MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
BRNO 2011
JANA KŮROVÁ
Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav chemie a biochemie
Vitaminy a zdravá výživa Bakalářská práce
Vedoucí práce: Prof. RNDr. Bořivoj Klejdus, Ph.D.
Brno 2011
Vypracovala: Jana Kůrová
PROHLÁŠENÍ:
Prohlašuji, že jsem předkládanou bakalářskou práci na téma Vitaminy a zdravá výživa vypracovala samostatně na základě pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. Dne:………………………………….. Podpis bakaláře:……………………...
PODĚKOVÁNÍ Na tomto místě bych ráda poděkovala vedoucímu mé bakalářské práce Prof. RNDr. Bořivoji Klejdusovi, Ph.D. za poskytnutí odborné literatury, cenných rad a konzultací při vypracování této práce.
ABSTRAKT Tato bakalářská práce podává ucelené informace o významu vitaminů v lidské výživě.
První kapitoly podávají všeobecné informace o vitaminech jako o
nepostradatelných nutrientech pro lidský organismus. V dalších kapitolách uvádím u konkrétních vitaminů jejich strukturu, chemické a fyzikální vlastnosti, funkce v lidském organismu, adekvátní příjem, výskyt v potravinách a rizika spojená s nedostatečným příjmem jednotlivých vitaminů. Závěrečná kapitola je věnována celkovému shrnutí významu vitaminů pro lidský organismus.
Klíčová slova: vitaminy, struktura, adekvátní příjem, rizika
ABSTRACT This bachelors work provides comprehensive information about the importance of vitamins in human nutrition. The first chapter serves general information about vitamins as an indispensable nutrient for human beings. In other chapters mention of specific vitamins and their structure, chemical and physical properties, functions in the human body, adequate income, presence in food and risks associated with inadequate intake of vitamins. The final chapter is dedicated to the overall summary of the importance of vitamins for human organism.
Keywords: vitamins, structure, adequate income, risks
OBSAH
1 ÚVOD............................................................................................................. 9 2 CÍL ............................................................................................................... 10 3 HISTORIE A SOUČASNOST.................................................................... 11 4 CHARAKTERISTIKA VITAMINŮ.......................................................... 13 4.1 Struktura a funkce vitaminů rozpustných ve vodě .......................................................15 4.1.1 Thiamin-vitamin B1 ..............................................................................................15 4.1.1.1 Historie .........................................................................................................15 4.1.1.2 Struktura .......................................................................................................15 4.1.1.3 Biochemie .....................................................................................................16 4.1.1.4 Fyziologie .....................................................................................................17 4.1.1.5 Denní spotřeba ..............................................................................................17 4.1.1.6 Přírodní zdroje...............................................................................................17 4.1.1.7 Hypovitaminóza ............................................................................................18 4.1.2 Riboflavin - vitamin B2 ........................................................................................18 4.1.2.1 Historie .........................................................................................................18 4.1.2.2 Struktura .......................................................................................................18 4.1.2.3 Biochemie .....................................................................................................19 4.1.2.4 Fyziologie .....................................................................................................19 4.1.2.5 Denní spotřeba ..............................................................................................19 4.1.2.6 Přírodní zdroje...............................................................................................20 4.1.2.7 Hypovitaminóza ............................................................................................20 4.1.3 Niacin –vitamin B3 ...............................................................................................20 4.1.3.1 Historie .........................................................................................................20 4.1.3.2 Struktura .......................................................................................................20 4.1.3.3 Biochemie .....................................................................................................21 4.1.3.4 Fyziologie .....................................................................................................21 4.1.3.5 Denní spotřeba ..............................................................................................21 4.1.3.6 Přírodní zdroje...............................................................................................21 4.1.3.7 Hypovitaminóza ............................................................................................21 4.1.4 Cholin – vitamin B4 ..............................................................................................22 4.1.4.1 Historie .........................................................................................................22 4.1.4.2 Struktura .......................................................................................................22 4.1.4.3 Biochemie .....................................................................................................23 4.1.4.4 Fyziologie .....................................................................................................23 4.1.4.5 Denní spotřeba ..............................................................................................23 4.1.4.6 Přírodní zdroje...............................................................................................23 4.1.4.7 Hypovitaminóza ............................................................................................24 4.1.5 Kyselina pantothenová – vitamin B5 .....................................................................24 4.1.5.1 Historie .........................................................................................................24 4.1.5.2 Struktura .......................................................................................................24 4.1.5.3 Biochemie .....................................................................................................24 4.1.5.4 Fyziologie .....................................................................................................25 4.1.5.5 Denní spotřeba ..............................................................................................25 4.1.5.6 Přírodní zdroje...............................................................................................26 4.1.5.7 Hypovitaminóza ............................................................................................26 4.1.6 Pyridoxin - vitamin B6 ..........................................................................................26 4.1.6.1 Historie .........................................................................................................26 4.1.6.2 Struktura .......................................................................................................26 4.1.6.3 Biochemie .....................................................................................................27 6
4.1.6.4 Fyziologie .....................................................................................................28 4.1.6.5 Denní spotřeba ..............................................................................................28 4.1.6.6 Přírodní zdroje...............................................................................................28 4.1.6.7 Hypovitaminóza ............................................................................................28 4.1.7 Kobalamin – vitamin B12 ......................................................................................28 4.1.7.1 Historie .........................................................................................................28 4.1.7.2 Struktura .......................................................................................................29 4.1.7.3 Biochemie .....................................................................................................29 4.1.7.4 Fyziologie .....................................................................................................30 4.1.7.5 Denní spotřeba ..............................................................................................30 4.1.7.6 Přírodní zdroje...............................................................................................30 4.1.7.7 Hypovitaminóza ............................................................................................30 4.1.8 Kyselina listová....................................................................................................31 4.1.8.1 Historie .........................................................................................................31 4.1.8.2 Struktura .......................................................................................................31 4.1.8.3 Biochemie .....................................................................................................31 4.1.8.4 Fyziologie .....................................................................................................32 4.1.8.5 Denní spotřeba ..............................................................................................32 4.1.8.6 Přírodní zdroje...............................................................................................32 4.1.8.7 Hypovitaminóza ............................................................................................32 4.1.9 Biotin...................................................................................................................34 4.1.9.1 Historie .........................................................................................................34 4.1.9.2 Struktura .......................................................................................................34 4.1.9.3 Biochemie .....................................................................................................35 4.1.9.4 Fyziologie .....................................................................................................35 4.1.9.5 Denní spotřeba ..............................................................................................35 4.1.9.6 Přírodní zdroje...............................................................................................35 4.1.9.7 Hypovitaminóza ............................................................................................35 4.1.10 Vitamin C ..........................................................................................................36 4.1.10.1 Historie ......................................................................................................36 4.1.10.2 Struktura......................................................................................................36 4.1.10.3 Biochemie ...................................................................................................36 4.1.10.4 Fyziologie ...................................................................................................37 4.1.10.5 Denní spotřeba ............................................................................................37 4.1.10.6 Přírodní zdroje.............................................................................................37 4.1.10.7 Hypovitaminóza ..........................................................................................37 4.2 Struktura a funkce vitaminů rozpustných v tucích .......................................................39 4.2.1 Retinol -vitamin A ...............................................................................................39 4.2.1.1 Historie .........................................................................................................39 4.2.1.2 Struktura .......................................................................................................39 4.2.1.3 Biochemie .....................................................................................................40 4.2.1.4 Fyziologie .....................................................................................................40 4.2.1.5 Denní spotřeba ..............................................................................................41 4.2.1.6 Přírodní zdroje...............................................................................................41 4.2.1.7 Hypovitaminóza ............................................................................................41 4.2.1.8 Hypervitaminóza ...........................................................................................41 4.2.2. Kalciferoly - vitamin D .......................................................................................41 4.2.2.1 Historie .........................................................................................................41 4.2.2.2 Struktura .......................................................................................................42 4.2.2.3 Biochemie .....................................................................................................42
7
4.2.2.4 Fyziologie .....................................................................................................43 4.2.2.5 Denní spotřeba ..............................................................................................43 4.2.2.6 Přírodní zdroje...............................................................................................43 4.2.2.7 Hypovitaminóza ............................................................................................43 4.2.2.8 Hypervitaminóza ...........................................................................................45 4.2.3. Vitamin E............................................................................................................45 4.2.3.1 Historie .........................................................................................................45 4.2.3.2 Struktura .......................................................................................................45 4.2.3.3 Biochemie .....................................................................................................46 4.2.3.4 Fyziologie .....................................................................................................46 4.2.3.5 Denní spotřeba ..............................................................................................46 4.2.3.6 Přírodní zdroje...............................................................................................46 4.2.3.7 Hypovitaminóza ............................................................................................47 4.2.3.8 Hypervitaminóza ...........................................................................................47 4.2.4. Vitamin K ...........................................................................................................47 4.2.4.1 Historie .........................................................................................................47 4.2.4.2 Struktura .......................................................................................................47 4.2.4.3 Biochemie .....................................................................................................48 4.2.4.4 Fyziologie .....................................................................................................48 4.2.4.5 Denní spotřeba ..............................................................................................48 4.2.4.7 Hypovitaminóza ............................................................................................49 4.2.4.8 Hypervitaminóza ...........................................................................................49
5 ZÁVĚR ........................................................................................................ 50 6 LITERATURA ............................................................................................ 51 7 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK ....................................................... 53 8 SEZNAM OBRÁZKŮ................................................................................. 54
8
1 ÚVOD Vzhledem k měnícímu se životnímu prostředí a stylu, kterému se musí lidský organizmus přizpůsobit, musí zákonitě probíhat i změna skladby stravy. V dnešní době už není fyzická námaha součástí každodenního života, ale organismus musí čelit psychickému zatížení s malým množstvím pohybu. Na tuto změnu bychom měli reagovat sníženým poměrem energeticky bohatých složek potravy. U dospělého člověka by měla být podle nových výzkumů celková energetická potřeba krytá asi z l5 % proteiny, 30 % lipidy a 55 % sacharidy. Tyto poměry se mohou měnit v závislosti na teplotě prostředí, fyzické náročnosti a dalších okolnostech. Zdravá výživa by měla obsahovat nejen správný poměr těchto základních složek, ale i jejich správnou formu, která je pro lidský organismus vhodná. U lipidů by neměli chybět oleje obsahující nenasycené mastné kyseliny, u proteinů jsou to esenciální aminokyseliny a u sacharidů je to vláknina, která podporuje trávení. Mezi další nepostradatelné složky zdravé výživy patří potřebné minerální prvky a vitaminy, kterým bych se chtěla věnovat podrobněji v mojí bakalářské práci. Autotrofní organismy si tyto nezbytné látky (esenciální) dovedou syntetizovat. Heterotrofní organismy ztratili tuto schopnost během vývoje a musí je přijímat ve stravě ve formě vitaminů nebo provitaminů. Vitaminy jsou součástí enzymatických systémů, regulují intenzitu probíhajících metabolických pochodů. Jejich působení závisí na konkrétních fyzikálně chemických vlastnostech každého vitaminu. Většina působí jako aktivní formy koenzymů nebo jako výchozí látky pro tvorbu koenzymů. K základním funkcím některých vitaminů patří antioxidační působení, tedy tlumení tvorby aktivních forem kyslíku, případně dusíku, jiné vitaminy jsou katalyzátory v řadě reakcí látkové přeměny. Potřeba jednotlivých vitaminů se liší u různých druhů organismů, např. kyselina askorbová je vitaminem jen pro člověka, primáty a morče. Liší se i množství potřebné pro optimální funkci lidského organismu pro jednotlivé vitaminy. Nedostatek vitaminů v organismu se projevuje různými poruchami, které označujeme jako hypovitaminosy, těžší
jako
avitaminosy
nebo
při
předávkování
hypervitamonózy. ( Karlson 1981)
9
u
lipofilních
vitaminů
jako
2 CÍL Jako cíl své bakalářské práce jsem si stanovila seznámit se s fyzikálně chemickými vlastnostmi základních vitaminů s jejich fyziologickou funkcí a biochemickými pochody v lidském organismu, doporučenou denní dávku vitaminů a jaké jsou následky, když tato dávka není organismu poskytnuta. Dále jakým způsobem jsou vstřebávány a jaké vlivy mohou působit na jejich absorpci. Vzhledem k tomu, že studium vlivu vitaminů na zdraví člověka je v popředí zájmu mnoha vědeckých odborníků, ráda bych ve své bakalářské práci některé nové poznatky zmínila.
