MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
BRNO 2012
RENATA OLŠOVÁ
Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin
Vliv antioxidantů a probiotik na zdraví člověka Bakalářská práce
Vedoucí práce: prof. RNDr. Bořivoj Klejdus, Ph.D.
Brno 2012
Vypracovala: Renata Olšová
PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Vliv antioxidantů a probiotik na zdraví člověka vypracovala samostatně a použila jen 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.............................................................
PODĚKOVÁNÍ Ráda bych na tomto místě poděkovala za cenné rady pana profesora Bořivoje Klejduse, vedoucího mé bakalářské práce.
ABSTRAKT Antioxidanty a probiotika hrají v lidském organismu nesmírně významnou roli a patří mezi nejúčinnější prostředky, kterými lze předcházet vzniku mnoha civilizačních chorob. Ačkoli se provádí spousta různých výzkumů s touto tématikou, veřejnost a často i mnozí lékaři jsou málo obeznámeni s jejich výsledky. Hlavním cílem bakalářské práce bylo především popsat jednotlivé antioxidanty a probiotika a jejich příznivé účinky na zdraví člověka. Součástí jsou také výsledky studií prováděných po celém světě. V mnohých studiích bylo mimo jiné prokázáno, že jednotlivé antioxidanty fungují ve vzájemné kooperaci, čímž ještě více pomáhají zvyšovat obranyschopnost organismu proti infekcím, nemocem a také před poškozením způsobeným volnými radikály. Volné radikály mohou být pro tkáně jak prospěšné, tak škodlivé. Nicméně vzhledem k současnému nezdravému životnímu stylu řady obyvatel a znečištěnému životnímu prostředí dochází k stále většímu výskytu vážných onemocnění. Tomu je možné předejít prostřednictvím vhodné úpravy stravovacích návyků. Včasná prevence je klíčovým faktorem k zajištění nejen dlouhého, ale především kvalitního života. Klíčová slova: antioxidanty, probiotika, zdraví člověka, prevence, civilizační choroby, volné radikály
ABSTRACT Antioxidants and probiotics play an important role in human body and belong to the most effective ways how to prevent a lot of civilization diseases. Although many studies have been carried out on this topic, general public and often also a lot of doctors are not acquainted enough with the results. The main aim of the Bachelor work was to describe antioxidants and probiotics and their benefits to human health. Some research results from all over the world are included. In many of them was proved that antioxidants work in cooperation with each other and this way can enhance the defence against infection, disease and free radical damage. Free radicals have both beneficial and harmful actions in biological tissues. However, owing to the fact that most people have a stressful lifestyle and live in polluted environment, there is a higher occurrence of serious diseases. That might be modified through the dietary intervention strategies. Early prevention is definitely the key to ensuring not only a longer life, but a much higher quality of life. Keywords: antioxidants, probiotics, human health, prevention, civilization disease, free radicals
OBSAH 1 ÚVOD ......................................................................................................................... 9 2 CÍL PRÁCE ............................................................................................................... 9 3 PROBIOTIKA ........................................................................................................ 10 3.1 Co jsou probiotika........................................................................................ 10 3.2 Kritéria pro výběr probiotik ......................................................................... 10 3.3 Jak pracují probiotika .................................................................................. 10 3.4 Mikroflóra tlustého střeva.............................................................................11 3.5 Faktory ovlivňující kolonizaci a růst bakterií ve střevě ............................... 13 3.5.1 Fyzikálně chemické faktory ....................................................................... 13 3.5.2 Mikrobiální faktory .................................................................................... 13 3.6 Nové směry výzkumu probiotik .................................................................. 13 4 PROBIOTICKÉ DRUHY A JEJICH VLIV NA ZDRAVÍ .................................. 14 4.1 Rod Lactobacillus ........................................................................................ 14 4.1.1 Lactobacillus rhamnosus ........................................................................... 14 4.1.2 Lactobacillus acidophilus .......................................................................... 15 4.1.3 Lactobacillus reuteri .................................................................................. 15 4.1.4 Lactobacillus casei .................................................................................... 16 4.2 Rod Bifidobacterium .................................................................................... 16 4.2.1 Bifidobacterium longum ............................................................................ 17 4.3 Ostatní významné probiotické rody ............................................................. 17 4.3.1 Enterococcus faecium ................................................................................ 17 4.3.2 Saccharomyces boulardii ........................................................................... 18 4.3.3 Streptococcus thermophilus ....................................................................... 18 5 POZITIVNÍ ÚČINKY JOGURTU ........................................................................ 20 6 PROBIOTIKA PŘI LÉČBĚ ROTAVIROVÉHO PRŮJMU .............................. 21 6.1 Metodika ...................................................................................................... 22 6.2 Výsledky studie rotavirového průjmu ......................................................... 23 6.3 Závěr studie rotavirového průjmu ............................................................... 24 7 VĚDECKY POTVRZENÉ A POTENCIONÁLNÍ ÚČINKY PROBIOTIK ..... 25 8 ANTIOXIDANTY ................................................................................................... 26
8.1 Co jsou antioxidanty .................................................................................... 26 8.2 Fungování antioxidantů v těle ..................................................................... 26 8.3 Volné radikály .............................................................................................. 27 9 VLIV SÍŤOVÝCH ANTIOXIDANTŮ NA ZDRAVÍ ČLOVĚKA...................... 29 9.1 Vitamin C ..................................................................................................... 29 9.1.1 Zdroje vitaminu C ...................................................................................... 29 9.1.2 Dávkování .................................................................................................. 30 9.1.3 Reakce vitaminu C ..................................................................................... 30 9.1.4 Zdravotní význam vitaminu C ................................................................... 31 9.2 Vitamin E ..................................................................................................... 32 9.2.1 Zdroj vitaminu E ........................................................................................ 32 9.2.2 Biochemický význam vitaminu E .............................................................. 32 9.2.3 Dávkování .................................................................................................. 33 9.2.4 Přírodní vitamin E ...................................................................................... 33 9.2.5 Zdravotní význam vitaminu E ................................................................... 33 9.3 Glutathion .................................................................................................... 34 9.3.1 Zdroj a dávkování glutathionu ................................................................... 34 9.3.2 Zdravotní význam glutathionu ................................................................... 34 9.4 Koenzym Q10 .............................................................................................. 35 9.4.1 Zdroj a dávkování koenzymu Q10 ............................................................. 35 9.4.2 Zdravotní význam koenzymu Q10 ............................................................ 35 9.5 Kyselina lipoová .......................................................................................... 36 9.5.1 Doporučené dávkování .............................................................................. 36 9.5.2 Zdroje kyseliny lipoové ............................................................................. 36 9.5.3 Antioxidační význam kyseliny lipoové ..................................................... 37 9.5.4 Zdravotní význam kyseliny lipoové .......................................................... 38 10 ZÁVĚR .................................................................................................................... 39 11 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ................................................................... 40 12 SEZNAM POUŽITÝCH INTERNETOVÝCH ZDROJŮ .................................. 42 13 SEZNAM OBRÁZKŮ ............................................................................................ 44 14 SEZNAM TABULEK ............................................................................................. 45
1 ÚVOD Složení každodenní stravy má nesmírný vliv na zdravotní stav a pohodu člověka. Ačkoli je tato informace poměrně známá, jen málokdo se zamýšlí nad potřebnou dávkou a skutečným fungováním probiotik a antioxidantů v těle. Bohužel z tohoto důvodu není jejich užívání správné, účinnost tedy klesá a následně je jejich význam mylně podceňován. Přitom stačí jen velmi málo k tomu, abychom si udrželi zdravé tělo i mysl až do vysokého věku. Zcela nezbytná je každodenní konzumace zakysaných mléčných výrobků pro udržení zdravé střevní mikroflóry. Dále je neméně důležité udržování rovnováhy klíčových antioxidantů v těle, mezi které patří vitamin C, vitamin E, glutathion, kyselina lipoová a koenzym Q10.
2 CÍL PRÁCE Cílem této bakalářské práce je napsání rešerše na téma „Vliv probiotik aantioxidantů na zdraví člověka“ na základě informací získaných z odborné literatury a článků s touto tématikou. Práce je rozdělena do dvou částí. V první části je pojednáno o jednotlivých probioticích, jsou popsány jejich vlastnosti a význam na zdraví člověka. Druhá část je zaměřena na jednotlivé antioxidanty, jejich strukturu, výskyt a především schopnost fungování ve vzájemné spolupráci, a tím násobení jejich pozitivního účinku.
