© Borgis - Medycyna Rodzinna 2/2007, s. 36-40
*Edyta Kwiatkowska1, Sa´eed Bawa2
Znaczenie substancji uznanych za antyodżywcze w profilaktyce chorób cywilizacyjnych
The role of compounds regarded as antinutrients in prevetion of non-communicable diseases
1Katedra Organizacji i Ekonomiki Konsumpcji, Wydział Nauk o Żywieniu Człowieka i Konsumpcji, SGGW, Warszawa
Kierownik Katedry: dr hab. Wacław Laskowski
2Katedra Dietetyki SGGW, Wydział Nauk o Żywieniu Człowieka i Konsumpcji, SGGW, Warszawa
Kierownik Katedry: prof. dr hab. Joanna Gromadzka-Ostrowska
Summary
Foods of plant origin, despite plenty of nutrients contain many non-nutrition compounds, which may prevent many diet-related diseases, such as cardiovascular disease, cancer. Plants produce thousands of phenolic compounds as secondary metabolites; they are phenolic acids, flavonoids, terpenoids and nitrous compounds. They are an important group of antioxidants, and act in many ways: as free radical scavengers, by forming complex with transition metals, which catalyze oxidation reactions thereby preventing reactions caused by singlet oxygen, inhibiting the activity of enzymes, for example, lipooksygenase. These compounds are very important because they protect our immune system from oxidants that are the cause of many no-communicable diseases.
Wstęp
Nieracjonalne i niezbilansowane odżywianie prowadzące do niedoborów lub nadmiarów składników odżywczych oraz niewłaściwa jakość zdrowotna żywności są przyczyną występowania chorób na tle wadliwego żywienia, czyli chorób dietozależnych.
Choroby dietozależne nazywane również cywilizacyjnymi, powstały w wyniku postępu i rozwoju ludzkiej cywilizacji. Według Światowej Organizacji Zdrowia – WHO do chorób cywilizacyjnych można zaliczyć te wszystkie choroby, które często występują i rozpowszechniają się w okresie rozwoju technicznego, gospodarczego i społecznego. Do tej grupy zalicza się schorzenia, których częstość występowania przekracza 1% populacji i które powodują znaczne szkody finansowe w budżetach państw. Obecnie znanych jest ponad 80 jednostek chorobowych, u których podłoża leży nieprawidłowo zbilansowana dieta.
Człowiek prehistoryczny żywił się głównie produktami pochodzenia roślinnego, naturalnymi, nieprzetworzonymi, które stanowiły podstawę jego diety. Produkty zwierzęce, mięso jadał niezmiernie rzadko. W okresie ostatnich kilkunastu wieków sposób życia i żywienia drastycznie się zmienił. Powodem tego był rozwój techniki, technologii, ekonomii, kultury i warunków socjalnych. Ogólny dobrobyt uczynił środki żywnościowe ogólnodostępnymi. Człowiek zaczął odżywiać się zbyt kalorycznie, spożywać zbyt dużo produktów spożywczych o dużej zawartości tłuszczów i cukru. Postęp cywilizacji ograniczył również znacznie ruch i wysiłek fizyczny w codziennym życiu. Większość osób zarówno dorosłych jak i dzieci prowadzi siedzący tryb życia.
Szacuje się, że w krajach wysokorozwiniętych tłuszcze pokrywają około 40% zapotrzebowania energetycznego, normy WHO zalecają spożycie nie więcej niż 30%.
Produkty pochodzenia roślinnego wskutek procesów technologicznych zostają zubożone w błonnik pokarmowy oraz ważne składniki biologicznie czynne – witaminy, szczególnie antyoksydacyjne i składniki mineralne.
Istotnym czynnikiem w zapobieganiu tym schorzeniom jest profilaktyka żywieniowa, która powinna pomóc w utrzymaniu dobrego stanu zdrowia człowieka.
Związek pomiędzy dietą a zdrowiem dostrzegany był już od dawna. Intensywne badania dowodzą, że obok cennych składników odżywczych istnieje szereg substancji nieodżywczych, które mogą działać profilaktycznie oraz leczniczo w różnych chorobach między innymi w miażdżycy i nowotworach.
Naturalne substancje nieodżywcze to głównie metabolity wtórne roślin, których rola polega miedzy innymi na ochronie gatunku przed czynnikami zagrażającymi jego przetrwaniu w niesprzyjających warunkach. Pozytywne efekty zdrowotne wiążą się z ich właściwościami przeciwutleniającymi, ale również wzmagającymi system odpornościowy ustroju. Mogą one pośrednio lub bezpośrednio wpływać na utrzymanie homeostazy organizmu (Schuhmayer, 2003).
Rośliny produkują tysiące fenolowych związków jako drugorzędowe metabolity. Większość jest syntetyzowana na fenylopropanoidowej ścieżce od początkowego związku jakim jest 4-hydroksy kwas cynamonowy, który pochodzi od fenyloalaniny. Większość badań skupia się na flawonoidach. Ponad 5000 zostało już opisanych, trzynaście podklas.
Polifenole roślinne obecne są w różnych częściach roślin: owocach, kwiatach, liściach, nasionach, korzeniach, korze. Występują w charakterze barwników i odgrywają ochronną rolę przed promieniowaniem ultrafioletowym. Hamują one utlenianie witaminy C, karotenoidów, nienasyconych kwasów tłuszczowych i innych substancji. W produktach żywnościowych najczęściej obecne są w formie glikozydów i aglikonów (Wilska-Jeszka, 2000).
