Epigalokatechin galát

Epigalokatechin galát

Epigallocatechin gallate, EGCG

Popis

Jde o ester epigalokatechinu, přírodní látku, která se v nejvyšší koncentraci nachází v zeleném čaji. Látky ze skupiny katechinů, včetně epigalokatechin galátu (dále jen EGCG), se nacházejí i v černém čaji, v průběhu procesu fermentace však dochází k jejich výrazným ztrátám. EGCG se rovněž užívá formou doplňku stravy – extraktu ze zeleného čaje. Jeho hlavní výhodou je, že se zde EGCG a případné další účinné látky nacházejí v mnohonásobně vyšší koncentraci. Některé typy extraktů navíc neobsahují kofein.

Historie

Nejstarší herbář, v němž se objevují záznamy o čaji, pochází z Číny a vznikl před 1 500 lety. Tradice pití čaje je však pravděpodobně o několik tisíc let starší (podle archeologických nálezů byl konzumován již před 5 000 lety), stejně jako využívání jeho léčivých účinků. Kissa Yojoki neboli Kniha čaje z roku 1191 popisuje pozitivní účinky pití zeleného čaje například na srdce, trávení, prevenci únavy, podporu funkce mozku či močového ústrojí. V posledních letech je odborníky často zmiňován tzv. asijský paradox – ačkoliv je v této části světa hojně rozšířeno kouření cigaret, úmrtnost na rakovinu a kardiovaskulární choroby je poměrně nízká, což je přičítáno právě hojnému pití zeleného čaje.

Do Evropy se čaj dostal v 17. století. V současnosti jde o druhý nejčastěji konzumovaný nápoj – hned po čisté vodě.

Léčivé účinky

EGCG je znám především pro své silné antioxidační působení, zároveň jde však o jednu z látek, která je schopna velice silně působit z hlediska epigenetiky.

Epigenetika je poměrně mladý vědní obor, díky němuž víme, že to, jací jsme a jaké nemoci nás trápí, nezávisí pouze na genetické informaci. Existují totiž mechanismy, které dokážou některé geny „vypínat“, či naopak „zapínat“ – z chemického hlediska jde například o metylaci genů či acetylaci histonů. Tyto změny mohou přitom být natolik výrazné, že dva jedinci se stejnou genetickou informací mohou být zcela odlišní, jako se to děje třeba v případě včelí matky a dělnice.

EGCG přitom patří mezi nejsilnější přírodní preparáty, které jsou tělo schopny ovlivňovat právě z hlediska epigenetiky. Má nezastupitelné místo v prevenci a léčbě rakoviny a kardiovaskulárních chorob, podporuje hubnutí, a dokonce může ovlivňovat průběh Alzheimerovy choroby a míru postižení u Downova syndromu.

Protirakovinné působení

EGCG pomáhá v prevenci nádorových onemocnění hned několika způsoby. Prvním z nich je silné antioxidační působení, které omezuje poškození buněčné DNA. Dobře prozkoumán je tento jev například v případě rakoviny prsu (1).

Neméně důležité je ovšem i epigenetické působení. EGCG je totiž schopen, zjednodušeně řečeno, zapínat a vypínat určité geny, které jsou zodpovědné za vznik nádorového bujení (9). Tento efekt byl prokázán například u nádorů tlustého střeva (2, 3, 8), velmi výrazný je však i u těch typů nádorových onemocnění, při jejichž vzniku hraje důležitou roli hormonální rovnováha, tedy zejména u rakoviny prsu (4) či prostaty (7, 12) a dalších. Epigenetické podstaty je i schopnost EGCG bránit rozšiřování nádorů formou vzniku metastáz – dobře prozkoumáno je to například opět u nádorů prsu (5, 6).

EGCG je však dokonce schopen přímo způsobovat i smrt nádorových buněk. Tělesné buňky totiž mají schopnost apoptózy čili programované buněčné smrti. Když taková buňka dostane signál, že se množí příliš rychle, nastartuje v sobě procesy sebezničení. Nádorové buňky ovšem tuto schopnost ztrácejí, což je příčinou jejich nekontrolovaného množení. EGCG pak patří mezi živiny, které prostřednictvím epigenetického působení dokážou tuto schopnost obnovovat a zastavovat tím nádorové bujení (1).