10
3 HISTORIE A SOUČASNOST Lidé věděli už dávno předtím, než byli první vitaminy popsány, že jsou v potravinách obsaženy látky, bez kterých by lidé a určité druhy zvířat nebyli schopni života. Nemoc zvaná kurděje byla známá již 1500 let před naším letopočtem. Trpěli jí hlavně námořníci při dlouhých plavbách, kdy byl problém obstarat pro posádku čerstvé potraviny. Zánět dásní, vypadávání zubů, zvýšená krvácivost jsou typické projevy při nedostatku vitamínu C. Tento syndrom popsal již v roce 450 let před naším letopočtem filosof Aristoteles. S názvem „vitamin“ se setkáváme až v roce 1911, kdy polský chemik Kazimír Funk takto označil pro život (vita) nezbytné dusíkaté sloučeniny (amin). Pokrok v oblasti chemie a molekulární biologie v minulém století umožnil poznání úloh a vzájemných vztahů nutrientů v metabolizmu živočichů. Podrobněji se o historii objevu a isolaci zmiňuji na začátku každé kapitoly jednotlivých vitamínů. Středem současného zájmu výzkumu jsou vitaminy A, C a E, které jsou odpovědné za posílení antioxidační kapacity organizmu. Tyto nutrienty jsou dávány do souvislostí s možnou ochranou organizmu
před civilizačními chorobami. Při ověřování úlohy
vitaminu E a β-karotenu v posílení imunitního systému jako prevence proti arteroskleróze, degenerativním a nádorovým onemocněním, ale klinické poznatky z posledních studií uvedený předpoklad nepotvrzují. K rozdílným výsledkům mohly přispět odlišné charakteristiky studií. Observační studie se omezuje na popis určité choroby, popřípadě výskytu určitého faktoru u určité populace. Tyto studie naznačují pozitivní výsledky. U randomizovaných kontrolovaných studií jsou zúčastněné osoby rozděleny do dvou skupin na pokusnou a kontrolní, a získané výsledky se porovnávají. Tyto studie nepřinesly jednoznačné důkazy o pozitivním působení antioxidantů, ale naopak zjistili, že dlouhodobá suplementace antioxidancií může vést ke zvýšení rizika kardiovaskulárních a nádorových onemocnění. (Hlúbik, Opltová 2004) Tyto poznatky potvrzuje i studie „Vitaminy a kardiovaskulární onemocnění“, kde autoři uvádí: CVD (kardiovaskulární onemocnění) je hlavní příčinou mortality v západním světě s předpokladem, že do roku 2020 to bude nejrozšířenější příčina úmrtnosti na světě. Důležitost role vitaminů v prevenci nebo minimalizaci tohoto nárůstu se již dlouho snaží objasnit odborníci, ale data jsou stále nejednotná. V některých případech byla potvrzena zvýšená úmrtnost pacientů v pozdní fázi aterosklerózy při suplementaci
11
vitaminy. Snaha snížit negativní účinky antioxidantu β-karotenu
na organismus
souběžným podáváním jiných vitaminů se ukázala jako neúčinná. Nicméně vitamin E v kombinaci s vitaminem C ukázaly antiaterogenní účinky. Dále studie naznačuje, že aplikování vitaminů s antioxidačním účinkem by bylo prospěšné pro jednotlivce, kteří jsou vystavení zvýšené hladině oxidativního stresu, například kuřáci, diabetici a starší pacienti. Prostřednictvím stanovení správné populační skupiny (správného zacílení) a optimální
kombinaci
vitamínů
by
bylo
možné
ovlivnit
negativní
kardiovaskulárního onemocnění v budoucnosti. (Honarbakhsh, Schachter 2009)
12
vývoj
4 CHARAKTERISTIKA VITAMINŮ Vitaminy jsou organické sloučeniny rozmanitých struktur, ale s charakteristickou strukturální specifitou. Sebemenší změna ve struktuře molekuly způsobí změnu jejich funkce i negativním směrem jako jsou například přírodní nebo syntetické antivitaminy. Antivitaminy jsou
enzymy rozkládající vitaminy (askorbátoxidáza,
peroxidáza,
tiamináza) nebo látky, které tvoří s vitaminy nevyužitelné komplexy (avidin), případně tzv. kompetitivní inhibitory, tj. látky podobné chemické struktury, které nahradí vitaminy v biologických systémech, ale neplní jejich úlohu (sulfonamidy, antibiotika, dikumarol). (Jelínek P a kol. 2003) Množství potřebné pro optimální funkci lidského organismu pro jednotlivé vitaminy se liší. Jejich rozdílné role v metabolismu mají vliv na to, ke které fyzikální veličině se vztahuje jejich denní doporučená dávka (DDD). U vitaminu B1, B2, B3 je DDD vztažena na denní spotřebu kalorií, u vitaminu B6 na denní spotřebu gramů bílkovin obsažených ve stravě, u cholinu, kyseliny pantothenové a vitaminu K je DDD vztažena k hmotnosti člověka. (Stratil 1993) Nedostatek vitaminů v organismu se projevuje různými poruchami označovanými jako hypovitaminózy (způsobeny přechodným nedostatkem určitého vitaminu), avitaminózy (vyvolány dlouhotrvajícím nedostatkem vitaminů). Při předávkování vitaminů rozpustných v tucích, může dojít k hypervitaminóze (onemocnění způsobené přílišným množstvím vitaminů nahromaděných v organizmu). ( Karlson 1981) Po chemické stránce mezi jednotlivými skupinami vitaminů nejsou žádné strukturální vztahy, podle kterých by se dali rozdělit a zařadit do souborů. Z fyzikálního hlediska je dělíme na vitaminy rozpustné ve vodě (hydrofilní) a rozpustné v tucích (lipofilní). Rozpustné vitaminy ve vodě se nemohou v organismu skladovat, a proto při nadbytečném příjmu dochází k jejich vylučování močí. V tucích rozpustné vitaminy se mohou ukládat do zásoby, nejčastěji v játrech. Vzhledem k počáteční neznalosti chemické struktury, bylo zavedeno jejich označování písmeny abecedy, přičemž vitaminy se stejnými nebo podobnými fyziologickými vlastnostmi byly dále rozlišovány číselnými indexy nebo názvy odvozenými od chemického složení vitaminů. (Vodrážka 1996) Seznam chemických, triviálních názvů a písmenného označení vitaminů, kterými se budu ve své práci podrobněji zabývat je uvedeno v tabulce 1.
13
Tabulka 1 Chemický název
Označení
Triviální název
Vitamíny rozpustné ve vodě thiamin
B1
aneurin, antineuretický vitamin
riboflavin
B2
laktoflavin, vitamin G
nikotinamid
PP(B3) nikotinamid, nikotinová kyselina, niacin,
trimethyletanolamin
B4
cholin
pantothenová kyselina
B5
pantothenová kyselina, pantothenát
pyridoxol, pyridoxamin
B6
pyridoxin adermin
korinoidy, kobalaminy
B12
antiperniciosní faktor, antianemický faktor
kyselina L-askorbová
C
kyselina askorbová, antiskorbutický vitamin
biotin
H
antiseborhoický vitamin
-
kyselina listová, folacin, antianemický faktor
retinol
A1
axeroftol
3-dehydroretinol
A2
axeroftol
ergokalciferol
D2
kalciferol,, antirachitický vitamin
cholekalciferol
D3
antirachitický vitamin
alfa-tokoferol
E
tokoferol, antisterilní vitamin
beta-tokoferol
E
tokoferol, antisterilní vitamin
gama-tokoferol
E
tokoferol, antisterilní vitamin
fylochinon
K1
antihemoragický, koagulační vitamin
farnochinon
K2
antihemoragický, koagulační vitamin
kyselina pteroylglutamová Vitamíny rozpustné v tucích
Tato tabulka obsahuje jen základní rozdělení. Na konci minulého století bylo v literatuře uváděno, že existuje 13 různých vitaminů: A,C,D,E,K a 8 různých vitaminů skupiny B. Další výzkumy přinesly třináct vitaminů skupiny B, od vitaminu B12 a niacinu až 6 vyskytujících se forem, které v látkové výměně působí rozdílně. Z 500 karotenů je 60 uznáno jako předstupně vitaminu A, asi 110 karotenů je považováno za účinnější než samotný vitamin. Od vitaminu C a D se vyskytují čtyři různé varianty a dvanáct od tokoferolu. (Oberbeil 1997)
14
4.1 Struktura a funkce vitaminů rozpustných ve vodě
Do skupiny vitaminů rozpustných ve vodě patří převážně vitaminy B a vitamin C. I když tyto vitaminy zařazujeme do základní skupiny podle rozpustnosti ve vodě, tak jejich rozpustnost v tomto rozpouštědle je velmi rozdílná. U niacinu a biotinu je závislá na teplotě vody a u riboflavinu a kyseliny listové je velmi omezená. Podrobněji se o rozpustnosti zmiňuji v jednotlivých kapitolách. Vitaminy skupiny B se zúčastňují metabolických pochodů jako koenzymy, především při metabolizmu proteinů a sacharidů, při funkci nadledvin, štítné žlázy, pohlavních žláz a nervové soustavy. (Jelínek P. a kol. 2003) U vitaminů této skupiny je přebytek vylučován močí. Z tohoto důvodu může jen ve výjimečných případech docházet k jejich hromadění v koncentracích pro lidský organismus toxických. Proto i zásoby vitaminů skupiny B v organismu (vyjímkou je vitamin B12) musí být doplňovány průběžně. (Murray 2001) Hypovitaminóza jednoho vitaminu z komplexu vitaminů B je ojedinělá. Většinou je působení
těchto
vitaminů
biochemicky provázané,
např.
na
snížení hladiny
homocysteinu je nutné spolupůsobení riboflavinu s kyselinou listovou a pyridoxinem (Hlúbik, Opltová 2004), ale jsou známé i symptomy nedostatku jednotlivých vitaminů např. nemoc zvaná beri-beri (thiamin), seborhea a fotofobie (riboflavin), pelagra (niacin), periferní neuritidy (pyridoxin), megaloblastická anemie (kobalamin, kyselina listová), a kurděje (vitamin C). (Murray 2001) Podrobněji se věnuji zástupcům této početné skupiny: thiaminu (vitamin B1), riboflavinu (vitamin B2), niacinu (vitamin B3), cholinu, kyselině pantothenové (vitamin B5), pyridoxinu (vitamin B6), biotinu, kobalamin (vitamin B12) a kyselině listové.
4.1.1 Thiamin-vitamin B1 4.1.1.1 Historie Krystalický thiamin byl poprvé isolován jako hydrochlorid v roce 1926 holanďany B.C.P. Jansenem a Donathem pod názvem aneurin.. (Fragner 1961) 4.1.1.2 Struktura Chemicky se thiamin skládá ze substituovaných jader thiazolu a pirimidinu, které jsou spojené methylenovým můstkem. Je to bílá nebo bezbarvá, hydrofilní sloučenina
15
velmi specifické struktury. Je rozpustný v H2O a vodném alkoholu, ale málo rozpustný v ethanolu a nerozpustný v ethyletheru. Je nestálý v neutrálním prostředí.(Fragner 1961) Thiaminhydrochlorid
je
chemicky
3-(4-amino-21metyl-5-pirimidinyl)metyl-4-
metyl-5(2-hydroxyetyl) thiazoliumchlorid (obr. 1). Nejzastoupenějsí forma v organismu je thiamindifosfát. (Hlúbik, Opltová 2004)
Obr. 1: Chemický vzorec thiaminu, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
4.1.1.3 Biochemie Thiamindifosfát (obr. 2) se účastní jako koenzym enzymové reakce, kterou je přemísťován aktivovaný aldehydový zbytek.
