Właściwości prozdrowotne roślin i ich metabolitów wtórnych

Transkrypt

1 Właściwości prozdrowotne roślin i ich metabolitów wtórnych

2

3 Właściwości prozdrowotne roślin i ich metabolitów wtórnych Redakcja: Monika Maciąg Kamil Maciąg Lublin 2018

4 Wydawnictwo Naukowe TYGIEL składa serdecznie podziękowania dla zespołu Recenzentów za zaangażowanie w dokonane recenzje oraz merytoryczne wskazówki dla Autorów. Recenzentami niniejszej monografii byli: prof. dr hab. Agnieszka Beata Piwowar prof. dr hab. Anna Płaza dr hab. n. farm. Agnieszka Markowska dr hab. Roman Prażak dr n. farm. Beata Chudzik-Rząd dr inż Anna Kiełtyka-Dadasiewicz dr n. med. Monika Sadowska dr n. farm. Anna Serefko dr n. farm. Aleksandra Szopa dr n. farm. Sylwia Zielińska Wszystkie opublikowane rozdziały otrzymały pozytywne recenzje. Skład i łamanie: Ilona Żuchowska Projekt okładki: Marcin Szklarczyk Copyright by Wydawnictwo Naukowe TYGIEL sp. z o.o. ISBN Wydawca: Wydawnictwo Naukowe TYGIEL sp. z o.o. ul. Głowackiego 35/341, Lublin

5 Spis treści Agata Zięba, Ewa Kędzierska, Ewa Gibuła Analiza właściwości farmakologicznych przetworów z Panax ginseng C.A.Mey. oraz Rhodiola rosea L. ze szczególnym uwzględnieniem wpływu ich suplementacji na kondycję i wydolność fizyczną... 7 Marta Pawlicka, Kamil Bałabuszek, Anna Mroczek, Kamila Kasprzak, Halina Piecewicz-Szczęsna Wybrane rośliny lecznicze o działaniu hipoglikemizującym Barbara Krochmal-Marczak, Barbara Sawicka, Bernadetta Bienia Topinambur jako surowiec dla przemysłu farmaceutycznego Paula Ćwiek, Adam Grdeń, Agnieszka Malik Właściwości prozdrowotne morwy białej Marcelina Makuch, Paulina Terlecka, Marcin Makuch Zastosowanie lecznicze płucnicy islandzkiej Cetraria islandica (L.) Dominika Rymarz, Alicja Tymoszuk Charakterystyka i zastosowanie lecznicze Harpagophytum procumbens Burch. DC ex Meissn Barbara Sawicka, Dominika Skiba, Piotr Barbaś Właściwości odżywcze i zdrowotne Helianthus tuberosus L Barbara Sawicka, Ali Hulail Noaema, Barbara Krochmal-Marczak Ziemniak (Solanum Tuberosum L.) jako roślina o wysokich wartościach odżywczych i właściwościach leczniczych Mateusz Tomaszewski, Paulina Terlecka, Tomasz Łupina, Marcin Kulczyński, Ewa Piotrowska Zastosowanie metyloksantyn w astmie i przewlekłej obturacyjnej chorobie płuc Eryk Cekała, Iwona Raciborska Wpływ suplementów diety na bazie fitoestrogenów na łagodzenie wczesnych objawów menopauzy Kamila Kasprzak, Marta Pawlicka, Anna Oniszczuk Fitoestrogeny wpływ na współwystępujące schorzenia i dolegliwości kobiet w okresie menopauzalnym Aleksandra Kędziora, Krystian Ciechański, Leszek Szalewski Czarnuszka siewna tradycyjny lek ziołowy w schorzeniach jamy ustnej. Przegląd piśmiennictwa i badań naukowych

6 Anna Biernasiuk, Małgorzata Zarzycka, Anna Malm Olejki eteryczne jako naturalne antymikotyki stosowane w kandydozach jamy ustnej Paulina Terlecka, Mateusz Tomaszewski, Paulina Iwaniuk, Marcelina Makuch, Karol Terlecki Fitoterapia w zapaleniu błony śluzowej gardła i migdałków podniebiennych Indeks autorów

7 Agata Zięba 1, Ewa Kędzierska 2, Ewa Gibuła 3 Analiza właściwości farmakologicznych przetworów z Panax ginseng C.A.Mey. oraz Rhodiola rosea L. ze szczególnym uwzględnieniem wpływu ich suplementacji na kondycję i wydolność fizyczną 1. Wstęp W latach , idea roślinnych leków zwiększających zdolność do przetrwania w niesprzyjającym środowisku zyskała na popularności. W tym okresie powstała również teoria adaptogenów zaproponowana przez rosyjskiego naukowca Lazareva. Teoria ta została oparta na założeniach Hansa Selye sa [1] dotyczących stresu i mechanizmu adaptacyjnego, który składa się z trzech faz: pierwsza reakcja alarmowa, stanowi ją pierwotna odpowiedź organizmu na działanie niekorzystnego czynnika. W organizmie dochodzi do nasilenia aktywności sympatycznego układu nerwowego, wzrostu ilości amin katecholowych oraz glikokortykosteroidów we krwi. Faza alarmowa charakteryzuje się również wzmożonym tempem procesów katabolicznych w organizmie; druga opór, adaptacja związana jest z oporem organizmu, na skutek z długotrwałej ekspozycji na działanie niekorzystnego czynnika. W tej fazie dochodzi do wzrostu tempa procesów anabolicznych. Organizm wykształca pewnego rodzaju odporność na niekorzystny czynnik. Jeśli na tym etapie nie zostanie przywrócona homeostaza może dojść do rozwoju tzw. chorób adaptacyjnych; trzecia wyczerpanie dotyczy stanów, w których niekorzystny czynnik zbyt długo oddziałuje na organizm. Opór powstały w drugiej fazie słabnie, organizm nie jest w stanie dłużej opierać się działaniu stresora, co prowadzi do rozpoczęcia procesów chorobowych [1]. Adaptogeny są grupą substancji roślinnych [2], które modyfikują odpowiedź organizmu na niekorzystne czynniki stresowe. W uproszczeniu można to określić, jako wytworzenie odporności na stres, przy jednoczesnym wydłużeniu fazy adaptacji. Pod koniec 1960 roku, Bekhman i Dardimov zaproponowali teorię, wg której adaptogenami są wszystkie organizmy które podnoszą odporność na niekorzystne czynniki (fizyczne, psychiczne, biologiczne, chemiczne inaczej stresory). Prowadzą 1 zieba.agata@gmail.com, Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Zakładzie Farmakologii z Farmakodynamiką, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Analityki Medycznej, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 2 Katedra i Zakład Farmakologii z Farmakodynamiką, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Analityki Medycznej, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 3 Katedra i Zakład Farmakologii z Farmakodynamiką, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Analityki Medycznej, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 7

8 Agata Zięba, Ewa Kędzierska, Ewa Gibuła one do przywrócenia naturalnego stanu dynamicznej równowagi. W tym okresie, głównym miejscem prowadzenia badań nad tą grupą roślin był Związek Radziecki. Związane to było z prowadzonym wtedy na terenie kraju projektem wyszukiwania biologicznie czynnych substancji w królestwie roślin. Główną przyczyną badań nad stresem stała się chęć wprowadzenia nowych leków i metod pozwalających na stymulowanie odpowiedzi na wydłużające się oddziaływanie stresorów, tak ażeby mimo niesprzyjających warunków możliwa była praca fizyczna i umysłowa [3 5]. Zakres przeprowadzonych badań był ogromny, przeprowadzono aż 1009 badań (farmakologicznych i klinicznych), które zostały opublikowane w Rosji do 1982 roku. W większości z nich wykorzystano ekstrakty albo izolaty pozyskane z eleuterokoka kolczastego (Eleuterococcus senticosus, Maxim.). Obecnie wśród najbardziej znanych roślin o właściwościach adaptogennych wymienia się żeń-szeń właściwy (Panax ginseng C.A. Mey.) oraz różeniec górski (Rhodiola rosea L.) [6]. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie wyników przeglądu fachowej literatury dotyczącej wyżej wymienionych gatunków roślin. Autorzy szczególną uwagę zwracają na wpływ suplementacji przetworów z różeńca górskiego i żeń-szenia na wydolność i siłę fizyczną u ludzi. Dodatkowo chcieliby odpowiedzieć na pytanie czy ewentualne właściwości anaboliczne substancji są na tyle silne, że mogłyby zostać wykorzystane jako nowoczesne środki dopingujące w sporcie. 2. Panax ginseng (korzeń żeń-szenia, łac. Panax ginseng C.A. Mey., Familia: Araliaceae) Żeń-szeń jest jednym z najbardziej znanych ziół pochodzących z Azji. Zawiera on wiele związków aktywnych farmakologicznie. Najważniejszymi substancjami izolowanymi z jego korzenia są tetracykliczne saponiny triterpenowe, określane mianem ginsenozydów, poliacetyleny, polifenole, oraz kwasowe polisacharydy. Zaproponowano wiele teorii, które miały wyjaśnić mechanizmy działania przetworów z tego surowca. W Tradycyjnej Medycynie Chińskiej zakłada się, że pozwala on na przywrócenie Qi (energii życiowej) [7, 8]. Obecnie uważa się, iż żeńszeń wpływa na aktywność osi podwzgórze-przysadka-kora nadnerczy (HPA), prawdopodobnie przez ograniczanie katabolicznego efektu wywieranego przez hormon stresu kortyzol [9]. Biorąc pod uwagę właściwości antystresowe tego surowca, jego suplementacja może prowadzić do spadku zmęczenia oraz poprawy wytrzymałości organizmu podczas zawodów. Większość dotychczasowych badań skupiała się na wpływie na wydolność układu krążenia oraz wydolność tlenową, tylko niektóre z nich badają wpływ na aktywność psychomotoryczną. Rosnące zainteresowanie naukowców tym surowcem, związane jest z wielokierunkowym działaniem biologicznym przetworów żeń-szenia. Powszechnie znane są jego właściwości immunostymulujące (usprawniające odpowiedź układu odpornościowego), adaptogenne, poprawiające funkcje kognitywne, przeciwzapalne, antynowotworowe i pobudzające. Korzenie, łodygi i liście rośliny, ze względu na zawartość cennych substancji czynnych znalazły zastosowanie w regulowaniu homeostazy i wzmacnianiu odpowiedzi organizmu na niekorzystne warunki zewnętrzne. Spośród wielu potencjalnych zastosowań tego surowca, najciekawsza wydaje się być poprawa wydolności fizycznej oraz kondycji u osób uprawiających sport. Azjatycki 8

9 Analiza właściwości farmakologicznych przetworów z Panax ginseng C.A.Mey. oraz Rhodiola rosea L. ze szczególnym uwzględnieniem wpływu ich suplementacji na kondycję i wydolność fizyczną żeń-szeń znalazł się w centrum zainteresowania naukowców już na początku lat 70 ubiegłego stulecia. Przeprowadzili oni badania wskazujące, iż przyjmowanie ekstraktów żeń-szenia prowadzi do podniesienia poziomu energii u osób w trakcie treningu. Przetwory z żeń-szenia nie zostały umieszczone na liście substancji zakazanych w sporcie, dlatego, że po podaniu ich nie zaobserwowano wzrostu stężenia jakiegokolwiek z zakazanych związków w moczu [10]. Z tego powodu na chwilę obecną stosowanie suplementów zawierających wyciągi z Panax ginseng C.A.Mey. nie wiąże się z dyskwalifikacją z zawodów sportowych [10]. Badanie przeprowadzone z udziałem myszy [11], które poddano testowi pływania udowodniło, że polisacharydy wyizolowane z Panax ginseng C.A.Mey. mogą obniżać zmęczenie. Owe rezultaty zaobserwowane zostały po podawaniu polisacharydów w dawkach 50, 100 i 200 mg kg -1 przez 15 dni. W eksperymencie zaobserwowano, iż godzinę po podaniu ostatniej dawki (200 mg kg -1 ) znacznej poprawie uległa wydolność myszy. Kiedy porównano efekty działania fragmentów neutralnych polisacharydów (40, 100, 160, 200 mg kg -1 ) z fragmentami kwasowymi okazało się, że wszystkie dawki kwasowych polisacharydów wykazywały większą aktywność w stosunku do form neutralnych, które wykazywały aktywność dopiero przy zastosowaniu najwyższego stężenia. Kwasowy fragment związku poprawił wykorzystanie glukozy przez tkanki. Po podaniu zaobserwowano również obniżenie poziomu triglicerydów we krwi oraz zwiększoną ekspresję genu dla dysmutazy ponadtlenkowej co może być związane z antyoksydacyjnymi właściwościami substancji [11]. W kolejnym badaniu u myszy używano dawek 1, 10, 100 mg kg -1 ekstraktu zawierającego 10% ginsenozydów, jednakże nie udało się wykazać wpływu 7 dniowej suplementacji na poprawę wytrzymałości pływackiej u zwierząt [12]. W przypadku badań, które prowadzone były z wykorzystaniem modeli zwierzęcych, uzyskane wyniki potwierdzają stymulujący wpływ podawania przetworów z rośliny na wydolność i kondycję fizyczną. Niestety nawet stosowanie większych dawek substancji czy podanie parenteralne uniemożliwia dokładne przełożenie tych wyników na organizm człowieka [13]. Na początku lat 80 XIX w. dr Imre Forgo opublikował wyniki niewielkich badań przeprowadzonych w Niemczech z udziałem elitarnych sportowców. Grupa badanych przyjmowała dwie, 100 mg kapsułki standaryzowanego produktu G115 (Ginsana, Pharmaton) (zawartość suchego esktraktu Panax ginseng w jednej tabletce 50 mg). U badanych zaobserwowano wzrost poboru tlenu, spadek poziomu kwasu mlekowego we krwi po wysiłku oraz zwolnienie akcji serca. Poprawie uległo również subiektywne odczucie na temat podjętego wysiłku fizycznego [14]. Niestety, niektóre z przeprowadzonych w tym okresie badań nie korzystały z próby kontrolnej lub placebo, dodatkowo wykorzystane metody pomiarowe były niedokładne, dlatego do uzyskanych wyników należy podchodzić z dużą rezerwą (Tabela 1). Tabela 1. Zestawienie badań dot. wpływu suplementacji przetworów z Panax ginseng na kondycję fizyczną (opracowanie własne). DB podwójnie ślepa próba, PC kontrolowane placebo, R randomizowane, CO crossover, PANAS positive and negative affect schedule (rodzaj testu psychologicznego), POMS profile of mood survey(rodzaj testu psychologicznego), RER współczynnik wymiany oddechowej, RPE wskaźnik postrzeganego wysiłku, B.d.- brak danych. 9

10 Agata Zięba, Ewa Kędzierska, Ewa Gibuła 10

11 Analiza właściwości farmakologicznych przetworów z Panax ginseng C.A.Mey. oraz Rhodiola rosea L. ze szczególnym uwzględnieniem wpływu ich suplementacji na kondycję i wydolność fizyczną Źródło: Opracowanie własne, na podstawie [14 27] Na podstawie dotychczasowych badań stwierdzono, iż podawanie sproszkowanego korzenia Panax ginseng może prowadzić do wzrostu siły mięśniowej i wydolności podczas treningów aerobowych. Wymagane jest przyjmowanie dawki powyżej 2000 mg dziennie, przez co najmniej 8 tygodni, przy zachowaniu dostatecznej aktywności fizycznej lub umysłowej (szczególnie u osób nieuprawiających sportu i starszych). Jednocześnie wart podkreślenia jest fakt, że istnieją parametry w przypadku których nie odnotowano poprawy wynikającej ze stosowania suplementacji z korzenia żeń-szenia (m.in. pobór O 2, obciążenie wstępne) [28]. Warto podkreślić, że w badaniach klinicznych nie zaobserwowano działań niepożądanych wynikających z przyjmowania przetworów z tego surowca. Sporadycznie jednak mogą wystąpić pewne skutki uboczne, do których zaliczyć można: mastalgię (bolesne piersi), krwawienia z pochwy, zanik miesiączek, tachykardie, obrzęki, niedociśnienie, kołatanie serca, zmniejszony apetyt, świąd, ból i zawroty głowy czy napady euforii [28]. Należy wyraźnie zaznaczyć, iż doświadczenia przeprowadzone na zwierzętach przyniosły nadzieję na wykorzystanie przetworów z żeń-szenia do poprawy wydolności fizycznej. Jednakże zwierzęta otrzymywały dawki substancji znacznie większe (nawet do 100 razy większe) niż ludzie. Dodatkowo surowiec mimo innych udowodnionych doświadczalnie zastosowań, nie przynosi zauważalnych rezultatów, jeśli chodzi o znaczne podniesienie wydajności fizycznej sportowców. 11

12 Agata Zięba, Ewa Kędzierska, Ewa Gibuła 3. Rhodiola rosea root (korzeń różeńca górskiego, łac. Rhodiola rosea L., Familia: Crassulaceae) Rhodiola rosea, znana również pod nazwami arktyczny korzeń czy złoty korzeń, używany był przez starożytne cywilizacje w celu zwiększenia energii i witalności [29]. Najważniejszymi ciałami czynnymi rośliny są związki fenolowe (salidrozyd) i należące do fenylopropanoidów: rozawina, rozyna oraz rozaryna. [30]. Przetwory z surowca najczęściej standaryzowane są na poziom rosaweryny lub salirozydu albo obu tych substancji [31]. Rosaweryna jest markerem unikatowym dla tego gatunku, natomiast salirozyd jest związkiem fenolowym charakterystycznym dla całego rodzaju Rhodiola. Cechą pozwalającą na odróżnienie rożeńca górskiego od pozostałych roślin w obrębie rodzaju jest stosunek rozawin do salirozydu (3:1). Powszechne jest przypisywanie tej roślinie właściwości adaptogennych, przeciwdepresyjnych oraz poprawiających procesy kognitywne [32]. Działanie adaptogenne surowca związane jest z wpływem na układ nerwowy. Przetwory z rośliny wydają się mieć pozytywny wpływ na funkcjonowanie osi podwzgórze-przysadka-kora nadnerczy (HPA). Z kolei usprawnienie działania tego szlaku odgrywa kluczową rolę w odpowiedzi na stres i przystosowaniu do zmieniających się warunków. Rożeniec wpływa na procesy adaptacji poprzez uwalnianie katecholamin, a także wzrost przepuszczalności bariery krew-mózg dla prekursorów dopaminy i serotoniny. Badania wykazały, że stosowanie przetworów z tej rośliny prowadzi do wzrostu poziomu β-endorfin, co chroni przed spadkiem ich stężenia we krwi wywołanym stresem [33]. Jedno z ciekawszych zastosowań surowca związane jest z jej wpływem na aktywność mięśni szkieletowych. Wiadomo, że, intensywne ćwiczenia fizyczne prowadzą do wzrostu uwalniania wolnych pierwiastków. Proces ten może prowadzić do uszkodzeń, chociażby poprzez zmniejszenie ilości wapnia w miofilamentach [34, 35]. Podawanie przetworów z surowca, znacznie spowalnia powstawanie tych uszkodzeń Właściwości antyoksydacyjne związków czynnych izolowanych z korzenia rożeńca górskiego udało się udowodnić podczas badań in vitro z czterema najważniejszymi biologicznie czynnymi substancjami tj. salirozydem, rozyną, rozawiną i rozawerną [36]. Wykazały one, zależną od dawki zdolność do usuwania reaktywnych form tlenu [37]. Obecnie uważa się, że roślina ta zawdzięcza swoje właściwości antyoksydacyjne zdolności do aktywacji wewnątrzkomórkowych szlaków sygnałowych oraz ochronie komórek przed działaniem wolnych rodników [38]. W badaniu przeprowadzonym przez Huang et al. [37] udało się wykazać, że 4- tygodniowa suplementacja ekstraktem z Rhodiola rosea korzystnie wpływa na wzrost ekspresji białek enzymów antyoksydacyjnych w wątrobie szczurów. Zwierzęta wykorzystywane w tym badaniu miały znacznie obniżony poziom wolnych rodników tlenowych we krwi, wątrobie i mięśniach szkieletowych oraz odnotowano u nich wzrost wydajności pływackiej [37]. Dodatkowo, jedna z głównych substancji chemicznych zawartych w roślinie wykazuje zdolność do aktywacji kinazy aktywowanej 5 AMP (AMPK) w komórkach mięśni szkieletowych i zwiększania wychwytu glukozy w sposób zależny od stężenia (w zakresie 1,25-80 mikromoli, bez dawki przewyższającej czynną kontrolę). W badaniu tym zauważono, również, że wychwyt glukozy wywołany przez insulinę był nieznacznie zwiększony dzięki salirozydowi [39]. Wpływ suplementacji przetworami 12

13 Analiza właściwości farmakologicznych przetworów z Panax ginseng C.A.Mey. oraz Rhodiola rosea L. ze szczególnym uwzględnieniem wpływu ich suplementacji na kondycję i wydolność fizyczną z tego surowca na wydolność fizyczną pozostaje nie do końca zbadany. Podawanie preparatów z różeńca szczurom doprowadziło do wydłużenia czasu pływania. Niestety wyniki te nie zostały potwierdzone u profesjonalnych sportowców [40]. Ponadto niektóre z przeprowadzonych doświadczeń nie udowodniły związku pomiędzy podaniem przetworu z Rhodiola rosea a efektywnością ćwiczeń fizycznych, podczas gdy inne potwierdzały ich skuteczność. Zastosowane w badaniach dawki surowca, również nie pozwalają na jednoznaczne określenie wpływu podawania różeńca na wzrost wydolności fizycznej u ludzi. Na przykład de Bock et al. [41] wykazali, że wysoka dawka wyciągu z Rhodiola rosea pozwoliła na wydłużenie czasu treningu do wyczerpania sił na ergometrze. Przeciwne wnioski wyciągnięto po analizie wyników 4-tygodniowego badania, którego członkowie zostali poddani terapii przetworem z rośliny. Rezultaty testu kondycyjnego, nie uległy zmianie [44] Tabela 2. Tabela 2.Zestawienie wyników badań dotyczących wpływu suplementacji przetworów z Rhodiola rosea na kondycję fizyczną (opracowanie własne). DB podwójnie ślepa próba, PC kontrolowane placebo, R randomizowane, CO crossover, PANAS positive and negative affect schedule (rodzaj testu psychologicznego), POMS profile of mood survey (rodzaj testu psychologicznego), RER współczynnik wymiany oddechowej, RPE wskaźnik postrzeganego wysiłku, WKT wolne kwasy tłuszczowe. 13

14 Agata Zięba, Ewa Kędzierska, Ewa Gibuła Źródło: Opracowanie własne, na podstawie [41 46] Analiza wyników przedstawionych w powyższej tabeli badań wykazała, iż podawanie przetworów z różeńca górskiego w niewielkim stopniu wpływa na poprawę wydolności i kondycji fizycznej. Uzyskane informacje pochodzą w większości z doświadczeń prowadzonych na zdrowych osobach, które nie uprawiają sportu zawodowo, dlatego otrzymane wyniki ciężko odnieść do świata profesjonalnych sportowców. Wart zauważenia jest fakt, że w przypadku doustnego krótkoterminowego (6-10 tygodni, dobowa dawka 340 mg przetworu z surowca) [47] przyjmowania 14

15 Analiza właściwości farmakologicznych przetworów z Panax ginseng C.A.Mey. oraz Rhodiola rosea L. ze szczególnym uwzględnieniem wpływu ich suplementacji na kondycję i wydolność fizyczną ekstraktu z Rhodiola rosea jest bezpieczne. Aktualnie brak jest danych na temat wpływu długoterminowej suplementacji na zdrowie. Przedawkowanie może wiązać się z wywołaniem działań niepożądanych, do których należą: zawroty głowy, suchość w ustach lub nadprodukcja śliny [48]. 4. Podsumowanie Na rynku suplementów diety dla sportowców, w ostatnich latach, pojawiło się coraz więcej produktów zawierających wyciągi z żeń-szenia właściwego i różeńca górskiego. Niestety na chwilę obecną dysponujemy niewielką ilością wyników badań, które często dostarczają nam sprzecznych informacji na temat ich działania. Analiza dotychczasowych badań pozwala jedynie na stwierdzenie, że korzenie Panax ginseng oraz Rhodiola rosea są roślinami o wszechstronnym zastosowaniu. Przyjmowanie przetworów z tych roślin prowadzi nie tylko do obniżenia poziomu stresu, ale także w odniesieniu do sprawności fizycznej korzystnie wpływa na zmniejszenie poziomu mleczanów powstałych w wyniku intensywnego wysiłku oraz markerów uszkodzenia mięśni. Suplementacja przetworami z różeńca i żeń-szenia wpływa również na zwiększenie zwiększenie pułapu tlenowego. Wart podkreślenia jest fakt, że bazując na obecnym stanie wiedzy prawdopodobieństwo wykorzystania tych preparatów, jako środków dopingujących jest niewielkie. Jednakże podawane w rozsądnych dawkach pomogą zachować zdrowie i ogólną kondycję bez zagrożenia dla sportowców. Literatura 1. Mrozowski T., Rośliny adaptogenne. Stres jako czynnik chorobotwórczy, Magazyn Aptekarski, 7, (2007), s Dardymov I. V., New substances of plant origin which increase nonspecific resistance, Ann. Rev. Pharmacol., 8, (1968), s Lazarev N.V., Experimental data for the evaluation of the Far East Schisandra as a stimulant, Transactions of the Scientific and Medical Board of the Administration of the Medical-Sanitary Department of the USSR Navy. Leningrad., 1946,s Brekhman I. I., Dardymov I. V., Pharmacological investigation of glycosides from Ginseng and Eleutherococcus, Lloydia, 1, (1969),s Brekhman I. I., editor. Eleutherococc (Bibliographic index) st ed. USSR Academy of Sciences, Far East Scientific Center, Institute of Marine Biolofy; Vladivostok, USSR: (1982), s Blumenthal M., The complete German Commission E monographs. Therapeutic guide to herbal medicines, American Botanical Council, Austin TX, (1998) 7. Popov I. M., Goldwag W. J., A review of the properties and clinical effects of ginseng, Am J Chin Med., 1, (1973),s Hobbs C., The ginsengs. A user's guide, Botanica Press, Santa Cruz CA, (1996) 9. Bahrke M. S., Morgan W. P., Evaluation of the ergogenic properties of ginseng, Sports Med, 18, (1994),s Cui J. F., Bjorkhem I., Eneroth P.,Gas chromatographic-mass spectrometric determination of 20(S)-protopanaxadiol and 20(S)-protopanaxatriol for study on human urinary excretion of ginsenosides after ingestion of ginseng preparations, J Chromatogr B Biomed Sci Appl.689, (1997), s

