její hladiny mohou diametrálně lišit, což lze vysvětlit možným symbiotickým vztahem těchto rostlin s půdními houbovými či bakteriovými kulturami, nebo je to důsledkem kontaminace před sklizní či po ní. Jestliže se tedy ergothionein vyskytuje v potravinových zdrojích, zvířata, a tedy i člověk, jsou této látce vystaveni. Pak má smysl se ptát, jaký je její vliv na lidské zdraví.

První náznaky terapeutické účinnosti

Studie provedená v podmínkách in vitro zjistila, že ergothionein vykazuje slibnou antioxidační aktivitu. Tento jev však nemusí být nijak významný ve fyziologických podmínkách (Vesmír 98, 306, 2019/5). Vědci však přišli s dalšími velice zajímavými souvislostmi. Některé studie přišly s tvrzením, že ergothionein se absorbuje skrze velice specifický nosič OCTN1 (organic cation transporter, novel, type 1).3) Další výzkum odhalil, že ergothionein se akumuluje ve specifických tkáních (v červených krvinkách, kostní dřeni, játrech, ledvinách, spermatu, oku, a dokonce v mozku; zjištěno jak u zvířat, tak u lidí). Tento objev pro výzkumníky znamenal další otázku: Kdyby ergothionein neměl pro lidský organismus užitek, proč by jej schraňoval? Ergothionein se vyskytuje v potravinových zdrojích v poměrně malých množstvích, míra akumulace a retence této látky pro potřeby organismu je tedy značná.

Připomeňme si, že většina ostatních dietárních, tedy v potravě přijímaných antioxidantů (zejména flavonoidy, které byly vždy prezentovány jako velice silné antioxidanty in vivo) se spíš velice rychle metabolizuje nebo vylučuje z těla ven. Organismus s nimi tedy zachází jako s cizorodými látkami.

Flavonoidy se vyskytují snad ve všech vyšších rostlinách. Pokud je náš jídelníček bohatý na rostlinnou stravu, každý den konzumujeme závratná množství těchto látek (až 500 mg). Člověk, potažmo zvířata se tomuto evolučnímu tlaku museli nějak přizpůsobit – proto tedy ta rychlá metabolizace těchto látek a jejich vyloučení močí a fekáliemi. Všeho moc škodí.

Příznivý účinek ergothioneinu naznačil experiment, který u myší vyřadil gen pro produkci OCTN1.2) Tato zvířata byla oproti kontrole náchylnější k oxidačnímu stresu (je zapotřebí více studií, např. zjištění specifického fenotypu testovaných zvířat).

Výskyt v tělních tkáních a tekutinách

Ergothionein se u lidí v relativně vysokých hladinách nachází v červených krvinkách, játrech a slezině. Nicméně studie na zvířatech ukázaly, že látka se rychle vstřebává i v dalších tkáních a orgánech (mozek, srdce, plíce, ledviny, oči).

Když výzkumníci experimentálně podávali ergothionein lidem, koncentrace v krvi narůstala až měsíc po vysazení. V moči zkoumaných ho bylo extrémně málo, což opět naznačuje silnou retenční schopnost těla vůči této látce. Další studie přicházejí s tím, že ergothionein je rovněž přítomen i v některých extracelulárních tekutinách a sekretech (mozkomíšní mok a komorová voda oka). Obzvláště vysoké koncentrace se vyskytovaly ve zvířecích ejakulátech, v některých případech dokonce až šestkrát vyšší ve srovnání s krevními vzorky (zjištěno u prasat). Mezi ostatními přítomnými thiolovými a thionovými deriváty histidinu byl ergothionein dominantní (i ve srovnání s glutationem; viz Vesmír 98, 306, 2019/5). Data u lidí zatím bohužel nejsou dostupná.

Důležitý už pro dítě

Ergothionein byl nalezen taktéž v mateřském mléce (dostupné studie nasvědčují přítomnosti i v kravském a kozím mléce) a v mozku a moči novorozenců. Ergothionein se tedy dostává do plodu, zřejmě skrze placentu, nebo je absorbován z mateřského mléka přes gastrointestinální trakt novorozence (v obou případech je za distribuci zřejmě zodpovědný OCTN1, který je přítomný jak v placentě, tak i v gastrointestinálním systému novorozence), a je tedy zřejmě důležitý v prenatálním období i v dalších vývojových stadiích dítěte. K osvětlení této otázky je zapotřebí další výzkum.

Vliv oxidačního stresu na vývoj a sekundární patologii autoři studií uspokojivě potvrdili jen u některých typů rakovin, neurodegenerativních onemocnění a dlouhotrvajících zánětlivých stavů. Terapeutický vliv dietárních antioxidantů je tak omezen pouze na několik lidských onemocnění (pokud vůbec na nějaké). Jak je to v případě ergothioneinu?

