H χορήγηση συμπληρώματος β-καροτένιου μειώνει την δραστικότητα της υπεροξειδικής δισμουτάσης στα λευκά αιμοσφαίρια και την συγκέντρωση της γλουταθειονικής υπεροξειδάσης στον ορό αίματος σε ανθρώπους.
Τι είναι τα καροτενοειδή;
Τα καροτενοειδή, είναι μια κατηγορία φυσικών χρωστικών ευρύτατα διαδεδομένες στα φυτά, των οποίων το χρώμα κυμαίνεται μεταξύ κίτρινου και κόκκινου. Αρκετές έρευνες έχουν αναγνωρίσει τις αντιοξειδωτικές ιδιότητες τους.
Ποιες οι ευεργητικές τους ιδιότητες;
Επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει πως η κατανάλωση καροτενοειδών από φρούτα και λαχανικά συνδέεται με πρόληψη από διάφορες χρόνιες ασθένειες. Ειδικότερα, με την κατανάλωση β-καροτένιου μέσω διατροφής, φάνηκε ο κίνδυνος προσβολής του πληθυσμού από καρδιαγγειακές ασθένειες, εμφράγματα και μερικές μορφές καρκίνου να είναι κατά πολύ μειωμένος. Η σχέση του β-καροτένιου με την πρόληψη ασθενειών και ο ρόλος του ως αντιοξειδωτικό, αύξησε το καταναλωτικό ενδιαφέρον για συμπληρώματα β-καροτένιου.
Έρευνες για το β-καροτένιο ως συμπλήρωμα διατροφής
Οι απόψεις για την χρήση και τις επιδράσεις του β-καροτένιου ως συμπλήρωμα διατροφής διίστανται. Πλέον, στις έρευνες που έχουν διεξαχθεί πάνω στην χρήση συμπληρωμάτων β-καροτένιου και έδειξαν ευεργετικά αποτελέσματα για τον ανθρώπινο οργανισμό, ήρθαν πλέον να προστεθούν και εκείνες που είτε δεν έδειξαν κάποιο όφελος είτε έδειξαν τοξικές παρενέργειες.
Η σχέση τους με τον καρκίνο και τα καρδιαγγειακά
Η Woman’s Health Study, μια τυχαιοποιημένη, διπλά τυφλή έρευνα μελέτησε την επίδραση καθημερινής πρόσληψης 50 mg β-καροτένιου ή της placebo δόσης σε 39.876 ηλικίας 45 ετών και άνω σε σχέση με καρκίνο και καρδιαγγειακές ασθένειες. Καμία στατιστικά σημαντική διαφορά δεν προέκυψε σε σχέση με την εμφάνιση των νόσων αυτών ή θνησιμότητας εξαιτίας τους κατά την διάρκεια των δυο χρόνων της έρευνας.
Σε αντίθεση με την έλλειψη ευεργετικών επιδράσεων σε έρευνες σε υγιείς πληθυσμούς, τα αποτελέσματα κάποιων άλλων μελετών παρέμβασης με συμπλήρωμα β-καροτένιου σε άτομα, που βρίσκονταν σε αυξημένο κίνδυνο για να νοσήσουν από κάποια μορφή καρκίνο, έδειξαν αυξημένη θνησιμότητα. Συγκεκριμένα, η beta-Carotene and Retinol Efficacy Trial μελέτησε την καθημερινή επίδραση συμπληρώματος 30 mg β-καροτένιου και 25000 Ι.U. ρετινόλης ή placebo δόσης σε 18.314 άντρες και γυναίκες που είτε ήταν καπνιστές είτε ήταν εκτεθειμένοι σε αμίαντο.
Τα αποτελέσματα ήταν 17% αυξημένος ρυθμός θνησιμότητας και 28% υψηλότερο ποσοστό επιπολασμού καρκίνου του πνεύμονα στην ομάδα των ατόμων που δόθηκαν τα συμπληρώματα σε σχέση με την ομάδα που δόθηκαν placebo
Άλλη μια σημαντική έρευνα ήταν η Alpha-Tocopherol, Beta-Carotene trial (1994) κατά την οποία χορηγήθηκε καθημερινά σε 29.133 άντρες καπνιστές ηλικίας μεταξύ 58 έως 76, 20 mg β-καροτένιου ή placebo δόση για τουλάχιστον 5 χρόνια. Τα αποτελέσματα ήταν μια αύξηση 18% σε καρκίνο του πνεύμονα, 23% αύξηση σε καρκίνο του στόμαχου και 8% στην συνολική θνησιμότητα.