Obr. 2: Chemický vzorec thiamindifosfátu, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
Existují dva typy podobných reakcí: oxidativní dekarboxylace α-ketokyselin a transketolasová reakce (např. v pentosafosfátovém cyklu). Tyto reakce jsou nedostatkem thiaminu inhibovány. Thiamindifosfát poskytuje reaktivní uhlík na thiazolu, ze kterého se tvoří karbanion, ten je pak volný pro připojení ke karbonylové skupině např. pyruvátu v komplexu pyruvátdehydrogenasy. Tento komplex se skládá z několika enzymů, pyruvátdehydrogenasy, dihydrolipoylacetyltransferasy a dihydrolipoyldehydrogenasy, které katalyzují oxidační dekarboxylaci pyruvátu na acetyl-CoA v několikastupňové reakci. (Voet, Voetová 1995)
16
4.1.1.4 Fyziologie Z fyziologického
hlediska
dekarboxylaci α-ketokyselin
thiamin
ovlivňuje
produkci
ATP
při
oxidativní
v cyklu kyseliny citronové. Thiamin je součástí enzymu
karboxylázy a v této podobě katalyzuje dekarboxylaci i karboxylaci kyseliny pyrohroznové. Při nedostatku thiaminu dochází k jejímu hromadění v organizmu, což působí negativně na funkci nervové soustav. K jeho dalším funkcím patří transaminační pochody v játrech a svalech. Podílí se na syntéze nukleových kyselin, glukózy z kyseliny pyrohroznové a mléčné a syntéze glykogenu z glukózy. přeměnu cukrů na tuky a jejich ukládání v organismu, činnost nadledvin a štítné žlázy. (Jelínek P a kol. 2003) Thiamindifosfát ruší cholinesterázy, a tím prodlužuje účinek acetylcholinu, který přenáší nervové impulsy přes synapse mezi určitými typy nervových buněk. Inaktivace acetylcholinesterázy zabraňuje rychlé hydrolýze acetylcholinu uvolněného nervovým impulsem, čímž interferuje s obvyklým sledem nervových impulsů. (Voet, Voetová 1995) Tiamintrifosfát (TTP), působí v nervových buňkách při aktivaci kanálu chloridových iontů, což může aktivovat neurologické projevy při nedostatku tiaminu. (Hlúbik, Opltová 2004) Absorpce thiaminu probíhá dvěma mechanizmy pomocí přenašeče ve střevní sliznici. Při vysokém příjmu se vstřebává pasivní difuzí a při nízkém příjmu, cestou aktivního transportního systému. Vstřebávání thiaminu je vázáno na kyselinu listovou, z toho důvodu při jejím deficitu, vzniká porucha jeho absorpce. (Stratil 1993) V česneku je přítomna látka allicin, která vytváří spolu s thiaminem v intestinálním traktu v tucích rozpustný allithiamin, to je využíváno u gastrointestinálních onemocnění s poruchou aktivní absorpce. (Hlúbik, Opltová 2004) 4.1.1.5 Denní spotřeba Denní spotřeba tiaminu je závislá na spotřebě energie a to přibližně 0,5 mg na 1000 kalorií. Z toho vyplývá, že spotřeba u žen bude nižší (1,0-1,2 mg) než u mužů (1,2-1,5 mg). Při zvýšené sportovní aktivitě, léčbě antibiotiky, průjmech, těžkých stresech, v těhotenství a v klimakteriu se musí adekvátně zvýšit i spotřeba thiaminu. Větší spotřebu tohoto vitaminu mají kuřáci, alkoholici a osoby konzumující zvýšené množství sacharidů. (Oberbeil 1997) 4.1.1.6 Přírodní zdroje Thiamin obsahují pšeničné klíčky a obilná zrna, sušené pivovarské droždí, otruby, černý chléb, neloupaná rýže, luštěniny, pohanka, chřest, listová zelenina, lískové ořechy, sušené ovoce, z živočišných zdrojů játra, některé druhy masa zvláště libové 17
vepřové, ryby
tepelně zpracované. Syrové ryby obsahují thermolabilní enzym
(thiaminasu), která thiamin rozkládá. (Oberbeil 1997)( Mindell, Mundis 2006) 4.1.1.7 Hypovitaminóza Nedostatek thiaminu se projevuje jako nespavost, parestézie, bolesti svalů, snížená chuť k jídlu, tachykardie i při menší námaze, neschopnost koncentrace, nejistota a deprese. Onemocnění nazvané Beri-beri je způsobeno stravou bohatou na sacharidy, ale chudou na thiamin, např. loupaná rýže, cukr a bílá mouka. Počáteční příznaky jsou periferní myopathie, vyčerpanost a nechuť k jídlu. Postupující onemocnění provází kardiovaskulární, neurologické a svalově degenerativní změny. Dále je to onemocnění nazvané Wernickeho encefalopathie, která se projevuje zmateností, letargií, nespavostí, narušenou koordinací pohybů. Vyskytuje převážně u chronických alkoholiků. Příčinou nedostatku thiaminu může být i nedostatečná tvorba žaludeční šťávy nebo užívání antacid, konzumace kávy a černého čaje. (Hlúbik, Opltová 2004)
4.1.2 Riboflavin - vitamin B2
4.1.2.1 Historie Riboflavin se podařilo izolovat v roce 1932 O. Warburgovi a W. Christianovi a byl pojmenován podle biologické identity s fluoreskujícími flaviny. (Fragner 1961) 4.1.2.2 Struktura Riboflavin se skládá z heterocyklického isoalloxazinového jádra a alkoholu ribitolu. Chemicky 6,7-dimeyl-9-(D-1´-ribityl) izoalloxazin (obr. 3).
Obr. 3: Chemický vzorec riboflavinu, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
18
Riboflavin patří do skupiny flavinů. Je barevný, fluoreskuje (nejsilněji v rozmezí pH 4-8) a je poměrně odolný vůči vysokým teplotám (thermostabilní), ale rozkládá se světlem. V H2O je málo rozpustný, stejně jako v ethanolu. Dobře rozpustný je v roztocích alkalických hydroxylů. (Fragner 1961) 4.1.2.3 Biochemie Vyskytuje se metabolických systémech buď volný nebo vázaný ve formě koenzymů oxidoredukčních enzymů. Hlavní účinnou formou v živočišném organizmu je jeho derivát flavinadenindinukleotid (FAD) syntetizovaný především v játrech a ledvinách. (Hlúbik, Opltová 2004) Z přírodních flavinů má stejnou účinnost i flavinmononukleotid (FMN). FMN a FAD jsou součástí flavinových enzymů, především oxidáz a dehydrogenáz. (Jelínek P a kol. 2003) 4.1.2.4 Fyziologie Vitamin B2 je v lidském organismu zastoupen oxidoreduktasami, ty jsou odpovědné za přenos atomů vodíku v oxidativních procesech uvnitř buňky, při kterých vzniká energie
např.
oxidasou
α-aminokyselin
nebo
při
jejich
deaminaci
sukcinátdehydrogenasou v citrátovém cyklu, flavoproteinem přenášejícím elektrony při oxidaci mastných kyselin a dalšími důležitými enzymy. Působí-li jako koenzymy, prodělávají reversibilní redukci isoalloxazinového jádra pro tvorbu redukované formy FMNH2 a FADH2 ) , čímž se podílí na metabolizmu bílkovin, tuků sacharidů. (Murray 2001) Další jeho role je v
převedení krátkovlnných modrých paprsků na žlutozelené
(vidění za šera). Riboflavin je přítomen i v metabolismu ostatních vitaminů skupiny B a v produkci hormonů v nadledvinkách. (Hlúbik, Opltová 2004) Absorpce vitaminu B2 probíhá v horní části trávicího traktu aktivním transportem, vyšší koncentrace jsou absorbovány pasivní difuzí, dále je transportován ve vazbě na bílkovinu do jater, srdce a ledvin, kde netvoří zásoby, proto je důležitý pravidelný příjem. Měď, zinek, železo, kofein, nikotinamid, sacharin, tryptofan, močovina a kyselina askorbová tvoří s riboflavinem cheláty. (Stratil 1993) 4.1.2.5 Denní spotřeba Denní spotřeba riboflavinu činí přibližně 0,5 mg na 1000 kalorií. Je ovlivňována obsahem bílkovin v potravě, fyziologickými faktory, ničí jej antibiotika, antikoncepční a utišující léky. Doporučená průměrná denní dávka je 1,5mg/den. (Stratil 1993)
19
4.1.2.6 Přírodní zdroje Riboflavin obsahují játra, mandle, sýry, mléko, jogurt, zelenina, vajíčka, ryby, vejce, vlašské ořechy ,semena slunečnice a další potraviny. (Oberbeil 1997) 4.1.2.7 Hypovitaminóza Projevuje se při snížení dávky pod 0,5mg/den trvající více než 100 dní, praskáním rtů, boláky na rtech a ústech, změnami na jazyku, pálením v očích, ztluštěním a červenáním očních víček, na kůži je patrná dermatitida, seborea, akné a narušením tvorby červených krvinek. Avitaminóza je provázena neurologickými symptomy a to parestezií na dolních končetinách, neuropatií. Hypovitaminóza vzniká často i sekundárně jako následek poruchy resorpce při malnutricích, enterokolitidách, chronické hepatitidě, celiakii, dlouhodobým působením stresu, nemocemi štítné žlázy (hyperfunkce) diabetes melitus, záněty tenkého střeva. O karenci riboflavinu samotného jde jen zřídka, obvykle se objevuje spolu se symptomy nedostatku ostatních vitamínů skupiny B. (Hlúbik, Opltová 2004)
4.1.3 Niacin –vitamin B3 4.1.3.1 Historie V roce 1937 byl objeven jako vitamin P-P C.A.Elvehjemem, když isoloval amid kyseliny nikotinové z jaterního koncentrátu jako antipelagrový princip. (Fragner 1961) 4.1.3.2 Struktura Niacin je společný název pro kyselinu nikotinovou a nikotinamid, které oba mohou sloužit jako zdroj vitaminu v potravě. Je to bezbarvá krystalická látka a její rozpustnost je závislá na teplotě použitého rozpouštědla (H2O, ethanol), čím vyšší, tím je lépe rozpustná. Je velmi stabilní na vzduch i v roztoku a nezničí jej světlo, teplo ani kyslík. .(Fragner 1961)
Obr. 4: Chemický vzorec nikotinové kyseliny a jejího amidu, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
20
Nikotinová kyselina a její amid (obr. 4), chemicky
3-pyridinkarboxyamid jsou
stejně chemicky účinné. 4.1.3.3 Biochemie Amid kyseliny nikotinové je součástí nikotinamidadenindinukleotidu (NAD) a nikotinamidadenindinukleotidfosfátu (NADP). (Hlúbik, Opltová 2004) Tyto dva nikotinamidnukleotidy
se
v
organismu
uplatňují
jako
koenzymy
mnoha
dehydrogenačních enzymů, vyskytujících se v cytosolu (např. laktátdehydrogenasa) i v mitochondriích (např. malátdehydrogenasa). Jsou složkami mnoha metabolických drah důležitých pro tvorbu a odbourávání sacharidů, mastných kyselin i aminokyselin. Nikotinamidadenindinukleotid se navíc účastní neredoxních reakcí při mobilizaci vápníku, replikaci a reparaci DNA a redukovaný nikotinamidadenindinukleotid-fosfát hraje důležitou roli v syntéze tuků a steroidů. (Hlúbik, Opltová 2004) 4.1.3.4 Fyziologie Oba jmenované koenzymy je schopna syntetizovat každá tkáň, jejich koncentrace ve tkáních je kontrolována extracelulární koncentrací nikotinamidu, která je regulována játry. Absorpce niacinu obsaženého v potravě je částečně uskutečňována v žaludku a zbytek je vstřebán v tenkém střevě. Většina tkání přijímá niacin jednoduchou difuzí, červené krvinky usnadněnou difuzí. Nadbytečný niacin je buď skladován v játrech nebo se vylučuje močí jako metylovaný derivát. Část potřebného množství může lidský organismus syntetizovat z esenciální aminokyseliny tryptofanu v játrech a ledvinách, z toho důvodu není niacin klasickým vitaminem. (Stratil 1993) 4.1.3.5 Denní spotřeba Doporučená dávka 6,6 mg /1 000 kcal na den u dospělých, u dětí a mladistvých je to 5-12 mg/den. Zvýšené dávky jsou opodstatněné při vyšší tělesné námaze, v těhotenství v přechodu a při nervových onemocněních. Při nadměrné spotřebě cukru nebo zvýšené konzumaci balastních látek vede ke ztrátám niacinu v těle. (Stratil 1993) 4.1.3.6 Přírodní zdroje Niacin obsahují pivovarské kvasnice, játra, tuňák, libové drůbeží maso, semena slunečnice, arašídy, tmavé pečivo, hrách, mandle a další potraviny. (Oberbeil 1997) 4.1.3.7 Hypovitaminóza Deficit niacinu působí typické zdravotní potíže nazývané pelagra. Tato nemoc se projevuje změnami na kůži, na trávicím a centrálním nervovém systému. Pelagra byla rozšířena u populací, které se stravovali převážně kukuřicí. Zde je niacin vázán v 21
komplexu (niacitin), který organismus nedokáže vstřebat. Je nepostradatelný pro produkci energie v buňkách, v případě jeho nedostatku si jej přednostně organismus syntetizuje z
tryptofanu (ze 60mg tryptofanu - 1mg niacinu). Tato esenciální
aminokyselina je ale nezbytná při tvorbě serotoninu, který je jedním ze základních neurotransmiterů a umožňuje komunikaci mezi jednotlivými synapsemi v mozku. Sekundárně tak hypovitaminóza vitaminu B3 ovlivňuje emoce, paměť, bolest, spánek a jeho nedostatek se projevuje depresí, halucinacemi, poruchami spánku, sklíčeností, poklesem koncentrace, nervozitou až agresivitou. (Voet, Voetová 1995) Při deficitu niacinu vzniká porucha sekrece žaludeční kyseliny solné (alchorhydrie), která bývá spojena s chronickým zánětem žaludku, někdy též s perniciózní (zhoubnou) anemií způsobenou nedostatečným vstřebáváním vitaminu B12. K deficitu niacinu přispívá i chronický alkoholismus a genetická porucha metabolismu tryptofanu – Hartnupův syndrom. Ve článku: Niacin status and treatment-related leukomogenesis autor objasňuje úlohu niacinu u pacientů léčených chemoterapií. Chemoterapie je často příčinou poškození krvetvorné tkáně, což vede k potlačení tvorby kostní dřeně a následného rozvoje leukémií. Nedostatek niacinu, který je běžný u pacientů s rakovinným bujením, způsobuje genomické nestability v buňkách kostní dřeně. Dochází ke zdržení odstraňování (excizi) dvouřetězcových zlomů a akumulaci těchto zlomů v DNA. Nedostatek niacinu také narušuje buněčnou proliferaci (dělení) a apoptózu jako odpověď na poškození DNA. Výsledky z pokusů na podkanech ukazují, že niacinová suplementace může snížit krátkodobé i dlouhodobé nežádoucí účinky chemoterapie u pacientů s nádorovým onemocněním. (Kirkland 2009)
4.1.4 Cholin – vitamin B4 4.1.4.1 Historie Poprvé byl bilineurin izolován německým chemikem A. Streckerem v roce 1849 a o 13 let později přejmenován na cholin. Syntézu provedl A. Wurst v roce 1868. (Fragner 1961) 4.1.4.2 Struktura Cholin je kvarternární aminová báze. Je řazen do skupiny vitagenů- látek potřebných v gramovém množství jako zdroj energie a je součástí určitých substancí tuku a lipoproteinů (cholesterol). Jeho chemický název je β-hydroxyethylamoniumhydroxyd
22
(obr. 5). Je to bezbarvá, krystalická, silně hydroskopická látka. Je dobře rozpustný v H2O a ethanolu, málo rozpustný ve vlhkém etheru. (Fragner 1961)
Obr. 5: Chemický vzorec cholinu, http://www.uni-saarland.de/fak8/schneider/anichem/struktur/cholin.html
4.1.4.3 Biochemie Tvorba cholinu je závislá na katalyzátorech jako jsou pteridinové vitaminy a faktoru B12, který slouží k přenosu methylu z příslušných donorů (zpravidla methionon XX) na akceptory
např. aminoethanol, methylaminoethanol a dimethylaminoethanol. Tato
transmethylace je katalysována enzymy (transmethylasami). Jako vedlejší produkt vzniká homocystein. (Fragner 1961) 4.1.4.4 Fyziologie Cholin emulguje tuky a patří mezi látky s lipotropním faktorem, které jsou schopny proniknout bariérou mezi krevním řečištěm a mozkovou tkání a tím napomáhají přístupu
látek
přímo
k mozkovým
buňkám.
