Ekstrakty z borówki przełomem w terapii przeciwstarzeniowej – nowe badania

Czy ekstrakty z borówki mogą stać się przełomem w terapii przeciwstarzeniowej?

W przeprowadzonym badaniu laboratoryjnym naukowcy ocenili potencjał ekstraktów z liści i owoców borówki czernicy (Vaccinium myrtillus L.) uzyskanych przy pomocy naturalnych głęboko eutektycznych rozpuszczalników (NaDES). Badanie miało na celu określenie ich aktywności przeciwko enzymom skórnym oraz działania fotoprotekcyjnego, co może mieć istotne znaczenie w terapiach przeciwstarzeniowych.

Badacze zastosowali ultradźwiękową metodę ekstrakcji (UAE) wykorzystując jako rozpuszczalniki NaDES złożone z kwasów alfa-hydroksylowych i polioli: kwas jabłkowy-glicerol (MG), kwas winowy-sorbitol (TS) oraz kwas cytrynowy-sorbitol (CS). Dla porównania przygotowano również ekstrakty z użyciem konwencjonalnych rozpuszczalników – wody i 50% etanolu. Materiał roślinny stanowiły zarówno owoce borówki czernicy (BF), jak i jej liście (BL), które zwykle są traktowane jako produkt odpadowy w przemyśle spożywczym.

Metoda UAE została wybrana ze względu na jej liczne zalety – wysokie częstotliwości ultradźwięków powodują kawitację i zwiększają przepuszczalność ścian komórkowych, co skutkuje efektywniejszym transferem masy. Dzięki temu zużywa się mniej energii, skraca czas ekstrakcji i zmniejsza emisję dwutlenku węgla, a uzyskane ekstrakty zawierają więcej związków bioaktywnych.

Jak nowoczesne metody ekstrakcji wpływają na zawartość związków bioaktywnych?

Analiza HPLC wykazała obecność w ekstraktach licznych związków fenolowych, w tym flawonoli (rutyna, hiperozyd, kwercetyna-3-O-glukozyd), kwasów hydroksycynamonowych (kwas chlorogenowy), flawanoli (epikatechina, procyjanidyna B2), kwasów p-hydroksybenzoesowych (kwas protokatechowy) oraz antocyjanów (delfinidyno-3-O-glukozyd, cyjanidyno-3-O-glukozyd, cyjanidyno-3-O-galaktozyd). Co istotne, ekstrakty z liści zawierały znacznie wyższe stężenia większości związków fenolowych niż ekstrakty z owoców.

W badaniu aktywności fotoprotekcyjnej ekstrakty NaDES wykazały wyższy współczynnik ochrony przeciwsłonecznej (SPF) w porównaniu do ekstraktów wodnych i etanolowych. Najwyższy SPF (8,12 ± 0,42) zaobserwowano dla ekstraktu z liści borówki przygotowanego z kwasem jabłkowym i glicerolem (MG-BL), a następnie dla ekstraktu CS-BL (7,62 ± 0,20). Interesującym odkryciem było to, że ekstrakty z liści borówki miały generalnie wyższy potencjał ochrony przed promieniowaniem UV niż ekstrakty z owoców, co może być związane z wyższą zawartością związków fenolowych. Warto zauważyć, że zwiększona skuteczność ekstraktów NaDES z owoców borówki może wynikać z obecności antocyjanów, które są odpowiedzialne za potencjał ochronny przed promieniowaniem UV. Wcześniejsze badania wykazały, że ekstrakty z owoców borówki mogą chronić keratynocyty przed uszkodzeniami wywołanymi promieniowaniem UVA i UVB, zmniejszając peroksydację lipidów, wyczerpanie glutationu, generowanie reaktywnych form tlenu (ROS) i apoptozę.

Jak ekstrakty oddziałują na enzymy odpowiedzialne za starzenie skóry?

W ocenie aktywności hamującej tyrozynazę – enzymu odpowiedzialnego za nadmierną produkcję melaniny i powstawanie przebarwień – wszystkie ekstrakty z liści wykazały silniejsze działanie hamujące niż odpowiadające im ekstrakty z owoców. Najniższą wartość IC₅₀ (3,52 ± 0,26 mg/mL), świadczącą o najsilniejszym działaniu hamującym, zaobserwowano dla ekstraktu MG-BL. Prawdopodobną przyczyną tej aktywności jest wysoka zawartość kwasu chlorogenowego, który jest znanym inhibitorem tyrozynazy i występował w ekstraktach z liści w stężeniu niemal 20-krotnie wyższym niż w ekstraktach z owoców. Dodatkowo, hiperozyd, również zidentyfikowany jako inhibitor tyrozynazy, wykryto w wyższych stężeniach w ekstraktach z liści (od 1,32 ± 0,11 do 3,31 ± 0,10 mg/g) niż w ekstraktach z owoców (od 0,15 ± 0,03 do 0,57 ± 0,06 mg/g). Inne związki znane z aktywności hamującej tyrozynazę, takie jak kwercetyna-3-O-glukozyd, rutyna i procyjanidyna B2, również zostały zidentyfikowane w znacznych ilościach w ekstraktach z liści.