9
3 PROBIOTIKA 3.1
Co jsou probiotika Probiotika jsou živé mikroorganismy (většinou bakterie), které příznivě ovlivňují
střevní mikroflóru. Inhibují rozvoj škodlivých mikroorganismů a zvyšují imunitu. Díky těmto pozitivním vlastnostem jsou často přidávány do různých potravin. Lidé však nevědomky využívali činnosti mikroorganismů již před stovkami let. Mnoho známých potravin jako například jogurt, kefír, sýr, chléb, nakládané okurky, kyselé zelí, zelí kim chi, čaj, pivo či víno vzniklo díky přirozenému výskytu živých mikroorganismů. V současné době se rozšiřuje přídavek probiotik do mléčných a sojových produktů, cereálií, energetických tyčinek, speciálních nápojů a dětské výživy. Díky pokrokům v technologii potravin je možné vyrobit lyofilizovaná probiotika ve formě kapslí. (Hattner, 2009)
3.2
Kritéria pro výběr probiotik
musí uplatňovat pozitivní vliv na zdraví konzumenta
nepatogenní a netoxické
obsahující velké množství životaschopných buněk
schopnost přežít v zažívacím traktu člověka
dobré senzorické vlastnosti
pokud možno izolovány ze zažívacího traktu člověka
3.3
Jak pracují probiotika
eliminují patogenní bakterie
pomáhají ničit toxiny
podporují vznik protilátek
vytváří bariéru proti přemnožení patogenních bakterií
oddalují propuknutí nemoci (Elmer, 2007)
10
Mikroflóra tlustého střeva
3.4
V lidském trávicím traktu se nachází 1,5 kg živých bakterií, které tvoří téměř 500 různých bakteriálních druhů. Tento počet více než desetkrát převyšuje počet eukaryotních buněk lidského těla. Ve střevě se nachází ohromné množství, konkrétně 1012 kolonií v 1 g, a je tedy zřejmé, že při jejich nerovnováze hrozí propuknutí mnoha nemocí. Proto je včasná prevence základem zdraví každého z nás. (Komprda, Funkční potraviny cyklus přednášek) U zdravého člověka se hlavní podíl probiotik nachází v tlustém střevě, jež je metabolicky nejúčinnějším orgánem. Složení mikroflóry v tlustém střevě se dá do značné míry ovlivnit výživou. V posledních desetiletích se významně rozvíjí výzkum probiotik. Cílem je příznivě ovlivnit zdravou funkci střev a předcházet jejímu narušení. (Kalač, 2003) Bakterie sídlící v tlustém střevě závisí na dodání zkvasitelných substrátů pro jejich výživu, růst a vývoj (Tab. 1). To je v podstatě zajištěno stravou. Jsou však k dispozici také endogenní zdroje jako například muciny a chondroitin sulfát (Obr. 1). (Gibson, 2000)
Obrázek 1 Chondroitin sulfát Zdroj: Online Database of Chemicals from Around the World [10] Tabulka 1 Substráty pro růst příznivých bakterií v tlustém střevu člověka Substrát Rezistentní škrob Ostatní polysacharidy (např. složky stěn rostlinných buněk) Nestrávené cukry Oligosacharidy Bílkoviny Zdroj: Kalač, 2003
11
Množství (g/den) 8 - 40 8 - 18 2 - 10 2-8 3-9
Pokud není potrava po průchodu žaludkem a tenkým střevem strávena, může sloužit jako výživa pro bakterie sídlící v tlustém střevě. Podle toho o jakou fermentaci se jedná, rozlišujeme pozitivní a negativní vliv na zdraví hostitele. Vzniká řada různých koncových metabolitů, z nichž některé se vyskytují jen přechodnou dobu. Hlavními produkty při kvašení cukrů jsou krátkořetězové mastné kyseliny (mléčná, propionová, octová a máselná) a plyny. Většina těchto produktů (95 – 99%) je absorbována do krevního řečiště. (Gibson, 2000) Mezi prospěšné účinky probiotik se tedy řadí především příznivý vliv na zdravotní stav tlustého střeva. Střevní bakterie jsou v bezprostředním kontaktu se střevním epitelem a místním imunitním systémem, který představuje lymfoidní tkáň spojenou se střevem. Funkční porucha jakékoli z těchto tří složek má za následek nedostatečnou obranu proti patogenním nebo podmínečně patogenním střevním, případně jiným mikroorganizmům nebo nedostatečnou imunologickou toleranci na potravinové antigeny, vedoucí naopak k nadměrné imunologické přecitlivělosti. Tato přecitlivělost se projevuje hlavně atopickými alergickými nemocemi, jako jsou potravinová alergie, atopický ekzém, průduškové astma a další. Tuto poruchu mohou navodit patogenní mikroorganizmy, vnitřní užívání širokospektrálních antibiotik, toxické látky nacházející se v potravě a veškeré stresové situace. [11]
12
Faktory ovlivňující kolonizaci a růst bakterií ve střevě
3.5
3.5.1 Fyzikálně chemické faktory
pH ve střevě
redox potenciál
množství a druh substrátu
3.5.2 Mikrobiální faktory
soupeření mikroorganismů o živiny a místa ke kolonizaci střeva
inhibice prostřednictvím produktů metabolismu, např. kyseliny, peroxidy
specifické inhibiční látky, např. bakteriociny, žlučové soli
inhibice imunologickými reakcemi (Gibson, 2000)
3.6
Nové směry výzkumu probiotik Neustále probíhají nové výzkumy zaměřené na využití probiotik při léčbě různých
zdravotních problémů. Důležitou oblastí výzkumu je prevence rakoviny tlustého střeva. Mnoho obranných procesů zahrnuje imunitní odezvu, proto jsou výzkumy vedené imunology, specialisty na infekční nemoci, specialisty na rakovinu a mikrobiology. Vědci pracují na odhalení tajemství mikrobiální flóry a jejího významu jak pro zdraví střeva, tak i pro celkový zdravotní stav. (Hattner, 2009)
13
4 PROBIOTICKÉ DRUHY A JEJICH VLIV NA ZDRAVÍ 4.1
Rod Lactobacillus Laktobacily již dlouhou dobu patří mezi přední probiotické mikroorganismy. Hojně
se vyskytují v oblíbených zakysaných mléčných výrobcích. Laktobacily jsou grampozitivní tyčinky a patří do velké skupiny bakterií mléčného kvašení. Jsou většinou součástí běžné mikroflóry člověka, a to v ústech, tenkém střevě, tlustém střevě a pochvě. Nejsou však dominantním rodem v zažívacím traktu. Fermentací cukrů produkují kyselinu mléčnou, díky čemuž přežívají v kyselém prostředí (například v žaludku). Jsou vzácně patogenní. 4.1.1 Lactobacillus rhamnosus Lactobacillus rhamnosus GG je nejprostudovanějším probiotikem. Tento druh byl izolován ze stolice zdravého člověka gastroenterology jménem Sherwood Gorbach a Barry Goldin. Původně byl považován za poddruh bakterie Lactobacillus casei. Běžně se nachází v jogurtech a dalších zakysaných výrobcích. Výrazně stimuluje imunitní systém a pomáhá předcházet řadě infekcí. Přežívá průchod zažívacím traktem, což bylo prokázáno analyzováním stolice zdravých dobrovolníků. Lactobacillus rhamnosus GG byl vyizolováván ze stolice po celou dobu užívání probiotik, a dokonce i týden po ukončení konzumace zakysaných výrobků.
