Wraz z rozwojem nauki i dziedzin takich jak fitochemia, farmakologia czy immunologia wzrosło zainteresowanie właściwościami leczniczymi roślin. Odkryto i zidentyfikowano nowe związki czynne wykazujące aktywność farmakologiczną. Dzisiejszy stan wiedzy dostarcza dowodów o substancjach pochodzenia naturalnego, które są nie tylko pomocne w terapii, ale mają ogromne znaczenie w prewencji chorób cywilizacyjnych m.in. nowotworów.
W ostatnim czasie zwraca się szczególną uwagę na niedocenianą dotychczas rolę środków naturalnych w profilaktyce schorzeń cywilizacyjnych, w tym nowotworów. Substancje te mogą w znaczący sposób ograniczyć ryzyko wystąpienia tego typu schorzeń.
Czynnikami sprzyjającymi rozwojowi nowotworów są niewątpliwie uwarunkowania genetyczne, ale także czynniki związane ze stylem życia np. palenie papierosów, nadmierna konsumpcja alkoholu, niektóre leki, stres, wady żywieniowe (spożywanie dużej ilości konserwantów, przetworów wędzonych, tłuszczy zwierzęcych), jak również zanieczyszczenie środowiska (metale ciężkie, pestycydy, PCV). Powyższe czynniki wpływają na powstawanie rodników tlenowych, które poprzez nasilenie stresu oksydacyjnego w organizmie mogą uszkadzać ważne struktury komórkowe, a przede wszystkim łańcuch DNA.
Do prozdrowotnych związków naturalnych stosowanych w prewencji nowotworów zaliczyć należy m.in polifenole (flawonoidy, garbniki, izoflawonoidy, biflawonoidy), karetonoidy (likopen, ß-karoten), lignany oraz kwasy tłuszczowe. Bogatym źródłem tych związków są przede wszystkim owoce, warzywa, niektóre przyprawy, herbatki ziołowe czy biooleje. Dlatego bardzo ważnym elementem prewencji chorób nowotworowych jest stosowanie właściwej diety, która dostarczy organizmowi dobroczynnych substancji.
Związki polifenolowe do których zaliczane się głównie flawonoidy, w tym antocyjanidyny, procyjanidyny i katechiny oraz fenolokwasy np. kwas elagowy, kawowy czy chlorogenowy, są szeroko rozpowszechnione w świecie roślin. Polifenole występują w dużych ilościach w produktach spożywczych stanowiących codzienną dietę człowieka. Najpopularniejszym źródłem polifenoli jest m.in. liść herbaty otrzymywany z krzewów herbacianych Camelia sinensis z rodziny Theaceae. Herbata pochodzi najprawdopodobniej z Chin i Indii. Obecnie uprawiana jest w kilku odmianach, takich jak: herbata zielona, czarna, czy herbata biała.
Zielona herbata, która w przeciwieństwie do herbaty czarnej nie jest poddawana procesowi fermentacji, zawiera najwięcej dobroczynnych polifenoli, będących głównym czynnikiem prorakowym herbaty. Głównym przedstawicielem polifenoli występujących w herbacie jest galusan epigalokatechiny (EGCG) a także galusan epikatechiny (ECG). Związki te wykazują działanie antyoksydacyjne, inhibicyjne w stosunku do enzymów kancerogennych a także działanie antyangiogenne. Polifenole zielonej herbaty mają zdolność hamowania ekspresji genu TNF-alfa. Przeprowadzone badania in vitro potwierdziły wzmożoną indukcje śmierci komórek nowotworowych w wyniku apoptozy. Co ciekawe polifenole obecne w herbacie wykazują działanie wybiórcze, bez wpływu na zdrowe komórki. Inną korzystną właściwością polifenoli jest działanie antyoksydacyjne. Jako związki o działaniu przeciwutleniającym chronią wiązania łańcucha DNA przed rozszczepieniem powodowanym przez rodniki tlenowe. Ponadto zapobiegają przekształceniom związków chemicznych, które przedostały się do naszego organizmu, w pochodne kancerogenne. Przykładem mogą być mykotoksyny produkowane przez pleśnie obecne w żywności. I tak np. aflatoksyny (wytwarzane przez grzyby z gatunków Aspergillus flavus i Aspergillus parasiticus), aby stały się potencjalnie rakotwórcze wymagają aktywacji przy udziale enzymów oksydacyjnych takich jak monooksygenaza cyt.P-450 i NADPH-cytP-450.
