Резюме

Въведение

Какаовите зърна, както всеки боб, са богати на мазнини, които представляват 50% или дори повече от общото тегло. Следващите най-важни съставки са протеини или азотни елементи, включително теобромин (1,0–2,5%) и кофеин (0,06–0,4%). Нишестето и захарите заедно формират 20–25% от теглото на зърната. Най-важното е, че какаовите зърна са концентриран източник на антиоксиданти, по-специално флавоноиди, като флаван-3-олите и техните производни присъстват във високи концентрации [1]. Съединенията на флаван-3-ола присъстват най-вече в какаовите зърна под формата на епикатехин и катехин [2], които също могат да служат като градивни елементи за полимерния процианидин тип B-2 [3]. Въпреки това, по време на преработката на зърната в какао на прах и шоколад, концентрацията на антиоксиданти може да бъде повлияна от различни биологични процеси и обработки като ферментация, печене и изхвърляне [4]. Генетичната променливост може също да генерира 1-4 пъти разлика в съдържанието на антиоксиданти в пресните какаови зърна [5], а съдържанието на епикатехин също варира от 2,66 mg g -1 в ямайски боб до 16,52 mg g - 1 в костарикански боб [6].

какаовия

Какаовите зърна съдържат ниски променливи количества кофеин (0,06–0,4%), добре познат психостимулант. Какаото на прах съдържа най-голямо количество кофеин, последвано от неподсладен шоколад за печене. Тъмният шоколад ще варира значително в количеството кофеин (35–200 mg 50 g -1), докато млечният шоколад съдържа относително ниски количества кофеин (14 mg 50 g -1). Какаовите зърна са и най-концентрираният източник на теобромин, друг метилксантин. За разлика от кофеина, теоброминът, също присъстващ в какаовите зърна, има само лек стимулиращ ефект върху централната нервна система. Количеството на теобромина варира в зависимост от крайния продукт. Тъмният шоколад, неподсладеният шоколад за печене и какаото на прах съдържат повече теобромин, отколкото млечния шоколад и шоколадовите сиропи. Например, 50 g млечен шоколад съдържа около 75 mg теобромин, докато същото тегло на много тъмен шоколад може да съдържа до 220 mg теобромин. Ефектите на метилксантините и главно тези на кофеина са подробно разгледани другаде както по отношение на когницията и умствената дейност [7,8], така и превантивните ефекти на този метилксантин върху свързания с възрастта когнитивен спад и невродегенеративни заболявания [b9, b10] и няма да бъдат подробни тук.

Какаото съдържа и някои други съединения с потенциална биологична активност. Това са биогенни амини като серотонин, триптофан, фенилетиламин, тирозин, триптамин и тирамин. Концентрацията на тези съединения се увеличава по време на ферментацията и намалява по време на печене и алкализиране. По принцип тези концентрации са без значение при здрави индивиди, тъй като тези съединения се метаболизират в чревната лигавица, черния дроб и бъбреците от моноаминооксидазите (МАО). Ефектите от биогенните амини се изразяват само при хора с дефицит на МАО и могат да доведат до главоболие и повишено кръвно налягане и оттам често до избягване на шоколад [b11]. Тези ефекти няма да бъдат обсъждани тук.

В допълнение, няколко други съединения с биологична активност могат да бъдат намерени в какаовите зърна и получените продукти. Това са анандамид, ендогенен лиганд за канабиноидния рецептор, намерен в ниски количества, 0,5 μg g -1, салсолинол и тетрахидро-β-карболини (THBC). Последните съединения се намират в млякото и тъмния шоколад и какаото (5, 20, 25 μg g -1 за салсолинол и съответно 1.4, 5.5 и 3.3 μg g -1 за THBC). Няма обаче доказателства, че консумацията на шоколад увеличава концентрацията на тези съединения в циркулиращата кръв. И накрая, магнезий може да се намери и в какаото и шоколада (90–100 mg 100 g -1 в какао срещу 43–50 mg 100 g -1 в тъмен шоколад [b11].

