Glony i owoce morza - bezcenne dla zdrowia stawów i kości

Życie powstało w morzu i w toku ewolucji przystosowało się do środowiska lądowego. Pewnie dlatego oceany są domem dla ok. 80% światowych gatunków zwie­rząt i roślin¹. Jednak jest to dom wy­magający. Środowisko oceaniczne jest trudne, wrogie i konkurencyjne, dlatego organizmy w nim bytujące, aby oprzeć się różnym typom stresorów, zmuszo­ne są do rozwijania mechanizmów adaptacyjnych poprzez wytwarzanie rozmaitych związków biochemicznych. Te zaś nie tylko nadają im unikalne cechy strukturalne i funkcjonalne², ale mają też potencjał terapeutyczny.

Doskonale widać to na przykładzie wodorostów, być może dlatego, że nale­żą do najstarszych organizmów zamiesz­kujących Ziemię, a przy tym do perfekcji opanowały sztukę przetrwania – mogą bytować niemal wszędzie. Na ich suchą masę w 60% skła­dają się polisacharydy i nawet do 15% białka³. Do tego algi zawierają również lipidy, w tym szczególnie istotne dla czło­wieka niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe (NNKT), a także polifenole, chlorofil, karotenoidy, wi­taminy C, E, D i z grupy B oraz liczne pierwiastki (m.in. brom, cynk, jod, ma­gnez, mangan, miedź i żelazo)⁴.

Koncen­tracja tak licznych cennych związków w tych organizmach sprawiła, że glony morskie zalicza się do tzw. superfood – nieprzetworzonej żywności natu­ralnego pochodzenia, która ma szcze­gólnie korzystny wpływ na organizm człowieka. Jednak nie tylko algi będą bohaterami tego tekstu. Nie zapomi­najmy o krylu, małżach (np. omułku zielonowargowym) i rybach, które dostarczają witamin, mikro- i makro­składników, aminokwasów, kwasów tłuszczowych omega-3 oraz polisacha­rydów (w tym glikozaminoglikanów).

Jak organizmy morskie mogą pomóc w leczeniu chorób reumatycznych i osteoporozy?

Jako że problemy z narzą­dem ruchu – jak medycy fachowo określają stawy, kości, mięśnie oraz ścię­gna i więzadła – dotyczą ponad 120 mln ludzi w Europie (w tym ok. 10 mln Pola­ków), naukowcy wciąż poszukują nowych ścieżek terapeutycznych.

Ba, nawet nasze Ministerstwo Zdrowia dostrzegło ten problem i zaordynowało przeprowadzenie programu pilotażowe­go w zakresie kompleksowej opieki nad pacjentem z wczesnym zapaleniem sta­wów, wskazując, że: „aktualnie jednym z najważniejszych aspektów decydują­cych o skuteczności leczenia chorego na zapalne choroby reumatyczne i moż­liwości całkowitego zahamowania postę­pu choroby w czasie, kiedy nie dokonała ona jeszcze zmian, jest wczesne rozpo­znanie i włączenie leczenia choroby”.

To kolejna próba gonienia Europy, bowiem zgodnie z rekomendacjami Europejskiej Ligii Reumatologicz­nej (EULAR) 6 tygodni od pojawienia się pierwszych objawów (chociażby obrzęku pojedynczego stawu) to czas, w jakim pacjent z wczesnym zapaleniem stawów powinien rozpocząć leczenie. W przypadku reumatoidalnego zapale­nia stawów postawienie rozpoznania i włączenie leczenia powinno odbyć się w terminie nieprzekraczającym  12 tygodni od jego pierwszych ob­jawów. Tymczasem w naszym kraju średni czas rozpoznania choroby reu­matycznej dla RZS wynosi od 33 mie­sięcy do 3 lat, a dla łuszczycowego zapalenia stawów 7-8 lat (przy reko­mendowanym czasie 6 miesięcy)!

Jednak o ile idea jest szczytna, o tyle należy podkreślić, że terapie, jakimi dysponuje medycyna, są niewystar­czające. Niestety, wciąż nie umiemy wyleczyć reumatyzmu. Możemy go spowalniać, łagodzić dolegliwości, ale nie wiemy, jak go zatrzymać lub cofnąć. Obecne metody leczenia od­noszą się tylko do objawów choroby stawów, ale nie do jej przyczyn, takich jak stres oksydacyjny i stany zapalne w chrząstce oraz otaczających tkankach.

