Valorizzazione dei prodotti ortofrutticoli tradizionali: effetti dell’efficacia antiossidante su modelli in vitro, ex vivo ed in vivo

Dottorato di ricerca in OrtoflorofrutticolturaLa biodiversità agricola sta diminuendo nei Paesi Europei portando ad una potenziale perdita di diversità nutrizionale e probabilmente di qualità nutrizionale della dieta. Studi su bilancio dietetico e salute indicano che una maggiore diversità alimentare potrebbe essere associata ad una ridotta incidenza e mortalità per malattie degenerative (cancro e malattie cardiovascolari). In un’ottica generale, questa ricerca è stata finalizzata alla valorizzazione dell’eccellenza italiana nel settore agro-alimentare. Lo studio ha avuto come obiettivo quello di valutare le qualità nutrizionali e salutistiche di prodotti locali di origine vegetale ottenuti in aree geografiche scelte. Uno dei prodotti tipici italiani particolarmente interessante da un punto di vista nutrizionale è il carciofo (Cynara Scolimus L.). Secondo una stima della FAO, l’Italia ne è il primo produttore al mondo: si calcola che circa il 50% di tutta la produzione mondiale di carciofo provenga dall’Italia, in particolare dal Lazio, dalla Toscana, Sicilia, Sardegna e Puglia. Il carciofo possiede numerosi pregi nutrizionali essendo ricco di acqua (91% di parte edibile) e di sali minerali, ma anche di vitamine, carotenoidi (luteina) e polifenoli (acidi idrossicinnamici e flavonoidi). Gli estratti da carciofo sono utilizzati fin dal 4º secolo a. C. come rimedio officinale epatoprotettivo. Le proprietà terapeutiche sembrano essere, tra le altre, quella aperitiva, colagoga-coleretica, diuretica, epatoprotettiva, ipocolesterolizzante, ipoglicemizzante e lassativa. Una delle ipotesi attualmente in studio è che le suddette proprietà siano, almeno in parte, ascrivibili ai costituenti polifenolici del carciofo, in particolare a quelli più rappresentativi in termini di contenuto, ovvero agli acidi idrossicinnamici ed alle loro proprietà antiossidanti. Da qui è nato l’interesse scientifico per la valorizzazione di questo prodotto così poco commercializzato e studiato. Quindi, questa ricerca si è sviluppata dall’esigenza di incrementare il suo consumo proprio per le sue numerose potenzialità nei confronti della salute del consumatore. La ricerca è stata articolata su tre livelli: in vivo, in vitro ed ex vivo. In primo luogo è stato analizzato il contenuto di molecole bioattive e la capacità antiossidante totale (in vitro) nel carciofo proveniente da differenti aree di produzione in modo da selezionare il prodotto con più alto contenuto in antiossidanti naturali, maggiormente consumato in Italia. Tra gli alimenti studiati, è stato selezionato l’alimento con le proprietà antiossidanti migliori, la cv Violetto di Provenza, con la quale è stato effettuato uno studio in acuto sull’uomo (in vivo) mediante supplementazione su soggetti sani ed una studio ex vivo su linee cellulari normali e trasformate . E’ stata verificata così in vivo sia la biodisponibilità di acido clorogenico da carciofo sia il potenziale antiossidante del carciofo mostrando, per la prima volta, la via di assorbimento degli acidi idrossicinnamici a seguito del consumo della porzione edibile di capolino di carciofo in soggetti umani. Successivamente, la ricerca ha previsto la valutazione dell’effetto antiossidante ex vivo su linee cellulari normali e tumorali in coltura degli estratti del prodotto selezionato durante la fase iniziale della ricerca ed un ulteriore studio di approfondimento in vitro sulle proprietà antiossidanti dell’estratto selezionato. E’ stato possibile dimostrare come l’estratto della parte edibile di carciofo abbia un pronunciato effetto antiossidante ed attività apoptotica che potrebbero essere d’interesse clinico rispetto sia ad una possibile attività di prevenzione associata al consumo di carciofo che ad un possibile utilizzo terapeutico.The biodiversity is declining in European countries leading to a potential loss of nutritional diversity and probably nutritional quality of diet. Studies on the balance between diet and health indicate that a greater nutritional diversity may be associated with a reduced incidence and mortality for degenerative diseases (cancer and cardiovascular disease). From a general point of view, this research was focused on the valorization of Italian excellence in the food-agronomic system. The study was intended to evaluate the health and nutritional quality of local vegetable products obtained in selected geographic areas. One of the typical Italian products of a particular nutritional interest is the artichoke (Cynara Scolimus L.). According to FAO estimates, Italy is the first producer in the world: it is estimated that approximately 50% of world production of artichokes comes from Italy, in particular from Lazio, Tuscany, Sicily, Sardinia and Puglia. The artichoke has many nutritional advantages: it is rich of water (91% edible part) and minerals, but also of vitamins, carotenoids (lutein) and polyphenols (hydroxycinnamic acids and flavonoids). The artichoke extracts have been widely used in herbal medicine as choleretic since ancient time. The extracts from artichoke leaves have been used in folk medicine against liver complaints and such extracts or several constituents thereof have been claimed to exert a hepatoprotective effect and to improve liver generation after partial hepatectomy. At least some of these effects are due to the antioxidant properties of artichoke polyphenols that are mainly flavonoids and hydroxycinnamic acids. This research has been developed to increase the artichoke consumption because of its numerous potential benefits for the consumer health. The research followed a multilevel approach: in vivo, in vitro and ex vivo. The first step was to analyse in vitro the contents of bioactive molecules and the total antioxidant capacity in artichokes from different production areas in order to select the product with the highest content in natural antioxidants, mostly consumed in Italy. The cv Violetto di Provenza, was selected for the highest contents of chlorogenic acids and subsequently used fo the iv vivo and ex vivo studies. The aim of the in vivo approach was to evaluate the absorption and metabolism of bioactive molecules after oral consumption of artichoke. Our study confirms the bioavailability of metabolites of hydroxycinnamic acids after ingestion of cooked edible artichoke, showing, for the first time, the route of absorption of hydroxycinnamic acids following the consumption in human subjects. Subsequently, cultured rat hepatocytes were used, ex vivo, to evaluate the antioxidant properties of artichoke extracts and human hepatoma HepG2 cells were used to investigate the activity of the same extracts on cancer cells in term of apoptotic properties. I addition, was conducted a study, using an in vitro model, on the antioxidant properties of the selected extract. Our findings indicate that artichoke extracts had a marked antioxidative potential that protects hepatocytes from an oxidative stress and, furthermore, reduced cell viability and had an apoptotic activity on a human liver cancer cell line. All these findings could be of clinical interest if compared to a possible prevention activities associated with the artichoke consumption