Лекарственные свойства лука

[toc]

С древних времен лук и родственные ему виды широко использовались во многих частях мира как вкусовые овощи, а также в традиционной и народной медицине. В традиционной медицине утверждается о пользе лука для здоровья при лечении многих различных серьезных и незначительных заболеваний, однако для подтверждения большинства этих эффектов не хватает точных медицинских данных. В последние годы терапевтическая и лекарственная ценность лука была рассмотрена Фенвиком и Хэнли (1985a), Augusti (1990, 1996), Koch (1994), Dorsch (1996), Koch и Lawson (1996) и Craig (1999), Гриффитсом и др. (2002), Кеусгеном (2002) и несколькими авторами в Гуаншу (2005).

Изучение полезных свойств аллиумов — это бурно развивающаяся область исследований, которой уже посвящены целые книги (например, Koch и Lawson, 1996). Эта тема сложна, поскольку включает в себя взаимодействие фармакологически активных соединений из аллиума с запутанной биохимией и физиологией человеческих заболеваний. Кроме того, как упоминалось выше, фармакологически активные вещества, полученные из ACSO, химически сложны и могут быть нестабильными и недолговечными, а их количество и природа зависят от химической среды во время и после реакции аллииназы, которая их высвобождает (Block, 1992).

Тем не менее, тема захватывающая, потому что аллиумы и вещества, полученные из них, являются терапевтическими средствами для лечения многих заболеваний благополучных обществ, в частности, сердечных заболеваний (артериосклероза), рака, астмы и диабета, а также обладают мощными антимикробными свойствами для борьбы с инфекционными заболеваниями.

Аллиумы имеют долгую историю использования в медицине и в традиционных медицинских трудах приписываются для лечения широкого спектра заболеваний. Научные исследования показали значительные фармакологические эффекты, которые в некоторых случаях были связаны с определенными молекулярными структурами, в основном полученными из ароматических соединений серы, о которых говорилось выше. Ниже приводится краткий обзор этой темы с указанием терапевтически активных соединений, присутствующих в аллиуме, и некоторые яркие примеры результатов исследований на разных уровнях организации, от молекулярной фармакологии до эпидемиологии человека, которые вместе создают доказательства пользы аллиума для здоровья.

Химический состав лука

Четыре типа соединений, содержащихся в аллиуме, представляют терапевтический интерес. Во-первых, это вещества, получаемые из ACSO, которые в значительной степени отвечают за аромат и остроту. Во-вторых, флавоноиды, включая кверцетин, который является мощным антиоксидантом и содержится в луке в большей концентрации, чем в любом другом овоще или фрукте. В-третьих, это фруктоолигосахариды и фруктоны — растворимые, но неперевариваемые углеводы, которые способствуют развитию полезной для здоровья микробной флоры в нижнем отделе пищеварительного тракта. Наконец, аллиумы могут заменить селен для поглощения серы в почвах, богатых селеном, и, будучи богатыми серосодержащими веществами, а также широко потребляемыми, они могут быть полезны для увеличения потребления селена с пищей, что было бы полезно для здоровья в таких регионах, как Великобритания, где среднее потребление селена низкое.

Луковицы содержат в основном воду (от 95 до 88%) и моно- и дисахариды (общее количество сахаров около 6%). Фруктаны — полисахариды на основе фруктозы — также являются типичными компонентами Allium. Стероидные сапонины распространены в Liliaceae и близкородственных семействах, а для A. cepa были обнаружены спиростанол и фуростанол (Koch, 1994; Breu, 1996). В последние годы особое внимание привлекает флавоноид кверцетин и родственные ему соединения (Patil and Pike, 1995; Patil et al., 1995). Луковицы лука содержат большое количество флавоноидов. В сушеном красном луке свободный кверцетин был обнаружен в концентрации до 2,1%. Кроме того, A. cepa содержит некоторые фенольные соединения, а также яблочную, лимонную, янтарную, фумаровую и хиновую кислоты. Также содержатся витамины, такие как B1, B2, B6 и биотиновая, никотиновая, фолиевая, пантотеновая и аскорбиновая кислоты (Breu, 1996).

Многие полезные свойства лука и родственных видов приписываются сероорганическим соединениям, которые составляют 1-5% от сухого веса зрелых луковиц (Block, 1992; Koch and Lawson, 1996). Наиболее важными серосодержащими веществами являются аминокислота цистеин и ее производные, особенно S-замещенные цистеиновые сульфоксиды и γ-глутамиловые пептиды. Блок (1992) и Бреу (1996) сделали обзор сложной химии серы в Allium (см. также Randle и Lancaster).

Неповрежденный растительный материал лука содержит сульфоксиды цистеина без запаха, в основном транс (+)-S-(1-пропенил)-L-цистеин сульфоксид и (+)-S-метил-L-цистеин сульфоксид в низких концентрациях (рис.). Гомологичное пропильное производное также было зарегистрировано для A. cepa (Breu, 1996). Кроме того, эти аминокислотные производные встречаются в виде соответствующих γ-глутамиловых производных. При разрушении интактных клеток цистеиновые сульфоксиды быстро превращаются в алк(эн)илсульфеновую кислоту, пировиноградную кислоту и аммиак. Эта реакция катализируется аллииназой (EC 4.4.1.4) с образованием нестабильных сульфеновых кислот, которые быстро превращаются либо в соответствующие тиосульфинаты, либо в лакриматорный фактор (ЛФ) (Z)-пропанэтил-S-оксид, вызывающий характерный запах свежеприготовленного лукового сока (рис.: «первичные ароматические соединения»). Первичные ароматические соединения также относительно нестабильны и быстро разлагаются на различные сильно пахнущие, летучие соединения серы. Эти производные характерны для переработанного лука, например, для масел, полученных паровой дистилляцией (рис.: «вторичные ароматические соединения»).

Ферментативное расщепление различных цистеиновых сульфоксидов, характерных для Allium cepa.
Ферментативное расщепление различных цистеиновых сульфоксидов, характерных для Allium cepa. Реакция катализируется ферментом аллииназой. Алк(ен)илсульфеновые кислоты (ферментативные промежуточные продукты) неустойчивы и превращаются в лакриматорный фактор или тиосульфинаты (первичные ароматические соединения). Эти соединения являются высокореактивными и приводят к образованию множества различных серосодержащих соединений (вторичные ароматические соединения).

