Česnek nás nepřestává udivovat: překvapivé biologické účinky ajoenu
Publikováno: Pátek, 05.07. 2013 - 07:06:19
Téma: prof Patočka


Česnek nás nepřestává udivovat: překvapivé biologické účinky ajoenu

Jiří Patočka

    Česnek (Allium sativum) je stará kulturní rostlina, která je již po tisíciletí oceňována pro svou léčivou sílu. Nejstarší záznamy o jeho použití pochází z Egypta. Staří Egypťané pojídali česnek ve velkém množství. Stavitelé pyramid dobře znali jeho léčivé a preventivní účinky a používali jej k léčení téměř všech chorob. Pypyrus z roku 1600 př. n.l. líčí stávku dělníků pracujících na stavbě pyramidy, protestujících proti tomu, že nedostali česnek. Na Cheopsově pyramidě u Gízy byla nalezena tabulka, informující o tom, že při její stavbě bylo za česnek a cibuli vydáno 1600 stříbrných talentů. Známý Ebersův papyrus, sbírka lékařských předpisů stará 3500 let, uvádí 22 různých receptů obsahujících česnek v diagnózách jako je bolest hlavy, srdeční slabost, střevní cizopasnící, ekzémy, gynekologické potíže apod. Česneku si velmi vážili také Řekové a Římané. Starověký řecký lékař Dioskorides doporučoval česnek na čištění krve. Římané byli přesvědčeni, že česnek léčí kašel a čistí plíce od hlenu a hnisu. Na příkaz císaře Nerona byl česnek přidělován římským legiím, „aby se zvýšila jejich bojeschopnost". Lékaři ve starém Řecku, Egyptě, Číně a Indii považovali česnek za všestranný lék, a léčili s ním všechno, počínaje nachlazením a konče „stářím“. Vědeckému zkoumání podrobil česnek poprvé Louis Pasteur v polovině 19. století, když studoval jeho baktericidní účinky, a od té doby je česnek předmětem trvalého zájmu mnoha výzkumníků.



     Největší uplatnění nachází česnek v kuchyni jako zelenina specifické chuti a vůně, a i když každému zrovna nevoní, pro přípravu některých pokrmů je nepostradatelný. Používá se k přípravě masitých a zeleninových pokrmů, k přípravě topinek, bramborových placek, ale také do polévek, k dochucení pomazánek, sýrů, tvarohů atd. Bohatým používáním česneku v kuchyních některých středomořských států je někdy zdůvodňováno, proč se v zemích jako Itálie či Španělsko tak málo vyskytuje arteriosklerosa.
     Česnek odjakživa hrál významnou úlohu v černé magii. Měl ochraňovat člověka proti zlým duchům, démonům a ostatním bytostem astrálního světa. Chránil zejména před upíry a vlkodlaky. V lidové magii byl česnek bylinou bezpečí a duchovní očisty. Česnek zavěšený v domácnosti, odháněl od domu veškeré zlo. Chránil stavení před zlými démony, jeho obyvatele před uhranutím. Také se někde vkládal pod polštář miminkům a malým dětem, aby jim během noci neublížilo nic z tohoto světa ani ze světa duchů. Podle legendy užíval česnek jako ochranu proti nečistým silám také Odysseus. Možná, že jedině díky jeho magické síle se ubránil vědmě Kirké, která všechny jeho vojáky změnila v špinavé vepře, sotvaže přistáli na ostrově Aiaia.
     Využití česneku jako léku má velmi starou historii, která přesahuje až do současnosti. Dnes, v době úniku části společnosti od syntetických léčiv a návratu ke všemu přírodnímu, je tato rostlina znovu objevována a znovu se stává předmětem seriozního farmaceutického a medicínského výzkumu. Většina příznivých účinků česneku pochází z více než stovky jeho složek obsahujících síru. Když cibulku česneku rozmačkáme nebo rozžvýkáme, změní se alliin (jedna z těchto složek) na allicin, chemickou látku odpovědnou za česnekový zápach i jeho léčivé účinky. Přeměna alliinu na allicin se děje účinkem specifického enzymu alliinázy, která se uvolní při narušení buněčného pletiva a rostlině slouží jako ochrana před škůdci. Allicin jako příčina česnekového zápachu i baktericidního účinku česneku je známa již od roku 1944, kdy chemici C.J. Cavallito a J.H. Bailey tuto látku z česneku izolovali a v laboratoři podrobili zkoumání.
