KYSELINA ELLAGOVÁ: STRUKTURA, VLASTNOSTI, ZÍSKÁNÍ, UMÍSTĚNÍ, POUŽITÍ - CHEMIE - 2025

Kyselina ellagová je tetracyklický organická sloučenina, jejíž chemický vzorec je C ₁₄ H ₆ O ₈. Je to polyfenol, který je dimerem kyseliny galové. Je známá také jako kyselina benzoová. Je to krémová nebo žlutá krystalická pevná látka, velmi stabilní vůči teplotě. Je to slabá kyselina velmi slabě rozpustná ve vodě, ale rozpustná v zásaditém nebo zásaditém prostředí.

Nachází se distribuovaný v zeleninové říši obsažené v různých druzích ovoce, jako je granátové jablko, hrozny, ořechy a v nápojích, jako je víno a čaj. Je bohatá na dřevo a dřevité zbytky.

Granátová jablka, ovoce bohaté na kyselinu ellagovou. Autoři: Peggy und Marco Lachmann-Anke. Zdroj: Pixabay.

Má několik důležitých biologických vlastností: antioxidační, protizánětlivé, protirakovinné, antimutagenní, chrání játra a snižuje hladinu tuků v krevní plazmě. Má ochranný účinek na neurony a podporuje tvorbu inzulínu.

Působí synergicky s jinými přírodními polyfenoly. Z tohoto důvodu je celé ovoce granátového jablka mnohem účinnější jako antioxidant a protinádor než samotná kyselina ellagová.

Ačkoli to není snadno absorbováno lidským střevem, jeho odvozené sloučeniny nebo metabolity také vykonávají své antioxidační vlastnosti.

Struktura

Kyselina ellagová má čtyři cyklické struktury spojené dohromady. Má také čtyři fenolické skupiny -OH a dvě struktury podobné laktonu.

Struktura molekuly kyseliny ellagové, kde jsou pozorovány fenolické a laktonové skupiny. Autor: Yikrazuul. Zdroj: Vlastní práce. Zdroj: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

- Kyselina ellagová.

- Kyselina benzoová.

- kyselina 4,4 ', 5,5', 6,6'-hexahydroxydifenová-2,6,2 ', 6'-dilakton.

Vlastnosti

Fyzický stav

Krém nebo žlutá pevná látka, která krystalizuje ve tvaru jehel.

Molekulární váha

302,19 g / mol.

Bod tání

Větší než 360 ° C (je vysoce termostabilní).

Hustota

1,667 g / cm ³ při 18 ° C

Rozpustnost

Slabý ve vodě: méně než 1 mg / ml při 21 ° C. Méně než 10 mg / ml při pH 7,4. Slabá rozpustnost v ethylalkoholu.

Rozpustný v alkalickém prostředí a v pyridinu. Prakticky nerozpustný v ethyletheru.

Disociační konstanty

Má čtyři fenolové skupiny -OH. Zde je tendence oddělit se od každého z nich:

pK _al = 6,69; pK _a2 = 7,45; pK _a3 = 9,61; pK _a4 = 11,50.

Chemické vlastnosti

Je to slabá kyselina, která ionizuje při fyziologickém pH.

Má čtyři kruhy, které představují lipofilní nebo hydrofobní část molekuly. Má čtyři fenolické skupiny a dvě laktonové skupiny, které jsou hydrofilní nebo s vodou související.

Získání v laboratoři

V laboratoři někteří vědci prováděli syntézu kyseliny ellagové počínaje methyl gallátem oxidační vazbou, a to tvorbou a-pentagaloylglukózy.

Poloha v přírodě

Kyselina ellagová je v rostlinách velmi běžnou sloučeninou. Je velmi hojný u ovoce, jako je granátové jablko, bobule, jahody, maliny, ostružiny, hrozny, tomel, broskev, švestka, vlašské ořechy, mandle a v nápojích, jako je víno a čaj.

