Polifenole – co to takiego? Właściwości, zastosowanie i najbogatsze źródła polifenoli (antyoksydantów). Dlaczego warto włączyć polifenole do diety?

Czym są polifenole?

Polifenole to związki organiczne występujące w roślinach. Chronią je przed grzybami, bakteriami oraz promieniowaniem UV. Cechują się silnym działaniem przeciwutleniającym. Wchodzą w bezpośrednie reakcje z wolnymi rodnikami, neutralizując je. Wykazują także inne korzystne działania takie jak: wzmocnienie działania innych antyoksydantów, usuwanie metali ciężkich, stymulacja odpowiedzi immunologicznej, działanie przeciwnowotworowe. Do polifenoli zaliczamy ponad 8000 różnych fitozwiązków. Dzielimy je pod kątem budowy chemicznej na związki fenolowe, lignany, stilbeny, niefenolowe metabolity oraz inne polifenole. W grupie związków fenolowych wyszczególnia się kwasy fenolowe (pochodne kwasu benzoesowego i cynamonowego) oraz flawonoidy (antocyjany, chalkony, dihydrochalkony, flawanole, flawanony, flawonole, flawony i izoflawony. Przykłady najczęściej badanych związków z poszczególnych grup polifenoli przedstawia tabela numer 1.

Tabela 1. Przykłady najczęściej badanych związków z poszczególnych podklas polifenoli roślinnych. 

Produkty bogate w polifenole

Związki polifenolowe występują w wielu roślinach i produktach na nich bazujących takich jak owoce i warzywa, herbata, produkty na bazie kakaowca, produkty zbożowe, soja, wino, kawa, suszone zioła i przyprawy. Uwzględniając podział chemiczny, główne źródła polifenoli można podzielić następująco:

1. Związki fenolowe 

• Kwasy fenolowe 

• Kwasy hydroksybenzoesowe 
• - kwas p-hydroksybenzowesowy, kwas prokatecholowy 
• - kwas galusowy – jeżyny, maliny, truskawki, herbata, cebula 
• - kwas kawowy – kawa, wino, kapusta, oliwa z oliwek, jabłka, gruszki, miłorząb japoński (Ginko Biloba), morwa biała (Morus alba), ziemniaki 
• Kwas ferulowy – nasiona żyta, owsa pszenicy, jęczmienia 
• Kwas hydroksycynamonowy – śliwki, kawa, jabłka, gruszki, ziemniaki 
• Kwas p-kumarowy – jabłka, czarna porzeczka, zboża 
• Kwas sinapowy – soki cytrusowe, warzywa z rodziny Brassicaceae, jarmuż kapusta, brokuły 
• Kwas chlorogenowy - kawa (Coffea robusta), nasionach kakaowca, owocach aronii i czarnej jagody, owocach i liściach morwy oraz w przyprawach ziołowych 

• Flawonoidy

• Antocyjanidyny - czerwona kapusta, czerwona cebula, czerwone sałaty, buraki, rzodkiewka, większość owoców, głównie owoce jagodowe 
• Flawanole – morele, orzechy, jabłka, kakao, pigwa, winogrona, wino, pestki winogron, warzywa strączkowe, zielona herbata, nasiona roślin oleistych, ziarna zbóż 
• Flawanony - czarnuszka, owoce cytrusowe, pomidory, mięta 
• Flawonole – cebula, szczypiorek, żurawina, owoce jagodowe, papryka, jarmuż, herbata, kapusta włoska, jabłka, brokuły, miłorząb japoński (Ginko biloba), liście morwy białej (Morus alba) 
• Flawony - pietruszka, seler, bez, dzika róża, tymianek, podbiał pszenica, proso, 
• Izoflawony – soja, soczewica, fasola, pszenica i jej kiełki, ryż, fasolka szparagowa, bób, otręby, żyto, chmiel 