Διερεύνηση της ασφάλειας των συμπληρωμάτων β-καροτένιου
Τα αντικρουόμενα αποτελέσματα όλων των επιδημιολογικών μελετών και των μελετών παρέμβασης οδήγησαν σε διεξαγωγή νέων ερευνών, που μελετούν τις επιδράσεις συμπληρωμάτων β-καροτένιου σε εκείνες τις κυτταρικές λειτουργίες που είναι απαραίτητες για την πρόληψη ασθενειών, έτσι ώστε να γίνει καλύτερη διερεύνηση και κατανόηση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητας των συμπληρωμάτων β-καροτένιου.
Ο ρόλος του σεληνίου
Μια τέτοια έρευνα διεξήχθη από τους Carla R. McGill, Nancy R. Green, Margaret C. Meadows, Sareen S. Gropper. Σκοπός της έρευνας ήταν να διερευνηθούν οι επιδράσεις της χορήγησης συμπληρώματος β-καροτένιου στα αντιοξειδωτικά ένζυμα του ορού και των κυττάρων του αίματος και στην συγκέντρωση του σεληνίου σε υγιείς ενήλικες. Το σελήνιο, ένα σημαντικό ιχνοστοιχείο, λειτουργεί σαν συστατικό της γλουταθειονικής υπεροξειδάσης (ή υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης), που μαζί με την υπεροξειδική δισμουτάση, την καταλάση και την μυελοϋπεροξειδάση αποτελούν το αντιοξειδωτικό αμυντικό σύστημα του οργανισμού.
Πώς σχεδιάστηκε η έρευνα;
Στην συγκεκριμένη έρευνα εξετάστηκαν 22 άντρες και γυναίκες, ηλικίας μεταξύ 21 και 45 ετών. Στο δείγμα επιλέχτηκαν άτομα τα οποία δεν διέτρεχαν κάποια σοβαρή λοίμωξη, ήταν μη καπνιστές και οι γυναίκες που συμμετείχαν δεν βρίσκονταν σε κατάσταση εγκυμοσύνης. Στην αρχική ημέρα της έρευνας (baseline) συλλέχθηκαν πληροφορίες για την διατροφική αξιολόγηση των συμμετασχόντων και πάρθηκε δείγμα αίματος. Στην συνέχεια έγινε καθημερινή χορήγηση συμπληρώματος β-καροτένιου, δόσης 30 mg, για 60 ημέρες.
Η διατροφική αξιολόγηση έγινε μέσω ερωτηματολογίων συχνότητας κατανάλωσης τροφίμων (υπολογίστηκαν κυρίως τα ισοδύναμα φρούτων και λαχανικών που καταναλώνονταν καθημερινά) ενώ συγχρόνως δόθηκαν οδηγίες για την διατήρηση των ίδιων διατροφικών συνηθειών και κατά την διάρκεια της έρευνας. Η συλλογή δειγμάτων του αίματος έγιναν κατά την ημέρα 0 (baseline) πριν την χορήγηση συμπληρώματος και στην 10η, 20η, 30η και 60η ημέρα της χορήγησης συμπληρώματος.
H ανάλυση της υπεροξειδικής δισμουτάσης στα ερυθρά και λευκά αιμοσφαίρια έγινε φασματοφωτομετρικά. Η ανάλυση της δραστικότητας της καταλάσης στα ερυθρά και λευκά αιμοσφαίρια βασίστηκε στην μέθοδο της Aebi. Για την ανάλυση του πλάσματος σε καροτενοειδή, τα δείγματα πλάσματος τα οποία προστατεύτηκαν από υπεριώδης ακτινοβολία και αναλύθηκαν σύμφωνα με την μέθοδο του Thompson.
Σχετικά με την στατιστική ανάλυση, τα δεδομένα αναλύθηκαν μέσω των στατιστικών προγραμμάτων SAS και Instat. Οι διαφορές μεταξύ baseline και των δειγμάτων τα οποία πάρθηκαν μετά την παροχή συμπληρωμάτων συγκρίθηκαν με ANOVA και με post-Hoc Test. Η στατιστική σημαντικότητα ορίστηκε για p<0,05 και τα αποτελέσματα εκφράστηκαν ως μέση τιμή±τυπικό σφάλμα (Mean ± SEM).
Ποια τα αποτελέσματα της μελέτης;
Από τα 22 άτομα που ξεκίνησαν στην έρευνα, 2 άτομα δεν ολοκλήρωσαν το πρωτόκολλο για λόγους υγείας. Το μέσο ύψος των συμμετεχόντων ήταν 1,72±0,09m και 71,8±14,4 kgr. Η μέση καθημερινή πρόσληψη των φρούτων ήταν 1.28±0,75 ισοδύναμα και των λαχανικών 1,98±0,75. Παρενέργειες αναφέρθηκαν από το 30% των συμμετασχόντων, οι οποίες ήταν κυρίως γαστρεντερικές διαταραχές.
Όσον αφορά το φύλο δεν υπήρξαν σημαντικές διαφορές μεταξύ αυτών κατά την ημέρα 0 (baseline). Ακόμη δεν υπήρξαν στατιστικά σημαντικές διαφορές ανάμεσα στα δυο φύλλα και κατά την διάρκεια χορήγησης των συμπληρωμάτων με εξαίρεση την 10η ημέρα όπου οι γυναίκες είχαν στατιστικά σημαντικά αυξημένο επίπεδο β-καροτένιου σε σχέση με τους άνδρες.
Τέλος, η συγκέντρωση β-καροτένιου στο πλάσμα αυξήθηκε στατιστικά σημαντικά την 10η, την 30η και την 60η ημέρα σε σχέση με την ημέρα 0 ενώ η αύξηση από την 30η στην 60η ημέρα δεν θεωρήθηκε στατιστικά σημαντική.
Η δραστικότητα υπεροξειδικής δισμουτάσης στα ερυθροκύτταρα εκφράζεται παρακάτω στα αποτελέσματα του πίνακα 2 με δυο μονάδες δραστικότητας, units/mL εκχυλίσματος και units/g αιμοσφαιρίνης. Η δραστικότητα της καταλάσης εκφράζεται σε k/g Hb. Η δραστικότητα της υπεροξειδικής δισμουτάσης και της καταλάσης στα λευκά αιμοσφαίρια εκφράζεται σε units/mg πρωτεΐνης. Όπως φαίνεται η αύξηση της υπεροξειδικής δισμουτάσης στα ερυθροκύτταρα την 30η και 60η ημέρα σε σχέση με την ημέρα 0 (baseline) δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική. Όμως υπήρχε στατιστικά σημαντική μείωση στην δραστικότητα της υπεροξειδικής δισμουτάσης στα λευκά αιμοσφαίρια την 30η ημέρα (4,69 ±0,41 Units/mg) και την 60η (5,98± 0,33 Units/mg) σε σχέση με την ημέρα 0 (7,54 ±0,62 Units/mg).
Γενικότερα δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική διαφορά στην δραστικότητα κατά την διάρκεια της χορήγησης του συμπληρώματος τόσο στα ερυθρά, όσο και στα λευκά αιμοσφαίρια
Οι συγκεντρώσεις της γλουταθειονικής υπεροξειδάσης και του σεληνίου στον ορό του αίματος at baseline και στην 20η και στην 45η και στην 60η φαίνονται στον πίνακα 3. Η συγκέντρωση της γλουταθειονικής υπεροξειδάσης ελαττώθηκε στατιστικά σημαντικά μεταξύ της ημέρας 0 (baseline) (63 ± 4 Ng/mL) και 45ης ημέρας (48 ± 4 Ng/mL) και μεταξύ baseline και 60ης(49 ±5).
Οι συγκεντρώσεις του σεληνίου και της μυελοϋπεροξειδάσης στον ορό του αίματος δεν διέφεραν στατιστικά σημαντικά μεταξύ baseline και της περιόδου της χορήγησης του συμπληρώματος. Όσο για την συγκέντρωση της αιμοσφαιρίνης, αυτή δεν άλλαξε στατιστικά σημαντικά. Τέλος, δεν υπήρξαν διαφορές στο λιπιδαιμικό προφίλ των συμμετασχόντων ή λιπιδαιμικών παραγόντων κατά την διάρκεια της έρευνας.