Je
prekurzorem
pro
syntézu
fosfatidylcholinu (lecitinu), který zabraňuje hromadění cholesterolu a tuku v organismu, a sfingomyelinů, důležitých lipidických složek lipoproteinů, které jsou součástí buněčných membrán. (Stratil 1993) Cholin je součástí acetylcholinu, který patří mezi neurotransmitery. Absorpce cholinu obsaženého v potravě je uskutečňována ve střevě aktivním transportem do lymfy. 4.1.4.5 Denní spotřeba Průměrná denní potřeba je u dospělých žen 600mg a u mužů 600mg. Optimální příjem 9 mg na kilogram hmotnosti člověka. (Stratil 1993) Při léčbě cirhózy jater jsou denní dávky zvýšené na 3-12g po dobu 4 měsíců -toto užívání cholinu snižuje detoxikační kapacitu jater a pomáhá v ochraně jater před poškozením různým vlivy (alkoholem, toxiny, léky apod.). Při vystavení dlouhodobému psychickému stresu a nadměrným nárokům na paměť je spotřeba cholinu dvojnásobná. (Oberbeil 1997) 4.1.4.6 Přírodní zdroje Cholin obsahují vaječné žloutky, játra, kvasnice, listové zelenině, kvasnicích, obilných klíčkách a jako součást lecitinu (cholin je hlavní složkou fosfatidyl-cholinu).
23
Cholin může vznikat i z jiných esenciálních látek. Pokud ho lidský organismus nemá dostatek v potravě, dokáže si ho vyrobit z vitaminu B12, kyseliny listové a methioninu. (Oberbeil 1997)( Mindell, Mundis 2006) 4.1.4.7 Hypovitaminóza Při plnohodnotné stravě je nedostatek cholinu nepravděpodobný. Při omezeném příjmu potravy se může nedostatek cholinu v organismu projevit poruchami paměti, sníženou schopností se soustředit a zhoršením svalové koordinace. Dlouhodobý deficit může vést ke zvýšenému ukládání lipidů v játrech, cirhóze a jaterní nekróze. Ohroženou skupinou jsou alkoholici. (http://www.celostnimedicina.cz/cholin.htm#ixzz1EswLzjrG).
4.1.5 Kyselina pantothenová – vitamin B5 4.1.5.1 Historie Kyselina pantothenová byla izolována v roce 1939 J.R.Wiliamsem ve spolupráci s R. Majorem. Její syntézu provedli R. Kuhn s H.Wielandem ve stejném roce 1940 jako T reichstein a spol.. 4.1.5.2 Struktura Kyselina pantothenová je viskózní nažloutlý olej, dobře rozpustný v H2O a ethanolu, částečně rozpustný v etheru a nerozpustný v benzenu, stabilní v roztoku při pH 5,5-7, citlivý vůči vyšší teplotě.
Obr. 6: Chemický vzorec kyseliny pantothenové, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
Chemicky je kyselina pantothenová D-(+)-α,γ-dihydroxy-β, β -dimetylbutyryl βalanin(obr. 6). (Fragner 1961) 4.1.5.3 Biochemie Aktivní formou kyseliny pantothenové je koenzym A (CoA) a protein přenášející acyl (ACP).
24
Koenzym A („A“ jako acetylace) je koenzym, který se skládá z adenosindifosfátu, kyseliny pantoové, β-alaninu a cysteaminu (obr. 7).
Obr. 7: Chemický vzorec CoA, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
Koenzym A se podílí na řadě biochemických procesů. V Krebsově cyklu při zásobování buněk energií (ve formě acetyl-CoA), což je řada reakcí, probíhající v matrix mitochondrie a vnitřním listu vnitřní mitochondriální membrány, při kterých jsou katabolizovány acetylové zbytky, vystupující ve formě acetyl-koenzymu A při tom uvolňující redukční ekvivalenty (NADH, FADH2) a oxid uhličitý. Dále je důležitou součástí reakcí při oxidaci i syntéze mastných kyselin,steroidních hormonů, neurotransmiterů, porfyrinu a syntéze cholesterolu. Estery cholesterolu jsou hydrolyzovány enzymem lipázou za vzniku cholesterolu , který je včleňován do buněčných membrán. Všechen přebytečný cholesterol je opět esterifikován a ukládán do zásoby působením acyl-CoA- cholesterol acyltransferasy. (Voet, Voetová 1995) 4.1.5.4 Fyziologie Kyselina pantothenová je nezbytným faktorem při regeneraci slizničních membrán při hojení, při růstu a optimální funkci tělových tkání. Absorpce kyseliny pantothenové je uskutečňována ve střevě. V potravě je obsažena ve formě koenzymu, ze kterého je odštěpena a transportována do krevní plazmy. 4.1.5.5 Denní spotřeba Doporučená denní dávka se pohybuje v rozmezí 3-14 mg. V České republice je pro dospělé DDD 8mg. Optimální příjem je 0,1 mg na kilogram hmotnosti člověka.
25
Zvýšené dávky jsou opodstatněné při vyšší fyzické námaze (vrcholoví sportovci v tréninkové zátěži) a v těhotenství. (Stratil 1993) 4.1.5.6 Přírodní zdroje Kyselinu pantothenovou obsahuje kuřecí maso, játra, pšeničné klíčky a otruby, vejce, pivovarské kvasnice, rýže, jádra slunečnice, vlašské ořechy a další potraviny. (Oberbeil 1997)( Mindell, Mundis 2006) 4.1.5.7 Hypovitaminóza Při konzumaci smíšené stravy je minimální příjem kyselina pantothenové zajištěn, je obsažena prakticky ve všech potravinách a klinické příznaky hypovitaminózy se neobjevují. Po záměrném příjmu potravin bez přítomnosti kyseliny pantothenové byly zjištěny poruchy funkce ledvin, ztráta koordinace, poškození kůže, vlasů a nehtů, poruchy reprodukce, degenerace jaterních buněk a další symptomy. (Hlúbik, Opltová 2004)
4.1.6 Pyridoxin - vitamin B6 4.1.6.1 Historie Pyridoxin byl získán v Německu jako krystalická látka v roce 1938. Její syntézu provedli R. Kuhn a spol. v roce 1939 z kvasnic. (Fragner 1961) 4.1.6.2 Struktura Pyridoxin je dobře rozpustný ve většině organických rozpouštědel. (Fragner 1961) Jeho deriváty pyridoxal a piridoxamin najdeme v živočišných organizmech. Existují tři účinné vitamíny B6 a to: pyridoxol (2-metyl-3-hydroxy-4,5-bishydroxymetylpyridin) (obr. 8)
Obr. 8: Chemický vzorec pyridoxolu, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
26
pyridoxal (2-metyl-3-hydroxy-4-formyl-5-hydroxymetylpyridin) (obr. 9)
Obr. 9: Chemický vzorec pyridoxalu, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
piridoxamin (2-metyl-3-hydroxy-4-aminometyl-5-hydroxymetylpyridin) (obr. 10)
Obr. 10: Chemický vzorec pyridoxaminu, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
4.1.6.3 Biochemie Estery pyridoxalu a piridoxaminu s kyselinou fosforečnou působí jako koenzymy např.
pyridoxalfosfát,
který
je
účinnou
součástí
především
aminotransferáz,
dekarboxyláz, lyáz a syntáz v enzymatických reakcích v metabolismu aminokyselin. Je také součástí mechanismu působení fosforylasy (glykogenfosforylasy), enzymu odpovídajícího za štěpení glykogenu. Tento enzym může odštěpovat glukozu pouze tehdy, je-li vázána ve vzdálenosti pět a více glukosových jednotek od místa větvení, ale spolu s působením amylo-1,6-glukosidásy, je přeměněno cca 90% glukosových zbytků glykogenu na Glc-1-P(glukosa-1-fosfát) a pomocí fosfoglukomutasy se Glc-1-P přeměňuje na Glc-6-P(glukosa-6-fosfát), který následně vstupuje buď do glykolytické dráhy (ve svalu) nebo je hydrolyzován na glukosu (v játrech). (Voet, Voetová 1995)
27
4.1.6.4 Fyziologie Pyridoxin
ovlivňuje
nervový,
imunitní
systém
a
syntézu
hemoglobinu.
Pyridoxalfosfát a pyridoxaminfosfát působí jako koenzymy např. při přeměně tryptofanu na niacin. Absorpce pyridoxinu obsaženého v potravě je uskutečňována ve střevě, ale během trávení dochází k hydrolyse fosfátových esterů, v plasmě je pak přenášen převážně jako pyridoxalfosfát. Jednoduchou difuzí je transportován do buněk. Metabolismus pyridoxinu probíhá v játrech, vnitřních orgánech a červených krvinkách. Přebytečný a metabolicky využitý pyridoxin je vylučován ledvinami. (Hlúbik, Opltová 2004) 4.1.6.5 Denní spotřeba Doporučená denní dávka pyridoxinu je v ČR stanovena na 1,4 mg. Zvýšený příjem bílkovin úměrně zvyšuje i jeho potřebu. Optimální příjem je 0,04 mg na 1 gram zkonzumovaných proteinů. (Stratil 1993) U těhotných a kojících žen je dávka zhruba dvojnásobná. S vyšší potřebou by měly počítat alkoholici, kuřáci, adolescenti a starší osoby. Na jeho redukci v přijímané potravě má vliv i zvýšený podíl rafinovaných potravin. (Oberbeil 1997) 4.1.6.6 Přírodní zdroje Pyridoxin obsahují pšeničné klíčky, játra, vejce, ryby, pivovarské kvasnice, mléko a některé listové zeleniny a další potraviny. (Oberbeil 1997)( Mindell, Mundis 2006) 4.1.6.7 Hypovitaminóza Deficit vitaminu B6 se projevuje záněty v ústech, na rtech vyrážkami v oblasti nosu, očí a rtů. Dalšími příznaky jsou neurologické symptomy, přecitlivělost, nespavost, spastická displegie, které jsou způsobené redukcí tvorby γ-aminomáselné kyseliny (GABA), ta je hlavním inhibičním neurotransmiterem v centrálním nervovém systému savců. GABA je odpovědná za regulaci svalového tonu a je tvořena v centrální nervové soustavě z glutamátu za podpory enzymů glutamátdekarboxylázy a transmitázy, ty jsou závislé na pyridoxalfosfátu. (Stratil 1993)
4.1.7 Kobalamin – vitamin B12 4.1.7.1 Historie V roce 1926 G. Minot a W. Murphy objevili, že pacienti se zhoubnou anemií, při denním požívání velkého množství syrových jater se uzdravují. Po objevu bakteriálních
28
zkoušek pro faktor působící proti zhoubné anemii v roce 1948, byla izolována skupinou vedenou K. Folkersem, krystalická látka z jater - vitamin B12. (Fragner 1961) 4.1.7.2 Struktura Řadíme jej do skupiny korinoidů pod názvem kyanokobalamin (obr. 11). Je dobře rozpustný v H2O, ethanolu i benzenu, je termostabilní, ale je citlivý na světlo, oxidační a redukční činidla.