16 Agata Zięba, Ewa Kędzierska, Ewa Gibuła 11. Wang J., i wsp., Anti-fatigue activity of the water-soluble polysaccharides isolated from Panax ginseng C. A. Meyer, J Ethnopharmacol., 130, (2010), s Shin H. Y., i wsp,. The effect of Panax ginseng on forced immobility time & immune function in mice, Indian J Med Res.,124,(2006), Dónal P., O Mathúna, Ginseng to Enhance Sports Performance., Integrative Medicine, 4, (2001), s Pieralisi G. i wsp., Effects of a standardized ginseng extract combined with dimethylaminoethanol bitartrate, vitamins, minerals, and trace elements on physical performance during exercise, Clinical therapeutics, 13, (1990), s Van Schepdael P., Les effets du ginseng G115 sur la capacité physique de sportifs d endurance, Acta Therapeutica, 19, (1993), s Cherdrungsi P., Rungroeng K., Effects of standardised ginseng extract and exercise training on aerobic and anaerobic exercise capacities in humans, Korean J Ginseng Sci, 19, (1995), s Morris A. C., Jacobs I. i wsp., No ergogenic effect of ginseng ingestion, Int J Sport Nutr, 6, (1996), s Smith K. i wsp., Efficacy of a standardized ginseng extract to alter psychological function characteristics at rest and during exercise, Med Sci Sports Exerc,27, (1995), s Engels H. J., i wsp., Effect of chronic ginseng intake on metabolic responses during and in the recovery from graded maximal exercise, Med Sci Sports Exerc, 27, (1995), s. 147 (abstr). 20. Caso Marasco A., i wsp., Double-blind study of a multivitamin complex supplemented with ginseng extract, Drugs Exp Clin Res, 22, (1996), s Sørensen H., Sonne J., A double-masked study of the effects of ginseng on cognitive functions, Current Therapeutic Research, 57, (1996), s Engels H. J, Wirth J. C., No ergogenic effects of ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer) during graded maximal aerobic exercise, J Am Diet Assoc., 97, (1997), s Allen J. D., McLung J., Nelson A. G. i wsp., Ginseng supplementation does not enhance healthy young adults peak aerobic exercise performance, J Am Coll Nutr.,17,(1998), s Ziemba A. W. i wsp., Ginseng treatment improves psychomotor performance at rest and during graded exercise in young athletes, Int J Sport Nutr.,9,(1999),s Engels H. J., i wsp., Effects of ginseng supplementation on supramaximal exercise performance and short-term recovery, J Strength Cond Res.,15,(2001),s Ping F. W. i wsp., Effects of acute supplementation of Panax ginseng on endurance running in a hot & humid environment., Indian J Med Res.,133,(2011),s Jung H. L. i wsp., Effects of Panax ginseng supplementation on muscle damage and inflammation after uphill treadmill running in humans, Am J Chin Med., 39, (2011), s Bucci L. R., Selected herbals and human exercise performance, The American Journal of Clinical Nutrition,72, (2000), 624S-636S 29. Kelly G. S., Rhodiola rosea: a possible plant adaptogen., Altern Med Rev., 6, (2001), s Petkov V. D., Yonkov D. i wsp., Effects of alcohol aqueous extract from Rhodiola rosea L. roots on learning and memory, Acta Physiol Pharmacol Bulg 12, (1986),s Brown R. P., Gerbarg P. L., Ramazanov Z., Rhodiola rosea: a phytomedicinal overview, HerbalGram.,56, (2002), s

17 Analiza właściwości farmakologicznych przetworów z Panax ginseng C.A.Mey. oraz Rhodiola rosea L. ze szczególnym uwzględnieniem wpływu ich suplementacji na kondycję i wydolność fizyczną 32. Mattioli L., Perfumi M., Effects of a Rhodiola rosea L. extract on acquisition and expression of morphine tolerance and dependence in mice, J Psychopharmacol., 25, (2011), s Xia N., Li J., Wang H., Wang J., Wang Y., Schisandra chinensis and Rhodiola rosea exert an anti-stress effect on the HPA axis and reduce hypothalamic c-fos expression in rats subjected to repeated stress, Exp Ther Med.,11, (2016), s Walker T. B., Robergs R. A., Does Rhodiola rosea possess ergogenic properties?, Int J Sport Nutr Exerc Metab, 16, (2006),s Reid M. B., Free radicals and muscle fatigue: of ROS, cannaries, and the IOC, Free Radic Biol Med, 44,(2008), s R 36. De Sanctis R., De Bellis i wsp., In vitro protective effect of Rhodiola rosea extract against hypochlorous acid-induced oxidative damage in human erythrocytes., Biofactors, 20 (2004), s Huang S. C. i wsp., Attenuation of long-term Rhodiola rosea supplementation on exhaustive swimming-evoked oxidative stress in the rat., Chin J Physiol,, 52, (2009),s Forman H. J.,Davies K. J.,Ursini F., How do nutritional antioxidants really work: nucleophilic tone and para-hormesis versus free radical scavenging in vivo., Free Radic Biol Med, 66, (2014), s Li H. B., et al., Salidroside stimulated glucose uptake in skeletal muscle cells by activating AMP-activated protein kinase, Eur J Pharmacol.,7, (2008),s Skarpanska-Stejnborn A.,Pilaczynska-Szczesniak L.,Basta P., Deskur-Smielecka E., The influence of supplementation with Rhodiola rosea L. extract on selected redox parameters in professional rowers., Int J Sport Nutr Exerc Metab, 19 (2009), s De Bock i wsp., Acute Rhodiola rosea intake can improve endurance exercise performance., Int. J. Sport Nutr Exerc Metab., 3, (2004),s Abidov M. i wsp., Extract of Rhodiola rosea radix reduces the level of C-reactive protein and creatinine kinase in the blood., Bull Exp Biol Med, 1, (2004), s Walker T. B. i wsp., Failure of Rhodiola rosea to alter skeletal muscle phosphate kinetics in trained men., Metabolism, Clinical and Experimental., 8, (2007), s Parisi A. i wsp., Effects of chronic Rhodiola Rosea supplementation on sport performance and antioxidant capacity in trained male: preliminary results., J Sports Med Phys Fitness, 1, (2010), s Noreen E. E. i wsp., The effects of an acute dose of Rhodiola rosea on endurance exercise performance., J Strength Cond Res.,3,(2013), s Jowko E., Sadowski i wsp., Effects of Rhodiola rosea supplementation on mental performance, physical capacity, and oxidative stress biomarkers in healthy men, Journal of Sport and Health Science.,(2016), s Bystritsky A., i wsp., A pilot study of Rhodiola rosea (Rhodax) for generalized anxiety disorder (GAD)., J Altern Complement Med.,2,(2008), s Darbinyan V. i wsp., Clinical trial of Rhodiola rosea L. extract SHR-5 in the treatment of mild to moderate depression, Nord J Psychiatry, 61, (2007) s

18 Agata Zięba, Ewa Kędzierska, Ewa Gibuła Analiza właściwości farmakologicznych przetworów z Panax ginseng C.A.Mey. oraz Rhodiola rosea L. ze szczególnym uwzględnieniem wpływu ich suplementacji na kondycję i wydolność fizyczną Adaptogeny (z greckiego adapto przystosować się) to substancje ułatwiające przystosowanie się organizmu do niekorzystnych warunków środowiskowych. Po raz pierwszy tego terminu użył rosyjski uczony Lazarev w 1947 r., opisując zdolność niektórych surowców do uodparniania organizmu na szkodliwy wpływ czynników zewnętrznych. Obecnie termin adaptogeny stosowany jest w odniesieniu do roślin lub substancji pochodzenia roślinnego, które posiadają działanie immunostymulujące, poprawiające uczenie się i zapamiętywanie, sprawność fizyczną organizmu w sytuacji obciążenia wysiłkiem lub właściwości przeciwutleniające. Mechanizm odpowiedzi organizmu na podanie takiej substancji jest bardzo złożony. Wiadomo jednak, że u podstaw aktywności adaptogenów w organizmie ludzkim leżą zmiany morfologiczne, biochemiczne i fizjologiczne. Zachodzą one na poziomie komórkowym poprzez wpływ na układy enzymatyczne, jak i na poziomie narządowym poprzez hormony biorące udział w regulacji odpowiedzi na stres. Poniższa praca, stanowi materiał przeglądowy podsumowujący dane z kilku najważniejszych źródeł dotyczących opisywanej grupy substancji roślinnych. Ze względu na obszerny zakres danych nie obejmie ona wszystkich zagadnień związanych z tematem. W oparciu o fachową literaturę z trzech ostatnich dekad, autorzy skupią się na właściwościach dwóch gatunków roślin : żeń -szenia (Panax gineng C.A. Mey), różeńca górskiego (Rhodiola rosea L.), oraz na ich udowodnionych działaniach, które mogłyby zostać wykorzystane w świecie sportu do podnoszenia wydolności i wytrzymałości zawodników. Zgromadzone dane pozwoliły na wysnucie wniosku, że suplementowanie przetworów z opisywanych surowców roślinnych może poprawiać wydolność fizyczną i wytrzymałość u osób które nie są zawodowymi sportowcami. Natomiast przyjmowanie preparatów zawierających wyciągi z żeń-szenia lub rożeńca górkskiego przez osoby uprawiające sport regularnie i zaowodowo wydaje się nie mieć wpływu na ich wydolność, kondycję fizyczną. Słowa kluczowe: adaptogeny, doping, żeń-szeń, różeniec górski Analysis of pharmacological properties of processed products from Panax ginseng C.A.Mey. and Rhodiola rosea L. with particular emphasis on the effect of it s supplementation on physical endurance and fitness Adaptogens (from Greek adaptto adapt) are the substances that help the body to adapt to adverse environmental conditions. For the first time, the term was used by the Russian scholar Lazarev in 1947, describing the ability of some raw materials to immunize the body to the detrimental effect of external factors. Currently, the term adaptogens is used with reference to plants or galenical substances that possess immunostimulatory activity, improve learning and memory, physical fitness of the body in an effort load situation or have antioxidant properties. The mechanism of the body s response to the administration of such substances is a very complex. However, it is known that at the basis of adaptogen activity in the human body lies morphological, biochemical and physiological changes. They occur at the cellular level by affecting the enzyme systems as well as at the organ level through hormones involved in the regulation of stress responses. The following work is a review summarizing the data from several major sources concerning the described group of plant substances. Due to the extensive scope of data, it does not cover all issues related to the topic. Based on professional literature from the last three decades, the authors will focus on the properties of two the most important plant species : Panax ginseng C.A.Mey. and Rhodiola rosea L., as well as on their proven activities that could be used in the world of sport to raise the efficiency and endurance of the athletes. The collected data showed that supplementation of Rhodiola rosea s or Panax ginseng s exctracts improves physical fitness and endurance in recreational athletes. On the other hand supplementation of such extracts to professional athletes seems to have no impact on their physical condition. Keywords: adaptogens, doping, ginseng, rhodiola rosea 18

19 Marta Pawlicka 1, Kamil Bałabuszek 2, Anna Mroczek 3, Kamila Kasprzak 4, Halina Piecewicz-Szczęsna 5 Wybrane rośliny lecznicze o działaniu hipoglikemizującym 1. Wstęp W 2016 roku Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) opublikowała dane według których w 2014 roku na świecie żyło 422 mln osób dorosłych chorych na cukrzycę. Szacuje się, że 1.6 miliona zgonów na świecie jest bezpośrednio związanych z cukrzycą. Jedna na trzy osoby powyżej 18 roku życia ma nadwagę. Natomiast otyłość występuje u jednej na dziesięć osób. WHO ocenia rozpowszechnienie występowania cukrzycy w Polsce na około 9,5% [1]. Według danych opublikowanych przez Główny Urząd Statystyczny (GUS) w Polsce na cukrzycę choruję ponad 2,1 mln osób w wieku 15 lat i więcej. Liczba zgonów w Polsce z powodu cukrzycy wzrosła o 1,7 tysiąca od 2010 do 2015 roku, w którym odnotowano 8,2 tysiąca zgonów z powodu cukrzycy [2]. W roku 2000 WHO oszacowało liczbę osób z cukrzycą na 171 milionów. Porównując dane przedstawione w 2016 roku przez WHO z danymi opublikowanymi 16 lat wcześniej zauważamy około 2,5-krotny wzrost liczby osób chorujących na cukrzycę, co potwierdza, że cukrzyca stała się przez ostatnie lata chorobą cywilizacyjną [3]. Celem pracy jest przedstawienie wybranych roślin leczniczych wykazujących działanie hipoglikemizujące. 2. Definicja, rodzaje i przyczyny cukrzycy. Cukrzyca jest grupą chorób metabolicznych charakteryzującą się występowaniem hiperglikemii, której przyczyną są zaburzenia wydzielania insuliny lub jej działania. Według WHO cukrzycę można rozpoznać przy spełnieniu jednego z następujących kryteriów: a) obecność objawów hiperglikemii i glikemia przygodna 200 mg/dl ( 11,1 mmol/l); b) dwukrotnie mierzona glikemia na czczo 126 mg/dl ( 7,0 mmol/l); c) glikemia w 120. minucie doustnego testu tolerancji glukozy (OGTT, T, ang. oral glucose tolerance test) 200 mg/dl ( 11,1 mmol/l) [4, 5]. 1 martamisztal991@gmail.com, Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Zakładzie Epidemiologii i Metodologii Badań Klinicznych, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 2 balkam@o2.pl, Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Zakładzie Epidemiologii i Metodologii Badań Klinicznych, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 3 anna.mroczek94@wp.pl Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Zakładzie Epidemiologii i Metodologii Badań Klinicznych, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 4 kasprzak.kamila.k@o2.pl Zakład Chemii Nieorganicznej, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 5 halpiec@wp.pl Katedra i Zakład Epidemiologii i Metodologii Badań Klinicznych, Uniwersytet Medyczny w Lublinie 19

20 Marta Pawlicka, Kamil Bałabuszek, Anna Mroczek, Kamila Kasprzak, Halina Piecewicz-Szczęsna Cukrzycę dzieli się na cztery główne grupy, są nimi: cukrzyca typu 1, która występuje najczęściej poniżej 30 roku życia. W tym typie insulina nie jest wydzielana przez komórki β wysp trzustkowych, co jest spowodowane ich zniszczeniem. Przyczynami destrukcji komórek wydzielających insulinę mogą być choroby autoimmunologiczne u osób z predyspozycją genetyczną. Przyczyny również mogą być nie znane. U osób z tym typem cukrzycy w jej etiopatogenezie mogą brać udział przeciwciała przeciw komórkom wyspowym (ICA), przeciwciała przeciwko insulinie (IAA) lub dekarboksylazie kwasu glutaminowego (GAD) obecne są u 85-90% chorych. Niszczenie komórek wyspowych jest stopniowy aż do całkowitej destrukcji komórek β i braku wydzielania insuliny; cukrzyca typu 2, która stanowi około 80% wszystkich przypadków cukrzycy. W jej rozwoju mogą brać udział czynniki genetyczne, jednak najczęstszą przyczyną są czynniki środowiskowe do których należą: otyłość szczególnie brzuszna, mała aktywność fizyczna, wiek, inne choroby np. nadciśnienie tętnicze. Wrażliwość na działanie insuliny maleje, możliwe jest również zaburzenie jej wydzielania co jest spowodowane gluko- i lipotoksycznością. Ten typ cukrzycy rozwija się powoli i często długo pozostaje ona nierozpoznana; cukrzyca o znanej etiologii do tej grupy zalicza się cukrzyce spowodowane m.in: genetycznymi zaburzeniami funkcji komórek β trzustki, genetyczne zaburzenia aktywności insuliny, nadczynność tarczycy i inne endokrynopatie, choroby trzustki np. ostre i przewlekłe zapalenie trzustki, rak trzustki, mukowiscydoza, hemochromatoza; cukrzyca ciążowa, której przyczyną są zmiany w metabolizmie zachodzące podczas ciąży takie jak fizjologiczne zmniejszenie wrażliwości na insulinę, po zakończeniu ciąży cukrzyca ta ustępuje. Cukrzycę ciążową można stwierdzić u pacjentek, u których spełnione co najmniej jedno z następujących kryteriów: stężenie glukozy na czczo wynosi mg/dl (5,1-6,9 mmol/l), w 60. minucie 75g OGTT stężenie glukozy 180 mg/dl ( 10,0 mmol/l), stężenie glukozy w 120. minucie 75 g OGTT wynosi mg/dl (8,5-11,0 mmol/l). Cukrzyca w ciąży jest to cukrzyca, która występowała u kobiety przed ciążą i jej przyczyną nie są zmiany zachodzące w organizmie podczas trwania ciąży. Cukrzycę w ciąży swierdzić można gdy spełnione są ogólne warunki rozpoznania cukrzycy [4 6]. 3. Powikłania cukrzycy Niekontrolowana hiperglikemia może prowadzić do wystąpienia zarówno ostrych jak i przewlekłych powikłań. Do ostrych powikłań cukrzycy należą m.in. kwasica i śpiączka ketonowa, nieketonowa hiperglikemia hiperosmolalna (NHH), kwasica mleczanowa oraz hipoglikemia wywołana nieprawidłowym przyjmowaniem leków. Powikłania te są stanami zagrażającymi życiu pacjenta, śmiertelność w przypadku NHH wynosi około 15% natomiast w przypadku rzadziej występującej kwasicy mleczanowej jest to już aż około 50% [5]. Do przewlekłych powikłań cukrzycy należą makro- i mikronagiopatie. Do makroangiopatii związanych z cukrzycą należą m.in: choroba niedokrwienna serca, ostry zawał serca, choroby tętnic obwodowych, 20

21 Wybrane rośliny lecznicze o działaniu hipoglikemizującym choroby naczyń mózgowych, które powodują wzrost umieralności w tej grupie chorych. Niebezpieczeństwo powikłań w zawale wzrasta, ponieważ z powodu neuropatii chory z cukrzycą może nie odczuwać bólu związanego z zawałem. Do mikroangiopatii występujących u cukrzyków zalicza się retinopatię, nefropatię oraz neuropatię. Mogą one prowadzić do utraty wzroku, niewydolności nerek oraz uszkodzenia nerwów ruchowych, czuciowych oraz włókien nerwowych zaopatrujących narządy wewnętrzne. Z polineuropatią obwodową związane jest występowanie tzw. zespołu stopy cukrzycowej, który może się skończyć amputacją kończyny [7]. 4. Leczenie cukrzycy Celami leczenia pacjentów z cukrzycą jest uzyskanie prawidłowych wartości: glikemii, ciśnienia tętniczego, stężenia lipidów i lipoprotein w surowicy oraz masy ciała. Powinno się również dążyć do polepszenia jakości życia tych pacjentów. Leczenie cukrzycy nie opiera się tylko na jednej metodzie. Zasadne jest stosowanie równoległych metod leczenia cukrzycy, takich jak: terapia behawioralna, edukacja prozdrowotna, odpowiednio zbilansowana dieta, leczenie niefarmakologiczne oraz fitoterapia [6]. W typie 1 cukrzycy niezbędne jest stosowanie insulinoterapii, natomiast w cukrzycy typu 2 stosuje się leki zwiększające wrażliwość tkanek na insulinę oraz pobudzające jej wydzielanie, a w ostateczności insulinoterapię. 5. Rośliny lecznicze stosowane w terapii wspomagającej cukrzycy Ciągle poszukuje się nowych metod leczenia cukrzycy szczególnie typu 2, która stała się już chorobą cywilizacyjną. O ile w cukrzycy typu 1 niezbędna jest insulinoterapia, o tyle w cukrzycy typu 2 nie jest to konieczne. Leczenie cukrzycy typu 2 można wspomagać na różne sposoby: odpowiednią dietą, wysiłkiem fizycznym oraz stosowaniem substancji pochodzenia roślinnego, które wpływają na metabolizm węglowodanów. Przypuszcza się, że około 400 gatunków roślin wykazuje aktywność hipoglikemizującą, jednak dotychczasowe wyniki badań potwierdziły wymierne działanie lecznicze jedynie ich części. Udokumentowane działanie hipoglikemizujące posiadają m. in. rośliny takie jak: morwa biała, aronia czarnoowocowa, kozieradka pospolita, cynamonowiec cejloński, rutwica lekarska czy fasola pospolita. Substancje pochodzenia roślinnego oddziałują na gospodarkę węglowodanową poprzez mechanizmy takie jak: zwiększanie wydzielania insuliny przez komórki β wysp trzustkowych, wzrost insulinowrażliwości tkanek, spowolnienie wchłaniania węglowodanów w przewodzie pokarmowym oraz wzroście produkcji glikogenu. Do aktywnych fitochemicznie związków obecnych w roślinach leczniczych o działaniu hipoglikemizującym zaliczamy wielocukry, do których należą pektyny oraz galaktomannozy, kwas galakturonowy oraz galakturonoramnnan. Są to polisacharydy, które w środowisku wodnym tworzą lepki żel, dzięki czemu hamowana jest absorpcja węglowodanów w jelitach. Syntetycznym cukrem złożonym stosowanym w leczeniu cukrzycy jest akarboza. Innymi związkami obecnymi w roślinach leczniczych, wykazującymi działanie hipoglikemizujące są m.in.: pochodne guanidyny, sole chromu, saponiny, flawonoidy oraz sterole. Poniżej zostaną omówione najczęściej stosowane pomocniczo w leczeniu cukrzycy rośliny lecznicze o udowodnionym w licznych badaniach działaniu hipoglikemizującym. 21

22 Marta Pawlicka, Kamil Bałabuszek, Anna Mroczek, Kamila Kasprzak, Halina Piecewicz-Szczęsna 5.1. Morwa Biała Morus alba L. Morwa biała jest uprawiana w Chinach, Korei i Japonii, a stosowana była w medycynie chińskiej już wieki temu w leczeniu gorączki oraz kaszlu. W leczeniu cukrzycy stosowane są produkty i preparaty otrzymywane z liści morwy białej. Obecnie wiadomo, że wpływa ona na metabolizm glukozy obniżając jej stężenie we krwi. Właściwości te wynikają z obecności w morwie 1,5-dideoksy-1,5-imino-Dsorbitolu (DNJ), który jest inhibitorem α-glukozydaz do których należą enzymy uczestniczące w rozkładzie disacharydów tj. maltozy (maltaza) oraz sacharozy (sacharaza). Hamując te enzymy, blokowany jest rozkład disacharydów do monosacharydów przez co zmniejsza się wchłanianie cukrów prostych z przewodu pokarmowego [8 10]. Król i wsp. suplementując wyciąg z liści morwy białej szczurom z cukrzycą zaobserwowali niższe stężenia glukozy we krwi w badanej grupie [11]. Podobne wyniki zaobserwowali Jiao i wsp. w badaniu przeprowadzonym na modelach szczurzych z cukrzycą, którym podawano polisacharydy pochodzące z morwy [12]. Riche i wsp. ocenili w badaniu przeprowadzonym na grupie pacjentów z cukrzycą typu 2 wpływ suplementacji ekstraktu z liści morwy białej na stężenie glukozy we krwi. Poposiłkowe stężenie glukozy we krwi miało niższe wartości w grupie suplementującej ekstrakt z morwy białej w porównaniu do grupy, która otrzymała placebo [13]. W liściach morwy białej obecnych jest wiele substancji takich jak kwas askorbinowy, flawonoidy czy antocyjany, które wykazują działanie antyoksydacyjne i usuwają wolne rodniki przeciwdziałając nowotworom. Stosowanie preparatów morwy białej może obniżać stężenie lipoprotein o niskiej gęstości (LDL), podwyższając jednocześnie stężenie lipoprotein i wysokiej gęstości (HDL), a tym samym zapobiegać powstawaniu miażdżycy i tego konsekwencjom. Ekstrakt z liści morwy białej wykazuje również działanie przeciwbakteryjne i przeciwwirusowe. Istnieją doniesienia na temat wykorzystania morwy białej w profilaktyce choroby Alzheimera, leczeniu alergii i nadciśnienia. Morwę białą stosuje się w postaci herbatek do zaparzania, tabletek zawierających ekstrakt z liści oraz soków [14] Fasola zwykła Phaseolus vulgaris L. W medycynie zastosowanie znalazła również owocnia fasoli zwykłej. Zawiera ona m.in. pochodne guanidyny, fazeolan, kwas indolilooctowy (IAA), β-sitosterol i stigmasterol oraz sole chromu. Związki te charakteryzują się możliwością obniżania stężenia glukozy we krwi. IAA powoduje zahamowanie enzymów rozkładających insulinę. Z kolei sole chromu wzmacniają efekt wywierany przez insulinę, ponieważ wchodzi on w skład czynnika tolerancji glukozy (GTF) wzmacniającego oddziaływanie glukozy z receptorami tkankowymi. W liścieniach zarodka fasoli obecny jest też inhibitor α-amylazy, dzięki czemu trawienie skrobi jest hamowane, a tym samym ilość przyswojonych węglowodanów jest niższa [8, 15]. W badaniach przeprowadzonych na szczurach z cukrzycą indukowaną streptozocyną po suplementacji ekstraktu z fasoli zwyczajnej zauważono spadek stężenia glukozy, cholesterolu oraz triglicerydów [16]. W jednym z badań zaobserwowano również zmniejszenie ilości wolnych rodników co może potencjalnie obniżać ryzyko powikłań związanych z cukrzycą [17]. 22

23 Wybrane rośliny lecznicze o działaniu hipoglikemizującym 5.3. Kozieradka pospolita Trigonella foenum-graecum L. Kozieradka pospolita należąca do rodziny Fabaceae jest rośliną pochodzącą z rejonu Morza Śródziemnego, uprawianą obecnie w Europie i Azji. Nasiona kozieradki są szeroko stosowane w medycynie m.in. w leczeniu dyspepsji, zapaleń i choroby wrzodowej żołądka, w chorobach wątroby oraz miejscowo w leczeniu stanów zapalnych. Surowiec ten wykorzystywany jest również w terapii wspomagającej cukrzycy. W nasionach kozieradki obecne są związki chemiczne o działaniu obniżającym stężenie glukozy do których należą m.in. galaktomannany opóźniające opróżnianie żołądka, zmniejszając tym samym poposiłkowe stężenie glukozy we krwi. 4-hydroksyizoleucyna, także występująca w nasionach kozieradki zwiększa uwalnianie insuliny z komórek wyspowych trzustki. Inne związki takie jak trygonellina, polifenole oraz saponiny wykazują również działanie hipoglikemizujące. Przeprowadzone do tej pory na ludziach i zwierzętach badania potwierdziły działanie wspomagające kozieradki pospolitej w leczeniu cukrzycy. Suplementacja wyciągu z nasion powoduje obniżenie aktywności enzymów glikolitycznych (kinazy pirogronianowej), zmniejszenie aktywności enzymów glukoneogenicznych (glukozo- 6-fosfatazy, fruktozo-1,6-bisfosfatazy) oraz translokację insulinozależnego transportera glukozy GLUT-4 do błony komórkowej komórek mięśniowych i adipocytach z przestrzeni międzykomórkowych. Oprócz opisanego działania kozieradka pozytywnie wpływa na gospodarkę lipidową obniżając w surowicy krwi stężenie frakcji LDL, VLDL i triglicerydów, działa neuroprotekcyjnie oraz wykazuje właściwości przeciwbakteryjne [18, 19]. W badaniu przeprowadzonym przez Kassaian i wsp., pacjentom ze zdiagnozowaną cukrzycą typu 2 suplementowano codziennie przez 8 tygodni po 10 g sproszkowanych nasion kozieradki pospolitej. Przed rozpoczęciem badania i po jego zakończeniu oznaczono u tych pacjentów stężenie glukozy na czczo, odsetek hemoglobiny glikowanej (HbA1c), stężenie cholesterolu całkowitego oraz frakcji LDL i HDL oraz określono masę ciała. Po ośmiu tygodniach zaobserwowano niższe stężenie glukozy we krwi na czczo, niższe stężenie trójglicerydów i frakcji VLDL we krwi u pacjentów spożywających nasiona wraz z gorącą wodą [20]. Innym przykładem, potwierdzającym możliwość stosowania nasion kozieradki pospolitej w leczeniu wspomagającym cukrzycy jest badanie przeprowadzone przez Lu i wsp. W badaniu wzięli udział pacjenci z rozpoznaną cukrzycą typu 2, przyjmujący pochodne sulfonylomocznika z niekontrolowaną glikemią. Badana grupa przyjmowała saponiny pochodzące z nasion kozieradki. Zaobserwowano niższe stężenie glukozy we krwi na czczo i w teście doustnego obciążenia glukozą oraz mniejszy odsetek HbA1c w badanej grupie w porównaniu do grupy przyjmującej placebo [21]. Sharma i wsp. zbadali wpływ 10- dniowej suplementacji nasion kozieradki pospolitej na stężenie glukozy oraz profil lipidowy u pacjentów z cukrzycą typu 1. Zaobserwowali oni 54% spadek stężenia glukozy w dobowej zbiórce moczu. Stężenie cholesterolu całkowitego, frakcji LDL, VLDL oraz triglicerydów u badanych pacjentów również uległ obniżeniu [22]. 23