Συγκρίσεις με αντίστοιχες έρευνες
Τα καροτενοειδή της διατροφής (μέσω φρούτων και λαχανικών) εξαιτίας των αντιοξειδωτικών τους ιδιοτήτων θεωρούνται ευεργετικά πάνω στην πρόληψη ορισμένων ασθενειών. Ενεργά μόρια οξυγόνου που σχηματίζονται ως παραπροϊόντα του αερόβιου μεταβολισμού είναι δυνατόν να προκαλέσουν ζημιά στα λιπίδια των κυτταρικών μεμβρανών, τις πρωτεΐνες και το DNA. Αυτά τα παραπροϊόντα που σχηματίζονται θεωρούνται πως παίζουν σημαντικό στην παθογένεση ασθενειών όπως καρκίνου και καρδιαγγειακών ασθενειών.
Τα άτομα που συμμετείχαν στην συγκεκριμένη έρευνα κατανάλωναν καθημερινά μια μέση ποσότητα 3,26 ισοδυνάμων φρούτων και λαχανικών. Η συγκεκριμένη ποσότητα συμφωνεί με τα αποτελέσματα και άλλων ερευνών στον πληθυσμό της Αμερικής και είναι μικρότερη της προτεινόμενης ποσότητας που συνιστά το Εθνικό Ινστιτούτο Καρκίνου. Η μέση πρόσληψη των καροτενοειδών μέσω της διατροφής από τον πληθυσμό των Η.Π.Α. έχει υπολογιστεί στα 2,3 mg καθημερινά ενώ ένα 10% αυτού καταναλώνει λιγότερο από 0,5 mg.
Οι συγκεντρώσεις του ορού αίματος που μετρήθηκε κατά την baseline αυτής της έρευνας είναι πολύ κοντά στις τιμές που αναφέρονται από την έρευνα του NHANES III (National Health and Nutrition Examination Survey) για τον αμερικάνικο πληθυσμό, ενώ δεν υπήρξαν σημαντικές διαφορές στην συγκέντρωση β-καροτένιου ανάμεσα στα δυο φύλλα. Οι συγκεντρώσεις του ορού αίματος σε β-καροτένιο αυξήθηκε σημαντικά μετά την χορήγηση του συμπληρώματος. Επίσης, παρατηρήθηκε πως η αύξηση αυτή σταμάτησε μετά την 30η ημέρα της έρευνας.
Αντίστοιχα αποτελέσματα προέκυψαν και από την έρευνα των Constantino et al. (1988), όπου υπήρξε αύξηση στα επίπεδα του β-καροτένιου στον ορό του αίματος μετά από 4 μήνες χορήγησης συμπληρώματος δόσης 15 mg, ενώ στην συνέχεια μέχρι το τέλος της δεκάμηνης χορήγησης δεν άλλαξε αισθητά η συγκέντρωση.
Σχετικά με την δραστικότητα των ενζύμων μετά την χορήγηση των συμπληρώματος β-καροτένιου, δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές αλλαγές στην δραστικότητα της καταλάσης και της υπεροξειδικής δισμουτάσης στα ερυθρά αιμοσφαίρια. Συγκεκριμένα, η δραστικότητα της καταλάσης στα ερυθρά αιμοσφαίρια ήταν σε όλη την διάρκεια της έρευνας μέσα στα όρια των προτεινόμενων τιμών δραστικότητας για την καταλάση. Επίσης, οι συγκεντρώσεις της μυελοϋπεροξειδάσης δεν μεταβλήθηκαν κατά την διάρκεια της χορήγησης συμπληρωμάτων.
Τι είναι η υπεροξειδική δισμουτάση;
Σε αντίθεση με τα παραπάνω συμπεράσματα, η δραστικότητα της υπεροξειδικής δισμουτάσης στα λευκοκύτταρα μειώθηκε σημαντικά κατά την διάρκεια της χορήγησης του συμπληρώματος β-καροτένιου όπως και της συγκέντρωσης της γλουταθειονικής υπεροξειδάσης στον ορό του αίματος. Οι λόγοι που παρατηρήθηκαν αυτές οι μειώσεις δεν είναι γνωστοί. Η υπεροξειδική δισμουτάση, η καταλάση και η γλουταθειονική υπεροξειδάση αποτελούν την βάση της αντιοξειδωτικής άμυνας των οργανισμών των θηλαστικών.