Obr. 11: Chemický vzorec kobalaminu, http://www.wikiskripta.eu/index.php/Vitamin_B12
4.1.7.3 Biochemie V molekule korinoidů je základem komplexní vazba centrálního atomu kobaltu se čtyřmi atomy dusíku pyrolových jader, vázaných spolu do porfyrinového skeletu doplněného o nukleotidovou složku s bází imidazolovou, purinovou nebo piridinovou. V metabolických procesech se vitamin B12 mění na koenzymy methylkobalamin, adenosylkobalamin a hydroxykobalamin. Tyto koenzymy se účastní intracelulárního přeskupování metylových skupin při degradaci rozvětvených mastných kyselin i na přenosu těchto skupin. Dále se podílejí na syntéze nukleových kyselin a metabolizmu aminokyselin. Methylkobalamin je součástí při transmetylačních syntézách metioninu a homocysteinu. Vitamín B12 je důležitý i při přeměně transportních a zásobních forem kyseliny listové. (Hlúbik, Opltová 2004)
29
4.1.7.4 Fyziologie Absorpce vitaminu B12 obsaženého v potravě je uskutečňována ve střevě, ale musí jí předcházet uvolnění koenzymu, navázaného na bílkovinu a to působením pepsinu a kyseliny solné v žaludku. Zde probíhá i navázání kobalaminu na specifické R proteiny, vylučované sliznicí žaludeční stěny a vytvoření komplexu Cb-R. V tenkém střevě se komplex Cb-R vlivem pankreatických enzymů rozštěpí a naváže na nový komplexu CbIF, který je přenesen spolu s dalším navázaným receptorem do krevního oběhu. Po vstřebání a rozpadu komplexu Cb-IF je vitamin transportován do tkání, vázán na plasmatickou bílkovinu transkobalamin II. Skladován je v játrech (vázáný na transkobalamin I), proto k projevům hypovitamózy dochází až po několika letech. (Stratil 1993) 4.1.7.5 Denní spotřeba Doporučená denní dávka kyanokobalaminu je 0,5-1μg. Některé zdroje uvádí 3μg u dospělé populace. Těhotné a kojící ženy až 4μg. (Stratil 1993) 4.1.7.6 Přírodní zdroje Velké množství vitaminu B 12 obsahují játra, ryby, vaječný žloutek,maso a mléko. (Oberbeil 1997) 4.1.7.7 Hypovitaminóza Příčinou hypovitaminózy může být strava ochuzená o živočišnou složku – veganská, protože v rostlinách se kobalamin téměř nevyskytuje. Organismus vystačí s malým množstvím kyanokobalaminu, obsaženého v pestré stravě. Při zjištění hypovitaminózy se většinou jedná o důsledek poruch při vstřebávání, anacitidou žaludku (nedostatek kyseliny solné),
když množství transkobalaminu II je nízké, když je množství
transportních proteinů inaktivního vitamínu B12 vysoké ( při chronické myeloidní leukémii) nebo při malém množství transkobalaminu I, zodpovědného za ukládání kobalaminu v játrech. Onemocněním při kterém se vyskytuje hypovitaminóza je zhoubná anémie (nedostatek nebo nepřítomnost vnitřního faktoru). Deficit vitaminu B12 vede k megaloblastické anémii (projevuje se bledostí kůže a sliznic), působí demyelinaci s progresivní neuropatií,
hubnutí,
zhoršováním paměti a svalové
koordinace. Dalšími onemocněními u kterých byl zjištěný deficit vitaminu z důvodu zhoršeného vstřebávání jsou atrofické gastritidy (zánět žaludku s postupnou degradací žaludeční tkáně), achlorhydrie (nepřítomnost kyseliny chlorovodíkové solné v žaludeční šťávě), Crohnova choroba (zánět střeva) a malabsorpční syndrom (poruchy vstřebávání látek v gastrointestinálním traktu). (Stratil 1993),( Hlúbik, Opltová 2004) 30
4.1.8 Kyselina listová 4.1.8.1 Historie Ve 40. letech minulého století byla dokázána identita nezbytného faktoru pro růst mikroorganismu Lactobacilus casei a v roce 1941 byla v krystalické formě izolována H.E. Friedenem a K.H.Mitchellem z listu špenátu. (Fragner 1961) 4.1.8.2 Struktura Chemický název kyseliny listové (obr.12) je N-(2amino-4-hydroxy-6-pteridylmetyl)p-aminobenzoylglutamová kyselina. Skládá se z pteridinového kruhu a kyseliny paraaminobenzoylglutamové na jejíž karboxylovou skupinu je navázána molekula kyseliny glutamové. Kyselina listová je v H2O špatně rozpustná, v organických rozpouštědlech se rozpouští ještě nesnadněji. V roztocích alkálií tvoří soli, které jsou dobře rozpustné v H2O. Její vodné roztoky jsou rozkládány světlem, podléhají oxidaci, ale při zahřívání v neutrálních roztocích se štěpí kyselina listová hůře (využívá se sterilisace). (Fragner 1961)
Obr. 12: Chemický vzorec kyseliny listové, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
Kyselina listová je termolabilní, je rozkládána světlem, podléhá oxidaci. (Hlúbik, Opltová 2004) 4.1.8.3 Biochemie Kyselina listová je dvojnásobně oxidovaná, proto je nutná její redukce enzymem dihydrofolátreduktásou na aktivní kofaktor. V rostlinách je v podobě polyglutamátového konjugátu spojeného do polypeptidového řetězce. Aktivní formou je tetrahydrofolát (THF), derivát 6-methylpterinu navázaný přes p-aminobenzoovou kyselinu na několik zbytků glutamátu. Na první glutamát se navážou izopeptidovou vazbou další zbytky
31
kyseliny glutamové (nejvíce 5), které vytvoří polyglutamový řetězec. Ty mohou být v různých oxidačních stupních (formiát, formaldehyd, methanol), které při redoxních reakcích mohou přecházet jeden v druhý. Jednouhlíkaté zbytky mohou být využity přímo ve formě N5-N10-methyl-THF nebo mohou být redukovány na N5-methyl-THF a využity při syntéze methioninu z homocysteinu a třetí zjištěná forma, že mohou být oxidovány přes N5-N10-methyl-THF a použity pro výstavbu purinů. (Voet, Voetová 1995) 4.1.8.4 Fyziologie Kyselina listová v podobě koenzymu (THF) přenáší hydroximetylové a formylové skupiny a tím se účastní metabolismu některých aminokyselin, purinů, cholinu, nukleových kyselin, katecholaminů a serotoninu. V lidském ogranismu ovlivňuje reprodukční funkce, tvorbu erytrocytů a zároveň slouží jako růstový faktor. (Jelínek P a kol. 2003) Absorpce kyseliny listové obsažené v potravě je uskutečňována ve střevě. Při vstřebávání a průchodu střevní stěnou je kyselina foliová i foláty v epitelových buňkách transformovány na 5-metyltetrahydrofolát. Ve tkáních pak dochází ke konverzi na tetrahydrofolát
a následně na polyglutamát. Absorpce může být ovlivněna genetickými
dispozicemi, příjmem alkoholu a drog. (Hlúbik, Opltová 2004) 4.1.8.5 Denní spotřeba Doporučená denní dávka byla stanovena u dětí 100 μg, dospělí 400 μg, těhotné ženy 800 μg, kojící ženy 1000 μg. Zvýšený příjem je doporučován u kuřáků, alkoholiků a pacientů na hemodialýze. (Stratil 1993) 4.1.8.6 Přírodní zdroje Bohatými zdroji jsou kvasnice, játra, žloutek, mrkev, listová zelenina a další potraviny. (Oberbeil 1997)( Mindell, Mundis 2006) 4.1.8.7 Hypovitaminóza Kyselina listová je v lidském organismu nezbytná při tvorbě koenzymů pro syntézu purinů a pyrimidinů (při syntéze DNA) pro erytropoézu a regeneraci metioninu ovlivňuje syntézu histidinu, cholinu a serinu. Z toho vyplývá i poškození organismu při jejím nedostatku. Deficientní hladina tetrahydrofolátu zpomaluje tvorbu DNA a dělení buněk, což se především projeví u rychle se dělících tkání (kostní dřeň). Symptomy megaloblastické anemie se mohou objevit po 4-5-ti měsících a to laboratorně - poklesem počtu červených krvinek, dále změnami na sliznicích v dutině ústní, poruchami trávicí soustavy a z toho vyplývajícími poruchami vstřebávání. Nedostatečná konverze 32
homocysteinu na metionin způsobuje zvýšenou hladinu homocysteinu, která je spojována s kardiovaskulárním onemocněním a Alzheimerovou nemocí. V poslední době je výzkumu hyperhomocysteinemie (zvýšení hladiny celkového homocysteinu v plazmě nad referenční rozmezí) věnována velká pozornost, ale výsledky jsou protichůdné viz článek v časopise Kardiologiká revue: Hyperhomocysteinemie byla považována za kauzální rizikový faktor a na základě observačních studií byla substituce foláty a dalšími vitaminy zasahujícími do metioninového cyklu po řadu let běžně doporučována v primární i sekundární prevenci kardiovaskulárních chorob, ale randomizovaná dvojitě slepá placebem kontrolovaná studie (NORVIT) prokázala, že substituce foláty a dalšími vitaminy skupiny B sice výrazně snížila hladiny homocysteinu, ale absolutně neovlivnila morbiditu a mortalitu na aterosklerotické vaskulární choroby v sekundární prevenci. Proto se soudí, že hyperhomocysteinemie je spíše markerem choroby. Probíhají další farmakologické studie vlivu intervence vitaminů skupiny B na mortalitu a morbiditu, které potvrdí nebo vyvrátí doporučených
postupů
pro
vhodnost vitaminové substituce do
prevenci
kardiovaskulárních
chorob.
(http://www.kardiologickarevue.cz/pdf/kr_09_03_06.pdf) Ve schématu (obr.13) je naznačeno, jak jsou vitamíny skupiny B vzájemně na sebe navázány a dokládá jejich spolupůsobení v biochemických pochodech, jak jsem se zmínila již v úvodu. Nedostatek jednoho vitaminu ze skupiny B je ojedinělý, protože provázání účinků způsobí deficienci i ostatních vitaminů ze skupiny B. Příkladem společného působení je homocystein, který je v metionovém cyklu buď přítomností vitaminu B12 zpětně remetylován enzymem metionin-syntázou, kde jako donátor metylové skupiny působí folát (kyselina listová) a pyridoxin, nebo degradován transsufurační dráhou na cystation a cystein, a to enzymem cystation-β-syntázou, za přítomnosti vitaminu B6. Na lidském organizmu se hypovitaminózy projeví klinicky podobnými symptomy.
