Kliničke studije

Kardiovaskularna (KV) oboljenja predstavljaju vodeći uzrok oboljevanja i smrtnosti širom sveta. Poslednjih decencija se velika pažnja posvećuje prevenciji KV bolesti i modifikaciji faktora rizika. Na neke faktore rizika se može uticati, kao što su ishrana, telesna težina, fizička aktivnost, regulisanje krvnog pritiska i dijabetesa, dok se na genetsku osnovu, starost i pol ne može uticati.

Ispitivanja različitih populacija i njihovog KV optećenja pokazala su da stanovnici azijskog kontinenta, naročito Japana, imaju iznenađujuće niži KV mortalitet i manji rizik od koronarne bolesti srca u poređenju sa ostatkom sveta. Pretpostavlja se da je jedan od razloga njihove dugovečnosti i manjeg kardiovaskularnog rizika hrana koju redovno konzumiraju. Pored manjeg unosa zasićenih masnih kiselina i većeg unosa ribe, smatra se i da veći unos soje doprinosi manjem KV morbiditetu i mortelitetu u Japanu. Ovde spada i nattō, jelo koje se sprema od fermentisane soje i predstavlja tradicionalni doručak u Japanu.

Osamdesetih godina prošlog veka grupa istraživača je iz nattō izolovala jedan interesantan enzim kome je dala ime natokinaza. Pokazalo se da natokinaza ispoljava višestruke korisne efekte koji se mogu koristiti u prevenciji i terapiji kardiovaskularnih bolesti. Na prvom mestu to su fibrinolitički i antitrombotski efekti natokinaze, zatim anti-aterosklerotski, antihipertenzivni i neuroprotektivni efekti ovog snažnog i prirodnog enzima.

Fibrinolitički efekat

Natokinaza ispoljava fibrinolitički efekat tako što razlaže fibrin, protein zadužen za stabilizaciju krvnog ugruška. Oralna primena natokinaze kod eksperimentalno indukovane tromboze dovela je do razlaganja krvnih ugrušaka uz uspostavljanje normalnog protoka krvi za samo 5 sati. Dalje je uočeno da natokinaza zaustavlja proces tromboze u eksperimentalnom modelu pulmonalne tromboze kod miševa, mehanizmom koji je sličan aspirinu. Poređenje efekata natokinaze i plazmina u razlaganju indukovanog tromba karotidne arterije na animalnom modelu potvrdilo je bolje efekte natokinaze. Tada je sa primenom natokinaze uspostavljeno 62% inicijalnog protoka krvi kroz karotidnu arteriju, u poređenju sa 15,8% kod primene plazmina. Pored toga, laboratorijski je pokazano da natokinaza ispoljava snažan fibrinolitički efekat i deluje 4 puta snažnije od plazmina.

Klinička ispitivanja kod ljudi su potvrdila fibrinolitički efekat natokinaze. Pokazalo se da oralna primena ovog enzima dovodi do postepenog povećanja fibrinolitičke aktivnosti u plazmi, i da se maksimalna koncentracija ovog enzima u krvi se detektuje 13h nakon primene samo jedne doze natokinaze peroralno. Takođe, nakon dva meseca primene natokinaze peroralno (2000 FU) uočeno je značajno smanjenje vrednosti fibrinogena, faktora VII i faktora VIII koagulacije u plazmi. Smanjenje ovih hematoloških parametara registrovano je kod zdravih ispitanika, ali i kod osoba sa povišenim kardiovaskularnim rizikom i pacijenata na dijalizi.

Primena samo jedne doze natokinaze peroralno kod ljudi dovoljna je za ispoljavanje fibrinolitičkog efekta. Ovo je pokazala studija sa 12 zdravih ispitanika koji su dobili jednu kapsulu natokinaze (2000 FU) ili placebo. Uočen je značajan porast koncentracije antitrombina u krvi samo dva sata nakon primene natokinaze. Posle 4 sata od primene natokinaze uočen je porast produkata razgradnje fibrina, dok je posle 6 sati registrovan porast D-dimera u krvi. Pored toga, nakon 4 sata od oralne primene natokinaze zapaženo je smanjenje aktivnosti faktora VIII koagulacije, što zajedno ukazuje na različite fibrinolitičke mehanizme ovog enzima. Važno je istaći da promene u vrednostima ovih parametara jesu bile značajne, ali i dalje u opsegu referentnih vrednosti.