Обзор различных исследований, указывающих на пользу для здоровья

Эффекты свежего растительного материала и экстрактов, полученных из Allium cepa (лука репчатого и др.)

  1. Антибиотическая активность:
    • противогрибковая активность изучалась на видах Aspergillus (Yin и Tsao, 1999);
    • антибактериальная активность — патогенные бактерии полости рта (Kim, 1997);
    • антибактериальная, противогрибковая активность — бактерии и грибки (Zohri et al., 1995);
    • антибактериальная, противогрибковая активность — бактерии и грибки (Elnima et al., 1983);
    • антибактериальная, противогрибковая активность — бактерии и дрожжи (Dankert et al., 1979);
    • противогрибковая активность — растительно-патогенные грибы (Cammue et al., 1995);
    • мембранные взаимодействия — искусственные мембраны (Tassin et al., 1998);
  2. Сердечно-сосудистые эффекты:
    • антитромботическая активность изучалась на крысах (Bordia et al., 1996);
    • антиагрегатная активность — плазма человека и кролика (Ali et al., 1999);
    • антиагрегатная активность — обогащенная тромбоцитами плазма человека (Debaene et al., 1999);
    • Антитромбоцитарная активность — обогащенная тромбоцитами плазма человека (Goldman et al., 1996);
    • Антитромбоцитарная активность — обогащенная тромбоцитами плазма человека (Goldman, 1996);
    • Антитромбоцитарная активность — кролики, человеческие тромбоциты (Makheja and Bailey, 1990);
    • антигиперлипидемическая активность — крысы (Kumari et al., 1995);
  3. Дыхательная система:
    • Ингибирование 5-липоксигеназы и циклооксигеназы исследовалось на микрокосмах овец и лейкоцитах свиней (Wagner et al., 1990);
    • антиастматические эффекты — морские свинки (Dorsch et al., 1989); 
    • антиастматические эффекты — морские свинки, люди (Dorsch et al., 1987a, b);
  4. Метаболические заболевания:
    • поражения почек, диабет исследовались на крысах Вистар (Babu and Srinivasan, 1999);
    • антигипергликемическая активность — кролики (Roman-Ramos et al., 1995);
    • антидиабетическая активность — крысы с аллоксановым диабетом (Sheela et al., 1995);
    • противодиабетическая активность — крысы с аллоксановым диабетом (Kumari et al., 1995);
    • антидиабетическая активность — аллоксановые диабетические крысы (Kumari and Augusti, 1995);
    • гипогликемическое действие — кролики с аллоксановым диабетом (Mathew and Augusti, 1975);
    • гипогликемическое действие — кролики с диабетом на основе аллоксана (Augusti и др., 1974);
  5. Противораковая активность:
    • антимутагенные эффекты — тест Эймса (Ikken et al., 1999);
    • антимутагенные эффекты — штамм сальмонеллы (Kato et al., 1998);
    • защитные эффекты — исследование на человеке (Gao et al., 1999);
    • защита от карциномы желудка — исследование случай-контроль на человеке (Dorant et al., 1996);
    • защита от рака молочной железы — исследование случай-контроль на человеке (Challier et al., 1998);
    • индукция ферментов фазы II — крысы Вистар (Guyonnet et al., 1999);
    • химиопрофилактическая активность — крысы (Siess et al., 1997);
    • химиопрофилактическая активность — тест печени крысы Ито (Takada et al., 1997);
  6. Противовоспалительная активность — человеческие гранулоциты (Dorsch et al., 1990).

Эффекты свежего растительного материала и экстрактов, полученных из Allium sativum (чеснока)