Důležitou roli v protinádorovém účinku EGCG hraje jeho schopnost ovlivňovat transkripční faktor NF-kappaB. Jde o látku, která vstupuje do buněčných jader, kde přímo ovlivňuje přepis některých genů. NF-kappaB se například účastní produkce protilátek, takže působí na naši imunitu, ale reguluje také proces apoptózy neboli buněčné smrti. Zajímavé přitom je, že EGCG má vliv na apoptózu nádorových, ale nikoliv normálních buněk – ty nechává nedotčeny.

Dalším způsobem, kterým EGCG může ovlivňovat nádorová onemocnění, je snižování produkce telomerázy, enzymu, který je schopen prodlužovat konce chromozomů čili telomery. Za normálních okolností pracuje pouze v dělících se zárodečných buňkách, v klasických tělních buňkách je její funkce blokována. Jedinou výjimku představují buňky nádorové, kterým telomeráza umožňuje mnohonásobné dělení. Pokud je v nádorových buňkách zablokována, po 23–26 děleních umírají (35). A právě EGCG patří mezi látky, které dokážou funkci telomerázy snižovat (36, 37).

Kardiovaskulární onemocnění

I v této oblasti bylo donedávna vyzdvihováno především antioxidační působení polyfenolů ze zeleného čaje, poslední výzkumy ovšem naznačují, že i tady může hrát důležitou roli epigenetické působení EGCG. Ukazuje se totiž, že vznik některých srdečně-cévních nemocí, zejména pak aterosklerózy, je svázán s procesem metylace cytosinu, což je jeden z hlavních epigenetických mechanismů.

Často bývá citována japonská studie, která je jedinečná svým rozsahem – autoři totiž sledovali více než 40 000 osob po dobu 11 let. Zjistili přitom, že lidé, kteří pili denně alespoň pět šálků zeleného čaje, měli o 16 % nižší riziko předčasného úmrtí a výskyt kardiovaskulárních chorob byl u nich nižší dokonce o 26 % (10). Prokázán byl i výrazný vliv EGCG na snížení LDL cholesterolu v krvi (11).

Protizánětlivá aktivita

Principem protizánětlivého působení přírodních substancí i chemických léčiv je tzv. inhibice neboli potlačení mediátorů zánětu – prostaglandinů. Klíčovou roli při jejich vzniku přitom hrají enzymy zvané cyklooxygenázy (COX), které se účastní vzniku prostaglandinů z kyseliny arachidonové. Až v roce 1991 byla přitom objevena skutečnost, že cyklooxygenáza není pouze jedna sloučenina, ale že existuje ve dvou formách – COX 1 a COX 2. COX 1 je přítomna v konstantním množství ve všech buňkách, zatímco COX 2 vzniká pouze v místě zánětu. Pokud tedy chceme potlačit zánět, je důležité inhibovat především COX 2, ale nikoliv COX 1, protože ta má v organismu řadu důležitých funkcí, jako je například ochrana žaludeční sliznice. Proto také některé protizánětlivé léky, které potlačují produkci obou typů COX, mohou způsobovat žaludeční potíže (typickým příkladem je Aspirin).

A právě EGCG patří mezi látky, které účinně inhibují COX 2, ovšem bez vlivu na COX 1 (30). Díky tomu mohou působit na vznik a léčbu některých typů rakoviny, které mají zánětlivý podklad, srdečně-cévních nemocí (32), diabetu, obezity, artrózy (31), ale také například urychlit regeneraci po náročné pohybové aktivitě.

Proces stárnutí

Stárnutí je věc zcela nevyhnutelná, jeho rychlost však můžeme ovlivnit poměrně zásadně. Klíčem je přitom opět epigenetika. Procesy, které jsou její podstatou (metylace genů, acetylace histonů), totiž působí na to, zda bude ten který gen „přečten“, tedy jestli podle něj budou, či nebudou syntetizovány bílkoviny. To pak má vliv nejen na samotný proces stárnutí organismu, konkrétně například na schopnost buněk opravovat poškozenou DNA, ale i na řadu s věkem souvisejících degenerativních chorob (14, 20).