Antihipertenzivni efekat

Prva randomizovana studija koja je ispitivala efekte natokinaze na krvni pritisak kod ljudi publikovana je 2008. godine. U ovo istraživanje bilo je uključeno 86 ispitanika sa prehipertenzijom ili stadijumom 1 hipertenzije koji su peroralno dobijali natokinazu (2000 FU jednom dnevno) ili placebo tokom 8 nedelja.

U poređenju sa placebom, primena natokinaze je redukovala sistolni krvni pritisak u proseku za -5,55 mmHg, i dijastolni pritisak za -2,84 mmHg.

Druga studija sličnog dizajna je ponovo ispitivala efikasnost natokinaze kod pacijenata sa povišenim krvnim pritiskom, ali po prvi put na populaciji van azijskog kontinentna. Uključeni su ispitanici iz SAD i Kanade, čije se navike u ishrani i stil života značajno razlikuju od azijske populacije. Nakon 8 nedelja primene natokinaze uočeno je smanjenje sistolnog krvnog pritiska sa 144±1,5 mmHg na 140±2,1 mmHg. Međutim, promena u vrednostima sistolnog pritiska nije se značajno razlikovala između grupe koja je koristila natokinazu i placebo-grupe. S druge strane, smanjenje dijastolnog pritiska bilo je značajno veće kod ispitanika koji su dobijali natokinazu u poređenju sa placebom, ali samo u podgrupi muškaraca (sa inicijalnih 86 mmHg na 81±2,5 mmHg posle 8 nedelja). U placebo-grupi je dijastolni pritisak bio konstantan tokom cele studije (88±2,6 mmHg). Donekle različiti rezultati se mogu objasniti različitim studijskim populacijama. Naime, ispitanici van azijskog kontinenta nisu do tada bili u kontaktu sa natokinazom niti su konzumirali natto. Moguće je da je za ispoljavanje antihipertenzivnog efekta potrebna duža primena natokinaze.

Antihipertenzivni efekat se delom može objasniti inhibicijom angiotenzin konvertujućeg enzima (ACE) koja je uočena u eksperimentalnim studijama kada se životinjama davala natokinaza.

Antiaterosklerotski efekat

Istraživanja na animalnim modelima, a kasnije i ispitivanja kod ljudi, pokazala su da primena natokinaze značajno smanjuje debljinu kompleksa intima-medije karotidne arterije uz smanjenje veličine aterosklerotskog plaka. Pretpostavlja se da su u osnovi ovog anti-aterosklerotskog efekta natokinaze zbirni fibrinolitički, antitrombotski i antikoagulantni efekti ovog enzima. Pored toga, primena natokinaze dala je veću redukciju aterosklerotskog plaka karotidne arterije u poređenju sa ispitanicima koji su dobijali simvastatin.

Iako su pretkliničke studije pokazale da natokinaza značajno redukuje vrednosti ukupnog, LDL-holesterola i triglicerida u serumu eksperimentalnih životinja, ispitivanje kod ljudi je pokazalo redukciju ovih parametara ali nedovolju za statističku razliku. Pretpostavlja se da su za ispoljavanje hipolipemijskog efekta potrebne značajno veće doze ovog enzima.

Antitrombocitni efekat

Dosadašnja ispitivanja su pokazala da natokinaza inhibira agregaciju trombocita u in vitro i in vivo uslovima, i to sličnim mehanizmom kao što je slučaj kod aspirina. Naime, natokinaza inhibira aktivirane trombocite da stvaraju tromboksan B2, što dalje vodi njihovoj smanjenoj agregaciji i antitrombotskom dejstvu. Ujedno, eksperimentalno je uočeno da natokinaza može smanjivati agregaciju eritrocita i viskoznost krvi, te tako poboljšavati reološke karakteristike krvi.