2. Lignany –olej lniany, olej sezamowy, oliwa z oliwek, nasiona lnu i słonecznika,

3. Stilbeny - owoce morwy, orzeszki ziemne, czerwona porzeczka, czerwone wino, czerwone winogrona

Związki polifenolowe - wpływ na zdrowie

Jedną z najważniejszych grup związków aktywnych zawartych w żywności są polifenole roślinne. Badania epidemiologiczne i kliniczne dowodzą, że związki te mogą stanowić element profilaktyki wielu chorób. Zmniejszają ryzyko wystąpienia chorób układu krążenia, nowotworów i zaburzeń metabolicznych. Ze względu na swoją aktywność przeciwzapalną
i antyoksydacyjną mogą wpływać na spowolnienie wzrostu różnych rodzajów nowotworów. Szczególnie często analizowanymi związkami jest resweratrol, galusan epigallokatechiny, kwercetyna, kwas elagowy i apigenina. Według badań, polifenole roślinne zmniejszają poziom biomarkerów stanu zapalnego takie jak: hs-CRP, amyloid A w surowicy, fibrynogen, cytokiny (Il-6, IL-1β, TNF-α, MCP-1), adkipokiny, cząsteczki adhezyjne (VCAM-1, ICAM-1, selektyna E, PAI-1), metaloproteinazy, czynnik NF-κB oraz leukocytów. Mogą również podwyższać stężenie cytokin przeciwzapalnych takich jak IL-10. Wykazano, że dieta bogata w polifenole może obniżać ryzyko zakrzepicy. Związki te przyczyniają się do zmniejszenia aktywności płytek krwi.

Aktywność związków polifenolowych obejmuje działanie:

• antyoksydacyjne 
• przeciwzapalne 
• przeciwnowotworowe 
• antyagregacyjne 
• przeciwcukrzycowe 
• przeciwmiażdżycowe 
• neuroptorekcyjne 
• kardioprotekcyjne 
• przeciwbakteryjne 
• przeciwwirusowe 
• przeciwgrzybicze 
• immunomodulujące 
• detoksykujące

Polifenole a stan zapalny

Polifenole obniżają produkcję substancji, które przyczyniają się do rozwoju stanu zapalnego takich jak cytokiny prozapalne, prostaglandyny czy leukotrieny. Związki te wpływają także na różne procesy w komórkach, m.in. poprzez blokowanie enzymów, które są odpowiedzialne za powstawanie związków prozapalnych. Właściwości antyoksydacyjne i przeciwzapalne polifenoli mogą przynieść korzyści dla zdrowia pacjentom z różnymi chorobami, w tym z chorobami układu krążenia, cukrzycą, nowotworami, depresją, zaburzeniami mikrobioty jelitowej.

Polifenole w diecie a nowotwory

Badania kliniczne potwierdzają aktywność przeciwnowotworową i chemoprewencyjną polifenoli roślinnych. Związki te są zdolne do hamowania proliferacji (mnożenia się) wielu rodzajów komórek nowotworowych, w tym raka płuca, piersi, jajnika i prostaty. Najszerzej opisany jest korzystny wpływ galusanu epigallokatechiny, kwercetyny i resweratrolu. Ich działanie we wspomaganiu terapii nowotworów związane jest głównie z hamowaniem syntezy wolnych rodników tlenowych, ochroną przed wpływem stresu oksydacyjnego na DNA i redukcją aktywności enzymów pierwszej fazy, gównie cytochromu P450. Aktywność antyoksydacyjna polifenoli może wpływać na indukcję apoptozy (programowanej śmierci komórek), zatrzymanie cyklu komórkowego i proliferacji. Co ciekawe, dieta bogata w polifenole może znacząco obniżać wiele różnych parametrów stanu zapalnego, jak również agregację płytek krwi.

Polifenole a ryzyko zakrzepicy

Polifenole roślinne są szeroko badane jako związki zmniejszające reaktywność płytek krwi. Wykazano, że dieta bogata w polifenole może zmniejszać ryzyko zakrzepicy oraz obniżać agregację płytek krwi (zlepianie się płytek krwi). Związki fenolowe są również opisywane w piśmiennictwie jako substancje wspomagające terapię przeciwpłytkową u pacjentów z chorobami nowotworowymi. Dieta bogata w polifenole, w tym flawonoidy i flawan-3-ole, może być istotnym czynnikiem poprawiającym leczenie przeciwpłytkowe. 