Nadějně vypadají i studie zaměřující se na vliv EGCG na tzv. Metuzalém gen. Jde o gen nazvaný podle biblického Metuzaléma (dožil se 960 let) a jeho úkolem je zbavovat organismus poškozených buněk. Když se vědci pokoušeli manipulovat s tímto genem u octomilek, dosáhli toho, že žily o třetinu déle než jejich normální kolegyně (34).

EGCG také dokáže ovlivňovat i viditelné projevy stárnutí, například stav naší pleti. Aktivuje totiž ve svrchní vrstvě pokožky kožní buňky keratinocyty, ovlivňuje jejich schopnost dělení, a tím snižuje tvorbu vrásek. Zároveň přitom ale může i zlepšit stav některých kožních nemocí (například lupenky), příznivě ovlivnit hojení ran a snížit tvorbu jizev.

Obezita

Řada lidí s nadváhou ráda tvrdí, že má „tloušťku v genech“. Výzkumy sice ukazují, že mají v podstatě pravdu, ale přesto je v jejich moci daný stav ovlivnit – důležitou roli při vzniku genetiky hrají epigenetické procesy, jako je metylace genů či acetylace histonů. Řada z nich přitom má původ dokonce již v těhotenství matek obézních osob (15).

Proces to však naštěstí není nezvratný a jednou z látek, které mohou vznik a léčbu obezity ovlivnit, je i EGCG. Při hubnutí sice bude vždy hrát nejdůležitější roli rovnováha mezi energetickým příjmem a výdejem, kromě toho jsou tu však i další faktory: proliferace (tj. rychlé množení) buněk, z nichž vzniká tuková tkáň, rychlost tvorby tuků z přijaté energie (tj. lipogeneze) a ochota těla využívat tukové zásoby jako zdroj energie (lipolýza), což jsou všechno procesy, které lze prostřednictvím epigenetiky ovlivnit (16). Výzkumy totiž například ukázaly, že obézní osoby mají ve srovnání s lidmi s normální váhou odlišnou míru epigenetických změn v oblasti DNA a histonů – bílkovin, které vytvářejí prostorovou strukturu DNA (17–19).

Zelený čaj je již léta oblíbený jako „spalovač tuků“, dlouho se však jeho účinky přičítaly hlavně obsahu kofeinu. Bádání ovšem objevilo, že mnohem důležitější je přítomnost EGCG, který dokáže průběh hubnutí ovlivňovat prostřednictvím řady procesů: zvyšuje energetický výdej, míru oxidace (tj. spalování) tuků, snižuje vstřebávání glukózy a tuků, potlačuje diferenciaci tukových buněk i aktivitu enzymu lipázy a ovlivňuje i chuť k jídlu (16).

Alzheimerova a Parkinsonova choroba

Vědci v lidském genomu identifikovali celkem 28 oblastí, které mohou být zodpovědné za vznik Alzheimerovy choroby. Ukazuje se přitom, že důležitou roli v tomto procesu hraje právě epigenetika – u lidí, u nichž byl po smrti nalezen vysoký výskyt amyloidních plaků v mozku (jeden z projevů Alzheimerovy choroby), byla například zjištěna také vysoká míra metylace některých oblastí genů (23–25). EGCG přitom dokáže účinně potlačovat právě proces metylace genů, a proto může hrát výraznou roli i v prevenci a léčbě této nemoci.

Pozitivní vliv byl rovněž prokázán u dalších neurodegenerativních nemocí, například Parkinsonovy choroby. Výzkumy objevily, že dva šálky zeleného čaje denně dokážou výrazně snížit riziko této nemoci a mají též pozitivní vliv na kognitivní schopnosti (21, 22). Podávání EGCG navíc zvyšuje efektivitu léčby Parkinsonovy choroby. Během ní se totiž užívají léky s obsahem látky levodopa (L-DOPA), z níž je v mozku syntetizován dopamin (samotný dopamin neprochází přes bariéru mezi krevním oběhem a mozkem, a jeho užívání tedy nemá smysl). EGCG přitom omezuje metylaci L-DOPA, při které je přeměňována na neúčinnou formu.

