Allium satim
Fam. Alliaceae
Numeroase rapoarte de cercetare din intreaga lume au certificat efectele benefice ale usturoiului: reduce riscul aparitiei bolilor cardiovasculare si cancerului, are activitate antimicrobiana, stimuleaza sistemul imunitar, contribuie la detoxifierea xenobioticelor a1a.
Usturoiul contine 0,1-0,36 % ulei volatil in constitutia caruia intra o serie de compusi organosulfurici precum: allicina, dialil-sulfid (DAS), diallil-disulfid (DADS), diallil-trisulfid (DATS), metil-allil-disulfid, metil-allil-trisulfid, 2-vinil-l,3-dithiin, 3-vinil-l,2-dithiin si ajoen. Se considera ca aceste substante volatile sunt responsabile de majoritatea proprietatilor farmacologice ale acestei te. Alti constituenti ai usturoiului sunt: alliina (S-allil-L-cistein sulfoxid), S-metil-L-cistein sulfoxid, S-allil mercaptocisteina (SAMC), proteine (16,8% din substanta uscata), minerale (in special seleniu), vitamine (B1, B2, B6, C, E), acizi grasi, lectine, adenozina, flavonoide si enzime (alliinaza, peroxidaze, mirozinaza).
In stare intacta, usturoiul contine cantitati crescute de γ-glutamil-S-alk(en)il-L-cisteina ce poate fi hidrolizata si oxidata la alliina (sulfoxid al S-alk(en)il-L-cisteinei), substanta ce se acumuleaza in mod natural in timpul stocarii bulbilor de usturoi la temperaturi scazute. In timpul procesarii usturoiului (. nr.1), alliinaza, o enzima vacuolara, degradeaza rapid sulfoxizii cisteinei (alliina) prezenti in citosol, rezultatul fiind formarea unor alkil alcan-tiosulfati cu miros puternic (allicina). Allicina si alti tiosulfinati se decompun instantaneu in compusi precum: DAS, DADS, DATS si ajoen. Alliinaza este inactivata de caldura, acesta fiind motil pentru care usturoiul gatit nu mai are nici mirosul si nici efectele fiziologice puternice ale usturoiului crud. In acelasi timp, γ-glutamil cisteina poate fi convertita la S-allil cisteina (SAC) pe o alta cale a2a.
Studiile epidemiologice au relevat o relatie inversa intre incidenta cancerului in randul populatiei si consumul de usturoi. Studiile preclinice au demonstrat ca numerosi compusi organosulfurici din speciile de Allium: DAS, DADS, DATS, confera protectie fata de carcinogeneza indusa de diferiti agenti chimici. Se presupune ca efectul anticarcinogen al speciilor de Allium se datoreaza capacitatii constituentilor organosulfurici de a modula activitatea enzimelor citocromului P450 siasau de a induce expresia enzimelor fazei a II-a de meolizare a xenobioticelor a3a.
Usturoiul are variate proprietati antimicrobiene, antitrombotice si antitumorale. Proprietatile anticancerigene se datoreaza diallil-disulfidului, compus sulfuralilic din usturoi. Extractul de usturoi matur si constituentii acestuia previn agresiunea oxidativa in celulele endoteliale si supreseaza cresterea celulelor tumorale. Protejeaza intestinul subtire al sobolanilor de injuriile induse de metotrexat. Deci, actioneaza pe celulele tumorale, dar si pe cele intestinale normale, in diferite cazuri. Metotrexatul cauzeaza fragmentarea ADN, iar extractul de usturoi inhiba acest proces in cazul liniei IEC-6, de celule epiteliale ale ileonului de sobolan. Caspaza-3, care este o enzima cheie pentru producerea apoptozei, are de asemenea un rol central pentru apoptoza indusa de metotrexat in aceste celule. Metotrexatul induce eliberarea citocromului C din mitocondrii in citoplasma, indicand o marcata scadere a evolutiei mortii celulare. Extractul previne eliberarea citocromului C, deci metotrexatul induce moartea celulelor IEC-6 prin apoptoza. Condensarea cromatinei, fragmentarea ADN, activarea caspazei-3 si eliberarea citocromului C cauzate de metotrexat au fost aduse aproape de nivelul de control in prezenta extractului.
Se sugereaza ca extractul de usturoi inhiba apoptoza indusa de metotrexat in celulele IEC-6. Efectul protector al acestuia poate fi asociat cu depresia stresului oxidativ, deci extractul are si efect antioxidant. Dar, pe de alta parte, stresul oxidativ este implicat in toxicitatea indusa de metotrexat la nivelul intestinului subtire. Deci, extractul de usturoi protejeaza celulele IEC-6 de injuriile induse de metotrexat, efect posibil sa apara drept rezultat al actiunii antiapoptotice a usturoiului si poate explica de ce administrarea acestui extract la sobolani protejeaza intestinul subtire de injuriile aduse de substanta amintita. Extractul de usturoi poate fi util pentru chemopreventia cancerului indus de metotrexat deoarece reduce ingestia substantei. In vivo, celulele IEC-6 provenite din intestinul subtire de sobolan sunt protejate de metotrexat de catre extractul de usturoi.
Cercetatorii americani au analizat efectele usturoiului si compusilor lui organosulfurici (diallil disulfid, dipropil disulfid, diallil sulfid, allil metil sulfid, allil mercaptan, cisteina si cistina) asupra aminelor aromatice din carnea fripta. La pregatirea fripturii s-a adaugat fie usturoi proaspat pisat, fie compusi organosulfurici purificati (0,67 mmol). Bucatile de carne (100 g) au fost fripte la 225°C, timp de 10 minute pe fiecare parte. Compusii organosulfurici volatili au redus cu 46-81% concentratia 2-amino-l-metil-6-fenilimidazolt4,5-b]piridinei iar cistina, cisteina si usturoiul ca atare cu 35%, 22% si, respectiv 71% ceea ce confirma faptul ca unii compusi organosulfurici au potentialul de a reduce formarea aminelor aromatice in carnea fripta
La rozatoare, DADS inhiba carcinogeneza chimica a colonului. Efectele antipromotoare ale DADS se pot datora, in parte, abilitatii de a inhiba proliferarea celulelor tumorale in vivo si in vitro. In doua linii umane de cancer de colon, s-a analizat efectul DADS asupra acetilarii histonelor, stiindu-se ca acest compus poate modula expresia unui subset de gene. Studiul a demonstrat ca tratamentul celulelor Caco-2 si HT-29 timp de 6 h, cu 200 μM DADS provoaca cresterea acetilarii histonei H3 de 2 si, respectiv 1.4 ori. De asemenea, in celulele Caco-2 s-a observat hiperacetilarea histonei H4, preferential la nivelul resturilor de Lys 12 si 16. In continuare, s-au evaluat efectele DADS si a unuia din meolitii acestuia, allil-mercaptanul asupra activitatii deacetilazei histonelor (HDAC). In fractiile nucleare extrase din celulele Caco-2, DADS, la concentratii de 200 μM a scazut cu 29% activitatea HDAC iar allil mercaptanul, la aceeasi concentratie a fost mult mai eficient (92% inhibitie). S-a mai observat ca DADS induce cresterea expresiei p21 (waf1acip1) in ambele linii, efect asociat cu acumularea celulelor in faza G2 a ciclului celular. Aceste rezultate arata ca in celulele Caco-2 si HT-29, DADS poate stopa proliferarea celulara in urma inhibarii activitatii HDAC, a hiperacetilarii histonelor si a cresterii expresiei p21 (waf1acip1).
Tratamentul soarecilor Swiss albino cu compusi organosulfurici naturali precum: DAS (500 μga animal, i.p.) si DADS (250 μgaanimal, i.p.) timp de 5 zile, simultan cu administrarea ciclofosfamidei (1.5 mmolakg corp, i.p.) reduce urotoxicitatea acestui citostatic. Analiza morfologica a cii urinare la grupul tratat cu ciclofosfamida indica un proces inflamator sever, in timp ce la soarecii tratati cu derivatii organosulfurici, epiteliul cii urinare prezinta o structura normala. La animalele intoxicate cu ciclofosfamida (26.87 +a-1.86 gal), s-a constatat ca la 4 h de la administrarea DAS si DADS are loc reducerea concentratiei de uree la 15.31 +a- 0,01gal (DAS), si respectiv, la 12.38 +a- 0.17 gal (DADS) si de asemenea, scaderea concentratiei proteinelor urinare de la 8.66 +a- 0.47 gal la 2.9 +a- 0.25 gal. In mod similar, concentratia GSH (care a fost drastic redusa in urma administrarii ciclofosfamidei), atat la nivelul cii urinare (0,87 +a- 0,1 nmolamg proteina) cat si la nivel hepatic (2.47 +a- 0,6 nmolamg proteina) a fost readusa aproape la normal prin administrarea DAS si DADS. Spre deosebire de lotul care a primit suplimentar DAS si DADS, analiza histopatologica a cii urinare a lotului tratat doar cu ciclofosfamida a evidentiat necroza severa a7a.
Compusii organosulfurici din usturoi inhiba proliferarea si induc apoptoza in diferite linii celulare provenite din tumori mamare, colorectale, hepatice, ale cii urinare, carcinom bazocelular si limfoame. Ajoenul este un compus derivat din allicina, ce are avantajul de a fi mai sil decat aceasta. Cateva incercari clinice si studii in vitro au pus in evidenta activitatea antimicrobiana, anticoagulanta si hipocolesterol-emianta a acestui compus. S-a demonstrat ca ajoenul suprima proliferarea a numeroase linii celulare leucemice CD34(-) precum HL-60, U937, HEL, OCIM-l si a mieloblastelor provenite de la pacienti cu leucemie mieloida cronica aflati in criza blastica. Mai mult, ajoenul mareste efectul apoptotic a doi agenti chimioterapeutici (citarabina si fludarabina) in celulele leucemice mieloide CD34(+), amplificand capacitatea acestora de a inhiba bcl-2 si de a activa caspaza-3.
In celulele leucemice mieloide umane, activitatea antiproliferativa a ajoenului se asociaza cu blocarea ciclului celular in faza G2aM iar abilitatea de a induce apoptoza este consecinta reducerii nivelului proteinei antiapoptotice Bcl-2, eliberarii citocromului C si activarii caspazei-3. Pe masura progresiei leucemiei acute mieloide se instaleaza rezistenta la chimioterapie ca urmare a blocarii procesului apoptotic in celulele maligne. Recent, s-a descoperit ca ajoenul are proprietatea de a potenta capacitatea agentilor chimioterapeutici de a induce apoptoza si in celulele leucemice CD34(+) devenite rezistente la tratament.
S-a demonstrat ca la rozatoare, DAS poseda un potential antitumoral marcant. Cercetatorii sunt de parere ca mecanismul posibil al actiunii antiproliferative manifestata de DAS la nivelul tumorilor solide, este apoptoza. Analiza tumorilor de piele induse chimic releva fenomene caracteristice apoptozei (condensarea cromatinei si formarea corpilor apoptotici). La animalele care au primit suplimentar DAS, s-a constatat o crestere semnificativa a numarului corpilor apoptotici ativ cu animalele expuse doar la 7,12-dimetilbenzta]antracen. Cresterea indexului apoptotic in tumorile benigne si maligne a fost de 78% si, respectiv, de 94% la animalele pre-tratate cu DAS si 68%, si respectiv, 82% la animalele care au primit DAS la o ora dupa administrarea carcinogenului. Aceste observatii sugereaza ca inducerea apoptozei poate reprezenta factorul major ce contribuie la proprietatile antitumorale ale DAS
Un alt experiment a evaluat efectul apoptotic indus in urma administrarii usturoiului si tomatelor in timpul carcinogenezei buzunarelor bucale la hamsterii tratati cu DMBA. Animalele au fost impartite in 4 loturi: primul lot a fost tratat cu 0,5% DMBA de trei ori pe saptamana; hamsterilor din lotul II, pe langa tratamentul cu DMBA li s-a administrat intragastric combinatia usturoi + tomate; lotul III a primit doar agentii chemopreventivi, iar animalele din lotul IV au servit drept control. Dupa 14 saptamani, toate animalele incluse in experiment au fost sacrificate.
S-a constatat ca aplicarea DMBA timp de 14 saptamani a at ca rezultat aparitia carcinoamelor celulare scvamoase, cresterea expresiei Bcl-2 si reducerea nivelului Bax, Bim, p53, caspazei-8 si caspazei-3. Administrarea combinatiei usturoi + tomate a suprimat carcinogeneza buzunarelor bucale si a stimulat apoptoza, inducerea mortii celulare putand fi unul din mecanismele prin care aceste produse naturale isi exercita proprietatile anticanceroase.
Un studiu efectuat in China a demonstrat ca in linia HepG2, DADS afecteaza proliferarea si viabilitatea celulara si determina modificari morfologice specifice apoptozei. De asemenea, in functie de timpul de expunere si concentratie, tratamentul cu DADS induce o crestere temporara a fosforilarii p38 si p42a44.
In absenta DADS, inhibarea MAP-kinazelor fosforilateaactivate cu SB203580 sau U0126 (inhibitori specifici formelor fosforilate ale p38 si p42a44) duce la declansarea apoptozei. Administrarea acestor inhibitori, urmata de tratamentul cu DADS amplifica procesul apoptotic. Rezultatele arata ca atat DADS cat si inhibitorii specifici ai MAPK pot induce apoptoza in celulele de hepatom, iar inhibitorii MAPK pot amplifica efectul apoptotic al DADS.
Compusii organosulfurici din usturoi, in special DADS, la concentratii netoxice, afecteaza productia si secretia unor metaloproteinaze matriceale (MMPs) si a unor inhibitori tisulari ai metaloproteinazei-l (TIMP-l) de catre celulele HUVEC (human umbilical vein endothelial cells). Adaugarea DADS la mediul de cultura a at ca efect diminuarea secretiei si activitatii MMP-2 si a proteinei TIMP-l, insa nu a fost afectat nivelul mRNA MMP-9 si nici sinteza proteinelor intracelulare. Alti compusi, precum allil mercaptanul si S-allilcisteina, au at efecte minore sau nu au influentat in nici un fel productia MMPs sau TIMPs. Aceste rezultate sugereaza ca DADS poate media unele din efectele biologice atribuite usturoiului, modificand balanta MMPs-TIMPs a12a.