Badanie aktywności przeciwko hialuronidazie – enzymowi rozkładającemu kwas hialuronowy, kluczowy dla utrzymania nawilżenia i elastyczności skóry – również wykazało przewagę ekstraktów z liści nad ekstraktami z owoców. Najsilniejsze działanie hamujące hialuronidazę zaobserwowano dla ekstraktu MG-BL (IC₅₀ = 3,23 ± 0,30 mg/mL). Ekstrakty NaDES wykazały niższe wartości IC₅₀ niż ekstrakty wodne czy etanolowe, co wskazuje na ich wyższą skuteczność. Związki zidentyfikowane w ekstraktach, które mogły przyczynić się do tej aktywności to kwas chlorogenowy, rutyna, kwercetyna-3-O-glukozyd, epikatechina i kwas protokatechowy. Warto zauważyć, że ekstrakty etanolowe wykazały najsłabszą aktywność, a ekstrakt z liści borówki miał prawie ośmiokrotnie wyższą wartość IC₅₀ w porównaniu do ekstraktu MG.

W teście hamowania kolagenazy – enzymu odpowiedzialnego za degradację kolagenu i powstawanie zmarszczek – ekstrakty z liści borówki również przewyższały ekstrakty z owoców. Najsilniejszą aktywność przeciwkolagenazową wykazał ekstrakt MG-BL (IC₅₀ = 1,84 ± 0,50 mg/mL). Warto zauważyć, że NaDES same w sobie nie wykazywały istotnej aktywności hamującej kolagenazę, co potwierdza, że obserwowane działanie jest związane z substancjami aktywnymi wyekstrahowanymi z materiału roślinnego. Wśród związków fenolowych zidentyfikowanych w ekstraktach, te o znanym potencjale hamowania kolagenazy to rutyna, hiperozyd, kwas protokatechowy, kwas chlorogenowy i kwercetyna.

Czy wyniki badań korelują ze sobą?

Analiza korelacji wykazała istotny statystycznie związek między działaniem fotoprotekcyjnym a aktywnością przeciwtyrozynazową i przeciwkolagenazową, a także między zawartością kwasu chlorogenowego i hyperosidu a wartościami SPF i aktywnością przeciwtyrozynazową. Zaobserwowano również korelację między aktywnością przeciwhialuronidazową i przeciwkolagenazową. Wyniki te sugerują, że ekstrakty o wyższej ochronie UV mogą również posiadać silniejsze działanie hamujące enzymy, a wartość SPF może być proporcjonalna do zawartości związków fenolowych.

Jakie są efekty bezpieczeństwa i potencjał działaniu przeciwpodrażnieniowym ekstraktów?

Badanie bezpieczeństwa in vivo przeprowadzone na zdrowych ochotnikach wykazało, że wybrane ekstrakty NaDES (MG-BL i CS-BF) aplikowane na skórę pod okluzją przez 24 godziny nie powodowały niekorzystnych zmian parametrów skóry, takich jak pH, przeznaskórkowa utrata wody (TEWL), pojemność elektryczna (EC) czy indeks rumienia (EI). Co ciekawe, w miejscach pod okluzją traktowanych ekstraktami NaDES nie zaobserwowano wzrostu TEWL ani statystycznie istotnego wzrostu EI, co sugeruje, że badane ekstrakty w pewien sposób zmniejszyły podrażnienie obserwowane w miejscu kontrolnym pod okluzją (NCO). Oznacza to, że ekstrakty nie tylko nie wykazały potencjału drażniącego po jednodniowej okluzji, ale wyniki badania in vivo mogą wskazywać na potencjalne działanie przeciwpodrażnieniowe.

Wyniki badania wskazują, że ekstrakty z liści borówki czernicy, zwłaszcza te uzyskane przy użyciu mieszaniny kwasu jabłkowego i glicerolu, mają znaczny potencjał jako składniki produktów przeciwstarzeniowych. Liście borówki, dotychczas traktowane jako odpad, mogą stanowić cenne źródło substancji bioaktywnych o działaniu przeciwtyrozynazowym, przeciwhialuronidazowym, przeciwkolagenazowym oraz fotoprotekcyjnym. Konieczne są jednak dalsze badania in vivo w celu pełnej oceny skuteczności tych ekstraktów w zastosowaniach dermokosmetycznych i dermofarmaceutycznych.

Podsumowanie

Przeprowadzone badanie laboratoryjne wykazało znaczący potencjał ekstraktów z borówki czernicy w terapiach przeciwstarzeniowych, szczególnie tych pozyskanych z liści przy użyciu naturalnych głęboko eutektycznych rozpuszczalników (NaDES). Wykorzystanie ultradźwiękowej metody ekstrakcji (UAE) w połączeniu z NaDES pozwoliło uzyskać ekstrakty bogate w związki bioaktywne, w tym flawonoidy i kwasy fenolowe. Najwyższą skuteczność wykazał ekstrakt z liści borówki przygotowany z kwasem jabłkowym i glicerolem (MG-BL), osiągając najlepsze wyniki w hamowaniu enzymów odpowiedzialnych za starzenie skóry (tyrozynaza, hialuronidaza, kolagenaza) oraz w ochronie przeciwsłonecznej (SPF 8,12). Badania bezpieczeństwa in vivo potwierdziły brak działania drażniącego ekstraktów, sugerując nawet potencjalne właściwości przeciwpodrażnieniowe. Odkrycia te wskazują na możliwość wykorzystania liści borówki, dotychczas traktowanych jako odpad przemysłowy, jako cennego źródła substancji aktywnych w produktach przeciwstarzeniowych.