Downův syndrom

Podstata této choroby, která se projevuje řadou tělesných i duševních příznaků, je ryze genetická – postižené osoby mají ve svých buňkách 21. chromozom nikoliv dvakrát, ale třikrát. Ukazuje se ovšem, že míru projevů této poruchy do značné míry ovlivňovat lze – zejména míra postižení v oblasti učení a paměti je totiž ovlivňována epigeneticky, například prostřednictvím metylace DNA a modifikace histonů, a tyto změny jsou dokonce vratné (28, 29).

Výzkumy vyjevily, že u osob s Downovým syndromem je výrazně redukován presynaptický protein alfa-synuklein. Pokusy na myších přitom potvrdily, že právě EGCG dokáže tvorbu této látky pozitivně ovlivnit (26). Kromě toho může regulovat i tvorbu enzymu Dyrk1A, který je nezbytný pro vývoj mozku, a jeho nadměrná aktivita je přitom považována za patogenní faktor při Downově syndromu (27).

Užívání

EGCG se v rámci prevence obvykle užívá v množství 100 až 200 mg denně, pro léčebné účely jsou používány dávky vyšší, obvykle 400 až 1 000 mg za den. Pro dosažení účinnosti je vhodná minimálně dvouměsíční kúra.

Klíčová slova

Epigalokatechin galát, EGCG, zelený čaj, antioxidant, rakovina, nádorová onemocnění, srdce a cévy, kardiovaskulární, stárnutí, obezita, hubnutí, Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba, Downův syndrom.

