WSTĘP

Sprzężone kwasy linolowe (CLA, conjugated linoleic acids) obejmują grupę pozycyjnych i geometrycznych izomerów kwasu linolowego (oktadekadienowego), których cechą charakterystyczną jest obecność w cząsteczce układu wiązań podwójnych zlokalizowanych blisko siebie – niejako ‘‘sprzężonych”, co odróżnia je między innymi od kwasu linolowego.

Wykazano istnienie wielu różnych izoform CLA. Przyjmuje się, że za ich aktywność biologiczną odpowiada przede wszystkim izomer cis-9, trans-11, stanowiący około 80% całkowitej puli CLA w mięsie wołowym oraz izomer trans-10, cis-12, będący główną izoformą syntetycznie otrzymywanego CLA. Za pierwotne źródło CLA uważa się bakteryjne procesy biohydrogenacji kwasu linolowego w żwaczach zwierząt przeżuwających, w wyniku których wytwarzane są izomery, które wraz z krwią transportowane są do tkanki tłuszczowej i mleka. Izomery geometryczne kwasu linolowego powstają również w procesach katalitycznego otrzymywania olejów roślinnych oraz w procesach termicznej obróbki żywności. Na skalę przemysłową CLA otrzymywany jest przez rafinację oleju słonecznikowego. Zainteresowanie tą grupą związków zostało zapoczątkowane wynikami badań prowadzonych przez Michaela Pariza i wsp. na przełomie lat 70.–80. minionego stulecia. Wykazali oni, że w mięsie wołowym, zarówno surowym, jak i poddanym obróbce termicznej, obecne są czynniki hamujące mutagenezę u bakterii Salmonella tiphimuricum [1]. Dalsze wyniki badań wykazały, że ta grupa związków to kwasy tłuszczowe, które dodatkowo mogą wpływać na hamowanie rozwoju niektórych chorób, takich jak: miażdżyca, otyłość, osteoporoza. Wyniki przeprowadzonych doświadczeń wykazały także interakcję CLA z układem odpornościowym przejawiającą się wzrostem aktywności limfocytów oraz produkcji przeciwciał odpornościowych [2]. Ponadto, wyniki licznych badań wskazują na potencjalne właściwości przeciwnowotworowe tej grupy związków. Jako jedyne ze wszystkich kwasów tłuszczowych zostały uznane w 1985 roku przez Amerykańską Akademię Nauk (National Academy of Sciences of USA) za związki o zdolności hamownia kancerogenezy u zwierząt [3]. Te niezwykle obiecujące właściwości CLA stanowiły podstawę do rozpoczęcia szeroko zakrojonych badań nad przeciwnowotworowymi, przeciwcukrzycowymi, przeciwzapalnymi i przeciwmiażdżycowymi działaniami CLA.

BADANIA WŁAŚCIWOŚCI PRZECIWMIAŻDŻYCOWYCH

W badaniu Mundaya i wsp., w którym myszom podawano mieszaninę izomerów CLA w ilościach odpowiednio 2,5 g i 5,0 g CLA na kilogram masy ciała przez okres 15 tygodni, stwierdzono niższe stężenie triglicerydów (TG, triglicerydes). Nie wykazano natomiast różnic w zakresie cholesterolu całkowitego i frakcji lipoprotein o dużej gęstości (HDL, high-density lipoproteins). Co zaskakujące, obszar i ilość pasm tłuszczowych w zatokach aortalnych wśród zwierząt otrzymujących CLA był większy niż w grupie kontrolnej [4]. Analogiczne wyniki uzyskano, wzbogacając dietę myszy z rozwiniętą cukrzycą (apoE knockout) o kwas żwaczowy w ilości 0,9%. Zaobserwowano wyraźne obniżenie stężenia TG we krwi przy jednoczesnym utrzymaniu wyjściowego stężenia cholesterolu całkowitego i zwiększeniu frakcji HDL o około 50% [5]. Wyniki tych badań wykazały także, że włączenie do diety izomeru cis-9, trans-11 nie wywoływało działania hamującego na zmiany miażdżycowe luku aorty [5]. Natomiast istotne efekty przeciwmiażdżycowe wyrażone cofnięciem się 90% zmian zlokalizowanych w aorcie obserwowali Toomey i wsp. W modelach eksperymentalnych dodano do diety myszy (proaterogennej ApoE) mieszaniny izomerów cis-9, trans-11 i trans-10, cis-12 (w proporcjach 80:20) [6]. Analizując mechanizm obserwowanych zmian, autorzy stwierdzili, że suplementacja CLA prowadziła do istotnego wzrostu ekspresji receptorów aktywowanych przez proliferatory peroksysomów γ (PPARγ), a także wyraźnie indukowała ekspresję PPARα w aorcie.

Arbones-Mainar i wsp. [7] wykazali, że izomer trans-10, cis-12 kwasu oktadekadienowego obniża przyrost masy ciała zwierząt, jednocześnie zwiększając stężenia cholesterolu całkowitego, triglicerydów i wolnych kwasów tłuszczowych. Stwierdzono przy tym, iż forma cis-9, trans-11 tego kwasu w korzystny sposób modyfikowała stężenia cholesterolu całkowitego i triglicerydów. Wyniki badań eksperymentalnych Deckere’a i wsp. [8] dowodzą, że izomer trans-10, cis-12 wykazywał lepszy efekt hipoglikemiczny niż izomer żwaczowy. Cechowała go ponadto przewaga w zakresie hamowania przyrostu masy ciała. Uzyskane wyniki pozwoliły na sformułowanie przez autorów hipotezy o wyższej efektywności przeciwmiażdżycowej izomeru trans-10, cis-12 od formy cis-9, trans-11. Wyniki badań, w których analizowano przeciwmiażdżycowe właściwości CLA w różnych modelach eksperymentalnych są niejednoznaczne i często wykluczające się. Obserwowane sprzeczności mogą wynikać z międzygatunkowych różnic w metabolizmie tłuszczów i sposobów regulacji ekspresji genów [9].

BADANIE WPŁYWU NA REDUKCJĘ MASY TKANKI TŁUSZCZOWEJ

Park i wsp. [10] jako pierwsi wykazali, że CLA moduluje skład ciała oraz wpływa na obniżenie zawartości tłuszczu w ustroju. W badaniach na myszach, którym podawano mieszaninę izomerów trans-10, cis-12 CLA w dawce 0,5% masy diety, masa tkanki tłuszczowej zmniejszyła się o ponad 50% w porównaniu z grupą kontrolną. Podobne wyniki obserwowano w innych badaniach eksperymentalnych [11, 12].

Badania oceniające wpływ CLA na redukcję masy tkanki tłuszczowej u ludzi przyniosły mniej spójne wyniki. Nazare i wsp., podając mieszaninę izomerów trans-10, cis-12 osobom otyłym w ilości 3–4 g/dziennie przez 24 tygodni nie obserwowali zmniejszenie masy tkanki tłuszczowej oraz zwiększenia beztłuszczowej masy ciała [13]. Z kolei Gaullier i wsp. stosując tę samą mieszaninę izomerów w ilości 3,75 g/dziennie przez okres 14 tygodni nie wykazali żadnego wpływu na masę ciała [14]. Jeszcze inne wyniki uzyskali! Laso i wsp. W grupie doświadczalnej, w której spożywane mleko suplementowano 3 g CLA przez okres 12 tygodni zaobserwowano znaczne obniżenie masy tkanki tłuszczowej, ale tylko u osób z nadwagą, lecz nie u otyłych [15].

Larsen i wsp. [16] ocenili rolę CLA w zapobieganiu efektowi „jojo” – ponownemu zwiększaniu masy tkanki tłuszczowej u osób umiarkowanie otyłych, które straciły około 10 kg w wyniku 8 tygodniowej terapii odchudzającej. Suplementacja przez 1 rok mieszaniną izomerów trans-10, cis-12 CLA nie zapobiegła powrotowi do pierwotnej masy ciała w porównaniu do osób z grupy kontrolnej. Przypuszcza się, że prawdopodobnym mechanizmem odpowiedzialnym za wpływ CLA na zmniejszenie masy tkanki tłuszczowej jest między innymi obniżenie ilości spożywanych pokarmów, oraz zwiększenie wydatku energetycznego. Zmniejszony pobór żywności obserwowali jako pierwsi So i wsp. [17], którzy stwierdzili, że u myszy karmionych dietą niskotłuszczową wzbogaconą izomerami trans-10, cis-12 CLA ilość przyjmowanego pokarmu zmniejszyła się o ponad 20%. U myszy suplementowanych izomerem trans-10, cis-12 CLA wykazano zwiększoną ekspresję genu proopiomelanokortyny w podwzgórzu, którego produkty wykazują działanie anorektyczne. Wyniki te potwierdza doświadczenie Cao i wsp., którzy w modelu eksperymentalnym podawali szczurom CLA bezpośrednio do podwzgórza. Autorzy wykazali zmniejszenie stężeń NPY oraz białka Agouti (AgRP-aguti-related protein) – głównych neuropeptydów układu stymulującego łaknienie [18].

Ważnym mechanizmem, który może tłumaczyć redukcję masy ciała przy stosowaniu CLA, jest zwiększenie wydatku energetycznego poprzez wzrost tempa podstawowej przemiany materii (BMR, basa1 metabolic rate) oraz nasilenie termogenezy [19 – 21]. Wyniki badań na myszach suplementowanych mieszaniną izomerów trans-10, cis-12 CLA w dawce 0,5 g/100 g diety przez 6 tygodni wykazały wzrost BMR, któremu towarzyszyło zmniejszanie masy tkanki tłuszczowej o 50% w porównaniu z grupą kontrolną [22]. Uważa się, że zwiększona termogeneza może być związana ze stymulacją działania białek mitochondrialnych systemów rozprzęgających energię (UCPs, uncoupling proteins), które ułatwiają transport protonów przez wewnętrzną błonę mitochondriów, a tym samym przekazywanie energii z syntezy ATP do produkcji ciepła.