24 Marta Pawlicka, Kamil Bałabuszek, Anna Mroczek, Kamila Kasprzak, Halina Piecewicz-Szczęsna 5.4. Aronia czarnoowocowa Aronia melanocarpa Aronia czarnoowocowa, należąca do rodziny Roseceae jest rośliną krzewiastą, która pochodzi z Ameryki Północnej. Owoce aronii są szeroko stosowane w przemyśle spożywczym oraz farmaceutycznym. Są one źródłem wielu witamin (C, B2, B6, E, P, PP), składników mineralnych oraz polifenoli do których należą procyjanidyny, antocyjany oraz fenolokwasy. W badaniach przeprowadzonych na zwierzętach oraz na ludziach wykazano hipoglikemizujący wpływ ekstraktu z owoców aronii. Działanie to najprawdopodobniej wynika ze zmniejszenia aktywności enzymów rozkładających sacharozę i maltozę w jelitach oraz zmniejszonego wychwytu glukozy i zwiększenia wydzielania insuliny. Dzięki właściwościom antyoksydacyjnym polifenoli obecnych w owocach aronii możliwe jest ograniczenie skutków stresu oksydacyjnego związanego z hiperglikemią. Antocyjany wykazują również korzystne działanie na naczynia, uszczelniając je oraz nadając odpowiednią elastyczność [23]. Qin i wsp. przeprowadzili badanie na szczurach z wywołaną insulinoopornością. U szczurów, które otrzymywały ekstrakt z aronii w dawce 100 mg/kg m.c. oraz w grupie otrzymującej 200 mg/kg m.c. zaobserowano w porównaniu do grupy kontrolnej niższe wartości oznaczanych parametrów tj.: stężenia glukozy we krwi, trigacyloglicerolu, cholesterolu całkowitego i frakcji LDL oraz parametrów zapalenia: IL-6 i TNF-alfa. U badanej grupy zaobserwowano także zwiększoną ekspresję receptorów dla insuliny oraz transporterów glukozy. W grupie tej zanotowano natomiast wzrost stężenia adiponektyny polipeptydowego hormonu wpływającego na przemianę glukozy w wątrobie oraz zwiększającym insulinowrażliwość [24]. Podobne badanie na szczurach z cukrzycą indukowaną streptozotocyną przeprowadzili Valcheva i wsp. Badanej grupie szczurów z cukrzycą oraz grupie kontrolnej (zdrowym szczurom) suplementowano codziennie przez 6 tygodni sok z owoców aronii w dawkach 10 lub 20 ml/kg m.c. W grupie kontrolnej nie wykazano wpływu suplementacji sokiem z owoców aronii na stężenia glukozy i lipidów we krwi. Natomiast w grupie badanej suplementującej sok za aronii zarówno w dawce 10 jak i 20 ml/kg m.c. zaobserwowano znaczący spadek stężenia glukozy we krwi (o 42-44%) oraz triacylogliceroli (o 35-39%) [25] Rutwica lekarska Galega officinalis L. Rutwica lekarska już w średniowieczu stosowana była w leczeniu objawów cukrzycy typu 2. Kilka wieków później odkryto, że zawiera ona guanidynę, która wykazuje właściwości hipoglikemizujące. Guanidyna jednak z powodu swojej toksyczności nie stała się lekiem roślinnym powszechnie stosowanym. Kolejnym związkiem o działaniu hipoglikemizującym ale jednocześnie o małej toksyczności, który wykryto w zielu rutwicy lekarskiej był galegina [26]. Związek ten wykazuje działanie hipoglikemizujące poprzez hamowanie enzymów utleniających cyklu Krebsa i przesunięcia metabolizmu glukozy w stronę glikolizy beztlenowej, zahamowaniu glukoneogenezy oraz zwiększeniu przechodzenia glukozy do tkanek. Syntetyczne związki przypominające strukturą chemiczną galeginę są stosowane obecnie w leczeniu cukrzycy. Są to pochodne biguanidów, a przykładem leku z tej grupy jest powszechnie stosowana metformina. Oprócz galaginy rutwica zawiera również sole chromu, zmniejszające stężenia glukozy we krwi [15]. W badaniu przeprowadzonym 24

25 Wybrane rośliny lecznicze o działaniu hipoglikemizującym na myszach otrzymującym 100 g/kg rutwicy lekarskiej zaobserwowano znaczący spadek masy ciała zarówno u myszy z otyłością warunkowaną genetycznie jak i wtórną. Stężenie glukozy we krwi w obu grupach był znacząco niższy. [27]. 6. Podsumowanie Cukrzyca typu 2 z powodu swojego rozpowszechnienia uważana jest obecnie za chorobę cywilizacyjną. Z roku na rok wzrasta liczba osób z cukrzycą. Pomimo rozwoju medycyny i dostępności wielu leków wykorzystywanych w leczeniu cukrzycy, nadal poszukuje się związków mogących działać wspomagająco w jej terapii. W ostatnim czasie wzrosło zainteresowanie roślinami leczniczymi, zawierającymi substancje pozytywnie wpływającymi na metabolizm glukozy i wykazującymi mniej skutków ubocznych. Do roślin o udowodnionym działaniu przeciwcukrzycowym z pewnością należą przestawione w pracy rośliny lecznicze: morwa biała, fasola pospolita kozieradka pospolita, aronia czarnoowocowa oraz rutwica lekarska. Działanie hipoglikemizujące przedstawionych roślin opiera się na działaniu różnorodnych mechanizmów: od wpływa na proces wchłaniania węglowodanów w przewodzie pokarmowym do hamowania enzymów biorących udział w przemianach energetycznych. Substancje obecne w wymienionych roślinach leczniczych pomagają też zwalczać negatywne skutki hiperglikemii jak zwiększone powstawanie wolnych rodników i stres oksydacyjny. Oprócz wpływu hipoglikemizującego, opisane rośliny lecznicze mogą działać ochronnie na układ krwionośny, układ nerwowy czy obniżać stężenie frakcji LDL cholesterolu we krwi, co zmniejsza ryzyko wystąpienia powikłań cukrzycy. Podsumowując, stosowanie odpowiednio jakościowych preparatów i produktów z opisanych powyżej roślin leczniczych, może stanowić skuteczną metodę wspomagającego leczenia cukrzycy typu 2. Literatura 1. World Health Organization, Global report on diabetes, Geneva, Switzerland; GUS opublikował dane dotyczące cukrzycy, Medycyna Praktyczna, World Health Organization (WHO) Consultation Definition and diagnosis of diabetes and intermediate hyperglycaemia, betes_new.pdf 4. Gajewski P., Interna Szczeklika, Medycyna Praktyczna, Kraków Zalecenia kliniczne dotyczące postępowania u chorych na cukrzycę 2018, Stanowisko Polskiego Towarzystwa Diabetologicznego, Diabetologia Praktyczna 2018;4(1) 6. Korzeniowska K., Jabłecka A., Cukrzyca (Część I), Farmacja współczesna, 2008;1: Jankowiak B., Krystoń-Serafin M., Krajewska-Kułak E., Popławska E., Powikłania cukrzycy jako choroby przewlekłej, Nowiny Lekarskie 2007;76(6): Zielińska-Pisklak M., Szeleszczuk Ł., Młodzianka A., Rośliny o działaniu hipoglikemizującym, Lek w Polsce, 2013;9: Gnalicka A., Jabłecka A., Miejsce wyciągu z morwy białej we współczesnej farmakoterapii cukrzycy typu II- praca poglądowa, Farmacja współczesna, 2013;6: Sicińska P., Pytel E., Maćczak A., Koter-Michalak M., Zastosowanie różnych suplementów diety w zespole metabolicznym, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 2015;69:

26 Marta Pawlicka, Kamil Bałabuszek, Anna Mroczek, Kamila Kasprzak, Halina Piecewicz-Szczęsna 11. Król E., Jeszka-Skowron M., Krejpcio Z., Flaczyk E., Wójciak R.W., The Effects of Supplementary Mulberry Leaf (Morus alba) Extracts on the Trace Element Status (Fe, Zn and Cu) in Relation to Diabetes Management and Antioxidant Indices in Diabetic Rats, Biological Trace Element Research, 2016;174(1): Jiao Y., Wang X., Jiang X., Kong F., Wang S., Yan C., Antidiabetic effects of Morus alba fruit polysaccharides on high-fat diet- and streptozotocin-induced type 2 diabetes in rats, Journal of Ethnopharmacology, 2017;6: Riche D. M., Riche K. D., East H. E., Barrett E. K., May W. L., Impact of mulberry leaf extract on type 2 diabetes (Mul-DM): A randomized, placebo-controlled pilot study, Complementary Therapies in Medicine, 2017;32: Grześkowiak J., Łochyńska M., Związki biologicznie aktywne morwy białej (Motus alba L.) i ich działanie lecznicze, Postępy fitoterapii, 2017;18(1): Bazylko A., Strzelecka H., Surowce roślinne stosowane w terapii cukrzycy, Herba Polonica, 1997;43(3); Almuaigel M. F., Seif M. A., Albuali H. W., Alharbi O., Alhawash A., Hypoglycemic and hypolipidemic effects of aqueous extract of phaseolus vulgaris pods in streptozotocin-diabetic rats, Biomedicine & Pharmacotherapy, 2017;94: Venkateswaran S., Pari L., Antioxidant effect of Phaseolus vulgaris in streptozotocininduced diabetic rats, Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition, 2002;11(3): Król-Kogus B., Krauze-Baranowska M., Kozieradka pospolita (Trigonella foenum graecum L.) tradycja stosowania na tle wyników badań naukowych, Postępy Fitotrapii 2011;3: Kilar M., Kilar J., Różański H., Wykorzystanie kozieradki pospolitej (Trigonella foenumgraecum L.) w zielarstwie i fitoterapii, Herbalism 2016;1(2): Kassaian N., Azadbakht L., Forghani B., Amini M., Effect of fenugreek seeds on blood glucose and lipid profiles in type 2 diabetic patients, International Journal for Vitamin and Nutrition Research 2009;79(1): Lu F. R., Shen L., Qin Y., Gao L., Li H., Dai Y., Clinical observation on trigonella foenum-graecum L. total saponins in combination with sulfonylureas in the treatment of type 2 diabetes mellitus, Chinese Journal of Integrative Medicine 2008;14(1): Sharma R. D., Raghuram T. C., Rao N. S., Effect of fenugreek seeds on blood glucose and serum lipids in type I diabetes, European Journal of Clinical Nutrition 1990;44(4): Białek M., Rutkowska J., Hallman E., Aronia czarnoowocowa (aronia melanocarpa) jako potencjalny składnik żywności funkcjonalnej, Żywność. Nauka. Technologia. Jakość. 2012; 6(85): Qin B., Anderson R., An extract of chokeberry attenuates weight gain and modulates insulin, adipogenic and inflammatory signalling pathways in epididymal adipose tissue of rats fed a fructose-rich diet, British Journal of Nutrition, 2012;108(4): Valcheva-Kuzmanova S., Kuzmanov K., Tancheva S., Belcheva A., Hypoglycemic and Hypolipidemic Effects of Aronia melanocarpa Fruit Juice in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats Methods Find, Journal of Clinical and Experimental Pharmacology 2007; 29(2): Grzybowska M., Bober J., Olszewska M., Metformina mechanizmy działania i zastosowanie w terapii cukrzycy typu 2, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej 2011;65: Palit P., Furman B. L., Gray A. I., Novel weight-reducing activity of Galega officinalis in mice, 1999;51(11):

27 Wybrane rośliny lecznicze o działaniu hipoglikemizującym Wybrane rośliny lecznicze o działaniu hipoglikemizującym Według Światowej Organizacji Zdrowia liczba chorych na cukrzycę na świecie wynosi aż 422 miliony. W większości przypadków jest to cukrzyca typu 2, związana z czynnikami środowiskowymi, a w szczególności z dietą. Terapią wspomagającą standardowe leczenie farmakologiczne może być stosowanie preparatów i produktów zawierających surowce roślin leczniczych, które charakteryzują się działaniem hipoglikemizującym. Celem pracy jest przedstawienie roślin o udowodnionym działaniu przeciwcukrzycowym. Należą do nich: morwa biała, fasola pospolita kozieradka pospolita, aronia czarnoowocowa oraz rutwica lekarska. Słowa klucze: cukrzyca, fitoterapia, rośliny lecznicze Selected medicinal plants with hypoglycemic activity World Health Organization estimates about 422 million people with diabetes worldwide. The most common type of diabetes is type 2, associated with environmental factors and especially with diet. An adjunctive therapy in standard pharmacological treatment of diabetes, could be supplementation of products and preparations containing several plants-derived substances characterized by anti-diabetic effects. The aim of the study is to present plants with proven hypoglycemic effect. The plants that have demonstrated hypoglycemic properties include: white mulberry, common bean pericarp, black chokeberry and galega herb. Keywords: diabetes mellitus, phytotherapy, medical plants 27

28 Barbara Krochmal-Marczak 1, Barbara Sawicka 2, Bernadetta Bienia 3 Topinambur jako surowiec dla przemysłu farmaceutycznego 1. Wstęp Ze względu na coraz większe zainteresowanie konsumentów lekami pochodzenia naturalnego obserwuje się ciągły wzrost zapotrzebowania przemysłu farmaceutycznego na surowce roślinne [1]. Jednym z gatunków, który mógłby stanowić surowiec do produkcji leków i suplementów diety jest topinambur, słonecznik bulwiasty, (Helianthus tuberosus L.). Obecnie gatunek ten pomimo niewielkiego areału uprawy w Polsce, zyskuje coraz większą popularność. Wpływ na to ma wysoki potencjał produkcyjny, duża zawartość substancji bioaktywnych oraz możliwość wykorzystania w przemyśle zarówno bulw, jak i części nadziemnych. Części nadziemne słonecznika bulwiastego ze względu na bogaty zestaw wielocukrów, białek, kwasów organicznych, minerałów, witamin oraz związków bioaktywnych stanowią dobry surowiec zielarski zaś bulwy dzięki zawartości składników mineralnych i pokarmowych są cennym surowcem dla przemysłu farmaceutycznego [2 7]. Bulwy są soczyste, delikatne i słodkawe, przypominające w smaku karczochy, czy bataty [8 10]. Głównym materiałem zapasowym bulw jest inulina, która w największym stopniu wzbudza zainteresowanie diabetyków, producentów żywności funkcjonalnej i ekologicznej [11]. Bulwy topinamburu odznaczają się wysoką zawartością wielu witamin [12 14]. Wśród nich największy udział mają witaminy A i C, β-karoten oraz witaminy z grupy B (tiamina, ryboflawina, niacyna i biotyna) [10]. Skiba i Sawicka [10] wskazują na wysoką zawartość w bulwach topinamburu składników mineralnych działających zasadotwórczo, szczególnie potasu. Spożywanie bulw słonecznika bulwiastego pomaga w ustabilizowaniu poziomu cukru we krwi, obniża poziom złego cholesterolu, reguluje ciśnienie krwi, poprawia pracę przewodu pokarmowego, chroni wątrobę i nerki, ułatwia przyswajanie żelaza, wapnia i magnezu oraz podnosi odporność organizmu. Działa również antystresowo i podnosi zdolność koncentracji [6, 12, 15 17]. Znane są również przeciwnowotworowe właściwości białka wyizolowanego z bulw topinamburu [17]. Sok z bulw może być stosowany w leczeniu hemoroidów, zapaleniu spojówek, powiek i skóry, w terapii oparzeń, owrzodzeń oraz łuszczycy. Z kolei kąpiele lecznicze z odwarów i naparów z liści i łodyg normalizują sen i poprawiają apetyt [2, 10, 18]. Stąd też poszukiwanie specyficznych produktów farmaceutycznych na bazie tanich, łatwo dostępnych surowców, wydaje się zasadne, 1 barbara.marczak@pwsz.krosno.pl, Zakład Produkcji i Bezpieczeństwa Żywności, Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Stanisława Pigonia w Krośnie, ul. Dmochowskiego 12, Krosno 2 barbara.sawicka@up.lublin.pl, Katedra Technologii Produkcji Roślinnej i Towaroznawstwa, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, ul. Akademicka 15, Lublin 3 bernadetta.bienia@pwsz.krosno.pl, Zakład Produkcji i Bezpieczeństwa Żywności, Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Stanisława Pigonia w Krośnie, ul. Dmochowskiego 12, Krosno 28

29 Topinambur jako surowiec dla przemysłu farmaceutycznego a rozpowszechnianie wiedzy o ich wartościach leczniczych jest konieczne dla społeczeństwa. Dlatego też celem pracy było przybliżenie problemu wykorzystania surowców alternatywnych, jakimi są części nadziemne i bulwy topinamburu dla przemysłu farmaceutycznego. 2. Charakterystyka botaniczna i pochodzenie H. tuberosus L. Topinambur należy do roślin nasiennych Spermatophyta; klasy dwuliściennych Magnoliophytina, rzędu astrowce Asterales, podrzędu rurkokwiatowe Asteridae, astrowce Asterales; rodziny Asteraceae, podrodziny języczkowate Asteroideae, plemienia Heliantheae, rodzaju Helianthus i jest blisko spokrewniony ze słonecznikiem zwyczajnym (Helianthus annuus L.) [19, 20]. W Polsce znany jest pod nazwą bulwy, bulika ogrodowego, jabłka polnego, gruszki polnej, karczocha jerozolimskiego czyli słonecznika bulwiastego [10, 14, 21, 22]. Rozmnaża się wegetatywnie z bulw, jak i na drodze mikrorozmnażania in vitro. Jest to roślina jednoroczna, ale zachowuje się jak wieloletnia, gdyż odradza się na wiosnę nawet z kawałków bulw pozostających po zbiorze, dając corocznie początek nowej plantacji na tym samym polu. Wysokość roślin waha się od 2 do 4 m a łodygi mają średnicę do 3 cm. Zaletą gatunku są jego niewielkie wymagania glebowe i nawozowe [10, 14]. Topinambur jest rośliną dnia krótkiego, toteż dzień długi w naszej szerokości geograficznej powoduje zahamowanie jego rozwoju generatywnego. H. tuberosus L. jest naturalnym heksaploidem, liczba chromosomów w komórkach rozrodczych wynosi 2n=102. Pochodzenie gatunku nie jest do końca wyjaśnione. Według niektórych autorów pochodzi on z Ameryki Południowej [23]. Jednak większość badaczy, jako ośrodek pochodzenia słonecznika bulwiastego wskazuje Amerykę Północną [20, 24, 25]. Bulwy topinamburu były dobrze znane Indianom jako źródło żywności jeszcze w czasach prekolumbijskich [14, 20, 26, 27]. Jedna z teorii zakłada, że został on przywieziony do Meksyku i Brazylii przez Indian z plemienia Tupi Guranis lub Tupinambas ze wschodniej części Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej lub Kanady. Stamtąd rozpowszechnił się na północ Ameryki aż do Alaski oraz na południe do Peru, a potem do Francji, gdzie otrzymał nazwę topinambur. Druga teoria głosi, że miejscem jego pochodzenia jest północna część Meksyku skąd został przeniesiony na północne tereny Kanady [28, 14]. Do Europy gatunek dotarł prawdopodobnie w XVII wieku [21], a do Polski w drugiej połowie XIX w. jako roślina uprawna [29]. Obecnie występuje pospolicie w środowisku naturalnym. Pod koniec XVIII w. słonecznik bulwiasty został wyparty przez ziemniak i użytkowany był głównie jako roślina pastewna. Powrót nastąpił dopiero w XX w., a naukowcy z coraz większym zainteresowaniem badają jego właściwości fizykochemiczne i biochemiczne. Topinambur jest uprawiany w różnych częściach świata. W Rosji jego uprawę prowadzi się na południu kraju (Krasnodarski Kraj) oraz na Syberii. Jest również bardzo popularny w Europie zachodniej, zwłaszcza we Francji, Niemczech, Austrii i Anglii, ale także w Szwecji i Norwegii. Najczęściej jest uprawiany w Kanadzie i Stanach Zjednoczonych Ameryki Północnej [14, 25]. Aktualnie w Polsce uprawia się dwie odmiany Albik i Rubik, wyhodowane przez prof. Górala w Instytucie Hodowli i Aklimatyzacji Roślin w Radzikowie. Największym bogactwem różnorodności biologicznej odmian tego gatunku dysponuje Rosja, która 29

30 Barbara Krochmal-Marczak, Barbara Sawicka, Bernadetta Bienia w banku genów posiada ok. 300 odmian i rodów. Różnią się one między innymi: kształtem, barwą skórki i miąższu bulw, składem chemicznym, odpornością na choroby i szkodniki, odpornością na stres wodny i solny [14]. 3. Skład chemiczny części nadziemnej H. tuberosus L. Skład chemiczny liści i łodyg różni się znacznie od składu chemicznego bulw. Według badań wielu autorów części nadziemne słonecznika bulwiastego zawierają następujące składniki w świeżej masie: węglowodany rozpuszczalne od 12,0-19%, celuloza i hemiceluloza 4,6-7,7%, białko ogółem 2,8-3,6%, tłuszcz surowy 0,5-1,8%, popiół surowy 2,4-4,4% [10, 14, 30 32] części nadziemne H. tuberosus zawierają ok. 84% wody oraz ponad 49% bezazotowych związków wyciągowych, włókna surowego ok. 17%, białka surowego 9,50%, ok. 13,6% popiołu. Duży udział w budowie części nadziemnych mają węglowodany strukturalne (celuloza i hemiceluloza). Zawartość węglowodanów zmienia się wraz z wiekiem rośliny i osiąga maksimum wraz z końcem wegetacji [33]. Największą część węglowodanów stanowią fruktany, magazynowane w wegetatywnych częściach roślin, w centrum wakuoli tkanki parenchymatycznej. Błonnik pokarmowy w części nadziemnej topinamburu składa się głównie z celulozy i ligniny oraz związków pektynowych i hemicelulozy [34]. Zawartość białka w świeżej masie części nadziemnych słonecznika bulwiastego waha się od 0,59 do 3,4%, przy czym młodsze rośliny zawierają więcej białka [8, 31, 35]. W częściach nadziemnych słonecznika bulwiastego występują również lipidy [36, 37]. Suma lipidów (TL), wolnych lipidów (FL) i związanych lipidów (BL) stanowi średnio od 7,33 do 7,60% [38]. Części nadziemne topinamburu mogą być z powodzeniem potencjalnym źródłem naturalnych antyoksydantów [5]. Wykazano bowiem, że frakcja octanu etylu odznaczała się najwyższą całkowitą zawartością fenolu (266,69 +2,52 mg GAE. g -1 suchego ekstraktu) wraz z najsilniejszymi, radykalnymi zdolnościami oczyszczania z wolnych rodników. Dominującą rolę wśród nich odgrywają kwasy: 3-O-kawoilochinowy i 1,5-dwukawoilochinowy. Ważną rolę w częściach nadziemnych tego gatunku odgrywają związki mineralne, które stanowią ważny element w ocenie jego wartości biologicznej. Wyizolowano wiele cennych, bioaktywnych związków o znaczeniu medycznym z nadziemnych części H. tuberosus, które wykazują działanie przeciwgrzybiczne, przeciwutleniające i przeciwnowo-tworowe. W liściach słonecznika bulwiastego występują także witaminy, głównie karoten i witamina C [39]. Liście topinamburu są tradycyjnie stosowane w medycynie ludowej do leczenia złamań kości, ran na skórze, obrzęków i uśmierzania bólu [36, 40]. Ze względu na wartościowy skład chemiczny części nadziemnej słonecznika bulwiastego podkreśla się jego działanie wzmacniające, moczopędne i przeciwzapalne. Może też być stosowany w leczeniu nieżytów żołądkowo-jelitowych, nadkwasocie, owrzodzeniach żołądka i dwunastnicy, a także przy zapaleniu spojówek i powiek, zaś ze względu na brak fenyloalaniny i tyrozyny w składzie aminokwasowym może być wykorzystywany w diecie osób z fenyloketonurią [8, 13]. 30

31 Topinambur jako surowiec dla przemysłu farmaceutycznego 4. Wartość biologiczna bulw H. tuberosus L. Głównym materiałem zapasowym bulw słonecznika bulwiastego jest inulina. Jest ona fruktooligosacharydem, błonnikiem zaliczanym do grupy fruktanów, który po spożyciu jest częściowo hydrolizowany w żołądku, a następnie w niezmienionej postaci przechodzi do jelita grubego. Obecna w jelicie grubym mikroflora przeprowadza fermentację inuliny, w wyniku tego uwolnione zostają kwasy organiczne: octowy, propionowy, mlekowy i masłowy. Kwasy te zakwaszają treść jelita grubego obniżając jego ph, dzięki czemu zapobiegają rozwojowi chorobotwórczych bakterii i grzybów. Inulina poprawia stan i funkcje przewodu pokarmowego człowieka [41 43]. Funkcje te wymienia się jako metaboliczne i immunologiczne, tj. wytwarzanie w jelitach krótko łańcuchowych kwasów tłuszczowych i stymulacja wzrostu kosmków ścian jelita grubego, wzrost produkcji niezbędnych dla organizmu witamin z grupy B i witaminy K, poprawa przyswajalności składników mineralnych, takich jak: sód, wapń, potas i magnez czy jod niezbędny dla tarczycy, to niezbite dowody na efekt metaboliczny mikroflory jelit. Niezaprzeczalny wpływ na metabolizm ma również fakt, że inulina tworzy żele w jelitach i absorbuje nadmiar tłuszczu oraz cholesterolu z żywności a także obniża indeks glikemiczny [14]. Inulina jako błonnik rozpuszczalny (tworzący żele) stymuluje właściwe wypróżnianie woreczka żółciowego, zapobiega zastojom żółci a więc powstawaniu kamicy żółciowej i przyczynia się do odciągania nadmiaru cholesterolu wraz z żółcią. W środowisku jelitowym inulina przeciwdziała wchłanianiu zwrotnemu kwasów żółciowych do wątroby chroniąc jednocześnie przed intoksykacją. Pobudzenie perystaltyki jelit i przyspieszony pasaż zawartości jelitowej to także wzmocnienie mechanizmu usuwania toksyn. Dlatego też, wzbogacenie diety w bulwy topinamburu ze względu na wysoką zawartość inuliny jest nieodzowne w kuracjach leczenia cukrzycy, zaburzeń metabolicznych, odchudzających i oczyszczających cały układ pokarmowy [44]. Inulina również pozytywnie działa na profil lipidowy. Mechanizm działania obniżający poziom lipidów tłumaczy się działaniem probiotycznym inuliny. Prebiotyki nie ulegają trawieniu przez enzymy wydzielane do jelita cienkiego i w formie nienaruszonej docierają do jelita grubego gdzie selektywnie stymulują wzrost lub aktywność korzystnych dla organizmu człowieka bakterii probiotycznych: Bifidobacterium spp, Lactobacillus spp, hamujących wzrost patogenów, takich jak: Clostridium spp, Fusobacterium spp, czy też Gram-dodatnich paciorkowców [6, 45-47]. Bulwy Helianthus tuberosus charakteryzują się także wysoką zawartością składników mineralnych [6, 14, 48-49] (tabela 1). Poziom takich pierwiastków jak: potas, wapń, cynk i miedź, w bulwach topinamburu jest wyższy niż w bulwach ziemniaka, korzeniach marchwi, buraka cukrowego, papryce, cebuli, czy jabłkach [35]. Skład popiołu w części podziemnej słonecznika bulwiastego jest porównywalny do składu bulw ziemniaka, jednak zawartość żelaza w bulwach H. tuberosus jest trzykrotnie wyższa [50]. W skład bulw topinamburu wchodzi także białko o wysokiej wartości biologicznej, którego poziom, zależnie od odmiany wynosi od 0,8-1,4 g 100 g -1 świeżej masy [51, 30]. Według Cieślik [31], białko słonecznika bulwiastego zawiera wszystkie aminokwasy egzogenne w bardzo korzystnych proporcjach. W porównaniu z białkiem ziemniaka bulwy tego gatunku charakteryzują się wysoką zawartością metioniny [30]. Zaletą bulw topinamburu jest brak zawartości tyrozyny i fenyloalaniny. 31