     V roce 1986 byla v česneku nalezena další organická sloučenina síry, která byla nazvána ajoen ((E,Z)-4,5,9-trithiadodeka-1,6,11-trien-9-oxid) podle španělského výrazu pro česnek – ajo. Látka vykazovala silný antiagregační účinek (Apitz-Castro et al., 1986a), založený na její přímé interakci s fibrinogenem (Apitz-Castro et al., 1986b). Tento mechanismus byl odlišný od jiných látek blokujících agregaci krevních destiček (Jamaluddin et al., 1988). Ajoen chránil psy napojené na mimotělní oběh před vznikem trombózy (Apitz-Castro et al., 1988).
     Ajoen však vykazuje i jiné biologické účinky. Inhibuje např. růst plísní jako je Aspergillus niger nebo Candida albicans (Yoshida et al., 1987), inhibuje aktivitu enzymu lipooxygenázy (Belamn et al., 1989), inhibuje aktivitu lidské žaludeční lipázy (Gargouri et al., 1989), má cytotoxický účinek na mnohé buněčné linie nádorů (Scharfenberg et al., 1990), má hyperpolarizační účinek na membrány a vyvolává vasodilataci (Siegel et al., 1991), inhibuje S-9-dependentní mutagenézu indukovanou AFB1 a inhibuje vazbu AFB1 na DNA (Tadi et al., 1991), snižuje hladinu cholesterolu tím, že inhibuje jeho syntézu (Sendl et al., 1992; Gebhards et al., 1994), antagonizuje integrin-dependentní procesy v T-lymfoblastech infikovaných virem HIV (Tatarintsev et al., 1992) a blokuje replikaci  tohoto viru (Walder et al., 1997), inhibuje proliferaci parazitického prvoka Trypanosoma cruzi, původce Chagasovy nemoci čili americké trypanozomiázy (Urbina et al., 1993) i plasmodií, původce malérie (Perez et al., 1994), inhibuje růst dermatofytů způsobujících tinea pedis, nejčastěji se vyskytující mykotické onemocnění postihující meziprstí a plosky nohou (Ledezma et al., 1996, 2000) a řady dalších patogenních mikroorganismů (Naganawa et al., 1996; Yoshida et al., 1998), včetně houby Paracoccidioides brasiliensis, která je původcem jihoamerické blastomykózy zvané parakokcidiodomykóza (San-Blas et al., 1997), která postihuje trávicí ústrojí vč. sliznice dutiny ústní, kůže, popř. plíce (Visbal et al., 2005; Thomaz et al., 2008). Ajoen blokuje také leishmanie, původce leishmaniózy (Ledezma et al., 2002) a in vitro účinkuje proti Cladophialophora carrionii (Pérez-Blanco et al., 2003), významnému etiologickému agens chromoblastomykózy. Ajoen vykazuje rovněž antimutagenní účinky u experimentálně vyvolaných mutací (Ishikawa et al., 1996), je účinným modulátorem funkcí buněčné imunity (Romano et al., 1997), inhibuje aktivitu tyrosinové proteinfosfatázy v lidských krevních destičkách (Villar et al., 1997) a vyvolává apoptózu v lidských promyeloleukemických buňkách (Dirsch et al., 1998; Ahmed et al., 2001; Antlsperger et al., 2003), leukemických buňkách (Dirsch et al., 2002) a mohl by tak představovat nový přístup v terapii nádorů (Li et al., 2002; Tilli et al., 2003; Ye et al., 2005; Taylor et al., 2006; Hunter et al., 2008; Kaschula et al., 2010, 2011). Ajoen funguje též jako nesteroidní antiflogistikum (Dirsch a Vollmar, 2001) a tím, že inhibuje prenylaci proteinů (Ferri et al., 2003), zasahuje významným způsobem do regulace rodiny genů ze skupiny protoonkogenů. Není to však jediný mechanismus, jakým vyvolává ajoen programovanou smrt buňky (Ledezma et al., 2004; Xu et al., 2004; Yang et al., 2006). Předpokládá se, že uplatnění by mohl ajoen nalézt zejména v onkohematologii (Miroddi et al., 2011).