Η υπεροξειδική δισμουτάση καταλύει τον σχηματισμό υδρουπεροξειδίων από υπεροξειδικές ρίζες. H γλουταθειόνη και η καταλάση καταλύει την μετατροπή των υδροϋπεροξειδίων σε νερό και υδρογόνο. Η χορήγηση συμπληρώματος β-καροτένιου είναι δυνατόν να δράσει ως ένας άμεσος μεταφορέας των ενεργών μορίων οξυγόνου και να μειώσει ταυτόχρονα την ανάγκη του οργανισμού για συγκεκριμένα αντιοξειδωτικά ένζυμα. Ταυτόχρονα, το β-καροτένιο είναι δυνατόν να μειώνει την σύνθεση κάποιων αντιοξειδωτικών ενζύμων και τον χρόνο ζωής τους. Η γνώση για όλους τους παραπάνω μηχανισμούς βρίσκεται ακόμη προς διερεύνηση.
Συμπλήρωμα β-καροτένιου και αντιοξειδωτικά ένζυμα
Γενικότερα, λίγες έρευνες έχουν διεξαχθεί πάνω στην επίδραση της χορήγησης συμπληρώματος β-καροτένιου στα αντιοξειδωτικά ένζυμα. Επιπλέον, τα αποτελέσματα αυτών των λίγων ερευνών είναι αντικρουόμενα. Οι Lawrol και O’ Brien (1995) ανέφεραν μια μείωση της δραστικότητας της καταλάσης σε έμβρυα κοτόπουλων που επωάστηκαν με χαμηλά επίπεδα β-καροτένιου και καμιά αλλαγή στην υπεροξειδική δισμουτάση δεν αναφέρθηκε. Σε αντίθεση, οι Blacely et al. βρήκαν μια μείωση της ηπατικής υπεροξειδικής δισμουτάσης, αλλά όχι την δραστικότητα της καταλάσης σε ποντίκια στα οποία χορηγήθηκε δόση συμπληρώματος β-καροτένιου 10 φορές μεγαλύτερη από τη συνιστώμενη δόση.
Η κατανάλωση σπανακιού, το οποίο περιέχει ένα μίγμα καροτενοειδών, μείωσε σημαντικά την δραστικότητα της καταλάσης στα ερυθροκύτταρα σε υγιείς ανθρώπους, ενώ η κατανάλωση μίγματος καροτενοειδών μέσω συμπληρώματος δεν άλλαξε την δραστικότητα της καταλάσης, της υπεροξειδικής δισμουτάσης και γλουταθειονικής υπεροξειδάσης.
Τέλος, στην πρώτη έρευνα που ασχολήθηκε με τις επιδράσεις της χορήγησης συμπληρώματος β-καροτένιου στα αντιοξειδωτικά ένζυμα σε υγιείς ανθρώπους, βρέθηκε ότι η 28ημερη υπερπλήρωση με χορήγηση 15 mg β-καροτένιου σε 9 γυναίκες μετά από μια διατροφή χαμηλή σε πρόσληψη β-καροτένιου δεν επηρέασε σημαντικά την δραστικότητα της γλουταθειονικής υπεροξειδάσης αλλά αύξησε σημαντικά την συγκέντρωση της καταλάσης.
Συμπεράσματα
Η συγκεκριμένη έρευνα έδειξε στατιστικά σημαντικές μειώσεις της συγκέντρωσης γλουταθειονικής υπεροξειδάσης στον ορό του αίματος και της δραστικότητας της υπεροξειδικής δισμουτάσης στα λευκοκύτταρα με την χορήγηση συμπληρώματος β-καροτένιου.
Πρόσφατα, στις Η.Π.Α. η Preventive Services Task Force (2003) ανέφερε ότι « η χορήγηση συμπληρώματος β-καροτένιου έχει ως πιο πιθανό αποτέλεσμα να μην προσφέρει κάποιο σημαντικό όφελος για τον οργανισμό ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις είναι δυνατόν και να προκαλέσει ζημιά σε κάποιες κατηγορίες ανθρώπων». Έχοντας υπόψη τα παραπάνω οι συγκεκριμένοι ερευνητές προτρέπουν την διεξαγωγή περισσοτέρων ερευνών έτσι ώστε να διαπιστωθούν οι επιδράσεις της χορήγησης συμπληρωμάτων β-καροτένιου σε σχέση με τα κυτταρικά αντιοξειδωτικά συστατικά.
Η χρησιμότητα των συστημάτων καταγραφής και παρακολούθησης θεωρείται πια δεδομένη, γι’αυτό και οι περισσότερες κυβερνήσεις επενδύουν υψηλά ποσά με στόχο την εκπαίδευση των πολιτών, την καταγραφή και τη βελτίωση της Δημόσιας Υγείας.