Neuroprotektivni efekat

U pretkliničkim studijama je uočeno da natokinaza ima sposobnost da razgrađuje amiloidne fibrile. Ovo je pokrenulo istraživanja o neuroprotektivnom dejstvu natokinaze kod bolesti deponovanja amiloida, prvenstveno Alchajmerove bolesti. Pretpostavlja se da ovaj enzim ispoljava neuroprotektivan efekat svojom proteolitičkom, anti-inflamatornom i antiapoptotskom aktivnošću.

Neuroprotektivan efekat natokinaze uočen je i na modelu akutnog ishemijskog moždanog udara. Moguća objašnjenja za smanjenje infarktnog volumena kod akutnog moždanog udara jesu s jedne strane efekat natokinaze na glatke mišiće ćelije krvih sudova (miorelaksacija i vazodilatacija), a s druge strane protekcija endotelnih ćelija usled povećanja fibrinoze i pospešivanja endogene trombolize.

Reference

  1. Ahmed HH, Nevein NF, Karima A, Hamza AH. Miracle enzymes serrapeptase and nattokinase mitigate neuroinflammation and apoptosis associated with Alzheimer’s disease in experimental model. WJPPS2013;3:876–891.
  2. Fu Y-S, Li Y-L, Zhang Y. Toxicological safety assessment on safety of nattokinase capsule. PracPrev Med2012;19:1714–1716.
  3. Ero MP, Ng CM, Mihailovski T, Harvey NR, Lewis BH. A pliot study on the serum pharmacokinetics of nattokinase in humans following a single, oral, daily dose. AlternTher Health Med 2013;19(3):16-9.
  4. Fadl NN, Ahmed HH, Booles HF, Sayed AH. Serrapeptase and nattokinase intervention for relieveing Alzheimer’s disease pathophysiology in rat model. Hum ExpToxicol 2013;32(7):721-35.
  5. Fujita M, Hong K, Ito Y, Fujii R, Kariya K, Nishimuro S. Thrombolytic effect of nattokinase on a chemically induced thrombosis model in rat. Biol Pharm Bull1995;18:1387-91.
  6. Fujita M, Hong K, Nishimuro Characterization of nattokinase-degraded products from human fibrinogen or cross-linked fibrin. Fibrinolysis 1995;9(3):157-64.
  7. Hsia C-H, Shen M-C, Lin J-S, et al. Nattokinase decreases plasma levels of fibrinogen, factor VII, and factor VIII in human subjects. Nutr Res. 2009;29:190-6.
  8. Hsu R-L, Lee K-T, Wang J-H, Lee LY, Chen RP. Amyloid-degrading ability of nattokinase from Bacillus subtilis natto. J Agric Food Chem2008;57:503–508.
  9. Jang JY, Kim TS, Cai J, et al. Nattokinase improves blood flow by inhibiting platelet aggregation and thrombus formation. Lab Anim Res2013;29:221-5.
  10. Jensen G, Lenninger M, Ero M, Benson K. Consumtion od nattokinase is associated with reduced blood pressure and von Willebrand factor, a cardiovascular risk marker: results from a randomized, double-blind, placebo-controlled, multicenter North American clinical trial. Interg Blood PresS Control 2016;9:95-104.
  11. Ji H, Yu L, Liu K, et al. Mechanisms of nattokinase in protection of cerebral ischemia. Eur J Pharmacol2014;745:144–151.
  12. Kim JY, Gum SN, Paik JK, et al. Effects of nattokinase on blood pressure: a randomized, controlled trial. Hypertens Res2008;31:1583-8.
  13. Kurosawa Y, Nirengi S, Homma T, et al. A single-dose of oral nattokinase potentiates thrombolysis and anti-coagulation profiles. Sci Rep2015;5:11601.
  14. Lampe BJ, English JC. Toxicological assessment of nattokinase derived from Bacillus subtilis var. natto. Food ChemToxicol2016;88:87–99.