32 Barbara Krochmal-Marczak, Barbara Sawicka, Bernadetta Bienia Pozwala to na włączenie tego warzywa do jadłospisu osób chorych na fenyloketonurię. Mystakowska i in. [6], Sawicka [14] donoszą o działaniu przeciwnowotworowym białek wyizolowanych z bulw H. tuberosus. Bulwy topinamburu zawierają szereg witamin. Spośród nich największe ilości dotyczą witaminy A, (tabela 2). Tabela 1. Zawartość składników mineralnych w 100g surowych bulw słonecznika bulwiastego (Helianthus tuberosum L.) Składnik Jednostka Zawartość Wapń mg 14,00 Żelazo mg 3,40 Magnez mg 17,00 Fosfor mg 78,00 Potas mg 429,00 Sód mg 4,00 Cynk mg 0,12 Miedź mg 0,14 Mangan mg 0,06 Selen mg 0,70 Źródło: National Nutrient Database for Standard Reference Legacy Release (2018) [61] Tabela 2. Zawartość witamin w 100g surowych bulw słonecznika bulwiastego (Helianthus tuberosus L.) Składnik Jednostka Zawartość Witamina C mg 4,00 Tiamina mg 0,20 Ryboflawina mg 0,060 Niacyna mg 1,30 Witamina B6 mg 0,077 Witamina A IU 20,00 Witamina E mg 0,19 Witamina K mcg 0,10 Źródło: National Nutrient Database for Standard Reference Legacy Release (2018) [61] Znajdujące się w bulwach witaminy, działają na organizm wszechstronnie, niwelując negatywne działanie stresu oraz poprawiają koncentrację. 5. Zastosowanie topinamburu w przemyśle farmaceutycznym W przemyśle farmaceutycznym fruktany pochodzące z topinamburu wykorzystywane są przede wszystkim jako substancje pomocnicze w produkcji leków. W 1991 r. po raz pierwszy zarejestrowano słonecznik bulwiasty w wykazie leków homeopatycznych [30]. Stwierdzono istotne działanie synergiczne składników leków przeciwnowotworowych zawierających inulinę [34, 37]. Inulina jest ważnym surowcem farmaceutycznym (klasyfikacja anatomiczno-terapeutyczno-chemiczna V04 CH01). Jest cennym prebiotykiem, pozytywnie wpływającym na utrzymanie 32

33 Topinambur jako surowiec dla przemysłu farmaceutycznego prawidłowej flory bakteryjnej jelit, normuje poziom cholesterolu i glukozy we krwi. Odpowiednio podawana poprawia perystaltykę jelit i wspomaga przyswajanie wapnia i magnezu przez organizm, co ma istotne znaczenie w zapobieganiu osteoporozy. Spożywanie inuliny i niektórych jej pochodnych powoduje zmniejszenie apetytu [37]. W przemyśle farmaceutycznym inulinę dodaje się do leków zażywanych w trakcie antybiotyko- oraz chemioterapii (szczególnie po leczeniu sulfonamidami), to jest popularnych prebiotyków i symbiotyków (połączenie probiotyku i prebiotyku) oraz leków stosowanych w przypadku powikłań w chorobie Leśniewskiego- Crohna i zapaleniu jelita grubego. Inulina jest stosowana również jako pomocniczy składnik w produkcji różnego rodzaju maści, na przykład na opryszczkę oraz na gojenie ran. Związek ten zwiększa przyswajalność i stabilizuje poziom wapnia i magnezu w organizmie oraz wpływa na mineralizację kości. Z kolei zwiększona przyswajalność wapnia ma duże znaczenie w profilaktyce i leczeniu osteoporozy oraz w leczeniu niedoborów magnezu [14]. Spożywanie bulw H. tuberosus lub preparatów zawierających substancje pęczniejące zalecane jest w nadwadze i otyłości. Inulina redukuje toksyczne metabolity oraz zapobiega próchnicy zębów [52]. Kompozycje oparte na inulinie mogą być stosowane w chirurgii jako nośnik dla innych leków [53]. W preparatyce farmaceutycznej inulina służy jako substancja powlekająca (transportująca substancję czynną i rozpuszczalna dopiero w końcowych odcinkach przewodu pokarmowego), pęczniejąca, spulchniająca w niektórych postaciach leków (tabletki, zasypki, pudry) [43, 54 55]. Inulina może być także stosowana jako synbiotyk łącznie z odpowiednimi szczepami bakterii na przykład Bacillus subtilis. Substancja ta reguluje perystatykę jelit oraz stymuluje jelitowy układ immunologiczny [56]. Jest też ważnym składnikiem diety, dlatego stosuje się preparaty inulinowe w różnych typach diet, jak również w preparatach zmniejszających apetyt. Efekt zmniejszenia łaknienia zauważono w wyniku podawania pacjentom propionianu inuliny pomiędzy posiłkami w ilości mg [14]. W przypadku niektórych kompozycji farmaceutycznych stwierdzono działanie synergiczne składników leków przeciwnowotworowych zawierających inulinę [14]. Istnieją doniesienia, iż topinambur zapobiega zakażeniom dróg moczowych, a także działa przeciwstresowo i poprawia koncentrację. Nie brak mu także korzystnego wpływu na wygląd skóry zawiera koloidalną krzemionkę, która wzmacnia skórę, włosy i paznokcie [57]. Bulwy topinamburu zawierają także znaczne ilości białka, w tym aminokwasy egzogenne. Aminokwasy te to grupa związków chemicznych, które nie są wytwarzane w organizmie człowieka, ale są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania. Wpływają m.in. na sprawne działanie układu nerwowego, utrzymanie mięśni, produkcję hormonów oraz przemianę materii. Cieślik i wsp. [31] w swych badaniach donoszą, że bulwy topinamburu zawierają kilkakrotnie wyższą zawartość aminokwasów egzogennych (również metioniny) w stosunku do cykorii czy ziemniaka. Jak informują dietetycy, główną funkcją aminokwasów BCAA (aminokwasy rozgałęzione) jest biosynteza białek, a także zwiększenie wydzielania poszczególnych hormonów anabolicznych. Aminokwasy egzogenne rozgałęzione wykazują działanie antykataboliczne, czyli hamują procesy degradujące białka, które budują mięśnie. Ze względu na bogaty skład aminokwasowy ale brak fenyloalaniny i tyrozyny istnieje również możliwość zastosowania słonecznika bulwiastego w leczeniu fenyloketonurii [13, 58]. Toponambur jest dobrym źródłem naturalnych antyoksydantów. Literatura ogólnoświatowa donosi o działaniu cytotoksycznym na dwie linie komórkowe raka szeregu seskwiterpenów laktonowych wyizolowanych ze słonecznika bulwiastego 33

34 Barbara Krochmal-Marczak, Barbara Sawicka, Bernadetta Bienia [59] oraz o działaniu przeciwnowotworowym białek wyizolowanych z bulw. Rany na bulwach topinamburu mogą wydalać bioaktywne metabolity z róznych klas strukturalnych, które wykazują dobrą odporność na ludzkie komórki guza pewnych linii raka, zwłaszcza ludzkich komórek raka sutka [60, 14]). Części nadziemne słonecznika bulwiastego ze względu na bogaty zestaw wielocukrów, białek, kwasów organicznych, witamin i innych związków stanowią również dobry surowiec zielarski. Liście i bulwy można traktować jako doskonałe źródło olejków eterycznych ważnych z punktu widzenia farmaceutycznego [60]. W ostatnim czasie bardzo popularne stały się preparaty powstałe na bazie ekstraktów z bulw topinamburu, takie jak: Botanaflor-pomocny w chorobach jelit, Topinulin stosowany w profilaktyce i pomocniczo w leczeniu cukrzycy, w profilaktyce chorób serca i naczyń, przy zwiększonym obciążeniu fizycznym i psychicznym, w celu utrzymania właściwej mikroflory jelit, Chromium Polynicotinate preparat uzupełniający sietę w składniki pokarmowe, Fabacin jest suplementem diety ułatwiającym odchudzanie, Topulin Activ z chromem i jodem uzupełnia dietę w składniki wspomagające odchudzanie [6, 14, 17, 30]. 6. Podsumowanie Znanych jest wiele doniesień literaturowych dotyczących wartości chemicznych topinamburu słonecznika bulwiastego. Wiele z nich jest w fazie intensywnych badań laboratoryjnych i aplikacyjnych. Jednak potencjał i możliwości praktycznego stosowania tego surowca w przemyśle farmaceutycznym jest bardzo obiecujący ze względu na to, że ma działanie: obniżające stężenie cholesterolu (normalizujące zaburzenia gospodarki lipidowej), zmniejszające podwyższoną zawartość glukozy (pomocniczo działa w leczeniu cukrzycy typu II), ułatwiające procesy odchudzania (pomaga redukować masę ciała), zmniejszające zawartość kwasu moczowego, immunostymulujące, osłaniające błonę śluzową żołądka, pomocnicze w chorobach układu sercowo-naczyniowego, w przewlekłych chorobach infekcyjnych, stanach przewlekłego zmęczenia. Istnieją również przesłanki świadczące o przeciwnowotworowej aktywności słonecznika bulwiastego, ze względu na jego przeciwutleniające, przeciwzapalne, immunostymulujące właściwości. Obecnie, gdy mówi się o komercjalizacji nauki i poszukiwaniu produktów na bazie tanich, łatwo dostępnych, odnawialnych surowców przy użyciu technologii przyjaznej dla środowiska (tzw. zielona chemia, czy biała biotechnologia) to surowce chemiczne na bazie topinamburu są bardzo obiecujące i innowacyjne, zwłaszcza dla przemysłu farmaceutycznego. Literatura 1. Buchwald W., Mordalski R., Kucharski W., Uprawa roślin zielarskich w Polsce, (2016), data dostępu: Anioł-Kwiatkowska I., Słonecznik bulwiasty to również roślina lecznicza, Wiadomości Zielarskie, (1994), 36(12), s Zhang F., Tai F.N, Brestic M., Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.), a medicinal salt-resistant plant has high adaptability and multiple-use values, Jurnal Medicine Plants Research, (2011), 5(8), s Slimestad R., Seljaasen R., Meijer K., Skar, S. L., Norwegian-grown Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.): morphology and content of sugars and fructooligosaccharides in stems and tubers, Journal of the Science Food Agriculture, (2010),. 90, s

35 Topinambur jako surowiec dla przemysłu farmaceutycznego 5. Yuan X., Gao M., Xiao H., Tan C., Du Y., Free radical scavenging activities and bioactive substances of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) leaves, Food Chemistry, (2012), 133, s Mystkowska I., Zarzecka K., Gugała M., Baranowska A., Właściwości probiotyczne i farmakologiczne słonecznika bulwiastego (Helianthus tuberosus), Problemy Higieniczno-Epidemiologiczne, (2015), 96(1), s Horochowska M., Kołeczek E., Zdojewicz Z., Jagiełło J., Pawlus K., Topinmbur właściwości odżywcze i lecznicze słonecznika bulwiastego (Helianthus tuberosus L.), Pediatric Endocrinology Diabetes and Metabolism, (2017), 23(1), s Sawicka B., Możliwości wykorzystania słonecznika bulwiastego (Helianthus tuberosus L.) jako warzywa, Proc. VIII Sci. Horticulture Plant Breed, Symp. Horticulture Plant Breeding to start with XXI century, Lublin, (1999), , s Sawicka B., Krochmal-Marczak B., Fenotypowa zmienność ciemnienia miąższu bulw Ipomoea batatas (L.), Lam. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, (2007), 517(1), s Skiba D., Sawicka B., Wpływ właściwości genetycznych na zawartość wybranych składników mineralnych w bulwach Helianthus tuberosus L., Herbalism, (2016), 1(2), s Baldini M., Danuso F., Turi M., Vannozzi G. P., Evaluation of new clones of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) for inulin and sugar yield from stalks and tubers, Industrial Crops and Products, (2004), 19, s Zaky E. A., Physiological Response to Diets Fortified with Jerusalem Artichoke tubers (Helianthus tuberosus L.) Powder by Diabetic Rats, American-Eurasian Journal Agriculture & Enviromental Science, (2009), 5(5), s Danilčenko H., Jariene E, Gajewski M, Sawicka B, Kulaitiene J., Cerniauskiene J., Changes in amino acids content in tubers of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) cultivars during storage, Acta Scientorum Polonorum Hortorum cultus, (2013), 12, s Sawicka B., Słonecznik bulwiasty (Helianthus tuberosus L.) Biologia Hodowla Znaczenie Użytkowe. Wyd. Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie, (2016), ss. 223, ISSN: Xiao Y. M., Zhang L. H., Shao H. B., Xu G., Zhang F., Ni F. T., Brestic M., Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.), a medicinal salt-resistant plant has high adaptability and multiple-usevalues, Journal Medicine Plants Research, (2011), s Georgescu L. A., Stoica I., Studies Concering the Dymamic of Enzyme Hydrolyse on the Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosum L.) Inulin, The Annals of the University Dunarea de Jos of Galati Fascicle VI Food Technology, (2005), 1, s Sobel A., Matławska I., Plants-based and herbal preparations in healthy slimming diets. Herba Polonica, 51(Supp.1), (2005), s Apolinário A. C., de Lima Damasceno B. P., de Macêdo Beltrão N. E., Pessoa A., Converti A., Inulin type fructans: a review on different aspects of biochemical and pharmaceutical technology, Carbohydrate Polymers, (2014), 101, s Kays S. J., Nottingham S. F., Biology and chemistry of Jerusalem artichoke Helianthus tuberosus L., CRC Press, Taylor and Francis Group, Boca Rataon- Abingdon-Oxon-New York, (2008), ss Pignatelli V., Alfano V., Correnti A., Farneti A., An Innovative Project for the Production of Biogas by Co-digestion of the OFMSW and Topinambur at the Landfill of Cupinoro (Bracciano, Rm), Proceedings of the 3 RD International Symposium on Energy from Biomass and Waste, Venice, Italy 8-11 November, (2010), s

36 Barbara Krochmal-Marczak, Barbara Sawicka, Bernadetta Bienia 21. Tabin S., Wpływ poziomów wilgotności gleby na wzrost bulwy (Helianthus tuberosus L.), jej rozwój, plon, zawartość składników pokarmowych i niektórych witamin, Annales UMCS, sec. E, Agricultura, (1962), 17(6), s Góral S., Wartość użytkowa topinamburu (Helianthus tuberosus L.). Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, (2000), 468, s Pavlović V., Cvetković D., Uporedna ispitivanja hemijskih karakteristika nekih sorti topinambura (Helianthus tuberosus L.), Asteraceae, Bulletin of the Chemists and Technologists of Macedonia, (1990), 9, s Cieślik E., Filipiak-Florkiewicz A., Topinambur (Helianthus tuberosus L.) możliwości wykorzystywania do produkcji żywności funkcjonalnej, Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, (2000), 1(22), s Żołnierz L., Klocek I., Pruchniewicz D., Rozwój skupień inwazyjnego słonecznika bulwiastego (Helianthus tuberosus sensu lato) i ich wpływ na roślinność siedlisk antropogenicznych, [W:] Kącki J., Stefańska-Krzaczek E. (red.). Synantropizacja w dobie zmian różnorodności biologicznej, Acta Botanica Silesiaca, (2011), 6, s Saengthongpinit W., Sajjaanantakul T., Influmence of harvest time and storage temperature on characteristics of inulin from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosum L.) tubers, Postharvest Biology Technology, (2005), 37, s Seiler G. J., Campbell L. G., Genetic Varibility for Mineral Concentration in the Forage of Jerrusalem artichoke Cultivars, Euphytica, (2006), 150, s Chekroun M. B, Amzile J., Mokhtari A., El Haloui N. E., Prevost J., Fontaanillas R., Comparison of fructose production by 37 cultivars of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.), New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, (2010), 241, s DOI: / Matela D., Zapomniany topinambur, [online]. Muzeum Narodowe Rolnictwa i Przemysłu Rolno-Spożywczego w Szreniewie, (2009). data dostępu: Cieślik E., Filipiak-Florkiewicz A., Prostak A., Zawartość składników odżywczych w bulwach nowych odmian topinamburu (Helianthus tuberosus L.) [The content of nutrients in the tubers of new varieties of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosusl.)], In: Materiały XXXI Sesji Naukowej Komitetu Technologii i Chemii Żywności PAN, Poznań14-15 września 2000, s Cieślik E., Gębusia A., Florkiewicz., Mickowska B., The Content of protein and of amino acids in Jerusalem Artichoke tubers (Helianthus tuberosum L.) of red variety rote zonenkugel, Acta Scientorum Polonorum Technologia Alimentaria, (2011), 10(4), s Danilčenko H., Jariene E., Aleknavičene P., Quality of Jerusalem Artihoke (Helianthus tuberosum L.) Tubers in Relation to Storage Conditions, Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, (2008), 6(2), s Komorowicz M., Wróblewska H., Pawłowski J., Skład chemiczny i właściwości energetyczne biomasy z wybranych surowców odnawialnych, Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, (2009), 40, s Chyc M., Ogonowski J., Słonecznik bulwiasty źródłem cennych surowców dla przemysłu, szczególnie spożywczego, kosmetycznego i farmaceutycznego, Wiadomości Chemiczne, (2014), 68(7-8), s Sawicka B., Kalembasa D., Zmienność zawartości makroelementów w bulwach Helianthus tuberosus L. pod działaniem zróżnicowanego nawożenia azotem, Acta Scientorum Polonorum Agricultura, (2008), 7(1), s Talipova M., Lipids of Helianthus tuberosus L., Chemistry of Natural Compounds, (2008), 37(2001), s Chyc M., Ogonowski J., Możliwości przemysłowego zastosowania topinamburu, Przemysł Chemiczny, (2015), 94(4), s

37 Topinambur jako surowiec dla przemysłu farmaceutycznego 38. Chernenko T. V., Glushenkova A. I., Rakhimov D. A., Lipids of Helianthus tuberosus tubers. Chemistry of Natural Compounds, (2008), 44 (1), s Gordon D. B., Baraniak B. M., Wpływ modyfikacji chemicznej surowca, na jakość koncentratów białkowych koagulowanych z soku liści topinamburu (Helianthus tuberosus L.), Folia Universitatis Agriculturae Stetinensis. Agricultura, Alimentaria, (2006), 251(5), s Baba H., Yaoita Y., Kikuchi M., Sesquiterpenoids from the leaves of Helianthus tuberosus L., Tohoku Medical and Pharmaceutical University, (2005), 52, s Nowak A., Klimowicz A., Bielecka-Grzela S., Inulina cenny składnik żywieniowy, Roczniki Pomorskiej Akademii Medycznej w Szczecinie, (2012), 58, s Kiełtyka-Dadasiewicz A., Sawicka B., Bienia B., Krochmal-Marczak B., Inulina źródła, metabolizm i znaczenie użytkowe, III Krajowa Konferencja Naturalne substancje roślinne aspekty strukturalne i aplikacyjne. Puławy, września (2013), s Kiełtyka-Dadasiewicz A., Sawicka B., Krochmal-Marczak B., Bienia B., Inulina jako produkt spożywczy, paszowy, farmaceutyczny, kosmetyczny i energetyczny. Towaroznawcze Problemy Jakości, (2014), 1(38), s Zdrojewicz Z., Rychter J., Hermyt E., Działanie prebiotyczne inuliny w otyłości i cukrzycy, Endokrynologia Otyłość Zaburzenia Przemiany, (2013), 9, s Scholz-Ahrens K. E., Schaafsma G., Effects of prebiotics on mineral metabolism, American Journal Clinic Nutrition, (2001), 73, s Świątkiewicz S., Świątkiewicz M., Zastosowanie fruktanów o właściwościach pro biotycznych w żywieniu zwierząt gospodarskich, Medycyna Weterynaryjna, (2008), 64(8), s Sawicka B., Skiba D., Michałek W., Słonecznik bulwiasty, jako alternatywne źródło biomasy na Lubelszczyźnie, Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, (2009), 542, s Zapałowska A., Biel W., Jaroszewska A., Łysoń E., Hury G., Wpływ nawożenia popiołem z biomasy drzew iglastych oraz osadem ściekowym na wybrane składniki odżywcze bulw topinamburu (Helianthus Tuberosum L.), Acta Agrophisica, (2017), 24(1), s Rodrigues M. A., Sousa L., Cabanas J. E., Arrobas M., Tuber yield and leaf mineral composition of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosusl.) grown under different cropping practices, Spanish Journal of Agricultural Research, (2007), 5(4), s Cieślik E., Zawartość składników mineralnych w bulwach nowych odmian topinamburu (Helianthus tuberosus L.), Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej im. H. Kołłątaja w Krakowie, (1998), 342, s Praznik W., Cieślik E., Filipiak A., The influence of harvest time on the content of nutritional components in tubers of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.), Proceedings of the Seventh Seminar on Inulin, Louvain, Belgia, (1998), s Jaworska G., Rola biologicznie czynnych składników w kształtowaniu prozdrowotnych funkcji żywności, Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej im. H. Kołłątaja w Krakowie, Technologia Żywności, (1999), 11, s Chen Y. C., Nakthong C., Chen T. C., Effects of chicory fructans on egg cholesterol in commercial Laying, International Journal of Poultry Science, (2005), 4, s Castor L., Inulina: Polisacarido con interesantes beneficios a la salud Humana y con aplicacion en la industrial farmaceutica, Infarmate, (2011), 7(27), s Ferreira L., Carvalho R., Gil M. H., Dordick J. S., Enzymatic synthesis of inulincontaining hydrogels, Biomacromolecules, (2002), 3(2), s Trafalska E, Grzybowska K., Probiotics alternative to antibiotics?, Wiadomości Lekarskie, (2004), 57(9-10), s Kaczmarczyk J., Słoneczna bulwa wraca do łask, Farmacja Praktyczna, (2015), 6, s

38 Barbara Krochmal-Marczak, Barbara Sawicka, Bernadetta Bienia 58. Yang L.; He Q. S.; Corscadden K.; Udenigwe C. C., The prospects of Jerusalem artichoke in functional food ingredients and bioenergy production, Biotechnology Reports, (2015), 5, s Li P., Sinden M. R, Kennedy A. H., Bioactive constituents of Helianthus tuberosus (Jerusalem artichoke), Phytochemistry Letters, (2008), 2(1), s Griffaut B., Debiton E., Madelmont J. C., Maurizis J. C., Ledoigt G., Stressed Jerusalem artichoke tubers (Helianthus tuberosus L.) excrete a protein fraction with specific cytotoxicity on plant and animal tumour cell, Biochimica et Biophysica Acta, (2007), 1770(9), s USDA National Nutrient Database for Standard Reference, Release 20, (2018), gov/nutrientdata, data dostępu: Topinambur jako surowiec dla przemysłu farmaceutycznego Celem pracy było przybliżenie problemu wykorzystania surowców alternatywnych jakimi są części nadziemne i bulwy Helianthus tuberosus, topinamburu, słonecznika bulwiastego dla przemysłu farmaceutycznego. Możliwości uzyskania surowca do tych celów są duże ze względu na wysoki potencjał genetyczny gatunku, bardzo duże możliwości adaptacji topinamburu do prawie każdych warunków klimatycznych i glebowych, niewielkie wymagania nawozowe i agrotechniczne, a także wysoką naturalną odporność na choroby i szkodniki. Dzięki korzystnemu składowi chemicznemu, który wpływa na wysoką jakość surowca, możliwe jest jego szerokie wykorzystanie w różnych gałęziach przemysłu, w tym farmaceutycznego. Wpływają na to zarówno części nadziemne, jak i bulwy topinamburu oraz ich aktywność fizjologiczna. Stosowanie preparatów i suplementów diety opartych na naturalnych surowcach pochodzących z H. tuberosus pozwala na uzyskanie korzyści nie tylko gospodarczych, ekonomicznych ale i społecznych w postaci poprawy zdrowia społeczeństwa. Słowa kluczowe: Helianthus tuberosus, topinambur, potencjał biologiczny, suplementy diety Jerusalem artichoke as raw material for the pharmaceutical industry The aim of this study was to present the concept of using alternative raw materials, i.e. the aerial parts and tubers of Jerusalem artichoke, in the pharmaceutical industry. The possibilities of providing raw material for such purposes are significant due to the high genetic potential of the species, extensive adaptation capacity of Helianthus tuberosus in almost all climatic and soil conditions, little fertilising and agro-technical requirements, as well as high natural resistance to diseases and pests. Furthermore, the raw material is characterised by high quality and usability in the pharmaceutical industry, which is due to a very favourable chemical composition of the aerial parts and tubers. Thanks to the beneficial chemical composition, which affects the high quality of the raw material, it is possible to use it widely in various industries, including pharmaceuticals. It is influenced by both above-ground parts and topinambour tubers and their physiological activity. The use of preparations and dietary supplements based on natural raw materials originating from H. tuberosus allows for gaining not only economic, economic but also social benefits in the form of improving the health of the society. Keywords: Helianthus tuberosus, Jerusalem artichoke, biological potential, dietary supplements 38

39 Paula Ćwiek 1, Adam Grdeń 2, Agnieszka Malik 3 Właściwości prozdrowotne morwy białej 1. Wstęp W dzisiejszych czasach obserwuje się znaczący wzrost liczby zachorowań na tzw. choroby cywilizacyjne, m.in. otyłość, cukrzycę typu II oraz choroby nowotworowe. Niezadawalające efekty terapeutyczne oraz liczne działania niepożądane przepisywanej przez specjalistów farmakoterapii, przyczyniły się do wzrostu zainteresowania świata nauki tzw. superżywnością lub superfood. Terminem tym określa się naturalne produkty żywnościowe, które charakteryzują się nietypowymi wartościami odżywczymi, a także zawierają składniki pokarmowe mogące wywołać korzystny efekt dla zdrowia człowieka [1]. Do żywności tej zaliczane są m.in.: jagody acai, nasiona chia, aloes, jarmuż, awokado, komosa ryżowa, kasza jaglana, rokitnik, pigwa, aronia czarnoowocowa oraz morwa biała, która wykazuje szerokie spektrum prozdrowotnego działania na organizm człowieka. 2. Morwa biała (Morus alba L.) 2.1. Charakterystyka rośliny Morwa biała (Morus alba) jest drzewem liściastym należącym do rodziny Moraceae, czyli morwowate. Roślina ta jest charakterystyczna dla flory obszarów o klimacie umiarkowanym, tropikalnym oraz subtropikalnym. Dzięki swojej szerokiej tolerancji temperatury, w XI w n.e. została ona sprowadzona z krajów azjatyckich (Chiny, Japonia) do Europy, natomiast około XVII wieku została przywieziona także do Polski. Jej uprawa wymaga gleb lekkich i umiarkowanie żyznych, miejsce uprawy musi być dobrze nasłonecznione. Drzewa te charakteryzują się intensywnym wzrostem w wieku lat, który później stopniowo zwalnia. Gatunek ten może żyć nawet 200 lat [2 4]. Morwa biała charakteryzuje się heterofilią, czyli różnolistnością. Liście młodych drzew są różnie powcinane, a liście starych drzew są niepodzielone lub 3-5 klapowe. Z drewna morwy, które jest twarde, wytwarza się meble, instrumenty muzyczne oraz celulozę. Gałązki morwy mogą stanowić materiał do wyplatania koszy. Kora morwy białej może być surowcem do produkcji papierowych banknotów [2]. Owoce morwy białej to drobne niełupki pokryte soczystymi osnówkami utworzonymi z okwiatu, zespolone w gęste owocostany. Swoim wyglądem przypominają owoce jeżyn, natomiast ich smak jest lekko słodki i mdły. Kolor owoców jest zależny od stopnia dojrzewania zmienia on swoją barwę od białej poprzez czerwoną do czarnej [2]. 1 paula.cwiek@onet.pl, Katedra Biotechnologii, Mikrobiologii i Żywienia Człowieka, Wydział Nauk o Żywności i Biotechnologii, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie 2 adamgrden95@gmail.com, Katedra Biotechnologii, Mikrobiologii i Żywienia Człowieka, Wydział Nauk o Żywności i Biotechnologii, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie 3 agnieszka.malik@up.lublin.pl, Katedra Biotechnologii, Mikrobiologii i Żywienia Człowieka, Wydział Nauk o Żywności i Biotechnologii, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie 39