W wyniku reakcji utleniania powstają związki o dużej mutagenności i kancerogenności np. epoksydy aflatoksyny, które zapoczątkowują kancerogenezę. Polifenole jako silne antyoksydanty mają zdolność zablokowania tego typu przemian.
Bogatym źródłem polifenoli jest także nasienie kawy – Semen Coffeae. Surowca dostarcza krzew kawowy Coffea arabica z rodziny Rubiaceae. Ta cenna używka spożywana przez miliony ludzi na świecie jest produkowana rocznie w ilości 4 mln ton. Napój ten powszechnie uznawany jako źródło kofeiny o działaniu pobudzającym, może być także stosowany w prewencji chorób nowotworowych. Oprócz herbaty i kawy również spożywanie kakao, czy to w postaci napoju czy jako składnika czekolady może dostarczyć organizmowi związków polifenolowych. Ten równie popularny surowiec pochodzi z drzewa kakaowego Theobroma cacao z rodziny Sterculariaceae. Kakaowce są uprawiane w wielu krajach Ameryki Południowej i Afryki. Należy jednak zaznaczyć, że najwięcej kakao a zatem i najwięcej polifenoli obecnych jest w tzw. czekoladzie gorzkiej.
Obok polifenoli w świecie roślin nadzwyczaj rozpowszechnionymi związkami naturalnymi są karetonoidy. Są to substancje o charakterze izoprenoidowym. Występują w znacznych ilościach w roślinach jako barwniki żółte, pomarańczowe, czerwone oraz fioletowe. Najbardziej znanym karetonoidem jest ß-karoten — pomarańczowy barwnik zawarty m.in. w pomidorach, marchwi, papryce, sałacie, brokułach, żółtku jaj oraz maśle. Surowcem obfitującym w ß-karoten jest korzeń marchwi — Daucus carota (Apiaceae). Karetonoid ten wykazuje silne działanie antyoksydacyjne, mające zdolność do neutralizowania jednego z najbardziej aktywnych rodników tlenowych jakim jest tlen singletowy. Do innych karetonoidów możemy zaliczyć także likopen, który występuje w znacznych ilościach w pomidorach — Lycopersicon esculentum (Solanaceae), arbuzach — Citrullus lanatus (Cucurubitaceae), czerwonych grapefruitach — Citrus paradisi (Rutaceae) czy też w owocach dzikiej róży — Rosa canina (Rosaceae).
Najlepiej przyswajalnym źródłem likopenu są przetwory pomidorowe takie jak ketchup, sos pomidorowy, zupy lub koncentraty. Z badań wynika, że ten antyoksydant jest bardzo silnym inhibitorem rozwoju raka prostaty, a także zabezpiecza limfocyty T przed destrukcyjnym wpływem rodników tlenowych. Likopen wpływa więc korzystnie na nasz układ immunologiczny.
Do mniej znanych związków karetonoidowych należy krocetyna i zeaksantyna. Krocetyna to barwnik ceglasto-czerwony występujący m.in. w znamionach szafranu — Crocus sativus (Iridaceae) oraz w kwiatach dziewanny — Flores Verbasci z gatunku Verbascum thapisforme (Sterculariaceae).
Zeaksantyna jest barwnikiem występującym w ziarnach kukurydzy — Zea mays (Poaceae), wspomnianych już wcześniej owocach dzikiej róży oraz rokitniku zwyczajnym — Hippophae rhamnoides (Eleagnaceae).
Wśród populacji Azjatyckiej zaobserwowano znikomą liczbę zachorowań na nowotwory hormonozależne. Fakt ten powiązano ze zwiększoną podażą soi (Glicyne soja) w diecie i przetworach otrzymywanych na bazie soi. Głównym związkiem soi jest genisteina — flawonoid z trzema grupami hydroksylowymi, zaliczany do izoflawonów.
Związek ten w stężeniach fizjologicznych zachowuje się jak agonista estrogenów. W większych natomiast stężeniach powoduje zahamowanie rozwoju guza nowotworowego.
Genisteina wykazuje także zdolność do wiązania się z receptorem androgenowym w rezultacie hamując aktywność męskich hormonów tj. testosteronu i dihydrotestosteronu. Minimalizuje to stymulujący wpływ androgenów na rozwój nowotworu prostaty.
W obecności genisteiny zaobserwowano spadek poziomu PSA. Genisteina wykazuje także działanie hamujące aktywność topoizomeraz II DNA, w wyniku czego zostaje zablokowany proces replikacji łańcucha DNA.