I właśnie z tych powodów naukowcy na całym świecie szukają nowych roz­wiązań, które pozwoliłby skutecznie leczyć schorzenia ruchu. W ostatnich dziesięcioleciach eksploracja oce­anicznych toni przyniosła badania ok. 25 tys. morskich związków che­micznych⁵! Z doniesień tych wynika, że część z nich może działać poprzez indukowanie, zwiększanie lub zmniej­szanie odpowiedzi immunologicznej. Ich właściwości immunomodulują­ce oraz przeciwzapalne sprawiają, że stanowią one nowe źródła leczenia, kontroli uszkodzeń i zapobiegania chorobom reumatologicznym⁶. To nie wszystko, wytwarzane przez algi i żyjątka morskie substancje stają się alternatywą w terapii przewlekłego bólu, jak również istotnym elementem profilaktyki i leczenia osteoporozy.

Jak algi, krewetki i ryby mogą złagodzić ból stawów i wspierać zdrowie kości?

Leczniczy… cukier

Chrząstka to twarda, lecz elastyczna tkanka łączna szkieletowa, która tworzy rodzaj warstwy ochronnej na powierzch­ni stawowej kości. Zapobiega ich ściera­niu się, zapewnia ślizg oraz pełni funk­cję amortyzującą wstrząsy. Odpowiada też po części za przechowywanie mazi stawowej. Przy obciążeniu danego stawu dochodzi do jej uwolnienia i rozpro­wadzenia, co chroni przed nadmierną eksploatacją jego elementów oraz po­maga utrzymać je w należytej kondycji. To dlatego degeneracja chrząstki jest jedną z najczęstszych przyczyn bólu i niepełnosprawności, na którą jedyną odpowiedzią me­dycyny akademickiej jest podawanie leków przeciwzapalnych i przeciwbólo­wych lub wymiana stawu na sztuczny.

Tymczasem międzynarodowe­mu zespołowi badaczy w testach laboratoryjnych udało się ziden­tyfikować substancję, która może potencjalnie zatrzymać degenerację chrząstki w stawach. Jest to alginian polisacharydu (czyli długołańcu­chowej cząsteczki cukru), ekstra­howany z łodyg alg brunatnych – a dokładniej cuvie (Laminaria hyperborea), który jest podobny do specyficznych zewnątrzkomór­kowych biomolekuł w chrząstce.

Uczeni zauważyli, że związek ten zmniejsza stres oksydacyjny, działa przeciwzapalnie w testach na hodow­lach komórkowych i hamuje reakcję immunologiczną przeciwko komór­kom chrząstki, zwalczając w ten spo­sób przyczyny zapalenia stawów.

Wstępne wyniki badań są zachęcające. Naukowcy zmodyfikowali chemicznie alginian grupami siarczanowymi, a na­stępnie dodali go w postaci rozpusz­czonej do hodowli komórkowych, aby zbadać reakcję różnych typów komó­rek na zmodyfikowany polisacharyd. To ujawniło, że siarczan alginianu może znacznie zmniejszyć stres oksydacyjny, który jest częstą przyczyną uszko­dzenia lub nawet śmierci komórki, a im więcej grup siarczanowych przyłączonych do cząsteczki alginianu, tym większa jest ta re­dukcja. Siarczan alginianu był również w stanie stłumić reakcję zapalną, ponownie w zależności od liczby grup siarczanowych, oraz obniżyć ekspresję genów, które wywołują reakcję zapalną zarówno w ludzkich chondrocytach (komórki chrzęstne), jak i w makrofagach (ko­mórkach żernych) odpowiedzialnych za fagocytozę, czyli pochłanianie i nisz­czenie drobnoustrojów oraz uszkodzo­nych komórek w ludzkim organizmie.
Jak mówią autorzy badania: „cząsteczki alg powinny więc spowalniać degenerację chrząst­ki, a nawet ją powstrzymać”⁷.

Kwas hialuronowy i siarczan chondroityny

Substancje te należą do glikozaminoglikanów, czyli wie­lofunkcyjnych polisacharydów złożonych z powtarzających się jednostek disacharydowych, które mogą zmieniać formę siarczanowania i epimeryzacji, co determinuje różne funkcje rozpoznawania białek i aktywność biologiczną tych związków. Oszałamiająca kariera kwasu hialuronowego w medycynie estetycznej przysłoniła inne doniesienia na temat leczni­czego potencjału tego związku. Tymczasem jest ich sporo. Dziś w postaci iniekcji dostawowych stosowany jest do uzu­pełniania mazi stawowej u pacjentów z artretyzmem⁹.