Właściwości przeciwutleniające flawonoidów a profilaktyka chorób układu krążenia.

Według badań klinicznych polifenole roślinne zmniejszają ryzyko chorób układu krążenia. Poza swoim działaniem przeciwzapalnym, zmniejszają postęp miażdżycy wskutek zmniejszenia oksydacji cholesterolu LDL oraz poprawy parametrów lipidowych. Dieta bogata w polifenole, kwasy tłuszczowe omega-3 i witaminy antyoksydacyjne związana jest z niższymi wskaźnikami stanu zapalnego. Szczególnie obiecującym związkiem jest kwercetyna, której skuteczność w obniżaniu białka C-reaktywnego potwierdzają liczne badania.

Polifenole a cukrzyca

Polifenole w cukrzycy działają poprzez poprawę wrażliwości na insulinę, obniżanie poziomu glukozy we krwi, zmniejszanie stanów zapalnych oraz poprawę metabolizmu węglowodanów. Polifenole takie jak resweratrol, kurkumina, antocyjany czy kaempferol, mogą również chronić komórki trzustki i wspomagać leczenie powikłań cukrzycy.

Działanie antyoksydacyjne polifenoli a choroby neurodegeneracyjne

Polifenole mogą mieć korzystny wpływ w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych takich jak stwardnienie rozsiane, choroba Alzheimera i Parkinsona. Schorzenia te charakteryzują się neurozapaleniem, stresem oksydacyjnym oraz nagromadzeniem nieprawidłowych białek, co prowadzi do uszkodzenia neuronów. Polifenole wykazują działanie przeciwutleniające, neutralizując wolne rodniki i związki azotowe. Ponadto, mogą one wpływać na neurotrofiny, białka odpowiedzialne za przeżycie i regenerację neuronów, których poziom jest obniżony w chorobach neurodegeneracyjnych.

Polifenole a mikroflora jelitowa

Polifenole wykazują działanie prebiotyczne, wpływając na skład i aktywność mikroflory jelitowej. Ich działanie polega na modyfikacji mikrobiomu, zarówno poprzez biotransformację polifenoli przez bakterie jelitowe, jak i modulację składu samej mikroflory. Mikroflora jelitowa rozkłada polifenole, takie jak flawonoidy, na prostsze cząsteczki, które stają się łatwiej przyswajalne i wykazują wyższe działanie przeciwutleniające. Dzięki temu, po metabolizmie przez bakterie jelitowe, polifenole mogą wpływać na zdrowie, np. poprzez stymulację produkcji kwasów tłuszczowych o krótkich łańcuchach (SCFA), które odżywiają bakterie probiotyczne i komórki nabłonka jelita. Spożycie polifenoli wpływa na wzrost pożytecznych szczepów bakterii takich jak Bifidobacterium czy Lactobacillus, jednocześnie hamując rozwój bakterii patogennych, takich jak Clostridium czy Enterobacteriaceae. Polifenole pomagają w utrzymaniu integralności jelit, wspierają homeostazę jelitową, a także przyczyniają się do obniżenia poziomu szkodliwych metabolitów. Dodatkowo, spożywanie polifenoli może wspierać metabolizm, redukując ryzyko chorób sercowo-naczyniowych poprzez zmiany w składzie mikroflory jelitowej. Polifenole mają także pozytywny wpływ na metabolizm glukozy i lipidów, zmniejszając poziom trójglicerydów we krwi. Badania interwencyjne potwierdzają, że dieta bogata w polifenole poprawia bioróżnorodność mikrobiomu jelitowego, zwłaszcza przy spożyciu około 400-600 mg związków fenolowych dziennie.

Więcej informacji o mikroflorze jelit znajduje się w artykule Flora bakteryjna - czym jest? Gdzie się znajduje? Jak wspierać florę bakteryjną jelit?.

Jak zwiększyć zawartość polifenoli w diecie?