     Zajímavou schopnost ajoenu objevili zcela nedávno dánští vědci. Zjistili totiž, že ajoen inhibuje geny, které se podílí na komunikaci mezi bakteriemi, tzv. quorum sensing (Jakobsen et al., 2012).
     I když převážná část článku je věnována ajoenu, není to jediná biologicky účinná látka česneku. I v současné době jsou objevovány stále další. V roce 2009 byla objevena thiofenonová sloučenina nazvaná thiacremonon (Ban et al., 2009a). Ten vykazuje silný protizánětlivý a anti-arthritický efekt a byl u něj také zjištěn protinádorový účinek (Ban et al., 2009b). Látka již byla patentována jako preventivní přípravek a potenciální léčivo rakoviny (Hong et al., 2009). Zcela nedávno, v roce 2010, izolovali korejští autoři další síru-obsahující sloučeninu se složitým názvem 3-(allyltrisulfanyl)-2-aminopropanová kyselina. Na rozdíl od allicinu, který se tepelnou úpravou ničí, tato látka je teplu odolná. Hubí nejen četné bakterie, ale také patogenní kvasinky (Kang et al., 2010). Určitě to není poslední látka s příznivým účinkem na lidské zdraví, která byla v této prastaré kulturní rostlině nalezena.
     Když vezmeme v úvahu, že česnek je také bohatým zdrojem vitamínů A, B a C, že obsahuje stopové prvky jako je selen, jod, mangan, měď, bór, molybden, kobalt a zinek, že snižuje hladinu cholesterolu, redukuje krevní srážlivost, zvyšuje imunitu, mírně snižuje krevní tlak tím, že rozšiřuje cévy a pomáhá tak zlepšovat krevní oběh, jistě mu odpustíme jeho zápach. Může také sloužit k prevenci některých druhů rakoviny a to jistě stojí za to, abychom jej zařadili do svého jídelníčku.

Literatura

Ahmed N, Laverick L, Sammons J, Zhang H, Maslin DJ, Hassan HT. Ajoene, a garlic-derived natural compound, enhances chemotherapy-induced apoptosis in human myeloid leukaemia CD34-positive resistant cells. Anticancer Res. 2001; 21(5): 3519-3523.
Antlsperger DS, Dirsch VM, Ferreira D, Su JL, Kuo ML, Vollmar AM. Ajoene-induced cell death in human promyeloleukemic cells does not require JNK but is amplified by the inhibition of ERK. Oncogene. 2003; 22(4): 582-589.
Apitz-Castro R, Escalante J, Vargas R, Jain MK. Ajoene, the antiplatelet principle of garlic, synergistically potentiates the antiaggregatory action of prostacyclin, forskolin, indomethacin and dypiridamole on human platelets. Thromb Res. 1986a; 42(3): 303-311.
Apitz-Castro R, Ledezma E, Escalante J, Jain MK. The molecular basis of the antiplatelet action of ajoene: direct interaction with the fibrinogen receptor. Biochem Biophys Res Commun. 1986b; 141(1): 145-150.
Apitz-Castro R, Ledezma E, Escalante J, Jorquera A, Pinãte FM, Moreno-Rea J, Carrillo G, Leal O, Jain MK. Reversible prevention of platelet activation by (E,Z)-4,5,9-trithiadodeca-1,6,11-triene 9-oxide (ajoene) in dogs under extracorporeal circulation. Arzneimittelforschung. 1988; 38(7) :901-904.
Ban JO, Lee HS, Jeong HS, Song S, Hwang BY, Moon DC, Yoon do Y, Han SB, Hong JT. Thiacremonone augments chemotherapeutic agent-induced growth inhibition in human
colon cancer cells through inactivation of nuclear factor-{kappa}B. Mol Cancer Res. 2009a; 7(6): 870-879.
Ban JO, Oh JH, Kim TM, Kim DJ, Jeong HS, Han SB, Hong JT. Anti-inflammatory and arthritic effects of thiacremonone, a novel sulfur compound isolated from garlic via inhibition of NF-kappaB. Arthritis Res Ther. 2009b; 11(5): R145.
Belman S, Solomon J, Segal A, Block E, Barany G. Inhibition of soybean lipoxygenase and mouse skin tumor promotion by onion and garlic components. J Biochem Toxicol. 1989; 4(3): 151-160.
Dirsch VM, Antlsperger DS, Hentze H, Vollmar AM. Ajoene, an experimental anti-leukemic drug: mechanism of cell death. Leukemia. 2002; 16(1): 74-83.
Dirsch VM, Gerbes AL, Vollmar AM. Ajoene, a compound of garlic, induces apoptosis in human promyeloleukemic cells,  accompanied by generation of reactive oxygen species and activation of nuclear factor kappaB. Mol Pharmacol. 1998; 53(3): 402-407.
Dirsch VM, Vollmar AM. Ajoene, a natural product with non-steroidal anti-inflammatory drug (NSAID)-like  properties? Biochem Pharmacol. 2001; 61(5): 587-593.
Ferri N, Yokoyama K, Sadilek M, Paoletti R, Apitz-Castro R, Gelb MH, Corsini A. Ajoene, a garlic compound, inhibits protein prenylation and arterial smooth muscle cell proliferation. Br J Pharmacol. 2003; 138(5): 811-818.
Gargouri Y, Moreau H, Jain MK, de Haas GH, Verger R. Ajoene prevents fat digestion by human gastric lipase in vitro. Biochim Biophys Acta. 1989; 1006(1): 137-139.
Gebhardt R, Beck H, Wagner KG. Inhibition of cholesterol biosynthesis by allicin and ajoene in rat hepatocytes and HepG2 cells. Biochim Biophys Acta. 1994; 1213(1): 57-62.
Hong JT, Ban JO, Jeong HS, Kim DJ. Pharmaceutical composition comprising thiacremonone for preventing or treating cancer. US Patent 20090093536, 4.9.2009.
Hunter R, Kaschula CH, Parker IM, Caira MR, Richards P, Travis S, Taute F, Qwebani T. Substituted ajoenes as novel anti-cancer agents. Bioorg Med Chem Lett. 2008; 18(19): 5277-5279.
Ishikawa K, Naganawa R, Yoshida H, Iwata N, Fukuda H, Fujino T, Suzuki A. Antimutagenic effects of ajoene, an organosulfur compound derived from garlic. Biosci Biotechnol Biochem. 1996; 60(12): 2086-2088.
Jakobsen TH, van Gennip M, Phipps RK, Shanmugham MS, Christensen LD, Alhede M, Skindersoe ME, Rasmussen TB, Friedrich K, Uthe F, Jensen PØ, Moser C, Nielsen KF, Eberl L, Larsen TO, Tanner D, Høiby N, Bjarnsholt T, Givskov M. Ajoene, a sulfur-rich molecule from garlic, inhibits genes controlled by quorum sensing. Antimicrob Agents Chemother. 2012; 56(5): 2314-2325.
Jamaluddin MP, Krishnan LK, Thomas A. Ajoene inhibition of platelet aggregation: possible mediation by a hemoprotein. Biochem Biophys Res Commun. 1988; 153(1): 479-486.
Kang SS, Lim DR, Kyung KH. 3-(allyltrisulfanyl)-2-aminopropanoic acid, a novel nonvolatile water-soluble antimicrobial sulfur compound in heated garlic. J Med Food. 2010; 13(5): 1247-1253.
Kaschula CH, Hunter R, Hassan HT, Stellenboom N, Cotton J, Zhai XQ, Parker MI. Anti-proliferation activity of synthetic ajoene analogues on cancer cell-lines. Anticancer Agents Med Chem. 2011; 11(3): 260-266.
Kaschula CH, Hunter R, Parker MI. Garlic-derived anticancer agents: structure and biological activity of ajoene. Biofactors. 2010; 36(1): 78-85.
Ledezma E, Apitz-Castro R, Cardier J. Apoptotic and anti-adhesion effect of ajoene, a garlic derived compound, on the murine melanoma B16F10 cells: possible role of caspase-3 and the alpha(4)beta(1)  integrin. Cancer Lett. 2004; 206(1): 35-41.
Ledezma E, DeSousa L, Jorquera A, Sanchez J, Lander A, Rodriguez E, Jain MK, Apitz-Castro R. Efficacy of ajoene, an organosulphur derived from garlic, in the short-term therapy of tinea pedis. Mycoses. 1996; 39(9-10): 393-395.
Ledezma E, Jorquera A, Bendezú H, Vivas J, Pérez G. Antiproliferative and leishmanicidal effect of ajoene on various Leishmania species: ultrastructural study. Parasitol Res. 2002; 88(8): 748-753.
Ledezma E, Marcano K, Jorquera A, De Sousa L, Padilla M, Pulgar M, Apitz-Castro R. Efficacy of ajoene in the treatment of tinea pedis: a double-blind and comparative study with terbinafine. J Am Acad Dermatol. 2000; 43(5 Pt 1): 829-832.
Li M, Ciu JR, Ye Y, Min JM, Zhang LH, Wang K, Gares M, Cros J, Wright M, Leung-Tack J. Antitumor activity of Z-ajoene, a natural compound purified from garlic: antimitotic and microtubule-interaction properties. Carcinogenesis. 2002; 23(4): 573-579.
Miroddi M, Calapai F, Calapai G. Potential beneficial effects of garlic in oncohematology. Mini Rev Med Chem. 2011; 11(6): 461-472.
Naganawa R, Iwata N, Ishikawa K, Fukuda H, Fujino T, Suzuki A. Inhibition of microbial growth by ajoene, a sulfur-containing compound derived from garlic. Appl Environ Microbiol. 1996; 62(11): 4238-4242.
Pérez-Blanco M, Valles RH, Zeppenfeldt GF, Apitz-Castro R. Ajoene and 5-fluorouracil in the topical treatment of Cladophialophora carrionii chromoblastomycosis in humans: a comparative open study. Med Mycol. 2003; 41(6): 517-520.
Perez HA, De la Rosa M, Apitz R. In vivo activity of ajoene against rodent malaria. Antimicrob Agents Chemother. 1994; 38(2): 337-339.
Romano EL, Montaño RF, Brito B, Apitz R, Alonso J, Romano M, Gebrán S, Soyano A. Effects of Ajoene on lymphocyte and macrophage membrane-dependent functions. Immunopharmacol Immunotoxicol. 1997; 19(1): 15-36.
San-Blas G, Urbina JA, Marchán E, Contreras LM, Sorais F, San-Blas F. Inhibition of Paracoccidioides brasiliensis by ajoene is associated with blockade of phosphatidylcholine biosynthesis. Microbiology. 1997; 143 ( Pt 5): 1583-1586.
Sendl A, Schliack M, Löser R, Stanislaus F, Wagner H. Inhibition of cholesterol synthesis in vitro by extracts and isolated compounds prepared from garlic and wild garlic. Atherosclerosis 1992; 94(1): 79-85.
Scharfenberg K, Wagner R, Wagner KG. The cytotoxic effect of ajoene, a natural product from garlic, investigated with  different cell lines. Cancer Lett. 1990; 53(2-3): 103-108.
Siegel G, Walter A, Schnalke F, Schmidt A, Buddecke E, Loirand G, Stock G. Potassium channel activation, hyperpolarization, and vascular relaxation. Z Kardiol. 1991; 80 Suppl 7: 9-24.
Tadi PP, Teel RW, Lau BH. Organosulfur compounds of garlic modulate mutagenesis, metabolism, and DNA binding of aflatoxin B1. Nutr Cancer. 1991; 15(2): 87-95.
Tatarintsev AV, Vrzheshch PV, Schegolev AA, Yershov DE, Turgiev AS, Varfolomeyev
SD, Kornilayeva GV, Makarova TV, Karamov EV. Ajoene antagonizes integrin-dependent processes in HIV-infected T-lymphoblasts. AIDS. 1992; 6(10): 1215-1217.
Taylor P, Noriega R, Farah C, Abad MJ, Arsenak M, Apitz R. Ajoene inhibits both primary tumor growth and metastasis of B16/BL6 melanoma cells in C57BL/6 mice. Cancer Lett. 2006; 239(2): 298-304.  
Thomaz L, Apitz-Castro R, Marques AF, Travassos LR, Taborda CP. Experimental paracoccidioidomycosis: alternative therapy with ajoene, compound from Allium sativum, associated with sulfamethoxazole/trimethoprim. Med Mycol. 2008; 46(2): 113-118.
Tilli CM, Stavast-Kooy AJ, Vuerstaek JD, Thissen MR, Krekels GA, Ramaekers FC,
Neumann HA. The garlic-derived organosulfur component ajoene decreases basal cell carcinoma tumor size by inducing apoptosis. Arch Dermatol Res. 2003; 295(3): 117-123.
Urbina JA, Marchan E, Lazardi K, Visbal G, Apitz-Castro R, Gil F, Aguirre T, Piras MM, Piras R. Inhibition of phosphatidylcholine biosynthesis and cell proliferation in Trypanosoma cruzi by ajoene, an antiplatelet compound isolated from garlic. Biochem Pharmacol. 1993; 45(12): 2381-2387.
Villar R, Alvariño MT, Flores R. Inhibition by ajoene of protein tyrosine phosphatase activity in human platelets. Biochim Biophys Acta. 1997; 1337(2): 233-240.
Visbal G, San-Blas G, Murgich J, Franco H. Paracoccidioides brasiliensis, paracoccidioidomycosis, and antifungal antibiotics. Curr Drug Targets Infect Disord. 2005; 5(3): 211-226.
Walder R, Kalvatchev Z, Garzaro D, Barrios M, Apitz-Castro R. In vitro suppression of HIV-1 replication by ajoene [(e)-(z)-4,5,9-trithiadodeca-1,6,11-triene-9 oxide]. Biomed Pharmacother. 1997; 51(9): 397-403.
Xu B, Monsarrat B, Gairin JE, Girbal-Neuhauser E. Effect of ajoene, a natural antitumor small molecule, on human 20S proteasome activity in vitro and in human leukemic HL60 cells. Fundam Clin Pharmacol. 2004; 18(2): 171-180.
Yang JY, Della-Fera MA, Nelson-Dooley C, Baile CA. Molecular mechanisms of apoptosis induced by ajoene in 3T3-L1 adipocytes. Obesity (Silver Spring). 2006; 14(3): 388-397.
Ye Y, Yang HY, Wu J, Li M, Min JM, Cui JR. Z-ajoene causes cell cycle arrest at G2/M and decrease of telomerase activity in HL-60 cells. [Article in Chinese] Zhonghua Zhong Liu Za Zhi. 2005; 27(9): 516-520.
Yoshida H, Iwata N, Katsuzaki H, Naganawa R, Ishikawa K, Fukuda H, Fujino T, Suzuki A. Antimicrobial activity of a compound isolated from an oil-macerated garlic extract. Biosci Biotechnol Biochem. 1998; 62(5): 1014-1017.
Yoshida S, Kasuga S, Hayashi N, Ushiroguchi T, Matsuura H, Nakagawa S. Antifungal activity of ajoene derived from garlic. Appl Environ Microbiol. 1987; 53(3): 615-617.







Tento článek si můžete přečíst na webu Toxicology - Prof. RNDr. Jiří Patočka, DrSc
http://toxicology.cz

Tento článek najdete na adrese:
http://toxicology.cz/modules.php?name=News&file=article&sid=585