Καφές: Εντωπίστηκαν ενώσεις με ισχυρή αντιδιαβητική δράση

Τρεις πρόσφατα ταυτοποιημένες ενώσεις βρέθηκαν να αναστέλλουν ισχυρά τη δράση της α-γλυκοσιδάσης, ενός ενζύμου που παίζει κεντρικό ρόλο στη διάσπαση των υδατανθράκων κατά την πέψη. Επειδή το ένζυμο αυτό επηρεάζει άμεσα το πόσο γρήγορα τα σάκχαρα εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος, η ανακάλυψη αυτή υποδεικνύει πιθανά νέα συστατικά λειτουργικών τροφίμων με στόχο τη διαχείριση του διαβήτη τύπου 2.

Τα λειτουργικά τρόφιμα προσφέρουν περισσότερα από τη βασική θρέψη. Πολλά περιέχουν φυσικά μόρια που μπορούν να υποστηρίξουν την υγεία, όπως ενώσεις με αντιοξειδωτική, νευροπροστατευτική ή υπογλυκαιμική δράση. Ο εντοπισμός αυτών των ωφέλιμων ουσιών είναι δύσκολος, καθώς τα τρόφιμα έχουν πολύπλοκη χημική σύσταση. Οι παλαιότερες μέθοδοι ανακάλυψης είναι συχνά αργές και αναποτελεσματικές, γεγονός που έχει οδηγήσει τους ερευνητές στη χρήση πιο προηγμένων εργαλείων, όπως ο πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός (NMR) και η υγρή χρωματογραφία σε συνδυασμό με φασματομετρία μάζας (LC-MS/MS). Οι τεχνικές αυτές είναι ιδιαίτερα χρήσιμες για τη μελέτη του καβουρδισμένου καφέ, ο οποίος περιέχει ένα ευρύ φάσμα επικαλυπτόμενων χημικών συστατικών.

Μελέτη αποκαλύπτει αντιδιαβητικό δυναμικό στον καφέ

Ερευνητές με επικεφαλής τον MinghuaQiu από το Ινστιτούτο Βοτανικής Kunming της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στο περιοδικό BeveragePlant Research. Η εργασία τους αναδεικνύει μια μέχρι πρότινος άγνωστη αντιδιαβητική δράση του καφέ και προσφέρει νέα γνώση για τον ρόλο του ως λειτουργικού τροφίμου.

Η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε μια τριφασική, προσανατολισμένη στη βιολογική δραστικότητα μέθοδο για τον εντοπισμό βιοδραστικών διτερπενικών εστέρων σε καβουρδισμένους κόκκους Coffea arabica. Η προσέγγισή τους στόχευε στην ανίχνευση τόσο κοινών όσο και εξαιρετικά χαμηλής συγκέντρωσης ενώσεων που θα μπορούσαν να αναστείλουν την α-γλυκοσιδάση, μειώνοντας παράλληλα τη χρήση διαλυτών και επιταχύνοντας την ανάλυση.

Αρχικά, το ακατέργαστο εκχύλισμα διτερπενίων διαχωρίστηκε σε 19 κλάσματα με χρωματογραφία σε στήλη πυριτικής γέλης. Κάθε κλάσμα αναλύθηκε στη συνέχεια με ^1H NMR και ελέγχθηκε ως προς την ανασταλτική του δράση στην α-γλυκοσιδάση. Μέσω ανάλυσης θερμικού χάρτη συστάδων (clusterheatmap) των δεδομένων ^1H NMR, οι ερευνητές εντόπισαν τα κλάσματα Fr.9–Fr.13 ως τα πιο βιολογικά δραστικά, βάσει χαρακτηριστικών προτύπων σημάτων πρωτονίων.