Polifenole to substancje znajdujące się w produktach pochodzenia roślinnego. Aby zwiększyć w diecie spożycie tych bioaktywnych związków należy zadbać o wystarczającą podaż następujących produktów:

• Owoce. Jeżyny, maliny, truskawki, jabłka, gruszki, śliwki, winogrona, czarne jagody, morwa biała, owoce aronii, owoce cytrusowe (np. pomarańcze, cytryny), czerwona porzeczka, czerwone winogrona.
• Warzywa. Kapusta, kalafior, brokuł, brukselka, jarmuż, karczochy, marchew, sałata, ziemniaki.
• Produkty pełnoziarniste. Żyto, owies, pszenica, jęczmień, proso, otręby, ziarna zbóż.
• Zdrowe tłuszcze. nasiona lnu, nasiona słonecznika, nasiona chia, nasiona olej lniany, olej sezamowy, oliwa z oliwek.
• Napoje. Herbata zielona, biała, czarna, oolong, pu-erh, yerba mate, kawa, napar z hibiskusa, herbatka z owoców leśnych, napar z morwy białej, rooibos, zielona kawa, napar z liści pokrzywy, mięta, rumianek, melisa, lawenda.
• Przyprawy i dodatki do dań. Mięta, czarnuszka, pietruszka, seler, kurkuma, tymianek, dzika róża, kakao, cynamon, kurkuma, imbir, goździki, oregano.

Wpływ obróbki kulinarnej oraz przechowywania na zawartość polifenoli w żywności

Obróbka cieplna ma istotny wpływ na zawartość polifenoli w żywności, a jej efekt zależy od metody (gotowanie, gotowanie na parze, mikrofale) oraz czasu trwania. Zwykle im dłuższy czas obróbki, tym większe straty polifenoli. Największe straty zachodzą przy gotowaniu w wodzie, smażeniu oraz pieczeniu w piekarniku w wysokich temperaturach. Najmniej strat notuje się przy gotowaniu na parze.

Mrożenie jako forma przechowywania żywności w niewielkim stopniu zmniejsza ilość polifenoli. Dużo większe straty obserwuje się przy technikach wykorzystujących wyższą temperaturę jak np. suszenie czy pasteryzacja.

Polifenole w suplementach diety

Ze względu na silne działanie antyoksydacyjne i inne korzystne właściwości polifenoli powstało wiele różnych suplementów diety, bogate w te związki. Dostępne są w różnych formach: kapsułki, tabletki, proszki do rozpuszczania w wodzie, wyciągi roślinne w płynie oraz preparaty do picia. Często w składzie zawierają kurkumę, cynamon, resweratrol, ekstrakt z zielonej herbaty, jagód acai, aronii czy imbiru.

