Czekolada i jej wpływ na Twój organizm

Czekolada jest wyrobem cukierniczym sporządzanym z miazgi kakaowej, tłuszczu kakaowego, środka słodzącego oraz innych dodatków.  Wyróżniamy kilka rodzajów takich jak: gorzka, mleczna, deserowa oraz biała, różniących się od siebie zawartością miazgi kakaowej a tym samym ilością związków bioaktywnych.

Ekstrakt kakao nawiązuje do bioaktywnych związków chemicznych znalezionych w wyrobach kakaowych. Związki te zawierają flawonoidy, procyjanidyny oraz epikatechiny. Jednak te molekuły nie są specyficzne dla kakao, ekstrakt kakaowy zawiera szczególnie wysoki poziom epikatechin, w porównaniu z innymi produktami roślinnymi. Suplementacja ekstraktem z kakao oraz spożywanie ciemnej czekolady jest powiązane z lepszym przepływem krwi i poprawieniem wrażliwości na insulinę. Wstępne badania sugerowały, iż epikatechiny mogą także dostarczać korzyści dla długowieczności poprzez zwiększenie przepływu krwi i dotlenienie mózgu. Aczkolwiek, efekt ten nie był połączony z poprawą pamięci czy funkcjami poznawczymi, może pełnić rolę ochronną w procesie starzenie się. Niektóre badania sugerowały również, że epikatechiny mogą pomóc w złagodzeniu upośledzenia mitochondriów. Kiedy epikatechiny są wchłaniane przez organizm dochodzi do aktywacji ścieżki insulinowej, która powoduje łagodną absorbcję glukozy. Wzrost wychwytu glukozy oznacza, iż organizm może pobierać cukier z krwi bardziej efektywnie. Zażywanie epikatechin zwiększa produkcję tlenku azotu, cząsteczki poszerzającej naczynia krwionośne oraz poprawiającej przepływ krwi.

Spożywanie 26-40g produktów z ciemną czekoladą zawierającą niemniej, niż 75% kakao, może sprawić, iż suplementacja ekstraktem z kakao i epikatechinami nie będzie konieczna. Jest to około 200 kilokalorii, trochę mniej niż standardowy baton. Produkty ubogie w kakao jak mleko czekoladowe czy biała czekolada nie zastępują suplementacji. Ekstrakt kakao jest bezpiecznym suplementem, wspomaga krążenie i efektywność produkcji energii. Posiada potencjał długoterminowych korzyści bez znaczenia czy epikatechiny będą pochodzić z suplementów czy pożywienia. Ciemna czekolada zawierająca co najmniej 70% kakao, jest zarówno smaczna jak i bogata w polifenole, co czyni ją najlepszym źródłem tych bioaktywnych związków.

Z dżungli do fabryki

W XIX wieku szwedzki uczony Karol Linneusz wprowadził do międzynarodowego nazewnictwa roślin gatunek Theobroma cacao(theo-bóg, broma-napój). Rdzenni mieszkańcy amazońskiej dżungli wytwarzali z ziarna kakaowego napój zwany xococalt(gorzka woda). Sporządzony przez Majów i Azteków napój wypijany był podczas obrzędów religijnych oraz przez wzgląd na swoje pobudzające właściwości podawano go również wojownikom. Kakao sprowadzane do Europy szybko zdobyło uznanie na dworach szlacheckich. Napojowi z ziaren kakaowca przypisano ponad sto wskazań do jego zastosowania, począwszy od zmęczenia kończąc na dolegliwościach nerkowych i jelitowych. Aż do XIX wieku mogliśmy spotkać go w aptekach sprzedawany jako afrodyzjak. Z czasem magiczny napój Azteków został zastąpiony przez inne formy kakaowego ziarna jak twarda czekolada. Dopiero w XX wieku zaczęto badania naukowe w celu poznania składu i właściwości czekolady(33).

