Sulfidy Sírnaté prísady z cesnaku a cibule - FETeV

Chemikár Theodor Wertheim izoloval v roku 1844 sírne zložky z cesnaku. Malé množstvo cesnakového oleja získaval z drveného strúčika cesnaku destiláciou s parou. Sekundárne rastlinné látky známe ako „sulfidy“ sa delia na zlúčeniny rozpustné vo vode (napr. S-alylcysteín) a tuky (napr. Dialylsulfid). Napriek iným rastlinám ľalií, ako je cibuľa a pór, ktoré sú tiež dôležitým zdrojom sulfidov, sa väčšina vedeckých štúdií uskutočnila so sulfidmi cesnaku.

Funkcie a úlohy

Antikarcinogénny účinok

Zložky obsahujúce síru alebo sulfid sa nachádzajú hlavne v rastlinách ľalií, ako je cibuľa, cesnak, pažítka, šalotka a pór, ktoré majú antikarcinogénne účinky. V pokusoch na zvieratách sa našli náznaky inhibičného účinku na rast sulfidov v rôznych orgánoch, ako je hrubé črevo, pažerák, žalúdok a pľúca. U ľudí sa tiež pozorovali vzťahy medzi konzumáciou cibule a výskytom rakoviny žalúdka. Zodpovedajúce prípadové kontrolné štúdie v Číne, na Havaji a v Grécku ukázali, že vysoká konzumácia cibule, cesnaku atď. Poskytuje ochranu pred rakovinou žalúdka.

Vplyv času podania na karcinogenézu dáva náznaky ochranného mechanizmu účinku sulfidov. Je pravdepodobné, že je možné vziať do úvahy niekoľko mechanizmov pre špecifické sulfidy, pretože je narušená iniciácia aj propagácia. Okrem antioxidačného účinku sa diskutuje hlavne o nasledujúcich ochranných mechanizmoch:

Inhibícia enzýmov fázy I.
Indukcia enzýmov fázy II
Ovplyvnenie imunitného systému
Antibakteriálny účinok
Inhibícia bunkovej proliferácie.

Okrem týchto mechanizmov sa diskutuje aj o antioxidačných účinkoch ako o potenciálnom mechanizme proti rozvoju rakoviny. Je možné, že sulfidy inhibujú vývoj rakoviny priamou detoxikáciou karcinogénov, a to buď v orgánoch, ktoré majú protikarcinogénne účinky, alebo v tkanivách, cez ktoré musí karcinogén prechádzať, kým sa dostane do príslušných orgánov. Je tiež možná kombinácia oboch.

Antimikrobiálny účinok

Prekurzormi sulfidov s antimikrobiálnym účinkom sú S-alkyl-L-cysteínsulfoxidy v rastlinách cibule. Konvertujú sa pomocou enzýmov na účinné S-alkyl-tio- alebo S-alkenyltiosulfináty. In vitro tieto sulfináty v zriedeniach 1: 10 000 až 1: 100 000 inhibujú rast stafylokokov a iných baktérií po dobu najmenej 24 hodín. Najúčinnejšou alkylovou zlúčeninou je alliín. Výsledkom aktivity enzýmu alliinázy obsiahnutej v cesnaku je alicín. Táto látka je zodpovedná za typickú vôňu cesnaku a nenachádza sa v cibuli, hoci obsahuje aj aliín. Alliín cibule má rovnaké chemické zloženie ako aliín cesnaku, líšia sa však z hľadiska priestorovej štruktúry molekúl. Výsledkom je, že cibuľová alliináza nekatalyzuje tvorbu alicínu, ale syntézu propanethialsulfoxidu vyvolávajúceho slzu.

Bunkové proteíny mikroorganizmov by mohli byť inaktivované oxidáciou funkčných tiolových skupín na disulfidy. Účinky sulfhydrylových skupín, napríklad v cysteíne a glutatióne, môžu byť kompetitívne potlačené reakciou s alicínom.

