The first aim of this PhD project was to assess and compare the nutritional and phytochemical quality of strawberry fruit extracts of different cultivars and/or varieties, obtained through specific breeding programs: the main purpose of such approach was to evaluate the influence of genetic background on these parameters. The total antioxidant capacity, the radical scavenging activity, the content of total phenolics, flavonoids, anthocyanins, vitamin C and folates were measured in the different strawberry extracts. Among the varieties studied, the cultivar Alba was chosen for its nutritional value and was used in the second part of the Thesis. The second aim of this project was to evaluate the effects of methanolic purified extracts from Alba cultivar on inflammatory status induced by E.Coli lipopolysaccharide (LPS) on two different cell lines, Human Dermal Fibroblasts (HDF) and RAW 264.7 macrophages. The cell viability, apoptosis rate and Reactive Oxygen Species (ROS) intracellular production were assessed. The protective role of strawberry extracts was estimated by the evaluation of the principal biomarkers related to inflammatory and oxidative stress and the activity of the principal antioxidant enzymes. Moreover, protein expression was evaluated to analyze and clarify the principal molecular pathways involved in strawberry and LPS mechanisms of action. Finally, the oxygen consumption rate related to mitochondria functionality was evaluated. The results obtained demonstrated that strawberry extracts had an anti-inflammatory effect on LPS treated cells, through a reduction of ROS and inflammatory and oxidative damages. Strawberry extracts also counteracted the inflammatory response increasing the antioxidant activities, through AMPK-related pathways. An improvement of mitochondria functionality was also demonstrated. The results obtained with this work highlight and confirm the potential health benefit of strawberry against inflammatory and oxidative stress.

Il primo obiettivo dello studio è stato quello di valutare e confrontare la qualità fitochimica e nutrizionale di diversi estratti di fragola, prodotti da varietà commerciali ottenute da specifici programmi di incrocio genetico. Nei vari estratti sono state misurate la capacità antiossidante totale, l'attività anti radicalica e il contenuto di polifenoli, flavonoidi, antociani, vitamina C e folati. Sulla base dei risultati ottenuti la cultivar Alba è stata scelta per condurre le analisi nella seconda parte del progetto. Il secondo obiettivo è stato quello di valutare gli effetti di estratti metanolici della cultivar Alba sull’infiammazione indotta dal LPS di E.Coli in cellule di fibroblasti di derma umano e macrofagi RAW 264.7. Dopo analisi preliminari di vitalità, apoptosi e produzione di ROS intracellulari, il ruolo protettivo degli estratti è stato stimato attraverso la valutazione dei principali biomarcatori collegati allo stress infiammatorio e ossidativo e in relazione all'attività dei principali enzimi antiossidanti. Analisi di espressione proteica sono state effettuate per identificare le principali vie molecolari coinvolte nell’azione degli estratti di fragola e del LPS E’ stato inoltre misurato il consumo di ossigeno correlato alla funzionalità mitocondriale. I risultati hanno evidenziato come gli estratti di fragola esercitino un effetto anti-infiammatorio sulle cellule trattate con LPS, riducendo la produzione di ROS e abbassando i livelli dei biomarcatori infiammatori e ossidativi. La risposta infiammatoria è stata altresì contrastata rafforzando l’attività antiossidante e regolando le vie molecolari collegate all’AMPK, registrando inoltre un miglioramento della funzionalità mitocondriale. I risultati ottenuti sottolineano e confermano il potenziale beneficio per la salute di un consumo di fragola, in particolare nei confronti delle alterazioni indotte da stress infiammatori.

Effect of strawberry antioxidants against oxidative and inflammatory stress / Gasparrini, Massimiliano. - (2016 Feb 25).

Effect of strawberry antioxidants against oxidative and inflammatory stress

Gasparrini, Massimiliano
2016-02-25

Abstract

The first aim of this PhD project was to assess and compare the nutritional and phytochemical quality of strawberry fruit extracts of different cultivars and/or varieties, obtained through specific breeding programs: the main purpose of such approach was to evaluate the influence of genetic background on these parameters. The total antioxidant capacity, the radical scavenging activity, the content of total phenolics, flavonoids, anthocyanins, vitamin C and folates were measured in the different strawberry extracts. Among the varieties studied, the cultivar Alba was chosen for its nutritional value and was used in the second part of the Thesis. The second aim of this project was to evaluate the effects of methanolic purified extracts from Alba cultivar on inflammatory status induced by E.Coli lipopolysaccharide (LPS) on two different cell lines, Human Dermal Fibroblasts (HDF) and RAW 264.7 macrophages. The cell viability, apoptosis rate and Reactive Oxygen Species (ROS) intracellular production were assessed. The protective role of strawberry extracts was estimated by the evaluation of the principal biomarkers related to inflammatory and oxidative stress and the activity of the principal antioxidant enzymes. Moreover, protein expression was evaluated to analyze and clarify the principal molecular pathways involved in strawberry and LPS mechanisms of action. Finally, the oxygen consumption rate related to mitochondria functionality was evaluated. The results obtained demonstrated that strawberry extracts had an anti-inflammatory effect on LPS treated cells, through a reduction of ROS and inflammatory and oxidative damages. Strawberry extracts also counteracted the inflammatory response increasing the antioxidant activities, through AMPK-related pathways. An improvement of mitochondria functionality was also demonstrated. The results obtained with this work highlight and confirm the potential health benefit of strawberry against inflammatory and oxidative stress.
25-feb-2016
Il primo obiettivo dello studio è stato quello di valutare e confrontare la qualità fitochimica e nutrizionale di diversi estratti di fragola, prodotti da varietà commerciali ottenute da specifici programmi di incrocio genetico. Nei vari estratti sono state misurate la capacità antiossidante totale, l'attività anti radicalica e il contenuto di polifenoli, flavonoidi, antociani, vitamina C e folati. Sulla base dei risultati ottenuti la cultivar Alba è stata scelta per condurre le analisi nella seconda parte del progetto. Il secondo obiettivo è stato quello di valutare gli effetti di estratti metanolici della cultivar Alba sull’infiammazione indotta dal LPS di E.Coli in cellule di fibroblasti di derma umano e macrofagi RAW 264.7. Dopo analisi preliminari di vitalità, apoptosi e produzione di ROS intracellulari, il ruolo protettivo degli estratti è stato stimato attraverso la valutazione dei principali biomarcatori collegati allo stress infiammatorio e ossidativo e in relazione all'attività dei principali enzimi antiossidanti. Analisi di espressione proteica sono state effettuate per identificare le principali vie molecolari coinvolte nell’azione degli estratti di fragola e del LPS E’ stato inoltre misurato il consumo di ossigeno correlato alla funzionalità mitocondriale. I risultati hanno evidenziato come gli estratti di fragola esercitino un effetto anti-infiammatorio sulle cellule trattate con LPS, riducendo la produzione di ROS e abbassando i livelli dei biomarcatori infiammatori e ossidativi. La risposta infiammatoria è stata altresì contrastata rafforzando l’attività antiossidante e regolando le vie molecolari collegate all’AMPK, registrando inoltre un miglioramento della funzionalità mitocondriale. I risultati ottenuti sottolineano e confermano il potenziale beneficio per la salute di un consumo di fragola, in particolare nei confronti delle alterazioni indotte da stress infiammatori.
strawberry; lps; inflammation; antioxidants
fragola; lps; infiammazione; antiossidanti
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