  1. Антибиотическая активность
    • антимикробная активность исследовалась на патогенных бактериях человека, дрожжах (Arora and Kaur, 1999);
    • антимикробная активность — грамположительные бактерии, дрожжи (Yoshida et al., 1999a);
    • антибактериальная активность — бактерии, дрожжи (Yoshida et al., 1999b);
    • антибактериальная активность — Helicobacter pylori (Jonkers et al., 1999);
    • антибактериальная активность — Helicobacter pylori (Sivam et al., 1997);
    • антибактериальная активность — Helicobacter pylori (Cellini et al., 1996);
    • противотрипаносомный эффект — инфицированные трипаносомой мыши (Nok et al., 1996);
    • противогрибковая активность — Cryptococcus neoformans (Shen et al., 1996);
    • противогрибковая активность — дерматофиты (Venugopal and Venugopal, 1995);
    • противогрибковая активность — виды Aspergillus species (Pai and Platt, 1995);
  2. Сердечно-сосудистая деятельность:
    • липидоснижающий эффект — крысы (Oi и др., 1999);
    • липидоснижающий эффект- исследование на людях ( Isaacsohn и др., 1998);
    • липидоснижающий эффект — крысы (Ahmed and Sharma, 1997);
    • липидоснижающий эффект — крысы (Mathew et al., 1996);
    • липидоснижающий эффект — крысиные гепатоциты (Gebhardt и Beck, 1996);
    • липидоснижающий эффект — исследование на человеке (Simons et al., 1995);
    • липидоснижающий эффект — крысиные гепатоциты (Gebhardt, 1995);
    • липидоснижающий эффект — гепатоциты человека и крыс (Gebhardt et al., 1994);
    • липидоснижающий эффект — гепатоциты человека и крыс (Gebhardt, 1993);
    • липидоснижающий эффект — исследование на человеке ( Jain et al., 1993);
    • липидоснижающий эффект — исследование на человеке (Holzgartner и др., 1992);
    • липидоснижающий эффект — исследование на человеке (Mader, 1990);
    • липидоснижающий эффект, усиление фибринолиза, антитромбоцитарная активность — исследование на человеке (Bordia и др., 1998);
    • антитромбоцитарная активность — ткани кролика (Ali, 1995);
    • антитромбоцитарная активность, повышенная активность оксидазы азота — плацентарная ткань (Das et al., 1995);
    • антигипертензивный эффект — крысы Вистар (Al Qattan et al., 1999);
    • антигипертензивный эффект — исследование на человеке (Ziyyat et al., 1997);
    • гипотензивное действие — эндотелиальные клетки (Melzig et al., 1995);
    • антиокислительный эффект — клетки быков и мышей (Ide and Lau, 1999);
    • антиокислительный эффект — исследование на человеке (Munday et al., 1999);
    • антиатеросклеротический эффект — исследование на человеке (Koscielny et al., 1999);
    • терапия периферических артерий, окклюзионное заболевание — исследование на человеке (Kiesewetter и др., 1993);
    • влияние на кожные покровы, микроциркуляция — исследование на человеке (Jung et al., 1991);
    • кардиопротекторные действия — изолированное сердце крысы (Isensee et al., 1993);
  3. Дыхательная система:
    • улучшение артериальной оксигенации — исследование на человеке (Abrams and Fallon, 1998);
  4. Метаболические заболевания:
    • противодиабетическая активность — крысы, изолированные клетки (Augusti и Sheela, 1996);
    • противодиабетическая активность — крысы (Sheela и Augusti, 1992);
    • антидиабетическая активность — мыши (Swanston-Flatt и др., 1990);
  5. Противораковая активность:
    • индукция ферментов фазы II — крысы (Munday and Munday, 1999);
    • индукция ферментов фазы II — крысы Вистар (Guyonnet и др., 1999);
    • химиопрофилактические эффекты — химическое исследование (Fanelli et al., 1998);
    • химиопрофилактические эффекты — тесты in vitro (Dion et al., 1997);
    • противоопухолевая активность — швейцарские мыши-альбиносы (Singh and Shukla, 1998);
    • противоопухолевая активность — мыши (Riggs et al., 1997);
    • противоопухолевая активность — линии раковых клеток (Sigounas et al., 1997);
    • антикластогенный эффект — швейцарские мыши-альбиносы (Das et al., 1996);
  6. Дополнительная активность:
    • защитное действие тонкого кишечника — крысы (Horie et al., 1999 г.);
    • увеличение адреналина и норадреналина — крысы (Oi et al., 1999);
    • иммуномодулирующее действие — крысы (Liu et al., 1998);
    • скавенджер гидроксильных радикалов — инактивированные микрокосмы печени (Kourounakis and Rekka, 1991);
    • радиационно-защитные эффекты — швейцарские мыши-альбиносы (Gupta, 1996);
    • радиационно-защитные эффекты — крысы (Jaiswal and Bordia, 1996);
    • диуретические эффекты — кролики (Pantoja et al., 1996).

Эпидемиология

1. Сравнение последователей джайнизма в Индии, которые либо воздерживаются от употребления лука и чеснока, либо едят их в умеренном количестве (< 200 г лука, < 10 г чеснока в неделю), либо едят в большом количестве (> 600 г лука, > 50 г чеснока в неделю), показало, что у тех, кто ест аллиум, наблюдаются: меньшая склонность к образованию тромбов и более низкий уровень холестерина и липопротеинов, связанных с сердечными заболеваниями, в сыворотке крови по сравнению с воздерживающимися.

2. В провинции Цзянсу, Китай, где часто встречается рак пищевода и желудка, было обнаружено, что употребление овощей аллиум защищает от этих видов рака.

3. Сильная обратная связь между потреблением лука и заболеваемостью раком желудка была обнаружена в большом исследовании диеты и рака в Нидерландах.

Клинические вмешательства

1. Взрослые добровольцы, страдающие аллергической бронхиальной астмой, перед воздействием вдыхаемого аллергена получали разбавленный этаноловый экстракт нарезанного лука. Астматические реакции в бронхах заметно уменьшились.

2. Прием чесночного порошка улучшал периферическое артериальное кровообращение у пациентов, страдающих этим заболеванием, и улучшал их походку. В отдельном исследовании чесночный порошок улучшил подкожную микроциркуляцию у здоровых людей.

3. Прием чеснока или чесночных экстрактов пациентами с высоким уровнем холестерина в крови приводил к его снижению на 10-15%, что аналогично назначению практически бесхолестериновой диеты.

Исследования на животных

1. У морских свинок с индуцированными сужениями бронхов, аналогичными астме, пероральное лечение сублимированным луковым соком противодействовало сужениям. Активными соединениями были тиосульфинаты и цепаены.

2. Чесночный порошок снижает уровень холестерина, липидов и кровяного давления в крови крыс с высоким уровнем холестерина.

3. Сырые экстракты A. fistulosum снижали систолическое артериальное давление и удлиняли время кровотечения у крыс, возможно, за счет подавления агрегации тромбоцитов при свертывании крови.

4. Мыши, инокулированные клетками рака мочевого пузыря и получавшие 500 мг чеснока/100 мл питьевой воды, показали значительное снижение объема опухоли и смертности по сравнению с контролем.

Клеточные и биохимические исследования

1. Наиболее широко известным фармакологическим эффектом аллиума и его экстрактов является ингибирование агрегации тромбоцитов. Агрегация тромбоцитов происходит при образовании кровяных сгустков и может вызвать тромбоз. Поэтому вещества, содержащиеся в аллиуме, являются мощными антитромботиками. Очень низкие концентрации соединений аджоена из чеснока и цепаена из лука могут ингибировать агрегацию тромбоцитов.

2. Исследования с использованием клеток печени крыс и человека показали, какие именно участки биосинтетического пути холестерина ингибируются теми или иными веществами из чеснока (Gebhardt and Beck, 1996; Keusgen, 2002). Аллицин ингибирует три фермента в этом пути, аджоен — два таких же фермента, а диаллилдисульфид — один из ферментов. Диаллилдисульфид также вызывает повышение уровня циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), что приводит к увеличению количества неактивной фосфорилированной формы двух ферментов на ранних стадиях биосинтетического пути синтеза холестерина и жирных кислот. Концентрации 0,5 мМ аллицина или аджоена вызывали снижение биосинтеза холестерина на 30%, что с медицинской точки зрения более желательно, чем полное ингибирование. Очевидно, что действие чеснока в этом процессе комплексное, и различные формы чеснока (свежий или экстрагированный), содержащие различные активные соединения, обладают холестериноснижающим потенциалом.