Poza tym udowodniono, że hialuronian ma właściwości przeciwzapalne i że poprzez wiele mechanizmów obej­mujących receptory, enzymy i inne szlaki metaboliczne daje efekty przeciwartretyczne. Dość powiedzieć, że od kilku dekad z powodzeniem stosuje się go w leczeniu choroby zwyrodnieniowej u psów i koni¹⁰. To jednak jesz­cze nie wszystko, jak wykazali włoscy naukowcy, jego właściwości strukturalne pozwalają na wykorzystanie go jako skutecznego systemu dostarczania leków¹¹.

Kwas hialuronowy pozyskiwany jest głównie z gałki ocznej i wątroby włócznika, rekina, małży, płaszczki oraz tuńczyka. Tymczasem siarczan chondroityny według por­tugalskich uczonych można wyekstrahować z chrząstki, głowy, szkieletu, płetw i skóry różnych zwierząt morskich, takich jak rekiny, łosoś, danio pręgowany i inne gatunki ryb, kalmary, promienie i ośmiornice. Jak się okazuje, ta bioczą­steczka obecna jest praktycznie u wszystkich organizmów morskich, ponieważ wykazują one niezwykłe wzorce zasiar­czenia. Proces ten – zdaniem wielu badaczy – ma zaś istotne przełożenie na zdrowie naszych chrząstek stawowych¹². Przypuszczenie to potwierdzają wyniki badań: siarczan chon­droityny działa immunomodulująco i przeciwzapalnie, a przy tym zmniejsza objawy choroby zwyrodnieniowej stawów i poprawia funkcjonowanie pacjentów na nią cierpiących¹³.

Przeciwzapalne gwiazdy

Nori (Porphyra) uznawane są za jedne z najbardziej „udo­mowionych” wodorostów, gdyż od setek lat ich wysu­szone arkusze wykorzystywane są jako pokarm przez mieszkańców Azji i ludy północnoamerykańskiego wy­brzeża Pacyfiku. Należą do gromady krasnorostów z ga­tunku szkarłatnicy obejmującej ok. 70 gatunków. Wysoka zawartość białka w tych algach stanowi źródło wielu bioaktywnych peptydów wykazujących właściwości przeci­wutleniające, przeciwzapalne, przeciwnadciśnieniowe, prze­ciwnowotworowe, gojące tkanki, immunomodulujące i prze­ciwzakrzepowe¹⁴. Jednak co najważniejsze z punktu widzenia reumatologów, glony te są też bogate w pokrewną chlorofilowi feofitynę.

Ten silny przeciwzapalny związek można po­równać do popularnych środków prze­ciwbólowych z grupy niesteroidowych leków przeciwzapalnych (NLPZ). Jednak działa on według innych mechanizmów niż te medykamenty, a dzięki temu jest wolny od ich groźnych skutków ubocznych. Warto przy tym wspomnieć, że badania przeprowadzone w Osace wykazały, że feofityna nie tylko na kil­ka sposobów tłumi stany zapalne, ale również redukuje obrzęki tkanek¹⁵. Natomiast eksperymenty przeprowa­dzone przez Kubańczyków i Egipcjan na gryzoniach bezsprzecznie wykazały przeciwzapalne właściwości spiruliny. Badacze z Kuby przez 8 dni podawali myszom z zapaleniem stawów wywoła­nym przez zymosan spirulinę (w dawce 100 i 400 mg/kg). Wodorost zahamował postęp reakcji zapalnej oraz znacznie obniżył poziom beta-glukuronidazy¹⁶.

Z kolei uczeni z Egiptu podawali szczurom z zapaleniem stawów za­wiesinę Spirulina platensis. Okazało się, że ta jednokomórkowa niebiesko­-zielona alga może działać jako środek przeciwzapalny, przeciwutleniający, a nawet przeciwangiogenny. U zwierząt nią suplementowanych zmniejszyły się poziomy prozapalnych cytokin w su­rowicy, a wzrosło stężenie glutationu w porównaniu z grupą nieleczoną¹⁷. Autorzy obu badań są zdania, że prze­ciwartretyczne działanie algi można przynajmniej częściowo przypisać właściwościom przeciwzapalnym, przeciwutleniającym, które wyka­zuje zawarta w niej fikocyjanina.