Jak zaobserwowano w licznych badaniach dotyczących rozwoju nowotworów, ważnym elementem sprzyjającym powstawaniu guza jest zjawisko angiogenezy. Polega ono na rozwoju sieci naczyń krwionośnych zapewniających dostarczenie komórce nowotworowej tlenu i substancji odżywczych. Okazuje się, że proces ten jest silnie hamowany przez genisteinę.
Innymi związkami należącymi do izoflawonów o podobnym mechanizmie działania do genisteiny, jest daidzyna i daidzeina. Substancje te zostały wyizolowane z korzeni Ołownika łatkowatego (Puareria lobata) z rodziny Fabaceae.
Pomarańcza gorzka – Citrus aurantium jest źródłem substancji o nazwie hesperydyna. Jest to związek flawonoidowy występujący w postaci 7-rutozydu hesperydyny zaliczany do grupy witaminy P. Substancja ta wykazuje wpływ uszczelniający na naczynia krwionośne i jest powszechnie stosowana w preparatach przeciw żylakom. Przeprowadzone badania wykazały jej szersze działanie, polegające na minimalizowaniu ryzyka powstawania nowotworów. Hesperydyna jest bowiem silnym inhibitorem syntezy poliamin, a więc związków które mają istotny wpływ na syntezę DNA komórek nowotworowych, hamując tym samym ich podział.
W rodzinie Brassicaceae, do której zaliczamy dobrze nam znane warzywa takie jak brokuły, brukselka, kapusta, kalarepa czy kalafior, występują związki zwane glukozynolatami. Mają one charakter glikozydowy i zawierają w swoim składzie siarkę. Głównym związkiem należącym do glukozynolatów jest indol 3-karbinol, który wykazuje działanie antyestrogenne, antykancerogenne, prowadzące do zmniejszenia ilości gruczolaków macicy oraz zmian nowotworowych piersi. Ponadto indol 3-karbinol wykazuje silne właściwości detoksykujące organizm człowieka. Związek ten przyczynia się do powstawania w organizmie hydroksylazy benzopironowej, która unieczynnia rakotwórcze związki.
Badania epidemiologiczne wykazały, że populacje ludzi spożywające znaczne ilości kalafiorów i brokuł charakteryzują się zmniejszoną liczbą zachorowań na nowotwory żołądka, jelita grubego i trzustki.
Liczne badania dotyczące wpływu sposobu żywienia na stan zdrowia, dostarczyły naukowcom nowych dowodów. Otóż badając społeczeństwo francuskie pod kątem zapadalności na choroby krążenia, odnotowano znikomą liczbę tego typu przypadków. Fakt ten był o tyle zaskakujący, że tradycyjna dieta obfitująca w tłuste sery i kaloryczne potrawy nie wpływa korzystnie na serce.
Bliższa znajomość diety francuskiej pokazuje, że oprócz sera czy tłustych potraw dominuje także czerwone wino. Ten francuski paradoks stał się pretekstem do bliższego poznania składu chemicznego czerwonego wina. Czerwone wino powstające w procesie fermentacji całych owoców winogron (Vitis vinifera) (a nie soku, tak jak w przypadku wina białego) zawiera unikatowy skład związków chemicznych takich jak: polifenole, fenolokwasy (cynamonowy, kawowy, ferulowy), katechiny, epikatechiny, antocyjany czy stylbeny (resveratrol). Związki te wywierają silny efekt antyoksydacyjny chroniąc komórki serca. Dalsze badania dowiodły, że liczne związki obecne w winie wykazują również aktywność przeciwnowotworową.
Do najbardziej aktywnych związków wina należy resveratrol i katechina, które mają zdolność do hamowania proliferacji komórek linii raka sutka, raka prostaty i okrężnicy. Resveratrol może obniżyć inwazyjność komórek linii raka wątroby oraz białaczki monocytowej. Ponadto hamuje aktywność białka, które sprzyja przeżyciu komórek nowotworowych. Białko to określono jako czynnik jądrowy kappa B(nf-kb). Resveratrol obecny w czerwonym winie powoduje wzrost czynnika martwicy nowotworu, pobudzając w ten sposób proces samobójczej śmierci komórki.
Ile wina należy zatem spożywać aby być zdrowym? Zdaniem naukowców — trzy do czterech lampek wina tygodniowo.
