Výživa v medicíně a dietetika

Heinrich Kasper

•

Olimel N9/N9E dodává velké množství dusíku při minimalizaci dodávky glukózy (1)

•

Olimel N9/N9E z dostupných komerèních vakù vykazuje nejvyšší poměr mezi obsahem dusíku a objemem vody (1)

•

Odpovídá ESPEN guidelines pro chirurgii a intenzivní péèi (2,3)

•

NOVĚ dostupný v objemech 1000 ml a 2000 ml

1. SPCs OLIMEL N9(E), Kabiven, SmofKabiven, NuTRIflex Lipid/Omega Special. 2. Singer P et al. Clin Nutr. 2009;28:387-400. 3. Braga M et al. Clin Nutr. 2009;28:378-386. Přípravky řady Olimel/Periolimel jsou charakterizovány obsahem dusíku v 1000ml (např. Periolimel N4E = 4g N/l, Olimel N5E, N7E, N9 = 5; 7 nebo9g N/l). Verze s elektrolyty jsou označeny E Zkrácené informace o léčivých přípravcích OLIMEL/PERIOLIMEL Názvy přípravků: PERIOLIMEL N4E; OLIMEL N5E; OLIMEL N7E; OLIMEL N9E; OLIMEL N9 Infuzní emulze Kvalitativní a kvantitativní složení: Přípravky OLIMEL/PERIOLIMEL jsou dodávány v 3komorových vacích. Léčivé látky: Olivae et sojae oleum raffinatum, alaninum, argininum, acidum asparticum, acidum glutamicum, glycinum, histidinum, isoleucinum, leucinum, lysinum, methioninum, phenylalaninum, prolinum, serinum, threoninum, tryptophanum, tyrosinum, valinum, natrii acetas trihydricus, natrii glycerophosphas hydricus, kalii chloridum, magnesii chloridum hexahydricum, calcii chloridum dihydricum, glucosum. Terapeutické indikace: Přípravky OLIMEL/PERIOLIMEL jsou indikovány pro parenterální výživu dospělých a dětí starších 2 let v případě, že perorální nebo enterální výživa je nemožná, nedostatečná nebo kontraindikovaná. Dávkování a způsob podání: Vzhled směsi po rekonstituci je homogenní mléčně zbarvená emulze. U dospělých a dětí starších dvou let věku Dávkování závisí na energetickém výdeji, klinickém stavu pacienta a jeho schopnosti metabolizovat složky přípravků OLIMEL/ PERIOLIMEL, jakožto i další energii nebo proteiny podané perorálně/ enterálně. Proto je nutné zvolit velikost vaku s ohledem na tělesnou hmotnost pacienta. Způsob a délka podávání Díky své nízké osmolaritě je možné přípravek PERIOLIMEL podávat do periferní nebo centrální žíly. Přípravky OLIMEL s vysokou osmolaritou pouze do centrální žíly. Doporučená doba trvání infuze pro parenterální nutriční vak je mezi 12 a 24 hodinami. Pokud se podává přípravek dětem starším než 2 roky, je nezbytné použít vak, jehož objem koresponduje s denním dávkováním. Kontraindikace: Podávání přípravků OLIMEL/PERIOLIMEL je kontraindikováno v následujících situacích: nedonošení novorozenci, kojenci a děti mladší 2let, hypersenzitivita na vaječné proteiny, sójové nebo arašídové proteiny nebo na kteroukoli léčivou nebo pomocnou látku přípravku; vrozené abnormality metabolismu aminokyselin; závažná hyperlipidémie nebo závažné poruchy metabolismu lipidů charakt s elektrolyty navíc patologicky zvýšená plazmatická koncentrace sodíku,

draslíku, hořčíku, vápníku a/nebo fosforu. Zvláštní upozornění: Příliš rychlé podání roztoků plné parenterální výživy může vést k závažným nebo fatálním následkům. Infuzi je nutné okamžitě zastavit, pokud se objeví jakékoli abnormální příznaky nebo symptomy alergické reakce (např. pocení, horečka, třesavka, bolest hlavy, kožní vyrážka nebo dyspnoe). K žádné složce vaku ani rekonstituované emulzi nepřidávejte žádný jiný léčivý přípravek nebo látky bez předchozího ověření jejich kompatibility a stability výsledného přípravku (především stability lipidové emulze). Při zahájení intravenózní infuze je vyžadováno specifické klinické monitorování. V průběhu léčby sledujte rovnováhu vody a elektrolytů, osmolaritu séra, sérové triglyceridy (nesmí v průběhu infuze překročit 3 mmol/l), acidobazickou rovnováhu, krevní glukózu, jaterní a ledvinové testy, koagulaci a krevní obraz včetně destiček. Pravidelně je nutné sledovat schopnost těla odstraňovat lipidy. U pacientů s jaterní insuficiencí používejte přípravek s opatrností kvůli riziku rozvoje nebo zhoršení neurologických poruch spojených s hyperamonémií. U pacientů s renální insuficiencí používejte přípravek s opatrností, zejména v případě hyperkalémie. U pacientů s poruchami koagulace, anémií, diabetem mellitus a hyperlipidémií používejte přípravek také s opatrností. Opatrnosti je třeba při podávání přípravku PERIOLIMEL pacientům se zvýšenou osmolaritou, nedostatečnou funkcí nadledvin, srdečním selháním nebo plicní dysfunkcí. Nepřipojujte vaky do série, aby nedošlo ke vzduchové embolii reziduálním vzduchem obsaženým v primárním vaku. V případě použití periferní žíly u přípravku PERIOLIMEL se může vyvinout tromboflebitida. Místo zavedení katétru je nutné denně sledovat, zda se na něm nevyskytují místní známky tromboflebitidy. Interakce s jinými léčivými přípravky: Přípravky OLIMEL/PERIOLIMEL nesmí být podávány současně s krví stejným infuzním setem, neboť hrozí riziko pseudoaglutinace. Lipidy mohou interferovat s výsledky určitých laboratorních testů (např. bilirubin, laktátdehydrogenáza, saturace kyslíkem, krevní hemoglobin), pokud je vzorek krve odebrán před odstraněním lipidů.. Dále nesmí být podávány společně s antibiotikem ceftriaxonem, z důvodu rizika vzniku precipitátů ceftriaxon-vapenatých solí. Přípravky s elektrolyty obsahují draslík.

Zvláštní pozornost je třeba věnovat pacientům užívajících draslík šetřící diuretika (např. amilorid, spironolacton, triamterene), inhibitory angiotenzin konvertujícího enzymu (ACE), antagonisty receptoru angiotensinu II nebo imunosupresiva takrolimus nebo cyklosporin z pohledu rizika hyperkalémie. Nežádoucí účinky: možné nežádoucí účinky mohou nastat jako následek nevhodného použití (např. předávkování, příliš vysoká rychlost infuze). Na začátku infuze může být kterýkoli z následujících abnormálních příznaků (pocení, horečka, třes, bolest hlavy, kožní vyrážka, dyspnoe) důvodem pro okamžité přerušení podávání infuze. Časté nežádoucí účinky (≥1/100 až <1/10): tachykardie, anorexie, hypertriglyceridémie, bolest břicha, průjem, nauzea, hypertenze. Podmínky uchovávání: Uchovávejte v ochranném obalu. Chraňte před mrazem. Registrační čísla: 76/389/10-C, 76/384/10-C, 76/385/10-C, 76/387/10-C, 76/388/10-C. Datum revize: 14.5.2014. Držitel rozhodnutí o registraci: BAXTER CZECH spol. s r.o., Praha, Česká republika Úplné souhrny informací o léčivých přípravcích OLIMEL/PERIOLIMEL naleznete na www.baxter-vpois.cz Výdej léčivých přípravků vázán na lékařský předpis. Přípravky Olimel nejsou hrazeny ze zdravotního pojištění.. Kontakt: BAXTER CZECH spol. s r.o., Karla Engliše 3201/6, Praha 5 Tel. +420 225 774 111

Heinrich Kasper

Výživa v medicíně a dietetika Překlad 11. vydání

Překlad 11. vydání

Ke krytí zvýšených nárokù na proteiny a energii u kriticky nemocných mají vaky Olimel N9/N9E vyšší obsah bílkovinného dusíku než jiné komerèní vaky (1)

2014120

•

Výživa v medicíně a dietetika

Olimel N 9/ Olimel N9E Tøíkomorové All-In-One vaky pro parenterální výživu

Heinrich Kasper

Výživa v medicíně a dietetika Překlad 11. vydání

GRADA Publishing

Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována a šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

Heinrich Kasper

ve spolupráci s Waltrem Burghardtem

Výživa v medicíně a dietetika

Překlad 11. vydání

Autoři: Prof. Dr. med. Heinrich Kasper Am Altenberg 34 97078 Würzburg Versbach Dr. med. Walter Burghardt Med. Universitätsklinik Josef-Schneider-Str. 2 97080 Würzburg Překlad: MUDr. Karel Procházka Spolupráce na redakčním zpracování: MUDr. Dita Kašparová This 11th edition of Ernährungsmedizin und Diätetik by Heinrich Kasper und Walter Burghardt is published by arrangement with Elsevier GmbH, Urban & Fischer Munich. Přeloženo z německého originálu Heinrich Kasper, Walter Burghardt: Ernährungsmedizin und Diätetik, 11. vydání (ISBN 978-3-437-42012-2), a vydáno se souhlasem Elsevier GmbH, Urban & Fischer Munich. Alle Rechte vorbehalten 11. Auflage 2009 © Elsevier GmbH, München Translation © Grada Publishing, a.s., 2015 Cover Photo © fotobanka allphoto, 2015 Vydala Grada Publishing, a.s. U Průhonu 22, Praha 7 jako svou 5758. publikaci Odpovědný redaktor Mgr. Luděk Neužil Sazba a zlom Jan Šístek Počet stran 592 1. české vydání, Praha 2015 Vytisklo Tisk Centrum s.r.o., Moravany Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků, což není zvláštním způsobem vyznačeno. Postupy a příklady v této knize, rovněž tak informace o lécích, jejich formách, dávkování a aplikaci jsou sestaveny s nejlepším vědomím autorů. Z jejich praktického uplatnění ale nevyplývají pro autory ani pro nakladatelství žádné právní důsledky.

ISBN 978-80-247-4533-6 ISBN 978-80-247-9658-1 (pro formát pdf)

Obsah

V

Obsah Předmluva k 11. vydání . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIII Poznámka redakce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIII 1

Energetická potřeba, živiny, složky potravy, trávení, resorpce a metabolismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 Přívod energie, energetická potřeba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Sacharidy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 Tuky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3.1 Výše žádoucího přívodu tuků . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3.2 Esenciální mastné kyseliny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3.3 Trans-mastné kyseliny a konjugované izomery kyseliny linolové . 11 1.3.4 Trávení a resorpce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.3.5 Strukturované triglyceridy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.3.6 Náhražky tuků . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.3.7 Eikosanoidy (prostaglandiny, prostacykliny, tromboxany, leukotrieny) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.3.8 L-karnitin (kyselina β-OH-ω-trimetylaminomáselná) . . . . . . . . 23 1.4 Cholesterol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.5 Bílkoviny (proteiny) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.6 Nukleové kyseliny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.7 Vitaminy a sekundární rostlinné látky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 1.7.1 Vitaminy rozpustné v tucích . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.7.2 Vitaminy rozpustné ve vodě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1.7.3 Rizika a prospěch vysokého perorálního dávkování vitaminů, vitaminových megadávek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 1.7.4 Profylaktické a terapeutické účinky vysokých dávek vitaminů . . . 49 1.7.5 Látky chybně označované jako vitaminy, sekundární rostlinné látky (phytochemicals) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 1.8 Voda, minerály a stopové prvky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 1.8.1 Voda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 1.8.2 Minerální látky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 1.8.3 Stopové prvky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 1.9 Alkohol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 1.9.1 Příprava, resorpce, eliminace, toxické účinky . . . . . . . . . . . . 78 1.9.2 Zneužívání alkoholu a závislost na alkoholu . . . . . . . . . . . . . 81 1.9.3 Vliv alkoholismu na pokrytí energetické potřeby a potřeby živin, na vývoj orgánových onemocnění a pravděpodobnou délku života . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 1.10 Mikroflóra trávicího ústrojí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 1.10.1 Proximální úsek trávicích cest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 1.10.2 Tenké střevo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 1.10.3 Tlusté střevo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 1.11 Balastní látky (rostlinné vlákniny, vlákniny, „dietary fibers“) . . . . . . . . . 92 1.11.1 Definice, složení, vlastnosti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

VI

Obsah

1.11.2 Výše přívodu, doporučený přívod . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 1.11.3 Vliv na dobu pasáže střevem, na hmotnost stolice a na motilitu tlustého střeva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 1.11.4 Bakteriální dekompozice (fermentace) balastních látek, mastné kyseliny s krátkým řetězcem, střevní flóra . . . . . . . . . . . . . . 99 1.11.5 Ovlivnění metabolických funkcí . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 2

Zdravá výživa – přínos ke snížení rizika onemocnění . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 2.1 Význam jednotlivých živin a potravin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 2.1.1 Tuk v potravě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 2.1.2 Cukr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 2.1.3 Maso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 2.2 Možnosti profylaktického působení živin a potravin . . . . . . . . . . . . . 118 2.2.1 Obohacování . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 2.2.2 Suplementy (potravinové doplňky) . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 2.2.3 Funkcionální potraviny (functional food) . . . . . . . . . . . . . . 119 2.3 Výživa a stáří . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 2.3.1 Výživa a stárnutí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 2.3.2 Karenční výživa ve stáří . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

3

Onemocnění orgánů trávicího ústrojí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 3.1 Intolerance potravin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 3.2 Jícen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 3.2.1 Poruchy polykání a funkční poruchy jícnu . . . . . . . . . . . . . 148 3.2.2 Karcinom jícnu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 3.2.3 Divertikl jícnu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 3.3 Žaludek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 3.3.1 Funkční dyspepsie (dráždivý žaludek, neulcerózní dyspepsie) . . . 154 3.3.2 Gastritida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 3.3.3 Žaludeční vřed a dvanáctníkový vřed . . . . . . . . . . . . . . . . 155 3.3.4 Karcinom žaludku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 3.3.5 Stav po operaci žaludku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 3.4 Tenké střevo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 3.4.1 Akutní a chronická enteritida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 3.4.2 Syndrom získané imunodeficience (AIDS) . . . . . . . . . . . . . 169 3.4.3 Regionální enteritida (Crohnova choroba) . . . . . . . . . . . . . 172 3.4.4 Celiakie (endemická sprue, glutenem indukovaná enteropatie) . . . 182 3.4.5 Tropická sprue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 3.4.6 Syndrom deficitu laktázy (malabsorpce laktózy, nesnášenlivost mléčného cukru) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 3.4.7 Syndrom enterální ztráty bílkovin (exsudativní enteropatie, idiopatická hypoproteinémie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 3.4.8 Cholagenní průjem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 3.4.9 Malabsorpce fruktózy a sorbitolu, malabsorpce glukózo-galaktózová . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 3.4.10 Střevní alergie (alergie na potraviny, enteritis allergica, gastrointestinopathia allergica) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 3.4.11 A-β-lipoproteinémie (akantocytóza) . . . . . . . . . . . . . . . . 194 3.4.12 Syndrom slepé kličky (blind-loop syndrom) . . . . . . . . . . . . 194 3.4.13 Syndrom Cronkhietův a Canadové . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 3.4.14 Syndrom krátkého střeva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

Obsah

3.5

3.6

3.7

4

VII

Tlusté střevo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 3.5.1 Funkční poruchy tlustého střeva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200 3.5.2 Chybné bakteriální osídlení tlustého střeva . . . . . . . . . . . . . 206 3.5.3 Divertikly tlustého střeva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 3.5.4 Anální fisura a solitární vřed rekta . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 3.5.5 Ulcerózní kolitida (colitis ulcerosa) . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 3.5.6 Totální kolektomie, ileostomie, pouch-anální anastomóza, pouchitida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 3.5.7 Akutní apendicitida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 3.5.8 Kolorektální adenomy a karcinomy . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 3.5.9 Bariérová funkce a translokace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211 Exokrinní pankreas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 3.6.1 Akutní pankreatitida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 3.6.2 Chronická pankreatitida a insuficience zevně sekretorické činnosti pankreatu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 3.6.3 Výživové faktory a vznik onemocnění pankreatu . . . . . . . . . . 219 3.6.4 Mukoviscidóza (cystická fibróza) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 3.6.5 Význam triglyceridů se středně dlouhými mastnými kyselinami (MCT) v dietetické léčbě gastroenterologických onemocnění . . . 222 Játra a žlučové cesty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 3.7.1 Virová hepatitida (hepatitis infectiosa, akutní hepatitida) . . . . . . 226 3.7.2 Chronická hepatitida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226 3.7.3 Jaterní cirhóza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 3.7.4 Jaterní steatóza (tuková játra) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 3.7.5 Alkoholová steatohepatitida (ASH) . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 3.7.6 Nealkoholová steatohepatitida (NASH) . . . . . . . . . . . . . . . 238 3.7.7 Hemochromatóza (siderofilie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 3.7.8 Wilsonova choroba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 3.7.9 Onemocnění žlučových cest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

Choroby přeměny látkové . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 4.1 Obezita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 4.1.1 Incidence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 4.1.2 Příčiny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 4.1.3 Relativní tělesná hmotnost a očekávaná délka života . . . . . . . . 252 4.1.4 Relativní tělesná hmotnost a průvodní choroby . . . . . . . . . . . 254 4.1.5 Obezita jako rizikový faktor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 4.2 Metabolický syndrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 4.3 Diabetes mellitus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 4.3.1 Diabetes mellitus typu 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 4.3.2 Diabetes mellitus typu 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 4.3.3 Komplikace diabetu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280 4.3.4 Terapie diabetu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 4.4 Hyperlipoproteinémie, ateroskleróza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 4.4.1 Polygenní forma hypercholesterolémie . . . . . . . . . . . . . . . 303 4.4.2 Monogenní formy hypercholesterolémie . . . . . . . . . . . . . . 304 4.4.3 Další poruchy tukového metabolismu (dyslipidémie) . . . . . . . . 304 4.4.4 Ateroskleróza a infarkt myokardu . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 4.5 Hyperurikémie a dna (arthritis urica) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 4.6 Vzácné metabolické choroby přístupné terapii dietou . . . . . . . . . . . . . 334 4.6.1 Fenylketonurie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

VIII

Obsah

4.6.2 Onemocnění javorového sirupu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 4.6.3 Vrozené poruchy metabolismu sacharidů . . . . . . . . . . . . . . 335 4.6.4 Akutní intermitentní jaterní porfyrie . . . . . . . . . . . . . . . . 336 4.6.5 Vrozené poruchy lipidového metabolismu . . . . . . . . . . . . . 336 4.6.6 Vrozené poruchy metabolismu železa a mědi . . . . . . . . . . . . 336 4.6.7 Favismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 4.6.8 Homocysteinurie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 5

Onemocnění ledvin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 5.1 Akutní difuzní glomerulonefritida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 5.2 Chronická glomerulonefritida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 5.3 Nefrotický syndrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 5.4 Těhotenská nefropatie (nephropathia gravidarum) . . . . . . . . . . . . . . 341 5.5 Diabetická nefropatie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 5.6 Glomerulopatie sdružená s obezitou, obezita a již přítomná onemocnění ledvin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 5.7 Hyperlipoproteinémie, hyperhomocysteinémie a deficit antioxidancií . . . . 342 5.8 Akutní selhání ledvin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 5.9 Chronická insuficience ledvin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 5.10 Nefrolitiáza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351

6 Hypertenze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 7

Onemocnění myokardu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 7.1 Edém . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 7.2 Insuficience myokardu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 7.3 Kardiální kachexie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 7.4 Poruchy srdečního rytmu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368

8

Onemocnění kostí a kloubů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371 8.1 Osteoporóza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371 8.2 Revmatická onemocnění kloubů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 8.3 Artrózy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383

9

Štítná žláza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387

10 Plíce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391 10.1 Chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN) . . . . . . . . . . . . . . . . 392 10.2 Bronchiální astma (asthma bronchiale) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393 10.3 Mukoviscidóza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 11 Neurologická onemocnění, poruchy chování, mozková výkonnost . . . . . . . 397 11.1 Migréna, vazomotorická bolest hlavy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 11.2 Roztroušená skleróza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 11.3 Parkinsonova choroba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 11.4 Alzheimerova choroba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403 11.5 Apoplexie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405 11.6 Vaskulární demence, multiinfarktová demence . . . . . . . . . . . . . . . . 408 11.7 Epilepsie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410 11.8 Hyperkinetický syndrom (minimální cerebrální dysfunkce – ADHD) . . . . 411 11.9 Syndrom neklidných nohou (restless legs syndrome) . . . . . . . . . . . . . 412