В отличие от этих положительных результатов, есть и другие исследования, которые не выявили никаких преимуществ аллиума или веществ, полученных из него, в отношении аспектов заболеваний. Например, рандомизированное исследование взрослых с умеренно повышенным уровнем холестерина не выявило никакой пользы в плане снижения уровня холестерина от ежедневного употребления зубчика чеснока среднего размера (4 г) или его эквивалента в виде чесночного порошка или экстракта в течение 6 месяцев (Gardner et al., 2007). Причины противоречивых данных неясны, хотя количество потребляемого аллиума может быть одним из факторов. В последнем исследовании употреблялось лишь умеренное количество чеснока, которое может быть частью обычного рациона многих людей.

Антибиотическая активность

Сырые экстракты

Антибактериальное действие

Антибиотические свойства экстрактов и масел лука интенсивно изучались во второй половине 20-го века. В традиционной медицине лук использовался против различных инфекционных заболеваний на протяжении многих веков. Даже в египетском папирусе Эберса упоминаются содержащие лук средства против глистов, диареи, других инфекций и воспалительных заболеваний (Dorsch, 1996). Считается, что за эти эффекты ответственны сероорганические соединения лука и других видов Allium, а также белки, сапонины и фенольные соединения.

Луковые масла и водные экстракты практически неэффективны против грамотрицательных бактерий, но активны против некоторых грамположительных бактерий (Dankert et al., 1979; Elnima et al., 1983; Zohri et al., 1995). Экстракты лука подавляют бактерии полости рта, вызывающие кариес (Kim, 1997). Напротив, аналогичные препараты чеснока были активны против грамотрицательных бактерий (Dankert et al., 1979; Elnima et al., 1983; Yoshida et al., 1999a, b).

Противогрибковое и противодрожжевое действие

Yin и Tsao (1999) сообщили об ингибирующем действии экстрактов Allium против видов Aspergillus. По сравнению с луковицей лука, чеснок (A. sativum) оказался более эффективным. Обработка растительных экстрактов уксусной кислотой и нагревание усилили ингибирующий эффект против этих грибков. Другие грибки также чувствительны к экстрактам лука. Зохри и др. (1995) описали ингибирующее действие лукового масла против дерматофитных грибков. Наилучшие противогрибковые результаты наблюдались против Microsporum canis, Microsporum gypseum и Trichophyton simii при концентрации лукового масла 200 ppm. Луковый сок был также активен против дрожжевых видов (Dankert et al., 1979).

Активные ингредиенты

Вышеуказанные результаты были получены с неочищенными растительными препаратами. В ходе дальнейших исследований Cammue et al. (1995) выделили антимикробный белок (Ace-AMP1) из семян лука, который проявлял высокую активность против растительно-патогенных грибов в концентрациях ниже 10 мкг/мл. Структура Ace-AMP1 была полностью раскрыта. Было показано, что этот белок взаимодействует с фосфолипидными мембранами (Tassin et al., 1998).

Сердечно-сосудистые эффекты

Последние исследования в основном были посвящены антитромбоцитарной активности экстрактов лука.
Снижение агрегации тромбоцитов оказывает профилактическое действие на некоторые сердечно-сосудистые заболевания, такие как атеросклероз. Кроме того, экстракты лука обладают некоторым липидоснижающим действием.

Бордиа и др. (1996) оценили антитромботический потенциал водных экстрактов лука и чеснока. Экстракты вводились крысам перорально и внутрибрюшинно. Относительно низкая доза водного экстракта чеснока (50 мг на 1 кг массы тела) значительно снижала уровень тромбоксана-B2, независимо от способа введения. Экстракты лука были эффективны при более высоких концентрациях (500 мг/кг массы тела). Кипячение экстрактов перед применением приводило к почти полной потере активности. Следовательно, варка может привести к разложению мощных антитромботических компонентов лука.

Влияние водных экстрактов сырого и вареного лука и чеснока на агрегацию тромбоцитов, вызванную коллагеном, изучалось in vitro (Ali et al., 1999). Концентрации лука и чеснока, необходимые для 50% ингибирования агрегации тромбоцитов, составили 90 и 7 мг/мл плазмы (кроличьей), соответственно. Результаты для человеческой плазмы были аналогичными. Кипяченые экстракты показали сниженный ингибирующий эффект.

Goldman et al. (1996) исследовали антитромбоцитарную активность экстрактов четырех сортов лука (мягких сортов ‘Exhibition’ и ‘MSU8155B’ и острых сортов ‘W434B’ и ‘W420B’), выращенных в двух разных местах в США. Наибольшая антитромбоцитарная активность наблюдалась у двух острых сортов, т.е. луковицы лука с высоким содержанием серы проявляли значительно большую антитромбоцитарную активность, чем луковицы с низким содержанием серы. Значительно большая активность была определена для трех из четырех сортов, выращенных в Орегоне, по сравнению с сортами из Висконсина. Во время послеуборочного холодного хранения при 4 °C антитромбоцитарная активность увеличилась примерно на 60% у всех сортов, достигнув максимума через 90 дней хранения; однако изменения жгучести не коррелировали с изменениями антитромбоцитарной активности (Debaene et al., 1999). Сок, приготовленный из цветущего зонтика лука генотипа ‘W420B’, обладал антитромбоцитарной активностью на 336% выше, чем сок, полученный из луковиц лука (Goldman, 1996).

Активный принцип лука и родственных видов в отношении ингибирования агрегации тромбоцитов еще не идентифицирован. Однако некоторые исследования были проведены с изолированными соединениями (Makheja и Bailey, 1990). Аллицин, которого в чесноке больше, чем в луке, и аденозин ингибировали агрегацию тромбоцитов, не влияя на циклооксигеназу и липоксигеназу — метаболиты арахидоновой кислоты. Исследованные трисульфиды ингибировали агрегацию тромбоцитов, а также синтез тромбоксана, наряду с индукцией метаболитов липоксигеназы. Наблюдаемые in vivo антитромбоцитарные эффекты в большей степени связаны с аденозином, чем с аллицином и алк(эн)ил полисульфидами лука и чеснока.

Липидоснижающее действие чеснока интенсивно изучалось. Также было обнаружено, что типичное сероорганическое соединение лука и родственных видов, а именно (+)- S-метил-L-цистеин сульфоксид, проявляет гиполипидемическую активность, а также антидиабетическую активность (Kumari et al., 1995). Влияние на гидроксиметилглутарил (ГМГ)-коэнзим А (КоА)-редуктазу и на липиды сыворотки крови было получено после введения этого сульфоксида крысам в дозе 200 мг/кг массы тела в течение 45 дней. Используемый (+)- S-метил-L-цистеин сульфоксид был выделен из A. cepa.

Влияние на дыхательную систему

Одним из наиболее изученных эффектов лука является его антиастматическая активность. За последние 20 лет экстракты лука, а также выделенные или синтезированные сероорганические соединения были изучены на предмет их потенциального использования в качестве лекарственных препаратов (Dorsch, 1996). Эффекты тиосульфинатов и цепаенов были исследованы с помощью тестов in vitro. Они проявили дозозависимое ингибирующее действие при концентрации от 0,25 до 100 мкмоль. Цепаены ингибировали цикло-оксигеназу и 5-липоксигеназу более чем на 75% при концентрациях 10 и 1 мкмоль соответственно. Эти эффекты могут быть, по крайней мере, частично ответственны за противовоспалительные и противоастматические свойства луковых экстрактов, наблюдаемые in vivo (Wagner et al., 1990).

В дальнейших исследованиях морские свинки были выбраны в качестве модели для изучения влияния сероорганических соединений на фактор активации тромбоцитов (PAF) — индуцированное сужение бронхов (Dorsch et al., 1989; Dorsch, 1996). Пероральный прием лиофилизированного экстракта лука оказался активным. Более того, хлороформный экстракт (при 20 мг/кг массы тела) был более активен, чем лиофилизированный луковый сок (при 100 мг/кг массы тела). В качестве активных соединений были определены тиосульфинаты и цепаены (некоторые из них также были исследованы в предыдущем исследовании Dorsch et al. (1987b)). Интересно, что дифенилтиосульфинат дал наилучшие результаты.
Однократная доза 100 мг кг 1 массы тела может предотвратить PAF-индуцированную бронхиальную гиперактивность к гистамину в течение 12 ч. Дифенилтиосульфинат не встречается в экстрактах лука, но он тесно связан с нативными тиосульфинатами.

В исследовании на людях взрослые добровольцы, страдающие аллергической бронхиальной астмой, получали 100 мл 5% этанолового экстракта лука, приготовленного из 100 г нарезанного лука за 1 час до ингаляционного теста с аллергеном (Dorsch et al., 1987a). Немедленные и поздние бронхиальные реакции заметно уменьшались после предварительной обработки луком.

Противораковые эффекты

В последние годы многие ученые сосредоточили свою исследовательскую деятельность на профилактике рака путем питания с использованием диеты, содержащей высокую долю овощей. Обзоры, касающиеся действия видов Allium, иногда среди других овощей, были опубликованы Krishnaswamy и Polasa (1995), Block (1996), Lea (1996), Steinmetz и Potter (1996), Wargovich и Uda (1996) и Wargovich et al. (1996). Было показано, что лук и чеснок богаты селеноорганическими соединениями, которые могут способствовать профилактике рака. Селен обычно фиксируется к серосодержащим производным аминокислот. Кверцетин и его производные, которые также являются типичными компонентами лука, также представляют большой интерес из-за своих антиканцерогенных свойств (Formica and Regelson, 1995). Де Врис и др. (1997) изучали ежедневное потребление кверцетина и родственных флавоноидов, а метаболизм этих соединений интенсивно исследовался в клинических испытаниях (Hollman et al., 1997).

Антимутагенный эффект этаноловых экстрактов лука и чеснока против мутагенности N-нитрозаминов оценивался по тесту Эймса (Ikken et al., 1999). Лук показал больший эффект, чем чеснок.

Более того, мутагенность приготовленного гамбургера, содержащего говяжий фарш, была снижена благодаря луку (Kato et al., 1998). Авторы предположили, что добавление лука может изменить баланс содержания сахара в говяжьем фарше, который эффективно индуцирует мутагенность.
В исследовании случай-референт в высокоэпидемичном районе, расположенном в провинции Цзянсу в Китае (234 случая, 234 референта), было показано, что овощи Allium проявляют защитный эффект против рака пищевода и желудка (Gao et al., 1999). Частое употребление овощей Allium, таких как лук, чеснок, валлийский лук и китайский шнитт-лук, а также употребление сырых овощей и чая было обратно пропорционально связано с риском развития рака пищевода и желудка. Исследование предполагает, что овощи Allium, как и другие сырые овощи, могут обладать важным защитным эффектом против раковых заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Нидерландское когортное исследование (120 852 мужчины и женщины) также свидетельствует о сильной обратной связи между потреблением лука и заболеваемостью карциномой желудка (Dorant et al., 1996). Употребление лука снижало риск развития карциномы в некардиальной части желудка. Добавки лука-порея и чеснока не были связаны с риском развития карциномы желудка. Во французском исследовании случай-контроль (345 пациентов с первичной карциномой молочной железы) было показано, что риск развития рака молочной железы снижается при увеличении потребления лука, чеснока и клетчатки (Challier et al., 1998).
В другом исследовании в тканях крыс изучалась модуляция сероорганических соединений из овощей Allium на ферменты метаболизма лекарств II фазы, такие как глутатион S-трансфераза (Guyonnet et al., 1999). Эти ферменты в основном находятся в печени, но также были обнаружены в почках и кишечнике. Ферменты II фазы отвечают за детоксикацию многих лекарств и канцерогенных соединений. Прием диаллилдисульфида значительно повышал активность большинства ферментов II фазы. Однако другие сульфиды также проявляли активность. Исследование показывает, что диаллилдисульфид может быть перспективным химиопрофилактическим средством, учитывая его плейотропную способность к индукции ферментов. В аналогичном исследовании изучалась модуляция различными сульфидами печеночных ферментов, метаболизирующих лекарства (Siess et al., 1997). Соединения, содержащие метильные группы, практически не оказывали влияния. Алкилсульфиды и диаллилдисульфиды показали возможный защитный эффект на первом этапе канцерогенеза через модуляцию ферментов, участвующих в метаболизме канцерогенных веществ.

Оригинальные сероорганические соединения видов Allium, такие как S-метил-L-цистеин сульфоксид и родственные производные, были изучены с точки зрения их модифицирующего воздействия на вызванную диэтилнитрозамином неоплазию печени у самцов крыс (Takada et al., 1997). В частности, S-метил-L-цистеин сульфоксид и цистеин оказывали значительное ингибирующее действие. Эти вещества, по-видимому, являются химиопревентивными агентами для гепатоканцерогенеза крыс, и их потребление может быть важным для профилактики рака.

Дополнительные эффекты

Кох (1994) и Дорш (1996) описали ряд незначительных терапевтических эффектов лука. Помимо противоастматического действия, экстракты лука обладают противовоспалительным потенциалом (Dorsch et al., 1990). Синтетические тиосульфинаты и экстракты лука, богатые цепаеном и/или тиосульфинатами, подавляли in vitro хемотаксис гранулоцитов человека, который индуцировался формил-метионин-лейцин-фенилаланином. Противовоспалительные свойства луковых экстрактов связаны, по крайней мере частично, с ингибированием притока воспалительных клеток тиосульфинатами и цепаенами.

Антиоксиданты и предотвращение повреждения свободными радикалами

Окислительное расщепление пищи, обеспечивающее метаболическую энергию для всех аэробных организмов, включая человека, приводит к образованию в качестве нежелательного побочного продукта некоторых высокореактивных групп с неспаренным внешним электроном, известных как свободные радикалы, реактивные виды кислорода или супероксиды. Эти реактивные группы способны атаковать и повреждать многие жизненно важные биохимические системы, включая молекулы ДНК. Считается, что такие повреждения инициируют многие дегенеративные заболевания, включая артериальную болезнь, а часть таких повреждений ДНК может привести к потере контроля над делением клеток, что приводит к распространению раковых клеток. Процесс старения также рассматривается как результат кумулятивного повреждения свободными радикалами.

Аллиум, как и другие овощи, является богатым источником антиоксидантов, способных вступать в реакцию со свободными радикалами и химически нейтрализовать их. В частности, кверцетин, наиболее богатым источником которого является лук, является мощным антиоксидантом, способным повышать общий уровень антиоксидантов в плазме крови после приема внутрь. В зависимости от типа гликозида всасывается от 20 до 50% принятых внутрь гликозидов кверцетина, что также влияет на время всасывания, которое составляет от 0,5 до 9,0 ч. Последующее выведение кверцетина происходит медленно, с периодом полураспада около 24 ч. Способность задерживать определенные типы свободных радикалов была также продемонстрирована некоторыми соединениями, полученными из чеснока — например, диаллилдисульфидом (DADS). Чем больше антиоксидантов присутствует в системе, тем больше доля свободных радикалов, которые могут быть нейтрализованы до того, как они вызовут повреждение клеток.

Помимо поступающих в организм антиоксидантов, клетки вырабатывают собственные ферментные системы для нейтрализации свободных радикалов, а некоторые минеральные элементы — в частности, селен, железо, марганец и медь — являются необходимыми кофакторами для этих ферментов. Следовательно, содержание минералов, в частности, селена в овощах, важно для этого аспекта клеточной защиты от свободных радикалов и их ракового потенциала.

Неизбежно, что некоторые канцерогены попадают в биохимию клетки. Было показано, что соединения из аллиума подавляют ферменты, участвующие в активации канцерогенов (так называемые ферменты фазы I), и вызывают или повышают регуляцию ферментов, участвующих в детоксикации канцерогенов (так называемые ферменты фазы II). Например, аллицин и диаллилдисульфид инактивируют человеческий цитохром P450, участвующий в активации канцерогенов in vitro. Кроме того, у крыс, которых кормили чесночным порошком, в печени снижалась активация канцерогена афлатоксина и повышался уровень ферментов, участвующих в его детоксикации, а генетические повреждения в результате приема канцерогенов были меньше, чем в контрольной группе (Guyonet et al., 2002).

Ферменты Фазы II соединяют канцерогены с биохимическими группами, которые способствуют их выведению с мочой. Большинство ферментов фазы II, включая глутатионредуктазу и хинонредуктазу, активизируются при употреблении диаллилдисульфида, который содержится в чесноке или чесночном масле. Было показано, что чеснок, чесночное масло и луковое масло уменьшают количество и скорость развития опухолей у мышей и подавляют рост культур клеток лейкемии (Griffiths et al., 2002).

Польза фруктанов для здоровья

Поскольку фруктаны в основном не перевариваются в верхних отделах кишечника, они являются важным источником энергии для бактерий, вырабатывающих β-фруктозидазу в толстом кишечнике. Это приводит к размножению полезных бактерий, таких как бифидобактерии и лактобактерии, в ущерб вредным бактериям. Эти полезные для здоровья бактерии были названы «пробиотическими» бактериями, а продукты, содержащие их, широко продаются в качестве диетических добавок. Распространение пробиотических бактерий, которым благоприятствуют фруктаны, было названо «пребиотическим эффектом» фруктанов (Delzenne, 2003). В результате такого воздействия микробиота толстой кишки вырабатывает короткоцепочечные жирные кислоты (например, лактат и бутират). Это приводит к снижению pH, что, в свою очередь, способствует увеличению всасывания минеральных катионов из кишечника в кровь. Образующиеся короткоцепочечные жирные кислоты могут всасываться, достигать печени и изменять липидный обмен, что влияет на циркулирующие в крови липиды, в том числе снижает уровень общего холестерина и холестерина ЛПНП.

Изменения в бактериях толстой кишки могут уменьшить активацию канцерогенов в толстой кишке и стимулировать иммунную систему, что приводит к повышению устойчивости к инфекциям и устойчивости к раку — в частности, но не только, к раку толстой кишки. О пользе для метаболизма глюкозы — включая повышение секреции инсулина и изменения в метаболизме гормонов — также сообщалось в исследованиях фруктозы на животных. Таким образом, польза для здоровья от употребления неперевариваемых олигосахаридов, таких как фруктаны, многогранна и носит системный характер; она не ограничивается только эффектами в пищеварительном тракте (Delzenne, 2003). Механизмы этих эффектов далеко не полностью изучены, но они являются еще одним аспектом полезных для здоровья свойств съедобных аллиумов, которые завоевывают репутацию «функциональных продуктов питания», имеющих особое значение в борьбе с заболеваниями, связанными с питанием, в богатых обществах.

Селен и аллиум

Известно, что минеральный элемент селен (Se) участвует в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний, стимуляции иммунных реакций, подавлении воспалительных процессов, работе мозга, репродуктивной физиологии и профилактике рака, особенно рака простаты у мужчин. Среднее диетическое потребление Se в большинстве стран Европы составляет лишь около 60% от рекомендуемой суточной нормы (RDA) в США. Современные исследования показывают, что потребление около 200 мкг/день дает максимальную пользу для здоровья, что примерно в три раза превышает текущую норму RDA в США. Следовательно, в некоторых странах существует интерес к дополнению диетического потребления Se.
Селен химически схож с серой, находясь рядом с ней в 6-й группе периодической таблицы. Он поглощается и включается в ароматические соединения лука параллельно с серой. Вполне реально обеспечить норму Se RDA в одной ежедневной порции лука, выращенного в обогащенной серой почве. Более того, лук широко распространен и является основным ингредиентом многих готовых блюд, поэтому он дает возможность обогатить потребление Se значительной частью населения без необходимости менять привычки питания (Griffiths et al., 2002). Известно также, что чрезмерное потребление Se, возможно, до 600 мкг/день, вредно, поэтому дополнять потребление Se через овощи — которые, как правило, сами регулируют содержание Se и других микроэлементов — вероятно, безопаснее, чем рекомендовать людям принимать Se непосредственно в виде таблеток, дополняющих диету.

В дополнение к луку, обогащенный Se чеснок был изучен как потенциальный «функциональный продукт питания» для улучшения здоровья (Block, 2005). Целенаправленное обогащение и использование аллиумов, обогащенных Se, все еще находится на ранней стадии исследований и остается лишь возможностью на будущее; этим можно заниматься самостоятельно или параллельно с обогащением Se других культур (например, хлебопекарной пшеницы).

Терапевтические преимущества других видов Allium

Помимо A. cepa и A. sativum, было проведено несколько исследований с луком-шалотом и другими видами Allium. Было показано, что некоторые из них содержат цистеиновые сульфоксиды в значительных количествах, а также активную аллииназу (Keusgen, 1999; Krest et al., 2000). Полезные свойства, связанные с этим классом соединений, могут быть заявлены и для этих видов.

Эффекты других представителей рода Allium:

  1. A. cepa Aggreg. (шаллот):
    • защита мембран эритроцитов ( Tappayuthpijarn и др., 1989);
    • антимикробная активность (Dankert et al., 1979);
    • антилейкемический эффект (Caldes and Prescot, 1973);
  2. A. chinense (лук китайский) — ингибирование фосфодиэстеразы циклического АМФ и Na+/K+ АТФазы (Kuroda et al., 1995);
  3. A. fistulosum (лук-батун):
    • вазодилатация аорты крысы (Chen et al., 1999 );
    • активность против Fusarium oxysporum (Phay et al., 1999);
    • активность против видов Aspergillus (Fan and Chen, 1999);
  4. A. giganteum — ингибирование фосфодиэстеразы циклического АМФ (Mimaki et al., 1994);
  5. A. jesdianum — цитостатическая и цитотоксическая активность (Mimaki et al., 1999a);
  6. A. karataviense — цитостатическая активность (Mimaki et al., 1999b);
  7. A. macleanii — активность в качестве противоопухолевого промотора (Inoue et al., 1995);
  8. A. nutans — антиоксидантная активность (Stajner et al., 1999);
  9. A. ampeloprasum (лук-порей):
    •  цитотоксическая и антипролиферативная активность (Carotenuto et al., 1997);
    • антитромбоцитарная активность (Liakopoulou-Kyriakides и Sinakos, 1992);
  10. A. senescens — активность в качестве противоопухолевого промотора (Inoue et al., 1995);
  11. A. ursinum — кардиопротекторный эффект (Rietz et al., 1993).

Экстракты, приготовленные из шалота (A. cepa Aggregatum group), влияли на форму эритроцитов (Tappayuthpijarn et al., 1989). Гиперхолестеринемия была вызвана у кроликов путем кормления яичным желтком. Дополнительное кормление 50 г свежеприготовленного экстракта шалота уменьшило количество эритроцитов ненормальной формы (крена), вызванных высоким уровнем холестерина в крови. Уровень липидов, однако, существенно не снизился. В ходе дальнейшего исследования было описано антилейкемическое вещество для лука-шалота (Caldes and Prescott, 1973). Кроме того, как и в случае с луком, сок лука-шалота подавлял грамположительные бактерии (Dankert et al., 1979).

Экстракты из раккио (A. chinense) были разделены колоночной хроматографией на несколько фракций (Kuroda et al., 1995). Фракция, содержащая стероидные сапонины, проявила ингибирующее действие в отношении ферментов фосфодиэстеразы cAMP и аденозинтрифосфатазы (АТФазы) Na+/K+ при концентрации образца 100 мкг/мл. Аналогичная активность была обнаружена для сапонина, выделенного из луковиц A. giganteum (Mimaki et al., 1994). Кроме того, стероидные сапонины, выделенные из A. jesdianum и A. karataviense, проявили цитостатическую и цитотоксическую активность против различных опухолевых клеток (Mimaki et al., 1999a,b). Стероидные гликозиды, полученные из A. macleanii и A. senescens, были оценены на предмет их потенциала в качестве противоопухолевых соединений (Inoue et al., 1995). Описанные гликозиды проявили противоопухолевую активность, но также продемонстрировали нежелательные цитотоксические эффекты.

В недавнем исследовании изучалось влияние лука-батуна (A. fistulosum) на сосудистые реакции в аорте крыс (Chen et al., 1999). Наилучшая вазодилатация была получена при использовании сырого экстракта зеленых листьев, в то время как вареный экстракт стимулировал вазоконстрикцию. Корни японского лука также представляют интерес. Вещество под названием фистулозин, выделенное из корней, показало высокую активность против грибка Fusarium oxysporum (Phay et al., 1999). Кроме того, этаноловые экстракты, приготовленные из японского лука, были протестированы на ингибирующую активность против роста и производства афлатоксина видами Aspergillus (Fan and Chen, 1999). Оба параметра были подавлены в зависимости от концентрации экстракта и времени воздействия.

Антиоксидантная активность листьев, луковиц и корней A. nutans была интенсивно изучена (Stajner et al., 1999). Все исследованные части растения проявили антиоксидантную способность. Лучшие результаты были получены с экстрактами, приготовленными из листьев. Кроме того, некоторые биологически активные соединения были выделены из лука-порея (A. ampeloprasum, группа лука-порея). Сапонины лука-порея оказались цитотоксичными и проявили высокую антипролиферативную активность в отношении четырех различных линий опухолевых клеток in vitro (Carotenuto et al., 1997). Пептид с молекулярной массой 1052 Da показал сильную ингибирующую активность в отношении агрегации тромбоцитов (Liakopoulou-Kyriakides and Sinakos, 1992).

Кардиопротекторное действие дикого чеснока (A. ursinum) на крыс было изучено Rietz и др. (1993). Корм, обогащенный 2% измельченных листьев дикого чеснока, вводился в течение 8 недель. В изолированных сердцах обработанных крыс наблюдалось несколько кардиопротекторных эффектов. Умеренное ингибирование ангиотензин-превращающего фермента диким чесноком может способствовать кардиопротекторному и снижающему кровяное давление действию этого вида Allium. Значительных изменений в составе жирных кислот сердца не наблюдалось. Дикий чеснок используется в традиционной медицине против атеросклероза и гипертонии (Koch и Lawson, 1996).

Выводы

Сообщалось о многочисленных полезных свойствах различных видов Allium. A. sativum и A. cepa были наиболее интенсивно исследованы. Экстракты обоих видов проявили значительную антибиотическую активность. Однако пока не ясно, как препараты, полученные из этих растений, могут быть использованы в качестве современных антибиотиков. Для A. cepa были доказаны противоастматические, антидиабетические свойства и слабая антитромбоцитарная активность, а A. sativum показал липидоснижающее действие, антитромбоцитарную и антиатеросклеротическую активность. Сердечно-сосудистые эффекты чеснока являются одними из наиболее изученных среди всех лекарственных растений.

Для получения терапевтического эффекта, описанного выше, рекомендуется ежедневное потребление 50-100 г A. cepa и 2,5-4 г A. sativum или соответствующего количества препарата Allium. Как показали некоторые контролируемые исследования, регулярное ежедневное потребление этих двух продуктов может предотвратить некоторые онкологические заболевания, даже в меньших дозах. Овощи Allium, по-видимому, снижают риск развития рака желудочно-кишечного тракта. Предполагается, что ежедневное употребление A. sativum значительно снижает частоту заболеваний, вызванных атеросклерозом. Польза для здоровья других видов Allium пока не ясна, и срочно необходимы исследования на людях.

Похоже, что польза для здоровья, получаемая от аллиумов, многообразна и многогранна, хотя исследования эффективности не всегда показывают пользу. Доказательства положительного влияния на здоровье накапливаются в ходе исследований, начиная от химии биохимических реакций и заканчивая эпидемиологией населения. Все четыре основные категории лечебных веществ из аллиума — а именно, ароматические соединения, антиоксиданты, фруктовые вещества и селен — действуют против нескольких основных классов заболеваний. Исследования показывают, что одно биохимическое вещество, например, аджоен, может быть активным в нескольких точках биохимического пути, приводящего к болезни, а также может быть активным в нескольких различных путях, приводящих к разным заболеваниям.

Продолжаются исследования, направленные на углубление нашего понимания этих процессов и более точное определение того, какие соединения, какие ферменты и биохимические пути в них участвуют. Кроме того, мы можем получить пользу не только от одного из терапевтических соединений, содержащихся в аллиуме, но и от комбинации соединений из всех четырех категорий терапевтических веществ. Возможно, что многие соединения, содержащиеся в аллиуме, оказывают синергетическое действие, так что, действуя вместе, они приносят пользу здоровью, превышающую ту, которую можно приписать отдельным соединениям. Важно помнить, что механизмы полезного действия различных видов аллиума могут быть разными, поскольку типы и количество ароматических соединений, фруктонов и флавонолов различаются у разных видов и даже сортов.

Кажется, редко спрашивают, почему вещества, содержащиеся в аллиумах (и других овощах), полезны для здоровья. Мы видели, что ароматические соединения, вероятно, участвуют в химической защите от патогенов и вредителей, и это должно включать взаимодействие с биохимией захватчиков и ее нарушение. Возможно, это просто удача, что в процессе эволюции химической защиты у аллиумов появились вещества, которые действуют как лекарства на человека. Влияние на человека вторичных метаболитов и эндогенных пестицидов, содержащихся в сельскохозяйственных культурах, далеко не всегда является полностью доброкачественным и может зависеть от количества потребляемых веществ (Trewavas and Stewart, 2003). Поэтому мы должны быть открыты для возможности как негативных эффектов, так и положительных преимуществ для здоровья. Существует мало сообщений о вреде аллиумов, за исключением случаев, когда молоко коров, употребляющих их в пищу, приобретает нежелательный привкус или аромат.
Отчасти из-за многочисленных аспектов потенциальной пользы для здоровья трудно, если вообще возможно, сделать конкретные, прогнозируемые, количественные и универсально верные заявления по этому вопросу. Поэтому остается большой потенциал для дальнейших исследований, чтобы прояснить этот вопрос. Безусловно, это сложная область, но мы можем с уверенностью сказать тем, кто выращивает и продает овощи аллиум, что они обладают огромным потенциалом для профилактики и даже лечения многих заболеваний, распространенных в современном обществе. Послание потребителям простое: просто ешьте много аллиумов (и других овощей) ради своего здоровья.

Литература

Allium crop science: recent advances/edited by H.D. Rabinowitch and L. Currah. США. 2002.

Onions and other vegetable alliums / J.L. Brewster. — 2nd ed. США. 2008.

×
Русфонд