40 Paula Ćwiek, Adam Grdeń, Agnieszka Malik Roślinę tą obecnie wykorzystuje się w przemyśle farmaceutycznym, zielarskim, spożywczym, papierniczym oraz energetycznym. W starożytności zaś, liście morwy białej przede wszystkim służyły jako pokarm dla gąsienicy jedwabnika morwowatego (Bombyx Mori). Obecnie główny surowiec zielarskim stanowią liście i owoce morwy białej [2, 5] Skład chemiczny Skład chemiczny owoców morwy białej Owoce morwy białej są źródłem cukrów. Stanowią one aż 18% ich masy. Z kolei, zawartość białek (bogatych w aminokwasy takie jak: treonina, leucyna, arginina, metionina, prolina) i lipidów w owocach morwy białej jest dużo niższa i wynosi odpowiednio 1,55 g i 0,48 g/100 g ich suchej masy. Owoce morwy są także źródłem wielu makro- i mikroelementów (tab. 1) [2, 5]. Oprócz składników mineralnych w owocach morwy białej obecne są także antocyjany i alkaloidy, takie jak 1- dezoksynojirimycyna, które posiadają właściwości antyoksydacyjne. Ich zawartość w owocach morwy wynosi około 660 mg/100 g [5, 6]. Tabela 1. Zawartość makro- i mikroelementów w suchej masie owoców morwy białej [5] Składniki Zawartość w suchej masie azot 1,62-2,13 fosfor 0,24-0,31 potas 1,62-2,13 Makroelementy (g/100g) wapń 0,19-0,37 sód 0,01 magnez 0,12-0,19 siarka 0,08-0,11 żelazo 28,2-46,74 miedź 4,22-6,38 Mikroelementy (mg/kg) cynk 14,89-19,58 mangan 12,33-19,38 nikiel 1,40-2,62 40

41 Właściwości prozdrowotne morwy białej Skład chemiczny liści morwy białej Ze względu na znaczną zawartość substancji odżywczych i leczniczych, jako surowiec zielarski wykorzystywane są przede wszystkim liście morwy białej. W suchej masie liści znaczną większość stanowią białka (15,31-30,91%) oraz błonnik pokarmowy (27,6-43,6%), natomiast tłuszcze i cukry stanowią odpowiednio 1,99-7,92% i 9,70-39,70%. Białka zawarte w liściach morwy dostarczają niezbędnych dla organizmu człowieka aminokwasów egzogennych takich jak: metionina, treonina, leucyna, lizyna, tryptofan, histydyna, kwas asparaginowy, prolina czy arginina [5 8]. W liściach morwy białej występują także makro- i mikroelementy niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania organizmu (tab. 2). Tabela 2. Zawartość makro- i mikroelementów w suchej masie liści morwy białej Składniki Makroelementy (g/100g) Mikroelementy Zawartość w suchej masie fosfor 970,0 wapń 786, ,66 magnez 720,0 żelazo 19,0-50,0 (mg/kg) Źródło: Opracowanie własne na podstawie [5] Cynk 0,72-3,65 Surowiec ten stanowi także dobre źródło związków polifenolowych, do których możemy zaliczyć m.in.: kwercetynę, kempferol, rutynę, kwas chlorogenowy i izokwercetynę. Całkowita zawartość związków polifenolowych w 1 g suchej masy liści waha się od 12,81 do 15,51 mg GAE, czyli ekwiwalentu kwasu galusowego [5, 7]. W liściach morwy białej zawarte są także polihydroksyalkaloidy wykazujące głównie działanie przeciwdiabetyczne. Spośród 18 zidentyfikowanych związków z tej grupy najważniejszą rolę spełnia 1- dezoksynojirimycyna, której zawartość w liściach morwy waha się od 0,28 do 3,88 mg/g [5, 7, 9] Skład chemiczny kłącza i nasion morwy białej Kora kłącza morwy białej, podobnie jak jej liście obfituje w związki aktywne biologicznie. W kłączu morwy wykryto m.in. flawonoidy, alkaloidy oraz związki o działaniu przeciwdiabetycznym Moran 20K, a także substancję przeciwwirusową leachianon G [5]. Nasiona morwy są natomiast głównym źródłem nienasyconych kwasów tłuszczowych, które stanowią od 25 do 35% masy nasion. Największą ilość kwasów tłuszczowych stanowi kwas linolowy (76,84%) oraz kwas oleinowy (7,09%) [5 8]. 41

42 Paula Ćwiek, Adam Grdeń, Agnieszka Malik 3. Właściwości prozdrowotne Prozdrowotne właściwości morwy białej były dobrze znane już tysiące lat temu na Dalekim Wschodzie. W tradycyjnej, jak i ludowej medycynie chińskiej od wieków wykorzystywano różne elementy morfotyczne (liście, kora, kłącze, owoce) tej rośliny w celach leczniczych (tab. 3). Brak skutków ubocznych morwy dodatkowo zwiększał jej popularność [1, 2, 9]. Tabela 3. Sposoby i cele wykorzystania morwy białej w starożytnej medycynie chińskiej Sposób przyrządzenia/ część morfotyczna rośliny napar z młodych liści suszone owoce/sproszkowane suszone owoce świeże owoce korzeń morwy napar z liści kora z korzeni morwy kora z pnia morwy Cele wykorzystania pobudzenie laktacji u matek karmiących regeneracja i wzmocnienie w czasie długich wędrówek neutralizowanie zawrotów głowy, leczenie zaburzeń widzenia, zmniejszenie obrzęków, leczenie nadciśnienia, wspomaganie trawienia leczenie kaszlu, astmy oraz gorączki leczenie schorzeń wątroby, ochrona wątroby przed substancjami toksycznymi, wzmocnienie stawów (u osób starszych), zapewnienie prawidłowego rozwoju (u dzieci) zmniejszenie wysokiego ciśnienia krwi pomocniczo w chorobach serca, łagodzenie objawów astmy, zwiększenie diurezy, pomocniczo w chorobach płuc i oskrzeli syrop z owoców Źródło: Opracowanie własne na podstawie [1, 2, 9] leczenie schorzeń układu pokarmowego Rekomendacje do stosowania morwy białej odnaleźć można m.in. w chińskiej farmakopei. Do dnia dzisiejszego w krajach azjatyckich, takich jak Japonia czy Korea, popularne jest picie naparów z liści morwy białej [1]. 42

43 Właściwości prozdrowotne morwy białej Wiele publikacji naukowych [1 18] wskazuje na liczne właściwości prozdrowotne morwy białej, m.in.: działanie antyoksydacyjne; wspomaganie leczenia otyłości; działanie przeciwnowotworowe; działanie przeciwcukrzycowe; obniżenie poziomu lipoprotein LDL oraz VLDL; obniżenie poziomu triglicerydów; działanie przeciwbakteryjne. Większość powyższych właściwości wynika z potencjału antyoksydacyjnego morwy, która zawdzięcza go obecności związków polifenolowych [1 18] Właściwości przeciwcukrzycowe Cukrzyca typu II uważana jest za epidemię XXI wieku. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) szacuje, że do 2025 roku liczba osób chorych na cukrzycę typu II może wzrosnąć do 300 mln. Czynnikami sprzyjającymi rozwojowi tej choroby są: upośledzenie wydzielania bądź nieprawidłowe działanie insuliny (czynniki genetyczne) oraz brak aktywności fizycznej, otyłość, nieprawidłowe nawyki żywieniowe (czynniki środowiskowe) [1, 10, 11]. Właściwości przeciwcukrzycowe morwy białej polegają przede wszystkim na: obniżeniu poziomu glukozy we krwi; zwiększaniu wrażliwości tkanek na działanie insuliny; zmniejszaniu glikemii poposiłkowej; hamowaniu nieprawidłowego wydzielania insuliny; zapobieganiu powstawania powikłań cukrzycowych. Działania te są uwarunkowane obecnością związku z grupy polihydroksyalkaloidów o nazwie 1-dezoksynojirimycyna. Mechanizm działania tego związku polega na hamowaniu aktywności enzymów α-glikozydazy oraz maltazy, które w świetle jelita cienkiego rozkładają cukry złożone do glukozy [1, 5, 7, 10, 12]. Jiao i wsp. w swoich badaniach na szczurach, udowodnili, że spożywanie owoców morwy białej bogatych w polisacharydy, indukowało naprawę uszkodzonych komórek trzustki u szczurów z cukrzycą. Dodatkowo zaobserwowali oni wzrost lipoprotein frakcji HDL we krwi tych szczurów [13]. Jedno z badań klinicznych mających na celu określenie właściwości hipoglikemizujących morwy białej zostało przeprowadzone na 24 pacjentach z cukrzycą typu II, których podzielono na dwie grupy badane. Jedna grupa pacjentów przyjmowała codziennie 500 mg suszonych liści morwy białej w postaci kapsułek (6 kapsułek na dzień), natomiast druga, zażywała glibenklamid (lek wykorzystywany w leczeniu cukrzycy). Zaobserwowano, że w grupie pacjentów przyjmujących preparat morwy białej nastąpiła znaczna poprawa profilu lipidowego oraz poziomu glikemii w porównaniu do grupy pacjentów przyjmujących lek przeciwcukrzycowy [14]. Właściwości przeciwcukrzycowe morwy wykazano także, w innym przedklinicznym badaniu prowadzonym wśród diabetyków. Pacjentów podzielono na grupę badaną (osoby spożywające herbatę z liści morwy białej) oraz grupę kontrolną 43

44 Paula Ćwiek, Adam Grdeń, Agnieszka Malik (osoby spożywające czarną herbatę). Napary były spożywane w ilości 70 ml na dzień. U pacjentów pijących herbatę z liści morwy białej zaobserwowano o 15% niższy poziom glikemii na czczo w porównaniu do grupy kontrolnej oraz o 30% niższy poziom glikemii poposiłkowej [15]. W kolejnym badaniu klinicznym, Mundra i wsp. wykazali, że spożycie wraz z sacharozą ekstraktów wodnych z liści morwy znacząco obniża poziom glikemii poposiłkowej po upływie 120 minut od wypicia ekstraktu. Taki efekt zaobserwowano zarówno u osób zdrowych, jak i u osób cierpiących z powodu cukrzycy typu II [16]. W krajach azjatyckich głównie w Chinach, Japonii oraz Korei popularne jest spożywanie herbaty o nazwie Mon Tea, czyli herbaty, której przypisuje się właściwości przeciwdiabetyczne. W 2006 roku Hansawasdi i Kawabata opracowali przepis na wykonanie naparu z liści morwy białej, którego spożycie powoduje zahamowanie aktywność α-glikozydaz (1 g liści morwy białej należy zalać 100 ml wody o tempe-raturze 98⁰C i parzyć przez 3-5 minut) [7] Wspomaganie leczenia otyłości Według WHO łączna liczba osób otyłych oraz osób z nadwagą wynosi ponad 522 mln. Otyłość to stan charakteryzujący się zwiększeniem masy ciała poprzez wzrost zawartości tkanki tłuszczowej spowodowany hipertrofią i/lub hiperplazją adipocytów [17]. Rozwojowi otyłości sprzyjają zarówno czynniki genetyczne, środowiskowe, jak i psychologiczne. Do czynników środowiskowych zaliczyć można: brak aktywności fizycznej, nadmierny bilans energetyczny diety, rzucenie papierosów, wpływ rówieśników i rodziców, podatność na wpływ reklam produktów spożywczych oraz brak wiedzy żywieniowej [18]. W wielu badaniach udokumentowano, że otyłość sprzyja: rozwojowi choroby niedokrwiennej serca; wystąpieniu nadciśnienia tętniczego; wystąpieniu udaru mózgu i niewydolności serca; powstaniu zatorowości płucnej; rozwojowi cukrzycy typu II; zaburzeniom lipidowym; problemom kostno-stawowym; rozwojowi chorób nowotworowych [17, 18, 20]. W badaniu przeprowadzonym na myszach dowiedziono, że stosowanie etanolowego ekstraktu z liści morwy białej w ilości 500 mg/kg m.c. przez 32 dni, powodowało spadek masy ciała myszy o 2% [19]. Podobny efekt uzyskał Yimam i wsp. W badaniu na myszach zaobserwowali oni spadek masy ciała, obniżenie poziomu insuliny oraz leptyny, poprawę profilu lipidowego oraz zmniejszone spożycie kalorii wśród otyłych myszy karmionych mieszanką trzech ziół o właściwościach leczniczych: Morus alba, Yerba mate oraz Magnolia officinalis [20]. Jak udowodniono w badaniach, liście morwy białej mogą pomóc zarówno w prewencji, jak i wspomaganiu leczenia otyłości, jednak kwestia ta wymaga dalszych badań, w szczególności badań klinicznych. 44

45 Właściwości prozdrowotne morwy białej 3.3. Właściwości antyoksydacyjne Wolne rodniki tlenu, jak i azotu neutralizowane są w organizmie przez naturalne mechanizmy antyoksydacyjne. Jednak wpływ czynników środowiskowych, takich jak szybkie tempo życia, złe nawyki żywieniowe czy zanieczyszczenie środowiska, mogą wpłynąć na zaburzenie homeostazy całego organizmu przyczyniając się do powstania stresu oksydacyjnego [7]. Morwa biała swoje właściwości antyoksydacyjne zawdzięcza obecności związków flawonoidowych, takich jak kwercetyna, oraz antocyjanów [3]. Katsube i wsp. w swoich badaniach wykryli, że liście morwy są bogatym źródłem 3-(6- malonylo-glikozydu) kwercetyny, a także rutyny [21]. Co ciekawe, zawartość kwercetyny w liściach morwy jest wyższa niż zawartość tego związku w cebuli, uznawanej za doskonałe źródło tego antyoksydantu [7]. Dzięki aktywności antyoksydacyjnej morwa biała wpływa m.in. na: zmniejszenie procesów utleniania lipidów, a co się z tym wiąże działa przeciwmiażdżycowo. Harauma i wsp. w badaniach na myszach dowiedli, że dieta wzbogacona o sproszkowane liście morwy hamuje utlenianie lipoprotein LDL oraz skutkuje 40% redukcją uszkodzeń miażdżycowych w aortach tych zwierząt. Yang i wsp. w badaniach przeprowadzonych na szczurach karmionych pożywieniem o wysokiej zawartości tłuszczu dowiedli, że stosowanie ekstraktów z owoców morwy białej obniża poziom triglicerydów oraz cholesterolu całkowitego. Dodatkowo zaobserwowali oni zwiększenie aktywności SOD (dysmutaza ponadtlenkowa) oraz GPx (peroksydaza glutationowa) [22]. Dzięki tym właściwościom morwa przyczynia się do zmniejszenia ryzyka zachorowania na choroby układu krążenia [7, 23] Inne właściwości prozdrowotne morwy białej Właściwości przeciwnowotworowe Choroby nowotworowe są drugą przyczyną zgonów wśród Polaków. Jak wskazują statystyki prowadzone przez Krajowy Rejestr Nowotworów w ostatnich trzech dekadach liczba zachorowań na nowotwory złośliwe wzrosła dwukrotnie. Do czynników sprzyjających rozwojowi nowotworów można zaliczyć m.in.: otyłość, palenie papierosów, nadmierne spożywanie alkoholu, niewłaściwy sposób odżywiania oraz czynniki genetyczne [17]. Działanie przeciwnowotworowe morwy białej polega na: zmniejszeniu stresu oksydacyjnego; zwiększeniu apoptozy komórek nowotworowych. Działanie to zostało potwierdzone w badaniach in vitro, w których wykorzystane zostały różne ludzkie linie komórek rakowych w tym piersi, jelita grubego, płuca oraz wątroby [24, 25]. Zastosowanie morwy białej w zapobieganiu bądź leczeniu chorób nowotworowych wymaga dalszych badań, w celu potwierdzenia jej skuteczności oraz wykluczenia interakcji ze środkami używanymi w terapii przeciwnowotworowej. 45

46 Paula Ćwiek, Adam Grdeń, Agnieszka Malik Właściwości przeciwbakteryjne i przeciwgrzybiczne Prowadzone na przestrzeni ostatnich lat badania naukowe, wskazują także na silne działanie przeciwgrzybicze, przeciwbakteryjne oraz przeciwwirusowe morwy białej. W testach laboratoryjnych potwierdzono skuteczność ekstraktów z liści tej rośliny w zwalczaniu bakterii, takich jak: Streptococcus; Staphylococcus; Bacillus; Escherichia; Salmonella; Shigella. Właściwości te warunkowane są obecnością związków z grupy flawonoidów. Z kolei, alkaloidy zawarte w liściach oraz korze działają przeciwwirusowo m.in. na wirusa opryszczki typu 1 [5, 7] Właściwości neuroprotekcyjne Właściwości neuroprotekcyjne morwy, a w szczególności jej owoców, związane są z obecnością w nich związków antyoksydacyjnych, które neutralizują działanie wolnych rodników tlenowych, jak i azotowych. Ponadto istnieją doniesienia, że spożywanie owoców morwy białej może zahamować powstawanie zmian w mózgu charakterystycznych dla choroby Parkinsona [3]. Niidome i wsp. donoszą, że zażywanie ekstraktów z liści morwy hamuje także powstawanie w mózgu β- amyloidów, które wraz z białkiem tau odpowiedzialne są za powstawanie choroby Alzheimera [26]. 4. Podsumowanie Morwa biała znalazła swoje zastosowanie już w starożytnej medycynie chińskiej. W krajach azjatyckich, ze względu na wiele potencjalnych właściwości prozdrowotnych, do dnia dzisiejszego w celach leczniczych używane są różne części morfotyczne morwy białej. Najlepiej przebadaną i najczęściej wykorzystywaną właściwością morwy białej jest jej działanie przeciwdiabetyczne, które przede wszystkim wykorzystywane jest w leczeniu wspomagającym cukrzycy typu II. Inne korzystne działania morwy białej, takie jak właściwości przeciwnowotworowe czy działanie neuroprotekcyjne, wymagają dalszych badań, które pozwolą poznać mechanizmy takiego działania oraz określić dawki terapeutyczne. Nie mniej jednak roślina ta zasługuje na uwagę oraz włączenie jej do diety osób zdrowych, co z kolei z pewnością pomoże w walce z wolnymi rodnikami oraz może przyczynić się do zmniejszenia ryzyka wystąpienia m.in. chorób układu krążenia. 46

47 Właściwości prozdrowotne morwy białej Literatura 1. Banach K., Rutkowska B., Glibowski P., Polska superżywność w prewencji chorób nowotworowych, Bromatologia i Chemia Toksykologiczna, L, 2, (2017), s Kaczmarczuk R., Morwa, brusonecja i żółtnica pomarańczowa, Wszechświat, 13, 1-3, (2012), s Przekor M., Flaczyk E., Morwa biała nieocenione znaczenie zdrowotne, Przemysł Spożywczy, 70, (2016), s Pokorný J., Drzewa znane i mniej znane, Polska Oficyna Wydawnicza BGW, Warszawa, Grześkowiak J., Łochyńska M., Związki biologicznie aktywne morwy białej (Morus alba L.) i ich działanie lecznicze, Postępy Fitoterapii, 18, 1, (2017), s Piątkowska E., Kopeć A., Leszczyńska T., Antocyjany charakterystyka, występowanie i oddziaływanie na organizm człowieka, ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 4, 77, (2011),s Jeszka M., Kobus-Cisowska J., Flaczyk E., Liście morwy jako źródło naturalnych substancji biologicznie aktywnych, Postępy Fitoterapii, 3, (2009), s Butt M. S., Nazir A., Sultan M. T., Schroën K., Morus alba L. nature s functional tonic, Trensd in Food Science & Technology, 19, (2008), s Ji T., Li J., Su L. S., Zhu Z. H., Guo S., Qian D. W., Duan J. A., Identyfication and Determination of the Polyhydroxylated Alkaloids Compounds with α-glucosidase Inhibitor Activity in Mulberry Leaves of Different Orgins, Molecules, 21, (2016),s Ratajczak A., Nawrocka M., Szulińska M., Bogdański P., Suplementy diety w leczeniu cukrzycy typu 2 fakty i kontrowersje, Farmacja Współczesna, 8, (2015), s Gnalicka A., Jabłecka A., Miejsce wyciągu z morwy białej we współczesnej farmakoterapii cukrzycy typu II praca poglądowa, Farmacja Współczesna, 6, (2013), Kania M., Derebecka N., Surowce roślinne w cukrzycy typu 2, Postępy Fitoterapii 2, (2010), s Jiao Y., Wang X., Jiang X., Kong F., Wang S., Yan C., Antidiabetic effects of Morus alba fruit polysaccharides on high-fat diet- and streptozotocin- induced type 2 diabetes in rats, Journal of Ethnopharmacol, 6, 199, (2017), s Andallu B, Suryakantham V, Lakshmi Srikanthi B Reddy GK., Effect of mulberry (Morus alba L.) therapy on plasma and erythrocyte membrane lipids in patients with type 2 diabetes. Clinica Chimica Acta, 314, (2001), s Banu S., Jabir N. R., Manjunath N. C., Khan M. S., Ashraf G. M., Kamal M. A., Tabrez S., Reduction of post-prandial hyperglycemia by mulberry tea in type-2 diabetes, Saudi Journal of Biological Sciences, 22, 1, (2014), s Mudra M., Ercan-Fang N., Zhong L., Influence of mulberry leaf extract on the blood glucose and breath hydrogen response to ingestion of 75 g sucrose by type 2 diabetic and control subjects, Diabetes Care, 30, 5, (2007), s Wąsik M., Walicka M., Marcinowska-Suchowierska E., Otyłość definicja, epidemiologia, patogeneza, Postępy Nauk Medycznych, 4, XXVI, (2013), s Zgliczyński W. S., Nadwaga i otyłość w Polsce, 4, 227, (2017), s Oh K. S., Ryu S. Y., Lee S., Melanin-concentrating hormone-1 receptor antagonism and anti-obesity effects of ethanolic extract from Morus alba leaves in diet-induced obese mice. Journal of Ethnopharmacology, 122, 2, (2009),s Yimam M., Jiao P., Hong M., Appetite suppression and antiobesity effect of a botanical composition composed of Morus alba, Yerba mate, and Magnolia officinalis, Journal of Obesity, (2016), dostęp:

48 Paula Ćwiek, Adam Grdeń, Agnieszka Malik 21. Katsube T., Imawaka N., Kawano Y., Yamazaki Y., Shiwaku K., Yamane Y., Antioxidant flavonol glycosides in mulberry (Morus alba L.) leaves isolated based on LDL antioxidant activity Food Chemistry, 97, 1, (2006), s Yang X., Yang L., Zheng H., Hypolipidemicand antioxidant effects of mulberry (Morus alba L.) fruit in hyperlipidaemia rats, Food Chemistry Toxicology, 48, 8-9, (2010), s Harauma A., Murayama T., Ikeyama K., Sano H., Arai H., Takano R., Kita T., Hara S., Kamei K., Yokode M., Mulberry leaf powder prevents atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice. Biochemical and Biophysical Research Communications 358, (2007), s Deepa M., Sureshkumar T., Satheeshkumar P.K., Priya S., Antioxidant rich Morus alba leaf extract induces apoptosis in human colon and breast cancer cells by the downregulation of nitric oxide produced by inducible nitric oxide synthase, Nutrition of Cancer, 65, (2013), s Kujawska M., Ewertowska M., Adamska T., Ignatowicz E., Flaczyk E., Przekor M., Kurpik M., Jodynis-Liebert J., Protective Effect of Morus alba Leaf Extract on N-Nitrosodiethylamine induced Hepatocarcinogenesis in Rats, In Vivo, 30, 6, (2016), s Niidome T., Takahashi K., Goto Y., Goh S., Tanaka N., Kamei K., Ichida M., Hara S., Akaike A., Kihara T., Sugimoto H., Mulberry leaf extract prevents amyloid beta-peptide fibril formation and neurotoxicity, NeuroReport 18, (2007), s Właściwości prozdrowotne morwy białej W ostatnich latach wzrasta zainteresowanie dobroczynnym działaniem związków pochodzenia roślinnego na organizm człowieka. Jedną z roślin wykazujących korzystne właściwości dla zdrowia jest morwa biała (Morus alba), która swoje zastosowanie w medycynie krajów azjatyckich znalazła już tysiące lat temu. Starożytni medycy używali różnych elementów morfotycznych tej rośliny do leczenia m.in.: chorób wątroby, chorób płuc, nadciśnienia, obrzęków czy chorób układu pokarmowego. Obecnie zarówno liście, jak i owoce morwy białej stały się obiektem zainteresowań naukowców. Dowiedziono, że wykazuje ona działanie przeciwnowotworowe, wspomaga leczenie cukrzycy typu II, wykazuje silne działanie przeciwutleniające oraz reguluje gospodarkę lipidową. Cel: Przegląd aktualnego piśmiennictwa dotyczącego właściwości prozdrowotnych morwy białej. Metodyka. Materiał badawczy stanowiła literatura bezpośrednio odnosząca się do omawianego zagadnienia. Wnioski. Zarówno liście, jak i owoce morwy białej wykazują liczne właściwości prozdrowotne, które zawdzięczają m.in. obecności związków polifenolowych oraz polihydroksyalkaloidów. Preparaty z liści i/lub owoców morwy białej mogą działać prewencyjnie w kierunku niektórych chorób. Słowa kluczowe: morwa biała, cukrzyca, właściwości przeciwnowotworowe, polifenole, 1-dezoksynojirimycyna Health benefits of white mulberry In recent years is growing interest in the beneficial effects of plant-derived compounds on the human body. One of the plants showing beneficial properties for health is white mulberry (Morus alba), which has already found its use in medicine thousands of years ago in Asian countries. Ancient medics used various morphotic elements of this plant to treat, among others: liver diseases, lung diseases, hypertension, edema or diseases of the digestive system. Currently, both leaves and white mulberry fruits have become the object of interest of scientists. It has been proven that it has anti-cancer activity, supports the treatment of type II diabetes, has a strong antioxidant effect and regulates the lipid metabolism. Aim: Review of the current literature on the pro-health properties of white mulberry. Method. The research material was the literature directly referring to the discussed issue. Results. Both leaves and fruits of the white mulberry show numerous pro-health properties, which owe, among others the presence of polyphenolic compounds and polyhydroxyalkaloids. Preparations of leaves and/or fruits of mulberry may act preventively towards certain diseases. Keywords: white mulberry, diabetes, anticancer properties, polyphenols, 1-deoxynojirimycin 48