Podział głównych metabolitów wtórnych roślin:
1. Związki fenolowe, które można podzielić pod względem struktury podstawowego szkieletu węglowego na:
a) kwasy fenolowe (pochodne kwasu benzoesowego i cynamonowego),
b) flawonoidy, które z kolei można podzielić na podklasy:
– flawony (apigenina, hesperydyna, luteolina),
– flawanony (naringenina, taksifolina),
– flawonole (kwercetyna, kempferol, myrycetyna, rutyna),
– flawanole (katechina, epikatechina, epigalokatechina),
– izoflawony (daidzeina, genisteina),
– antocyjany (cyjanidyna, malwidyna).
2. Terpenoidy (monoterpeny, saponiny).
3. Związki azotowe (alkaloidy, aminy, aminokwasy niebiałkowe, glikozydy, glukozynolany) (Troszyńska i wsp., 2000).
Budowa chemiczna wybranych związków fenolowych
Flawonoidy charakteryzują się obecnością w cząsteczce układu dwóch pierścieni benzenowych (ryc. 1), które są połączone przez linearny trzeci łańcuch węglowy. Klasę tę oznacza się niekiedy jako: C6-C3-C6.
Ryc. 1. Struktura ogólna flawonoidów.
W cząsteczkach tych związków flawonoidowych, które są aktywne występują dwie, lub nawet kilka fenolowych grup hydroksylowych. Wiadomo też, że taki układ nadaje cząsteczce własności przeciwutleniające. To pozwala cząsteczce między innymi zneutralizować wolny rodnik. Strukturalne różnice między poszczególnymi flawonoidami są głównie oparte na stopniu hydroksylowania i obecności C2 C3 podwójnego wiązania w heterocyklicznym pierścieniu. Różnice włączają odmiany w poziomie uwodornienia i hydroksylowania, metylacji i reakcji siarkowania w dodatku do koniugacji do jednocukrów i dwucukrów i kształtowania kompleksów z oligosacharydami, lipidami, aminami i karboksylowymi i organicznymi kwasami. Te różne klasy i formy flawonoidów są obecne w jadalnych roślinach w szeroko zmieniającej się kombinacji. Na przykład, cebule zawierają kwercetynę – flawonon, w formie aglikonu, jak również w formie glukozydów kwercetyny, dwuglikozydów, chamnozyidów, glukuronidów i estrów malonylu.
Źródła wtórnych metabolitów roślin w diecie
Polifenole są wszechobecne w żywności pochodzenia roślinnego (tab. 2). Rośliny produkują tysiące związków fenolowych jako drugorzędne metabolity. Jednak dokładne określenie spożycia jest problematyczne z powodu ogromnej rozmaitości form i odmian. W dodatku, ich koncentracje w żywności przyjmują bardzo dużą rozpiętość, która zależy od kilku czynników, między innymi gatunku, rozmaitości, nasłonecznienia, stopnia dojrzałości, przetwarzania, magazynowania. Na przykład herbaty zawierają liczne, ale różniące się ilości polifenoli, szczególnie katechinę i jej pochodne. Rodzaje i proporcje katechin w liścich herbaty zmieniają się zależnie od sezonu zbioru, dojrzałości liścia, klimatu i zastosowania praktyk ogrodniczych. W dodatku znaczne zmiany dokonują się podczas przetwarzania. Podobnie jest z winem czerwonym, które jest bogatym źródłem polifenoli. Te znaczne różnice mogą bardzo utrudnić obliczenie dziennego spożycia tych składników. Na przykład, zawartość kwercetyny w pomidorach miniaturowych w przybliżeniu wynosi 30 mg/kg, a w pomidorach normalnego rozmiaru około 5 mg/kg. Zawartość flawonoli w sałacie waha się od 10-900 mg/kg (Duthie, 2000).
Ocenia się, że przeciętna dieta dostarcza człowiekowi dziennie około 1g flawonoidów, w tym flawanony, flawonole i flawony około 170 mg/dzień (tab. 1). Ale są to wartości przybliżone i w skali światowej (Leibovitz i Mueller, 1993).
Dla porównania spożycie w Holandii flawonoli i flawonów obliczono na 23 mg/d, gdzie 70% stanowiła kwercetyna, 17% kempferol, 6% myrycetyna (Hollman i Katan, 1999).
Głównym źródłem flawonoidów w Europie są: czarna herbata, wino, cebule i jabłka podczas gdy zielona herbata jest ważnym źródłem w Japonii.
W Polsce oszacowano, że w dziennej racji pokarmowej znajduje się około 19 mg flawonoidów (Kunachowicz, 2001).
Źródła polifenoli w diecie
Tabela 1. Szacowane dzienne spożycie mg/d flawonoli i flawonów w róznych krajach (Duthie, 2000).
Źródła polifenoli w diecie (Makowska-Wąs i Janeczko, 2004, Schuhmayer, 2003, McNaughton i Marks, 2003).
Oczywistym jest stwierdzenie, że szok tlenowy jest częścią zjawisk patologicznych w schorzeniach przewlekłych i neurodegeneracyjnych, między innymi takich jak: miażdżyca, choroba Parkinsona, choroba Alzheimera i choroby nowotworowe (Ball, 2001).