CLA A HAMOWANIE KANCEROGENEZY

Od odkrycia właściwości antymutagennych CLA wykazano, że suplementacja izomerami tego związku przeciwdziała skutecznie procesom nowotworowym na różnych modelach zwierzęcych [23]. Do potencjalnych mechanizmów odpowiedzialnych za ten efekt należą: modulacja produkcji eikozanoidów, ingerencja w szlaki sygnalizacji komórkowej, hamownie syntezy DNA oraz promowanie apoptozy [24]. Sommer i wsp. w modelu eksperymentalnym u myszy wykazali, że CLA hamuje angiogenezę skórną wywołaną przez komórki mięsaka [25]. Inni badacze opisali hamujący wpływ CLA na rozwój nowych naczyń w mózgu zdrowych ssaków poprzez obniżenie aktywności czynników wzrostu, a uzyskane wyniki mogą mieć zastosowanie w leczeniu nowotworów układu nerwowego [26]. W badaniach in vitro stwierdzono, że suplementacja CLA zmniejsza stężenie czynnika wzrostu śródbłonka naczyń (VEGF, vascular endothelial growth factor) [27, 28] oraz podstawowego czynnika wzrostu fibroblastów (bFGF, basie fibroblast growth factor) [29]. Obniża ponadto stężenie cyklin D i A oraz stymuluje ekspresję białka p53 [30].

W kilku badaniach eksperymentalnych wykazano, że CLA hamuje rozwój chemicznie indukowanych nowotworów sutka, skóry, okrężnicy, żołądka, jelita grubego [31]. Co ciekawe, obserwowano zależność pomiędzy siłą hamowania onkogenezy a ilością podawanej mieszaniny izomerów. Najkorzystniejsze wyniki stwierdzono przy 0,05 – 1% spożywanego izomerów CLA w diecie. Większa dawka nie zwiększa aktywności przeciwnowotworowej [28, 32].

Wyniki badań na ludziach są znacznie mniej przekonujące, Koronowicz i wsp. wykazali, że izomery CLA zarówno cis-9, trans-11, jak i trans-10, cis-12 hamują proliferację komórek raka sutka [33]. Inni badacze nie potwierdzili tych wyników [34]. Rozbieżności w wynikach pomiędzy badaniami eksperymentalnymi i obserwacjami u ludzi mogą być spowodowane między innymi różnicą w stosowanych dawkach i proporcjach izomerów CLA oraz faktem, że naturalne formy CLA pochodzące z produktów przeżuwaczy wykazują wyższą antyproliferacyjną aktywność względem komórek nowotworowych niż syntetyczne preparaty tego kwasu [35].

WPŁYW CLA NA ODPOWIEDŹ IMMUNOLOGICZNĄ

Izomery sprzężonych kwasów linolowych przyczyniają się do wzrostu stężenia przeciwciał klasy IgG i IgM, IgA [36] i obniżenia stężenia poziomu IgE, odgrywających istotną rolę w reakcjach alergicznych I typu [37,38]. CLA zmniejszają ponadto produkcję cytokinprozapalnych: czynnika martwicy nowotworu alfa i interferonu gamma, które odgrywają wiodącą rolę w patogenezie przewlekłych chorób układu odpornościowego [39]. Sugeruje się, że CLA może mieć wpływ na zmiany w układzie odpornościowym w wyniku interakcji z receptorami PPAR, pełniących rolę czynników transkrypcyjnych regulujących ekspresję licznych genów moduluj ących odpowiedz immunologiczną i procesy metaboliczne [40].

PODSUMOWANIE

Wyniki licznych badań eksperymentalnych i klinicznych wskazują na działanie przeciwnowotworowe, przeciwcukrzycowe, przeciwzapalne i przeciwmiażdżycowe sprzężonych kwasów linolowych. Odgrywają one również rolę w redukcji masy ciała.

Te pozytywne właściwości CLA wydają się istotnym faktem i zachęcają do poszerzania badań pozwalających określić mechanizmy oddziaływania izomerów CLA na organizm.

Adres do korespondencji:

lek. Katarzyna Grabańska
Katedra i Klinika Chorób Wewnętrznych, Zaburzeń Metabolicznych i Nadciśnienia Tętniczego UM
ul. Szamarzewskiego 84, 60-569 Poznań
tel. 615 493 77, faks: 618 478 529
e-mail: kgrabanska@wp.pl