49 Marcelina Makuch 1, Paulina Terlecka 2, Marcin Makuch 3 Zastosowanie lecznicze płucnicy islandzkiej Cetraria islandica (L.) 1. Wprowadzenie Płucnica islandzka (tarczownica islandzka, porost islandzki, Cetraria islandica) to gatunek grzybów należący do rodziny tarcznicowatych (Parmeliaceae). Ze względu na symbiozę z glonami jest zaliczany do porostów [1]. Grzyb ten ma krzaczkowatą, silnie rozgałęzioną plechę, której orzęsione brzegi są podwinięte do wewnątrz. Górna powierzchnia plechy ma zielone lub brunatne zabarwienie, dolna jest białawo-brązowawa. Całość osiąga wysokość do 15 cm [2]. Płucnicę islandzką można najczęściej spotkać w borach sosnowych orz na zacienionych zboczach skał. Mimo swojej nazwy, porost islandzki występuje na wszystkich kontynentach. W Polsce jest gatunkiem prawnie chronionym. Rośnie głównie w suchych borach sosnowych, murawach i na wrzosowiskach [3]. Surowiec leczniczy stanowi plecha porostu [4]. Zbiera się ją jesienią, w dni pogodne, następnie suszy [5]. W literaturze szeroko opisywane są właściwości lecznicze plechy płucnicy Cetraria islandica. Ze względu na zawartość licznych substancji (lichenina, izolichenina, hemiceluloza, śluzy, barwniki, sole mineralne oraz kwasy organiczne) tarczownica islandzka wywiera działanie antybakteryjne, przeciwzapalne, wzmacniające, przeciwwymiotne. Wyciągi z płucnicy znajdują zastosowanie m.in. w schorzeniach układu oddechowego, pokarmowego, chorobach skóry, a także w nowotworach. Tarczownica islandzka jest jedynym porostem zamieszczonym w Farmakopei Europejskiej V oraz Farmakopei Polskiej VIII [4, 5]. Zaakceptowany również przez Komisję Europejską. Celem artykułu jest analiza współczesnych danych na temat właściwości leczniczych płucnicy islandzkiej. Przeprowadzono analizę najnowszych informacji z dostępnej literatury. Opisano nie tylko zastosowanie lecznicze, ale możliwy mechanizm działania i skutki uboczne. 2. Budowa i skład płucnicy islandzkiej Podstawowymi składnikami surowca pozyskiwanego z płucnicy islandzkiej są: kwasy porostowe (4%) fumarowy, fumaroprotocetrarowy, protocetrarowy, cetnarowy, protolichesterynowy, alloprotolichesterynowy, lichesterynowy, fizydowy i śladowe ilości kwasu usninowego; polisacharydy (50%) lichenan (lichenina), izolichenan (izolichenina), celuloza, hemiceluloza; 1 marcelina.kononiuk@gmail.com, Klinika Pneumonologii, Onkologii i Alergologii Uniwersytetu Medycznego w Lublinie 2 paulina.chwil@gmail, Klinika Pneumonologii, Onkologii i Alergologii Uniwersytetu Medycznego w Lublinie 3 marcinm45@gmail.com, Katedra i Zakład Anatomii Prawidłowej Człowieka Uniwersytetu Medycznego w Lublinie 49

50 Marcelina Makuch, Paulina Terlecka, Marcin Makuch związki śluzowe; karotenoidy; sole mineralne (w tym jodu, boru, miedzi i krzemu); witaminy B1 i B12. Różnorodność biochemiczna oraz obecność specyficznej grupy związków kwasów porostowych sprawiła, iż dla płucnicy islandzkiej wykazano działanie przeciwbakteryjne, przeciwgrzybiczne, przeciwwirusowe, ponadto osłaniające, przeciwkaszlowe, wykrztuśne, przeciwzapalne, przeciwwymiotne, przeciwpotne, przeciwnowotworowe, a także antyoksydacyjne, promieniochronne, alergizujące i fotouczulające [6] Kwasy porostowe Spośród kwasów porostowych najwięcej jest kwasu fumarowego. Jest to organiczny kwas nienasycony, trudno rozpuszczalny w wodzie. Ze względu na woje działanie immunomodulujące znalazł w medycynie zastosowanie w leczeniu łuszczycy [7]. Jest związkiem mało toksycznym, jednak jego długie stosowanie może doprowadzić do ostrego uszkodzenia nerek [8]. Kolejnym składnikiem występującym w dużych ilościach w wyciągu z porostu islandzkiego jest kwas fumaroprotocetrarowy trudno rozuszczalny w wodzie, o silnych właściwościach przeciwutleniających. W badaniach in vitro Yilmaz i wsp. wykazali silne właściwości bakteriostatyczne tego kwasu [9]. Kwas protocetrarowy jest podobny pod względem fizycznym do kwasu fumaroprotocetrarowego. Wykazuje działanie bakteriostatyczne na szczepy Salmonella typhi. Udowodniono również jego działanie grzybobójcze [10]. Jednym z lepiej zbadanych związków, który występuje w płucnicy islandzkiej jest kwas protolichesterynowy. Wykazano, że posiada właściwości hamujące wzrost kolonii Helicobacter pylori in vitro [11]. Ponadto w badaniach z 2012 roku, Russo i wsp. udowodnili, iż kwas ten może stymulować komórki raka prostaty do aktywacji szlaków apoptozy [12, 13] Polisacharydy Lichenina oraz izolichenina wykazują działania osłaniająco-pokrywające na błony śluzowe dróg oddechowych oraz przewodu pokarmowego. Zapewniają izolację śluzówki przed czynnikami drażniącymi i uszkadzającymi. Ponadto zmniejszają ilość odruchów kaszlowych i zmniejszają stan zapalny, regenerując śluzówkę. Liczne badania kliniczne potwierdziły skuteczność wyciągu z porostu islandzkiego w stanach chorobowych przebiegających z podrażnieniem śluzówki. Wyciąg z Cetraria islandica w formie pastylek do ssania wyraźnie poprawia nawilżenie błony śluzowej górnych dróg oddechowych [14]. W plesze tarczownicy islandzkiej można odnaleźć ponadto następujące substancje: kwasy tłuszczowe (linolowy, oleinowy, linolenowy), karotenoidy, związki z grupy naftochinonów (naftazaryna), a także sole jodu i boru. 50

51 Zastosowanie lecznicze płucnicy islandzkiej Cetraria is-landica (L.) 3. Mechanizm działania składników zawartych w płucnicy islandzkiej W plesze płucnicy islandzkiej występuje wiele związków biologicznie czynnych, których obecność determinuje wielokierunkowe działanie. Składnikiem Cetraria islandica zasługującym na szczególną uwagę jest kwas (+)-protolichesterynowy (αmetyleno-γlakton), który spowalnia mediatory reakcji zapalnej: 5-lipooksygenazy w leukocytach świńskich (IC50 = 20 μm) i leukotrienów B4 w polimorfojądrowych leukocytach bydlęcych (IC50 = 9 μm). Testowano także aktywność przeciwiwirusową kwasu (+)-protolichesterynowy wobec wirusa HIV okazało się, że kwas hamuje odwrotną transkryptazę HIV-1 [15]. Wymaga to dalszych badań naukowych i nie znajduje medycznego zastosowania. Omawiając właściwości przeciwdrobnoustrojowe kwasu protolichesterynowego należy zaznaczyć jego wpływ na Helicobacter pylori gram-ujemnej bakterii o helikalnym kształcie, odpowiedzialnej za chorobę wrzodową żołądka i dwunastnicy. Działanie immunomodulujące płucnicy islandzkiej wynika z obecności polisacharydów. W badaniach eksperymentalnych in vitro α-glukan Ci-3, oraz galaktomannan Ki-M-7 wykazywały właściwości przeciwzapalne oraz zdolności do fagocytozy granulocytów [16]. Doświadczenia przeprowadzone na myszach (in vivo) potwierdziły zdolności immunomodulacyjne wyciągu z Cetraria islandica obserwowane polisacharydy porostowe wpływały na zdolność fagocytarną mysich makrofagów [17]. Szerszego komentarza wymaga mechanizm działania kolejnej substancji zawartej w poroście islandzkim naftazaryny. W przeprowadzonych badaniach in vitro zauważono jej aktywność cytotoksyczną wobec ludzkich komórek nowotworu naskórkowego. Naftazaryna hamuje rozwój komórek ludzkich keratynocytów, odpowiedzialnych za rozwój łuszczycy [18]. Właściwości antyoksydacyjne wodnego wyciągu z tarczownicy islandzkiej były analizowane przez Gülçina i wsp. W przeprowadzonych eksperymentach wyciąg wykazywał działanie przeciwutleniające. W porównaniu z kwercetyną i BHT, stosowanymi jako wzorce, ekstrakt z Cetraria islandica przejawiał wyższą zdolność zmiatania rodników tlenowych, głównie anionu ponadtlenkowego [19]. 4. Zastosowanie lecznicze płucnicy islandzkiej 4.1. Schorzenia układu oddechowego Działanie na schorzenia pulmonologiczne wynika przede wszystkim z obecności różnorodnych metabolitów w plesze Cetraria islandica. W dostępnych danych szeroko opisywana jest aktywność przeciwdrobnoustrojowa płucnicy islandzkiej. Odpowiedzialne są za to przede wszystkim kwasy porostowe, które wykazują działanie przeciwbakteryjne m.in. w stosunku do Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Aeromonas hydrophila, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa i Listeria monocytogenes [20]. Ponadto porost islandzki charakteryzuje się aktywnością przeciwgrzybiczą, przeciwwirusową, osłaniającą, przeciwkaszlową, wykrztuśną oraz przeciwzapalną [21]. Polisacharydy i związki śluzowe obecne w plesze płucnicy islandzkiej izolują błony śluzowe układu oddechowego przed czynnikami drażniącymi oraz zmniejszają ilość odruchów kaszlowych. Lichenina, izolichenina i śluz determinują właściwości 51

52 Marcelina Makuch, Paulina Terlecka, Marcin Makuch osłaniające śluzówkę dróg oddechowych w konsekwencji zalegająca wydzielina zostaje upłynniona, a stan zapalny ograniczony. Mechanizm działania wykrztuśnego i mukolitycznego kwasów porostowych pozostaje nieznany. Przypuszcza się, że ma to związek z aktywacją nerwu błędnego. Zbadano, że izolowany kwas fumaroprotocetrarowy podawany myszom wykazuje większą aktywność niż placebo czy ambroksol [22]. Wyciągi z plechy tarczownicy islandzkiej zalecane są m.in. w następujących schorzeniach: chrypka; suchość i podrażnienie gardła, krtani i oskrzeli; długotrwałe przebywanie w pomieszczeniach klimatyzowanych; pacjenci po intubacji oraz zabiegach w obrębie jamy nosowej. Ostatnie z powyższych wskazań zostało potwierdzone w badaniu klinicznym podawanie wyciągu wodnego z porostu islandzkiego po zabiegu, w formie pastylek do ssania (0,048 g dziennie przez 5 dni) wyraźnie poprawiało nawilżenie śluzówki. Polipy nosa sprzyjają podrażnieniom gardła (spływająca wydzielina) porost działa wtedy powlekająco i regenerująco [23]. W świetle najnowszych doniesień naukowych zastosowanie plechy tarczownicy islandzkiej jako środka przeciwgruźliczego nie znajduje uzasadnienia. Największą aktywność wobec prątków Mycobacterium tuberculosis wykazuje kwas usninowy, w ilościach śladowych obecny w poroście islandzkim. Działanie przeciwgruźlicze całego wyciągu wodnego z plechy tarczownicy okazuje się niewystarczające wartość MIC kwasu protolichesterynowego dla szczepów Mycobacterium aurum ustalono na 250 mcg/ml, zaś dla Mycobacterium avium na 125 μg/ml [24] Choroby układu pokarmowego Kwas protolichesterynowy zyskał status związku o udokumentowanych właściwościach hamujących wzrost kolonii Helicobacter pylori in vitro, co uzasadnia stosowanie wyciągów z porostu islandzkiego w stanach zapalnych żołądka i dwunastnicy oraz pomocniczo w leczeniu choroby wrzodowej. Wyciąg usprawnia trawienie i przyswajanie pokarmów oraz poprawia apetyt, ponieważ gorzki smak plechy pobudza wydzielanie śliny i soku żołądkowego. Warto zaznaczyć, że działanie płucnicy islandzkiej na układ pokarmowy zależy od dawkowania. Mniejsze ilości wyciągu wzmagają wydzielanie soku żołądkowego, natomiast duże dawki hamują sekrecję soku żołądkowego, powstrzymując oddziaływanie kwasu solnego na śluzówkę żołądka [25]. Biorąc pod uwagę dane liczbowe z badań in vivo ustalono wartości MIC dla szczepów H. pylori na poziomie mcg/ml, przy czym wartość MIC 90 (90% szczepów wrażliwych) wynosiła 32 mcg/ml. Wrażliwość Helicobacter pylori na kwas protolichesterynowy zawarty w płucnicy była znacznie mniejsza niż na ampicylinę (MIC 0,125 mcg/ /ml) i erytromycynę (0,25 mcg/ml), ale tylko dwukrotnie mniejsza niż wrażliwość na metronidazol (16 mcg/ml). Wyniki te potwierdzają wykorzystanie wyciągów z prostu w leczeniu wspomagającym wrzodów żołądka i dwunastnicy. 52

53 Zastosowanie lecznicze płucnicy islandzkiej Cetraria is-landica (L.) Z kolei obecność kwasu protocetrarowego determinuje działanie przeciwwymiotne Cetraria islandica. Zagęszczony odwar z porostu może być zatem używany w przeciwdziałaniu wymiotom w przebiegu kacheksji nowotworowej czy objawom choroby morskiej [26] Choroby skóry Porost islandzki ma zdolność syntezy melanin grzybowych pigmentów silnie absorbujących promieniowanie UVB. Melaniny grzybowe gromadzą się w warstwie korowej porostu oraz osłaniają głębiej położone komórki glonu. Co ciekawe, związki te zostały wykryte jedynie u porostów Cetraria islandica zasiedlających tereny silnie nasłonecznione. Nie obserwowano wspomnianych zależności u gatunków porastających lasy albo obszary słabo nasłonecznione. Melaniny zabezpieczają zatem skórę przed kancerogennym działaniem promieniowania UVB. Spekuluje się, że melaniny grzybowe spełniają nie tylko rolę osłony przeciwsłonecznej, ale także chronią przed zwierzętami roślinożernymi i chelatują jony szkodliwych metali [27]. Obecna w tarczownicy islandzkiej naftazaryna hamuje proliferację keratynocytów, co przeciwdziała rozwojowi łuszczycy. Stąd nie dziwi zastosowanie porostu islandzkiego w dermatologii nie tylko przy problemach z łuszczycą, ale także z cerą trądzikową Właściwości przeciwnowotworowe Działanie przeciwnowotworowe Cetraria islandica wynika głównie z aktywności antyproliferacyjnej kwasu protolichesterynowego. Badania in vitro okazują się obiecujące kwas ten hamuje namnażanie ludzkich komórek nowotworowych (rak trzustki, jelita grubego, piersi, płuca, jajnika). W badaniach in vivo wykazano działanie przeciwnowotworowe dla licheniny. Przebadane zostały zwierzęta, u których zaobserwowano zahamowanie rozwoju tkanki nowotworowej po podaniu wodnego wyciągu z surowca tarczownicy, zawierającego licheninę i izolicheninę [28]. Wyniki ostatnich badań Grujicic i wsp. koncentrują się wokół aktywności przeciwnowotworowej ekstraktu metanolowego z Cetraria islandica. Dokładny mechanizm działania ekstraktu pozostaje nieznany. Dlatego konieczne są dalsze doświadczenia celem zidentyfikowania związków odpowiedzialnych za efekt przeciwnowotworowy [29]. Wyciąg wodny płucnicy islandzkiej wykazuje działanie antyoksydacyjne. Wedle badań in vitro nawet małe dawki takiego wyciągu chronią ludzkie limfocyty przed stresem oksydacyjnym wywołanym przez wolne rodniki tlenowe. Pod względem siły działania antyoksydacyjnego wyciąg z porostu islandzkiego dorównuje witaminie C i jest silniejszy niż aktywne formy witaminy D. 5. Działania niepożądane, przeciwwskazania Preparaty płucnicy islandzkiej uznaje się za bezpieczne. Nie obserwuje się objawów przedawkowania. Dlatego większość preparatów Cetraria islandica jest dostępna bez recepty. Dane literaturowe podają, że aromatyczne związki obecne w Cetraria islandica mogą być przyczyną alergii kontaktowych, a nawet reakcji fototoksycznych. 53

54 Marcelina Makuch, Paulina Terlecka, Marcin Makuch Odpowiedzialne są za to przede wszystkim: kwas protolichesterynowy i fumaroprotocetrarowy [30]. Stosowanie preparatów z tarczownicy islandzkiej może zmniejszyć wchłanianie przyjmowanych równocześnie leków. Nie ma danych na temat stosowania preparatów z surowca w okresie ciąży oraz karmienia piersią, dlatego nie zaleca się ich stosowania w tym okresie bez wskazań lekarza [31]. Należy wspomnieć, że porosty mogą kumulować w swych plechach metale ciężkie oraz pierwiastki promieniotwórcze pochodzące ze środowiska. Badania prowadzone po katastrofie w Czarnobylu w 1986r., oceniające zawartość promieniotwórczego izotopu 137Cs w plechach porostów z terenów objętych skażeniem, wykazały znaczny wzrost jego stężenia [32]. 6. Podsumowanie Dostępne dane wskazują, że płucnica islandzka Cetraria islandica wykazuje liczne zastosowania lecznicze. Tarczownica islandzka Cetraria islandica pełni rolę pomocniczą w terapii wielu schorzeń m.in. z dziedziny pulmonologii, gastroenterologii czy onkologii. Brakuje randomizowanych badań klinicznych dotyczących działania terapeutycznego płucnicy islandzkiej. Leczenie preparatami Cetraria islandica nie może zastąpić standardowej terapii opartej na dowodach naukowych. Konieczne są dalsze badania kliniczne celem ustalenia przydatności klinicznej płucnicy islandzkiej Cetraria islandica oraz porównujące jej działanie z tradycyjnymi środkami farmakologicznymi. Literatura 1. Fałtynowicz W., The lichens, lichenicolous and allied fungi of Poland. An annotated checklist. Krytyczna lista porostów i grzybów naporostowych Polski, Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences., Kraków 2003, s Strzelecka H., Kowalski J., Encyklopedia zielarstwa i ziołolecznictwa, PWN, Warszawa 2000, s Mirek Z., Zarzycki K., Wojewoda W., Szeląg Z., Red list of plants and fungi in Poland. Czerwona lista roślin i grzybów Polski, W. Szafer Institute of Botany. Polish Academy of Sciences, Kraków Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Farmakopea Polska VIII, t. 2. Warszawa 2008, s Krajewska J., Właściwości lecznicze porostu islandzkiego, Lek w Polsce. Drug in Poland, 25, 1, (2015), s Kotan E., Alpsoy L., Anar M., Aslan A., Agar G., Protective role of methanol extract of Cetraria islandica (L.) against oxidative stress and genotoxic effects of AFB1 in human lymphocytes in vitro, Toxicology and industrial health, (2011) 7. Stangel M., The fumaric acid, Der Nervenarzt, 79, 2, (2008), s Rowe R. C., Sheskey P. J., Quinn M. E., Handbook of Pharmaceutical Excipients 6th edition Pharmaceutical Press, London, England (2009), s

55 Zastosowanie lecznicze płucnicy islandzkiej Cetraria is-landica (L.) 9. Yilmaz M., Turk A. O., Tay T., Kivanc M., The antimicrobial activity of extracts of the lichen Cladonia foliacea and its (-)-usnic acid, atranorin, and fumarprotocetraric acid constituents, Zeitschrift für Naturforschung C 59, (2004), s Bradley P., British Herbal Compendium. A Handbook of scientific information on widely used plant drugs, BHMA British Herbal Medicine Association, Bournemouth 2006, s Herbal Drugs and Phytopharmaceuticals. A Handbook for Practice on a Scientific Basis, Medpharm Scientific Publishers., Stuttgart 2004, s ESCOP Monographs, The Scientific Foundation for Herbal Medicinal Products, Thieme., New York 2003, s Gudjónsdottir G. A., Ingólfsdóttir K., Quantitative determination of protolichesterinic and fumarprotocetraric acids in Cetraria islandica by high-performance liquid chromatography, J Chromatogr A, 757, (1997), s Bylka W., Studzińska E,. Aktywność immunostymulująca porostów, [w:] Skopińska- Różewska E, Siwicki A. K., Współczesne zagrożenia zdrowotne, EDYCJA, Olsztyn 2009, s Pengsuparp T. i wsp., Mechanistic evaluation of new 19. plant-derived compounds that inhibit HIV-1 reverse transcriptase, J Nat Prod, 58, (1995), s Ingólfsdóttir K. i wsp., Immunologically active polysac-16. charides from Cetraria islandica, Planta Med, 60, (1994), s Smyrga M., Saito H., Effect of selected thallophytic glu-26. cans on learning behaviour and short-term potentiation, Phytother Res, 14, (2000), s Müller K., Pharmaceutically relevant metabolites from lichens, Appl Microbiol Biotechnol, 56, (2001), s Gülçin I. i wsp., Determination of antioxidant activity of lichen Cetraria islandica (L.), Ach. J Ethnopharmacol, 79, (2002), s Ozgencli I., Budak H., Ciftci M., Anar M., Lichen acids may be used as a potential drug for cancer therapy; by inhibiting mitochondrial thioredoxin reductase purified from rat lung, Anticancer Agents Med Chem., 3, (2016) 21. Studzińska-Sroka E., Historia badań nad porostami, Nowiny Lekarskie 77, 5, (2008), s Smolińska D., Tajer A., Stebel A., Współczesne spojrzenie na właściwości lecznicze płucnicy islandzkiej Cetraria islandica (L.), Ach. Ann. Acad. Med. Siles., 66, 4, (2012), s Bradley P., British Herbal Compendium. A Handbook of scientific information on widely used plant drugs, BHMA British Herbal Medicine Association. Bournemouth 2006, s Ingólfsdóttir K., Chung G., Scúlason V., Gissurarson S., Vilhelmsdóttir M., Antimycobacterial activity of lichen metabolites in vitro, Eur. J. Pharm. Sci., 6, (1998), s Kędzia A., Aktywność preparatu Pectosol wobec bakterii beztlenowych powodujących zakażenia dróg oddechowych, Post. Fitoter., 2, (2008), s Europen Medicines Agency, Assessment report on Cetraria islandica (L.) Acharius s.l., thallus, EMA/HMPC, 36866, (2014). 27. Nybakken L., Solhaug K. A., Bilger W., Gauslaa Y., The lichens Xanthoria elegans and Cetraria islandica maintain a high protection against UV-B radiation in Arctic habitats, Oecologia 140, (2004), s WHO monographs on selected medicinal plants, Volume 4. World Health Organization, Geneva 2009, s

56 Marcelina Makuch, Paulina Terlecka, Marcin Makuch 29. Grujičić D., Stošić I., Kosanić M., Stanojković T., Ranković B., Evaluation of in vitro antioxidant, antimicrobial, genotoxic and anticancer activities of lichen Cetraria islandica, Cytotechnology, 66 (5), (2014), s Theine P. O., Solberg Y. J., Photosensitivity and allergy to aromatic lichen acids, Compositae oleoresins and other plant substances, Contact Dermatitis 6, (1980), s Wynn S. G., Fougère B., Veterinary herbal medicine, Elsevier, Missouri 2007, s Huovinen K., Jaakkola T., Lichen islandicus and the Chernobyl Fallout In Finland, Planta Med 57, (1991) Zastosowanie lecznicze płucnicy islandzkiej Cetraria islandica (L.) Wstęp: Płucnica islandzka Cetraria islandica to grzyb z rodziny tarczownicowatych Parmeliaceae. Występuje na wszystkich kontynentach, w Polsce jest dość rzadki, objęty ochroną gatunkową. W literaturze szeroko opisywane są jego właściwości lecznicze. Cel pracy: Analiza współczesnych danych na temat właściwości leczniczych płucnicy islandzkiej Cetraria islandica Materiał i metody: Przegląd aktualnego piśmiennictwa. Wyniki: Płucnica islandzka Cetraria islandica wywiera działanie antybakteryjne, przeciwzapalne, wzmacniające, przeciwwymiotne dzięki zawartości substancji takich jak: lichenina, izolichenina, hemiceluloza, śluzy, barwniki, sole mineralne oraz kwasy organiczne. Wyciągi z płucnicy stosuje się m.in. w schorzeniach układu oddechowego, pokarmowego, chorobach skóry, a nawet wykazuje właściwości przeciwnowotworowe. Wnioski: Dostępne dane wskazują, że płucnica islandzka Cetraria islandica wykazuje liczne zastosowania lecznicze. Konieczne są dalsze badania kliniczne celem ustalenia przydatności klinicznej płucnicy islandzkiej Cetraria islandica. Słowa kluczowe: płucnica islandzka Cetraria islandica, kwasy porostowe, stan zapalny dróg oddechowych, choroba wrzodowa żołądka Medicinal use of Iceland moss Cetraria islandica (L.) Introduction: Cetraria islandica is a fungus that belongs to the Parmeliaceae family. It occurs in all continents, but in Poland is quite rare, covered by species protection. Literature widely describes its healing properties. Aim of the study: Analysis of contemporary data about the therapeutic properties of the Cetraria islandica. Material and methods: Review of current literature. Results: The Cetraria islandica exerts antibacterial, anti-inflammatory, strengthening and antiemetic effects due to the content of substances such as lichenine, isolichenin, hemicellulose, mucus, dyes, mineral salts and organic acids. Extracts from the Cetraria islandica are used in diseases of the respiratory tract, digestive system, skin ailments and it even shows anti-cancer properties. Conclusions: Available data indicate that the Cetraria islandica has numerous medical applications. Further clinical trials are necessary to determine the clinical usefulness of the Cetraria islandica. Keywords: Cetraria islandica, lichen acids, inflammation of the airways, gastric ulcers. 56

57 Dominika Rymarz 1, Alicja Tymoszuk 2 Charakterystyka i zastosowanie lecznicze Harpagophytum procumbens Burch. DC ex Meissn. 1. Wprowadzenie Harpagophytum procumbens Burch. DC ex Meissn. to gatunek byliny z rodziny sezamowatych (Pedaliaceae), pochodzący z południowej i południowo-zachodniej Afryki. Jego nazwa wywodzi się od słów: greckiego harpagon i łacińskiego procumbo, które oznaczają odpowiednio: hak i pokładam się. Stosowane w Polsce nazwy zwyczajowe to hakorośl rozesłana oraz diabelski lub czarci pazur (z ang. devil s claw). Naturalne środowisko występowania hakorośli rozesłanej to region Kotliny Kalahari, głównie: Angola, Botswana, Namibia, Republika Południowej Afryki, a w mniejszym stopniu także Zimbabwe, Zambia i Mozambik. Gatunek jest wysoko ceniony ze względu na właściwości lecznicze. Surowiec zielarski stanowią bulwiaste korzenie przybyszowe, które po wysuszeniu wykorzystywane są w leczeniu chorób zapalnych i zwyrodnieniowych stawów. Oprócz tego wykazują działanie przeciwutleniające i przeciwdrobnoustrojowe. Mogą być również stosowane w przypadku chorób przewodu pokarmowego, cukrzycy oraz nadciśnienia. Jego pozyskiwanie ze środowiska naturalnego regulowane jest przez konwencję o międzynarodowym handlu dzikimi zwierzętami i roślinami gatunków zagrożonych wyginięciem (CITES, The Convention on International Trade in Endangered species of Wild Fauna and Flora) [1 4]. 2. Systematyka i morfologia rodzaju Harpagophytum Lindley w roku 1836 po raz pierwszy przyporządkował rodzaj Harpagophytum do rodziny sezamowatych (połapkowatych), czyli Pedaliaceae. Sezamowate należą do rzędu wargowców Lamiales. Pochodzą z Afryki i występują głównie na południe od Sahary. Tylko pojedyncze gatunki spotykane są na Madagaskarze, w Indiach czy na Sri Lance. Rodzina obejmuje około 20 rodzajów i około 70 gatunków, wśród których wyróżnia się co najmniej kilka o dużym znaczeniu gospodarczym. Najważniejsze z nich to sezam indyjski (Sesamum indicum L.) roślina oleista o dużej zawartości nienasyconych kwasów tłuszczowych wykorzystywana w przemyśle spożywczym, medycynie i kosmetyce oraz hakorośl rozesłana (Harpagophytum procumbens Burch. DC ex Meissn.) wykorzystywana jako roślina lecznicza [5 8]. 1 dominika.rymarz@utp.edu.pl, Pracownia Roślin Ozdobnych i Warzywnych, Katedra Przyrodniczych Podstaw Rolnictwa i Ogrodnictwa, Wydział Rolnictwa i Biotechnologii, Uniwersytet Technologiczno- Przyrodniczy im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy 2 alicja.tymoszuk@utp.edu.pl, Pracownia Roślin Ozdobnych i Warzywnych, Katedra Przyrodniczych Podstaw Rolnictwa i Ogrodnictwa, Wydział Rolnictwa i Biotechnologii, Uniwersytet Technologiczno- Przyrodniczy im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy 57