Ekstrakt kakao pochodzący z nasion kakao jako gorzki składnik wykorzystywany jest do użytku komercyjnego lub jako suplement diety(1). Wyrażenie „ekstrakt kakao” odwołuje się do zbioru polifenoli znalezionych w ciemnej czekoladzie, które mogą przynieść korzyści dla zdrowia. Większość polifenoli w kakao to flawonoidy, w szczególności podzbiór znany jako flawonole(1) i terminy takie jak „flawonoidy kakao” oraz „flawonole kakao” są używane zamiennie z ekstraktem kakao. Kakao w szczególności zawiera: epikatechiny, katechiny, procyjanidyny(2)(3)(4). Ogólne stanowisko wskazuje, iż mleko czekoladowe i syropy czekoladowe posiadają nieistotną z punktu widzenia zdrowotnego zwartość bioaktywnych związków kakao, podczas gdy standardowa ciemna czekolada jest dobrym źródłem katechin i procyjanidynów, natomiast niesłodzona czekolada jest lepsza, a niesłodzony proszek kakao jest najlepszym źródłem tych związków bioaktywnych(3)(4).

Ekstrakt kakao zawiera polifenole(5) w zakresie od 8,07 do 487.7mg/g(6), co czyni go jednym z najlepszych źródeł polifenoli w naszej diecie. Naturalne kakaowe produkty wykazują większą ogólną ilość flawonoidów niż inne produkty kakaowe czy ciemna czekolada, a mleko czekoladowe wykazuje najmniejszą ilość flawonoidów w swoim składzie(7).

Kakao a układ krążenia

Niektóre badanie wskazują, że kakao może zwiększyć produkcję tlenku azotu. Przyjmowanie ciemnej czekolady(30g 70% kakao) w prewencji nadciśnieniowej podniosła wartość tlenku azotu w surowicy w przeciągu piętnastu dni o 54%(8). Jedno z badań wykazało redukcję naczyniowej aktywności arginazy, enzymu rozkładającego argininę. W rezultacie wzrosła dostępność L-argininy stąd większa zdolność do syntezy tlenku azotu(9).

W kolejnym badaniu założono doustne przyjmowanie kakao(450mg polifenoli i 87mg epikatechin) dwa razy dziennie przez dwa tygodnie w nadciśnieniu, odnotowano powiększenie tętnic wywołane przez insulinę w powiązaniu z suplementacją(10) oraz poprawę przepływu krwi w nadciśnieniu, które współistniało z polepszeniem wrażliwości na insulinę(11)(12) i funkcji komórek B(12).

Ciemna czekolada poprawiła naczyniowe funkcje u diabetyków(13), palaczy(14)(15) oraz u ludzi obciążonych ryzykiem  choroby układu krążenia(16)

Jednym z mechanizmów za pomocą którego flawonole kakao mogą obniżać ciśnienie krwi jest zahamowanie enzymu konwertującego angiotensynę(17), aczkolwiek interakcja z tlenkiem azotu jest równie istotna dla ciśnienia krwi(18), potencjalne powiązanie działania insuliny w interakcji z tlenkiem azotu mogą poszerzyć naczynia krwionośne po przyjmowaniu kakao(19).

Przeprowadzono 14-dniowe badanie w którym podawano 100mg ciemnej czekolady pacjentom z izolowanym nadciśnieniem skurczowym, stwierdzono średnie obniżenie ciśnienie tętniczego skurczowego o 5,1 mm Hg i rozkurczowego o 1,8 mm Hg. Efekt zanikał po 2 dniach od zaprzestania konsumpcji(34). W innych badaniach został potwierdzony hipotensyjny wpływ spożycia czekolady(35)(36). Metaanaliza Descha potwierdziła związek między obniżeniem ciśnienia tętniczego(średnio o 4,5/2,5 mm Hg) a konsumpcją czekolady(37).

Ważną rolę w rozwoju miażdżycy odgrywają cytokininy zapalne oraz cząstki przylegania, które biorą udział w procesach przemieszczania się komórek jednojądrowych i komórek mięśni gładkich do ściany naczynia, biorą udział w aktywacji płytek i podtrzymują nieprawidłową aktywacją zapalną, która jest charakterystyczna dla miażdżycy. W pewnym eksperymencie gdzie zdrowym ochotnikom podawano przez okres 4 tygodni kakao, zaobserwowano zmniejszenie ekspresji białek: CD40, CD36, VLA-4 na monocytach. Stwierdzono również niższe osoczowe stężenie selektyny płytkowej i międzykomórkowej cząstki adhezyjnej(38)

Zawartość kwasów tłuszczowych należących do grup jednonienasyconych i wielonienasyconych oraz tendencja do konwersji kwasu stearynowego w oleinowy po wchłonięciu do organizmu są na tyle wystarczające aby powodować obniżenie cholesterolu LDL i podwyższenie frakcji HDL we krwi człowieka(24).  W tłuszczu kakaowym  dominują trzy fitosterole: b-sitosterol, stigmasterol i kampesterol, pomimo występowania w małej ilości mają zbawienny wpływ na organizm człowieka(25). Podobieństwo strukturalne z cholesterolem pozwala im na konkurowanie z nim w trakcie procesu wchłaniania obniżając jego ogólny poziom we krwi(26). Fitosterole wykazują również właściwości przeciwzapalne oraz są prekursorami syntezy ważnych dla organizmu związków, np. hormonów(27).

Kakao a wrażliwość na insulinę

Wiadomo, że insulina promuje wzrost syntezy i uwalniania tlenku azotu, który następnie zwiększa działanie insuliny w absorbcji glukozy poprzez wzrost przepływu krwi do mięśni szkieletowych(20)(21).  Tlenek azotu pośredniczy we wzroście przepływu krwi w mięśniach szkieletowych i aż w 40% przypadkach została zauważona jego odpowiedzialność za wzrost wychwytu glukozy w odpowiedzi na stymulację insuliny(22). Poprawa wrażliwości na insulinę została również odnotowana u dorosłych osób z nadwagą, które otrzymywały 451mg flawonoli codziennie przez 12 tygodni, wynik ten otrzymano bez oddziaływania delikatnego wysiłku fizycznego(23).

Gdzie indziej, osobom z nadciśnieniem podawano kakaowy napój(450mg  flawonoli, 87mg epikatechin) przez dwa tygodnie i nie zauważono żadnej poprawy we wrażliwości na insulinę w trakcie hiperinsulinemii(19). Dla porównania taka sama dawka epikatechin(87mg) dozowana za pomocą ciemnej czekolady w podobnej populacji zwiększyła wrażliwość na insulinę podczas doustnego test na tolerancję glukozy  wraz z poprawą przepływem i ciśnieniem krwi bez upośledzenia wrażliwości na insulinę(11) oraz oporności na insulinę u nadciśnieniowców(12).

Kakao a wysiłek fizyczny

Kakao podawane w dawce 50mg/kg podawane u myszy przez dwa tygodnie przyczyniła się do zmniejszenia poziomu glukozy we krwi, wzrostu utleniania tłuszczy oraz bioaktywności mitochondriów w mięśniach szkieletowych(28). Poprawę aktywności mitochondriów zaobserwowano również po przebadaniu grupy 5 osób z upośledzeniem funkcji mitochondriów (cukrzyca typu II i defekty serca), którym dziennie podawano 100mg epikatechin w czasie trzech miesięcy(29). Poprawę w funkcjonowaniu mitochondriów zauważano zarówno u myszy ze słabym metabolizmem tlenowym mięśni szkieletowych(30) jak również w wyżej wymienionym badaniu na ludziach(29). U piłkarzy nożnych, spożywających codziennie przez tydzień czekoladę (zawierającą 168mg flawonoli i 39mg epikatechin) zauważono poprawę różnych wskaźników powiązanych ze stresem oksydacyjnym(31). Podawanie ciemnej czekolady(100g/70% kakao) mężczyznom przed ćwiczeniami przyczyniało się do wzrostu zdolności antyoksydacyjnej bezpośrednio przed i po wysiłku(32).

Na bazie aktualnych doniesień naukowych, można wnioskować, iż pochodzące z kakao epikatechiny mogą być obiecującym środkiem ergogenicznym, który byłby ukierunkowany na wzrost procesu biogenezy mitochondrialnej oraz zwiększenie wykorzystania tłuszczów jak źródła energii.

Bibliografia

1. Crozier SJ, et al Cacao seeds are a “Super Fruit”: A comparative analysis of various fruit powders and products . Chem Cent J. (2011)
2. Phenol-Explorer: an online comprehensive database on polyphenol contents in foods
3. Gu L1, et al Procyanidin and catechin contents and antioxidant capacity of cocoa and chocolate products . J Agric Food Chem. (2006)
4. Miller KB1, et al Survey of commercially available chocolate- and cocoa-containing products in the United States. 2. Comparison of flavan-3-ol content with nonfat cocoa solids, total polyphenols, and percent cacao . J Agric Food Chem. (2009)
5. Manach C, et al Polyphenols: food sources and bioavailability . Am J Clin Nutr. (2004)
6. Robbins RJ, et al Determination of Flavanol and Procyanidin (by Degree of Polymerization 1-10) Content of Chocolate, Cocoa Liquors, Powder(s), and Cocoa Flavanol Extracts by Normal Phase High-Performance Liquid Chromatography: Collaborative Study . J AOAC Int. (2012)
7. Ramirez-Sanchez I, et al Fluorescent detection of (-)-epicatechin in microsamples from cacao seeds and cocoa products: Comparison with Folin-Ciocalteu method . J Food Compost Anal. (2010)
8. Sudarma V1, Sukmaniah S, Siregar P Effect of dark chocolate on nitric oxide serum levels and blood pressure in prehypertension subjects . Acta Med Indones. (2011)
9. Schnorr O, et al Cocoa flavanols lower vascular arginase activity in human endothelial cells in vitro and in erythrocytes in vivo. Arch Biochem Biophys. (2008)
10. Muniyappa R1, et al Cocoa consumption for 2 wk enhances insulin-mediated vasodilatation without improving blood pressure or insulin resistance in essential hypertension . Am J Clin Nutr. (2008)
11. Grassi D1, et al Cocoa reduces blood pressure and insulin resistance and improves endothelium-dependent vasodilation in hypertensives . Hypertension. (2005)
12. Grassi D1, et al Blood pressure is reduced and insulin sensitivity increased in glucose-intolerant, hypertensive subjects after 15 days of consuming high-polyphenol dark chocolate . J Nutr. (2008)
13. Balzer J, et al Sustained benefits in vascular function through flavanol-containing cocoa in medicated diabetic patients a double-masked, randomized, controlled trial . J Am Coll Cardiol. (2008)
14. Heiss C, et al Acute consumption of flavanol-rich cocoa and the reversal of endothelial dysfunction in smokers . J Am Coll Cardiol. (2005)
15. Hermann F, et al Dark chocolate improves endothelial and platelet function . Heart. (2006)
16. Faridi Z, et al Acute dark chocolate and cocoa ingestion and endothelial function: a randomized controlled crossover trial . Am J Clin Nutr. (2008)
17. Persson IA, et al Effects of cocoa extract and dark chocolate on angiotensin-converting enzyme and nitric oxide in human endothelial cells and healthy volunteers–a nutrigenomics perspective . J Cardiovasc Pharmacol. (2011)
18. Vlachopoulos C, Alexopoulos N, Stefanadis C Effect of dark chocolate on arterial function in healthy individuals: cocoa instead of ambrosia . Curr Hypertens Rep. (2006)
19. Muniyappa R1, et al Cocoa consumption for 2 wk enhances insulin-mediated vasodilatation without improving blood pressure or insulin resistance in essential hypertension . Am J Clin Nutr. (2008)
20. Kim JA1, et al Reciprocal relationships between insulin resistance and endothelial dysfunction: molecular and pathophysiological mechanisms . Circulation. (2006)
21. Steinberg HO1, et al Insulin-mediated skeletal muscle vasodilation is nitric oxide dependent. A novel action of insulin to increase nitric oxide release . J Clin Invest. (1994)
22. Mather K1, et al Evidence for physiological coupling of insulin-mediated glucose metabolism and limb blood flow . Am J Physiol Endocrinol Metab. (2000)
23. Davison K1, et al Effect of cocoa flavanols and exercise on cardiometabolic risk factors in overweight and obese subjects . Int J Obes (Lond). (2008)
24. Mursu J., Voutilainen S., Nurmi T., Rissanen T.H., Virtanen J.K, Kaikkonen J., Nyyssonen K., Salonen T.J. 2004. Dark chocolate consumption increase HDL cholesterol concentration and chocolate fatty acids may inhibit lipid peroxidation in healthy human. Free Radical Biology & Medicine 9: 1351-1359
25. Patel D.M., Thompson P.D. 2006. Phytosterols and vascular disease. Review. Atherosclerosis 186: 12-19
26. Fernandes P., Cabral J.M.S. 2007 Phytosterols: Applications and recovery methods. Bioresource Technology 98: 2335-2350
27. Okoli C.O., Akah P.A. 2004 Mechanisms of the anti-inflammatory activity of the leaf extracts of Culcasia scandens P. Beauv. Pharmacol. Biochem. Behav. 79: 473-481
28. Watanabe N, et al Flavan-3-ols fraction from cocoa powder promotes mitochondrial biogenesis in skeletal muscle in mice .Lipids Health Dis. (2014)
29. Taub PR1, et al Alterations in skeletal muscle indicators of mitochondrial structure and biogenesis in patients with type 2 diabetes and heart failure: effects of epicatechin rich cocoa . Clin Transl Sci. (2012)
30. Hüttemann M1, et al (-)-Epicatechin is associated with increased angiogenic and mitochondrial signalling in the hindlimb of rats selectively bred for innate low running capacity . Clin Sci (Lond). (2013)
31. Fraga CG1, et al Regular consumption of a flavanol-rich chocolate can improve oxidant stress in young soccer players . Clin Dev Immunol. (2005)
32. Davison G1, et al The effect of acute pre-exercise dark chocolate consumption on plasma antioxidant status, oxidative stress and immunoendocrine responses to prolonged exercise . Eur J Nutr. (2012)
33. Dillinger T.L., Barriga P., Escarcega S., Jimenez M., Salazar Lowe D., Grivetti L.E. Food of the gods: cure for humanity? A cultural history of the medicinal and ritual use of chocolate. J.Nutr. 2000; 130: 2057-2072
34. Taubert D., Berkels R., Roesen R., Klaus W. Chocolate and blood pressure in elderly individuals with isolated systolic hypertension. JAMA 2003; 290: 1029-1030
35. Fraga C.G., Actis-Goretta L., Ottaviani J.I i wsp. Regular consumption of a flavanol-rich chocolate can improve oxidant stress in young soccer players. Clin. Dev. Immunol. 2005; 12: 11-17.
36. Grassi D., Desideri G., Necozione S. i wsp. Blood pressure is reduced and insulin sensivity increased in glucose-intolerant, hypertensive subjects after 15 days of consuming high-polyphenol dark chocolate. J.Nutr. 2008. 138: 1671-1676
37. Desch S., Schmidt J., Kobler D. i wsp. Effect on cocoa products on blood pressure: systematic review and meta-analysis. Am. J. Hypertens. 2010; 23:97-103
38. Monagas M., Khan N., Andres-Lacueva C. i wsp. Effect of cocoa powder on the modulation of inflammatory biomakers in patients at high risk of cardioviscular disease. Am. J. Clin. Nutr. 2009. 90: 1144-1150.