Nie sú známe antimikrobiálne účinky ostatných sulfidov obsiahnutých v rastlinách cibule. Tieto sulfidy sa nachádzajú aj v kapustách, pretože chýba alliináza, a preto nemôže vznikať žiadny antimikrobiálne účinný tiosulfinát. To, že sú sulfidy zodpovedné za antimikrobiálny účinok cesnaku, by sa mohlo preukázať inhibíciou alliinázy a selektívnou elimináciou sulfidov z cesnaku. Oba kroky zabránili antimikrobiálnym účinkom cesnaku. Na základe ďalších štúdií je antimikrobiálny účinok alicínu na črevné infekcie čiastočne spôsobený inhibíciou cysteínových proteináz v Entamoeba histolytica, fakultatívne patogénnom črevnom protozóne. Enzým je čiastočne zodpovedný za toxické účinky týchto prvokov.

Antioxidačný účinok

Niektoré sulfidy, najmä alyldi a trisulfidy, indukujú syntézu glutatiónového enzýmového systému. Primárne však nepôsobia ako antioxidanty, ale skôr stimulujú antioxidačný mechanizmus. Priama antioxidačná aktivita biologicky aktívnych zložiek cesnaku s obsahom síry bola dlho známa. Ochranný účinok cesnakových extraktov na membránu sa pozoroval pri pokusoch na zvieratách na mikrozómoch pečeňových potkanov, čo sa pripisovalo inhibícii peroxidácie lipidov antioxidačnými zložkami týchto cesnakových extraktov. Výsledky štúdií in vivo a in vitro naznačujú, že cesnaková zložka alicín oneskoruje proces peroxidácie ľudského LDL a má tak ochranný účinok proti arteriálnym chorobám. Ďalšie štúdie in vitro naznačujú, že alicín môže neutralizovať OH radikály. Ostatná zelenina s vysokým obsahom síry, ako je surová cibuľa a surová reďkovka, chráni membrány erytrocytov pred peroxidáciou lipidov.

Antitrombotický účinok

Zlúčeniny obsahujúce síru, napríklad v cesnaku a cibuli, majú silný inhibičný účinok na agregáciu krvných doštičiek a aktivačný účinok na fibrinolýzu. Tieto vzťahy boli skúmané v mnohých experimentálnych štúdiách a v ojedinelých prípadoch v epidemiologických štúdiách. Alicín a ajoén boli identifikované ako obzvlášť účinné zložky v cesnaku. Allicín sa tiež môže štiepiť na kyselinu 2-propénsulfénovú a tioakroleín, z ktorých vznikajú ďalšie zlúčeniny s antitrombotickým účinkom. Pretože cesnakové prísady majú tiež vplyv na fibrinolýzu, bolo to skúmané v klinickej štúdii. Konzumácia 6 strúčikov cesnaku denne počas 2 týždňov mala za následok významné zvýšenie fibrinolytickej aktivity. Ajoén zo všetkých sulfidov inhibuje agregáciu krvných doštičiek najviac, jeho účinok je dosiahnutý pri použití veľmi efektívneho aspirínu. Agregácia krvných doštičiek je pravdepodobne blokovaná, pretože obsadzuje receptory fibrinogénu na krvných doštičkách. Ajoin sa môže pridávať iba konzumáciou čerstvého cesnaku, pretože nie je obsiahnutý v cesnakovom prášku, ani v tabletách, olejoch alebo iných extraktoch.

Účinok znižujúci hladinu cholesterolu

Rastliny cibule, najmä cesnak, majú vďaka svojej rozmanitosti bioaktívnych zlúčenín síry množstvo zdraviu prospešných účinkov vrátane účinku na zníženie hladiny cholesterolu. Účinok cesnaku je založený na znížení krvných lipidov a najmä na syntéze cholesterolu. Dosahuje to inhibíciou kľúčových enzýmov, ako sú syntetáza mastných kyselín, HMG-CoA reduktáza, cholesterol 7a-hydroxyláza a acyl-CoA-cholesterol acyltransferáza (ACAT). Niekoľko zlúčenín síry v cesnaku sa osvedčilo ako účinné inhibítory.