Περαιτέρω ανάλυση ενός αντιπροσωπευτικού δείγματος, του Fr.9, με ^13C-DEPT NMR αποκάλυψε την παρουσία μιας αλδεϋδικής ομάδας, επιβεβαιώνοντας προηγούμενα ευρήματα. Μετά από καθαρισμό με ημι-παρασκευαστική HPLC, οι επιστήμονες απομόνωσαν τρεις μέχρι πρότινος άγνωστους διτερπενικούς εστέρες, που ονομάστηκαν καφαλδεΰδες A, B και C. Οι χημικές τους δομές επιβεβαιώθηκαν μέσω 1D και 2D NMR καθώς και φασματομετρίας μάζας υψηλής ανάλυσης (HRESIMS).

Ισχυρότερη δράση από κοινό φάρμακο για τον διαβήτη

Παρότι οι τρεις καφαλδεΰδες διέφεραν ως προς τα λιπαρά οξέα που περιείχαν (παλμιτικό, στεατικό και αραχιδικό οξύ), όλες παρουσίασαν αξιοσημείωτη αναστολή της α-γλυκοσιδάσης. Οι τιμές IC₅₀ ήταν 45,07, 24,40 και 17,50 μM αντίστοιχα, υποδεικνύοντας ισχυρότερη δράση από το φάρμακο αναφοράς ακαρβόζη.

Για τον εντοπισμό επιπλέον ιχνοποσοτήτων ενώσεων που ήταν δύσκολο να ανιχνευθούν μόνο με NMR ή HPLC, η ομάδα εφάρμοσε LC-MS/MS σε συνδυασμένες ομάδες κλασμάτων. Στη συνέχεια κατασκεύασαν ένα μοριακό δίκτυο χρησιμοποιώντας τα εργαλεία GNPS και Cytoscape. Η ανάλυση αυτή αποκάλυψε τρεις ακόμη, επίσης άγνωστους, διτερπενικούς εστέρες (ενώσεις 4–6), στενά συγγενείς με τις καφαλδεΰδες A–C. Παρότι παρουσίαζαν παρόμοια πρότυπα θραυσματοποίησης, περιείχαν διαφορετικά λιπαρά οξέα (μαγαρικό, οκταδεκενικό και εννεαδεκανοϊκό οξύ). Έρευνα σε υπάρχουσες βάσεις δεδομένων επιβεβαίωσε ότι οι ενώσεις αυτές δεν είχαν αναφερθεί στο παρελθόν.

Συνολικά, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι αυτή η ολοκληρωμένη στρατηγική αποφυγής επανανακάλυψης (dereplication) είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική για τον εντοπισμό δομικά ποικίλων και βιολογικά σημαντικών ενώσεων σε πολύπλοκα τρόφιμα, όπως ο καβουρδισμένος καφές.

Τι σημαίνει αυτό για τα λειτουργικά τρόφιμα και τη μελλοντική έρευνα

Απολαμβάνετε το περιεχόμενο μας? Εγγραφείτε στο newsletter μας!

Τα ευρήματα ανοίγουν νέες προοπτικές για την ανάπτυξη λειτουργικών τροφίμων ή συμπληρωμάτων διατροφής με βάση τον καφέ, τα οποία θα μπορούσαν να υποστηρίζουν τον έλεγχο της γλυκόζης και να συμβάλλουν στη διαχείριση του διαβήτη. Πέρα από τον καφέ, η ίδια μέθοδος ταχείας, χαμηλής κατανάλωσης διαλυτών και υψηλής ακρίβειας θα μπορούσε να εφαρμοστεί και σε άλλες πολύπλοκες τροφικές πηγές για τον γρήγορο εντοπισμό ουσιών με οφέλη για την υγεία. Μελλοντικές μελέτες θα επικεντρωθούν στη διερεύνηση των βιολογικών επιδράσεων των νέων διτερπενίων ιχνοποσοτήτων, καθώς και στην αξιολόγηση της ασφάλειας και της αποτελεσματικότητάς τους σε ζωντανούς οργανισμούς.