Ovoce, které obsahuje kyselinu ellagovou. Autor: Andreas N. Zdroj: Pixabay.

V hroznech je hojnější v kůži ovoce než v buničině a je hojnější v buničině než ve šťávě. Čím více hroznů dozrává, tím vyšší je obsah kyseliny ellagové.

Může být nalezen ve své volné formě nebo častěji v konjugované formě s glykosidy (jako je xylóza a glukóza) nebo jako součást ellagitanninů (polymerních molekul).

Různé odrůdy čaje jsou významným zdrojem kyseliny ellagové ve formě ellagitanninů.

Infuze čaje, nápoj, který obsahuje kyselinu ellagovou. Autor: Dungthuyvunguyen. Zdroj: Pixabay.

Ellagitanniny jsou bioaktivní polyfenoly, které nejsou absorbovány intaktně lidským střevem, ale mohou být hydrolyzovány na kyselinu ellagovou gastrointestinální flórou tlustého střeva.

Všechny lesy obsahují kyselinu ellagovou, která je jednou z příčin antioxidačního účinku lihovin stárlých nebo zrajících v dřevěných sudech. Je hojně přítomen ve whisky.

Dřevité zbytky, jako jsou piliny nebo štěpky, jsou bohaté přírodní zdroje kyseliny ellagové.

Použití v medicíně

Považuje se za sloučeninu s několika biologickými aktivitami: protirakovinné, antioxidační, antimutagenní, protizánětlivé a kardioprotektivní.

Inhibuje růst mikroorganismů, protože vylučuje kovové ionty, které jsou kritické pro metabolismus a růst mikrobů. Působí jako vychytávač volných radikálů a antivirový systém.

Předpokládá se, že by mohl mít potenciál v prevenci určitých chronických onemocnění. Kromě toho potlačuje vrásky způsobené UV paprsky.

Je tak dobrým antioxidantem, že během plastického chirurgického zákroku se na kůži aplikuje malá množství kyseliny ellagové, aby se zabránilo nekróze.

Jedná se o stimulátor imunitních funkcí a jeho společné podávání bylo navrženo v chemoterapii pacientů s rakovinou prostaty.

Má antiproliferativní účinek proti rakovině kůže, jícnu a tlustého střeva, zpomaluje buněčný cyklus a vyvolává apoptózu maligních buněk. Působí při různých udržovacích reakcích DNA, které zabraňují nestabilitě genomu, která jinak vede k rakovině.

Ochrana jater

Je antihepatotoxický, antistatický, antikolestatický, antifibrogenní, antihepatokarcinogenní a antivirový.

Hepatotoxicita označuje dysfunkci jater nebo poškození spojené s expozicí lékům nebo látkám cizím tělu. Steatóza je mastné onemocnění jater. Cholestáza je přerušení toku žluči do dvanáctníku. Fibróza jater je přehnaná oprava chronicky poškozených tkání.

Kresba lidských jater. Autor: VSRao. Zdroj: Pixabay.

Kyselina ellagová inhibuje alkoholem indukované poškození jaterních buněk zvyšováním hladiny antioxidantů, odstraňováním volných radikálů a stabilizací buněčných membrán.

Snižuje hladinu lipidů v oběhu a brání jejich peroxidaci. Snižuje hladinu cholesterolu v plazmě. Inhibuje proteázovou aktivitu v jaterních patogenních virech a brání jejich proliferaci.

Ochrana před Alzheimerovou chorobou

Vyvolává neuroprotektivní účinek zlepšením příznaků Alzheimerovy choroby způsobených akumulací pokročilých glykačních koncových produktů v mozku, což je reakce mezi cukry a proteiny, která vede ke stárnutí buněk.

Proti cukrovce

Působí na β buňky slinivky břišní, stimuluje sekreci inzulínu a snižuje glukózovou intoleranci.

