A fost larg acceptat faptul că antioxidanții naturali și dietetici au un rol vital în prevenirea diferitelor boli cauzate de stresul oxidativ. Stresul oxidativ influențează riscul de boli cardiovasculare, inclusiv ateroscleroza, prin stoparea producției de radicali liberi și a procesului de oxidare a LDL (Kovanen și Pentikäinen, 2003). Speciile reactive de oxigen (ROS) conduc la producerea și acumularea de LDL oxidate la locul leziunilor aterosclerotice (Yla-Herttuala, 1999). Stresul oxidativ conduce, de asemenea, progresiv la dezvoltarea aterosclerozei, contribuind la formarea de celule spumoase macrofage și provocând disfuncții endoteliale (Mietus-Snyder et al., 2000). S-a constatat că RS reduce în mod semnificativ markerii de stres oxidativ, inclusiv albumina glicozurată din ser și 8-hidroxiguanosina urinară la șobolanii hipertensivi spontani predispuși la accident vascular cerebral (Mizutani et al., 2001). RS îmbunătățește, de asemenea, activitățile catalazei și reduce producția de ROS în țesutul cardiac al cobaielor (Floreani et al., 2003). Rocha și colab. (2009) au demonstrat o reducere a LDL oxidate la șobolanii hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi, tratați cu RS timp de 45 de zile în doză de 1 mg/kg pe zi. Toate rezultatele de mai sus sugerează că RS inhibă în mod eficient peroxidarea lipidelor in vivo. Proprietățile antioxidante ale RS au fost sugerate ca fiind mecanismul care stă la baza efectelor sale diverse, inclusiv a efectelor antiaterogene (Fremont, 2000).
Efectul inhibitor al RS asupra producției de ROS și a peroxidării lipidelor
Numeroase investigații au raportat că RS inhibă stresul oxidativ prin eliminarea ROS și atenuarea radicalilor peroxilici și a peroxidului de hidrogen (Jang și Surh, 2001; Liu și colab, 2003; Shigematsu et al., 2003; Chen et al., 2004; Leiro et al., 2004). Inhibarea producției intracelulare și extracelulare de ROS de către RS a fost demonstrată cu o concentrație cuprinsă între 1 și 100 μmol/l (Jang și Surh, 2001). RS a demonstrat proprietăți antioxidante puternice prin reducerea ratei de oxidare a citocromului C de către radicalii hidroxil, produși prin iradierea cu ultraviolete a peroxidului de hidrogen (H2O2) (Turrens et al., 1997). RS a demonstrat, de asemenea, că absoarbe radicalii hidroxil (Soares et al., 2003) și inhibă radicalii superoxid și H2O2 produși de macrofagele stimulate de lipopolizaharide (LPS) sau de esteri de forbol. RS reduce în mod eficient eliberarea de acid 3H-arachidonic indusă de LPS, esteri de forbol sau expunerea la superoxid sau H2O2 (Martinez și Moreno, 2000) și reduce în mod semnificativ nivelurile de proteine tiolice în trombocite izolate de la oameni (Olas et al., 2004). Leonard et al. (2003) au demonstrat că RS este un puternic antioxidant prin eliminarea radicalilor hidroxil și superoxid și protejează celulele prin prevenirea peroxidării lipidelor din membranele celulare, precum și a deteriorării ADN-ului. S-a demonstrat că RS previne peroxidarea lipidelor și inhibă absorbția de LDL oxidate (Fremont et al., 1999; Leighton et al., 1999; Bhavnani et al., 2001). Această inhibare a peroxidării lipidelor de către RS ar putea apărea din cauza efectului puternic antioxidant al RS și a capacității sale de a inhiba generarea de ROS (Fremont et al., 1999; Olas și Wachowicz, 2002).