Obrázek 2 Lactobacillus rhamnosus Zdroj: Amrita School Of Biotechology [3]
14
Jiný prováděný výzkum odhalil další pozitivní vlastnost bakterie Lactobacillus rhamnosus GG. Čtyřtýdenní užívání bakterie Lactobacillus rhamnosus GG vedlo totiž ke snížení fekální aktivity enzymu β-glukuronidázy. Užívání Streptococcus thermoplilus ani Lactobacillus bulgaricus na tuto hodnotu vliv nemělo. Tento enzym způsobuje, že potencionální karcinogenní látky zůstávají déle ve střevě. Lactobacillus rhamnosus GG navíc inhibuje bakterii Streptococcus sobrinus, která kolonizuje dutinu ústní a je jedním z možných původců zubního kazu. 4.1.2 Lactobacillus acidophilus Lactobacillus acidophilus je rozšířený v komerčně dostupných probiotických přípravcích. Nachází se v zakysaných mléčných výrobcích a je součástí běžné střevní a vaginální mikroflóry. Nicméně schopnost přilnutí a udržení se v zažívacím traktu jsou druhově specifické. Druhy ideální pro zakysané mléčné výrobky nemusí být ideální pro usídlení v tlustém střevě a vaginálním traktu. Lactobacillus acidophilus LCFM přežívá průchod trávicím traktem, nicméně neusídlí se v tlustém střevě ani po dvoutýdenní konzumaci. Z tohoto důvodu se doporučuje každodenní konzumace zakysaných mléčných výrobků. (Hunter Trum, 2008)
Obrázek 3 Lactobacillus acidophilus Zdroj: Online Textbook of Bacteriology [2] 4.1.3 Lactobacillus reuteri Tento druh je velmi rozšířený v přírodě a může být izolován z různých potravin, zvířat a zažívacího traktu člověka. V laboratorních podmínkách (in vitro) Lactobacillus reuteri produkuje řadu látek, které ničí širokou škálu škodlivých bakterií. Není však jasné, zda tyto antimikrobiální látky jsou produkovány také v lidském střevě v dostatečných koncentracích nutných k inhibování patogenů. 15
4.1.4 Lactobacillus casei Stejně jako u Lactobacillus
acidophilus, probiotické vlastnosti bakterie
Lactobacillus casei jsou druhově specifické. Lactobacillus casei Shirota získal největší pozornost pro komerční využití. Snižuje výskyt žaludečních vředů způsobených bakterií Helicobacter pylori. Přežívá průchod zažívacím traktem. (Hunter Trum, 2008)
4.2
Rod Bifidobacterium Bifidobakterie převážně kolonizují tlusté střevo, kde pomáhají zpracovávat odpadní
látky a zlepšovat vstřebatelnost živin. První mikroflóru u kojenců tvoří většinou Bifidobacterium infantis. Postupem času se přidávají další druhy rodu Bifidobacterium, a to hlavně Bifidobacterium longum a Bifidobacterium breve. Střevní mikroflóra zdravého kojence se skládá téměř jen z rodu Bifidobacterium, jenž je ve velkém množství obsažen v mateřském mléce zdravé matky. Z hlediska celkového množství bakterií je trávicí trakt zdravého člověka tvořen převážně z bakterií rodu Bifidobacterium. Nicméně tato hodnota má tendenci v průběhu života klesat. Starší lidé mají často drasticky nízký počet bifidobakterií, což značně přispívá k předčasné degeneraci. Mezi další velmi důležité vlastnosti tohoto rodu patří schopnost vytvářet vitamíny skupiny B, inhibice růstu kvasinek, produkce kyselin k úpravě pH, snižování vedlejších účinků antibiotik, prevence absorpce toxinů a regulace střevní peristaltiky. (Adams, 2009)
16
4.2.1 Bifidobacterium longum Bifidobakterie přirozeně kolonizují gastrointestinální a vaginální trakt člověka. Druh Bifidobacterium longum je pak jedním z nejdůležitějších osídlovatelů lidského těla a byl poprvé izolován ze stolice před více než 100 lety. Stejně jako ostatní druhy rodu Bifidobacterium inhibuje růst patogenních bakterií a snižuje produkci dusičnanů. (Hunter Trum, 2008)
Obrázek 4 Bifidobacterium longum Zdroj: Genome News Network [4]
4.3
Ostatní významné probiotické rody Je znám velký počet mikroorganismů, jež přebývají v symbióze ve střevu, ústech
a na dalších místech. Seznam je každým dnem delší, neboť jsou stále objevovány nové přínosné druhy, které buď v našich tělech setrvávají, nebo se zde jen dočasně nachází. Některé z nich jsou považovány za probiotika v prakticky jakémkoli množství. Některé se po přemnožení stávají patogenními. (Adams, 2009) 4.3.1 Enterococcus faecium Další velmi dobře prozkoumaná bakterie mléčného kvašení je bakterie Enterococcus faecium SF68. Ostatní druhy Enterococcus faecium jsou patogenní a rezistentní proti většině antibiotik. (Hunter Trum, 2008)
17
4.3.2 Saccharomyces boulardii Sacchahromyces boulardii se také řadí mezi podrobně prostudovaná, komerčně dostupná kvasinková probiotika. Na rozdíl od laktobacilů se však obvykle nenachází v zažívacím nebo vaginálním traktu. Nicméně daří se mu nejlépe při teplotě 37 °C (teplota lidského těla) a přežívá průchod zažívacím traktem. Kvasinky se však nevyznačují silnou schopností přilnout ke střevní stěně, proto musí být užívány denně. Nepůsobí na ně bakteriální antibiotika, a tak mohou být vhodným doplňkem již při léčbě. (Hunter Trum, 2008)
Obrázek 5 Saccharomyces boulardii Zdroj: Institut Rosell Inc. [5] 4.3.3 Streptococcus thermophilus Streptococcus thermophilus se používá pro výrobu jogurtu. Dále jej lze uplatnit například při výrobě sýrů, někdy se dokonce nachází i v pasterovaném mléce. Kromě toho jako jediný známý streptokok má schopnost produkovat enzym laktáza, který způsobuje rozklad laktózy. Nachází se vždy přechodně v lidském těle. Pomáhá vytvářet zdravé prostředí ve střevě a podporuje růst příznivých mikroorganismů, které se ve střevě nachází dlouhodobě. Produkuje řadu antibiotických látek a také kyseliny, čímž snižuje růst patogenních bakterií. (Adams, 2009)
18
Tabulka 2 Mléčné bakterie používané jako probiotika pro lidskou výživu (podle Holzpfela a Schilligera, 2002) Druhy rodu Lactobacillus
Druhy rodu Bifidobacterium
Lactobacillus acidophilus
Bifidobacterium adolescentis
Lactobacillus amylovorus
Bifidobacterium animalis
Lactobacillus crispatus
Bifidobacterium bifidum
Lactobacillus gasseri
Bifibacterium breve
Lactobacillus johnsonii
Bifidobacterium infantis
Lactobacillus casei/paracasei
Bifidobacterium longum
Lactobacillus plantarum Lactobacillus reuteri Lactobacillus rhamnosus Zdroj: Kalač, 2003
19
5 POZITIVNÍ ÚČINKY JOGURTU Jedním z nejběžnějších zdrojů probiotik v lidské výživě je bezesporu jogurt. Lactobacillus bulgaricus a Streptococcus thermophilus tvoří startovací kulturu, která se používá pro fermentaci mléka za účelem výroby jogurtu. Tyto druhy žijí ve vzájemné symbióze, díky čemuž dochází k velmi rychlému zvýšení kyselosti mléka a vzniku jogurtu. (Hattner, 2009) Před inokulací se používá vysoká pasterace. Nicméně u některých jogurtů dochází k tepelnému záhřevu i po ukončení fermentace, což způsobí zničení většiny příznivých mikroorganismů. Jelikož řada výrobců často neuvádí množství živých kultur v jogurtu na obalu, vznikla nezisková společnost National Yogurt Association (NYA). Cílem této společnosti je sponzorovat výzkumy a přinášet spotřebitelům informace o kvalitě výrobků dostupných na trhu. Jogurty by měly obsahovat alespoň 100 milionů živých prospěšných bakterií v 1 g, mražené jogurty minimálně 10 milionů v 1 g. [8] Bakterie Lactobacillus acidophilus a Bifidobacterium bifidum byly poprvé přidány do pasterovaného mléka před více než 30 lety ve Springfildské mlékárně. Dodnes zde vyrábí jogurty, které obsahují biliony živých, aktivních mikroorganismů, prospěšných pro zdraví konzumenta. [9] Ilja Iljič Mečnikov (1845 – 1916), často zkráceně Ilja Mečnikov, byl ruský lékař, který se velmi aktivně a úspěšně zapojil do výzkumu jogurtu a boje proti infekčním nemocem. Ve své studii zpozoroval, že Bulhaři a obyvatelé ruských stepí žili déle pravděpodobně díky konzumaci jogurtů a zakysaných mléčných výrobků. Dále přišel s teorií autointoxikace bakteriemi ze střeva, které je třeba utlumit podáním jiných bakterií (bakterií mléčného kvašení). Za své zásluhy získal v roce 1908 Nobelovu cenu. Později byl díky němu Lactobacillus delbrueckii pojmenován Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus. V roce 1920 však L. F. Rettger dokázal, že tato bakterie neosidluje lidské střevo a částečně tím Mečnikovy teorie oslabil. [7]
20
6 PROBIOTIKA PŘI LÉČBĚ ROTAVIROVÉHO PRŮJMU Akutní gastroenteritidy představují nejčastější důvod hospitalizace dětí. Statistiky uvádí, že téměř všechny děti se infikují virovým průjmem v prvních 5 letech života bez ohledu na jejich společenskoekonomickou situaci. Pro děti do jednoho roku je rotavirus nejčastější původce choroby, a to jak v rozvinutých, tak v rozvojových zemích. Celkově je tento virus zodpovědný za přibližně 600 000 úmrtí ročně, z toho 82% v rozvojových zemích. V Latinské Americe reprezentuje rotavirus 16 – 52% případů. V Bolívii však bylo v roce 2008 ohlášeno, že rotavirus byl hlavní příčinou gastroenteritid u dětí všech společenskoekonomických skupin. Rotavirový virus byl tudíž zodpovědný za 40% hospitalizací a 50% úmrtí.
