Beneficis cardiovasculars de la ruca a través de l’àcid sulfhídric (Fitoteràpia mediterrània, 17/2022)

Recol·lectada de bell antuvi a la regió mediterrània per les seves propietats medicinals, i ara conreuada per la seva popularitat com a ingredient d’amanida, la ruca (Eruca sativa Mill.) és la protagonista d’una recerca publicada aquesta setmana a Phytotherapy Research amb la professora Lara Testai de la Universitat de Pisa com a primera autora. La farmacologia de la ruca gira al voltant de la glucoerucina. Pel que fa a l’erucina, se la defineix com un isotiocianat actiu i com a donador d’àcid sulfhídric (H2S). En les darreres dècades, l’interès del rol de l’H2S com a autacoide no ha deixat de créixer. Testai et al. treballen amb un extracte elaborat a partir de farina desgreixada de llavor de ruca, de manera que obtenen una pols rica en tioglucosinolats (17% del pes sec, repartit entre un 95% de glucoerucina i un 5% de glucorafanina). Aquesta pols conté també un 2,5% d’àcids fenòlics i flavonoids (amb un total de 13 espècies químiques identificades). L’extracte actua com un donador lent d’H2S. Testai et al. han comprovat els seus efectes hipotensors en rates hipertenses. També han constatat un efecte cardioprotector dependent de dosi en un model in vivo d’infart agut de miocardi basat en una oclusió reversible de l’artèria coronària. Aquest efecte cardioprotector es redueix en presència de blocadors dels canals mitocondrials de potassi KATP i Kv7.4. En mitocondris cardíacs aïllats, l’extracte redueix la captació de calci i les vies de senyalització apoptòtiques. Tot sembla indicar que aquesta activitat de l’extracte de ruca es deu, ni que sigui en part, a l’alliberament d’H2S.

Un extracte de ruca

Aquesta recerca fou concebuda per Vincenzo Calderone, Lara Testai i Eleanora Pagnotta. Calderone i Testai són professors del Departament de Farmàcia de la Universitat de Pisa, i membres dels centres de recerca interdepartamental de “Nutracèutics per a l’Alimentació i la Salut” i “Biologia i Patologia de l’Envelliment”. Pagnotta és tècnica del Centre de Recerca de Collites Cerealístiques i Industrials del Consell de Recerca Agrícola i Econòmica (CREA), amb seu a Bolonya.

La metodologia fou dissenyada per Pagnotta, Eugenia Piragine, Lorenzo Flori (Universitat de Pisa), Roberto Matteo (CREA de Bologna), Serafino Suriano (CREA de Foggia) i Alma Martelli (Universitat de Pisa). Les dades foren adquirides per Piragine, Flori, Antonio Troccoli (CREA de Foggia), Martelli i Valentina Citi (Pisa). L’esborrany inicial de l’article fou redactat per Testai, Martelli, Citi i Pagnotta. En la revisió ulterior participaren Lorenzo Di Cesare Mannelli (del Departament de Farmacologia de la Universitat de Florència), Nicola Pecchioni (Florència), Carla Ghelardini (Florència), Calderone i Troccoli. La supervisió de la recerca fou a càrrec de Calderone i Pecchioni, amb el primer com a administrador de projecte. En l’adquisició de fons participaren Testai, Calderone, Martelli i Pecchioni. Testai i Pagnotta compten com a primeres autores per igual.

La ruca és descrita botànicament bé com a espècie (Eruca sativa Mill) o com a subespècie (Eruca vesicaria subsp. sativa (Miller) Thell). Si la considerem com a part de Eruca vesicaria (L.) Cav., seria l’única subespècie cultivada arreu del món. Creix de manera espontània a la Conca Mediterrània. És una herba crucífera (= brassicàcia) anual o biennal, de dotació cromosòmica diploide. Es comercialitza amb els noms de rucola (Itàlia), oruga o eruca (Espanya), roquette (França), salad rocket (Gran Bretanya), salatrauke (Alemanya) o arugula (Estats Units). Fruït de la selecció ha sorgit a Itàlia la variant E. sativa sel. Nemat, que fa unes llavors més grosses, que la fan especialment apta per a cultius mecanitzats d’oleaginoses industrials. Se la cultiva a Amèrica del Nord, Europa i Àsia, bé com a verdura o bé pròpiament com a cultiu de llavor oleaginosa.