33
Obr. 13: Schéma vzájemného působení vitaminů skupiny B, http://www.kardiologickarevue.cz/pdf/kr_09_03_06.pdf
4.1.9 Biotin 4.1.9.1 Historie Syntéza biotinu byla provedena v roce 1944 A.S.Harrisem a spol., ale o důkaz konstituce se nejvíce zasloužila skupina F. Kögla, který extrakt získaný z vajec, jako látku podporující růst kvasinek, pojmenoval biotin již v roce 1935. (Fragner 1961) 4.1.9.2 Struktura
Obr. 14: Chemický vzorec biotinu,http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html 34
Chemický název biotinu je (+)-cis-2-(4-karboxybutyl-3,4-(2-oxo-3,4-imidazolidino) thiofan(obr. 14). Je málo rozpustný ve studené H2O, ale dobře rozpustný v horké vodě a ve zředěných alkáliích a ethanolu. Nerozpustný je v etheru. Je termostabilní. (Fragner 1961) 4.1.9.3 Biochemie Biotin se vyskytuje ve všech rostlinných i živočišných tkáních. Biologicky aktivní je jen D-biotin z 8-mi stereoizomerů, vyskytujících se v přírodě. Působí jako koenzym několika enzymů, které se podílí na karboxylaci ( schopných navázat oxid uhličitý do různých chemických sloučenin). V mitochonriích jsou to pyruvátkarboxyláza (glukogeneze), metylkrotonyl (koenzym), propionyl-koenzym A-karboxyláza, nezbytná pro metabolismus kyseliny propionové. Další acetyl-koenzym A-karboxyláza je esenciálním enzymem při syntéze mastných kyselin. (Murray 2001) 4.1.9.4 Fyziologie Absorpce biotinu obsažené v potravě je uskutečňována za pomoci enzymu biotinázy v tenkém střevě. Z biocytinu (produkt proteolýzy ve střevě) je biotin uvolňován v tenkém střevě pankreatickou biotinidázou nebo v plazmě plazmatickou biotinidázou. (Hlúbik, Opltová 2004) 4.1.9.5 Denní spotřeba Doporučená denní dávka je u dospělých 300 μg a kojící ženy 35 μg. Zvýšená dávka je nutná u pacientů na dialýze. (Stratil 1993) 4.1.9.6 Přírodní zdroje V kvasnicích je v podobě biocytinu, který se v živočišném organizmu štěpí na biotin a lyzin. Nejbohatší na biotin jsou játra, sojová mouka, cereálie, obilné klíčky, žloutek, vlašské a lískové ořechy. (Oberbeil 1997) 4.1.9.7 Hypovitaminóza Nedostatečný příjem biotinu je vzácný. Deficit může nastat při konzumaci většího množství syrových vajec, neboť bílek obsahuje bílkovinu avidin, který pevně váže biotin do nevstřebatelného komplexu. Takto navozený nedostatek může vyvolat změny na pokožce, postihuje trávicí, lymfatický a nervový systém. (Stratil 1993)
35
4.1.10 Vitamin C 4.1.10.1 Historie Objevení preventivního účinku u citrusových plodů proti kurdějím je připisováno lodnímu lékaři J. Lindovi v roce 1747, ale s výzkumem antiaskorbutového faktoru se intenzivněji zabývali chemici až po1. světové válce, kdy byla stanovena odpovědná látka - kyselina L-askorbová. Vitamín C poprvé izoloval v roce 1926 maďarský vědec Albert Szent-Györgyi. (Jelínek P a kol. 2003) 4.1.10.2 Struktura Vitamin C je reverzibilní oxidačně redukční systém, který je charakterizován přenosem dvou elektronů a který tvoří kyselina L-askorbová (γ-lakton 2-oxo-L(-)gulonové kyseliny) (obr.15). Přenos elektronů je reverzibilní dokud není kyselina dehydroaskorbová přeměněna na kyselinu 2,3,dioxo -L-gulonové, pak aktivita zaniká. Vitamin C je termolabilní. Jeho stabilita je dále ovlivňována přítomností kovových iontů, působením světla a kyslíku. Autooxidace závisí i na hodnotě pH prostředí, čím vyšší, tím probíhá rychleji. http://www.ped.muni.cz/WCHEM/comenius2000/vitaminC/reakce.htm
Obr. 15: Chemický vzorec vitaminu C, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
4.1.10.3 Biochemie Člověk, primáti, morčata a některé druhy ryb, ztratili schopnost tento vitamin syntetizovat z glukoronové kyseliny, protože postrádají enzym L-gulonolaktonoxidázu. Kyselina L-askorbová se účastní jako kofaktor mnoha hydroxylačních reakcí. Prolinhydroxyláza a lyzinhydroxyláza jsou součástí při tvorbě hydroxyprolinu a hydroxylyzinu, které jsou nutné při biosyntéze kolagenu, což je důležité při tvorbě fibroblastů a osteoklastů. Kromě této funkce vitamin C udržuje thioly v redukovatelném stavu díky svému redoxnímu potenciálu (důležitý intracelulární antioxidant a kofaktor enzymů). Jako kofaktor pro dioxygenázy se účastní biosyntézy karnitinu.
36
L-triptofanhydroxyláza katalyzuje tvorbu 5-hydroxytryptofanu z L-tryptofanu, jehož dekarboxylací vzniká serotonin. (Jelínek P a kol. 2003) 4.1.10.4 Fyziologie Vitamín C zvyšuje aktivitu cytochromových enzymů (dýchací řetězec buňky). Podílí se na vstřebávání a využití nehemového železa (vstřebávání železa ve střevě), tím se stává nezbytným pro tvorbu červených krvinek. (Stratil 1993) Antioxidační působení vitaminu C v lidském organismu je založeno na jeho redukci anorganických i organických radikálů. Působí přímo s peroxidovými radikály nebo obnovou antioxidačního působení tokoferolů. Absorpce vitaminu C je uskutečňována v horní části tenkého střeva, akumulace v tělových buňkách jsou zajišťovány aktivním transportem. Vstřebatelnost závisí na přijímaném množství, při vyšších dávkách klesá. Další způsob je transportem kyseliny dehydroaskorbové, která je ve tkáních redukována tioltransferázou – 10x rychlejší transport. (Hlúbik, Opltová 2004) 4.1.10.5 Denní spotřeba Doporučená denní dávka vitaminu C je u dospělého člověka asi 70-90 mg, pro kojící ženy 115-120 mg. Jeho potřeba se zvyšuje při chladu, stresu, infekčních a nádorových onemocněních, fyzické námaze a u kuřáků. (Stratil 1993) 4.1.10.6 Přírodní zdroje Nejbohatší na obsah vitaminu C jsou plody šípku dále paprika, brokolice, rajčata, špenát, ředkve, cibule, růžičková kapusta, z ovoce jahody, maliny ostružiny a citrusové plody. Oxidací, vařením a částečně i mražením se obsah vitaminu C v potravinách snižuje. (Oberbeil 1997)( Mindell, Mundis 2006) 4.1.10.7 Hypovitaminóza Při nedostatku vitaminu C dochází ke krvácení z dásní, vypadávání zubů, hnisavé rány na kůži to jsou příznaky nemoci zvané kurděje. Dále se zhorší vstřebávání železa v trávícím traktu, to způsobí sekundárně chudokrevnost. Velký vliv má deficience vitaminu C i na imunitní systém (sníží se odolnost proti infekčním onemocněním). U dětí se nedostatek vitaminu C projevuje špatným vývojem kostí (nemají potřebnou pevnost), také způsobí menší vzrůst postižených dětí (Moellerova-Barlowa nemoc). Dnes se již nesetkáváme s takovým rozsahem hypovitamínózy, jakým se projevovali kurděje. U postižených se mohou projevovat neurčité příznaky typu únavy a vyčerpanosti. Důležitou úlohu hraje vitamin C v prevenci chorob jako jsou kardiovaskulární onemocnění, rakovina a glaukom. 37
O množství dodávaného vitaminu C a jeho opodstatněném podávání vysokých dávek je zpracováno mnoho studií s rozdílnými výsledky. Mezi prvními, kdo prosazovali používání vysokých dávek vitamínu C, patřili W.J. McCormac a Fred R. Klenner. Léčili tímto způsobem virové nemoci ve 40. letech s velkým úspěchem. Linus Pauling poprvé navrhl, že vitamín C může být účinným proti nachlazení. V současnosti se vitamínem C zabývá australský profesor nutriční a přírodní medicíny Ian Brighthope. Podle jeho studií vitamín C vpíchnutý do žíly ve vysokých dávkách selektivně zabíjí rakovinné buňky. Jedná se o dávky 30 000 – 250 000 mg denně, toto množství je individuální u každého člověka. Zjistil, že při užívání vitamínu C v čisté formě nenastává žádné poškození zdravých buněk, organismus nemá odmítavé reakce a neprojevují se žádné zdraví nebezpečné vedlejší účinky. http://www.topzine.cz/vitamin-c-zbrani-v-boji-protirakovine/ V knize autorů: Hlúbik, Opltová, Vitaminy,str.144 je naopak uvedeno: po superdávkách (10-20mg denně) byl u pacientů pozorován neklid, nespavost a tvorba ledvinových oxalátových kamenů. Náhlý přechod z takto vysokých dávek na dávky normální může vést k projevům nedostatku. V článku: Currennt opinion clinical nutrition and metabolic care si dali autoři za úkol přezkoumat dopad vitamínu C na oxidační stres (související s onemocněním) vzhledem k omezené
perorální biologické dostupnosti (rychlosti vstřebání a transportu
k postiženým tkáním) a potvrdit, že parenterální podání může zvýšit přínos suplementace vitaminu C u kriticky nemocných pacientů, jako jsou těžké popáleniny, kdy rychlé obnovení vyčerpaných zásob, vysokou dávkou parenterálně podávaného vitaminu C, může snížit oběhový šok, nároky na přísun tekutin a otoky. Bylo potvrzeno, že se snížením obsahu vitaminu C v organismu, který má velký vliv na ochranu cévního endotelu, je úzce spojen oxidativní stres. Parenterální podání vitaminu C u kriticky nemocných pacientů je cesta jak rychle vyrovnat potřebnou hladinu toho vitaminu a usnadnit obnovení vaskulární funkce. (McGregor, Biesalski 2006)
38
4.2 Struktura a funkce vitaminů rozpustných v tucích Mezi vitaminy rozpustné v tucích řadíme vitamin A, jeho provitaminy karotenoidy, dále jsou to vitaminy D,E a K. Tato skupina má společný způsob absorpce. Molekuly vitaminů jsou podobné svou chemickou strukturou jako molekuly tuků a proto absorpce probíhá současně s nimi. S tím souvisí i způsob ukládání těchto vitaminů v zásobních orgánech, zejména v játrech. Hladina vitaminů rozpustných v tucích je v krvi téměř stálá, dokud nedojde k vyčerpání zásob. Na rozdíl od vitaminů rozpustných ve vodě může dojít k předávkování (hypervitaminóze) a následným onemocněním, která jsou způsobena
nadměrnou
koncentrací
vitaminů
rozpustných
v tucích
uložených
v zásobních orgánech např. toxicitu jater.
4.2.1 Retinol -vitamin A 4.2.1.1 Historie V roce 1914 zjistil E. V. McCollum, že je možné koncentrovat vitamin A z přirozených zdrojů, kde je přítomen ve formě esterů s vyššími mastnými kyselinami. (Fragner 1961)Ve třicátých letech byla stanovena chemická struktura karotenů, vzápětí i vitaminu A a spojitost mezi nimi. V roce 1967 obdržel Dr. George Wald nobelovu cena za objevy v oblasti primárních fyziol. a chem. pochodů v procesu vidění. 4.2.1.2 Struktura Po chemické stránce je to alkohol obsahující ve své molekule šestičlenný β-jononový kruh s bočním řetězcem složeným ze dvou isoprenoidních jednotek (obr.16). Při zahřívání bez přístupu vzduchu a světla je vitamin A stálý, ale za přístupu vzduchu a světla se roztoky rozkládají. Před rozkladem je chrání antioxidační stabilizátory např. tokoferoly. Vitamin A a jeho deriváty jsou rozpustné v organických rozpouštědlech a v tucích. (Fragner 1961)
Obr. 16: Chemický vzorec vitaminu A, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
39
4.2.1.3 Biochemie Účinnou formou vitaminu A jsou retinol a retinal. Retinol obsahuje ve své molekule b-jonový kruh a pět konjugovaných dvojných vazeb, čtyři jsou v postranním řetězci a mohou vytvářet příslušné cis-trans izomery, z nichž jen dva jsou fyziologicky účinné (all-trans a 13-cis,trans-isomer). Lidský organismus přijímá vitamin A ve formě provitaminu β-karotenu. (Hlúbik, Opltová 2004) 4.2.1.4 Fyziologie Vitamin A ovlivňuje svými účinky metabolismus bílkovin, nukleových kyselin (RNK), sacharidů, lipidů a glykoproteinů (součást slizničního epitelu). Zasahuje do mnoha fyziologických pochodů majících vliv na růst a diferenciaci epiteliálních buněk, kostních a krvetvorných buněk. Je nezbytný pro zdravý vývoj všech krycích epitelů, jak vnitřní sliznice, tak kůže. Z čehož vyplývá i vliv na spojivky oka. Při nedostatku vitaminu A dochází k poškození rohovky a zánětu oka, které v konečném stadiu může způsobit až oslepnutí. Dále je důležitý pro stabilitu lipoproteinových membrán. Retinoidy mohou modifikovat genovou expresi bílkovin, které jsou komponenty buněčného skeletu a mezibuněčné hmoty. Retinol a jeho provitamin β-karoten chrání buňky před negativním vlivem singletového molekulárního kyslíku. Toto tvrzení se stalo tématem mnoha vědeckých studií, ale předpoklad, že by mohl retinol a β-karoten efektně působit v prevenci opakovaných koronárních příhod nebyl zatím prokazatelně potvrzen. Jediné pozitivní závěry byly, že zvýšená konzumace ovoce a zeleniny s celkovým zdravým stravováním a aktivním způsobem života je spojena s nižším rizikem vzniku kardiovaskulárních nemocí, některých druhů rakoviny a katarakty. Absorpce vitaminu A je uskutečňována v
tenkém střevě, karotenoidy se
vstřebávají jen z části a účinnost klesá s rostoucí dávkou, proto u konzumace vyšší dávky karotenoidů nehrozí hyperviotaminóza jako při předávkování v podobě retinolu. Po resorpci ze zažívacího traktu dochází k esterifikaci retinolu, transportu lymfou do jater a jeho metabolizaci. Ke tkáním je retinol přepravován krví a to v podobě komplexu složeného z transtyretinu a proteinu, který má schopnost retinol navázat (RBP). Protein se váže na specifické receptory
na povrchu buněčných
membrán – vstupuje do buňky a RBP je uvolňován do mezibuněčného prostoru. V játrech je největší zásoba retinolu, menší zasoby jsou ukládány v sítnici, plicích a ledvinách. (Stratil 1993)
40
4.2.1.5 Denní spotřeba Doporučená denní dávka vitaminu A je u dospělého člověka 859 μg, pro těžce pracující muže 1000 μg , pro těhotné ženy 2800-3000 μg, což je i nejvyšší tolerovatelná hranice příjmu retinolu na den. (Hlúbik, Opltová 2004) 4.2.1.6 Přírodní zdroje Vitamin A obsahuje rybí tuk, játra (tresčí - 6700μg/100g), mléko, máslo, sýry, vajíčka, provitaminy karotenoidy jsou obsaženy v zelenině - mrkev, paprika, rajčata a listová zelenina, ovoce - meruňky , broskve. (Oberbeil 1997)( Mindell, Mundis 2006) 4.2.1.7 Hypovitaminóza Při jeho deficitu nejsou tvořeny normální buňky (zvýšená syntéza DNA) a jsou poškozovány zejména ty tkáně, kde probíhá intenzivní dělení buněk. Časté příznaky jsou zastavení růstu u dětí, snížení imunity a šeroslepost. Poškození sítnice je patrné, když koncentrace retinolu v plazmě klesne pod normální hranici (20-50μg /100ml séra), při dalším poklesu následuje keratinizace epiteliálních tkání v oku, plicích , žlázách s vnější sekrecí, trávicí soustavě a poškození dalších soustav včetně nervové a poruchy krvetvorby. Byl studován i vliv alkoholu na nedostatek kyseliny retinové v játrech a bylo zjištěno, že alkohol může inhibovat alkoholdehydrogenázu a tím blokovat oxidaci retinolu na retinal a dále být oxidován až na kyselinu retinovou a mít nepřímý vliv na snížení koncentrace této kyseliny zvýšením transportu vitaminu A do periferních tkání. (Hlúbik, Opltová 2004) 4.2.1.8 Hypervitaminóza Nastává u dávek 50 000 - 100 000IU (1 IU= 0,3 μg retinolu) vitaminu A na den. Projevuje se celkovou únavou, apatií a bolestmi hlavy, zvracením, nevolnostmi, suchostí a svěděním kůže. U dětí je hypervitaminóza nebezpečná kvůli předčasnému uzavření epifýz a tím způsobené zástavě růstu. (Hlúbik, Opltová 2004)
4.2.2. Kalciferoly - vitamin D 4.2.2.1 Historie V 17. století byla popsána nemoc zvaná rachitis (porucha růstu kostí), ale izolace ergokalciferolu - vitaminu D2 byla provedena až v roce 1931 a cholekalciferolu -
41
vitaminu D3
v roce 1936 ozářením syntetického 7-dehydrocholesterolu, následně i
z rybího tuku. 4.2.2.2 Struktura Ergokalciferol (obr.17) je isomerem ergosterolu, obsahuje hydroxylovou skupinu, dává s chloridy nebo anhydridy kyselin estery. V alkalickém prostředí je ergosterol stálý, v kyselém tvoří isomery. Ergosterol je termostabilní a ve vodě je nerozpustný. (Fragner 1961)
Obr. 17: Chemický vzorec vitaminu D2, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
Cholekalciferol (obr.18) je isomerem 7-dehydrocholestrolu, obsahuje hydroxylovou skupinu, dává krystalické estery. Jeho fyzikální vlastnosti jsou podobné jako u ergokalciferolu. (Fragner 1961)
Obr. 18: Chemický vzorec vitaminu D3, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
4.2.2.3 Biochemie Cholekalciferol vzniká u živočichů v kůži vystavené slunečnímu záření a ergokalciferolu se vyskytuje v rostlinách. Oba vitaminy jsou stejně účinné a vedou ke vzniku D2-kalcitriolu nebo D3-kalcitriolu. (Murray 2001) Podmínkou fotosenzibility těchto provitaminů jsou konjugované dvojné vazby v polohách 5,6-7,8. Průběh 42
fotochemických reakcí je závislý na konfiguraci uhlíkových atomů v polohách 9 a10. Mechanismus přeměny ergosterolu na ergokalciferol je postupná přeměna ergosterolu přes lumisterol a tachysterol na ergokalciferol dále na suprasterol I a II. (Windaus, Werder 1932 cit. podle Fragnera 1961) 4.2.2.4 Fyziologie Vitamin D3 kontroluje homeostázu vápníku, účastní se na regulaci růstu kostí a pomáhá koordinovat metabolismus fosfátů v organismu. (Jelínek P a kol. 2003) Organismus většinu vitaminu D přijímá ve formě cholekalciferolu, který se v kůži tvoří po UV ozáření jeho prekurzoru 7-dehydrocholesterolu. Cholekalciferol je transportován (koluje v krvi navázaný na specifický globulin) do jater, kde je enzymem hydroxylován na 25-hydroxycholekalciferol 25 (OH)D3, který je v ledvinách opět hydroxylován na 1, 25-dihydroxycholekalciferol (aktivní hormon). Metamorfóza je kontrolována v korelaci s množstvím vápníku za účasti hormonu příštítných tělísek (parathormonu), který stimuluje aktivitu enzymu 1α-hydroxylázy ledvinových buněk a metabolit 1,25 (OH)2D3 tuto aktivitu naopak inhibuje. Nedostatek vápníku (hypokalcemie) zvyšuje tvorbu 1,25 (OH)2D3, zvýšením produkce parathormonu. Vitamin D je zodpovědný za mineralizaci nově tvořené kosti a resorpci kosti. Zvyšuje přísun vápníku a fosforu a zároveň zvyšuje tvorbu osteoklastů, které odbourávají kost při metabolické obměně. Ovlivňuje také vylučování vápníku a fosforu ledvinami. (Stratil 1993), (Murray 2001) 4.2.2.5 Denní spotřeba Doporučená denní dávka vitaminu D je u dospělých i dětí činí 5 μg, u starších osob 10-15 μg. Přepočet na mezinárodní jednotky: 1IU=0,025 μg. 4.2.2.6 Přírodní zdroje Nejdůležitějším zdrojem vitaminu D je sluneční záření, z potravin jsou to játra, rybí tuk z jater tresky, vejce a mléko. (Oberbeil 1997) 4.2.2.7 Hypovitaminóza U dětí se projevuje rachitidou, u dospělých se projevuje jako osteomalácie – demineralizace
a
restrukturalizace
vyvinutých
kostí,
následnými
spontánními
frakturami, bolestmi kostry a myopatií. V pozdním věku je nedostatek vitaminu D příčinou osteoporóz (stařecké a postmenopausální). Stařecká je spojena s poklesem hladiny ledvinového enzymu 25 (OH)D3-1 α-hydroxylázy, postmenopausální je spojena s poklesem jaterního enzymu 1 α-hydroxylázy i s poklesem produkce hormonu estrogenu. (Stratil 1993) 43
Na téma: léčba osteoporózy byla zaměřena i přednáška Doc.MUDr.Z.Rozkydala, Ph.D. „Novinky v léčbě osteoporosy“, prezentována na semináři I. ortopedické kliniky FN U sv.Anny v Brně 2.3.2011. Jejím citováním bych ráda poukázala na úlohu vitaminu D (obr.19) při tvorbě a udržení struktury kostní hmoty (obr.20). Zachování kostní hmoty – rovnováha mezi resorpcí (regulovaná osteoklasty) a tvorbou kosti (regulovaná osteoblasty) Léčba osteoporosy 1. Inhibice kostní resorpce: estrogeny, bisfosfonáty, kalcitonin, SERM, kalcium 2. Stimulace kostní tvorby: vitamín D, anabolika, osteogenon Teriparatid (humánní parathormon), stroncium ranelát
Obr. 19: Zachování kostní hmoty, přednáška Doc.MUDr.Z.Rozkydala
Obr. 20: Struktura kosti normální a osteoporotické, přednáška Doc.MUDr.Z.Rozkydala
44
Úloha Vitamínu D: Stimuluje osteoblasty. Uvolňuje kalcium z kostních buněk a tímto kalciem je mineralizována kost. Zvyšuje aktivitu kalciové pumpy. Syntezuje transportní protein pro kalcium v enterocytech (calcium binding protein). Inhibuje kostní rezorpci supresí PTH (parathormonu ). Denní vhodná dávka 800 IU. Vitamin D byl dlouho opomíjený a kromě rybího tuku, který se předepisoval malým dětem se o jeho dalších úlohách moc nevědělo, v poslední době bylo napsáno několik článků, které se snaží odhalit jeho další pomocné funkce a s jeho pomocí například zefektivnit léčbu psoriázy. Autoři se v článku „Vitamine D analogue-based therapies for psoriasis“ zmiňují, že vitamin D3 je hlavní součástí léčby v mírné až středně závažné ložiskové psoriázy (lupenky). Použití vitaminu pomáhá zlepšit účinnost lokálních kortikoidů u psoriázy a pomáhá minimalizovat nežádoucí účinky související s lokální léčbou kortikosteroidy.( O'Neill, Feldman 2010) 4.2.2.8 Hypervitaminóza Může nastat jen z orálního příjmu, ne ze slunění. Symptomy otravy se objevují při dávkách vyšších než 1,25mg vitaminu D a to aritmie, proteinurie, žíznivost, hyperkalcemie, hypertenzí, nechutenství, a může mít i fatální následky.
4.2.3. Vitamin E 4.2.3.1 Historie V roce 1922 nazvali H.M.Evans a M.J.Bishop vitamin rozpustný v tucích tokoferol. V roce 1937 byla odhalena jeho chemická struktura a provedena syntéza. (Jelínek P a kol. 2003) 4.2.3.2 Struktura Existuje řada přírodních tokoferolů (α, β, γ, δ-tokoferol a další). Všechny jsou isoprenovými substituenty 6-hydroxychromanu nebo tokolu. Jsou to bezbarvé nebo nažloutlé oleje. Jsou citlivé na oxidaci, rozkládají se ultrafialovým zářením. Stabilita se zvyšuje esterifikací. Největší biologickou aktivitu má D-α-tokoferol (obr.21). (Fragner 1961)
45
Obr. 21: Chemický vzorec vitaminu E, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
Aktivita vitaminu E je vyjadřována v mezinárodních jednotkách IU což odpovídá 1 mg syntetického DL- α –tokoferolacetátu (Stratil 1993) 4.2.3.3 Biochemie Tokoferol svými antioxidantními účinky zabraňuje oxidaci polynenasycených mastných kyselin, olejů,
retinolu a β-karotenu. Reaguje s volnými radikály jako
jsou singletový kyslík, peroxid vodíku a dalšími tím, že přenáší vodík z fenolové skupiny na volný peroxidový radikál a tak dokáže zastavit radikálové řetězové reakce. Při reagování s vitaminem C dochází k regeneraci tokoferolu. (Hlúbik, Opltová 2004) 4.2.3.4 Fyziologie Účinek vitaminu E se nejvíce projeví u buněk s náročnými oxidačními pochody v membránách, jako jsou buňky plicních alveol, krevní destičky inhibice a při biosyntéze prostaglandinů. Absorpce Vitaminu E v lidském organismu je závislá na vstřebávání tuků. Tokoferol je rozpuštěn a během jejich trávení uvolňován do krevního oběhu navázán na lipoproteiny. V podobě chylomikronů je distribuován do tkání a nevyužité množství přechází do jater. Zde je tokoferol navázán na liporoteiny a dopravován do tukové tkáně, kde je skladován. (Murray 2001) 4.2.3.5 Denní spotřeba Doporučená denní dávka vitaminu E je u dětí 6-7 mg , muži 10 mg, ženy 8 mg a kojící a těhotné ženy 10-12 mg. Potřeba vitamínu E se zvyšuje při zvýšeném příjmu nenasycených tuků nebo zvýšené konzumaci rafinovaných potravin. 4.2.3.6 Přírodní zdroje Zdrojem α-tokoferolu je olej z obilných klíčků, slunečnicový, řepkový, vysoký obsah β-tokoferolu má olej z obilných klíčků, γ a δ-tokoferol je obsažen v sojovém oleji. Dále je v listové zelenině a vaječném žloutku. (Oberbeil 1997) 46
4.2.3.7 Hypovitaminóza Nedostatek vitaminu E je spíše spojen s poruchami vstřebávání tuků, např. chronickou steatorheou, jaterní cholestasou, cystickou fibrosou a může nastat i u pacientů po resekci střeva. (Murray 2001) Následkem deficitu vitaminu E se zkracuje doba přežívání červených krvinek, nastává degenerace gonád a ztráta plodnosti. Vitamin E a prvek selen mohou způsobovat podobné symptomy při jejich nedostatku, protože oba jsou součástí redukce hydroperoxidů enzymem glutathionperoxidázou. Následkem zvýšené tvorby toxických peroxidů dochází k destrukci buněčných membrán a to způsobuje degeneraci kosterní a srdeční svaloviny, jater mozku a cév. (Jelínek P a kol. 2003) 4.2.3.8 Hypervitaminóza Dlouhodobé užívání dávek nad 3200mg/den se projevuje průjmy, nevolnostmi, únavou nebo svalovou slabostí. Hypervitaminóza vitaminu E zhoršuje vstřebávání vitamínu K. (Stratil 1993)
4.2.4. Vitamin K 4.2.4.1 Historie V roce 1929 popsal dánský vědec H.C.P.Dam antivitaminózu u kuřat- hemoragii, jako důsledek snížené srážlivosti krve. Vitamin K1 byl izolován až v roce 1939 H.Damem a W.R McKeem z vojtěžky, kdy byl isolován i vitamin K2 skupinou W.R McKea ze zahnívající rybí moučky. 4.2.4.2 Struktura Vitamin K je souhrnný název pro skupinu sloučenin jejichž základem je 2-methyl1,4-naftochinon (obr.22).