Obrázek 6 Rotavirus Zdroj: Solen [6] Léčba průjmu v podstatě znamená doplnění ztracených tekutin, abychom zamezili negativnímu nutričnímu dopadu. Ačkoliv tímto způsobem lze úspěšně předejít smrti způsobené dehydratací nebo acidózou, nemá to žádný vliv na zkrácení doby onemocnění a snížení ztrát tekutin. Při boji proti tomuto onemocnění je zatím nejvíce projednávanou možností užívání probiotik. [1]
21
6.1
Metodika V tomto výzkumu byly srovnávány 2 komerčně dostupné produkty. První
obsahoval
pouze
Saccharomyces
boulardii,
další
Lactobacillus
acidophilus,
Lactobacillus rhamnosus, Bifidobacterium longum a Saccharomyces boulardii. Součástí výzkumu byla kontrolní skupina. Výzkum byl zaměřen na vliv užívání probiotik při léčbě rotavirového průjmu. [1] Tabulka 3 Přehled použitých mikroorganismů a jejich dávkování Skupina
GARLB
GB
Mikroorganismus
Dávkování (dvakrát denně)
Lactobacillus acidophilus Lactobacillus rhamnosus Bifidobacterium longum Saccharomyces boulardii Saccharomyces boulardii
6,625 · 107 lyofilizovaných buněk/dávka 3,625 · 107 lyofilizovaných buněk/dávka 8,75 · 106 lyofilizovaných buněk/dávka 1,375 · 107 lyofilizovaných buněk/dávka 4 · 1010 lyofilizovaných buněk/dávka
Zdroj: Probiotics in the treatment of acute rotavirus diarrhoea [1] Výzkumu se zúčastnily děti ve věku 1 – 23 měsíců, které nejdříve prošly kompletní zdravotní prohlídkou. Byl zaznamenán především průběh nemoci a dále váha, charakteristika stolice, horečka a dehydratace. Poté, co byli pacienti stabilizováni, došlo k rozdělení do tří skupin. První skupina GC byla kontrolní, kdy byl dávkován pouze orální rehydratační roztok a placebo. Druhá skupina GB užívala kromě orálního rehydratačního roztoku také Saccharomyces boulardii. Poslední skupině GARLB byla podávána kromě orálního rehydratačního roztoku navíc ještě následující kombinace mikroorganismů - Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus, Bifidobacterium longum, Saccharomyces boulardii (Tab. 3). Placebo a probiotické produkty měly stejnou barvu a chuť, byly podávány po dobu 5 dní, dvakrát denně, rozpuštěné ve 20 ml vody dle návodu výrobce. Během prvních 2 až 3 dnů pacienti zůstali v nemocnici. Po propuštění byli sledováni jednou denně. [1]
22
6.2
Výsledky studie rotavirového průjmu Výzkum dokončilo 64 dětí, jejichž zdravotní stav byl na začátku téměř identický.
Medián délky trvání průjmu byl nejkratší u skupiny užívající pouze Saccharomyces boulardii. Užívání směsného probiotika mělo také významný vliv na zkrácení této doby (Tab. 4). Tabulka 4 Hlavní výsledky Skupina
Mikroorganismus
Medián trvání průjmu (hod)
Lactobacillus acidophilus Lactobacillus rhamnosus GARLB
60 (40) Bifidobacterium longum Saccharomyces boulardii
GB
Saccharomyces boulardii
58 (41)
GC
Kontrolní skupina
84,5 (94)
Zdroj: Probiotics in the treatment of acute rotavirus diarrhoea [1] V porovnání s kontrolní skupinou byl u skupiny užívající Saccharomyces boulardii výrazný pokles trvání horečky a nevolnosti. Směsné probiotikum vykazovalo u zkoumaných subjektů vynikající výsledek díky velkému snížení doby nevolnosti. Všechny projevy rotavirového průjmu u sloučených intervenčních skupin byly mírnější a celkově kratší než u kontrolní skupiny (Tab. 6). [1] Tabulka 5 Doplňující výsledky GC skupina
GARLB skupina
GB skupina
Medián doby hospitalizace (hod)
89,5 (117)
72 (36)
60 (41)
Medián trvání horečky (hod)
67 (60)
48 (36)
18 (53)
Medián trvání nevolnosti (hod)
42,5 (69,5)
0 (25)
4 (44)
Zdroj: Probiotics in the treatment of acute rotavirus diarrhoea [1]
23
6.3
Závěr studie rotavirového průjmu Závěrem této studie lze říci, že užívání probiotik má nemalý vliv na snížení doby
rotavirového průjmu u dětí (Tab. 4). Nejmarkantnější jsou výsledky produktu, jenž obsahuje jen Saccharomyces boulardi (Tab. 5), kdy došlo k velkému snížení trvání horečky. U směsného produktu bylo významné zkrácení doby trvání nevolnosti (Tab. 5). Nicméně stále zůstává otázkou, jaké množství probiotik je nejvhodnější při léčbě gastroenteritid, obzvláště když se jedná o směsný produkt. Proto je nezbytné provádět další výzkum a studie. [1] Tabulka 6 Srovnání sloučených intervenčních skupin s kontrolní skupinou Kontrolní skupina
Intervenční skupina
Medián délky hospitalizace (hod)
89,5 (117)
76 (48)
Medián délky trvání průjmu (hod)
84,5 (94)
60 (40,5)
Medián délky trvání horečky (hod)
67 (60)
46,5 (50,5)
Medián délky trvání nevolnosti (hod)
42,5 (69,5)
0 (33)
Zdroj: Probiotics in the treatment of acute rotavirus diarrhoea [1]
24
7 VĚDECKY
POTVRZENÉ
A
POTENCIONÁLNÍ
ÚČINKY
PROBIOTIK Mezi vědecky potvrzené pozitivní účinky probiotik patří zmírnění projevů průjmových onemocnění, a to jak virového původu, tak při průjmech souvisejících s aplikací antibiotik. Probiotika působí stimulačně na imunitní systém a soupeří s ostatními
mikroogranismy o vazebná místa
ve střevním
epitelu
(například
vylučováním bakteriocinů). Kromě toho mají schopnost vyvázat virové částice. Dalším významným přínosem probiotik je zmírnění symptomů alergických onemocnění (například atopický ekzém – reakce způsobena IgE a vyplavením histaminu, kdy dochází ke zvýšené propustnosti cév, zúžení průdušek a tvorbě otoku). Pro jedince s laktózovou intolerancí jsou fermentované mléčné výrobky ideální volbou. Je totiž známo, že více než polovina světové populace není schopná plně využít laktózu. Probiotika jsou tedy základem lepší stravitelnosti laktózy díky bakteriálnímu enzymu ß-galaktozidáza, nebo stimulací činnosti tohoto enzymu ve sliznici člověka. Probiotika mají spoustu dalších potencionálních účinků. Jejich objasnění však vyžaduje další výzkum. Například při studiu probiotik Lactobacillus acidophilus a Lactobacillus casei byl na zvířecích modelech pozorován inhibiční účinek na chemicky indukované tumory. Dokonce byl také zaznamenán inhibiční efekt na některé mikrobiální enzymy, jež souvisejí s tvorbou nádorů. (Komprda, 2008, Funkčí potraviny cyklus přednášek)
25
8 ANTIOXIDANTY 8.1
Co jsou antioxidanty Antioxidanty jsou sloučeniny, které jsou produkovány tělem a přirozeně se nachází
v potravinách. Některé si však tělo neumí vyrobit samo, proto je nutná dostatečná konzumace vhodných potravin. Navíc v průběhu stárnutí dochází ke snižování tvorby antioxidantů a nutnost správné výživy se umocňuje. (Packer, 1999) Je známa celá řada přírodních antioxidantů. Odedávna se používají k prodloužení údržnosti potravin. Velkou antioxidační schopnost má například rozmarýn a šalvěj. Dále je možné zmínit tymián, zázvor, pšenici, žito, ječmen, oves či sezamové semínko. Přírodní antioxidanty se většinou získávají extrakcí. Jejich použití je pak ale omezené, protože mohou mít hořkou chuť po použitých rostlinách. (Velíšek, 2. díl, 2009) Dalším důležitým přírodním zdrojem antioxidantů je zelenina, která je však doceňována až poslední dobou. Nachází se zde několik antioxidačních složek. Účinky těchto látek se někdy sčítají, jindy navzájem znásobují či snižují. Proto je dobré hodnotit antioxidační aktivitu celistvé zeleniny. Největší význam má česnek, špenát, růžičková kapusta, brokolice, červená řepa, paprika, cibule, kukuřice a květák. (Kopec, 2010) Antioxidanty chrání tělo před volnými radikály, jež by mohly poškodit zdravé buňky a tkáně. Tělo běžně produkuje volné radikály v průběhu tvorby energie nezbytné pro život. Bohužel špatné životní prostředí (například chemikálie, kouř, radiace a různé druhy znečištění) podporují tvorbu volných radikálů v organismu. Díky nejnovějším vědeckým poznatkům je však jasné, že téměř každé onemocnění od infarktu až po rakovinu je způsobeno nadměrnou přítomností volných radikálů v těle. (Packer, 1999)
8.2
Fungování antioxidantů v těle Donedávna vědci věřili tomu, že jednotlivé antioxidanty pracují samostatně
a nezávisle na sobě. Nyní se však díky rozsáhlým výzkumům ukázalo, že mezi určitými antioxidanty funguje vzájemná souhra. Díky jejich vzájemné spolupráci dochází k posílení jejich účinnosti a lépe nás tedy chrání před vypuknutím nemoci. Ačkoli jsou známy doslova stovky antioxidantů, jen některé se vzájemně doplňují. Síť antioxidantů tvoří vitamin C, vitamin E, glutathion, lipoová kyselina a koenzym Q10. Vitaminy C a E si tělo není schopné samo vyrobit a musí být tedy přijímány potravou. (Packer, 1999) 26
8.3
Volné radikály Ačkoli to může znít překvapivě, výskyt volných radikálů je v těle poměrně běžný.