58 Dominika Rymarz, Alicja Tymoszuk Do rodzaju Harpagophytum należą dwa gatunki: Harpagophytum procumbens Burch. DC ex Meissn. i Harpagophytum zeyheri DECNE. Są to wieloletnie rośliny, o maksymalnej wysokości 60 cm. Młode, płożące pędy naziemne wyrastają co roku w okresie opadów deszczu i osiągają długość do 1,5 metra. System korzeniowy Harpagophytum wrasta w ziemię na głębokość około dwóch metrów i umożliwia gromadzenie wody, a tym samym przetrwanie długich okresów suszy, jakie panują na pustyni. Z mięsistego korzenia głównego wyrastają korzenie przybyszowe, które z kolei wytwarzają bulwiaste korzenie spichrzowe, o długości około 20 cm i grubości 6 cm, stanowiące surowiec leczniczy. Charakterystyczne jest naprzemianległe lub naprzeciwległe ulistnienie. Liście są niewielkie, owalne, pełne lub klapowane, pokryte włoskami. Kwiaty są jednokolorowe, od jasno różowych po bordowe, pojedyncze, osadzone w kątach liści. Dwa gatunki Harpagophytum i występujące w obrębie nich podgatunki różnią się między sobą rozmieszczeniem geograficznym, a także budową owoców i liści [8 10]. Owoce Harpagophytum procumbens zawierają około nasion. Po dojrzeniu drewnieją. Wyrastające z nich kolczaste wyrostki umieszczone są w dwóch podwójnych rzędach, a ich długość jest nawet trzykrotnie większa niż szerokość owocu. Angielska nazwa devil s claw wywodzi się z charakterystycznej budowy owoców Harpagophytum, które tworzą spłaszczone i zdrewniałe niełupki, z długimi haczykowatymi wyrostkami. Liście są 3-5 klapowane. Kwiaty zwykle mają barwę fioletową z jasnożółtym środkiem, ale czasami są one czysto żółte lub czysto fioletowe. Gatunek obejmuje dwa podgatunki, tj. H. procumbens ssp. procumbens i H. procumbens ssp. transvaalense, które są odmienne pod względem wielkości owoców oraz długości i liczby wyrostków, a także wielkości liści. Oprócz tego występują one w różnych regionach południowej Afryki H. procumbens ssp. procumbens w południowej Botswanie i w południowo-wschodniej Namibii, a H. procumbens ssp. tranvaalensis na terenie Transwalu [3, 8 12]. Owoce Harpagophytum zeyheri są drobniejsze, z mniejszą liczbą nasion (20-30). Rozpiętość haczykowatych ramion bardzo rzadko przekracza szerokość owocu. Liście są jajowate, trójklapowe. Kwiaty, podobnie jak u H. procumbens, najczęściej są koloru fioletowego z żółtym środkiem. Wyróżnia się trzy podgatunki Harpagophytum zeyheri: H. zeyheri DECNE. ssp. zeyheri, H. zeyheri DECNE. ssp. schiffii i H. zeyheri DECNE. ssp. sublobatum, które są zmienne pod kątem rozmiaru owoców, liczby nasion i kształtu liści [8]. 3. Harpagophyti radix charakterystyka i składniki aktywne surowca zielarskiego Rdzenna ludność zamieszkująca tereny Afryki południowej wykorzystywała właściwości lecznicze Harpagophytum procumbens w leczeniu wielu chorób. Z korzeni hakorośli sporządzano leki przeciwzapalne, przeciwbólowe, wspomagające pracę układu pokarmowego. Niemiecki rolnik Mehnert był pierwszym Europejczykiem, który przyczynił się do zbadania właściwości leczniczych hakorośli. W roku 1962 zaczęto importować jej bulwy do Europy [8, 13, 14]. Obecnie do celów leczniczych wykorzystuje się bulwiaste korzenie przybyszowe hakorośli, jako surowiec o najwyższej zawartości substancji czynnych. Zbierane są one po przekwitnięciu roślin. Zdolność do akumulacji wody przez bulwy korzeniowe 58

59 Charakterystyka i zastosowanie lecznicze Harpagophytum procumbens Burch. DC ex Meissn. powoduje, iż bezpośrednio po zbiorach muszą być one suszone na słońcu, aby nie zaczęły gnić czy pleśnieć. Uzyskany surowiec powinien pochodzić z siedlisk naturalnego występowania gatunku, z terenów niezanieczyszczonych. Charakteryzuje się on szarobrunatną barwą i gorzkim smakiem, determinowanym przez główne związki lecznicze diabelskiego pazura [3, 8, 15 18]. Obecnie z korzeni hakorośli (Harpagophyti radix) przygotowuje się: proszek (Harpagophyti radicis pulvis) oraz ekstrakty suche i płynne (Harpagophyti extractum), z których sporządza się tabletki, kapsułki, nalewki i maści [18 20]. Najważniejszymi medycznie składnikami Harpagophyti radix są glikozydy irydowe [3, 8]. Zazwyczaj występują one w ilości 0,5-3,0% suchej masy wyciągu z korzeni Harpagophytum procumbens. Jednak surowce dobrej jakości powinny zawierać ich co najmniej 2,0-3,0%. Frakcja glikozydów irydoidowych składa się głównie z harpagozydu (0,1-2,0%) i w mniejszym stopniu z produktów jego rozpadu, czyli z harpagidu, prokumbidu i 8- p-kumaroiloharpagidu. Jak wskazuje Farmakopea Europejska leczniczy surowiec z Harpagophytum procumbens powinien zawierać nie mniej niż 1,2% najważniejszego glikozydu irydoidowego harpagozydu [20]. Ponadto winien charakteryzować się wysoką czystością. Dopuszczalne jest zanieczyszczenie surowca substancjami obcymi na poziomie nie przekraczającym 2% [8]. Ponadto w wyciągach z korzenia stwierdzono obecność glikozydów fenyloetanoidowych (werbaskozydu i izowerbaskozydu), a także glikozydów fenolowych (akteozydu i izoakteozydu). Dodatkowo, znajdują się w nich małe ilości triterpenów (zwłaszcza kwasu oleanolowego, acetoksyoleanolowego czy ursolowego), fitosteroli, fenolokwasów, takich jak kwas cynamonowy, kawowy i chlorogenowy. Obecne są również flawonoidy, w tym kwercetyna, kemferol i pochodna luteoliny. Cukry zawarte w czarcim pazurze składają się w około 51% ze stachiozy, rafinozy, sacharozy i monosacharydów. Bulwy wtórne nie zawierają skrobi i dużych ilości polisacharydów, bogate są za to w minerały, woski, i chinony, przede wszystkim harpagochinon [3, 8, 21, 22]. 4. Właściwości lecznicze wyciągów z Harpagophyti radix W Europie wyciągi z korzenia czarciego pazura wykorzystywane są, ze względu na właściwości przeciwbólowe i przeciwzapalne, w łagodzeniu objawów chorób reumatycznych. Ponadto mogą być stosowane w leczeniu chorób układu pokarmowego, ze względu na stymulowanie wydzielania soków trawiennych i żółci. Spożywanie wyciągów z hakorośli może również obniżać poziom cholesterolu we krwi oraz przyczyniać się do usuwania wolnych rodników. Oprócz tego wykazano ich działanie hepatoochronne, poprawiające pracę nerek, obniżające ciśnienie krwi, a miejscowo łagodzące i regenerujące skórę [8, 17, 23, 24] Działanie przeciwzapalne i przeciwbólowe Przeciwzapalne działanie wyciągów z Harpagophytum procumbens wynika z stymulacji proliferacji i pobudzenia komórek, biorących udział w odpowiedzi odpornościowej, przez składniki biologicznie aktywne. Populacja leukocytów (między innymi monocyty) wędruje do miejsca stanu zapalnego i dzięki funkcjom 59

60 Dominika Rymarz, Alicja Tymoszuk fagocytarnym oczyszcza krew. W następstwie hamowana jest także synteza cytokin. Udowodniono, że ekstrakt z korzenia hakorośli wykazuje działanie przeciwzapalne poprzez zdolność do hamowania produkcji TNF-α (czynnika martwicy nowotworu) oraz interleukin: IL-6, IL-1β przez monocyty [17, 18, 25, 26]. Ekstrakty zawierające frakcję harpagozydu, harpagidu, akteozydu i 8-pkumaroiloharpagidu, z porównywalną skutecznością jak niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ), mają także inhibicyjny wpływ na aktywność i wydzielanie cyklooksygenazy 2 (COX-2), syntazy tlenku azotu (inos) i lipooksygenazy (5- LOX), ograniczając sekrecję prostaglandyny 2 (PGE2) i tlenku azotu (NO). Ze względu na podobny mechanizm działania (inhibicja COX-2), rezygnacja ze stosowania NLPZ na rzecz preparatów z hakorośli mogłaby okazać się skuteczna w łagodzeniu objawów reumatoidalnego zapalenia stawów czy chorób zwyrodnieniowych stawów. Byłoby to tym bardziej korzystne, że podczas przyjmowania wyłącznie wyciągów z Harpagophyti radix nie odnotowano występowania objawów ubocznych [17, 18, 25 29]. Przyjmuje się, że przeciwbólowe działanie wodnych wyciągów z diabelskiego pazura może wynikać z ich inhibicyjnego wpływu na wydzielanie tlenku azotu i prostaglandyn. Jednak konieczne jest prowadzenie dalszych badań farmakologicznych i toksykologicznych, aby poznać dokładny mechanizm działania analgetycznego preparatów i ocenić bezpieczeństwo ich stosowania [30] Działanie antyoksydacyjne Obecnie produkty roślinne, będące naturalnymi antyoksydantami, cieszą się dużym zainteresowaniem. Składnikami odpowiedzialnymi za aktywność przeciwutleniającą korzeni diabelskiego pazura są zawarte w nich flawonoidy oraz roślinne związki fenolowe. To one odpowiedzialne są za wyłapywanie wolnych rodników i ich neutralizację. Poza wychwytywaniem wolnych rodników, związki aktywne blokują także ich syntezę poprzez pośredni wpływ na leukocyty, które hamują wydzielanie enzymu syntazy tlenku azotu [17, 31, 32]. Ekstrakt z korzeni przybyszowych oraz komercyjnie dostępna nalewka skutecznie wygaszały rodnik DPPH. Jednocześnie miały inhibicyjny wpływ na poziom azotynów w badanych supernatantach [33]. Georgiev i wsp. [34] udowodnili, że ekstrakt metanolowy charakteryzował się około 4-krotnie wyższą aktywnością antyoksydacyjną, w porównaniu z czystymi harpagozydem i harpagidem. Również w tym przypadku właściwości antyoksydacyjne i przeciwzapalne mogą być ze sobą silnie skorelowane [35] Właściwości hamujące rozwój mikroorganizmów patogenicznych Wzrost odporności mikroorganizmów chorobotwórczych na antybiotyki, sprawia, że wzrasta zainteresowanie wykorzystaniem produktów naturalnych, w tym ekstraktów roślinnych, w walce z infekcjami bakteryjnymi, wirusowymi czy grzybiczymi. Ekstrakty z hakorośli, jak również czysty harpagozyd hamują wzrost patogenicznego grzyba Candida krusei. Silniejszy efekt terapeutyczny osiągnięto jednak po zastosowaniu całego ekstraktu aniżeli samego harpagozydu, co wskazuje na istnienie synergii pomiędzy związkami biologicznie czynnymi hakorośli [36]. 60

61 Charakterystyka i zastosowanie lecznicze Harpagophytum procumbens Burch. DC ex Meissn. Potwierdzono również możliwość zastosowania glikozydów irydoidowych w leczeniu wirusa opryszczki pospolitej typu pierwszego oraz wirusa pęcherzykowatego zapalenia jamy ustnej [37]. Wykazano antypasożytnicze działanie dwóch terpenów, wyizolowanych z ekstraktów Harpagophytum procumbens w stosunku do zarodźca sierpowatego (Plasmodium falciparum), dlatego mogą być one stosowane w łagodzeniu objawów malarii [38] Pozostałe zastosowania Harpagophyti radix Wyciągi z korzenia czarciego pazura obniżają poziom cukru i cholesterolu we krwi. Ponadto mogą być stosowane przy nadciśnieniu tętniczym, ponieważ zmniejszają towarzyszącą mu częstość akcji serca [39, 40]. Odnotowano także działanie chemoprewentywne metanolowego wyciągu z hakorośli w stosunku do komórek skóry, hamujące ekspresję COX-2 indukowaną TPA [41]. Ekstrakty, w wyniku inhibicji syntezy oraz wydzielania metaloproteaz przez chondrocyty, hamują produkcję cytokin prozapalnych (IL-1 i TNF-α). Dlatego przypisuje się im działanie ochronne na chrząstki stawowe [8, 17, 42, 43]. Ze względu na właściwości przeciwbólowe i przeciwzapalne preparaty z diabelskiego pazura mogą być stosowane w leczeniu ran, czyraków i innych zmian skórnych. Z powodzeniem mogą być również wykorzystywane w leczeniu alergii, chorób zakaźnych i autoimmunologicznych [8, 17]. 5. Podsumowanie Sporządzony przegląd danych literaturowych dotyczy charakterystyki i możliwości zastosowania w lecznictwie korzeni przybyszowych gatunku Harpagophytum procumbens Burch. DC ex Meissn. Już rdzenni mieszkańcy południowej Afryki wykorzystywali korzenie hakorośli w leczeniu wielu jednostek chorobowych. Licznie przeprowadzone badania wskazują na duży potencjał leczniczy preparatów sporządzonych na bazie wyciągu z korzenia czarciego pazura. Właściwości przeciwzapalne, przeciwbólowe, antyoksydacyjne to jedne z najważniejszych, jakie cenione są szczególnie przez mieszkańców Stanów Zjednoczonych oraz zachodniej Europy. Uważa się, że za wielokierunkowe działanie farmakologiczne odpowiadają glikozydy irydoidowe. Do tej pory jednak nie są dokładnie znane zarówno wszystkie składniki aktywne Harpagophyti radix, jak i mechanizmy ich działania. Istotne jest więc prowadzenie dalszych badań, dotyczących nie tylko związków biologicznie czynnych i ich właściwości, ale również oddziaływań między nimi oraz skuteczności i bezpieczeństwa ich stosowania. Literatura 1. Levieille G., Wilson G., In vitro propagation and iridoid analysis of the medicinal species Harpagophytum procumbens and H. zeyheri, Plant Cell Reports, 21, (2002), Shushu D. D., In vitro regeneration of the Kalahari devil's claw, Harpagophytum procumbens, an important medicinal plant, South African Journal of Botany, 67, (2001),

62 Dominika Rymarz, Alicja Tymoszuk 3. Wolski T., Baj T., Ludwiczuk A., Głowniak K., Niedźwiecki R., Hakorośl rozesłana (Harpagophytum procumbens DC.) roślinny surowiec o wielokierunkowym działaniu farmakologicznym, Postępy Fitoterapii, 1, (2010), Cites, Inclusion of Harpagophytum procumbens in Appendix II, Article 11 2 (a). Prop , (2000), 1-9, Ihlenfeldt H. D., Hartmann H., Die Gattung Harpagophytum (Burch.) DC. ex Meissn., Mitt. Staatsinst. Allgemeine Botanik Hamburg 13, (1970), 15-69, cyt. za: Hachfeld B., Ecology and Utilisation of the medicinal plant Harpagophytum procumbens (Burch.) DC. ex Meissn. (Pedaliaceae) in southern Africa, Dissertation, Hamburg 2004, 8 6. Nayar N. M., Sesame, [w:] Simmonds N. W. (red), Evolution of crop plants, Longman, Londyn, Nowy Jork 1976, , cyt. za: Hachfeld B., Ecology and utilisation of the medicinal plant Harpagophytum procumbens (Burch.) DC. ex Meissn. (Pedaliaceae) in southern Africa, Dissertation, Hamburg 2004, 8 7. Ihlenfeldt H. D., Pedaliaceae, [w:] Kubitzki K. (red.), The Families and Genera of Vascular Plants, Vol. VII, Flowering Plants Dicotyledons Lamiales, Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 2004, Hachfeld B., Ecology and utilisation of the medicinal plant Harpagophytum procumbens (Burch.) DC. ex Meissn. (Pedaliaceae) in southern Africa, Dissertation, Hamburg 2004, Muzila M., Setshogo M. P., Mpoloka S. W., Multivariate analysis of Harpagophytum DC. ex Meisn (Pedaliaceae) based on fruit characters, International Journal of Biodiversity and Conservation, 3(3), (2011), Naidoo Y., Heneidak S., Bhatt A., Nazeera K., Naidoo G., Morphology, histochemistry, and ultrastructure of foliar mucilage-producing trichomes of Harpagophytum procumbens (Pedaliaceae), Turkish Journal of Botany, 38, (2014), Grąbkowska R., Królicka A., Mielicki W., Wielanek M., Wysokińska H., Genetic transformation of Harpagophytum procumbens by Agrobacterium rhizogenes: iridoid and phenylethanoid glycoside accumulation in hairy root cultures, Acta Physiologiae Plantarum, 32, (2010) van Wyk B. E., A review of commercially important African medicinal plants, Journal of Ethnopharmacology, 176, (2015), Rymarz D., Właściwości lecznicze Harpagophytum procumbens i Pelargonium sidoides roślin pochodzących z Afryki południowej, Nauka niejedno ma imię, tom IV, Wydawnictwa Uczelniane UTP w Bydgoszczy, Bydgoszcz 2016, Cole D., Walter S., The impact of Certification on the Sustainable Use of Devil s Claw (Harpagophytum procumben) in Namibia, Paper prepared for The Food and Agriculture Organisation of the United Nations Non-Wood Forest Products Programme, (2003), Grąbkowska R., Mielicki W., Wielanek M., Wysokińska H., Changes of phenylethanoid and iridoid glycoside distribution in various tissues of shoot cultures and regenerated plants of Harpagophytum procumbens (Burch.) DC. ex Meisn, South African Journal of Botany, 95, (2014), Grąbkowska R., Matkowski A., Grzegorczyk-Karolak I., Wysokińska H., Callus cultures of Harpagophytum procumbens (Burch.) DC. ex Meisn.; production of second-ary metabolites and antioxidant activity, South African Journal of Botany, 103, (2016), Lis K., Diabelska moc czarciego pazura, Reumatologia, 48 (2), (2010), Mncwangi N., Chen W., Vermaak I., Viljoen A. M., Gericke N., Devil's Claw a review of the ethnobotany, phytochemistry and biological activity of Harpagophytum procumbens, Journal of Ethnopharmacology, 143(3), (2012), Różański H., Fitoterapia chorób autoimmunologicznych, Farmakopea Polska, Wydanie X, tom I, PTFarm, Warszawa 2014, Burger J. F.W., Brandt E. V., Ferreira D., Iridoid and phenolic glycosides from Harpagophytum Procumbens, Phytochemistry, 26(5), (1987),

63 Charakterystyka i zastosowanie lecznicze Harpagophytum procumbens Burch. DC ex Meissn. 22. Wegener T., Devil s Claw: From African traditional remedy to modern analgesic and antiinflammatory, HerbalGram, 50, (2000), Bairu M. W., Amoo S. O., van Staden J., Comparative phytochemical analysis of wild and in vitro-derived greenhouse-grown tubers, in vitro shoots and callus-like basal tissues of Harpagophytum procumbens, South African Journal of Botany, 77, (2011), Bairu M. W, Jain N., Stirk W. A., Doležal K., van Staden J., Solving the problem of shoot-tip necrosis in Harpagophytum procumbens by changing the cytokinin types, calcium and boron concentrations in the medium, South African Journal of Botany, 75, (2009), Fiebich B. L., Heinrich M., Hiller K. O., Kammerer N., Inhibition of TNF synthesis in LPS-stimulated primary human monocytes by Harpagophytum extract SteiHap 69, Phytomedicine, 8(1), (2001), Chrubasik S., Fiebich B., Black A., Pollak S., Treating low back pain with an extract of Harpagophytum that inhibits cytokinerelease. Eur J Anaesthesiol, 19, (2002), Jang M. H., Lim S., Han S. M., Park H. J., Shin I., Kim J. W., Kim N. J., Lee J. S., Kim K. A., Kim C. J., Harpagophytum procumbens suppresses lipopolysaccharide-stimulated expressions of cyclooxygenase-2 and inducible nitric oxide synthase in fibroblast cell line L929, Journal of Pharmacological Sciences, 93, (2003), Na H. K., Mossanda K. S., Lee J. Y., Surh Y. J., Inhibition of phorbol ester-induced COX-2 expression by some edible African plants, Biofactors 21, (2004), Karłowicz-Bodalska K., Han S., Bodalska A., Freier J., Smoleński M., Przeciwzapalne właściwości wybranych roślin zawierających związki irydoidowe, Postępy fitoterapii 18(3), (2017), Lim D.W., Kim J.G., Han D., Kim Y.T., Analgesic Effect of Harpagophytum procumbens on Postoperative and Neuropathic Pain in Rats, Molecules, 19, (2014), Dugas Jr. A. J., Castaneda-Acosta J., Bonin G. C., Price K. L., Fischer N. H., Winston G., Evaluation of the total peroxyl radical-scavenging capacity of flavonoids: structure activity relationships, Journal of Natural Product, 63, (2000), Sawa T., Nakao M., Akaike T., Ono K., Maeda H., Alkylperoxyl radicalscavenging activity of various flavonoids and other phenolic compounds: implications for the antitumor-promoter effect of vegetables, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 47, (1999), Grant L., McBean D. E., Fyfe L., Warnock A. M., The inhibition of free radical generation by preparations of Harpagophytum procumbens in vitro, Phytotherapy Research 23, (2009), Georgiev M. I., Alipieva K. I., Denev P., Antioxidant activity and bioactive constituents of the aerial parts of Harpagophytum procumbens plants, Biotechnology & Biotechnological Equipment, 24(1), (2014), Piszcz P., Grzybowska I., Głód B. K, Właściwości antyoksydacyjne naparów wodnych wybranych roślin leczniczych, Camera Separatoria, 8(2), (2016), Weckesser S., Engel K., Simon-Haarhaus B., Wittmer A., Pelz K., Schempp C. M., Screening of plant extracts for antimicrobial activity against bacteria and yeasts with dermatological relevance, Phytomedicine 14, (2007), Bermejo P., Abad M. J., Diaz A. M., Fernandez L., Santos J. D., Sanchez S., Villaescusa L., Carrasco L., Irurzun A., Antiviral activity of seven iridoids, three saikosaponins and one phenylpropanoid glycoside extracted from Bupleurum rigidum and Scrophularia scorodonia, Planta Medica 68, (2002), Clarkson C., Campbell W. E., Smith P., In vitro antiplasmodial activity of abietane and totarane diterpenes isolated from Harpagophytum procumbens (Devil s Claw), Planta Medica 8, (2003), Mahomed I. M., Ojewole J. A. O., Analgesic, anti-inflammatory and antidiabetic properties of Harpagophytum procumbens DC (Pedaliaceae) secondary root aqueous extract, Phytotherapy Research 18, (2005),

64 Dominika Rymarz, Alicja Tymoszuk 40. Mahomed I. M., Ojewole J. A. O., Cardiovascular effects of Harpagophytum procumbens DC [Pedaliaceae] secondary root aqueous extract in some mammalian experimental animal models, African Journal of Traditional, Complementary and Alternative Medicines 1, (2004), Kundu J. K., Mossanda K. S., Na H. K., Surh Y. J., Inhibitory effects of the extracts of Sutherlandia frutescens (L.) R. Br. and Harpagophytum procumbens DC. on phorbol ester-induced COX-2 expression in mouse skin: AP-1 and CREB as potential upstream targets, Cancer Letters 218, (2005), Boje K., Lechtenberg M., Nahrstedt A., New and known iridoid- and phenylethanoid glycosides from Harpagophytum procumbens and their in vitro inhibition of human leukocyte elastase, Planta Medica 69, Schulze-Tanzil G., Hansen C., Shakibaei M., Effect of a Harpagophytum procumbens DC extract on matric metalloproteinases in human chondrocytes in vitro, Arzneimittelforschung, 54, (2004), Charakterystyka i zastosowanie lecznicze Harpagophytum procumbens Burch. DC ex Meissn. Harpagophytum procumbens nazywany również czarcim pazurem jest gatunkiem pochodzącym z południowej i południowo-zachodniej Afryki. W stanie dzikim występuje głównie na suchych obszarach pustynnych, porastając głównie Kotlinę Kalahari. Ta wieloletnia roślina płożąca należy do rodziny sezamowatych. Podstawowym surowcem leczniczym hakorośli są wysuszone i sproszkowane bulwy korzeniowe (Harpagophyti radix). Proszek, a także ekstrakty płynne i suche służą do produkcji tabletek, kapsułek, nalewek oraz maści. Właściwości lecznicze nadają tym surowcom zawarte w korzeniach substancje biologicznie czynne, przede wszystkim glikozydy irydoidowe, w tym: harpagozyd, harpagid oraz prokumbid, a także glikozydy fenyloetanoidowe (werbaskozyd oraz izowerbaskozyd), flawonoidy, triterpeny, fenolokwasy, fitosterole czy chinony. Minimalna zawartość harpagozydu decyduje o uznaniu surowca za leczniczy. Powinna ona wynosić co najmniej 1,2%. Czarci pazur jest wykorzystywany w ziołolecznictwie zarówno przez mieszkańców Afryki, jak również pozostałych kontynentów. Dostępne na rynku preparaty z hakorośli cieszą się obecnie bardzo dużą popularnością w leczeniu chorób zapalnych kości i stawów. Wyciągi z bulw korzeniowych czarciego pazura wykazują właściwości przeciwutleniające, przeciwzapalne i przeciwbólowe. Ponadto mają działanie przeciwdrobnoustrojowe. Są również skuteczne w leczeniu różnego rodzaju schorzeń skóry czy ran. Słowa kluczowe: Harpagophyti radix, glikozydy irydoidowe, roślina lecznicza Characteristics and medicinal properties of Harpagophytum procumbens Burch. DC ex Meissn. Harpagophytum procumbens, also known as the devil s claw, is a species from southern and southwestern Africa. In the wild, it grows mainly in arid desert areas, specifically in the Kalahari Basin. This perennial, groundling plant belongs to the sesame (Pedaliaceae) botanical family. Dried and powdered root tubers (Harpagophyti radix) are the main medical raw material. The powder, as well as the liquid and the dry extracts are used for the production of tablets, capsules, tinctures and ointments. Healing properties are provided by biologically active substances in the roots, mainly iridoid glycosides, including: harpagoside, harpagide and procumbide, as well as phenylethanoid glycosides (verbascoside and isoverbascoside), flavonoids, triterpenes, phenolic acids, phytosterols and quinones. The minimum content of the harpagoside determines the recognition of the raw material as medicinal, and should be at least 1.2%. The devil's claw is used in herbal medicine by African and other continents inhabitants. Preparations from devil s claw available on the market are currently very popular in the treatment of inflammatory diseases of bones and joints. Extracts of devil s claw roots have antiinflammatory, analgesic and antioxidant properties. In addition, they have an antimicrobial effect. They are also effective in the treatment of various skin diseases and wounds. Keywords: Harpagophyti radix, iridoid glycosides, medicinal plant 64