Literatura

  1. Thangapazham RL, Passi N, Maheshwari RK. Green tea polyphenol and epigallocatechin gallate induce apoptosis and inhibit invasion in human breast cancer cells. Cancer Biol Ther. 2007 Dec;6(12):1938-43.
  2. Sabita N Saldanha, Rishabh Kala, Trygve O Tollefsbol Molecular mechanisms for inhibition of colon cancer cells by combined epigenetic-modulating epigallocatechin gallate and sodium butyrate. Exp Cell Res 2014 May 8;324(1):40-53. Epub 2014 Feb 8
  3. Masahito Shimizu, Atsuko Deguchi, Jin T E Lim, Hisataka Moriwaki, Levy Kopelovich, I Bernard Weinstein. Epigallocatechin gallate and polyphenon E inhibit growth and activation of the epidermal growth factor receptor and human epidermal growth factor receptor-2 signaling pathways in human colon cancer cells. Clin Cancer Res 2005 Apr;11(7):2735-46
  4. Muneyuki Masuda, Masumi Suzui, Jin T E Lim, I Bernard Weinstein. Epigallocatechin-3-gallate inhibits activation of HER-2/neu and downstream signaling pathways in human head and neck and breast carcinoma cells. Clin Cancer Res 2003 Aug;9(9):3486-91
  5. Sen T, Chatterjee A. Epigallocatechin-3-gallate (EGCG) downregulates EGF-induced MMP-9 in breast cancer cells: involvement of integrin receptor alpha5beta1 in the process. Eur J Nutr. 2011 Sep;50(6):465-78.
  6. Leong H, Mathur PS, Greene GL. Green tea catechins inhibit angiogenesis through suppression of STAT3 activation. Breast Cancer Res Treat. 2009 Oct;117(3):505-15.
  7. Bhatia N, Agarwal R. Detrimental effect of cancer preventive phytochemicals silymarin, genistein and epigallocatechin 3-gallate on epigenetic events in human prostate carcinoma DU145 cells. Prostate. 2001 Feb 1;46(2):98-107
  8. April B. Cabang, Yuan Fang, Jay Morris, and Michael J. Wargovich. Epigallocatechin gallate inhibits colon cancer cell proliferation by modulating epigenetic enzymes (DNMTs, HDACs, and HATs). AACR Annual Meeting 2014; April 5-9, 2014; San Diego, CA
  9. Schramm L (2013) Going Green: The Role of the Green Tea Component EGCG in Chemoprevention. J Carcinogene Mutagene 4: 142. doi:10.4172/2157-
  10. Shinichi Kuriyama, MD, PhD; Taichi Shimazu, MD; Kaori Ohmori, MD, PhD; Nobutaka Kikuchi, MD; Naoki Nakaya, PhD; Yoshikazu Nishino, MD, PhD; Yoshitaka Tsubono, MD, PhD; Ichiro Tsuji, MD, PhD. Green Tea Consumption and Mortality Due to Cardiovascular Disease, Cancer, and All Causes in Japan. JAMA. 2006;296(10):1255-1265. doi:10.1001/jama.296.10.1255.
  11. Maron D, et al. Cholesterol-lowering effect of a theaflavin-enriched green tea extract: a randomized controlled trial. Arch Intern Med. 2003 Jun 23;163(12):1448-53.
  12. Emma C. Stuart, Marissa J. Scandlyn, Rhonda J. Rosengren. Role of epigallocatechin gallate (EGCG) in the treatment of breast and prostate cancer. Life Sciences,Volume 79, Issue 25, 17 November 2006, Pages 2329–2336
  13. Chaturvedi, P.; S.C. Tyagi (2014). „Epigenetic Mechanisms Underlying Cardiac Degeneration and Regeneration“. International Journal of Cardiology 173 (1): 1–11. doi:10.1016/j.ijcard.2014.02.008
  14. S.L. Martin, T.M. Hardy, and T.O. Tollefsbol. Medicinal Chemistry of the Epigenetic Diet and Caloric Restriction. Curr Med Chem. 2013; 20(32): 4050–4059.
  15. Esther C. Y. Woon and Joel D. W. Toh. Anti-obesity Effects of Natural Products from an Epigenetic Perspective. Department of Pharmacy, National University of Singapore, 18 Science Drive 4, Singapore 117543, Singapore.
  16. J.W. Yun. Posible Anti-obesity therapeutics from Natur. Phytochemistry 71 (2010) 1625-1641.
  17. P.D. Gluckman, M.A. Hanson, T. Buklijas, F.M. Low, A.S. Beedle. Epigenetic mechanisms that underpin metabolic and cardiovascular diseases Nat. Rev. Endocrinol. 5 (2009) 401-408.
  18. D.C. Dolinoy, R.L. Jirtle. Environmental Epigenomics in Human Health and Disease. Environ. Mol. Mutagen 49 (2008) 4-8.
  19. Y.B. Schwartz, V. Pirrotta. Polycomb complexes and epigenetic states. Curr. Opin. Cell Biol. 20 (2008) 266-273.
  20. Mathers J.C. Nutritional modulation of ageing: Genomic and epigenetic approaches. Science Direct Volume 127, Issue 6, June 2006, Pages 584–589.
  21. Kuriyama S, Hozawa A, Ohmori K, Shimazu T, Matsui T, Ebihara S, Awata S, Nagatomi R, Arai H, Tsuji I. Green tea consumption and cognitive function: a cross-sectional study from the Tsurugaya Project 1.Am. J. Clin. Nutr. 2006;83(2):355–361.
  22. Hu G, Bidel S, Jousilahti P, Antikainen R, Tuomilehto J. Coffee and tea consumption and the risk of Parkinson’s disease. Mov. Disord. 2007;22(15):2242–2248.
  23. Yu L, Chibnik LB, Srivastava GP, Pochet N, Yang J, Xu J, Kozubek J, Obholzer N, Leurgans SE, Schneider JA, Meissner A, De Jager PL, Bennett DA. Association of Brain DNA methylation in SORL1, ABCA7, HLA-DRB5, SLC24A4, and BIN1 with pathological diagnosis of Alzheimer disease. JAMA Neurol. 2015 Jan;72(1):15-24.
  24. Traynor BJ, Renton AE. Exploring the epigenetics of Alzheimer disease. JAMA Neurol. 2015 Jan;72(1):8-9.
  25. Epigenetic Alterations Mark Alzheimer’s Disease Genes. 7. 11. 2014. http://www.alzforum.org/news/research-news/epigenetic-alterations-mark-alzheimers-disease-genes
  26. Ramakrishna N, Meeker HC, Brown WT. Novel Epigenetic Regulation of Alpha-Synuclein Expression in Down Syndrome. Mol Neurobiol. 2014 Nov 23.
  27. Yasushi Ogawa, Yosuke Nonaka, Toshiyasu Goto, Eriko Ohnishi, Toshiyuki Hiramatsu, Isao Kii, Miyo Yoshida, Teikichi Ikura, Hiroshi Onogi, Hiroshi Shibuya, Takamitsu Hosoya, Nobutoshi Ito & Masatoshi Hagiwara. Development of a novel selective inhibitor of the Down syndrome-related kinase Dyrk1A. Nature Communications1, Article number: 86, doi:10.1038/ncomms1090
  28. Alain D. Dekker, Peter P. De Deyn , Marianne G. Rots. Epigenetics: The neglected key to minimize learning and memory deficits in Down syndrome. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, Volume 45, September 2014, Pages 72–84
  29. http://www.researchgate.net/profile/Marianne_Rots/publication/262526198_Epigenetics_The_neglected_key_to_minimize_learning_and_memory_deficits_in_Down_syndrome/links/53ecd7a00cf26b9b7dbfec2b.pdf
  30. Hussain T, Gupta S, Adhami VM, Mukhtar H. Green tea constituent epigallocatechin-3-gallate selectively inhibits COX-2 without affecting COX-1 expression in human prostate carcinoma cells. Int J Cancer. 2005 Feb 10;113(4):660-9.
  31. Haqqi TM, et al. Prevention of collagen-induced arthritis in mice by a polyphenolic fraction from green tea. Proc Natl Acad Sci USA 1999;96(8):4524-9
  32. Kuriyama S, Shimazu T, Ohmori K, Kikuchi N, Nakaya N et al. (2006) Green tea consumption and mortality due to cardiovascular disease, cancer, and all causes in Japan: the Ohsaki study. JAMA 296: 1255-1265. doi:10.1001/jama.296.10.1255. PubMed: 16968850.
  33. Nihal Ahmad, Pingyan Cheng, Hasan Mukhtar. Cell Cycle Dysregulation by Green Tea Polyphenol Epigallocatechin-3-Gallate.
  34. J. Nati. Cancer Inst. 89, 1881-1886 (1997)
  35. Zhang C, Li G, Casas-Tintó S, Lin N, Chung M, Moreno E, Moberg K and Zhou L. An Intergenic Regulatory Region Mediates Drosophila Myc -Induced Apoptosis and Blocks Tissue Hyperplasia. Oncogene. 2014 Jun 16. doi: 10.1038/onc.2014.160.
  36. ROBERT C. KING; WILLIAM D. STANSFIELD; PAMELA K. MULLIGAN. A Dictionary of Genetics, Seventh Edition. [s.l.] : Oxford University Press, 2006.
  37. Mittal A, Pate MS, Wylie RC, Tollefsbol TO, Katiyar SK. EGCG down-regulates telomerase in human breast carcinoma MCF-7 cells, leading to suppression of cell viability and induction of apoptosis. Int J Oncol. 2004 Mar;24(3):703-10.
  38. Shu-Chun Lin, Wan-Chun Li, Jing-Wen Shih, Kuo-Fu Hong, Yen-Ru Pan, Jing-Jer Lin The tea polyphenols EGCG and EGC repress mRNA expression of human telomerase reverse transcriptase (hTERT) in carcinoma cells. Cancer Letters May 4, 2005;
  39. Stephen Hsu, Wendy B. Bollag, Jill Lewis, Qin Huang, Baldev Singh, Mohamed Sharawy, Tetsuya Yamamoto, and George Schuster. Green Tea Polyphenols Induce Differentiation and Proliferation in Epidermal Keratinocytes (2003). Journal of Pharmacology And Experimental Therapeutics. First published on March 27, 2003; DOI: 10.1124/jpet.103.049734.
  40. Ki Sung Kang et al. Dual beneficial effects of (-)-epigallocatechin-3-gallate on levodopa methylation and hippocampal neurodegeneration: in vitro and in vivo studies. PLoS One. 5(8):e11951 (Aug. 2010).
Zanechat odpověď
Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. *