  15. Meng F, Xue F, Shi H. Effects of nattokinase on blood lipid and blood rheology in atherosclerosis model rat. Chin J Lab Diagn2013;17:1567–1569.
  16. Metkar SK, Girigoswami A, Murugesan R, Girigoswami K. In vitro and in vivo insulin amyloid degradation mediated by Serratiopeptidase. Mater SciEng C Mater BiolAppl2017;70:728–735.
  17. Milner M, Makse K. Natto and its active ingredient nattokinase – a potent and safe thrombolytic agent. Alternative & Complementary Therapies 2002;8(3):157-164.
  1. Murakami K, Yamanaka N, Ohnishi K, Fukayama M, Yoshino M. Inhibition of angiotensin I converting enzyme by subtilisin NAT (nattokinase) in natto, a Japanese traditional fermented food. Food Funct2012;3:674-8.
  2. Nagata C, Wada K, Tamura T, et al. Dietary soy and natto intake and cardiovascular disease mortality in Japanese adults: theTakayama study. Am J ClinNutr2017;105:426–31.
  3. Pais E, Alexy T, Holsworth J, Ralph E, Meiselman HJ. Effects of nattokinase, a pro-fibrinolytic enzyme, on red blood cell aggregation and whole blood viscosity. ClinHemorheolMicrocirc2006;35:139–142.
  4. Park KJ, Kang JI, Kim TS, Yeo IH. The antithrombotic and fibrinolytic effect of natto in hypercholesterolemia rats. PrevNutr Food Sci2012;17:78–82.
  5. Ren N, Chen H, Li Y, McGowan E, Lin Y. A clinical study on the effect of nattokinase on carotid artery atherosclerosis and hyperlipidaemia. Nat Med J China2017;97:2038–2042.
  6. Sumi H, Hamada H, Nakanishi K, Hiratani H. Enhancement of the fibrinolytic activity in plasma by oral administration of nattokinases. ActaHaematol1990;84:139-43.
  7. Sumi H, Hamada H, Tsushima H, Mihara H, Muraki H. A novel fibrinolytic enzyme (nattokinase) in the vegetable cheese Natto; a typical and popular soybean food in the Japanese diet. Experientia1987;43:1110-1.
  8. Suzuki Y, Kondo K, Matsumoto Y, et al. Dietary supplementation of fermented soybean, natto, suppresses intimal thickening and modulates the lysis of mural thrombi after endothelial injury in rat femoral artery. Life Sci 2003a;73:1289-98.
  9. Suzuki Y, Kondo K, Ichise H, Tsukamoto Y, Urano T, Umemura K. Dietary supplementation with fermented soybeans suppresses intimal thickening. Nutrition 2003b;19:261–264.
  10. Wang J-M, Chen H-Y, Cheng S-M, Chen S-H, Yang L-L, Cheng F-C. Nattokinase reduces brain infarction, fibrinogen and activated partial thromboplastin time against cerebral ischemia-reperfusion injury. J Food Drug Anal. 2012;3:686–691.
  11. Weng Y, Yao J, Sparks S, Wang KY. Nattokinase: an oral antithrombotic agent fot the prevention of cardiovascular disease. Int J MolSci 2017;18(3):523.
  12. Wu D-J, Lin C-S, Lee M-Y. Lipid-lowering effect of nattokinase in patients with primary hypercholesterolemia. ActaCardiologicaSinica2009;25:26–30.
  13. Xie S, Yu Z, Liu X. Preparation of nattokinase and study on its hypolipidemic effect. Chin J Biochem Pharm2015;35:17–20.
  14. Xu J, Du M, Yang X, Chen Q, Chen H, Lin DH. Thrombolytic effects in vivo of nattokinase in a carrageenan-induced rat model of thrombosis. ActaHaematol 2014;132(2):247-53.
  15. Yang M, Mei Y, Liang Y. Effect of nattokinase extraction on anti-thrombosis function. Food SciTechnol2013;38:197–200.