Jejich vznik může zapříčinit například znečištěný vzduch, ozon, oxid dusnatý nebo sluneční záření. Po útoku volných radikálů na buňky vznikají peroxidy, které později mohou způsobit vznik závažných onemocnění – arterosklerózy, očního zákalu, Alzheimerovy choroby, rakoviny, Parkinsonovy nemoci nebo urychlit stárnutí. Na druhou stranu je nutné zdůraznit, že volné radikály mají i pozitivní funkce. (Ortembergová, 2000) Lidské tělo by bez volných radikálů nemohlo existovat. Jsou potřebné při mnoha běžných činnostech – například při učení, při boji s infekcemi nebo při kontrole průtoku krve v tepnách. Některé volné radikály jako například oxid dusnatý a superoxid jsou produkovány ve velmi malých množstvích za účelem zničení virů a bakterií. Role oxidu dusnatého v lidském těle je tak důležitá, že za její objasnění získala skupina vědců v roce 1998 Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu. (Packer, 1999)
Obrázek 7 Vznik volných radikálů Zdroj: Health and beauty blog [18]
27
Škodlivému vlivu volných radikálů podléhá jak člověk, tak ostatní živočichové. Jejich hlavním zdrojem v potravě jsou nenasycené oleje (mohou snadno podléhat autooxidaci za vzniku volných radikálů), dále vznik volných radikálů způsobuje cigaretový kouř, UV záření, záněty organismu, průběh metabolismu, ionizační záření a ovzduší, jež je kontaminované organickými látkami. V případě, že dojde k překročení detoxikační kapacity, nastává oxidační stres. Následkem toho se oxidačně poškozuje řada buněk a v závažných případech také DNA. Organismus tedy rychleji stárne, dokonce může dojít až ke vzniku rakovinového bujení. Z těchto důvodů je důležité možná rizika kompenzovat zvýšeným příjmem antioxidantů potravou. Většinou bývají dobře vstřebatelné, vstupují do krevního oběhu a následně se vytváří jejich rezerva. (Kalač, 2001) Zvýšená konzumace antioxidantů je důležitá také v případě zvýšené fyzické zátěže organismu. Především při náročných sportech vzniká celá řada volných radikálů, a proto je potřeba přijímat zvýšené množství antioxidantů pro ochranu před poškozením organismu. V odborném časopisu Journal of Clinical Nutrition bylo dokonce zveřejněno, že během náročného tréninku je zcela nezbytná zvýšená konzumace vitaminu E. Proto se sportovcům doporučuje užívat 1200 mg vitaminu E denně, nejlépe po jídle, protože pak je lépe vstřebáván. Obecně jsou všechny antioxidantové doplňky doporučovány užívat s jídlem a v několika denních dávkách. Pokud je to možné, je lepší užívat více antioxidantů s menším obsahem, než jeden koncentrovaný antioxidant denně. Tímto způsobem lze předejít především nadbytečnému vylučování vitaminu C, kdy rozhodně není doporučováno užívat více než 500 mg najednou. (Cooper, 1994) Podstatné je si uvědomit, že vše začíná v buňce. Genetický materiál je místo, kam dorazí veškeré vitaminy, minerály, tuky, bílkoviny, sacharidy a probíhá zde následně spousta reakcí. Prostřednictvím výživy můžeme podstatně ovlivnit náš zdravotní stav a mysl. Nutné je také brát v potaz, že vyšší nároky na výživu mají lidé, kteří žijí ve velkém stresu. (Navrátil, 2002) Každý by tedy měl přizpůsobit antioxidační dávku s ohledem na své potřeby. Zvýšený přísun by kromě sportovců a jedinců s nadměrným množstvím stresu měli dodržovat také kuřáci a lidé pracující s toxickými látkami nebo užívající větší množství léků. (Ortembergová, 2000)
28
9 VLIV SÍŤOVÝCH ANTIOXIDANTŮ NA ZDRAVÍ ČLOVĚKA Při nerovnováze mezi antioxidanty a volnými radikály dochází ke vzniku oxidačního stresu. To má za následek postupný vznik mnohých onemocnění. Východiskem je zajištění silného antioxidačního systému organismu především správnou výživou a suplementací vhodnými doplňky stravy. (Kunová, 2004)
9.1
Vitamin C Vitamin C neboli kyselina askorbová je základním kamenem jakékoli antioxidační
terapie. Je to mimořádná molekula, která zastává v těle stovky nezbytných funkcí. Svým způsobem nás vitamin C definuje jako druh, protože (společně s morčaty, býložravým druhem netopýra a ptákem bulbulem červenouchým) jsou primáti jediní, kteří si vitamin C neumí sami vyrobit. Pokud dojde ke kriticky nízkému přísunu vitaminu C, má to za následek vznik kurdějí. Dříve se jednalo o obzvláště běžné onemocnění a při dlouhých námořních plavbách během osmnáctého a devatenáctého století zemřelo na tuto chorobu více než milion námořníků. Maďarský biochemik a fyziolog Albert Szent-Györgyi poprvé izoloval vitamin C z maďarské červené papriky. V roce 1937 za tento velkolepý objev získal Nobelovu cenu. (Moss, 2000)
Obrázek 8 Vitamin C Zdroj: Introduction to Vitamins and Cofactors – Humboldt State University [12] 9.1.1 Zdroje vitaminu C Největším zdrojem vitaminu C je čerstvé ovoce a zelenina – například papaya, pomeranč, brokolice, růžičková kapusta, grep, jahody, kiwi, květák a další. Množství vitaminu u jednotlivých druhů se však podstatně liší. Závisí to především na vegetačních podmínkách během růstu, stupni zralosti, posklizňovém zpracování 29
a ostatních faktorech. Nejvyšší koncentraci askorbové kyseliny obsahuje ovoce Malpighia punicofolia. Bohaté zdroje vitaminu C však zpravidla nebývají příliš významné (černý rybíz, kadeřavá petržel), neboť se konzumují jen zřídka. Mnohem větší význam mají zdroje s průměrným obsahem vitaminu, které se však konzumují ve větším množství (především brambory). Obiloviny obsahují jen stopy vitaminu. (Velíšek, 1. díl, 2009) 9.1.2 Dávkování Existují různé názory na doporučenou denní dávku vitaminu C. Nejvíce odborníků se však shoduje na dávce 250 – 500 mg denně. Pokud ovšem tělo bojuje se závažnou nemocí, doporučuje se tuto dávku zvýšit až na 2000 mezinárodních jednotek. (International Unit = IU, 1IU = 1 mg). (Packer, 1999) V roce 1987 a 1988 bylo v odborném časopise Journal of Clinical Nutrition zveřejněno, že muži mají až třikrát vyšší potřebu vitaminu C než ženy. Důvodem je pravděpodobně také fakt, že muži bývají většího vzrůstu, a proto potřebují obecně více živin. Kromě toho došli na Tuftské universitě v USA k závěru, že pro prevenci vzniku šedého zákalu je vhodné, aby muži užívali minimálně 500 mg a ženy více než 200 mg vitaminu C denně. Z uvedených skutečností lze vyvodit závěr, že lidé s vyšší hmotností by si měli zajistit vyšší příjem vitaminu C a pravděpodobně i ostatních antioxidantů. (Cooper, 1994) 9.1.3 Reakce vitaminu C 1. Enzymová oxidace Enzym askorbátoxidáza způsobuje v přítomnosti kyslíku oxidaci mechanicky poškozených rostlinných pletiv (loupáním, krájením apod.). Tyto ztráty vitaminu C při zpracování ovoce a zeleniny lze omezit pomocí blanšírování, kdy dojde k inaktivaci daného enzymu. 2. Autooxidace Jedná se o nejvýznamnější reakci askorbové kyseliny, jež způsobuje většinu ztrát vitaminu C při zpracování potravin. Probíhá především v přítomnosti trojmocného železa a dvojmocné mědi v zásaditém prostředí.
30
3. Redukce iontů kovů Při nízkých hodnotách pH prostředí může dojít k reakci iontů kovů s kyselinou askorbovou, při níž dochází k redukci kovů. 4. Reakce s volnými radikály Kyselina askorbová může reagovat s volnými radikály, které způsobují oxidaci lipidů a dalších složek potravin. Brzdí tak řetězovou autooxidační reakci a působí jako účinný antioxidant, a to především v kombinaci s tokoferoly. (Velíšek, 1. díl, 2009) 9.1.4 Zdravotní význam vitaminu C Vitamin C má pro tělo mnohostranný zdravotní význam. Především organismus chrání před volnými radikály a chemikáliemi (například při průmyslových otravách arzenem, olovem, benzenem), dále posiluje imunitní systém organismu, a tím pomáhá chránit tělo před viry, bakteriemi a mnohými alergiemi (například senná rýma a kopřivka). Působí jako pojivo pro veškeré buňky v těle a poskytuje tkáním těla sílu a pružnost. Dále zpevňuje stěny cév, dásně, zubní lůžko, zlepšuje využitelnost vápníku a také syntézu karnitinu z aminokyseliny lysinu. Působí velice příznivě na oči – dokonce dokáže vyléčit katarakt (šedý zákal), ovšem jsou nutné extrémně vysoké dávky, a to až 6000 mg denně. Velice podstatný přínos vitaminu C spočívá v tvorbě kolagenu. Přitom je potřeba zajistit dostatečné množství vápníku. Pokud není kolagen v organismu dostatečně kvalitní, má to za následek snadnější průnik virů, jedů, alergenů, toxinů a dalších nebezpečných látek. Kromě toho vitamin C podporuje hojení ran a zlomenin. Opět jsou však potřeba vyšší dávky – alespoň 1000 mg, dostatek vápníku a vitaminu D. Vitamin C je navíc ideální volbou k udržení zdravé, hladké a pevné pokožky, silných vlasů, zdravých nervů, dásní, vaziva a kostní tkáně, pozitivní nálady a také nízkého množství cholesterolu v krvi. (Jordán, 2001). Vitamin C chrání tělo především před rakovinou jazyka a zažívacího traktu. V posledních letech se dokonce pohlíží na vitamin C jako na potencionální lék proti rakovině. Při prováděných výzkumech byly podávány vysoké dávky vitaminu C. V mnoha případech se pacienti cítili o poznání lépe, dokonce více než byl daný předpoklad. Nicméně i přesto není tento způsob léčby zatím prokázaný a je nezbytné provádět další studie. (Enstrom, 1997)
31
9.2
Vitamin E Strukturním základem vitaminu E jsou čtyři tokoferolové a čtyři tokotrienolové
(alfa až delta) izomery, jež obsahují chromanový cyklus. (Velíšek, 1. díl, 2009). Nejčastěji se vyskytuje alfa-tokoferol. Vitaminová účinnost klesá od formy alfa k delta a antioxidační účinnost je přesně v obráceném pořadí. (Kalač, 2003) V roce 1936 byl vitamin E izolován z oleje z pšeničných klíčků. Název tocopherol byl odvozen z řečtiny ze slov „tokos“ - narození dítěte a „pherein“ - nésti. Při testování na laboratorních krysách bylo prokázáno, že bez konzumace vitaminu E docházelo u těchto zvířat k samovolnému potratu. (Moss, 2000) 9.2.1 Zdroj vitaminu E Vitamín E se nachází především v rostlinných olejích, žloutku, pšeničných klíčcích, oříšcích, másle, rýžových otrubách a v malém množství také v zelené listové zelenině. (Moss, 2000)
Obrázek 9 Vitamin E Zdroj: University of Illinois at Chicago - Vitamin E [15] 9.2.2 Biochemický význam vitaminu E Vitamin E (především alfa-tokoferol) je považován za nejdůležitější lipofilní antioxidant. Poskytuje nenasyceným lipidům ochranu před poškozením volnými radikály a společně s beta-karotenem a koenzymy Q10 chrání strukturu biomembrán. Kromě toho chrání lipoproteiny, jež se nachází v plazmě. Nedostatek vitaminu E vede u samic ke vzniku problému s funkcí placenty, u samců k poruše zrání pohlavních buněk. (Velíšek, 1. díl, 2009)
32
9.2.3 Dávkování Vzhledem k tomu, že vitamin E se ukládá v tucích, je možné se jím předávkovat. Doporučené množství se nachází v rozmezí 10 – 200 mg. Je důležité zvážit věk, aktuální zdravotní stav a životní prostředí. Například při boji s rakovinou je doporučováno užívat 400 – 1200 mg. Přestože se vitamin E přidává do mnoha potravin, je jeho množství zároveň v jiných potravinách často výrazně redukováno během technologického zpracování a skladování. Protože je vitamin E extrémně důležitý pro správné fungování organismu, je vhodné jej doplňovat prostřednictvím potravinových doplňků. (Moss, 2000) 9.2.4 Přírodní vitamin E Přírodní vitamin E je extrahován z rostlinných olejů, například sojového. Na druhé straně syntetický vitamin E je získáván z ropy a terpentýnu. V mnoha studiích bylo prokázáno, že přírodní vitamin E je mnohem lépe využit organismem než syntetický. Například na základě výzkumu Národní výzkumné rady v Kanadě byl naměřen vyšší výskyt vitaminu E v orgánech, tkáních a tekutinách zvířat, kterým byl podáván přírodní vitamin E. Navíc potvrdili, že s největší pravděpodobností se také v lidské krvi a plazmě nachází více přírodního vitaminu E. Proto je při výběru vhodného doplňku stravy nezbytné zkontrolovat údaje na obalu, přičemž se nestačí spokojit jen s tvrzením „přírodní vitamin E“. Mohlo by to totiž znamenat, že daný výrobek obsahuje například pouze 10% přírodního a 90% syntetického vitaminu. Přírodní vitamin E je označován jako „d-alfa tokoferol“, naopak syntetický nese název „dl-alfa tokoferol.“ (Cooper, 1994) 9.2.5 Zdravotní význam vitaminu E Mezi ochranné funkce vitaminu E patří snížení rizika srdečně-cévních onemocnění. Dále má příznivý vliv na prevenci očního zákalu a neurodegenerativních onemocnění (Parkinsonova choroba, Alzheimerova choroba). (Komprda, 2008, Funkční potraviny cyklus přednášek) Dalším pozitivním účinkem vitaminu E je udržování zdravé pokožky a poskytování ochrany před UV zářením a ozonem, což jsou hlavní příčiny vzniku vrásek či dokonce rakoviny. Dále poskytuje úlevu při zánětlivých onemocněních a působí jako prevence rakoviny prostaty a rakoviny prsu. [19]
33
9.3
Glutathion Nejčastějším síťovým antioxidantem je právě glutathion, který je produkován tělem
ze tří aminokyselin – glutamová kyselina, cystein a glycin. Glutathion se nachází v prakticky každé buňce a je důležitou zbraní v boji proti volným radikálům. Jakmile člověk dosáhne věku čtyřiceti let, produkce glutathionu začíná klesat. Každopádně nízká hladina glutathionu bývá spojována s předčasnou smrtí a vypuknutím nemoci v každém věku. (Packer, 1999)
Obrázek 10 Glutathion Zdroj: Iowa State University- Oxidative stress [16] 9.3.1 Zdroj a dávkování glutathionu Doporučená denní dávka glutationu není stanovena. K udržení dostatečně vysoké hladiny je však doporučováno zajistit dostatečné množství kyseliny lipoové – 100 mg denně. Kyselina lipoová totiž zvyšuje množství glutathionu. Přirozeně se glutathion nachází v ovoci, zelenině a čerstvě uvařeném mase, ale během trávení bývá rozložen. 9.3.2 Zdravotní význam glutathionu Glutathion chrání buňky před poškozením, jež by mohlo mít za následek vznik rakoviny. Navíc pomáhá detoxikovat tělo, obnovuje imunitní funkce a zpomaluje proces stárnutí. V experimentu prováděném na lékařské universitě v Louisvillle byl zkoumán vliv glutathionu na délku života komárů. Byly jim podávány vysoké dávky glutathionu a následně bylo zjištěno, že délka jejich života se prodloužila o 40%. (Packer, 1999)
34
9.4
Koenzym Q10 Koenzym Q10 se nachází v každé živé buňce (nejvíce v mitochondriích srdce)
a funguje zde jako zdroj energie. Poprvé byl izolován v roce 1957. V roce 1978 získal Peter Mitchell za jeho výzkum Nobelovu cenu. 9.4.1 Zdroj a dávkování koenzymu Q10 Koenzym Q10 se vytváří v těle a potravou jej přijímáme v mase, vnitřnostech, pšeničných klíčcích, rýžových otrubách, oříšcích či vejcích. (Moss, 2000). V případě prevence je doporučováno užívat 30 mg denně po dobu 1 – 2 měsíců a následně udělat stejně dlouhou pauzu. Pro léčebné účely je třeba užívat 60 – 500 mg denně. (Fořt, 2002)
Obrázek 11 Koenzym Q10 Zdroj: Nutricoach [17] 9.4.2 Zdravotní význam koenzymu Q10 Nejvýznamnější příznivý účinek koenzymu Q10 je jeho pozitivní vliv na léčbu a prevenci infarktu. Bylo prováděno mnoho úspěšných výzkumů v Japonsku, kdy se tato skutečnost potvrdila. Dalším benefitem je schopnost omladit mozkové buňky, a tímto způsobem předcházet vzniku Alzheimerovy a Parkinsonovy choroby. Navíc se úspěšně používá na léčbu a urychlení hojení dásní. (Packer, 1998) V současné době dokonce probíhají výzkumy zabývající se vlivem užívaní koenzymu Q10 na léčbu rakoviny. Ve výzkumu, kdy bylo pacientům kromě běžné léčby podáváno 90 mg koenzymu Q10 denně, bylo dosaženo až nečekaně pozitivních výsledků. Žádný pacient nezemřel ani dál neztrácel váhu a dokonce se snížilo množství potřebných léků proti bolesti a zlepšil se i celkový zdravotní stav. Dále je koenzym úspěšně používán při potlačování syndromu chronické únavy, zánětech kloubů, roztroušené skleróze, neplodnosti mužů a rekonvalescenci po mozkové mrtvici. (Fořt, 2002) 35
Kyselina lipoová
9.5
Kyselina alfa-lipoová byla poprvé objevena v roce 1937, když vědci zpozorovali, že zkoumaná bakterie vyžadovala pro svůj růst neznámou látku extrahovanou z brambor. V roce 1951 biochemik Lester Reed izoloval kyselinu lipoovou a určil její molekulární strukturu. Objev této kyseliny je možné považovat za jeden z nejdůležitějších biochemických objevů. Tato ohromná sloučenina dokázala pomoci mnoha lidem, u kterých běžná medicína neměla veliký efekt. (Packer, 1999) Kromě toho je možné pravidelným užíváním výrazně upevnit zdraví i u těch, kteří momentálně nebojují s žádným závažným onemocněním. Kyselina lipoová navíc nemá při správném dávkování žádný vedlejší efekt. Vykazuje bezesporu mnoho pozitivních účinků na buněčné funkce a byly prokázány pozitivní výsledky při léčbě jaterních chorob, diabetu, HIV pozitivních pacientů, AIDS, popálenin, rakoviny kůže a mnoha dalších. V roce 1989 byla kyselina lipoová finálně uznána jako antioxidant. (Berkson, 1998)
Obrázek 12 Kyselina lipoová Zdroj: Aging management [13] 9.5.1 Doporučené dávkování Oficiální doporučená denní dávka není stanovena. Nicméně vzhledem k tomu, že žijeme v silně znečištěném životním prostředí, mnoho odborníků na tuto tématiku doporučuje užívat 100 mg denně, nejlépe ve 2 dávkách. (Packer, 1999) 9.5.2 Zdroje kyseliny lipoové V dětství je v játrech produkováno dostatečné množství kyseliny lipoové. Bohužel s postupem času se jí v těle tvoří stále méně, což bychom měli brát v potaz vzhledem k tomu, že pro udržení pevného zdraví je potřeba si udržovat stále vysokou hladinu této sloučeniny.
(Berkson,
1998)V malém
množství
se
v bramborách, špenátu a červeném mase. (Packer, 1999) 36
tato
kyselina
vyskytuje
9.5.3 Antioxidační význam kyseliny lipoové Díky mnoha skutečnostem je kyselina lipoová považována za hlavní antioxidant. Základním důvodem je fakt, že je hydrofilní a zároveň hydrofobní molekulou. Díky těmto svým dvěma vlastnostem je kyselina lipoová rozpustná nejen v krvi a dalších tělních tekutinách, ale zároveň i v tucích. Naopak vitamin C je rozpustný pouze ve vodě a vitamin E pouze v tucích. Proto jen kyselina lipoová dokáže ochránit před volnými radikály v mozku, krvi, tucích, srdci, ledvinách a mnoha dalších orgánech. Další velmi důležitou vlastností kyseliny lipoové je schopnost regenerovat další síťové antioxidanty, kterými jsou vitamin C, vitamin E a glutathion. (Obr. 11)
Obrázek 13 Schéma regenerace síťových antioxidantů Zdroj: AutismPedia [14]
37
9.5.4 Zdravotní význam kyseliny lipoové Kyselina lipoová recykluje především vitamin C, ale nepřímo také vitamin E. Navíc chrání kolagen v pokožce, čímž pomáhá předcházet tvorbě vrásek. Nesmírným přínosem je jednoznačně poskytování ochrany pro DNA (deoxyribonukleová kyselina) a RNA (ribonukleová kyselina) před negativními účinky při škodlivých řetězových reakcích. Tímto způsobem může kyselina lipoová neutralizovat potencionálně nebezpečné chemické látky, které spouštějí vznik určitých genů, jež způsobují rakovinu. Kyselina lipoová tedy blahodárně působí na fungování genetického materiálu. [20]
38
10 ZÁVĚR V bakalářské práci „Vliv antioxidantů a probiotik na zdraví člověka“ jsem se zaměřila především na popis jednotlivých probiotik a síťových antioxidantů a dále na prováděné studie, jež měly za cíl objasnit skutečný přínos těchto látek pro lidský organismus. Dané téma je velice komplexní a jak antioxidanty, tak probiotika mají rozhodně nezastupitelný význam v lidském organismu. Je zcela zřejmé, že pokud dojde k porušení antioxidační či probiotické rovnováhy, dochází ke vzniku zdravotních problémů a při delším trvání k manifestaci a rozvoji vážných onemocnění. Probiotika tvoří významný podíl na obranyschopnosti organismu. Je nutné neustále udržovat vzájemnou rovnováhu mezi jednotlivými druhy mikroorganismů a zajistit převahu druhů s probiotickými vlastnostmi. K tomu je potřeba každodenní konzumace kvalitních fermentovaných mléčných výrobků, přičemž jedině za těchto podmínek lze docílit maximální psychické a fyzické pohody. Dále je důležité mít na paměti, že také antioxidanty fungují ve vzájemné spolupráci, čímž svůj pozitivní vliv ještě znásobují. Proto jsem se zaměřila jen na jednotlivé síťové antioxidanty, ačkoli látek s antioxidační aktivitou je celá řada. Zdůraznila jsem především jejich zdroje, potřeby organismu a pozitivní účinky na ochranu zdraví. Závěrem je nutno říci, že vzhledem k dnešnímu uspěchanému způsobu života, stresu, znečištěnému životnímu prostředí a často nevyvážené stravě je potřeba nezapomínat alespoň na základní prevenci. Proto je dle mého názoru vhodné s přibývajícím věkem nejen dodržovat zásady zdravé životosprávy, ale také v rozumné míře užívat antioxidační doplňky stravy, jež byly získány z přírodních zdrojů. Tímto způsobem lze dosáhnout nejen vysokého věku, ale především si udržet vysokou úroveň života i s přibývajícími roky.
39
11 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ADAMS CASEY, Ph.D., 2009, Probiotics Protection Against Infection, Sacred Earth Publishing, Wilmington, 291 s. BERKSON BURT, M.D., Ph.D., 1998, The Alpha Lipoic Acid Breakthrough: The Superb Antioxidant That May Slow Aging, Repair Liver Damage, and Reduce the Risk of Cancer, Heart Disease, and Diabetes, Three Rivers Press, New York, 172 s. COOPER H. KENNETH, M.D., 1994, Antioxidant Revolution, Thomas Nelson, Inc., Nashville, 242 s. ELMER W. GARY, Ph.D., McFarland Lynne, Ph.D. a McFarland Marc, 2007, The Power of Probiotics, Haworth Press, Inc., Philadelphia, 236 s. ENSTROM JAMES E., Ph.D., M.P.H, 1997, Vitamin C in prospective epidemiological studies. Vitamin C in Health and Disease, L. Packer a J. Fuchs, New York: Marcel Dekker FOŘT PETR, RNDr., CSc., 2002, Sport a správná výživa, Euromedia group, k.s., Praha, 352 s., ISBN 80-249-0124-2 GIBSON GLENN R a WILLIAMS CHRISTINE M, 2000, Functional foods, Woodhead Publishing, Cambridge, 374 s. HATTNER JO ANN, MPH RD a ANDERES SUSAN, MLIS, 2009, Gut Insight: probiotics and prebiotics for digestive health and well-being, Hattner Nutrition, San Francisco, 124 s. HUNTER TRUM BEATRICE, 2008, Probiotic Foods for Good Health, Basic Health Publications, Inc., California, 218 s. JORDÁN VÁCLAV, Ph.D. a MARIE HEMZALOVÁ, 2001, ANTIOXIDANTY zázračné zbraně, nakladatelství JOTA s.r.o., Brno, 153s. KALAČ PAVEL, prof., Ing., CSc., 2003, Funkční potraviny - kroky ke zdraví, nakladatelství Dona, České Budějovice, 130 s. KALAČ PAVEL, prof., Ing., Csc., 2001, Organická chemie přírodních látek a kontaminantů, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 120 s., ISBN 80-7040-520-1 KOMPRDA TOMÁŠ, Prof., MVDr., Ing., CSc., 2008, Funkční potraviny cyklus přednášek, Mendelova zemědělská a lesnická universita v Brně, CDR ISBN 978-807375-219-4 40
KOPEC KAREL, prof., Ing., DrSc., 2010, Zelenina ve výživě člověka, tiskárny Havlíčkův Brod a.s., Havlíčkův Brod, ISBN 978-80-247-2845-2 KUNOVÁ VÁCLAVA, MUDr., 2004, Zdravá výživa, Grada Publishing a.s., Praha, 136s., ISBN 80-247-0736-5 MOSS W. RALPH, Ph.D, 2000, Antioxidants against Cancer, Equinox Press, New Yourk, 121 s. NAVRÁTIL FRANK, BSc. N.D., 2002, Holistická výživa pro každého, první vydání, Kojetická 977 Neratovice, 256 s., ISBN 80-238-9279-7 ORTEMBERGOVÁ ADRIANA, 2000, Mládneme s antioxidanty, Ivo Železný nakladatelství a vydavatelství s.r.o., Praha, 127s., ISBN 80-237-3742-2 PACKER LESTER, Ph.D. a COLMAN CAROL, 1999, The Antioxidant Miracle, John Wiley & Sons, Inc., San Francisco, 25 VELÍŠEK JAN, prof., Ing., DrSc. a HAJŠLOVÁ JANA prof., Ing. CSc., 2009, Chemie potravin 1., třetí vydání, nakladatelství OSSIS, Tábor, 580 s., ISBN 978-8086659-15-2 VELÍŠEK JAN, prof., Ing., DrSc. a HAJŠLOVÁ JANA prof., Ing. CSc., 2009, Chemie potravin 2., třetí vydání, nakladatelství OSSIS, Tábor, 623 s., ISBN 978-8086659-16-9
41
12 SEZNAM POUŽITÝCH INTERNETOVÝCH ZDROJŮ [1] ISI Web of knowledge - Giuseppe Grandy a kol., 2010: Probiotics in the treatment of acute rotavirus diarrhoea. A randomized, double-blind, controlled trial using two different probiotic preparations in Bolivian children. Databáze online [cit. 2011-06-20]. Dostupné na: http://www.biomedcentral.com/1471-2334/10/253 [2] Kenneth Todar, Ph.D., 2011: Online Textbook of Bacteriology - Lactic Acid Bacteria. Databáze online [cit. 2011-06-20]. Dostupné na: http://textbookofbacteriology.net/lactics.html [3] Amrita School Of Biotechology, 2011: Microinfobase - Lactobacillus rhamnosus. Databáze online [cit. 2011-06-20]. Dostupné na: http://www.amrita.ac.in/bioprojects/IndusMicroBio/microb%20_cultech/Mbocultech86. php [4] Genome News Network, 2002: GNN - Friendly tenants in the human gut: The genome of B. longum. Databáze online [cit. 2011-06-25]. Dostupné na: http://www.genomenewsnetwork.org/articles/10_02/bifido.shtml [5] Institut Rosell Inc., 2011: Probiotics - Rosell strains - Saccharomyces boulardii. Databáze online [cit. 2011-06-25]. Dostupné na: http://www.institut-roselllallemand.com/page.php?idPage=60&idCatMere=32&idLangue=2 [6] MUDr. Jana Táborská, Ph.D. a doc. MUDr. Petr Pazdiora, CSc., 2005: Solen Rotavirus jako nejčastější původce průjmu u dětí. Databáze online [cit. 2011-06-29]. Dostupné na: http://www.solen.cz/pdfs/ped/2005/03/05.pdf [7] Medical tribune, 2010: Probiotika, historie a současnost. Databáze online [ cit. 2011-06-29]. Dostupné na: http://www.tribune.cz/clanek/17621 [8] The Official Web site of the National Yogurt Association, 2011: Live & Active Culture Yogurt. Databáze online [cit. 2011-06-30]. Dostupné na: http://www.aboutyogurt.com/Live-Culture [9] Springfield creamery, 2011: Live cultures. Databáze online [cit. 2011-07-1]. Dostupné na: http://www.nancysyogurt.com/making_our_products/live_cultures.php [10] ChemBlink - Online Database of Chemicals from Around the World, 2011: Chondroitin 6-sulfate sodium salt. Databáze online [cit. 2011-07-2]. Dostupné na: http://www.chemblink.com/products/12678-07-8.htm
42
[11] Informační portál - MVDr.Vojtěch Lisák, Csc., MPH., 2011: Probiotika. Databáze online [cit. 2011-07-10]. Dostupné na: http://www.aloeinfo.cz/probiotika [12] Introduction to Vitamins and Cofactors – Humboldt State University, 2011: Vitamin C. Databáze online [cit. 2011-18-11]. Dostupné na: http://users.humboldt.edu/rpaselk/C438.S11/C438Notes/C438nLec05.htm [13] Aging management, 2008: Alpha lipoic acid. Databáze online [cit. 2011-1811]. Dostupné na: http://aging-management.com/alpha_lipoic_acid.php [14] AutismPedia, 2010: Alpha lipoid acid. Databáze online [cit. 2011-18-11]. Dostupné na: http://www.autismpedia.org/wiki/index.php?title=ALA [15] University of Illinois at Chicago - Vitamin E – Structures and chemistry, 2010: Vitamin E. Databáze online [cit. 2011-20-11]. Dostupné na: http://www.uic.edu/classes/phar/phar332/Clinical_Cases/vitamin%20cases/vitamin%20 E/Vitamin%20E%20intro%202.htm [16] Iowa State University- Oxidative stress, 1999: The Glutathion redox cycle. Databáze online [cit. 2011-20-11]. Dostupné na: http://www.bb.iastate.edu/~jat/glutchp.html [17] Nutricoach, 2010: Koenzym Q10. Databáze online [cit. 2011-20-11]. Dostupné na: http://www.nutricoach.cz/koenzym-q10--c68 [18] Healt and beauty blog, 2011, Free radicals. Databáze online [cit. 2012-14-2]. Dostupné na: http://www.sstwo-mall.com/index.php/free-radicals/ [19] Science Direkt, 2008: Vitamin E as the Biological Lipid Antioxidant, Vitamins & Hormones, Tappel A. L. PhD., 392-95. Databáze online [cit. 2012-20-2]. Dostupné na: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S008367908607323 [20] International Archives of Allergy and Immunology, 1994, Dioxins and the Immune System: Mechanisms of Interference. A Meeting Report. Databáze online [cit. 2012-20-2]. Dostupné na: http://content.karger.com/ProdukteDB/produkte.asp?Aktion=ShowAbstract&ArtikelNr= 236719&Ausgabe=245840&ProduktNr=224161
43
13 SEZNAM OBRÁZKŮ Obrázek 1 Chondroitin sulfát................................................................................... 11 Obrázek 2 Lactobacillus rhamnosus ........................................................................ 14 Obrázek 3 Lactobacillus acidophilus ....................................................................... 15 Obrázek 4 Bifidobacterium longum ........................................................................ 17 Obrázek 5 Saccharomyces boulardii ....................................................................... 18 Obrázek 6 Rotavirus ................................................................................................ 21 Obrázek 7 Vznik volných radikálů .......................................................................... 27 Obrázek 8 Vitamin C ............................................................................................... 29 Obrázek 9 Vitamin E................................................................................................ 32 Obrázek 10 Glutathion ............................................................................................. 34 Obrázek 11 Koenzym Q10....................................................................................... 35 Obrázek 12 Kyselina lipoová................................................................................... 36 Obrázek 13 Schéma regenerace síťových antioxidantů ........................................... 37
44
14 SEZNAM TABULEK Tabulka 1 Substráty pro růst příznivých bakterií v tlustém střevu člověka ............. 11 Tabulka 2 Mléčné bakterie používané jako probiotika pro lidskou výživu (podle Holzpfela a Schilligera, 2002) ................................................................................. 19 Tabulka 3 Přehled použitých mikroorganismů a jejich dávkování .......................... 22 Tabulka 4 Hlavní výsledky ...................................................................................... 23 Tabulka 5 Doplňující výsledky ................................................................................ 23 Tabulka 6 Srovnání sloučených intervenčních skupin s kontrolní skupinou ........... 24
45