Obsah

11.10 11.11 11.12 11.13

IX

Chronický syndrom únavy (chronic fatigue syndrome) . . . . . . . . . . . . 412 Mozková výkonnost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 Poruchy nálady, spánku, chuti k jídlu a pocitu nasycení, deprese . . . . . . . 414 Psychogenní poruchy příjmu potravy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416 11.13.1 Mentální anorexie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416 11.13.2 Mentální bulimie (bulimia nervosa) . . . . . . . . . . . . . . . . . 417 11.13.3 Atletická anorexie (anorexia athletica) . . . . . . . . . . . . . . . 418 11.13.4 Orthorexia nervosa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 11.13.5 Pica syndrom (pikacismus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418

12 Onemocnění kůže . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 12.1 Maligní kožní tumory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 12.2 Neurodermatitida (atopická dermatitida, atopický ekzém, endogenní ekzém) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 12.3 Psoriáza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 12.4 Dermatitis herpetiformis Duhring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429 12.5 Akné (acne vulgaris) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 12.6 Kopřivka (urticaria) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 12.7 Sklerodermie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 12.8 Malnutrice (podvýživa) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 12.9 Solární dermatitida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 12.10 Chronické rány a vředy (bércový vřed, dekubitus) . . . . . . . . . . . . . . 432 13 Onemocnění oka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 13.1 Katarakta (šedý zákal) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 13.2 Degenerace makuly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434 14 Zdravé zuby a výživa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437 14.1 Zubní kaz, karies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437 14.2 Onemocnění parodontu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 14.3 Halitóza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 15 Těhotenství a gynekologická onemocnění . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 15.1 Výživa v těhotenství a v období kojení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 15.2 Funkce orgánů trávicího ústrojí a látkové přeměny . . . . . . . . . . . . . . 445 15.3 Gestózy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 15.4 Premenstruační syndrom a dysmenorea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 15.5 Gynekologické karcinomy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 16 Výživa a vznik tumorů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 16.1 Úvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 16.2 Patofyziologické, patobiochemické a experimentální poznatky . . . . . . . 453 16.2.1 Antioxidační mikroživiny, vitaminy, minerální látky . . . . . . . . 453 16.2.2 Tuky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457 16.2.3 Proteiny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461 16.2.4 Sacharóza a laktóza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 16.2.5 Balastní látky a rezistentní škrob . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463 16.2.6 Alkohol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 16.2.7 Obezita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465 16.2.8 Karcinogeny vznikající při výrobě, skladování, konzervaci a přípravě potravin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

X

Obsah

16.3

16.4

Tumory orgánů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468 16.3.1 Jícen, orofarynx a larynx . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468 16.3.2 Karcinom žaludku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470 16.3.3 Karcinom tlustého střeva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472 16.3.4 Karcinom rekta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474 16.3.5 Karcinom pankreatu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474 16.3.6 Karcinom jater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475 16.3.7 Karcinom prsu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475 16.3.8 Karcinom endometria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 16.3.9 Karcinom ovaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 16.3.10 Karcinom děložního čípku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 16.3.11 Karcinom prostaty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 16.3.12 Karcinom močového měchýře . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477 16.3.13 Bronchiální karcinom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478 Všeobecná doporučení pro výživu k snížení rizika rakoviny . . . . . . . . . 478

17 Výživa nemocných s tumory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481 17.1 Úvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481 17.2 Kachexie při tumorech . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481 17.3 Terapie výživou . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482 18 Umělá výživa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487 18.1 Úvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487 18.2 Zjištění stavu výživy (status výživy) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488 18.2.1 Antropometrická měření . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488 18.2.2 Analýza bioelektrické impedance (BIA) . . . . . . . . . . . . . . 488 18.2.3 Metody pro posouzení pokrytí biologické potřeby bílkovin . . . . 489 18.2.4 Indikátory pro posouzení stavu výživy . . . . . . . . . . . . . . . 489 18.3 Umělá enterální výživa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490 18.3.1 Speciální techniky a indikace zvláštní výživy . . . . . . . . . . . . 491 18.3.2 Plně vyvážené diety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492 18.3.3 Plně vyvážené diety, upravené pro určité obtíže a choroby . . . . . 492 18.3.4 Nízkomolekulární umělé diety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494 18.3.5 Komplikace umělé enterální výživy . . . . . . . . . . . . . . . . . 495 18.3.6 Enterální versus parenterální umělá výživa . . . . . . . . . . . . . 496 18.4 Parenterální výživa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 18.4.1 Energetická potřeba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 18.4.2 Sacharidy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 18.4.3 Tuky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499 18.4.4 Aminokyseliny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500 18.4.5 Provedení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501 18.4.6 Karenční stavy při parenterální výživě . . . . . . . . . . . . . . . 501 18.4.7 Komplikace parenterální výživy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501 18.4.8 Parenterální výživa a funkce střeva . . . . . . . . . . . . . . . . . 502 18.4.9 Metabolismus po stresu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503 19 Výživa v perioperačním období a transplantace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505 19.1 Výživa v perioperačním období . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505 19.2 Výživa a transplantace orgánů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507 20 Vegetariánské formy stravy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511

Obsah

XI

20.1 Úvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511 20.2 Zásobení živinami . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511 20.2.1 Železo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511 20.2.2 Vitamin B12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512 20.2.3 Bílkoviny, vápník, zinek, vitamin D, ω-3 mastné kyseliny s dlouhým řetězcem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512 20.3 Vegetariánská výživa v dětství . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513 20.4 Alergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514 20.5 Doporučení o výživě . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514 20.6 Vegetariánské formy výživy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514 20.6.1 Plnohodnotná výživa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514 20.6.2 Výživa potravinami v přírodním stavu . . . . . . . . . . . . . . . 515 20.6.3 Syrová rostlinná strava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516 20.7 Hodnocení vegetariánské výživy z lékařského hlediska . . . . . . . . . . . 517 20.7.1 Ovlivnění metabolismu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518 20.7.2 Ovlivnění trávicího ústrojí . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519 21 Alternativní formy stravy a „marginální diety“ (outsider-diets) . . . . . . . . . . 521 21.1 Úvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521 21.2 Makrobiotika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524 21.3 Schnitzerova strava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526 21.4 Hayova oddělovaná strava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526 21.5 Na bílkoviny chudá strava podle Wendta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527 21.6 Strava chudá na sacharidy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527 21.7 Diety pro terapii maligních tumorů („protirakovinové diety“, „tumorové diety“) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528 21.7.1 Nezdůvodněná doporučení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529 21.7.2 Vědecké posouzení některých aspektů „protirakovinných diet“ . . 530 21.8 Léčebné hladovky a energetické chudé diety . . . . . . . . . . . . . . . . . 533 21.9 Další marginální diety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534 22 Škodliviny v potravinách . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537 22.1 Úvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537 22.2 Přísady, zbytky a znečištěniny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537 22.3 Látky biologického původu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 539 22.4 Mykotoxiny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 540 22.5 Pesticidy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542 22.6 Polychlorované bifenyly (PCB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543 22.7 Dioxiny a furany . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543 22.8 Kumarol a skořice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544 22.9 Těžké kovy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544 22.10 Nitráty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545 22.11 Látky s estrogenní aktivitou . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546 22.12 Syntetické náhražky pižma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547 22.13 Akrylamid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547 22.14 Radioaktivní látky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547 22.15 Ozáření potravin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548 22.16 Mnohočetná senzitivita na chemické látky (multiple chemical sensivity syndrome) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548

XII

Obsah

23 Potraviny připravené genovou technologií . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551 23.1 Význam genové technologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551 23.2 Příklady organismů pozměněných genovou technologií . . . . . . . . . . . 551 23.3 Rizika použití potravin pozměněných genovou technologií . . . . . . . . . 552 Tabulka koeficientů pro převod hodnot látek do jednotek používaných v ČR . . . . 554 Rejstřík . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555

Předmluva k 11. vydání

XIII

Předmluva k 11. vydání Pro zvyšující se zájem o otázky nutriční medicíny a pro příval nových a pro praxi důležitých poznatků bylo již za tři roky po vyjití 10. vydání nutné koncipovat vydání nové. Ve všech věkových skupinách trvale přibývá onemocnění závislých na výživě, především obezity a z ní vyplývajících následných nemocí. Objasňování problémů výživy a poradenská činnost proto vyžadují stále větší počet erudovaných odborných nutricionistů, informovaných o aktuálním stavu vědění. Totéž platí pro lékaře, protože erudice v nutriční medicíně během studia medicíny je nedostačující. Fundované znalosti nutricionistiky stále nabývají na důležitosti, zejména pro lékaře v oblasti všeobecné medicíny a vnitřního lékařství; což dokumentuje např. skutečnost, že – podle údajů Spolkové lékařské komory – Německá akademie pro nutriční medicínu v tomto oboru lékařství vyškolila od svého založení již 3500 lékařů. Rozdělení kapitol bylo ponecháno i v tomto vydání stejné jako v desátém vydání. Kapitoly

3 a 4 (gastroenterologie a onemocnění látkové přeměny) poprvé přepracoval výhradně dr. Walter Burkhardt, primář interní kliniky ve Würzburgu a vedoucí lékař odborné dietetické školy ve Würzburgu. Rozsah některých kapitol se na základě nových poznatků a výsledků klinických studií musel podstatně rozšířit. To platí především pro relace mezi ω-3 a ω-6 mastnými kyselinami, pro význam střevní mikroflóry a pro možnosti regulace této mikroflóry probiotiky a prebiotiky a pro podávání vitaminů ve vysokých dávkách, převyšujících doporučené a potřebné denní dávky. Aby se rozsah knihy dal přesto udržet v daných mezích, bylo ve prospěch zařazení aktuálních poznatků třeba vypustit dosavadní druhý díl „Praxe nutriční terapie a prevence“. Za spolupráci děkujeme nakladatelství Urban & Fischer, zejména paní Dr. med. Anne-Kristin Schulze a panu Gattnarzikovi. Prof. Dr. med. Heinrich Kasper

Poznámka redakce Části textu označené po straně šedou svislou čarou (obdobně jako tyto odstavce) byly nově vloženy nebo upraveny oproti originálu knihy zdravotnickou redakcí nakladatelství Grada Publishing. Jedná se zejména o následující případy: a) Originální text zahraniční publikace, jejíž překlad máte v rukou, odkazuje v některých bodech na webové stránky zahraničního nakladatele, kde je další pokračování textu. Protože se tak publikace stává závislou na dosažitelnosti internetu, nejdůležitější části těchto odkazů jsme přeložili a začlenili přímo do textu překladu. b) V originálním textu jsou pod čarou uváděny kontakty na některé organizace, spolky a společnosti, které např. pomáhají nemocným s určitou chorobou. Pro domácího čtenáře

tento odkaz ztrácí význam, proto jsme se ho pokusili nahradit domácím ekvivalentem, pokud se nám ho podařilo běžným způsobem dohledat. c) Hodnoty některých látek jsou v originále publikace uvedeny v jednotkách, které se u nás již nepoužívají. Pokud autor sám v původním textu neuvádí hodnoty v jednotkách u nás platných, vyznačili jsme je kurzívou a pro jejich převod uvádíme tabulku koeficientů na straně 554. d) Tabulku na straně 299 jsme modifikovali podle údajů České diabetologické společnost. e) Literaturu originální publikace, která je značně rozsáhlá, a zvyšovala by tak objem publikace, naleznete na www.grada.cz u této publikace.