Przypisy

1. Ross, F. C., et al. Potential of dietary polyphenols for protection from age-related decline and neurodegeneration: a role for gut microbiota?Nutritional Neuroscience, 2024, 27.9: 1058-1076.
2. Guo, Yuting; Yang, Yan. Progress of plant polyphenol extracts in treating depression by anti-neuroinflammatory mechanism: A review. Medicine, 2024, 103.5: e37151.
3. Naz, Rabia, et al. Food polyphenols and type II diabetes mellitus: pharmacology and mechanisms. Molecules, 2023, 28.10: 3996.
4. Wang, Xiaofei; QI, Yue; Zheng, Hao. Dietary polyphenol, gut microbiota, and health benefits. Antioxidants, 2022, 11.6: 1212.
5. Makarewicz, Małgorzata, et al. The interactions between polyphenols and microorganisms, especially gut microbiota. Antioxidants, 2021, 10.2: 188.
6. Uddin, Md Sahab, et al. Neuroprotective role of polyphenols against oxidative stress-mediated neurodegeneration. European journal of pharmacology, 2020, 886: 173412.
7. Noel B., S.S., Lillard J.W. Jr., Singh R., Role of natural compounds in preventing and treating breast cancer. Front. Biosci, 2020. 12: p. 137-160.
8. Zhang, H. and R. Tsao, Dietary polyphenols, oxidative stress and antioxidant and anti-inflammatory effects. Current Opinion in Food Science, 2016. 8: p. 33-42.
9. Joseph, S.V., Indika Edirisinghe, Britt M. Burton-Freeman, Fruit polyphenols: A review of anti-inflammatory effects in humans." Critical reviews in food science and nutrition. Critical reviews in food science and nutrition 2016. 56(3): p. 419-444.
10. Tur, J.A., et al., Dietary sources of omega 3 fatty acids: public health risks and benefits. Br J Nutr, 2012. 107 Suppl 2: p. S23-52.
11. Golanski J, K.A., Chizynski K, Watala C., Teoria i praktyka wykorzystania przeciwplytkowych wlasciwosci polifenoli roslinnych w profilaktyce chorób sercowo-naczyniowych. . Pol Przegl Kardiol, 2013. 15(1): p. 50-54.
12. Retterstol, K., et al., Effect of low carbohydrate high fat diet on LDL cholesterol and gene expression in normal-weight, young adults: A randomized controlled study. Atherosclerosis, 2018. 279: p. 52-61.
13. Rothwell JA, P.-J.J., Neveu V, Medina-Remon A, M'hiri N, Garcia-Lobato P, et al. , Phenol-Explorer 3.0: a major update of the Phenol-Explorer database to incorporate data on the effects of food processing on polyphenol content. Database (Oxford). 2013.
14. Trebaticka, J., et al., Cardiovascular diseases, depression disorders and potential effects of omega-3 fatty acids. Physiol Res, 2017. 66(3): p. 363-382.
15. U.S. Department of Agriculture, A.R.S., FoodData Central. 2019.
16. J. Yeung, M.H., Newer agents in antiplatelet therapy: a review. J Blood Med 3, 2012. 3: p. 33-42.
17. Habauzit, V. and C. Morand, Evidence for a protective effect of polyphenols-containing foods on cardiovascular health: an update for clinicians. Ther Adv Chronic Dis, 2012. 3(2): p. 87-106.
18. Bachmair, E.M., et al., Dietary manipulation of platelet function. Pharmacology & Therapeutics, 2014. 144(2): p. 97-113.
19. Jana Karlíčková, M., TomášFilipský , Kateřina Macáková, Radomír Hrdina  ,Přemysl Mladěnka, Antiplatelet Effects of Flavonoids Mediated by Inhibition of Arachidonic Acid Based Pathway. Planta Med, 2016. 82: p. 76-83.
20. Wright, B., et al., Insights into dietary flavonoids as molecular templates for the design of anti-platelet drugs. Cardiovasc Res, 2013. 97(1): p. 13-22.
21. DiNicolantonio, J.J. and O.K. J, Importance of maintaining a low omega-6/omega-3 ratio for reducing platelet aggregation, coagulation and thrombosis. Open Heart, 2019. 6(1): p. e001011.
22. McEwen B., M.-K.M., Chen W., Tofler H., Ward C., Effects of omega-3 polyunsaturated fatty acids on platelet function i healthy subjects and subjects with cardiovascular disease. Semin Thromb Hemost, 2013. 39: p. 25-32.
23. AbuMweis, S., et al., Eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid containing supplements modulate risk factors for cardiovascular disease: a meta-analysis of randomised placebo-control human clinical trials. J Hum Nutr Diet, 2018. 31(1): p. 67-84.
24. Gao, L.G., et al., Influence of omega-3 polyunsaturated fatty acid-supplementation on platelet aggregation in humans: a meta-analysis of randomized controlled trials. Atherosclerosis, 2013. 226(2): p. 328-34.
25. Yahfoufi, N., et al., The Immunomodulatory and Anti-Inflammatory Role of Polyphenols. Nutrients, 2018. 10(11).
26. Bonaccio, M., et al., Mediterranean diet, dietary polyphenols and low grade inflammation: results from the MOLI-SANI study. Br J Clin Pharmacol, 2017. 83(1): p. 107-113.
27. Wariss, B.R., et al., Effectiveness of four inflammatory markers in predicting prognosis in 2374 women with breast cancer. Maturitas, 2017. 101: p. 51-56.