65 Barbara Sawicka 1, Dominika Skiba 2, Piotr Barbaś 3 Właściwości odżywcze i zdrowotne Helianthus tuberosus L. 1. Wstęp Słonecznik bulwiasty (Helianthus tuberosus L.), jako roślina zielna klimatu umiarkowanego, cechuje się licznymi, korzystnymi cechami, a przede wszystkim przydatnością do uprawy w niekorzystnych warunkach wzrostu, szybkim tempem wzrostu, wysoką produktywnością, dobrą tolerancją na mróz, susze i ubogie podłoże glebowe, wysoką odpornością na szkodniki i choroby roślin, przy minimalnych wymaganiach nawozowych [1, 2]. Dotychczas słonecznik bulwiasty był wykorzystany do produkcji żywności lub pasz dla zwierząt [2, 3], ale przez ostatnie dwie dekady znalazł alternatywnie zastosowanie do produkcji funkcjonalnych składników żywności, takich jak: inulina, oligofruktoza i fruktoza [4 6]. Odkryto również, że niektóre bioaktywne składniki mogą zostać wyekstrahowane z jego liści i łodyg, co stwarza możliwość zastosowań w sektorze farmaceutycznym [7, 8]. Te różnorodne zastosowania wraz z niskim kosztem uprawy sprawiają, że słonecznik bulwiasty jest obiecującym, alternatywnym gatunkiem, który z racji swego składu chemicznego oraz walorów sensorycznych, budzi coraz większe zainteresowanie, jako surowiec, który może częściowo, bądź całkowicie zastąpić surowce deficytowe, jak również pozwolić na poszerzenie asortymentu wytwarzanych produktów, w tym również żywności funkcjonalnej i leków [2, 9, 10]. Stąd też celem pracy było wykazanie właściwości odżywczych i zdrowotnych Helianthus tuberosus i pogłębienie wiedzy na temat tego gatunku. 2. Systematyka i biologia rośliny Wg Taxonomic Information in GRIN [11] H. tuberosus L. należy do rodzaju: Helianthus, rodzina: Asteraceae, podrodziny: Asteroideae plemię: Heliantheae. Roślina H. tuberosus wytwarza jednoroczne, grube, proste, owołosione, wypełnione gąbczastą masą łodygi, podzielone na węzły i międzywęźla. Liście ułożone są naprzemianlegle na łodydze, w pobliżu wierzchołka łodygi dolne liście są większe i szersze i mogą dorastać do 30 cm długości, a wyższe są mniejsze i węższe. Kwiatostanem jest koszyczek, który ma szerokość 5-7,5 cm, utworzony z małych, licznych kwiatów rurkowych i żółtych języczkowych. Część podziemna słonecznika bulwiastego jest silnie rozwinięta, dość głęboka i składa się z korzeni, rozłogów i bulw. Na końcach rozłogów podziemnych powstają bulwy pędowe. Jedna roślina wytwarza do kilkudziesięciu bulw, różnej wielkości, kształtu i barwy (okrągławe, gruszkowate, maczugowate lub podłużne, barwy od białej do czerwonej a nawet fioletowej) (fot. 1) [1, 10]. 1 barbara.sawicka@up.lublin.pl Katedra Technologii Produkcji Roślinnej i Towaroznawstwa, Wydział Agrobioinżynierii, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, ul. Akademicka 15, Lublin 2 Katedra Technologii Produkcji Roślinnej i Towaroznawstwa, Wydział Agrobioinżynierii, Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, ul. Akademicka 15, Lublin 3 p.barbas@ihar.edu.pl, Zakład Agronomii Ziemniaka, Oddział IHAR-PIB w Jadwisinie, Serock, Jadwisin, ul. Szaniawskiego 15 65

66 Barbara Sawicka, Dominika Skiba, Piotr Barbaś Fotografia 1. Bulwy, stolony, korzenie i kłącza H. tuberosus odmiany Albik Fot. J. Piasecki Bulwy służą roślinie do wegetatywnego rozmnażania. Pozostawione na zimę w glebie, wytrzymują temperaturę do -30 C, a nawet -50 C [6]. W naszych warunkach klimatycznych wiązanie bulw zaczyna się w sierpniu, w okresie najszybszego rozwoju części nadziemnej. Ich wzrost trwa do października, ale gdy zima jest łagodna, może odbywać się aż do wiosny. W warunkach klimatu umiarkowanego bulwy H. tuberosus L., począwszy od późnej jesieni aż do wiosny, są w stanie uśpienia. Okres spoczynku zazwyczaj ogranicza populacje H. tuberosus do jednego cyklu wzrostu rocznie [12]. 3. Nazewnictwo i historia uprawy Słonecznik bulwiasty to roślina pochodząca z Ameryki Północnej. Był najpierw uprawiany przez rodzimych Indian, na długo przed przybyciem Europejczyków i był nazywany sunroot. Po sprowadzeniu do Europy, różnorodne i pospolite nazwy przypisywano tej roślinie. Kays i Nottingham [2008] zebrał i zgłosił prawie 100 nazw używanych w różnych językach. Z najbardziej powszechnie używanych jest angielska nazwa Jerusalem artichoke (karczoch jerozlimski). W języku polskim, w XIX-XX wieku, najczęściej używano nazwę bulwa. Używano również nazwy wziętej z języka francuskiego topinambur [1, 10]. Do Polski słonecznik bulwiasty został sprowadzony z Niemiec, w drugiej połowie XIX wieku, jako roślina uprawna [1, 2]. Obecnie występuje też w środowisku naturalnym na całym niżu i w niższych położeniach górskich. H. tuberosus, jako uciekinier z upraw, rozprzestrzenił się bardzo szeroko na całym świecie [8]. 66

67 Właściwości odżywcze i zdrowotne Helianthus tuberosus L. Słonecznik bulwiasty jest uprawiany z powodzeniem w różnych częściach świata. W Rosji uprawiany jest zwłaszcza na południu kraju (Krasnodarski Kraj), ale też na Syberii. Ponadto można go spotkać w Gruzji, na Ukrainie, Białorusi i Mołdawii. Jest również bardzo popularny w zachodniej Europie i zajmuje duże obszary uprawy we Francji, Niemczech, Austrii, Anglii. Na północy Europy, w Szwecji i Norwegii również spotyka się plantacje tej rośliny. W Polsce i na Węgrzech uprawiany jest głównie w celach paszowych, a ostatnio również celem pozyskania biomasy dla przemysłu energetycznego. W Ameryce najczęściej uprawiany jest w Kanadzie i USA [8, 13]. 4. Skład chemiczny Przeciętną zawartość składników odżywczych w 100 g świeżych bulw zamieszczono w tabeli 1. Świeże bulwy H. tuberosus zawierają około 78% wody, ok. 2% białka; 17,5% węglowodanów, w tym 75% stanowi inulina (tab. 1) [5, 12, 14 15]. Inulina to rodzaj biologicznego polisacharydu, który jest łańcuchowym polisacharydem złożonym z D-fruktozy przez β (1 2) łącznik glikozydowy, a na końcu zawiera podstawę glukozy, z których każda zawiera około 30 ~ 50 reszt fruktozy [16]. Inulina składa się z fruktooligosacharydów (FOS). Ilość FOS i stopień polimeryzacji inuliny zależą od fazy dojrzałości roślin [17]. FOS są przechowywane w pędach, dopóki nie zostaną gwałtownie przeniesione do bulw późną jesienią [17, 18]. Czas zbiorów jest zatem zoptymalizowany w oparciu o wielkość plonu i zawartość cukrów w bulwach oraz łatwo ulegające fermentacji cukry w łodydze [12]. Tabela 1. Skład chemiczny 100 g surowych, obranych bulw Składnik Jednostka Zawartość Woda G 78,01 Energia Kcal/Kj 73/304 Białko (Nx6,25) G 2,00 Suma tłuszczów G 0,01 Popiół G 2,54 Węglowodany G 17,44 Włókno G 1,60 Suma cukrów G 9,60 Składniki mineralne Wapń Mg 14,00 Żelazo Mg 3,40 Magnez Mg 17,00 Fosfor Mg 78,00 Potas Mg 429,00 Sód Mg 4,00 Cynk Mg 0,12 Miedź Mg 0,14 Mangan Mg 0,06 Selen Mg 0,70 67

68 Barbara Sawicka, Dominika Skiba, Piotr Barbaś Witaminy Witamina C (suma kwasu askorbinowego) Mg 4,00 Tianina Mg 0,20 Ryboflawina Mg 0,06 Niacyna Mg 1,30 Kwas pantotenowy Mg 0,397 Witamina B6 Mg 0,077 Suma kwasów Mcg 13,00 Suma cholin Mg 30,00 Witamina A IU 20,00 Witamina A mcg_rae 1,00 Witamina E ( -tokoferol) Mg 0,19 Witamina K Mcg 0,1 karoten Mcg 12,00 Tłuszcze Kwasy tłuszczowe jednonienasycone (18:1) G 0,004 Kwasy tłuszczowe wielonienasycone (18:2) G 0,001 Źródło: USDA National Nutrient Database for Standard Reference, Release Legacy, 2018 Ważnym elementem składu chemicznego bulw jest błonnik. Zawartość tych związków wynosi przeciętnie 1,6 g. 100 g -1 [14]. W bulwach H. tuberosus znajduje się wiele witamin. Najważniejsze z nich to: witamina C i ß-karoten a także witaminy z grupy B, takie jak: tiamina, ryboflawina, niacyna, biotyna. W największej ilości występuje w bulwach witamina C, jednak jej zawartość jest zmienna, zależna od cech genetycznych, wieku fizjologicznego bulw i warunków termiczno-wilgotnościowych okresu wegetacji [15]. Według Zaldriene [12] zawartość kwasu askorbinowego waha się w granicach 7,6-10,8 mg w 100 g świeżej masy. Niezależnie od odmiany bulwy wykopane jesienią zawierają ok. dwukrotnie więcej witaminy C (10,2 mg 100 g 1 ), niż zbierane wiosną [15]. Zawartość witaminy A jest na poziomie 37 IU (IU jednostka międzynarodowa 1 IU retinolu (wit. A) = 0,3 mcg RAE) w świeżej masie bulw [8, 14]. Lipidy występują zarówno w bulwach, jak i w częściach nadziemnych słonecznika bulwiastego [14, 19]. Suma lipidów (TL), wolnych lipidów (FL) i związanych lipidów (BL) stanowi średnio 0,73-0,76 g. 100 g -1 suchej masy bulw, zaś wg USDA [14] 0,01 g g. 100 g -1 świeżej masy bulw. Wyizolowane z liści i łodyg słonecznika bulwiastego są koloru ciemnozielonego, natomiast pochodzące z bulw są jasno brązowe, jako suma lipidów (TL), wolne lipidy (FL) i związane lipidy (BL) [21, 22]. Chlorofil liści zawiera więcej lipidów niż chlorofil łodyg [21]. Tłuszcze wyodrębnione z bulw posiadają zabarwienie z pigmentami karotenoidów, których poziom wynosi 34,7 mg 100 g świeżej masy [22]. W bulwach Helianthus tuberosus dominują kwasy nasycone, natomiast w liściach nienasycone [12, 21]. Wyodrębnione, związane lipidy występują w formie neutralnej (NL), jako glikolipidy (GL) i fosfolipidy (PL). Poziom NL waha się w granicach od 58,3 dla łodyg do 49,6 dla bulw, GL najwięcej jest w bulwach (43,1%), a najmniej w łodygach (35,2%), natomiast PL przeważają w liściach 11% [21, 22]. Spośród neutralnych form lipidów wyodrębniono: węglowodory parafinowe i olefinowe, izoprenoidy skwalenu, 68

69 Właściwości odżywcze i zdrowotne Helianthus tuberosus L. tokoferole, wolne kwasy tłuszczowe, karotenoidy, izoprenoidy, alkohole, triterpenole, sterole, estry kwasów tłuszczowych z fitosterolami i triterpenolami, triacylogliceryny, wolne kwasy tłuszczowe, 4-monometylosterole i chlorofil. Skwalen jest składnikiem ludzkiego płaszcza lipidowego skóry, o właściwościach antybakteryjnych i przeciwgrzybiczych. Jest metabolicznym prekursorem cholesterolu i innych steroli. Przedstawiciele GL to: mono- i di- galaktosyldiacylglicerydy, steryloglikoalkaloidy i estry wolnych kwasów tłuszczowych, natomiast PL zawarte w bulwach tego gatunku to: fosfatydylocholina, fosfatydylinozidy i fosfatydy, fosfatydyletanolaminy, fosfatydylocholiny, fosfatydylinozidy i fosfatydy [12, 21, 22]. Talipova [21] wykazała, iż tłuszcze z liści, łodyg i bulw składają się z siedmiu kwasów tłuszczowych, natomiast Chernenko i in. [22] w bulwach wyodrębnili 10 kwasów tłuszczowych. W organach H. tuberosus przeważają nienasycone kwasy tłuszczowe, posiadające wiązania 16:0, a w liściach i bulwach dodatkowo również kwasy o wiązaniach 18:2. Natomiast kwasów, o wiązaniach 18:3 najwięcej gromadzi się w łodygach a najmniej w bulwach [14, 21, 22]. Zawartość związków fenolowych w bulwach wynosi średnio 221,0 mg. 100 g -1. W bulwach zbieranych wiosną jest ich więcej (237 mg. 100 g 1 ) niż w bulwach zbieranych jesienią (206,5 mg. 100 g 1 ) [15, 18]. Wzrost poziomu związków fenolowych w bulwach wywołany jest prawdopodobnie niską temperaturą przechowywania, a w rezultacie podwyższoną syntezą związków polifenolowych, które zwiększyły tolerancję roślin na niekorzystne warunki środowiska [15]. Zawartość związków mineralnych w bulwach H. tuberosus kształtuje się w granicach 3,4-8,4 g.100 g 1 suchej masy bulw [15, 22 24]. Sawicka i Kalembasa [2008] wykazali zawartość popiołu na poziomie g. 100 g 1 suchej masy bulw. Zasobniejsze w popiół są bulwy małe (5,6 g. 100 g 1 suchej masy) niż duże (4,5 g.100 g 1 suchej masy). Przeciętna zawartość składników mineralnych w bulwach wynosi: 1,4% magnezu, 1,1% wapnia, 0,13% sodu, 0,22% żelaza, 0,12% cynku i 0,012% miedzi [23, 24]. Danilcenko i in. [25] udowodnili, iż rozkład makroskładników w bulwach H. tuberosus w dużym stopniu związane jest ze stopniem organogenezy. Najwyższa zawartość azotu w suchej masie bulw jest w marcu i wynosi ok. 25,73 g kg -1, najwyższe stężenie potasu i magnezu w maju wynosiło odpowiednio (39,7 i 1,96 g kg -1,), natomiast największą zawartość fosforu, w bulwach stwierdzono w listopadzie (6,72 g kg -1 ). Oprócz składników odżywczych bulwy H. tuberosus zawierają substancje szkodliwe dla zdrowia, takie jak: wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, pozostałości pestycydów, mykotoksyny, azotyny (III) i azotany (V) oraz metale ciężkie [10, 23-24, 26]. Jak wykazały badania Mikos-Bielak i in. [27], Florkiewicz i in. [15] zawartość azotanów (V) jest wyższa w bulwach ze zbioru jesiennego, natomiast poziom azotynów (III) w bulwach zbieranych po przechowywaniu przez zimę w glebie. Obecność zanieczyszczeń chemicznych, w tym metali śladowych, należy do podstawowych kryteriów w ocenie bezpieczeństwa żywności. Inulina, główny składnik zapasowy bulw H. tuberosus, łącznie z pektynami i błonnikiem, wiąże duże ilości niepotrzebnych i szkodliwych związków, m.in. metali ciężkich [28]. 69

70 Barbara Sawicka, Dominika Skiba, Piotr Barbaś W badaniach Sawickiej i Kalembasy [24] zawartość metali ciężkich w bulwach H. tuberosus nie odbiega od przyjętych norm. Skład chemiczny części nadziemnych i podziemnych H. tuberosus jest bardzo zróżnicowany i uzależniony od wielu czynników, takich jak: cechy genetyczne (odmiana), czynniki agrotechniczne (termin sadzenia i zbioru, zabiegi pielęgnacyjne, sposób przechowywania), pogodowe (opady, temperatura i ilość dni słonecznych w czasie okresu wegetacyjnego), glebowe (rodzaj gleby, jej wilgotność, zasobność w składniki pokarmowe), jak również metody oznaczeń [15, 16, 29]. 5. Substancje prozdrowotne Za substancje prozdrowotne, zawarte w bulwach H. tuberosus, uznaje się: błonnik pokarmowy, oligosacharydy, poliole, czyli alkohole wielowodorotlenowe, aminokwasy, peptydy, białka, witaminy, cholinę i lecytynę, bakterie fermentacji mlekowej, składniki mineralne, wielonienasycone kwasy tłuszczowe oraz substancje fitochemiczne. Stan odżywienia składnikami mineralnymi wywiera znaczny wpływ na przebieg procesów metabolicznych oraz system odpornościowy organizmu człowieka, współdziałający z innymi układami [4, 10, 16, 22]. Głównymi elementami błonnika pokarmowego są nierozpuszczalne celulozy i ligniny, rozpuszczalne hemicelulozy, związki pektynowe [30]. Bardzo ważnymi cechami błonnika, wpływającego na funkcjonowanie organizmu, są: zdolność do pęcznienia, a tym samym adsorbowania wody w swojej matrycy, którą tworzą polisacharydy i lignina, zdolność do wymiany kationów i do wiązania w jelicie kwasów żółciowych i ich soli, przyczyniając się do zwiększonego wydalania tych substancji i przyspieszenia metabolizmu cholesterolu [31, 32]. Fruktooligosacharydy (FOS), jako naturalne węglowodany proste, występujące w bulwach, nie są trawione w górnej części przewodu pokarmowego. Stąd też regularne spożywanie bulw tego gatunku może zmniejszyć ryzyko chorób systemu jelitowego. Fruktooligosacharydy służą też, jako pożywienie dla "przyjaznych" bakterii (w naszych jelit), takie jak Bifidobacteria i Lactobacillus; mogą zwiększyć liczbę przyjaznych bakterii w okrężnicy jednocześnie powodować zmniejszenie populacji szkodliwych bakterii tj. E. coli, Salmonella, Shigella, Campylobacter jejuni i Clostridium perfirgens; przyczyniają się do zwiększonej produkcji krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (KTT); zwiększają wchłanianie wapnia i magnezu; eliminują również toksyczne związki [31, 33]. W bulwach H. tuberosus znajduje się też wysoki poziom związków fenolowych, które budzą szczególne zainteresowanie ze względu na ich właściwości przeciwutleniające [15, 34]. 6. Wartość biologiczna Wartość biologiczna słonecznika bulwiastego obejmuje m.in. takie ich właściwości, jak: wartość odżywczą, walory smakowe i znaczenie dla utrzymania zdrowia konsumentów [35]. Bulwy H. tuberosus mają wysoką wartość odżywczą. Mikos-Bielak i in. [27] oznaczyli wartość wskaźnika EAA słonecznika bulwiastego w granicach od 56 do 68, zależnie od odmiany, co wskazuje na wysoką, potencjalną wartość odżywczą bulw H. tuberosus. Białko tego gatunku zawiera wszystkie aminokwasy egzogenne, 70

71 Właściwości odżywcze i zdrowotne Helianthus tuberosus L. w tym także metioninę [10, 27]. Mikos-Bielak i in. [27] oraz Sawicka [36] wykazały, że aminokwasem ograniczającym w białku bulw H. tuberosus w pierwszym rzędzie jest izoleucyna, a kolejnymi aminokwasami ograniczającymi są: leucyna i lizyna. Mikos-Bielak i in. [27] i Rakhimov i in [37] w składzie białka bulw H. tuberosus wyróżnili 17 aminokwasów, spośród których największą ilość stanowił kwas glutaminowy, a także są zasobne w wolne aminokwasy. W składzie aminokwasowym białka bulw ilości argininy, waliny, metioniny, treoniny, lizyny, uznano jako znaczne zaś histydyny, leucyny, izoleucyny i tryptofanu, jako niewielkie, w formie wolnej. Ze względu na bogaty skład aminokwasowy białek bulwy H. tuberosus są rekomendowane w diecie dzieci w wieku 2-5 lat [38]. Wartość odżywcza 100 g świeżych, surowych bulw wynosi 73 kcal (310 kj), zaś bulw gotowanych tylko 45 kcal [39]. Wg USDA National Nutrient Database for Standard Reference [14] wartość energetyczna bulw H. tuberosus wynosi 73 kcal (304 kj. 100 g -1 ) (tabela 1). Wartość energetyczna bulw, wg różnych źródeł [40, 41], wynosi 760 Kcal. kg -1, ale przemnożona przez plon biomasy daje wartość Kcal. m -2, najwyższą spośród porównywanych gatunków, takich jak: kukurydza, batat, ryż, ziemniak, kassawa i inne (tabela 2). Tabela 2. Wartość energetyczna bulw Helinathus tuberosus Wyszczególnienie Kukurydza Słonecznik bulwiasty Batat Ryż Ziemniak Kassawa Soja Pszenica Jęczmień Sorgo Winogron Wartość energetyczna Kcal. kg -1 Kcal. m Opracowanie własne na podstawie: Chyc i Ogonowski, 2014, USDA Właściwości lecznicze H. tuberosus 7.1. Właściwości części nadziemnych Części nadziemne tego gatunku, ze względu na bogaty zestaw wielocukrów, białek, kwasów organicznych, witamin i innych związków, stanowią doskonały surowiec zielarski [31, 42, 43]. Liście można również traktować jako doskonałe źródła olejków eterycznych ważnych z punktu widzenia farmaceutycznego. Są one źródłem naturalnego -bisabolene. Oznaczono w sumie 17 lotnych związków, w ekstrakcie z liści tego gatunku. Zidentyfikowano od 0,00019 do 0,03486 g. 100 g -1 w liściach i 0, ,00205 g.100 g -1 olejku w bulwach H. tuberosus. Główny składnik tego olejku β-bisabolene występuje w liściach i bulwach odpowiednio w ilości: 70,7% i 63,1% masy olejku. W liściach i bulwach H. tuberosus zidentyfiko- 71

72 Barbara Sawicka, Dominika Skiba, Piotr Barbaś wano: trzy utlenione monoterpeny, jeden węglowodór diterpenowy, jeden triterpenowy, sześć węglowodorów seskwiterpenowych, dwa utlenione seskwiterpeny, trzy 1-izoprenoidy aldehydu. Wśród wymienionych związków, jedynie β-bisabolene opisywano wcześniej, jako składnik słonecznika bulwiastego [31, 32]. Od tysiącleci liście H. tuberosus były tradycyjnie stosowane w chińskiej medycynie ludowej do leczenia złamań kości, ran skóry, obrzęków. Kąpiele lecznicze z odwarów i naparów, oparte na peletach i mące z liści oraz łodyg słonecznika bulwiastego, mają tonizujący wpływ na normalizację snu, poprawiają też apetyt [31, 44]. Wiele cennych bioaktywnych związków, o znaczeniu leczniczym zostało wyizolowane z nadziemnych części słonecznika bulwiastego, wykazując antygrzybiczne, przeciwutleniające i przeciwnowotworowe działanie oraz inne efekty lecznicze [30, 31, 45]. Li Pan i in. [45] wyizolowali dziewięć związków bioaktywnych z całej rośliny H. tuberosus, w tym wanilinę. Bioaktywność tych związków oceniano następnie przy użyciu ludzkiej linii komórkowej MCF-7 raka sutka i izoflawonoidu sojowego, jako biologicznych aktywatorów. Dwa z tych związków zostało zidentyfikowane jako środki cytotoksyczne, z których jeden jest zdolny do pobudzania metabolitów obronnych, a cztery z nich były zdolne do blokowania izoflawonów w soi [12]. W Republice Adygei (Rosja), najwyższej klasy kwiaty słonecznika bulwiastego służą do przygotowywania napojów herbacianych z dodatkiem różnych ziół. H. tuberosus posiada szereg unikalnych funkcji, bardzo przydatnych dla zdrowia. Np. napoje z kwiatów słonecznika bulwiastego mogą oczyścić organizm i przywrócić system odpornościowy, wzmacniają też naczynia krwionośne i dodają organizmowi energii, a także mają właściwości lecznicze: regularne spożywanie herbaty z kwiatów tego gatunku to doskonała profilaktyka cukrzycy i chorób nerek [46]. Ekstrakty z roślin H. tuberosus posiadają przeciwbakteryjne i przeciwgrzybiczne działanie, a heliangin, który jest źródłem seskwiterpenowych laktonów izolowanych z liści roślin, wskazuje znaczącą aktywność in vitro wobec komórek raka wodobrzusza Ehrlicha [31, 47]. Liście i kwiaty są wykorzystywane do leczenia chorób, takich jak: zapalenie stawów elokwentnych, choroby zwyrodnieniowej stawów, zapalenia kaletki, osteochondrozy, zapalenia korzonków nerwowych, dny moczanowej i stabilizacja systemu mięśniowego po urazach, w miażdżycy naczyń kończyn dolnych [46]. Ciągłe wysiłki, co do ekstrakcji składników bioaktywnych z liści i łodyg słonecznika bulwiastego [30] doprowadziły do istotnych postępów naukowych w tym zakresie. Sześć fenolowych, wolnych rodników z wyciągów liści H. tuberosus czyni go dobrym źródłem naturalnych antyoksydantów [19, 30, 31]. Niedawno wyizolowano też szereg laktonów seskwiterpenach, wykazujących cytotoksyczność wobec pewnych linii komórek nowotworowych [31, 45] Właściwości lecznicze bulw Części podziemne słonecznika bulwiastego mają bardzo szerokie, wielofunkcyjne znacznie w żywieniu człowieka (rys. 1). Na uwagę zasługuje przede wszystkim zastosowanie farmakologiczne. 72

73 Właściwości odżywcze i zdrowotne Helianthus tuberosus L. inulina Fruktoza Żywność funkcjonalna Biogaz Etanol Butanol Jerusalem artichoke Kwas mlekowy składniki przeciwgrzybicze Chemikalia Kwas masłowy Związki antyoksydacyjne Związki antykoncerogenne Związki bioaktywne Kwas cytrynowy Rysunek 1. Wielokierunkowe znaczenie H. tuberosus Adoptowany na podstawie: Yang et al. 2015, Sawicka 2016 Sok otrzymany z bulw może być stosowany w leczeniu schorzeń jelita grubego, hemoroidach, zapaleniu spojówek, powiek i skóry oraz w leczeniu łuszczycy, owrzodzeń czy oparzeń [40]. Istnieje również możliwość zastosowania słonecznika bulwiastego w diecie w przypadkach fenyloketonurii, ze względu na brak fenyloalaniny i tyrozyny w składzie aminokwasowym białka tej rośliny [16]. W nadwadze i otyłości zalecane jest spożywanie bulw tego gatunku lub preparatów zawierających substancje pęczniejące, wywołujące uczucie sytości, zmniejszających ilość przyjmowanych pokarmów. Zainteresowanie bulwami H. tuberosus wynika głównie z zawartości w nich inuliny i fruktooligosacharydów, charakteryzujących się właściwościami prebiotycznymi oraz naturalnej fruktozy, związków mineralnych, niezbędnych aminokwasów, witamin i flawonoidów [9, 42]. W badaniach na drobnoustrojach, liniach komórkowych i zwierzętach doświadczalnych wykazano aktywacje transkrypcyjnych czynników komórkowych NFĸ-B oraz obniżenie poziomu glukozy we krwi szczurów doświadczalnych w diecie, u których zastosowano dodatek mączki ze słonecznika bulwiastego [3, 22]. Spożywanie produktów z dodatkiem mączki z bulw tego gatunku wpływa pozytywnie na metabolizm lipidów w organizmie [22, 48]. Badania Kronberga i in. [9] potwierdziły, że dodatek mączki oraz syropu ze słonecznika bulwiastego do ciast i galaretek nie stymuluje po ich spożyciu rozwoju mikroorganizmów, dzięki czemu podnosi ich wartość odżywczą, a obniża kaloryczność. Natomiast zastąpienie 5% mięsa przy produkcji kiełbasy 5% proszku ze słonecznika bulwiastego poprawia stosunek tłuszcz-białko, zwiększa 73