KAPITOLA

1

Energetická potřeba, živiny, složky potravy, trávení, resorpce a metabolismus

Od poloviny třicátých let minulého století publikují národní i mezinárodní grémia různá doporučení, týkající se přívodu živin a energie. Cílem těchto doporučení primárně bylo předejít u zdravého člověka nedostatku energie a esenciálních živin, a tak zaručit optimální psychickou a fyzickou výkonnost. Při zvyšujících se znalostech o významu určitých živin a složek potravy (např. balastních látek, sekundárních rostlinných látek aj.) pro profylaxi chorob (např. o významu polynenasycených mastných kyselin pro ochranu před degenerativními cévními chorobami anebo o významu antioxidantů pro ochranu před oxidačním stresem) se později přidružila i hlediska preventivního lékařství. V návaznosti na Recommended Dietary Allowances (RDA), poprvé publikovaných v USA roku 1941, vznikla – poprvé v roce 1956 – Doporučení o přívodu energie a potravy (Empfehlungen für die Energie- und Nährstoffzufuhr) Německé společnosti pro výživu (Deutsche Gesellschaft für Ernährung – DGE). Množství nových poznatků, získaných v minulých desetiletích si opakovaně vyžádalo nová vydání s úpravami jednotlivých doporučení podle nejnovějšího stavu vědění. Tato doporučení byla roku 2000 nahrazena vydáním Referenčních hodnot pro přívod potravy (Referenzwerte für Nahrungszufuhr). Tato publikace obsahuje doporučené hodnoty, a byla vydána společně Společnostmi pro výživu v Německu (DGE), Rakousku (ÖGE) a Švýcarsku (SGE/SVE). Jako zkrácené označení, odpovídající mezinárodně běžným označením těchto zemí, se nabízí pro Německo (D), pro Rakousko (A) a pro Švýcarsko (CH), tedy D-A-CH-referenční hodnoty (D-A-CH-Referenzwerte). S výjimkou doporučených hodnot pro přísun energie jde u referenčních hodnot o taková množství, o nichž se předpokládá, že před poruchami zdraví, podmíněnými výživou, ochrání

téměř všechny osoby dané populace, a že u této skupiny zajistí plnou výkonnost. Nadto mají tato množství vytvořit určitou rezervu, která je při náhlém zvýšení požadavků okamžitě k dispozici bez újmy na zdraví. Zkušenosti ukazují, že dané referenční hodnoty pro zdravé osoby těmto požadavkům ve střední Evropě odpovídají. Referenční hodnoty se nevztahují na přívod potravy u osob nemocných a u rekonvalescentů. S výjimkou jodu také nedostačují znovu naplnit vyprázdněná depa u osob podvyživených.

1.1 Přívod energie, energetická potřeba Zdroji energie jsou sacharidy, lipidy, bílkoviny a alkohol. Měrnou jednotkou energie je joule anebo dříve používaná kalorie. Jedna kilokalorie (kcal) odpovídá 4,184 kilojoulům (kJ). Obě měrné jednotky se dají vzájemně převádět takto: • 1 kJ = 0,239 kcal • 1000 kJ = 239 kcal • 1 MJ (megajoule) = 239 kcal • 1 kcal = 4,184 kJ • 1000 kcal = 4184 kJ • 1000 kcal = 4,184 MJ Vezmeme-li v úvahu nepatrné ztráty energie stolicí a ztráty ve formě močoviny a jiných dusíkatých konečných zplodin metabolismu bílkovin močí, pak pro jednotlivé zdroje energie, které má organismus k dispozici, platí přibližně tyto energetické hodnoty (tato množství spalného tepla): • 17 kJ nebo 4 kcal/g sacharidů • 38 kJ nebo 9 kcal/g tuků • 17 kJ nebo 4 kcal/g bílkovin • 30 kJ nebo 7 kcal/g alkoholu

1

2

1


Nejednotné jsou názory na otázku, zda alkohol je možné považovat za rovnocenný se sacharidy, pokud jde o jeho účinek na šetření bílkovin a dodávku energie svalovému metabolismu při udržování tělesné teploty. WHO vydala toto souhrnné posouzení dané otázky: Podařilo se dokázat, že při mírném přívodu alkoholu se převážná část energie využije pro svalovou činnost a pro udržení tělesné teploty. Při částečném nahrazení sacharidů nebo tuků v dietě izoenergetickým množstvím alkoholu bylo zjištěno, že alkohol také udržuje tělesnou hmotnost.

Organismus může alkohol v omezené míře spálit. Jestliže se zdravému, normálně vyživenému dospělému člověku podá během 24 hodin méně než 2 g alkoholu na 1 kg tělesné hmotnosti, zoxiduje se asi 100 mg/kg/h. Muž s hmotností 65 kg resp. žena s hmotností 55 kg tak může denně pokrýt zhruba 2,9 MJ (700 kcal) resp. 2,2 MJ (525 kcal) alkoholem. Podle Prioly a Liebera [197] dekomponuje zhruba 25 % požitého alkoholu mikrozomální etanoloxidázový systém. Jak ukázaly pokusy na zvířatech, vyžaduje tento metabolický postup přívod dodatečné energie. Výzkumné práce u lidí tyto nálezy potvrdily. Nahrazení 50 % celkového množství energie v potravě alkoholem způsobilo ztrátu hmotnosti. Jestliže pokusné osoby s konstantní hmotností dostávaly navíc izoenergetické množství buď alkoholu, anebo čokolády, pak skupina, která dostávala čokoládu navíc, na hmotnosti přibyla, skupina s alkoholem navíc nikoli (viz kap. 1.9).

Energetická potřeba vyplývá ze součtu bazálního anebo klidového energetického výdeje (basal metabolic rate – BMR), na který připadá asi 50–70 % spotřeby energie, výdeje vynaloženého na pracovní výkon, podílu připadajícího na termogenezi (asi 8–10 % celkové spotřeby při smíšené stravě), energie pro adaptaci na určité životní podmínky, např. na emocionální stres, a výdeje na růst, těhotenství a kojení. Protože energetické nároky u různých osob při téže činnosti závisí na tělesné hmotnosti, pohlaví a věku, vznikla mezinárodní standardizace se vztažením energetické přeměny k bazálnímu metabolismu. Ta již bere v úvahu vliv tělesné hmotnosti, pohlaví a věku na konečnou výši energetické potřeby. Jako měřítko střední denní potřeby energie zavedla WHO „physical

activity level“ (PAL). Je to podíl 24hodinové energetické spotřeby (Energie-Umsatz, EU) klidového energetického metabolismu (bazálního metabolismu – Grund-Umsaz, GU): tedy PAL = EU/GU. Výšku PAL podstatně ovlivňuje tělesná aktivita. PAL však není jen měřítko pro fyzickou aktivitu v zaměstnání a v osobním volnu, ale zahrnuje celkovou denní potřebu energie (EU), včetně doby v klidu a spánku. Celodenní energetická potřeba se tak odpovídajícím způsobem definuje jako EU = PAL · GU. Tento způsob výpočtu byl umožněn teprve tehdy, kdy byla k dispozici metoda pracující s molekulami vody s dvojím stabilním označením (DLW-metoda) pro měření energetického výdeje u sledovaných osob za přirozených pracovních a životních podmínek. Referenční hodnoty D-A-CH pro přívod energie vycházejí z této nové možnosti výpočtů (tab. 1.1). Příklad výpočtu denní energetické potřeby: Žena v domácnosti pracuje 8 hodin s průměrným vynaložením energie 2,4 · BMR, 8 hodin vykonává další činnosti s průměrným vynaložením energie ve výši 1,6 · BMR a spí 8 hodin při 0,95 · BMR; z toho plyne střední denní energetická potřeba (2,4 · 8 + 1,6 · 8 + 0,95 · 8) : 24 = 1,65 · MBR. Jako bazální metabolismus (GU, BMR), klidový energetický výdej, označujeme energetický výdej klidně ležícího člověka za 12 hodin po posledním jídle při konstantní teplotě místnosti 20 °C. Toto množství energie je nutné pro činnost srdce, dýchací pohyby, činnost mozku atd. Výše GU závisí na pohlaví a věku. Průměrně dosahuje např. u osmnáctiletých mužů 7500 kJ (1800 kcal), u stejně starých žen 6700 kJ (1600 kcal), u pětasedmdesátiletých mužů 5900kJ (1400 kcal) a u stejně starých žen 5400 kJ (1300 kcal). Méně náročné jsou předpoklady pro stanovení energetického výdeje v klidu nalačno (Ruhe-Nüchtern-Umsatz – RNU). Ten bývá asi o 6–10 % nad GU. Stanovuje se přibližně 12 h po posledním jídle při pokojové teplotě a u pohodlně sedící osoby. U dospělého při mírné tělesné práci připadá asi 50–60 % celkové energetické potřeby na GU resp. RNU.