Oxidarea colesterolului LDL este puternic asociată cu riscul de boli cardiovasculare (Holvoet, 2004). În microsomii hepatici de șobolan, RS a inhibat peroxidarea lipidelor indusă de fier, precum și cea indusă de radiațiile ultraviolete și a prevenit oxidarea LDL de către cupru (Fauconneau et al., 1997; Miura et al., 2000). RS ar putea preveni în mod eficient modificarea oxidativă a LDL prin inhibarea activității enzimei lipoxigenază (Maccarrone et al., 1999; Kovanen și Pentikäinen, 2003). S-a raportat că polifenolii din vinul roșu, inclusiv RS, au inhibat oxidarea LDL; acest efect s-a dovedit a fi mai puternic decât binecunoscutul antioxidant α-tocoferol (Frankel și colab., 1993). RS previne, de asemenea, oxidarea acizilor grași polinesaturați care se găsesc în LDL (Miller și Rice-Evans, 1995) și inhibă absorbția LDL oxidate în peretele vascular într-o manieră dependentă de concentrație (Fremont, 2000), precum și previne daunele cauzate lipidelor prin peroxidare (Frankel și Waterhouse, 1993; Leighton et al, 1999).
RS suprimă stresul oxidativ prin creșterea sintezei de oxid nitric în țesuturile ischemice re-perfuzate (Hattori et al., 2002). S-a demonstrat că RS previne producția de ROS stimulată de LPS (Martinez și Moreno, 2000) și că inhibă ROS și peroxidarea lipidică indusă de factorul de necroză tumorală (TNF) într-o mare varietate de celule, inclusiv celule mieloide, limfoide și epiteliale (Manna și colab., 2000). RS inhibă peroxidarea lipidică prin eliminarea eficientă a diferiților radicali liberi, inclusiv a radicalilor peroxil și hidroxil, în miocardul re-perfuzat post-ischemic (Ray et al., 1999). Inhibarea oxidului nitric sintetazei inductibile și prevenirea efectelor citotoxice au fost, de asemenea, observate după tratamentul cu RS (Tsai et al., 1999; Matsuda et al., 2000).
Bradamante et al. (2004) au explicat în detaliu mecanismul de acțiune al RS în inhibarea peroxidării lipidelor. Sunt sugerate diverse mecanisme prin care RS exercită efecte antioxidante (Zini et al., 1999). În primul rând, RS poate concura cu coenzima Q și diminuează complexul III al lanțului oxidativ. În al doilea rând, s-a constatat că RS sporește glutationul intracelular captator de radicali liberi, deoarece RS menține viabilitatea celulară și inhibă oxidarea (Savaskan et al., 2003). În al treilea rând, RS poate crește antioxidanții endogeni și enzimele de fază 2 în cardiomiocite, iar aceste apărări celulare crescute oferă protecție împotriva leziunilor oxidative (Cao și Li, 2004). RS și analogii săi s-au dovedit a fi antioxidanți eficienți împotriva peroxidării acidului linoleic în miceliile de sulfat de sodiu și de bromură de cetiltrimetilamoniu (Fang et al., 2002; Fang și Zhou, 2008). Rezultatele au sugerat că acțiunile antioxidante implică captarea radicalilor peroxilici care se propagă pe suprafața micellei și regenerarea α-tocoferolului.
Modularea enzimelor antioxidante de către RS
S-a constatat că tratamentul cu RS reduce stresul oxidativ și previne diverse boli prin creșterea activităților mai multor enzime antioxidante, inclusiv a superoxid dismutazei, catalazei, glutationului, glutation reductazei, glutation peroxidazei și glutation-S-transferazei în celulele musculare netede aortice de șobolan (Yen și colab, 2003; Li et al., 2006). S-a demonstrat că RS menține nivelurile de glutation în celulele mononucleare din sângele periferic uman supuse unui stres oxidativ și că ridică nivelurile de glutation în limfocitele umane activate de peroxidul de hidrogen (Losa, 2003; Olas et al., 2004). A fost demonstrată o inducție puternică, dependentă de doză, a enzimelor de metabolizare a medicamentelor din faza a II-a și a genelor antioxidante atunci când șobolanii au fost suplimentați cu 0,3, 1 și 3 g/kg de greutate corporală pe zi de RS timp de 28 de zile (Hebbar et al., 2005). Reduceri semnificative ale stresului oxidativ după tratamentul cu RS prin scăderea hidroperoxidului lipidic și creșterea enzimelor antioxidante, inclusiv a superoxid dismutazei, la șobolanii hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi au fost demonstrate de Rocha et al. (2009).
Efectele antiinflamatorii ale RS
Rolul inflamației în procesul de ateroscleroză a fost din ce în ce mai bine recunoscut în ultimul deceniu. Inflamația are un rol semnificativ în toate etapele aterosclerozei, inclusiv inițierea, progresia și formarea plăcii. (Libby et al., 2002; Jawien, 2008). Au fost sugerate atât efectele antiinflamatorii in vivo și in vitro ale RS, cât și mecanismul care stă la baza acestora (Udenigwe et al., 2008). RS inhibă activitatea ciclooxigenazei-2, care este enzima care produce PGE2, o componentă vitală pentru medierea inflamației (Donnelly et al., 2004). Interleukina-6 a fost implicată ca un marker important în procesul de inflamație și în progresia plăcilor aterosclerotice (Ikeda et al., 2001). S-a demonstrat că macrofagele murine cultivate, după tratamentul cu RS, reduc expresia genetică, sinteza și secreția de interleukină-6 (Zhong et al., 1999). S-a constatat că procesul inflamator este suprimat de RS, prin medierea diferiților markeri inflamatori, cum ar fi inhibarea secreției de interleukină-8 și a factorilor de stimulare a coloniei de macrofage granulocite (Culpitt et al., 2003; Donnelly et al, 2004), moleculele de adeziune endotelial-leucocitare, molecula de adeziune celulară vasculară-1 și prin inhibarea secreției de histamină și a factorului de necroză tumorală-α (Carluccio et al., 2003).
Inhibarea angiogenezei induse de factorul de creștere endotelială vasculară pare să aibă loc prin afectarea căii dependente de ROS în celulele endoteliale din venele ombilicale umane. (Lin et al., 2003). Reducerea citokinei proinflamatorii factorului de necroză tumorală-α a fost, de asemenea, demonstrată de Rivera et al. (2009) după tratamentul șobolanilor Zucker cu RS la o doză de 10 mg/kg greutate corporală timp de 8 săptămâni. Pervaiz (2003) a demonstrat influența RS asupra efectului factorului nuclear-κB, un factor de transcripție important care reglează diverși mediatori ai inflamației, inclusiv citokine, factori de creștere și molecule de aderență. RS posedă un puternic efect antiinflamator prin inhibarea adeziunii leucocitelor în modelul de ischemie-reperfuzie la șobolani la o doză de 0,7 mg/kg (Shigematsu et al., 2003).
Disfuncția endotelială este, de asemenea, raportată ca fiind un factor de risc important pentru MCV (Rodriguez-Porcel et al., 2001). Fukuda et al. (2006) au descoperit că RS crește semnificativ angiogeneza miocardică la șobolanii induși de infarctul miocardic experimental prin intermediul unui mecanism mediat de factorul de creștere endotelială vasculară. Saiko et al. (2008) au analizat efectele benefice ale RS asupra metabolismului acidului arahidonic, unde s-a constatat că RS inhibă conversia fosfolipidelor în acid arahidonic. Mai mult, RS suprimă inflamația prin inhibarea ciclooxigenazei-1, -2; lipoxigenazelor, epoxigenazelor și a sintezei de prostaglandine și eicosanoizi (Saiko et al., 2008). Hattori et al. (2002) și Hung et al. (2000) au demonstrat inhibarea inflamației și a formării plăcii ateromatoase de către RS prin modificarea generării de oxid nitric de către endoteliul vascular. RS modulează producția și secreția de mediatori inflamatori și, astfel, suprimă funcția trombogenică a celulelor polimorfonucleare (Rotondo et al., 1998).
Rolul RS asupra producției de vasodilatatoare și vasoconstrictoare
Se știe că celulele endoteliale reglează și mențin un echilibru între vasodilatatoare, cum ar fi oxidul nitric, și vasoconstrictoare, cum ar fi endotelina-1, precum și că reduc riscul de ateroscleroză prin prevenirea aterogenezei (Davignon și Ganz, 2004). S-a raportat că RS influențează și menține un echilibru între producția de vasodilatatoare și, respectiv, de vasoconstrictoare (Fan et al., 2008). Reducerea producției de oxid nitric duce la vasoconstricție, agregare plachetară și stres oxidativ. În plus, RS inhibă enzima ciclooxigenază-1, care este un vasoconstrictor puternic și are un rol important în agregarea plachetară (Szewczuk et al., 2004). În celulele endoteliale ale arterei pulmonare tratate cu RS s-a constatat o activitate crescută a oxidului nitric sintetazei, ceea ce indică asocierea directă a oxidului nitric în vasorelaxarea (Klinge et al., 2003). S-a demonstrat că RS crește expresia oxidului de azot sintetază și, prin urmare, protejează potențial inimile perfuzate (Hattori et al., 2002), deși RS nu a reușit să demonstreze un astfel de efect protector la șoarecii cu oxid de azot sintetază knock-out (Imamura et al., 2002). Aceste rezultate confirmă efectul RS în echilibrarea vasoconstrictorilor și vasodilatatorilor, prevenind astfel agregarea plachetară și stresul oxidativ, ceea ce duce la reducerea riscului de boli cardiovasculare.
Supresia agregării plachetare de către RS
Agregarea plachetară are un rol important în medierea aterosclerozei, prin care trombocitele aderă la suprafețele celulare, eliberând factorul de creștere derivat din trombocite și inducând ateroscleroza. Agregarea plachetară îmbunătățită sau afectată duce la diverse complicații, inclusiv infarct miocardic, ischemie și accident vascular cerebral. Cu toate acestea, s-a demonstrat că RS inhibă agregarea trombocitelor (Bertelli et al., 1996b; Bhat et al., 2001; Fan et al., 2008). De asemenea, a fost demonstrată suprimarea agregării plachetare de către RS la iepurii care au primit o dietă hipercolesterolemică și reducerea aterosclerozei la șoarecii cu hipercolesterolemie genetică (Zini et al., 1999; Wang et al., 2002b). Cu toate acestea, RS nu a reușit să demonstreze astfel de efecte în sângele integral, deoarece mecanismul ar putea fi prin inhibarea protein-kinazelor activate de mitogen în trombocite (Kirk și colab., 2000). S-au demonstrat diferite mecanisme de acțiune ale RS pentru a inhiba agregarea plachetară, inclusiv inhibarea adeziunii plachetare la colagenul de tip I, principala etapă în activarea plachetară. Olas și colab. (2002) au demonstrat că pretratarea trombocitelor cu RS previne adeziunea trombocitelor la colagen și fibrinogen stimulată de LPS sau trombină. Aceste constatări oferă mai multe informații despre efectul supresiv al RS asupra agregării plachetare.
Aspecte de siguranță ale tratamentului cu RS
Diverse investigații cu oameni și diverse modele animale au demonstrat absența unor efecte toxice semnificative după suplimentarea cu RS pe o gamă largă de doze. Nu s-au constatat efecte toxice la șobolani după administrarea orală a 20 mg/kg pe zi timp de 28 de zile (Juan et al., 2002). Dozele utilizate în aceste studii au fost de 1000 de ori mai mari decât cantitatea consumată de oamenii care beau un pahar de vin roșu pe zi. Mai mult, nu au fost observate efecte adverse la șobolanii cărora li s-a administrat un supliment de RS de 300 mg pe zi timp de 4 săptămâni (Crowell et al., 2004). Boocock et al. (2007) nu au raportat nicio toxicitate la oamenii cărora li s-a administrat o singură doză de RS de până la 5 g. Rezultatele acestor studii semnalează faptul că RS ar putea fi consumată pentru efectele sale benefice fără toxicitate aparentă.
.