Podobnym działaniem do wodorostów mogą pochwalić się chityna i będący jej pochodną chitozan. Chityna jest po­lisacharydem syntetyzowanym przez mnóstwo organizmów żywych i jednym z najliczniej występujących naturalnych biopolimerów na Ziemi. Znajduje się w egzoszkielecie skorupiaków i ścianach komórkowych grzybów morskich¹⁸, ale jest ekstrahowana głównie z mu­szli kraba, krewetek i homarów¹⁹.  W literaturze przedmiotu pełno jest dowodów, że chitozan wykazuje działa­nie przeciwzapalne, przeciwutleniające, przeciwdrobnoustrojowe, przeciwnowo­tworowe oraz hipocholesterolemiczne²⁰.

Małże na ratunek

Dlaczego Maorysi nie zmagają się z bó­lami kręgosłupa ani chorobami stawów? – zastanawiali się od lat uczeni. Od­powiedź na to pytanie skrywa omułek zielonowargowy (Perna canaliculus), który do dziś stanowi ważny element ich diety. Prowadzone od lat 70. XX w. ba­dania nad tym mięczakiem, który upodobał sobie Wybrzeża Nowej Ze­landii, wykazały, że endemity te mają właściwości chondro-modulujące i przeciwzapalne. Jednak nie przyniosły odpowiedzi na pytanie, jakie mechani­zmy leżą u podstaw ochronnego wpływu omułka zielonowargowego na stawy.

Naukowcy z Korei Południowej, aby to odkryć, postanowili poddać myszy z zapaleniem stawów wywołanym kola­genem suplementacji omułkiem. U kar­mionych nim gryzoni redukcji uległo nasilenie zapalenia stawów, zmniejszyła się też ekspresja cytokin prozapal­nych (TNF-α, IL-1β i IL-17) w stawach skokowych gryzoni. Co więcej, omu­łek hamował komórki wielojądrzaste TRAP+ wśród monocytów/makrofagów pochodzących ze szpiku kostnego my­szy oraz ekspresję genów związanych z osteoklastami (komórkami kościo­gubnymi). Okazuje się, że maoryski przysmak jest jednocześnie lekiem, który może złagodzić chorobę poprzez kontrolowanie patologicznych komórek odpornościowych i osteoklastogenezy²¹.

Kości z czerwonych alg

Unikalna budowa wodorostów z ga­tunku Lithothamnion calcareum po­zwala im zgromadzić aż 74 różnych minerałów, które magazynują w postaci soli węglanowych w swoich ścianach komórkowych. Z tego powodu często są używane do wzbogacania żywno­ści w roślinnych substytutach mleka, w celu uzyskania podobnej zawarto­ści wapnia (ok. 120 mg/100 ml), jaką ma mleko krowie²². Z cytoszkieletu tych bytujących u północno-zachod­niego wybrzeża Islandii krasnorostów pozyskuje się również magnez. Przebadane klinicznie i certyfikowa­ne suplementy z czerwonych alg pole­cane są zwłaszcza osobom dbającym o zdrowie kości i stawów. W badaniach na zwierzętach i ludziach testowano konkretny preparat (Aquamin).

Dowio­dły one, że ze względu na wysoką za­wartość i biodostępność wapnia suple­ment ten może korzystnie oddziaływać na narząd ruchu poprzez różne mecha­nizmy, m.in. hamowanie utraty gęsto­ści mineralnej kości oraz ułatwienie ich mineralizacji, co pozwala zachować  prawidłową strukturę i wytrzymałość kości²³. Potwierdzono również jego stymulujące działanie przeciwzapalne i zdolność do zmniejszenia bólu oraz sztywności spowodowanej chorobą zwyrodnieniową stawów. W podwójnie ślepym, randomizowanym, kontro­lowanym placebo badaniu z udzia­łem ludzi wykazano, że Aquamin (w dawce 2,4 g) zażywany codziennie przez 12 tygodni zminimalizował ból i sztywność kolana u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawów²⁴.

Jak unaocznił inny eksperyment, preparat w tej samej dawce może zwiększać zakres ruchu i odległość chodu osób cierpiących na chorobę zwyrodnieniową stawu kolanowe­go. Choć uczeni nie odnotowali znaczących różnic w poprawie bólu kolana między grupami zaży­wającymi placebo i suplement²⁵. Z kolei uczeni z Irlandii wskazu­ją, że nawet nieco mniejsza daw­ka (8oo mg) może poprawić obrót kostny u kobiet po menopauzie. Przeprowadzili oni podwójnie śle­pe, randomizowane badanie kon­trolowane placebo, w którym panie po menopauzie, które przyjmowały codziennie przez 2 lata 800 mg Aqu­amin, miały lepszą absorpcję wap­nia i mniejszą resorpcję kości²⁶.

W tym miejscu warto wspomnieć o peptydach morskiego pochodzenia, wyróżniają się one unikalnymi mechani­zmami molekularnymi²⁷, dzięki którym mają właściwości immunomodulujące, przeciwbólowe i wiążące wapń. Co cie­kawe, dowiedziono, że większość z nich działa przeciwdrobnoustrojowo²⁸. Najczęściej bioaktywne morskie pep­tydy pozyskuje się z bakterii, głównie sinic morskich, mikroalg, takich jak Chlorella vulgaris, gąbek morskich i po­wiązanych z nimi mikroorganizmów²⁹.

Przeciwbólowe wodorosty

Jak wykazano w badaniach, oprócz efek­tów hamujących proces zapalny, wiele alg powoduje również uśmierzenie bólu. Do grupy tej należą chlorella, a także glony z rodzaju Sargassum, Caulerpa czy Bryothamnion³⁰. Okazuje się przy tym, że chlorella może być pomocna nawet w łagodzeniu dolegliwości towa­rzyszących fibromialgii – przewlekłej niezapalnej choroby reumatycznej tkanek miękkich, charakteryzującej się uogólnionym bólem mięśni i stawów³¹.

W dużą ilość związków przeciwzapal­nych i przeciwbólowych obfitują też kra­snorosty. Jednym z nich jest występujący na Karaibach gatunek Vidalia obtusalo­ba, w którym odkryto 2 nowe związki bromofenolowe – Vidalol A i B, dzia­łające przeciwzapalnie poprzez ha­mowanie działania fosfolipazy A³². Kolejnym jest Laurencia glandulifera bogata w neorogioltriol – związek po­wodujący spadek aktywności czynnika martwicy nowotworów (TNF) i cy­klooksygenazy-2 (COX-2)³³.

Astaksantyna – przyjaciółka mięśni

Ten jasnoczerwony barwnik należy do tej samej rodziny co likopen, lu­teina czy beta-karoten i jest 65 razy silniejszym antyoksydantem niż witamina C oraz 100 razy bardziej skuteczny niż α-tokoferol. Występuje w krylu, krewetkach, skorupiakach i łososiu. Jednak za jego najlepsze naturalne źródło uznawany jest gatu­nek jednokomórkowych słodkowod­nych alg Haematococcus pluvialis³⁴. Gdy warunki środowiskowe stają się dla nich niekorzystne (np. dochodzi do wysokiego zasolenia, niskiej do­stępności składników odżywczych oraz ekspozycji na zbyt jasne świa­tło), produkują one komórki spo­czynkowe, w których kumuluje się astaksantyna³⁵. Jej obecność chroni Haematococcus pluvialis przed stre­sem oksydacyjnym i szkodliwym wpływem promieniowania UV³⁶.

Obecnie algi te używane są jako do­datek barwiący w paszach dla łososia oraz jako składnik uzupełniający dietę do spożycia przez ludzi w USA, Ja­ponii i kilku krajach europejskich³⁷.
Uwagę naukowców astaksantyna przykuła jednak z racji licznych mecha­nizmów przeciwzapalnych ukierunko­wanych na wiele szlaków sygnałowych. W związku z tym uczeni z Panjab Uni­versity w Indiach postanowili ocenić jej potencjalne właściwości przeciwar­tretyczne na szczurach z zapaleniem stawów wywołanych kompletnym adiuwantem Freunda. W tym celu po­dawali chorym gryzoniom astaksantynę (w dawkach 50 i 100 mg/kg). Terapia wykazała znaczącą aktywność prze­ciwartretyczną poprzez zwiększenie progu nocyceptywnego, zmniejszenie obrzęku łapy i poprawę wyników w za­kresie zapalenia stawów. Co więcej, leczenie wyraźnie tłumiło mediato­ry zapalne i utleniające u zwierząt, którym podawano adiuwant³⁸.

Warto pamiętać o tym mocarnym przeciwutlneniaczu jeszcze z powodu jego niezwykłej zdolności do ochro­ny mięśni podczas wytężonego wysiłku – wpływu na promowanie wydajności mięśni szkieletowych i zapobieganie zanikowi mięśni oraz degradacji kolagenu. Badania mecha­nistyczne wykazały, że astaksantyna wspomaga zdrowie mięśni poprzez zmniejszenie stresu oksydacyjnego, apoptozy mioblastów oraz szlaków proteolitycznych, jednocześnie pro­mując regenerację mitochondriów i tworzenie naczyń krwionośnych. Co sprawia, iż związek ten może wspierać leczenie sarkopenii³⁹.