3

Přívod energie, energetická potřeba

Tab. 1.1 Příklady průměrné denní potřeby energie dospělých osob s různou aktivitou v zaměstnání a v osobním volnu [205]

tělesně namáhavá zaměstnání2

2,0–2,4

1 2

aktivita v zaměstnání a ve volném čase život převážně sedavý nebo vleže práce převážně vsedě, málo anebo žádná namáhavá aktivita ve volném čase práce vsedě, občas i zvýšené energetické nároky při práci vestoje nebo v chůzi práce převážně v chůzi nebo vestoje

PAL1,2 1,2 1,4–1,5

příklady staří, slabí lidé úředníci, jemní mechanici

1,6–1,7

laboranti, řidiči, studenti, pracující u běžícího pásu

1,8–1,9

ženy v domácnosti, prodavači, číšníci, mechanici, řemeslníci zedníci, zemědělci, lesní dělníci, horníci, výkonní sportovci

1

PAL (physical activity level) – průměrná denní potřeba energie při tělesné aktivitě jako násobek hodnoty bazálního metabolismu Pro sportovní aktivity nebo namáhavé aktivity ve volném čase (30–60 minut, 4krát až 5krát týdně) se dá denně přičíst 0,3 jednotek PAL

Vyšetřování energetické bilance je u člověka obtížné. Zatímco u pokusných zvířat se v každém okamžiku najde přímá korelace mezi přívodem a výdejem energie, nedá se taková korelace prokázat u člověka. Jak ukazuje obr. 1.1, u 12 sledovaných zdravých osob nebyla nalezena korelace denního přívodu energie a denního výdeje energie (na rozdíl od situace u pokusných zvířat). Korelaci těchto dvou veličin se nepodařilo najít ani při dvoutýdenním sledování. Naměřená energetická nerovnováha dosáhla během doby sledování až 3,4 MJ (800 kcal) denně. Na základě jiných nálezů je třeba předpokládat, že u většiny lidí je vyrovnané bilance mezi příjmem a výdejem energie dosaženo vždy v 7–10tidenních periodách.

příjem energie (MJ/den) 24 22 20 18 16 14 12 10

Zvýšení výkonu je velmi variabilní a u mu že o hmotnosti 70 kg dosahuje průměrně asi 420 kJ/h (100 kcal/h) vsedě, 840 kJ/h (200 kcal/h) při procházkové chůzi a 4600 kJ/h (1100 kcal/h) při stoupání do schodů. Zvýšeny jsou hodnoty GU resp. RNU zejména při hyperfunkci štítné žlázy. Podle izodynamického zákona, který publikoval roku 1902 Rubner, se živiny mohou vzájemně svým energetickým obsahem zastupovat. („Na zdroji energie – ať jsou to bílkoviny, tuky nebo sacharidy – nezáleží, záleží jenom na uspokojení energetické potřeby.“ M. Rubner, 1902).

Izodynamický zákon doznal na základě novějších poznatků určitá omezení. Již po mnoho let je známo, že nestravitelné sacharidy ze skupiny balastních látek se působením flóry v bachoru přežvýkavců mohou destruovat na resorbovatelné nízkomolekulární látky, zejména na mastné

10 12 14 16 18 spotřeba energie (MJ/den)

20

22

Obr. 1.1 Vztah mezi příjmem a výdejem energie u zdravých osob (podle Edholma et al. [59])

kyseliny s krátkým řetězcem. Tím se energie této skupiny látek využije vysokou měrou. Novější nálezy ukázaly, že také střevní flóra člověka v nezanedbatelné míře destruuje balastní látky na mastné kyseliny s krátkým řetězcem, především na kyselinu máselnou, octovou a propionovou, a že se tyto produkty sliznicí tlustého střeva resorbují a jsou tak k dispozici jako zdroje energie. Má se zato, že při stravě běžné v západoevropských zemích dává syntéza mastných kyselin z balastních látek působením bakterií v tlustém střevě k dispozici 155 kJ denně (37 kcal) [215]. Tato energie se vypočítává podle údajů „fermentační rovnice“ (viz tab. 1.2). Tato rovnice vychází z molárních

4

*


Tab. 1.2 Fermentační rovnice (Scheppach a Kasper [215]) 34,5 mmol hexózy*→

1

48 mmol 11 mmol 5 mmol 23,75 mmol 34,25 mmol 10,50 mmol

mastné kyseliny s krátkým řetězcem

produkty enzymatické destrukce

kyselina octová** kyselina propionová** kyselina n-máselná** metan sacharidy voda

* 180 mg balastních látek (zde zjednodušeně hexóz) = 1 mmol ** Energetická hodnota mastných kyselin s krátkým řetězcem: k. octová: 3,40 kcal/g = 0,370 kcal/mmol, k. propionová: 4,96 kcal/g = 0,370 kcal/mmol, k. n-máselná: 5,95 kcal/g = 0,519 kcal/mmol

vztahů mastných kyselin s krátkým řetězcem, vyloučených stolicí. Podle ní se dá odhadnout přívod energie z balastních látek. Základem je předpoklad, že 70 % perorálně přijatých balastních látek se v tlustém střevě enzymaticky degraduje. Na ztrátu mastných kyselin s krátkým řetězcem stolicí se nebere zřetel. Po přívodu 20 g balastních látek denně (= strava chudá na balastní látky) se tak dosáhne energetického přívodu 155 kJ/den (37 kcal/den) anebo zhruba 1,5–2 % denního přívodu energie. To je zanedbatelné množství. Vycházíme-li však z přívodu balastních látek ve výši 150 g/den (např. v Africe), pak energetický přívod dosahuje 1167 kJ/den (278 kcal/ den) anebo 15 % celkového denního přívodu; v zemích třetího světa je tedy přívod energie formou balastních látek značný.

1.2 Sacharidy V průmyslově vyspělých západních zemích se asi 50 % celkové energie přivádí ve formě sacharidů, z toho průměrně asi 20 % ve formě cukru. V dřívějších obdobích vývoje lidstva se sacharidy přijímaly potravou výhradně ve formě škrobu. Podíl sacharidů na celkovém přívodu energie byl maximálně 70–75 % (viz obr. 2.3).

Molekuly glukózy mohou být ve škrobu uspořádány buď v jednoduchých anebo v rozvětvených řetězcích. Lineární makromolekuly s dlouhým řetězcem se označují jako amylózy, rozvětvené

jako amylopektiny. Škroby z různých rostlin se liší poměrem amylóz a amylopektinů. Další rozdíly jsou hutnost makromolekul ve škrobových zrnech a přítomnost přirozených fosfátových skupin. Zahřáty s vodou vytvářejí škroby poměrně tuhou pastu, škrobový maz. Škrob neproměněný na škrobový maz je téměř nestravitelný (viz kap. 1.11). Sacharidy se mohou resorbovat jen ve formě monosacharidů. Proto se potravou přijaté polysacharidy, oligosacharidy a disacharidy musí rozštěpit na tyto nejmenší stavební jednotky sacharidů.

Trávení sacharidů probíhá působením α‑amylázy (dřívější označení ptyalin a diastáza), převážně secernované pankreatem a v malém množství slinnými žlázami, a pak v tenkém střevě působením disacharidáz, lokalizovaných v oblasti klků. Enzym amyláza štěpí řetězce glukózových molekul – podobně jako endopeptidázy – v nitru řetězců, takže vznikají větší štěpné produkty, oligosacharidy. Hydrolyzuje však pouze 1,4-glykozidické vazby, zatímco 1,6-glykozidické vazby v místě větvení řetězců se nerozštěpí. Vznikající polysacharidy se α-amylázou dále hydrolyzují až na maltózu, sestávající ze dvou molekul glukózy (1,4-α-glykozidická vazba) a izomaltózu (1,6-glykozidická vazba). Maltóza se štěpí hydrolýzou stejně jako ostatní disacharidy – např. sacharóza (ze třtinového a řepného cukru) a laktóza (mléčný cukr) – v tenkém střevě působením disacharidáz. Buňky sliznice tenkého střeva mohou resorbovat teprve monosacharidy, které vnikají působením disacharidáz.

Sacharidy

Po průchodu potravy duodenem a jejunem je resorpce cukrů ukončena. Při experimentech s pokusnými jídly sestávajícími z glukózy, tuků a bílkovin se ukázalo, že již po pasáži 100 centimetry jejuna se resorbovala veškerá glukóza. Po přestupu do krve se glukóza začlení do intermediálního metabolismu. Obr. 1.2 znázorňuje centrální postavení, jaké má v metabolismu degradace glukózy, zejména anaerobní degradace až na kyselinu pyrohroznovou, tj. tzv. glykolýza. Zjednodušené schéma ukazuje, že se glukóza může přeměnit na tuk a glykogen a že se v této formě může uložit jako energetická rezerva. Mimoto se pro využití k produkci energie glukóza může

glykogen

GI-1-P

glykolýzou a následným cyklem kyseliny citronové dekomponovat až na oxid uhličitý a vodu. Syntéza mastných kyselin de novo (lipacidogeneze) z glukózy (s mezistupni acetyl-CoA a malonyl-CoA) probíhá u člověka podstatně pomaleji než u jiných savců. Po požití smíšené stravy v množství přesahujícím energetickou potřebu se tuky z potravy uloží do dep, zatímco energetickou potřebu pokryjí sacharidy. Protože enzymy potřebné k syntéze mastných kyselin jsou v tukové tkáni obsaženy jen ve velmi nepatrném množství, přemění se za uvedených okolností na mastné kyseliny pouze 1–2 % sacharidů denně přijatých potravou.

glukóza

syntéza nukleových kyselin

GI-6-P

ribózo-5-P pentózofosfátový cyklus

UDP-glukóza

galaktóza

5

Fr-6-P

kyselina UDP-glukuronová

D-xylóza

xylitol

Fr-1,6-P detoxikační reakce v játrech a ledvinách

triózofosfáty

glycerol-1-fosfát

fruktóza

metabolismus bílkovin

kyselina pyrohroznová

sorbitol

kyselina mléčná

syntéza mastných kyselin a triglyceridů, β-oxidace mastných kyselin

acetyl-CoA syntéza cholesterolu kyselina oxaloctová

cyklus kyselina jablečná kyseliny citronové

kyselina citronová

CO2+H2O

Obr. 1.2 Zjednodušené znázornění glykolýzy a jejích vztahů k dalším metabolickým pochodům. Zarámovány jsou látky a metabolické děje důležité z hlediska fyziologie výživy

1

6

1


Teprve potom, kdy celkový denní přívod sacharidů přestoupil energetickou potřebu, se zvyšuje lipacidogeneze a tím i syntéza triglyceridů, takže energie, přijatá ve formě sacharidů, se deponuje jako tuk. Zatímco za normálního stavu výživy probíhá lipogeneze de novo převážně v játrech, může se při nadměrném přívodu monosacharidů a disacharidů zvýšit syntéza tuků de novo i v tukové tkáni [302], jak se při biopsii tukové tkáně ukázalo. Výchozím substrátem pro novotvorbu mastných kyselin je acetyl-CoA, vznikající dekarboxylací kyseliny pyrohroznové při glykolýze (viz obr. 1.2). O rozdílném působení cukru, rozpuštěného v nápoji anebo tvořícího složku pevné potravy, i o rozdílných metabolických účincích glukózy a fruktózy pojednává podrobně kap. 2.1.2. Z hlediska energetické bilance je přeměna sacharidů na tuk při hyperkalorické výživě velice nepříznivý jev, protože se při ní ztratí asi 23 % primárně dodané energie [245]. Glukóza je výchozí látkou pro syntézu řady důležitých sloučenin, např. ribózy z pentózofosfátového cyklu pro syntézu nukleových kyselin, glycerolfosfátu pro syntézu triglyceridů a kyseliny glukuronové pro řadu detoxikačních mechanismů v játrech. Dále z glukózy vzniká acetyl-CoA, látka, ze které se mohou vytvářet další sloučeniny, např. cholesterol, který je výchozí substancí pro syntézu hormonů kůry nadledvin, pohlavních hormonů, žlučových kyselin aj. Glykolýza je reverzibilní, tzn. že až ke vzniku kyseliny pyrohroznové a mléčné mohou další reakce probíhat oběma směry (často však jinými cestami). Tato možnost (glykoneogeneze) dovoluje i při výživě bez sacharidů udržet v séru dostatečnou koncentraci glukózy nutnou proto, že mozkové buňky a erytrocyty na rozdíl ode všech ostatních buněk v organismu musí svou energetickou potřebu krýt převážně glukózou. Po podání hormonu kůry nadledvin kortizonu se zvyšuje aktivita některých enzymů důležitých pro glykoneogenezi; proto se u nemocných léčených kortizonem zvyšuje koncentrace cukru v krvi.

Výchozími látkami pro glykoneogenezi jsou metabolity sacharidů z průběhu glykolýzy

(kyselina mléčná, kyselina pyrohroznová a glycerol) a tzv. glukoplastické aminokyseliny (alanin, serin, glycin, treonin, cystein, kyselina asparagová, kyselina glutamová, arginin, histidin, prolin a valin). Novotvorba glukózy z mastných kyselin není možná, glukóza však může vznikat z glycerolu uvolněného při lipolýze. Nejdůležitější z hormonů ovlivňujících metabolismus glukózy je inzulin, snižující koncentraci krevního cukru (viz kap. 4.3). Ovlivňuje aktivitu transportního systému pro glukózu v buněčné membráně a transportuje glukózu do nitra buněk. Nezávislý na inzulinu je pouze transport glukózy membránami nervových buněk. Dále inzulin aktivuje enzymy glykolýzy a syntézy glykogenu (glukokinázu a glykogensyntetázu), a také tím snižuje koncentraci krevního cukru. Koncentraci cukru v krvi zvyšují: • glukagon vznikající v A-buňkách Langerhansových ostrůvků pankreatu, převážně zvýšením glykogenolýzy, a kortizol vznikající v kůře nadledvin, • hormon dřeně nadledvin adrenalin, • hormon štítné žlázy tyroxin, • somatotropní a adrenokortikotropní hormon předního laloku hypofýzy (STH a ACTH). Další sacharidy obsažené v potravinách jsou monosacharid fruktóza a cukerné alkoholy manitol, sorbitol a xylitol. Fruktóza Některé plody, např. jablka a hrušky, mají zřetelně vyšší obsah fruktózy než glukózy (viz tab. 4.9). Fruktóza se fosforyluje převážně v játrech působením různých enzymů a vzniklý fruktózo-1-fosfát se štěpí na tříuhlíkové metabolity (triózy), které pak vstupují do pochodů glykolýzy. Dekompozice fruktózy je nezávislá na inzulinu. Resorpce i metabolismus vykazují určité zvláštnosti, které mají praktický klinický význam. Množství specifického transportního proteinu GLUT-5 ve sliznici tenkého střeva může být snížena, takže při zvýšeném přívodu fruktózy mohou nastat střevní obtíže (viz kap. 3.4.9). Při hereditární nesnášenlivosti fruktózy se po perorálním anebo parenterálním přívodu fruktózy vyvíjí řada těžkých poruch (viz kap. 4.6.3) jako následek nedostatku enzymu aldolázy B.

Sacharidy

Vysoký přívod fruktózy, např. ve formě nápojů slazených kukuřičným „H-Fructose Corn Syrup“ (který obsahuje kromě glukózy až 55 % fruktózy) anebo sacharózou, oproti dřívějším názorům s velkou pravděpodobností zvyšuje riziko vzniku nadváhy a otylosti (viz kap. 2.1.2). Cukerný alkohol sorbitol se působením enzymu sorbitoldehydrogenázy přeměňuje na fruktózu, a dále se také jako fruktóza metabolizuje. Další sacharid, který se dekomponuje nezávisle na inzulinu, je pětimocný alkohol xylitol, který po přeměně na D-xylulózu a xylulózo-5-fosfát vstupuje do pentózofosfátového cyklu (viz obr. 1.2). Metabolické produkty tří uvedených sacharidů – fruktózy, sorbitolu a xylitolu, v rámci dietetické léčby diabetu označovaných též jako náhradní látky za cukr (viz kap. 4.3) – vstupují všechny do procesů glykolýzy. Tyto látky se proto mohou přeměnit na glukózo-6-fosfát, glukózu a glykogen, resp. další destrukcí na kyselinu pyrohroznovou a mléčnou. Z hlediska fyziologie výživy je třeba hodnotit negativně přívod čištěných (rafinovaných) sacharidů, které jsou prakticky zbaveny balastních látek a esenciálních živin a které v malém objemu přivádějí mnoho energie (vysoká energetická denzita). Proto by měl být přívod rafinovaných sacharidů co nejnižší.

To však nedokazuje, že s výjimkou kazivosti zubů (viz kap. 14) působí cukr na zdraví negativně. Americký zdravotní úřad (Food and Drug Administration) na základě rozsáhlých literárních rešerší udělil cukru GRAS-status (generally recognized as safe) [98]. O významu přívodu cukru na osídlení trávicího ústrojí houbou Candida albicans (viz kap. 3.5.2) při metabolických onemocněních (viz kap. 4.6) a při Crohnově nemoci (viz kap. 3.4.3) bude pojednáno později. Sacharóze (řepnému cukru) se přisuzuje řada negativních účinků. Exaktní podklady pro tato tvrzení však chybí. Myslitelné poškození by se mohlo vyvinout, pokud by jako následek velice vysoké konzumace cukru – např. u dětí – nebyl dostatečně pokryt přívod esenciálních živin.

7

Pro objasnění této otázky byly publikovány výsledky řady studií [99, 163, 183, 166, 169]. Jak se dalo očekávat, docházejí k závěru, že negativní ovlivnění přívodu esenciálních živin může nastat jenom tehdy, jestliže přívod přidávaného cukru je příliš vysoký. Tak např. v jedné anglické studii nebylo dosaženo minimálního doporučeného přívodu železa a zinku, jestliže se více než 25 % energie dodávalo ve formě cukru. Přívod většiny mikroživin (mikronutrientů) – např. vitaminu B1, B2, C, kyseliny listové, niacinu a vápníku – byl i při velmi vysokém přívodu cukru zřetelně vyšší, než uváděla příslušná referenční hodnota [99]. Vyhodnocení dat Národní výživové studie u osob starších než 4 roky nalezlo v Německu negativní vliv přívodu sacharózy na sledované esenciální živiny s výjimkou vitaminů C a E, vápníku a balastních látek. Ve skupině s vysokým příjmem sacharózy byl počet těch, kteří dosahovali hodnot doporučeného přívodu živin, obzvlášť malý. Platí to zejména pro děti od 4 do 6 let. Autoři proto stejně jako dosud doporučují umírněnou konzumaci cukru [166]. Zatímco se u dětí nenašla přímá závislost mezi konzumací cukru a tuku [99], bylo u dospělých – a to jak v Anglii, tak i v Japonsku – zjištěno zvýšení konzumace tuku při zvýšeném přívodu cukru. Tento nález se vysvětluje působením cukru jako vehikula, protože značný podíl sacharózy se konzumuje ve formě sladkých produktů jako např. čokolády, pralinek a pečiva s vysokým obsahem tuků, převážně s vysokým podílem nasycených mastných kyselin [72]. Zatímco experti WHO/FAO doporučují nekonzumovat více než 10 % celkového energetického přívodu ve formě cukru, obsahují referenční hodnoty D-A-CH pouze doporučení konzumovat umírněně „volné cukry“, tj. přísady monosacharidů a disacharidů, k potravinám. Včelí med Med, který vytvářejí včely v medovém váčku z nektaru a dalších zdrojů cukru – např. ze sladkého sekretu mšic – obsahuje asi 38 % fruktózy a 31 % glukózy. Podíl bílkovin, enzymů, polyfenolů, minerálních látek atd. je nepatrný. Medu se přisuzuje řada příznivých preventivních i léčebných účinků. Exaktní důkazy sice chybí, na pozitivní účinky však existuje několik odkazů. Med má antioxidační

1

8

1


účinky, jejichž intenzita je závislá na zdroji nektaru [285]; in vitro i v pokusech na zvířatech med také významně zvýšil růst probiotických laktobacilů [313]. Antialergický účinek, o němž se často diskutuje, se v klinických studiích prokázat nepodařilo [199].

řetězcem, s 6–10 (i 12) atomy uhlíku, a s dlouhým řetězcem, s více než 12 atomy uhlíku. Dále se mohou mastné kyseliny dělit podle počtu dvojných vazeb na nasycené, tj. bez dvojné vazby, na nenasycené s jednou dvojnou vazbou, tj. mononenasycené (monoenové), a na nenasycené s více dvojnými vazbami, tj. polynenasycené (polyenové). K nenasyceným mastným kyselinám patří i konjugované mastné kyseliny. Dalším rozlišovacím znakem nenasycených mastných kyselin je lokalizace první dvojné vazby (počítáno od zakončení molekuly metylovou skupinou) a celkový počet dvojných vazeb (obr. 1.3).

1.3 Tuky Tuky (triglyceridy) svými 38 kJ/g (9 kcal/g) představují nejdůležitější energetickou rezervu v lidském organismu. Nadto mají důležité funkce jako složky buněčných membrán a jako výchozí látky při syntéze eikosanoidů a jiných biologicky účinných sloučenin. Triglyceridy patří do skupiny lipidů. Tato skupina chemicky rozdílně složených látek je hydrofobní povahy, a proto je až na několik výjimek (glykolipidů) prakticky nerozpustná v polárních rozpouštědlech, např. ve vodě. Dobře se naproti tomu rozpouští v nepolárních organických rozpouštědlech, např. v benzolu, chloroformu, dietyléteru nebo hexanu. Důležité látky ze skupiny lipidů jsou fosfolipidy, vosky a estery sterolů [283]. Veškeré biologické vlastnosti triglyceridů, včetně trávení a resorpce, jsou závislé na typu mastných kyselin v jejich molekule. Důležitou vlastností tuků je vždy sudý počet uhlíků v řetězci mastných kyselin. Rozlišujeme mastné kyseliny s krátkým řetězcem, s méně než 6 atomy uhlíku; mastné kyseliny se středně dlouhým

zkrácené označení

název

Biologicky nejvýznamnější polyenové mastné kyseliny mají první dvojnou vazbu na třetím resp. šestém uhlíkovém atomu (počítáno od CH3-konce molekuly). Proto se označují jako ω-3 (nebo n-3) a jako ω-6 (nebo n-6) mastné kyseliny.

1.3.1 Výše žádoucího přívodu tuků Při celkové konzumaci tuků dosahující až 30 % celkové energie dodané potravou doporučují referenční hodnoty D-A-CH, aby podíl nasycených mastných kyselin dosahoval nejvýše jedné třetiny energie dodávané ve formě tuků, což odpovídá 10 % celkové energie v potravě. Polynenasycené mastné kyseliny by měly přivádět asi 7 % celkové energie – resp. až 10 %, jestliže přívod nasycených mastných kyselin převyšuje hodnotu 10 % celkem dodané energie. Při tom se má zvýšit přívod kyseliny α-linolenové, aby

zkratka

strukturní vzorec

Skupina n-9 mastných kyselin C 18:1

kyselina olejová

OA

H3C

COOH

COOH


kyselina linolová

LA

H3C

C 20:4

kyselina arachidonová

AA

H3C

COOH


kyselina α-linolenová

ALA

H3C

C 20:5

kyselina eikosapentaenová EPA

H3C

C 22:6

kyselina dokosahexaenová DHA

H3C

Obr. 1.3 Nenasycené mastné kyseliny se zvláštním významem v medicíně výživy

COOH COOH COOH

Tuky

se poměr obsahu kyseliny linolové (ω-6) a α-linolenové (ω-3) snížil na zhruba 5 : 1. Přeměna kyseliny α-linolenové na biologicky účinné mastné kyseliny s dlouhým řetězcem, EPA a DHA (eikosapentaenovou a dokosahexaenovou, viz obr. 1.3) je podle novějších poznatků při běžné výživě zcela nepatrný a dosahuje zřetelně méně než 10 % (viz kap. 1.3.2). Optimální koncentrace EPA a DHA v plazmě resp. v celé krvi, která podle výsledků většího počtu studií významně snižuje riziko kardiovaskulárních onemocnění, se dá dosáhnout pouze dostatečným přívodem těchto ω-3 mastných kyselin [214]. Mastné kyseliny s jedinou dvojnou vazbou, např. kyselina olejová, pokryjí zbytek dodávky tuků, tzn. mohou se přivádět i v množství vyšším než 10 % celkové energie. Jestliže se více než 30 % celkové energie konzumuje ve formě tuků, měl by nadbytečně přiváděný tuk obsahovat především monoenové a polyenové mastné kyseliny. Dále se poukazuje na to, že za normálních okolností se z požitých esenciálních mastných kyselin linolové a α-linolenové (ALA) přemění na biologicky účinné deriváty kyseliny s dlouhým řetězcem EPA/DHA nejvýše 10 % (viz kap. 1.3.2). Údaje o požadovaném přívodu těchto mastných kyselin s dlouhým řetězcem referenční hodnoty D-A-CH nepřinášejí. DGE poukazuje na studie, podle nichž 0,25–1,0 g EPA/DHA denně při primární a sekundární prevenci snižují celkovou a kardiální mortalitu

9

[323]. International Society for the Study of Fatty Acids and Lipids (ISSFAL) (1999) doporučuje ≥ 0,5 g EPA/DHA denně zdravým osobám a 1,0 g nemocným s kardiovaskulárními chorobami [389]. Pracovní skupina Omega-3 doporučuje zdravým osobám denně alespoň 0,3 g a pacientům se srdečním onemocněním 1,0 g EPA/DHA, a v těhotenství a době kojení 0,2 g denně. Jiné instituce doporučují denní příjem 0,3 až 0,4 g ω-3 mastných kyselin s dlouhým řetězcem. Toto množství zhruba odpovídá dvěma porcím ryby (30–40 g rybího masa za den) dvakrát týdně [284]. Největší podíl nenasycených mastných kyselin v naší potravě připadá na kyselinu linolovou (18:2 ω-6). Řetězec této mastné kyseliny má 18 uhlíkových atomů a dvě dvojné vazby, z nichž první je na šestém uhlíku, počítáno od metylového konce molekuly. Kyselina linolová se konzumuje převážně v rostlinných olejích, např. v oleji slunečnicovém, sójovém nebo v oleji z kukuřičných klíčků. Jak jsme již uvedli, tvoří předstupeň kyseliny arachidonové (20:4 ω-6), syntetizované v živočišném organismu jako výchozí látka syntézy eikosanoidů. Kyselina α-linolenová (18:3 ω-3), bohatě obsažená v některých rostlinných olejích, např. v řepkovém oleji, v oleji z lněných semen a v oleji z vlašských ořechů, je odpovídající předstupeň kyseliny eikosapentaenové, další výchozí látky při syntéze eikosanoidů (viz kap. 1.3.7). Kyselina eikosapentaenová

Tab. 1.3 Průměrný obsah ω-3 mastných kyselin a kyseliny arachidonové v často konzumovaných rybách. Obsah ω-3 mastných kyselin se různí podle teploty vody a oblasti výlovu (Hamm a Neuberger [106]) EPA (g) ryby bohaté na tuk (100 g) makrela 0,9 slaneček 1,0 tuňák 0,4 losos 0,6 ryby chudé na tuk (100 g) treska 0,1 platýz 0,1 pstruh 0,15 kambala 0,03 treska skvrnitá 0,1

DHA (g)

celkový obsah (g)

kyselina arachidonová (mg)

16 0,7 1,2 0,8

2,5 1,7 1,6 1,4

170 40 240 190

0,2 0,1 0,44 0,16 0,1

0,3 0,2 0,6 0,19 0,2

20 10 30 20 20

1

10

1


i dokosapentaenová (tzv. mastné kyseliny rybího tuku) se ve vysokých koncentracích vyskytují v tuku některých mořských ryb ze studených vod (tab. 1.3).

1.3.2 Esenciální mastné kyseliny Jak kyselina linolová, tak i α-linolenová, resp. obě ω-3 mastné kyseliny s dlouhými řetězci, jsou esenciální. Zatímco představy o optimálním denním přívodu obou esenciálních mastných kyselin nejsou jednotné, nejsou žádné pochyby o tom, že poměr ω-6 k ω-3 mastným kyselinám, důležitý pro optimální syntézu eikosanoidů (viz kap. 1.3.7), ve výživě v západních průmyslově vyspělých zemích je asi 10 : 1 a že je tedy od žádoucího vztahu 5 : 1 výrazně posunut ve prospěch ω-6 mastných kyselin. Kyseliny linolová i linolenová soutěží o tentýž enzymový systém při přeměně na kyselinu arachidonovou, resp. eikosapentaenovou a dokosahexaenovou (viz obr. 1.12). Větší množství ω-3 mastných kyselin s dlouhým řetězcem EPA a DHA se proto mohou vytvářet jen tehdy, jestliže nabídka kyseliny linolové není nadměrná, tj. pouze při žádoucím poměru koncentrací 5 : 1. Kontroverzní jsou diskuse o otázce, do jaké míry potřebu ω-3 mastných kyselin může pokrýt kyselina α-linolenová, která se ve vyjmenovaných rostlinných olejích vyskytuje bohatě. Upozorňujeme, že kyselina α-linolenová se u člověka – ve srovnání s jinými druhy – může enzymaticky konvertovat jen v nepatrné míře. Přeměna kyseliny α-linolenové na kyselinu eikosapentaenovou u mužů kolísá mezi 0,3–8 %, přeměna kyseliny dokosahexaenové je nižší než 4 %. U žen jsou tyto hodnoty vyšší, 21 % resp. 9 %. V západních zemích obvyklý vysoký příjem kyseliny linolové přeměnu zřetelně snižuje. U veganů, kteří s výhradně rostlinnou potravou konzumují sice bohatě ALA, ale žádnou EPA ani DHA, se najdou nízké, ale stabilní koncentrace ω-3 mastných kyselin s dlouhým řetězcem v plazmě. Tento nález svědčí pro to, že při nízkém přívodu ω-3 mastných kyselin se konvertuje dostatečné množství ALA na EPA a DHA [9]. Relativně vysoký obsah obou ω-3 mastných kyselin eikosapentaenové a dokosahexaenové v tuku mnoha druhů ryb pochází přímo

z potravního řetězce resp. z prekurzoru, z kyseliny α-linolenové. Mořské řasy syntetizují kyselinu dokosahexaenovou (DHA) a eikosapentaenovou (EPA). V mořském ekosystému představují řasy primární zdroj ω-3 mastných kyselin s dlouhým řetězcem a hrají tak roli významnou pro složení rybího tuku. Olej získaný z určitých mořských řas je obzvlášť bohatý na kyselinu dokosahexaenovou (DHA). Moderní mikrotechnologie umožnily po množit přirozené kmeny mořských řas s vysokým obsahem ω-3 mastných kyselin s dlouhým řetězcem, především kyseliny dokosahexaenové, a z nich pak extrahovat olej. Vztaženo k celkovému obsahu tuku obsahuje olej mikroskopické řasy Ulkenia sp. zhruba 45 % DHA. Olej z řas má příjemnou chuť i vůni, a proto se dá bez problémů používat jako přísada k potravinám. Další výhodou je nezávislost na rybách jako surovině i jako zdroje kontaminace. Při přiměřeně vysoké nabídce se DHA může konvertovat zpět na EPA. Při dostatečném přívodu proto může DHA pokrýt potřebu obou ω-3 mastných kyselin s dlouhým řetězcem. Protože rybám chovaným v rybích farmách chybí přirozené zdroje ω-3 mastných kyselin, je třeba počítat u nich se změněnou skladbou mastných kyselin ve srovnání s rybami žijícími v přírodních podmínkách. Srovnávací studie našla u lososů, pstruhů a lososů chovaných v rybích farmách významně nižší koncentrace ω-3 mastných kyselin než u ryb volně žijících. Tuto skutečnost je třeba vzít v úvahu při výpočtech obsahu ω-3 mastných kyselin v dietách [235]. Obsah EPA i DHA v rybím tuku se dá zvýšit odpovídajícím zvýšením nabídky v rybím krmivu. Tak jako u ryb koreluje množství ω-3 mastných kyselin v tělním tuku s množstvím těchto kyselin v potravě, souvisí i složení mastných kyselin ve žloutku slepičích vajec se složením slepičího krmiva.