Na základe predchádzajúcich štúdií možno alliínu priradiť centrálnu pozíciu v inhibícii syntézy cholesterolu v pečeni. Alliin pravdepodobne reaguje so skupinou SH HMG-CoA reduktázy spolu s ďalšími zlúčeninami obsahujúcimi síru v cesnaku. Výsledné disulfidové mostíky dočasne blokujú prenos acetylu, čo znamená, že následné reakcie pri syntéze cholesterolu nemôžu prebiehať.

Existuje niekoľko zodpovedajúcich štúdií o účinku cesnaku na znižovanie lipidov, a to tak na zdravých, ako aj na hyperlipidemických a hypercholesterolemických pacientoch. Ukázalo sa, že subjekty, ktoré pravidelne konzumovali veľké množstvo cesnaku a cibule, mali nižšie hladiny lipidov a cholesterolu v krvi ako osoby, ktoré tieto jedlá nekonzumovali. Štúdie vykonané s cesnakovými doplnkami priniesli protichodné výsledky.

Hovorí sa, že oneskorenie peroxidácie lipidov je zodpovedné za ďalší účinok cesnaku na zníženie cholesterolu. Okrem prírodných antioxidantov, ako sú karotenoidy a vitamíny E a C, pôsobil proti tomuto procesu aj alicín. Reaktívne molekuly sa javia ako redukujúce tioallylové zlúčeniny.

Modulácia imunitného systému

O stimulácii imunitných mechanizmov, ktoré sa podieľajú na riadení rastu nádoru, sa hovorí ako o aktívnej látke na inhibíciu rastu nádoru. Tieto štúdie sa však uskutočňovali s čerstvým cesnakom a cesnakovými extraktmi, a nie so sulfidmi kvôli ich nestabilnému spojeniu. Preto je potrebné poznamenať, že cesnak má ďalšie zložky, ktoré môžu mať imunitný stimulačný účinok. Pomocou modelu nádoru sa po ošetrení tekutým cesnakovým extraktom pozorovala zvýšená migrácia makrofágov a lymfocytov do nádorového tkaniva, čo viedlo k nekróze a krvácaniu. U zvierat injekcie výťažkov z cesnaku zvyšovali aktivitu fagocytov v rôznych častiach imunitného systému. V prvej štúdii na ľuďoch sa skúmal vplyv vysokých koncentrácií čerstvého cesnaku na aktivitu prirodzených zabíjačských buniek. Testované osoby museli konzumovať 0,5 g cesnaku na kg telesnej hmotnosti denne počas troch týždňov. Na konci štúdie sa aktivita prirodzených zabíjačských buniek v testovanej skupine významne zvýšila v porovnaní s ich vlastnou východiskovou hodnotou a v porovnaní s konečnou hodnotou kontrolnej skupiny.

Výskyt

Sírne vône a arómy sa vyskytujú hlavne v rastlinách cibule, ako je cibuľa, cesnak, šalotka, pažítka a pór. Samotný alicín je inak v neporušenom strúčiku cesnaku prítomný iba vo veľmi malom množstve. Hlavnými aktívnymi zložkami prchavého cesnakového oleja sú dialyldisulfid (DADS) a dialyl trisulfid (DATS), navyše existujú dialylsulfid (DAS), ako aj metylallyldisulfid (MADS) a metylallyl trisulfid (MATS).

Tieto prchavé zlúčeniny vznikajú z nestabilného alicínu počas enzymatického alebo tepelného rozkladu. Obsah alicínu v cesnaku sa zvyšuje pri skladovaní v chlade. Cesnakové doplnky dostupné na trhu neobsahujú alicín. Sulfid ajoén, ktorý ovplyvňuje fibrinolytickú aktivitu, nebol zatiaľ zistený ani v sušenom cesnakovom prášku, ani v tabletách, olejoch alebo iných extraktoch. Faktor spôsobujúci slzenie propántión sulfoxid sa vyrába v cibuli zo sulfidu S-propenyl-L-cysteín sulfoxidu. Posledné štúdie ukázali, že za to nemôže iba enzým alliináza, ale že je potrebný aj iný enzým, takzvaná syntáza slzného faktora.