Obr. 22: Chemický vzorec vitaminu K1, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
47
V rostlinách se vyskytuje vitamin K1-fylochinon. Je to žlutý, termostabilní olej. V ultrafilalovém a slunečním světle se rychle rozkládá. (Fragner 1961) Vitamin K2-farnochinon (obr.23), menachinon, produkují především bakterie. Je to opticky inaktivní, žlutá, krystalická látka, nestabilní vůči oxidačním činidlům, s redukčními vytváří hydrochinon. (Frágner 472)
Obr. 23: Chemický vzorec vitaminu K2, http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
4.2.4.3 Biochemie Vitamin K je nezbytný k udržování optimálního krevního srážení. Katalyzuje karboxylaci glutamátu v koagulačních proenzymech na γ-karboxyglutamátové zbytky, enzymem karboxylasou. Na tomto principu je založena tvorba prothrombinu, který obsahuje 10 těchto zbytků. Prothrombin je jedním ze sedmi vitamin K dependentních faktorů srážlivosti, které tvoří základ koagulační kaskády. Podobné proteiny (např. osteokalcin - protein syntetizovaný osteoblasty) umožňují chelaci vápníku v komplexu bílkovina-vápník-fosfolipid, čímž ovlivňuje kalcifikaci nebo demineralizaci kostí. (Murray 2001) 4.2.4.4 Fyziologie Absorpce vitaminu K1 probíhá spolu s ostatními lipidy, a jsou do krevního oběhu uváděny v chylomikronech prostřednictvím lymfatického systému. Menadion (vitamin K3), protože je rozpustný ve vodě, přechází přímo do krevního oběhu. Ačkoliv se vitamin K v játrech ukládá do zásoby, jeho koncentrace v nich rychle klesá a zásoby jsou omezené. (Murray 2001) 4.2.4.5 Denní spotřeba Doporučená denní dávka vitaminu K je u dětí 30-60- μg, dospělí muži a ženy 90 μg . Při užívání antibiotik, sulfonamidů, léků na snížení hladiny lipidů a dalších léků, denní příjem vitaminu K by měl být vyšší. (Hlúbik, Opltová 2004) Optimální příjem 2 μg/kg hmotnosti. (Stratil 1993)
48
4.2.4.6 Přírodní zdroje Vitamin K je obsažen v olivovém, sojovém oleji, vařené brokolici, syrové petrželové nati, špenátu, kapustě, ve vaječném žloutku, rybím tuku a jogurtu. (Oberbeil 1997) (Mindell, Mundis 2006) 4.2.4.7 Hypovitaminóza Špatné vstřebávání tuků je nejčastější příčinou nedostatku vitaminu K. Nedostatek vitamínu K vede k poruchám krevní srážlivosti. Mezi příznaky patří modřiny, krvácení z nosu a dásní, krev v moči a ve stolici. Hypovitaminóza dále způsobuje špatnou karboxylaci osteokalcinu a sníženou aktivitu osteoblastů (kostních buněk obnovujících kost). Dochází k pomalejší obnově kostí a k nedostatečnému zabudování vápníku do kostí. Následkem toho nejsou dostatečně pevné a snadno se lámou. Nedostatek vitamínu K zvyšuje riziko osteoporotické zlomeniny. To souvisí i s řídnutím kostí u žen po menopauze. Výsledky randomizovaných studií potvrdily, že po vyšších dávkach vitaminů K se zvýšily indexy pevnosti kostí v krčku stehenní kosti a snížil se výskyt klinických zlomenin u žen po menopause. (Iwamoto a kol.2009) 4.2.4.8 Hypervitaminóza Byla prokázána jen u menadionu (syntetický vitamin K), který se projevuje hyperbilirubinémií. (Hlúbik, Opltová 2004)
49
5 ZÁVĚR Ve své bakalářské práci jsem provedla souhrn fyzikálně chemických vlastností základních vitaminů s jejich fyziologickou funkcí a biochemickými pochody v lidském organismu. Dále jsem uvedla nové pohledy na funkci vitaminů, které publikovali odborníci ve vědeckých časopisech. Vzájemná provázanost vitaminů je nesporná. Dokládá to fakt, že hypovitaminóza jednoho vitaminu z komplexu vitaminů B je ojedinělá. Například při deficitu vitaminu B3 vzniká porucha sekrece žaludeční kyseliny solné a to ovlivňuje vstřebávání vitaminu B12. Tvorba cholinu je závislá na katalyzátorech jako je kyselina listová, zároveň i na vitaminu B12. Thiamin se bez přítomnosti kyseliny listové v lidském organismu nevstřebává a pyridoxin je důležitý jako koenzym při přeměně tryptofanu na niacin. Současná věda využívá všech dostupných technologií, aby objasnila nejasnosti v otázkách absorpce a následných pozitivních, ale i negativních dopadech účinků vitaminů na lidský organismus. Jejich vzájemné interakce, při suplementaci vitaminů s antioxidačními účinky, jsou jedněmi pracemi potvrzeny a prezentovány jako návod na léčbu civilizačních onemocnění a druhými vyvráceny. K uvedeným rozdílům mohly přispět odlišné charakteristiky studií. Většina odborníků se shodne na tom, že pro zdravý organismus je ideální dodržovat doporučené denní dávky všech vitaminů a dodávat je v přírodní podobě. Konzumace čerstvého ovoce, zeleniny, kvalitně připravených živočišných a rostlinných produktů v potřebném množství by měla být dostatečnou ochranou před všemi druhy vitaminóz. Při onemocnění, která jsou způsobená nedostatečným vstřebáváním, absencí nebo přebytkem enzymů při vytváření komplexů, poruchami při transportu do záložních a distribučních orgánů a dalšími predispozicemi, které podrobněji zmiňuji v jednotlivých kapitolách u konkrétních vitaminů, je nutné nedostatek vitaminu doplňovat a následně kontrolovat jeho koncentraci v organizmu. V dnešní době, kdy probíhají změny způsobu života rychleji než se lidský organismus dokáže aklimatizovat, je vyvážený přísun esenciálních nutrientů velmi důležitý. Věřím, že objasňováním úloh vitaminů ve zdravé výživě se budou i nadále zabývat odborníci z předních světových univerzit, abychom dokázali zvolit správnou kombinaci a množství vitaminů pro konkrétní organismus a tím snížit dopad negativních vlivů životního prostředí.
50
6 LITERATURA Hlúbik P., Opltová L., 2004: Vitaminy. Grada Publishing a. s., Praha, 232 s. ISBN 80247-0373-4
Fragner J., 1961: Vitaminy jejich chemie a biochemie. Nakladatelství Československé akademie věd, Praha, 1300 s.
Honarbakhsh S., Schachter M., 2009: Vitamíny a kardiovaskulární onemocnění. British journal of Nutrition, Apr;101(8) 1113-1131 s.
Iwamoto J, Sato Y, Takeda T, Matsumoto H., 2009: High-dose vitamin K supplementation reduces fracture incidence in postmenopausal women: a review of the literature. Nutrition Research, 2009 Apr; 29(4), 221-8.
Jelínek P., Koudela K. a kol., 2003: Fyziologie hospodářských zvířat, Grafos, Brno, 414 s. ISBN 801-7157-644-1
Karlson P., 1981: Základy biochemie. Akademia, Praha, 504 s.
Katedra chemie pedagogické fakulty Masarykova univerzita Brno, 2011: Chemické reakce askorbové kyseliny [cit. 12.3.2011]. Dostupné na: http://www.ped.muni.cz/WCHEM/comenius2000/vitaminC/reakce.htm
Kirkland J.B., 2009: Niacin status and treatment-related leukomogenesis. Molecular cancer terapeutics, Apr; 8(4), 725-732 s.
McGregor G. P., Biesalski H. K., 2006: Rationale and impact of vitamin C in clinical nutrion. Current opinion in clinical nutrion and metabolic care, Nov; 9(6) 697-703 s.
Mindell E., Mundis H., 2006: Nová vitaminová bible: nejnovější informace o vitaminech, minerálních látkách, antioxidantech, léčivých rostlinách, o doplňcích stravy, léčebných účincích potravin i lécích používaných v homeopatii. Euromedia Group – Ikar, Praha, 572 s.
51
Murray R. K. a kol., 2001: Harperova biochemie. H & H, Praha, 872 s. ISBN 80-7319003-6
Oberbeil K., 1994: Fit s vitaminy. Sazba studio Typo, Praha, 176 s. ISBN 80-7176-4817
O'Neill J.L., Feldman S.R., 2010: Vitamine D analogue-based therapies for psoriasis. Drugs Today, 2010 May; 46(5):351-360.
Stratil P., 1993: ABC Zdravé výživy, 1. díl. Tiskárny Havlíčkův Brod, a.s., Havlíčkův Brod, 351 s. ISBN 80-900029-8-6
Strukturen von einigen organischen Verbindungen [cit. 12.3.2011]. Dostupné na: http://www.uni-saarland.de/fak8/schneider/anichem/struktur/cholin.html
Šimon J. 2009: Současné názory na roli mírné hyperhomocysteinemie jako rizikového faktoru kardiovaskulárních chorob. [cit. 12.3.2011]. Dostupné na: http://www.kardiologickarevue.cz/pdf/kr_09_03_06.pdf
The Medical Biochemistry page, 2011: Introduction to Vitamins and Minerals [cit. 12.3.2011] Dostupné na: http://themedicalbiochemistrypage.org/vitamins.html
Vodrážka Z., 1999: Biochemie. Academia, Praha, 507 s. ISBN: 80-200-0600-1
Voet D., Voetová J. G., 1995: Biochemie. Victoria Publishing a.s.,Praha, 1362 s.
Wikiskripta, 2011: Vitamin B12 [cit. 2.3.2011]. Dostupné na: http://www.wikiskripta.eu/index.php/Vitamin_B12
Windaus A., v.Werder F., Lüttringhaus A., 1932:. Über des Tachysterins. Ann. Chem. 499:188–200.
Závodský J., 2010: Vitamín C zbraní v boji proti rakovině [cit. 12.3.2011]. Dostupné na: http://www.topzine.cz/vitamin-c-zbrani-v-boji-proti-rakovine/
52
7 SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK Cb-R
kobalamin navázaný na specifické R proteiny
CVD
kardiovaskulární onemocnění
DDD
denní doporučená dávka
DNA
deoxyribonukleová kyselina
FAD
flavinadenindinukleotid
FADH2
flavinadenindinukleotid - redukovaná forma
FMN
flavinmononukleotid
GABA
γ-aminomáselná kyselina
Glc-1-P
glukosa-1-fosfát
Glc-6-P
glukosa-6-fosfát
NAD
nikotinamidadenindinukleotid
NADH2
nikotinamidadenindinukleotid – redukovaná forma
NADP
nikotinamidadenindinukleotidfosfát
RBP
komplex složený z transtyretinu a proteinu se schopností navázat retinol
THF
tetrahydrofolát
25 (OH)D3
25-hydroxycholekalciferol
53
8 SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1: Chemický vzorec thiaminu…………………………………………….
16
Obr. 2: Chemický vzorec thiamindifosfátu…………………………………….
16
Obr. 3: Chemický vzorec riboflavinu………………………………………….
18
Obr. 4: Chemický vzorec nikotinové kyseliny a jejího amidu………………...
20
Obr. 5: Chemický vzorec cholinu……………………………………………..
23
Obr. 6: Chemický vzorec kyseliny pantothenové……………………………..
24
Obr. 7: Chemický vzorec CoA………………………………………………..
25
Obr. 8: Chemický vzorec pyridoxolu………………………………………….
26
Obr. 9: Chemický vzorec pyridoxalu………………………………………….
27
Obr. 10: Chemický vzorec pyridoxaminu………………………………………
27
Obr. 11: Chemický vzorec kobalaminu…………………………………………
29
Obr. 12: Chemický vzorec kyseliny listové…………………………………….
31
Obr. 13: Schéma vzájemného působení vitaminů skupiny B…………………..
34
Obr. 14: Chemický vzorec biotinu………………………………………………
34
Obr. 15: Chemický vzorec vitaminu C………………………………………….
36
Obr. 16: Chemický vzorec vitaminu A………………………………………….
39
Obr. 17: Chemický vzorec vitaminu D2…………………………………………
42
Obr. 18: Chemický vzorec vitaminu D3…………………………………………
42
Obr. 19: Zachování kostní hmoty……………………………………………….
44
Obr. 20: Struktura kosti normální a osteoporotické…………………………….
44
Obr. 21: Chemický vzorec vitaminu E………………………………………….
46
Obr. 22: Chemický vzorec vitaminu K1…………………………………………
47
Obr. 23: Chemický vzorec vitaminu K2…………………………………………
48
54