Řada in vitro a zvířecích in vivo studií prokázala, že ergothionein má neuroprotektivní vlastnosti. Jeho podání potkanům, kterým byly do hipokampu injektovány β‑amyloidní partikule (Aβ),4) vedlo k nižší míře poničení neuronů. U potkaního modelu demence vědci potvrdili, že je látka schopna tlumit oxidační stres i rozsah kognitivního deficitu. Toto zatím nebylo prokázáno u lidí. Víme jen to, že krevní hladiny ergothioneinu jsou u zkoumaných pacientů s mírnou kognitivní poruchou a Parkinsonovou chorobou výrazně nižší ve srovnání s kontrolní skupinou (zdravými jedinci). To ukazuje na jeho možnou příznivou roli u neurodegenerativních poruch.

Některé studie naznačují, že přítomnost ergothioneinu je důležitá pro oči. Jedna například prokázala, že se snižující se hladinou ergothioneinu se zvyšuje závažnost šedého zákalu. U kuřat s uměle vyvolaným šedým zákalem pomocí glukokortikoidů vedlo podání této látky k pomalejšímu rozvoji zákalu. Další studie ještě nejsou k dispozici. Nicméně pokud vezmeme v potaz vysoké hladiny ergothioneinu v komorové vodě, dalších tekutinách a částech oka (slzy, čočka) a fakt, že rozvoj patologie některých očních onemocnění může souviset s oxidačním stresem, je velice pravděpodobné, že příznivý účinek této látky můžeme vysvětlit antioxidačním mechanismem.

Stále se objevují nové studie, které ukazují na možný vliv volných radikálů na rozvoj kardiovaskulárních onemocnění. Existují náznaky, že ergothionein je schopen bránit srdce před ischemickým stavem tím, že zabraňuje oxidaci myoglobinu kyslíkovými a dusíkovými radikály na cytotoxickou formu železitého myoglobinu. Vzhledem k tomu, že výrazné hladiny ergothioneinu se vyskytují v krvi, zdá se opět vhodné zkoumat jeho možný terapeutický význam. Ischemické stavy nejsou typické pouze pro srdce, ale i pro další tkáně (mozek, játra, kůže, gastrointestinální systém, svaly a ledviny). Některé studie na zvířatech ukázaly, že podání ergothioneinu ochrání tyto tkáně před ischemií.

Jisté pojítko ergothioneinu a jeho terapeutické účinnosti vědci nalezli i u jiných nemocí, leč ne vždy může být vysvětleno antioxidačním mechanismem. Nedávná studie popsala vztah této látky a chronického onemocnění ledvin: knockout genu pro tvorbu OCTN1 u potkaního modelu zhoršil stav renální fibrózy. Toto zjištění je relevantní i pro lidi, protože pacienti trpící chronickým onemocněním ledvin mají sníženou hladinu ergothioneinu. Ten je zřejmě dislokován do ledvin, kde je nějakým způsobem chrání proti symptomům tohoto onemocnění (snad tím, že zmírňuje oxidační stres?). U diabetu je vliv podávání antioxidantů na celkový stav nemoci spíše rozporuplný. Nicméně studie na zvířatech ukazují, že ergothionein je schopen situaci zlepšit. Také diabetici měli v jedné studii zvýšené krevní hladiny ergothioneinu, což by mohlo odpovídat sekundární odpovědi na oxidační stres. Objevují se ale i studie s protichůdnou informací: podání alloxanu5) králíkům dočasně vedlo ke snížení krevní koncentrace ergothioneinu. U jedinců trpících některými typy rakovin, obzvlášť u rakovin štítné žlázy, jater a jícnu, byla zjištěna zvýšená míra expresse OCTN1. Nicméně jen málo se ví o tom, co způsobilo tyto změny a jak ovlivňují vlastní hladiny ergothioneinu. Jestli se skutečně některé typy rakovin vyznačují akumulací ergothioneinu, opět to naznačuje, že se tak zřejmě děje pro ochranu těla. Je rovněž velice pravděpodobné, že zvýšení hladin ergothioneinu nastává v důsledku chemoterapie (některé studie upozorňují na přítomnost oxidačního stresu po aplikaci některých protirakovinných léků; zřejmě to bude platit i v případě radioterapie).

Říci s jistotou, že ergothionein má příznivý vliv při lidských onemocněních, zatím nemůžeme, důkazů je stále málo. Nicméně na základě dosud nastřádaných informací je velice pravděpodobné, že má výrazný terapeutický potenciál, a mnohé účinky na lidské zdraví by se daly vysvětlit antioxidačním mechanismem. Jsem velice zvědav, jestli se v budoucnu s ergothioneinem setkáme v reklamách, které této látce (jako i ostatním antioxidantům) budou připisovat nadpozemské vlastnosti, pevné zdraví a věčné mládí.