В обобщение, този преглед ще бъде посветен най-вече на здравните ефекти на какаото и шоколада, произтичащи от високото ниво на антиоксиданти, присъстващи в какаото и шоколада, а по-скоро като функционални храни. Този преглед ще се опита да анализира дали какаото и шоколадът могат да се считат за хранителни вещества, осигуряващи ползи за здравето, включително потенциалната превенция на някои заболявания. Наскоро няколко рецензионни статии се занимават с потенциалните свойства на невропротективните и подобряващи познанието флавоноиди от различни източници [b12 – b15]. В настоящия преглед ще се концентрираме върху потенциалните ефекти на флавоноидите от какаото и шоколада с особен акцент върху мозъчната активност и потенциалното невропротективно действие. Освен това ще бъдат разгледани ефектите на шоколада върху настроението.

Бионаличност и проникване на флаваноли в мозъка

Епикатехинът се абсорбира бързо при хора и се открива в плазмата 30 минути след поглъщане. Концентрациите на епикатехин достигат пик 2–3 часа след поглъщане и се връщат към изходните стойности на 6–8 часа след консумация на богат на флаванол шоколад. Общите ефекти от ежедневната редовна консумация могат потенциално да се натрупват [b16], главно ако се абсорбират във високи дози [b17].

За да окажат някакъв ефект върху мозъка, антиоксидантите трябва да преминат през кръвно-мозъчната бариера (BBB), за да навлязат в мозъка. Тяхната пропускливост е пропорционална на липофилността им и обратно пропорционална на степента им на полярност. Доказано е, че катехинът и епикатехинът преминават BBB в две BBB клетъчни линии, една от плъх и друга от човешки произход. Процесът зависи от времето, стереоселективен, епикатехин пресича по-ефективно BBB, отколкото катехин [b18]. При животни in vivo е установено, че епикатехинът навлиза в мозъка след поглъщане през устата и е открит в мозъка [b19, b20]. Установено е дори, че мозъчните концентрации на епикатехин се увеличават при повтаряща се експозиция на екстракт от полифенол от гроздови семки [b21].

Няма много налични данни за точното разпределение на флавоноидите в мозъчната тъкан и особено няма регионални данни за епикатехин. След хронично приложение са установени по-високи концентрации на тангеретин в стриатума на плъхове, хипоталамуса и хипокампуса [b22]. При добавени с боровинки плъхове антоцианини са открити в кората, хипокампуса, стриатума и малкия мозък [b23]. Възможността обаче епикатехинът и най-вероятно другите флавоноиди да преминат през кръвно-мозъчната бариера и да се натрупват в мозъка предполага, че те могат да представляват добри кандидати за пряко положително действие върху мозъка, включително познание и евентуално невропротекция (за преглед вижте [b15]).

Цереброваскуларни и когнитивни ефекти на флавоноидите от какао и шоколад

В обобщение, флавоноидите, съдържащи се в какаото и шоколада, изглеждат в състояние да подобрят различни видове когнитивни и зрителни задачи, вероятно в резултат на по-ефективна перфузия на кръв към различни невронни тъкани, ясно както предния мозък, така и по-задната кора и евентуално също влияят върху ретиналната кръв поток и визуална функция.

Потенциални невропротективни свойства на какаовите и шоколадови флаваноиди

Флавоноидите упражняват множество невропротективни действия, включително способността да предпазват невроните от увреждане, предизвикано от невротоксини, да намаляват невровъзпалението и да насърчават паметта, ученето и когнитивните функции. Тези ефекти са свързани с два често срещани процеса. Първо, както е подробно описано по-късно, флавоноидите взаимодействат със сигнални каскади, включващи протеинови и липидни кинази, които водят до инхибиране на невронната смърт чрез апоптоза, индуцирана от невротоксиканти (като кислородни радикали) и до насърчаване на невроналното оцеляване и синаптичната пластичност. Едновременно с това те предизвикват благоприятни ефекти върху съдовата система и върху CBF главно чрез подобряване на ендотелната функция и стимулиране на ангиогенезата. Чрез тези механизми консумацията на богати на флавоноиди хранителни вещества има потенциалната способност да ограничава невродегенерацията и да предотвратява или дори обръща когнитивния спад, свързан с възрастта (за преглед вж. [B15, b54]).

Свързан с възрастта когнитивен спад

Като цяло, цитираните по-горе проучвания се съгласяват с възможността диетичните флавоноиди да бъдат свързани с когнитивно съхранение, свързано с възрастта и ефектът може да бъде по-силен, ако флавоноидите се вземат заедно от различни хранителни източници.

Болест на Алцхаймер

Няколко проучвания разглеждат връзката между приема на антиоксиданти и деменция, най-често риска от болестта на Алцхаймер. При болестта на Алцхаймер прекомерното производство и отлагане на амилоиден бета (Ар) пептид водят до микроглиално активиране, а полученото производство на възпалителни медиатори допълнително увеличава производството на Ар и предизвиква смърт и дисфункция на невроните. Производството на β се медиира от β- и γ-секретаза и се предотвратява от α-секретаза. Наскоро беше показано, че в култивираните клетки на човешки невробластом ниските концентрации на NO нагоре регулират експресията на α-секретаза, а надолу регулират тази на β-секретаза. Тези данни предполагат, че цереброваскуларният NO може да потисне или ограничи производството на Ар [b12, b62]. Това превантивно действие може да бъде постигнато чрез приемане на различни хранителни и битови мерки, включително консумацията на какао на прах или шоколад [b32, b62]. Всъщност, както е разработено по-рано, флаванолите, съдържащи се в какао на прах и главно епикатехин, действат директно върху ендотела на мозъчните съдове, за да стимулират активността на конститутивната ендотелна NOS форма (eNOS), за да предизвикат вазодилатация и да подобрят цереброваскуларната перфузия [13,27,32].

Последните предклинични проучвания съобщават, че 5-месечно лечение с диета LMN, богата на полифеноли, сухи плодове и какао, индуцира неврогенеза в субвентрикуларната зона и хипокампус на възрастни мишки [b67] и е в състояние да предотврати свързаните с възрастта когнитивни увреждания и невропатология в див тип (WT) и мишки Tg2576, миши модел на болестта на Алцхаймер. Това подобрение корелира със 70% увеличение на клетъчната пролиферация в субвентрикуларната зона на мозъка. Тези резултати подкрепят критичната роля на полифенолите като човешки хранителни добавки за евентуално противодействие или забавяне на когнитивния спад по време на стареенето и неврологични заболявания като болестта на Алцхаймер [b68].

Удар

Неотдавнашно проучване също съобщи, че лечението с тъмен шоколад предотвратява възпалението на блуждаещия нерв в резултат на 16-месечно излагане на мишките на замърсения въздух на Мексико. Мишките, изложени на замърсен въздух, имаха значителен дисбаланс в гените, кодиращи антиоксидантните защитни сили, апоптозата и невродегенерацията на нивото на дорзалния вагусен комплекс и този дисбаланс беше смекчен чрез прилагане на шоколад [b73].

Потенциалните невропротективни ефекти на останалите съставки на шоколада не са известни, с изключение на невропротективния ефект на кофеина върху различни невродегенеративни заболявания като свързано с възрастта когнитивно намаление, болест на Алцхаймер [b10] и болест на Паркинсон [9], които са били обект на множество изследвания и скорошни метаанализи. Въпреки това, в сравнение с кафето, чая и безалкохолните напитки, които представляват основните източници на кофеин в нашата диета, съдържанието на кофеин в шоколада е много по-ниско и само по себе си не може да обясни известните ефекти на кофеина върху невродегенеративните заболявания, но може да допринесе.

Механизми на действие, залегнали в основата на шоколадовите флавоноидни ефекти върху мозъка

Шоколад и настроение

Познанието е доста трудно да се определи просто и е резултат от много други функции. Той включва участието на различни нива на паметта, вниманието, изпълнителните функции, възприятието, езика и психомоторните функции. Всички тези функции се влияят от възбудата и енергийното ниво, физическото благосъстояние, мотивацията и настроението. Тъй като е доказано, че последната функция се влияе от консумацията на шоколад и въпреки че ефектите на настроението не са пряко свързани с концентрацията на епикатехин в шоколада, ние ще разгледаме този аспект тук.

Общоприето е мнението, че яденето на шоколад може да подобри състоянието на настроението и да накара хората да се чувстват добре. Шоколадът често се свързва с емоционален комфорт. Този ефект изглежда е свързан със способността на въглехидратите, включително шоколада, да насърчават този тип положителни чувства чрез освобождаването на множество чревни и мозъчни пептиди [b86]. Въпреки че шоколадът съдържа два аналога на анандамин, които се свързват със същите мозъчни участъци като канабиса, всяка асоциация с удоволствието от шоколада вероятно е непряка, тъй като аналозите на анандамин инхибират разграждането на ендогенния анандамин [b87]. В допълнение, увеличаването на канабиноидите в циркулиращата кръв или урина не може да бъде отчетено от консумацията на шоколад, дори в много големи количества [b88].

Антидепресантният ефект на какаовия полифенолен екстракт е оценен при плъхове. А в дози от 24 и 48 mg kg −1 14 дни –1, този екстракт значително намалява продължителността на обездвижване при принудителен тест за плуване, без да има ефект върху локомоторната активност на открито, потвърждавайки, че антидепресантният ефект на какаото полифенолен екстракт в модела на теста за принудително плуване е специфичен [b89].

Лошото настроение стимулира яденето на комфортни храни като шоколад. Отношението към шоколада е два отделни вида [b98]. Първият фактор се нарича апетит и е свързан с видно занимание с шоколад и компулсивно ядене, което се случва най-вече при емоционален стрес, което предполага връзка между негативно настроение и силно желание за консумация на шоколад [b99]. Връзката между желанието за шоколад и консумацията при емоционален стрес е показана в едно проучване. Субектите трябваше да слушат фонова музика, предизвикваща весело или тъжно настроение, а приемът на шоколад се увеличаваше от звука на тъжната музика [b98].

Друг фактор, който трябва да се има предвид, е вкусът на храната. При плъхове много данни показват, че ендогенните опиати регулират приема на храна, като модулират степента, до която удоволствието се предизвиква от вкусни храни. При хората критичният фактор за задоволяване на желанието за шоколад е вкусът и усещането в устата [b100]. Шоколадът се жадува предимно от жени и предимно в перименструалния период. Мъжете и жените се различават в реакцията си на засищане, което води до хипотезата, че регулирането на приема на храна варира между двата пола [b101].

Композитните сензорни свойства на шоколада са по-склонни да играят важна роля в шоколадовия вкус или желание, отколкото по-прости обяснения за ролята му в апетита и ситостта. Например, ако калориен дефицит мотивира желанието за шоколад, и млечният, и белият шоколад трябва да се харесат еднакво, но не е така. Ако психоактивните вещества или дефицитът на магнезий стоят в основата на желанието за шоколад, тогава млечният шоколад и неподсладеното какао на прах трябва да се харесат еднакво, но отново не е така. Ако привлекателността е уникалната сензорна комбинация от шоколад, тогава шоколадът е единственият начин да задоволиш този апетит [b102].

Мотивацията за предпочитание на шоколада изглежда е предимно, ако не изцяло, сензорна. Харесването на сензорните свойства може да произхожда от вродено или придобито харесване въз основа на сладостта, текстурата и аромата на шоколада, или може да се основава отчасти на взаимодействията между ефектите на шоколада след поглъщане и състоянието на човека (напр. Настроение, концентрации на хормони ). Изненадващо има малко доказателства за връзка между пристрастяването към шоколада и харесването на шоколад [b100]. Консумацията на шоколад обаче не успява да активира обвивката на nucleus accumbens [b108], ключовата структура за зависимост от наркотиците [b109, b110].

Заключения

Конкуриращи се интереси

Няма конкуриращи се интереси, които да се декларират.