En els darrers vint anys, les fulles de ruca han guanyat en popularitat com a ingredient d’amanides. Al subcontinent indostànic, alguns ecotips tenen importància també com a farratge.

Ja en els manuals de l’època romana, la ruca apareix citada pels seus efectes afrodisíacs, diürètic, estomacals i carminatius. Modernament, hom ha comprovat la seva activitat anti-secretora, citoprotectora i anti-ulcerosa en lesions gàstriques. Els efectes antiinflamatoris s’explicarien a través de la inhibició de la via de l’NF-κB.

Fitoquímicament, en els teixits de la ruca destaquen els glucosinolats (GSL), principalment el 4-(metiltio)-butil-GSL o glucoerucina i el seu anàleg oxidat, el 4-(metilsulfinil)-butil-GSL o glucorafanina. També tindrien rellevància bioactiva polifenols, flavonoids i carotenoids. Tot plegat l’ha fet interessant com a font d’antioxidants i d’antiinflamatoris. Extractes de ruca són capaços d’inhibir vies inflamatòries com la de la ciclooxigenasa-2, la TLR4 o NLPR3; o de vies apoptòtiques de resposta l’endotoxina bacteriana.

Testai et al. són particularment interessats en la glucoerucina com a donador de sulfur d’hidrogen (H2S). L’H2S és un exemple de gasotransmissor o autacoide, en el sentit que hi ha una biosíntesi que participa en l’homeostasi cardiovascular, i també en altres processos metabòlics, cognitius, respiratoris i reproductius. En la pròpia ruca, l’H2S actuaria com a antioxidant i participaria en processos fisiològics com la germinació, la morfogènesi, la fotosíntesi i la floració.

Testai et al. cultivaren Eruca sativa Mill sel. Nemat en el 2018 en una parcel·la de 1.100 m2 de la granja experimental de Budrio (província de Bologna). El camp fou adobat amb un fertilitzant terciari (NPK 11-11-18, a 700 kg/hectària). Les llavors resultants foren recollides, netejades i assecades a temperatura ambient. Després foren desgreixades. El preparat resultant fou caracteritzat en termes d’humitat, d’oli residual, de GSL, d’àcids fenòlics i de flavonoids. El molturaren després a una mida de gra de 0,5 mm, i l’extragueren en etanol 70%. L’extracte era finalment liofilitzat.

La composició de l’extracte

L’extracte fou analitzat per HPLC-UV pel que fa a la composició de GSLs desulfatats, emprant la sinigrina com a patró intern.

Mitjançant UHPLC, s’analitzaren els àcids fenòlics i flavonoids de l’extracte.

Metodologia emprada

La capacitat de generació d’H2S de l’extracte fou avaluada per amperometria, amb l’ús de minielectrodes selectius per aquest gas. En aquest sistema, l’extracte és exposat a una solució de dimetilsulfòxid (DMSO). La contribució dels grups tiol a aquesta generació fou analitzada amb l’addició prèvia de L-cisteïna.

L’acció dels extractes sobre la pressió sanguínia sistòlica fou avaluada en dos models de rates. D’una banda, en rates espontàniament hipertensives, i de l’altra en rates a les que s’havia induït hipertensió amb l’administració de fenilefrina. Tot el procediment es feia sota anestèsia terminal.

El model d’infart agut de miocardi es feia en rates anestesiades a les que se sotmetia a un protocol d’oclusió-reperfusió d’artèria coronària. En diferents experiments, s’utilitzava àcid 5-decanoic (inhibidor del canal mitoKATP) o XE991 (inhibidor del canal mitoKv7). Els animals eren sacrificats, i se’ls extreia el cor per avaluar histopatològicament el grau d’infart.

El model de mitocondris cardíacs de rata servia per mesurar la captació de calci (per una tècnica potenciomètrica).

L’activitat de l’extracte

El preparat tenia una humitat relativa del 8,6%, amb un oli residual de 16,9 ± 0,8%. La concentració total de GSLs era de 125 ± 3 μmol/g, dels quals un 92,8% era glucoerucina i la resta glucorafanina.

El mètode de extracció permetia arribar a una concentració total de GSLs de 400 ± 15 μmol/g, amb un 95% de glucoerucina i un 5% de glucorafanina. L’extracte era una pols de color bru. Conservat a congelació de -20 °C l’extracte liofilitzat mantenia el color i el contingut de GSLs.

Els polifenols solubles constituïen el 2,5% de l’extracte liofilitzat. D’aquesta fracció, el 57,6% eren flavonoids; el 24,5% àcid fenil-carboxílic i el 17,9% àcid fenil-cinàmic.

L’extracte incubat a una concentració d’1 mg/mL alliberava H2S, tant en presència com en absència de L-cisteïna. En qüestió de 15 minuts resultava un alliberament estable de 1,5 μM d’H2S.

L’extracte no modificava la pressió sistòlica de rates normotenses. En canvi, sí reduïa la pressió sistòlica en rates espontàniament hipertenses i en rates hipertensives per administració de fenilefrina.

En el model de 30 minuts d’oclusió coronària i de 120 minuts de reperfusió, el dany isquèmic del cor arriba al 34 ± 1%. Una dosi d’extracte de 10 mg/kg administrat dues hores abans de l’oclusió no redueix el dany isquèmic. La reducció al 26% de dany s’observa amb una dosi d’extracte de 50 mg/kg; i es passa al 21% amb la dosi d’extracte de 100 mg/kg. L’efecte cardioprotector d’aquesta darrera dosi desapareix gairebé amb l’ús de blocadors de canals mitocondrials de potassi.

En la preparació de mitocondris cardíacs de rata, l’extracte indueix una reducció en l’acumulació de calci que és dependent de la concentració d’extracte.

H2S i verdures

Hem comentat a bastament en aquesta sèrie com un ingredient rellevant en la dieta mediterrània és el consum abundant de verdures. Les brassicàcies o crucíferes ocupen un lloc central en aquest consum de verdura. Totes tenen, en general, nivells elevats de GSLs. En el teixits vegetals els GSLs són hidrolitzats per l’enzim mirosinasa, amb l’alliberament consegüent d’isotiocianats. Però quina rellevància pot tenir això en la nutrició animal o humana? La cocció dels aliments, al capdavall, indueix la desnaturalització de la mirosinasa vegetal, que en qualsevol cas seria addicionalment inactivada per l’acidesa gàstrica. No obstant, l’activitat tioglucosidada de bacteris intestinals podria acabar fent que els GSLs de la verdura donessin lloc a isotiocianats.

Val a dir que els nivells de GSLs que Testai et al. aconsegueixen en el seu extracte de ruca es troben a la banda més alta coneguda de derivats de brassicàcies. No obstant, els autors opinen que l’alliberament d’H2S a partir de GSLs explicaria una bona part dels efectes beneficiosos d’una dieta rica en verdura.

Isotiocianats com l’erucina o el sulforafà alliberen H2S en presència de molècules amb grups tiol. No obstant, Testai et al. troben que el seu extracte pot alliberar H2S tant en presència com en absència de L-cisteïna. S’ho expliquen dient que l’extracte té un contingut de rutina.

Els experiments de Testai et al. indicarien que l’acció cardioprotectora de l’extracte de ruca es vehicularia a través de canals mitocondrials de potassi (KATP i Kv7). Caldria pensar que l’extracte de ruca induiria indirectament una obertura d’aquests canals, amb la consegüent despolarització de la membrana mitocondrial cardíaca: aquesta despolarització reduiria l’acumulació de calci per part dels mitocondris i la consegüent activació de la via apoptòtica que entranya la mort massiva de cardiomiòcits en un context d’oclusió-reperfusió coronària.

L’activitat cardioprotectora de l’extracte podria ser el resultat de l’acció sinèrgica d’isotiocianats derivats dels GSLs i de flavonoids (luteolina i d’altres) i d’àcids fenòlics (àcid sinàpic i d’altres). Per aclarir-ho, però, Testai et al. pensen en fer-hi una anàlisi farmacocinètica acurada, que començaria per la glucoerucina i l’erucina.

Lligams:

Cardiovascular benefits of Eruca sativa mill. Defatted seed meal extract: Potential role of hydrogen sulfide. Lara Testai, Eleonora Pagnotta, Eugenia Piragine, Lorenzo Flori, Valentina Citi, Alma Martelli, Lorenzo Di Cesare Mannelli, Carla Ghelardini, Roberto Matteo, Serafino Suriano, Antonio Troccoli, Nicola Pecchioni, Vincenzo Calderone. Phytother. Res. (2022).

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: