Pionierskie badania nad mocą przeciwutleniaczy

Międzynarodowy zespół badawczy pod kierunkiem prof. dr. hab. inż. Jacka Namieśnika z Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej otrzymał grant z programu MAESTRO Narodowego Centrum Nauki. Naukowcy chcą uszeregować związki o właściwościach przeciwutleniająch obecne w pokarmach roślinnych według mocy ich działania. Dzięki ich badaniom będzie można z rozmysłem tworzyć zdrowszą żywność.

Projekt pt. "Szereg Mocy Przeciwutleniającej jako narzędzie pozwalające na racjonalne projektowanie i ocenę właściwości prozdrowotnych żywności funkcjonalnej zawierającej przeciwutleniające związki fitochemiczne" będzie realizowany przez pięć lat. Na realizację zadań badawczych wchodzących w skład projektu przeznaczone są środki w wysokosci  2 mln 900 tys. PLN.

Nie w każdej dawce zdrowe

Badania prowadzone w wielu światowych ośrodkach sugerują, że obecność substancji o właściwościach przeciwutleniających w żywności ma znaczący wpływ na stan zdrowia człowieka. Spożywając produkty z zawartością takich substancji, nie tylko zaspakajamy głód, lecz także wpływamy na utrzymanie, a nawet poprawę stanu naszego organizmu. Problem polega na tym, że pojęcie “przeciwutleniacz” w układach biologicznych nie ma precyzyjnej definicji. Zapomina się też, że po spełnieniu swojej roli przeciwutleniacza, np. neutralizacji rodnika hydroksylowego, substancja ta przechodzi w stan utleniony, w której to formie pojawiając się w większej ilości w organizmie może już stanowić zagrożenie. Szereg Mocy Przeciwutleniającej ma wskazać, które naturalne substancje przeciwutleniające mogą wspomagać własną barierę antyoksydacyjną organizmu, a które w wyższych dawkach muszą być spożywane w kontrolowanych ilościach.

– Zajmiemy się uszeregowaniem związków według siły ich mocy przeciwutleniającej – tłumaczy prof. Jacek Namieśnik, kierownik Katedry Chemii Analitycznej WCh PG. – Dzięki stworzeniu szeregu, na etapie tworzenia produktu spożywczego będzie można uzupełnić jego skład o odpowiednie związki w optymalnej dla zdrowia ilości. W ten sposób powstanie żywność funkcjonalna, przetworzona, ale w nieprzypadkowy sposób.

Zaczęło się od miechunki peruwiańskiej

Naukowcy skupią się na substancjach fitochemicznych (pochodzenia roślinnego). We współpracy z prof. Shelą Gorinstein trwają już badania profili związków przeciwutleniających zawartych w miechunce peruwiańskiej, która wraz z jagodą kamczacką zaliczana jest do grupy tzw. superowoców, właśnie z uwagi na dużą zawartość przeciwutleniaczy.

– W pierwszym etapie projektu zajmiemy się charakterystyką fizyko-chemiczną, w szczególności własnościami redoks, wybranych około 100 związków o właściwościach przeciwutleniających obecnych w żywności. Wyniki tych badań skorelowane zostaną w kolejnym etapie z testami określającymi działanie antyoksydacyjne tych fitozwiązków w układach biologicznych.  Dzięki temu możliwe będzie prześledzenie efektu biologicznego pojedynczych substancji, nie zaś ich mieszaniny – tłumaczy prof. Namieśnik. –Powstaną ogromne zbiory danych do opracowania i analizy – trzeba będzie prześledzić zależności pomiędzy poszczególnymi danymi. Skala wyzwania jest ogromna. Istnieje niezliczona ilość związków o właściwościach przeciwutleniających i biologicznych, wiele wciąż nie zostało opisanych. W ciągu pięciu lat trwania projektu na pewno nie udałoby nam się uszeregować wszystkich. Toteż ideą jest by na podstawie badań dla 100 różnych substancji stworzyć narzędzie - Szereg Mocy Przeciwutleniającej - które na podstawie zestawu prostych oznaczeń pozwoli wnioskować o mocy przeciwutleniającej innych, w tym nawet jeszcze nie odkrytych substancji.

Interdyscyplinarny i międzynarodowy zespół badawczy

Do realizacji planów badawczych wykorzystane zostaną zaawansowane narzędzia – z jednej strony sprzęt analityczny i bioanalityczny najwyższej klasy, w tym służący nowoczesnym oznaczeniom genomicznym, z drugiej zaś narzędzia intelektualne: informatyczne programy statystyczne i matematyczne wspomagające analizę uzyskanych danych, których opracowaniem zajmą się specjaliści chemometrii i matematycy.

W projekt zaangażowany jest międzynarodowy zespół interdysycplinarny:

• wspomniana już prof. Shela Gorinstein z Uniwersytetu w Jerozolimie,
• Vasil Simeonov oraz prof. Stefan Tsakowski z z Wydziału Chemii Uniwersytetu w Sofii (Bułgaria) – specjaliści o światowej renomie z zakresu stosowania zaawansowanych technik chemometrycznych opartych na wykorzystaniu sztucznej inteligencji do wydobycia (ang. data mining) ważnych informacji z wieloparametrowych zbiorow danych pomiarowych,
• oraz uznany autorytet w zakresie badań nad stresem oksydacyjnym prof. Grzegorz Bartosz z Uniwersytetu Łódzkiego.

W prace zaangażowani będą również pracownicy trzech katedr Wydziału Chemicznego PG (w tym zwłaszcza Katedra Chemii Analitycznej prof. Namieśnika oraz zespół prof. Agnieszki Bartoszek z Katedry Chemii, Technologii i Biotechnologii Żywności) oraz dr hab. Karol Dziedziul (Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej).

Środki finansowe zostaną przeznaczone przede wszystkim na: zakup odczynników i materiałów (związki, zestawy do badań biologicznych), zakup sprzętu specjalistycznego, spotkania zespołów, a także opłacenie stypendiów dla dwóch doktorantów realizujących prace doktorskie w ramach zadań cząstkowych wchodzących w skład projektu.

Podsumowanie

Reasumując, proponowany projekt ma na celu stworzenie naukowych ram dla racjonalnego wykorzystania działania prozdrowotnego naturalnych, przeciwutleniających składników żywności w oparciu o znajomość ich własności chemicznych, w szczególności potencjału redoks, w powiązaniu z aktywnościami biologicznymi, o których wiadomo, że są regulowane na poziomie komórkowym lub fizjologicznym poprzez reakcje redukcji bądź utlenienia.

W konkursie MAESTRO 6 nagrodzono 14 projektów. O finansowanie w programie mogli się starać doświadczeni naukowcy, którzy chcą realizować pionierskie badania naukowe (np. interdyscyplinarne, ważne dla rozwoju nauki, wykraczające poza dotychczasowy stan wiedzy). Stosunek liczby wniosków zakwalifikowanych do liczby wszystkich wniosków złożonych w konkursie wyniósł niespełna 9 proc.