Literatura

Ey J. et al.: Dietary sources and antioxidant effects of ergothioneine. Journal of Agricultural and Food Chemistry 55, 6466–6474, 2007, DOI: 10.1016/j.foodchem.2017.04.109.

Gründemann D. et al.: Discovery of the ergothioneine transporter. PNAS 102, 5256–5261, 2005, DOI: 10.1073/pnas.0408624102.

Halliwell B. et al.: Ergothioneine – a diet derived antioxidant with therapeutic potential. FEBS Letters 592, 3357–3366, 2018, DOI: 10.1002/1873-3468.13123.

Cheah I. K. et al.: Administration of pure ergothioneine to healthy human subjects: uptake, metabolism, and effects on biomarkers of oxidative damage and inflammation. Antioxidants & Redox Signaling 26, 193–206, 2017, DOI: 10.1089/ars.2016.6778.

Tang R. M. Y. et al.: Distribution and accumulation of dietary ergothioneine and its metabolites in mouse tissues. Scientific Reports 8, 1601, 2018, DOI: 10.1038/s41598-018-20021-z.

Poznámky

1) Paličkovice nachová je houbová nákaza vyskytující se mj. na kulturních lipnicovitých plodinách (pšenice, žito apod.). Stav po konzumaci produktů připravených z napadených rostlin se v minulosti označoval jako oheň sv. Antonína nebo ergotismus. Otravu způsobují ergotové alkaloidy (ergotamin, ergometrin a další) a ta pak vede k nekrózám dolních a horních končetin, silným křečím, průjmům, bolestem hlavy, halucinacím a potažmo smrti. Ergotové alkaloidy mají velký farmakologický význam a jejich deriváty se využívají například v porodnictví (omezení poporodního krvácení), k léčbě akutních forem migrény, rakoviny prsu apod. Mezi další deriváty ergotových alkaloidů řadíme diethylamid kyseliny lysergové, halucinogen známý rovněž jako LSD.

2) Tato houba produkuje polysacharidický β-1,6-glukan, který se nyní přidává do přípravků podporujících imunitu, jako např. imunoglukan®. Jeho účinnost však není dodnes uspokojivě prokázána.

3) OCTN1 spolu s OCTN2 jsou poměrně hojně exprimované transportéry, které jsou zodpovědné za distribuci L-karnitinu do tkání a jeho reabsorpci v ledvinách. L-kartinin je zodpovědný za transport mastných kyselin do mitochondrií; nyní se s ním můžeme setkat v některých preparátech na hubnutí. Mnoho studií dokázalo, že OCTN1 hraje velice důležitou roli v transportu ergothioneinu a je jeho preferovaný endogenní substrát.

4) Aβ se považují za hlavní složku senilních plaků a neurofibrilárních klubek, vyskytujících se v mozku pacientů trpících Alzheimerovou chorobou. Jsou zodpovědné za rozvoj typických symptomů této nemoci.

5) Alloxan je látka projevující se vysokou toxicitou vůči β-pankreatickým buňkám a využívá se ve zvířecích modelech k vyvolání diabetu.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Farmakologie

O autorovi

Jan Tauchen

Ing. Jan Tauchen, Ph.D., (*1987) vystudoval zemědělství tropů a subtropů na Fakultě tropického zemědělství na České zemědělské univerzitě v Praze. Na katedře kvality a bezpečnosti potravin na Fakultě agrobiologie, potravin a přírodních zdrojů ČZU se nyní věnuje stanovením zdraví prospěšných a potenciálně nebezpečných látek pomocí metod analytické chemie u různých materiálů včetně tzv. nových potravin a léčivých rostlin z tropických oblastí. Za tímto účelem se účastnil expedic do Peru a Zambie.
Tauchen Jan

Doporučujeme

Lekce z pandemie

Lekce z pandemie

Eva Bobůrková  |  5. 10. 2020
Když se objevila zpráva, že pražský taxikář, hospitalizovaný v těžkém stavu s nemocí covid-19, dostal jako první pacient v Česku nový...
Hry a lidé

Hry a lidé

Martin Soukup  |  5. 10. 2020
Hra a hraní je základem každé kultury. Přesněji řečeno, hra kulturu předchází. Jak si hrají lidé neznalí písma, jak si osvojují fotbal či kriket,...
Nahlédnout mořským prvokům pod pokličku

Nahlédnout mořským prvokům pod pokličku uzamčeno

Sepsat výsledky pětiletého výzkumu 113 vědců z 53 laboratoří a 14 zemí světa znamenalo vytvořit uživatelskou příručku pro genetickou manipulaci...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné