Flawonoidy w świecie roślinnym:

• szeroko rozpowszechnione szczególnie w roślinach kwiatowych

• stosukowo rzadko spotykane wśród bakterii, glonów, porostów, mszaków

• występują najczęściej jako żółte barwniki, rozpuszczalne w soku komórkowym w kwiatach i liściach, rzadziej w owocach

• 
  mogą pełnić rolę atraktantów owadów, chronić roślinę przed szkodliwym działanie promieniowania U, atakiem wirusów, grzybów i bakterii, a także wiele innych funkcji.

• rola atraktantów owadów

• zapewnienie roślinie ochrony przed szkodliwym działanie promieni UV

Własności fizykochemiczne

• zwykle żółte lub bezbarwne - wyjątek - antocyjanidyny

• Substancje stałe

• Glikozydy

• różnie rozpuszczalne w wodzie, dobrze w etanolu

• nierozpuszczalne w eterze, chloroformie, benzenie

• aglikony

• rzadziej rozpuszczalne w wodzie lub bardzo słabo rozpuszczalne

• dobrze rozpuszczają się w alkoholach

Działanie flawonoidów !!!

• działanie przeciwutleniające

• wysoka aktywność przeciwrodnikowa

• oddziaływanie na enzymy

• aktywność przeciwzapalna

• pozytywny wpływ na mikrokrążenie skórne

• uszczelnianie i wzmacnianie naczyń krwionośnych

• działanie antyagregacyjne na płytki krwi

• działanie przeciwalergiczne

• 
  
  aktywność proestrogenna

Aktywność przeciwrodnikowa:

• typ działania o znaczeniu podstawowym zarówno dla skory jak i dla całego organizmu

• mechanizmy leżące u podstaw takiej reaktywności flawonoidów oparte są na:

• pełnieniu roli donora wodoru lub elektronu

• zdolność do stabilizacji i delokalizacji niesparowanych elektronów

neutralizacja wolnych rodników

• flawonoidy naturalizują wolne rodniki różnego typu

• rodniki hydroksylowe (reaktywne)

• arnionorodnik ponadtlenkowy (paskudny, bardzo reaktywny)

• rodniki lipidowe (popsute lipidy)

• współdziałają z innymi związkami o działaniu przeciwrodnikowym

Struktura cząsteczki a aktywność przedrodnikowa

• najwyższą wartość przeciwrodnikową wykazują flawonoidy zawierające w swojej cząsteczce następujące ugrupowania:

• dwie grupy hydroksylowe w pierścieniu B

• 2 grupy hydroksylowe w pierścieniu A

• wiązanie podwójne pomiędzy C2 i C3 w pierścieniu C

• grupę ketonowa w pierścieniu C

• grupę hydroksylowa w pierścieniu C

• przynajmniej 4 grupy hydroksylowe w cząsteczce

Ochrona lipidów przed wolnymi rodnikami

• wpływ rodników na lipidy

• LH +ׁ OH → H₂O + Lׁ - powstaje rodnik lipidowy i woda (nastąpiła destrukcja)

• 
  Lׁ + O₂ → LOOׁ

• LOOׁ + LH → LOOH + Lׁ

• w obecność flawonoidu

• 
  LOOׁ + FI - OH → LOOH + FL - Oׁ

• Lׁ + FL - OH → LH + FL - Oׁ

• LOׁ + FL - OH → LOH + FL - Oׁ

• 
  reakcje z wolnymi rodnikami różnego rodzaju

• przerywanie łańcucha w różnych miejscach

Neutralizacja wolnych rodników - epigalokaechina (związek szczególnie skutecznie dezynfekuje wolne rodniki)

Aktywność przeciwrodnikowa flawonoidów

• ochrona lipidów cementu międzykomórkowego

• ochrona witaminy C przed utlenianiem (prekursorami procesu utleniania kwasu askorbinowego są wolne rodniki)

• ochrona błon komórkowych

• ochrona białek

• kompleksowa ochrona skóry

Wpływ flawonoidów na aktywność enzymów

• mechanizm działanie - tworzenie kompleksów chelatowych z metali

• enzym struktura białkowa

• część enzymów zawiera w swojej cząsteczce atom metali

Wpływ flawonoidów na aktywność enzymów

• chelatowanie jonów metali przez flawonoidy - hamowanie aktywności wielu enzymów

• modyfikacja aktywności

• oksydoreduktaz - lipoksygenazy, cykloksygenazy

• transferaz - odwrotnej transkryptazy

• hydrolaz - fosfoliesterazy, hialuronidazy, kolagenazy

• innych enzymów

chelatowanie metali przez flawonoidy:

najefektywniejsze chelatowanie atomów metali - gdy cząstka flawonoidu spełnia nastepujące warunki:

• obecność wiązania podwójnego

• obecność grupy ketonowej

• trzy grupy hydroksylowe, przynajmniej dwie grupy OH (hydroksylowe)

• grupa hydroksylowa

• grupa hydroksylowa

Znaczenie kosmetyczne

• 
  hamowanie aktywności kolagenazy

• kolagen - rozkładany przez kolagenaze

• hamowanie działania hialuronidazy

• hialuronidaza rozkłada kwas hialuronowy

• modyfikowanie aktywności wielu innych enzymów w skórze

Chelatowanie metali przez flawonoidy - związane jest z działanie przeciwutleniającym

• kationy metali - często pełnią rolę katalizatorów reakcji wielorodnikowych

np. proces utleniania adrenaliny

Oddziaływanie Na mikrokrążenie skórne

• krążenie skórne - bardzo duże znaczenie dla ogólnej kondycji skóry

• termoregulacja

• zaopatrzenie w substancje odżywcze

• odprowadzenie produktów przemiany materii

• zakłócenia w systemie mikrokrążenia - wpływ na koloryt skóry, obecność obrzęków, szybkość odnowy tkankowej.

Co wpływa na mikrokrążenie skórne?

• stan naczyń krwionośnych i ich ścianek

• a także swobodny przepływ krwi w naczyniach

OBECNOŚĆ FLAWONOIDÓW

Regulacja tych procesów

Flawonoidy a mikrokrążenie skórne

• flawonoidy

• mogą zapobiegać teleagientazjom (trwałe rozszerzenie naczynia tętnicze i żylne)

* przyczyna teleagientazji - naprzemienne kurczenie się i rozszerzanie naczyń następujące pod wpływem działania czynników

- zewnętrznych - np. temperatura

- wewnętrznych - np. skoki ciśnienia alkohol.

• Wzmacniają ścianki naczyń krwionośnych

• mechanizmy aktywności flawonoidów - bardzo złożone

Wzmacnianie ścian naczyń krwionośnych:

• zmniejszona odporności ścian naczyń krwionośnych

• nadmierna kurczliwość

• pękanie

• skłonność do krwawych wylewów podskórnych

• cześć flawonoidów wzmacnia naczynia krwionośne

• Rutyna i jej pochodne, hesperydyna, katechina, epikatechina, heperetyna

Mechanizmy:

• hamowanie utleniania adrenaliny

• ochrona witaminy C przed utlenianiem

• działanie na granulocyty obojętnochłonne - skomplikowany

hamowanie utleniania adrenaliny

• flawonoidy

• kompleksują jony żelaza i miedzi

• jony żelaza i miedzi - katalizują proces utleniania adrenaliny

• poprzez kompleksowanie jonów żelaza i miedzi flawonoidy hamują utlenianie adrenaliny

Rola adrenaliny:

• adrenalina - wywołuje skurcz naczyń krwionośnych

• zbyt niskie stężenie adrenaliny - osłabienie wytrzymałości naczyń

• stężenie zbyt niskie - skurcze krótkie i częste

• skurcze krótkie i częste - zmęczenie mięśniówki osłabienie wytrzymałości naczyń

• utrzymanie odpowiedniego stężenia adrenaliny - pośredni czynnik chroniący ściany naczyń

Ochrona witaminy C przed utlenianiem

• wolne rodniki - jeden z głównych czynników obniżających stężenie witaminy C w skórze

FLAWONOIDY

Neutralizacja wolnych rodników

Ochrona witaminy C

Witamina C

• obecność witaminy C - warunkuje prawidłową syntezę kolagenu

• kolagen - stanowi także budulec ścian naczyń krwionośnych

• zaburzenia w syntezie kolagenu - nieprawidłowości w budowie ścian naczyń, obniżanie ich wytrzymałości

Działanie na granulocyty obojętnochłonne

• granulocyty obojętnochłonne - komórki krwi, które wykrywają i pochłaniają bakterie i resztki komórek (fagocytoza)

• podczas fagocytozy

• wydzielają się nietrwałe rodniki tlenowe uszkadzające śródbłonek naczyniowy

• flawonoidy - neutralizują rodniki i hamują proces ich powstawania

• neutralizując wolne rodniki flawonoidy chronią śródbłonek naczyniowy przed uszkodzeniem

wpływ na przepływ krwi w naczyniach włosowatych

• zapobieganie agregacji płytek krwi - hamowanie syntezy fibryny

• zlepione płytki - mogą utrudniać przepływ krwi przez naczynia włosowate

• często - utrudnienie przepływu przez naczynia powoduje konieczność intensyfikacji przepływu przez pozostałe naczynia

• wzrost ciśnienia w naczyniu, trwałe rozszerzenia światła, teleangiektazje

• hamowanie syntezy fibryny

• wzmożone wydzielanie heparyny, która jest naturalnym czynnikiem przeciwagregacyjnym (działanie na granulocyty zasadochłonne)

• hamowanie syntezy tromboksanów

• hamowanie syntezy czynnika aktywującego płytki krwi

hamowanie syntezy fibryny

• chelatowanie kationów wapnia niezbędnych do działania tromboplastyny

• tromboplastyna - substancja niezbędna do powstawania trombiny

• trombina - konieczna do przekształcenia fibrynogenu w fibrynę

hamowanie syntezy czynnika aktywującego płytki krwi

• czynnik aktywująct płytki krwi (PAF) - związek, powodujący agregację płytek krwi

• alkilofosfolipid

• w obecności flawonoidów - hamowanie uwalniania czynnika aktywującego płytki krwi z fosfolipidów błon komórkowych

• zapobieganie agregacji płytek krwi

wpływ na wydzielanie heparyny

• heparyna - naturalny czynnik przeciwagregacyjny, zapobiega powstawaniu zakrzepów

• granulocyty zasadochłonne

• wydzielają heparynę

• heparyna hamuje aktywność tromboplastyny

FLAWONOIDY

oddziaływanie na granulocyty zasadochłonne

stymulacja wydzielania heparyny

zapobieganie agregacji płytek krwi

hamowanie powstawania tromboksanów

• tromboksany - jedna z grup tzw. eikozanoidów

• eikozanoidy - hormony tkankowe regulujące miejscowo funkcje organizmu

• do wytworzenia eikozanoidów - konieczne są NNKT: linolowy, alfa-linolenowy, gamma-linolenowy, arachidonowy

• tromboksany powstają z kwasu arachidonowego (TXA₂, TXB₂)

• biorą udział w procesie krzepnięcia krwi

• powodują agregację płytek krwi

wpływ flawonoidów na syntezę tromboksanów

• hamowanie aktywności fosfolipazy potrzebnej do uwolnienia kwasu arachidonowego z fosfolipidów

• hamowanie aktywności cyklooksygenazy koniecznej aby proces ten przebiegał prawidłowo

• hamowanie aktywności syntetazy tromboksanowej

różne działanie flawonoidów

• zdolność hamowania syntezy tromboksanów jest różna dla poszczególnych flawonoidów

• efektywne działanie naringenina, kwercetyna, katechina

• rutyna dużo gorzej

FOSFOLIPIDY

fosfolipaza

kwas arachidonowy

cyklooksygenaza

prekursor prostaglandyn

synteza tromboksanowa

TXA₂

TXB₂

• wpływ flawonoidów

zmniejszenie przepuszczalności ścian naczyń krwionośnych

• zbyt duża przepuszczalność ścian naczyń - duża ilość osocza uwalniana do przestrzeni międzykomórkowych

• obrzęk, opuchlizna

• flawonoidy - hamowanie aktywności hialuronidazy

hialuronidaza

• enzym rozkładający kwas hialuronowy

• kwas hialuronowy - bardzo ważny składnik ścian naczyń krwionośnych !!!

wpływ flawonoidów na aktywność hialuronidazy

• aktywność hialuronidazy - hamują przede wszystkim flawonoidy posiadające wolne grupy wodorotlenowe w pozycji 3 i 4

• gdy w pozycji 3 znajduje się grupa metoksylowa (OCH₃) - znaczny spadek aktywności

• taka sama zmiana w pozycji 7 - nie powoduje żadnych zmian aktywności

• flawonoidy wizolowane - dużo słabsze działanie niż flawonoidy w postaci mieszaniny naturalnej

hamowanie syntezy mediatorów stanów zapalnych

• mediatory stanów zapalnych - odpowiadają m.in. za zwiększenie przepuszczalności ścian naczyń krwionośnych

• większość mediatorów stanów zapalnych - powstaje z kwasu arachidonowego

• prostaglandyna E₂

• leukotrieny

• tromboksany A₂ i B₂

• cyklooksygenaza i lipoksygenaza - enzymy biorące udział w syntezie mediatorów stanów zapalnych

• flawonoidy - hamują aktywność cyklooksygenazy i 5-lipoksygenazy

• do funkcjonowania 5-lipoksygenazy - niezbędna jest obecność jonów Fe⁺³

• flawonoidy kompleksją jony Fe⁺³

hamowanie uwalniania histaminy

• histamina - uwalniana pod czas przebiegu stanów zapalnych z komórek tucznych i granulocytów zasadochłonnych

• jest przyczyna wzrostu przepuszczalności ścian naczyń krwionośnych

• flawonoidy - hamują proces utleniania histaminy z komórek tucznych i granulocytów zasadochłonnych

• uwalnianie histaminy z komórek tucznych - hamowane przez cykliczny AMP

• poprzez inhibicję aktywności fosfodiesterazy, która rozkłada cAMP flawonoidy powodują wzrost stężenia cAMP - następuje zahamowanie uwalniania histaminy z komórek tucznych

• hamowanie uwalniania histaminy - zależne od struktury flawonoidu

- związki z grupą ketonową w pozycji 4 i wiązaniem podwójnym w pierścieniu gamma - pironowym

• duża aktywność - diosmina, kwercetyna, hesperydyna

25

FLAWONOIDY

Flawony

Różni się od innych tym że cały pierścień przesunięty o 1 węgiel w dół

Flawanonole

Izoflawony !!!

katechiny

Flawanony

Flawonole

atraktanty [łac.] (środki wabiące), środki działające wabiąco na owady i gryzonie; stosowane (np. feromony) w celu podniesienia plonów (nęcenie pożytecznych owadów) lub, łącznie z truciznami, do zwalczania owadów i gryzoni; dawniej zw. przynętami

Ochrona, wzmocnienie i regeneracja skóry

Kwercetyna - jest najbardziej rozpowszechnionym flawonolem. Najczęściej spotykana jest w postaci glikozydów, choć często występuje również w wolnej postaci. Stwierdzono, że kwercetyna zmniejsza przepuszczalność naczyń krwionośnych (poprzez hamowanie enzymu hialuronidazy). Istnieją również doniesienia o jej korzystnym wpływie na stężenie lipidów w surowicy krwi. Jak wiele związków z tej grupy posiada również właściwości antyoksydacyjne. Zalicza się ją do grupy tak zwanych „wymiataczy wolnych rodników”. W związku z tymi korzystnymi działaniami, kwercetyna jest związkiem, który ma pewne zastosowanie w spowalnianiu procesów starzenia i w samej geriatrii, zwłaszcza w połączeniu z witaminą C. Wykazano też, że kwercetyna łagodzi skutki napromieniowania, co może mieć zastosowane przy zmniejszaniu nasilenia działań nieporządanych towarzyszących radioterapii nowotworów.

A

C

B

LH - lipid wolny nie zaatakowany

ׁ OH - rodnik hydroksylowy

FL - Oׁ - nieszkodliwy rodnik

FL - OH - flawonoid

1. inicjacja

2. propagacja

3. terminacja

(zakończenie)

A

C

B

Elastaza rozkłada elastynę

Witamina C

Enzym

Prolina

hydroksyprolina

---