Proti rakovině žlučníku

Kyselina ellagová má antiproliferační účinek na rakovinné buňky u rakoviny žlučníku. Inhibuje invazi nádorů a chemotaxi, což je reakce buněk proti chemikáliím.

Výrazně snižuje rychlost růstu nádoru, jeho infiltrační chování a angiogenezi nebo tvorbu krevních cév spojených s nádorem.

Proto se má za to, že má potenciál jako doplňková terapie v léčbě rakoviny žlučníku.

Synergický účinek proti leukémii

Kyselina ellagová působí synergicky s určitými flavonoidy, jako je kvercetin, přítomný v ovoci a zelenině, aby inhibovala růst buněk a podporovala apoptózu v leukemických buňkách.

Synergie je jev, který v tomto případě znamená, že účinek produkovaný několika chemickými sloučeninami dohromady je větší než výsledek jednotlivé součty.

Tento účinek se ještě více zvyšuje v přítomnosti resveratrolu, dalšího polyfenolu přítomného v mnoha rostlinách, ovoci a zelenině.

Kyselina ellagová je jedním z nejúčinnějších fytochemikálií vyskytujících se v plodech granátového jablka, ale některé studie naznačují, že není tak silná jako samotné granátové jablko, protože v celém ovoci existuje řada chemických sloučenin, které působí synergicky s kyselinou ellagovou jako protirakovinou a antioxidantem.

Potenciál proti Parkinsonově chorobě

Někteří vědci zjistili, že kyselina ellagová chrání buňky před některými mechanismy, které vedou k jejich degeneraci.

Eliminuje radikály NO _x (které se podílejí na tvorbě Parkinsonových chorob), snižuje mechanismus tvorby reaktivních kyslíkových a reaktivních dusíkatých látek a propůjčuje antiapoptotické vlastnosti.

Má tedy neuroprotektivní účinek. Může se také vázat na lidský sérový albumin.

Tyto výsledky naznačují, že kyselina ellagová může poskytnout podporu při překonávání Parkinsonovy choroby pomocí profylaktického nebo preventivního přístupu.

V prevenci gastritidy a žaludečních vředů

Kyselina ellagová přítomná ve stárlé whisky byla experimentálně stanovena, aby se zabránilo gastritidě vyvolané alkoholem. Má gastroprotektivní účinek proti poškození žaludku.

Kyselina ellagová se přenáší ze dřeva v sudech na alkoholické nápoje během jejich zrání v sudech. Autor: Skeeze. Zdroj: Pixabay.

Studie navíc ukázala, že chrání organismus před toxicitou pro alkohol tím, že snižuje některé enzymy a zvyšuje antioxidační mechanismus.

Jeho účinek se zdá být multifaktoriální při hojení žaludečních vředů. Díky tomu je dobrým kandidátem pro vývoj víceúčelového léku proti vředům.

Nevýhody jeho orálního podávání a jak je lze vyřešit

Přestože kyselina ellagová vykazuje dobrou antioxidační aktivitu, má problémy s rozpustností ve vodném médiu, a proto vykazuje nízkou biologickou dostupnost při orálním podání.

Je velmi špatně absorbován a je rychle vylučován z těla, což omezuje jeho potenciál jako antioxidantu kvůli jeho neschopnosti dosáhnout odpovídající koncentrace v tkáních.

Jeho nízká biologická dostupnost je přičítána několika faktorům: (1) jeho nízká rozpustnost ve vodě, (2) je metabolizována mikroorganismy v gastrointestinálním traktu, (3) je rychle vylučována z těla díky krátkému poločasu v plazmě, 4) nevratně se váže na buněčnou DNA a proteiny.

Bylo však zjištěno, že jeho dodávání ve formě komplexu s fosfolipidy zvyšuje jeho biologickou dostupnost a antioxidační aktivitu. Fosfolipidový komplex má lepší nutriční účinnost po delší časové období než samotná kyselina ellagová.