W ostatnim czasie naukowcy zainteresowali się światem roślin tropikalnych występujących na teranie Ameryki Południowej, a dokładniej na terenie Amazonii. Bogactwo roślinne tego obszaru obfituje w ogromną ilość roślin wynoszącą blisko 30 000 gatunków. Jednym z najbardziej znanych i wszechstronnie przebadanych surowców Amazońskiej dżungli jest czepota puszysta (Uncaria tomentosa)-Rubiaceae znana jako Vilcacora. To pokaźnych rozmiarów pnącze (liana) występuje do 800 m n.p.m, gdzie owija się wokół innych roślin twardą łodygą.
Substancjami, które odpowiadają za działanie lecznicze Vilcacory są m.in alkaloidy oksoindolowe, zarówno pentacykliczne (mitrafilina, izomitrafilina, pteropodyna, unkaryna F) jak i tetracykliczne (rynchofilina i izorynchofilina). Roślina zawiera także spore ilości polifenoli, steroli (stigmasterolu, kampesterolu), triterpenów oraz ich pochodnych – kwasu ursolowego i oleanolowego.
Alkaloidy tetracykiliczne wywierają odmienne działanie farmakologiczne w stosunku do alkloidów pentacyklicznych. Związki tetracykliczne wpływają bowiem pobudzająco na układ nerwowy, natomiast za działanie immunostymulujące odpowiadają alkaloidy pentacykliczne. Stwierdzono, że izomitrafilina i izopteropodyna podnoszą aktywność fagocytarną w testach in vitro i in vivo. Alkaloidy pentacykliczne za wyjątkiem mitrafiliny o własciwościach diuretycznych są aktywne w stosunku do białaczkowych linii komórkowych HL—60 i U—937 nie hamując przy tym wzrostu komórek prawidłowych. Najsilniejsze działanie wykazuje unkaryna F, która ma zdolność hamowania aktywności polimerazy DNA.
Ekstrakty Uncaria tomentosa standaryzowane na zawartość alkaloidów oksoindolowych pentacyklicznych wykazują silne właściwości cytotoksyczne w stosunku do innych komórek nowotworowych.
Poza preparatami pochodzenia roślinnego stosowanymi w prewencji nowotworów, również skuteczne okazują się być związki czynne pozyskiwane z organizmów zwierzęcych. Przykładem potwierdzającym ten fakt jest olej rybny – Oleum piscium otrzymywany z wątroby dwóch gatunków rekinów (Chimera monstruosa i Somniosus microcephalus). Właściwości lecznicze oleju z wątroby rekina zwróciły szczególną uwagę naukowców wraz z odkryciem na początku XX wieku alkilogliceroli jako głównych związków czynnych. W przypadku rekina Chimera monstruosa stanowią one 90 % składu oleju. Oprócz wątroby rekina związki te występują także u człowieka, głównie w szpiku kostnym oraz w mleku matki.
Aktywność lecznicza alkilogliceroli wykazuje duży potencjał ochronny w stosunku do nowotworów. Związki te uszkadzają komórki rakowe poprzez indukcję stresu oksydacyjnego. Komórka nowotworowa pozbawiona jest bowiem układu enzymatycznego zdolnego do rozkładu alkilogliceroli.
Innym mechanizmem działania alkilogliceroli jest aktywacja makrofagów i produkcja czynnika TNF-alfa co w konsekwencji nasila proces cytolizy. Alkiloglicerole nasilają także proces apoptozy, czyli zaprogramowanej śmierci komórki, jak również hamują powstawanie przerzutów przez różnego typu nowotwory.
Natura niewątpliwie kryje w sobie jeszcze wiele tajemnic. Badania naukowców dotyczące świata roślinnego i zwierzęcego przyniosą zapewne wiele nowych, nieoczekiwanych odkryć w dziedzinie substancji pochodzenia naturalnego.
Nowotwór
Nowotwór (łac. neoplasma, skrót npl — z greckiego neoplasia) — grupa chorób, w których komórki organizmu dzielą się w sposób niekontrolowany przez organizm, a nowo powstałe komórki nowotworowe nie różnicują się w typowe komórki tkanki. Utrata kontroli nad podziałami jest związana z mutacjami genów kodujących białka uczestniczące w cyklu komórkowym: protoonkogenami i antyonkogenami. Mutacje te powodują, że komórka wcale lub niewłaściwie reaguje na sygnały z organizmu. Powstanie nowotworu złośliwego wymaga kilku mutacji, stąd długi, ale najczęściej bezobjawowy okres rozwoju choroby.
U osób z rodzinną skłonnością do nowotworów część tych mutacji jest dziedziczona