Smart Combinations of Bioactive Compounds in Fruits and Vegetables May Guide New Strategies for Personalized Prevention of Chronic Diseases

Door: Van Breda SGJ, de Kok TMCM

There is ample scientific evidence suggesting that the health benefits of eating the right amounts of a variety of vegetables and fruit are the consequence of the combined action of different phytochemicals.

The present review provides an update of the scientific literature on additive and synergistic effects of mixtures of phytochemicals. Most research has been carried out in in vitro systems in which synergistic or additive effects have been established on the level of cell proliferation, apoptosis, antioxidant capacity, and tumor incidence, accompanied by changes in gene and protein expression in relevant pathways underlying molecular mechanisms of disease prevention. The number of human dietary intervention studies investigating complex mixtures of phytochemicals is relatively small, but showing promising results. These studies have demonstrated that combining transcriptomic data with phenotypic markers provide insight into the relevant cellular processes which contribute to the antioxidant response of complex mixtures of phytochemicals. Future studies should be designed as short-term studies testing different combinations of vegetables and fruit, in which markers for disease outcome as well as molecular ('omics)-markers and genetic variability between subjects are included. This will create new opportunities for food innovation and the development of more personalized strategies for prevention of chronic diseases.

 

 

Department of Toxicogenomics, GROW - School for Oncology and Developmental Biology, Maastricht University Medical Center, P.O. Box 616, 6200, MD, Maastricht, the Netherlands.

Mol Nutr Food Res. 2017 Nov 6. doi: 10.1002/mnfr.201700597. [Epub ahead of print]

Waarom de blauwe bes gezondheid bevorderend is

In hoeverre draagt de blauwe bes bij aan het bevorderen van de gezondheid? In dit onderzoek is onderzocht in welke mate verschillende bioactieve stoffen en verschillende blauwe bessen rassen in staat zijn bescherming te bieden tegen beschadigingen van het DNA in de mens en welke biologische processen daarbij betrokken zijn. Beschadiging van het DNA wordt gezien als een belangrijke factor in het ontstaan van verschillende chronische ziekten en veroudering.

 

Het onderzoek richt zich specifiek op de rassen Aurora, Elliot, Draper en Bluecrop, en de bioactieve stoffen cyanidine, peonidine, quercetine en vitamine C. Een serie experimenten met menselijke gekweekte cellen laten zien dat een blootstelling gedurende 2 uur met de verschillende extracten al zorgt voor een dosis-afhankelijke bescherming tegen DNA schade geïnduceerd door een sterke oxidant (TBH).

Van de verschillende rassen blijkt Elliot het grootste beschermend effect te laten zien al is het verschil in het beschermend effect van de verschillende sappen niet heel erg groot. De resultaten laten zien dat ook een blootstelling gedurende 2 uur zorgt voor een dosis-afhankelijke bescherming tegen DNA schade geïnduceerd door TBH. Cyanidine en quercetine laten hier het sterkste effect zien.

Het onderzoek naar de vorming van zuurstof radicalen laat zien dat sap van Aurora, Elliot , Bluecrop en het sap dat in de humane interventiestudie is gebruikt allen zorgen voor een dosisafhankelijke afname in de hoeveelheid gevormde zuurstofradicalen. Dit betekent dat stoffen in deze sappen in staat zijn zuurstofradicalen in het lichaam onschadelijk te maken. Het positieve effect van de voedingsinterventie zou dus (gedeeltelijk) verklaard kunnen worden door dit effect. Van de individuele bioactieve stoffen laat alleen cyanidine een lineaire dosis afhankelijke afname zien van de radicaalvorming.

Vervolgens is in de witte bloedcellen van mensen die gedurende een periode van 4 weken dagelijks een liter blauwe bessen/appelsap hebben gedronken, onderzocht wat het effect is op bescherming tegen DNA schade en welke moleculaire processen hierbij betrokken zijn. Dit is gedaan met behulp van zogenoemde Genomics technieken om het effect van de voedingsinterventie op de activering van 30.000 biologische eigenschappen (genen) tegelijkertijd te onderzoeken. Deze genen kunnen geactiveerd of geïnactiveerd worden en de verandering van het geheel (het genexpressie profiel) kan worden vertaald naar een stimulering of remming van bepaalde biologische processen. De manier waarop gen expressie werd beïnvloed door de interventie gaf aan dat:

  1. Een bescherming tegen DNA schade gepaard gaat met een gunstige beïnvloeding van processen die betrokken zijn bij ontstaan van kanker (apoptose pathway en immuun respons pathway).  Dit toont aan dat de consumptie van blauwe bessen kan bijdragen aan een verlaagd kankerrisico;
  2. Er een gunstig effect is op processen die betrokken zijn bij de bloedstolling. Dit betekent dat de consumptie van blauwe bessen kan bijdragen aan een verminderd risico op hart- en vaatziekten;
  3. Er een gunstig effect is ten aanzien van het vetzuurmetabolisme dat een belangrijke rol speelt in het ontstaan van obesitas en diabetes.

Om de resultaten van de interventiestudie te kunnen vertalen naar de effecten van de bioactieve stoffen in de blauwe bessen rassen is een vergelijking gemaakt met de genexpressie profielen die geïnduceerd worden in gekweekte cellen. De resultaten leiden tot de volgende conclusies:

 

  1. De genexpressie effecten voor de verschillende extracten komen voor een groot gedeelte overeen met de genexpressie effecten gevonden in de humane interventiestudie;
  2. Het extract van Elliot induceert voor bijna 80% van de geselecteerde genen uit de humane interventiestudie dezelfde effecten, en is hiermee nog beter vergelijkbaar dan het extract van het interventiesap;
  3. Het extract van Draper resulteert in de minst vergelijkbare genexpressie effecten met de humane interventiestudie, maar nog altijd voor ruim 40%;
  4. De individuele bioactieve stoffen zijn over het algemeen niet goed in staat om dezelfde genexpressie effecten te bewerkstelligen als in de humane interventiestudie. Dit betekent dat een mix van bioactieve stoffen in een biologische matrix zoals in de blauwe bes beter in staat is om gezondheidsbevorderende genexpressie effecten te induceren.

 

Op grond van de geïdentificeerde mechanismen wordt een causaal verband tussen inname van de blauwe bes en gezondheids-bevorderende effecten aannemelijk gemaakt. Dit geldt nadrukkelijk voor de vermindering van de risico’s op kanker, hart- en vaatziekten en diabetes.

Deze bevindingen versterken de basis voor het onderbouwen van een gezondheidsclaim en biedt een goede wetenschappelijke basis voor verdere promotie van de blauwe bes.

 

© Copyright 2019 MiFood