Metabolity kyseliny ellagové

Po konzumaci potravin bohatých na ellagitanniny jsou v gastrointestinálním traktu hydrolyzovány na kyselinu ellagovou bakteriemi, které produkují enzym tanázy.

Laktonové kruhy kyseliny ellagové se otevírají, poté dochází k dekarboxylaci a dehydroxylaci prostřednictvím enzymatických reakcí a díky určitým bakteriím v tlustém střevě se vytvářejí různé urolithiny. Nakonec se získají urolithin A a B.

Urolitin A, metabolit vytvářený působením střevních bakterií na kyselinu ellagovou. Autor: Kopiersperre. Zdroj: Vlastní práce. Zdroj: Wikimedia Commons.

Urolithin B, další metabolit generovaný mikroorganismy v tlustém střevě z kyseliny ellagové. Autor: Kopiersperre. Zdroj: Vlastní práce. Zdroj: Wikimedia Commons.

Tyto metabolity jsou absorbovány střevem a dostávají se do krevní plazmy.

U těchto urolithinů se předpokládá, že mají antiestrogenní, proti stárnutí a protizánětlivé biologické účinky. Bylo také zjištěno, že mají účinek proti melanomu nebo rakovině kůže, protože inhibují tvorbu melaninu a inhibují aktivitu enzymů, které podporují melanom.

Reference

1. Lansky, EP (2006). Dejte si pozor na granátová jablka s obsahem 40% kyseliny ellagové. J. Med. Food 9 (1) 2006, 119-122. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
2. Americká národní lékařská knihovna. (2019). Kyselina ellagová. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
3. Derosa, G. a kol. (2016). Kyselina ellagová a její úloha při chronických onemocněních. Pokroky v experimentální medicíně a biologii 2016; 928: 473-479. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
4. Wang, S.-T. et al. (2017). Anti-melanogenní účinek urolithinu A a urolithinu B, kolonových metabolitů kyseliny ellagové, v melanomových buňkách B16. J. Agric. Food Chem. 2017, 65, 32, 6870-6876. Obnoveno z pubs.acs.org.
5. Tomas-Barberan, FA a Yang, X. (2019). Čaj je významným zdrojem potravy pro ellagitanniny a kyselinu ellagovou. J. Agric. Food Chem. 2019, 67, 19, 5394-5404. Obnoveno z pubs.acs.org.C
6. Ceci, C. a kol. (2016). Kyselina ellagová inhibuje invazivitu rakoviny močového měchýře a růst nádoru in vivo. Nutrients 2016, 8 (11), 744. Citováno z ncbi.nlm.nih.gov.
7. Kabiraj, P. a kol. (2014) Ellagic Acid mitigates SON-PDI Indukovaná agregace parkinsonských biomarkerů. ACS Chemical Neroscience 2014, 5, 12, 1209-1220. Obnoveno z pubs.acs.org.
8. Selhorst e Silva Beserra, AM a kol. (2011). Gastroprotektivní a vředy hojící mechanismy kyseliny ellagové v experimentálních potkanech. J. Agric. Food Chem., 2011, 59, 13, 6957-6965. Obnoveno z pubs.acs.org.
9. Murugan, V. a kol. (2009) Zvýšená orální biologická dostupnost a antioxidační profil kyseliny ellagové fosfolipidy. J. Agric. Food Chem. 2009, 57, 11, 4559-4565. Obnoveno z pubs.acs.org.
10. Lee, J.-H. a Talcott, ST (2004). Ovocná zralost a extrakce šťávy ovlivňují deriváty kyseliny ellagové a další antioxidační polyfenoly v hroznech Muscadine. J. Agric. Food Chem. 2004, 52 (2): 361-6. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
11. Ren, Y. et al. (2012). Syntéza a protinádorová aktivita peroxidu kyseliny ellagové. ACS Medicinal Chemistry Letters 2012, 3, 631-636. Obnoveno z pubs.acs.org.