Tuky

11

Mají-li slepice možnost volného výběhu, takže jejich potrava obsahuje relativně velké množství čerstvé trávy, nejrůznějších semen atd., pak obsah ω-3 mastných kyselin ve 100 g žloutku je vyšší než 1700 mg, zatímco dosahuje pouze 175 mg/100 g, jestliže se zvířata chovají v moderních slepičích farmách [232]. Také krmení rybím olejem nebo olejem z mořských řas se může obsah ω-3 mastných kyselin ve slepičích vejcích zvýšit natolik, že vejce získají zvláštní dietologický význam [242].

mastných kyselin jako u dětí kojených. Při optimálním přívodu uvedených mastných kyselin byla nalezena vyšší zraková ostrost a zjištěn lepší kognitivní vývoj.

Kromě uvedených „omega-3-vajec“ jsou na trhu další potraviny („funkční potraviny“), obohacené ω-3 mastnými kyselinami; tak např. omega-3-chléb se 75 mg EPA/DHA na 100 g, omega-3-DHA-vejce se 180 mg DHA na 100 g, omega-3-rostlinné margaríny s 5 g kyseliny α‑linolenové a 0,24 g DHA na 100 g (průměrné hodnoty podle údajů výrobců)*. V těhotenství a v období kojení je potřeba ω-3 mastných kyselin zvýšena. V prvním trimestru těhotenství by se mělo podávat navíc 0,05 g, ve druhém a třetím trimestru 0,16 g a v údobí kojení 0,25 g ω-3 mastných kyselin denně. V poslední třetině těhotenství se v mozku plodu ukládají především mastné kyseliny s dlouhým řetězcem, zejména kyselina arachidonová (AA) a dokosahexaenová (DHA). Pro míru obohacení těmito kyselinami je rozhodující DHA-status těhotných žen. Po porodu existuje přímý vztah k přívodu DHA mlékem. Vyšetření kojenců po náhlém úmrtí ukázala vyšší koncentrace DHA u kojených než u dětí na umělé výživě. Koncentrace DHA v mateřském mléce je v lineární závislosti na přívodu DHA matce. Průměrná koncentrace DHA v mateřském mléce je na základě rozdílně vysoké konzumace ryb u různých skupin obyvatelstva v USA nejnižší a v Japonsku nejvyšší. Jen při optimálním přívodu polynenasycených mastných kyselin, zejména DHA, se dá potravou pokrýt potřeba těchto kyselin v těhotenství a v době kojení. Mobilizace potřebných mastných kyselin z depotního tuku snižuje riziko jejich nedostatku. Obohacením umělé výživy polynenasycenými mastnými kyselinami s dlouhým řetězcem se zvláštním zřetelem k DHA a AA se u dětí na umělé výživě dosáhne podobných hladin

V našich potravinách se polynenasycené mastné kyseliny vyskytují převážně v cis-konfiguraci.

*

Další informace: Arbeitskreis OMEGA-3; viz www.ak-omega-3.com

1.3.3 Trans-mastné kyseliny a konjugované izomery kyseliny linolové

Trans-mastné kyseliny Trans-mastné kyseliny vznikají v malých množstvích působením bakterií v bachoru přežvýkavců a také při chemickém tvrzení tuků. Vyskytují se proto v mléčném tuku, v tuku přežvýkavců a v tvrzených jedlých tucích, např. v margarínech. Zatímco při tvrzení rostlinných olejů vzniká především kyselina elaidová (C18 trans: 1 ω 9), viz obr. 1.4, vytváří se v bachoru přežvýkavců resp. v mléčných žlázách trans-mastná kyselina vakcenová (C18 trans: 1 ω 7). Nepříznivé účinky, popsané v dalším textu, zejména účinky na tukový metabolismus, vznikají působením kyseliny elaidové. Kyselina vakcenová tyto nepříznivé účinky zřejmě nemá [314]. Obr. 1.4 znázorňuje jako příklad kyselinu C18-cis a C18-trans.

kyselina olejová

kyselina elaidová

dvojná vazba cis

dvojná vazba trans

uhlík vodík kyslík

Obr. 1.4 Rozdíl struktur cis- a trans-mastných kyselin. Kyselina olejová a elaidová jsou uvedeny jako příklady C18-cis a C18-trans-mastné kyseliny (podle: Mozaffian et al. [304])

1

12

10 8 6 4 2 0

8,5 5,1

g/den

1


1,5 1994

1995

1996

Obr. 1.5 Průměrný obsah trans-mastných kyselin v margarínech v letech 1994 až 1996 (podle: Fritsche a Steinhart [87])

Tabulka 1.4 ukazuje výsledky sledování obsahu trans-mastných kyselin v potravinách ve Spolkové republice. Veliké rozdíly mezi minimálním a maximálním procentuálním rozdílem jsou dány rozdílným krmivem v různých ročních dobách, resp. změnami postupů při ztužování tuků. Tab. 1.4 Obsah trans-mastných kyselin (TFA) a konjugovaných izomerů kyseliny linolové (CLA) v potravinách (podle: Fritsche a Steinhart [87]) skupina potravin mléko, mléčné produkty maso, masné produkty ryby rostlinné oleje margaríny fritované potraviny

TFA (%) 2,0–6,1 0,2–8,6 0,4–1,0 < 0,01 0,4–4,1 1,9–34,1

CLA (%) 0,4–1,70 0,1–1,2 0,01–0,09 < 0,01 < 0,01 < 0,01

Při zjišťování průměrných zvyklostí ve výběru jídel ve Spolkové republice je na základě národní studie o jídle průměrný příjem trans-mastných kyselin 1,9 g denně u žen a 2,3 g denně u mužů. Snížená konzumace masa a změna pracovních postupů při výrobě margarínů způsobily, že se přívod trans-mastných kyselin v posledních letech snížil (obr. 1.5) [86, 87]. Obsah trans-mastných kyselin v pomazánce z arašídů (Nugeta), oblíbené u dětí, je průměrně 5,5 % s rozmezím 0,7–11,1 % [54].

Epidemiologické studie zjistily, že trans-mastné kyseliny ve srovnání s nasycenými mastnými kyselinami zvyšují riziko onemocnění koronárních cév, a to na 2,5násobek až i na více než 10násobek [314].

Při srovnání vlivu různých forem stravy se stejným celkovým podílem mastných kyselin, s převahou buď nasycených, nebo cis-nenasycených anebo trans-mastných zjistíme, že vlivem trans-mastných kyselin se zvyšuje koncentrace LDL-cholesterolu a snižuje koncentrace HDL-cholesterolu v séru. Mimoto se v séru zvyšují koncentrace triglyceridů a Lp(a)-lipoproteinů a zmenšují se částice LDL-lipoproteinů. Trans-mastné kyseliny mají ze všech makronutrientů při izokalorickém přívodu nejnepříznivější vliv na výši kardiovaskulárního rizika. Na základě těchto negativních účinků musí být obsah trans-mastných kyselin v potravinách v Dánsku vyrobených i do Dánska importovaných od roku 2004 nižší než 2 %. V ostatních zemích se o podobných opatřeních diskutuje [304]. Nejistý je vliv na karcinogenezi v tlustém střevě, na alergická onemocnění a na vznik diabetu typu 2. Konjugované linolové kyseliny Zvyšující se pozornost dnes získávají konjugované linolové kyseliny. Kyselina linolová má dvojné vazby v poloze 9 a 12 (obě v cis-konfiguraci). Nenasycené mastné kyseliny mívají první dvojnou vazbu obvykle mezi C-9 a C-10. U polynenasycených mastných kyselin se pak další dvojné vazby vyskytují v odstupu tří atomů uhlíku, tj. jde o „izolované“ dvojné vazby. Mastné kyseliny s „konjugovanými“ dvojnými vazbami, tj. s odstupem pouze dvou atomů uhlíku, se v tucích v potravě vyskytují zřídka. Název „konjugované linolové kyseliny“ (conjugated linoleic acids – CLA) je souhrnné označení různých izomerů kyseliny linolové s dvěma dvojnými vazbami v polohách 8 a 10, 9 a 11, 10 a 12, resp. 11 a 13. Každá z těchto dvojných vazeb se může vyskytovat v cis nebo trans konfiguraci. Nejvyšší biologická účinnost se přisuzuje konfiguraci cis-9, trans-11 a trans-10, cis-12 [283].

Konjugované linolové kyseliny vznikají zejména z rostlinné potravy v bachoru přežvýkavců, a proto se vyskytují převážně v mléčném tuku a v tuku přežvýkavců (viz tab. 1.4). Nejvyšší obsah konjugovaných linolových kyselin má tuk z ovčího mléka. Za podmínek běžných v Německu konzumují ženy průměrně 350 mg a muži 430 mg konjugovaných linolových kyselin denně.

Tuky

V pokusech na různých živočišných druzích bylo možné zjistit účinky, které – pokud se dají aplikovat na člověka – mají značný význam pro medicínu výživy. Bylo tak možné podáním CLA snížit katabolické děje vyvolané endotoxiny. Dále byly ve srovnání s kontrolami menší úbytky hmotnosti, vyvolané injekcí TNF-α. Opakovaně bylo zjištěno, že se experimentální tumory při podávání CLA vyskytnou méně často a že CLA inhibují růst kultury lidských nádorových buněk. Snížení obsahu tělesného tuku při současném zmnožení netukové tělesné hmoty, opakovaně doložené v pokusech na zvířatech, ve studiích u lidí nebylo možné potvrdit. Mimoto existují experimentální údaje o antidiabetogenním působení a pozitivním vlivu na metabolismus kostí. Dosavadní výsledky byly získány za použití směsi izomerů CLA. Studie o specifických účincích jednotlivých izomerů dosud chybí [210].

1.3.4 Trávení a resorpce Trávení a resorpci tuků ovlivňuje do značné míry délka řetězců mastných kyselin. Rozlišujeme dvě velké skupiny: • tuky s mastnými kyselinami s dlouhým řetězcem, odpovídající anglickému označení „Long Chain Triglycerides“, také LCT, • tuky s mastnými kyselinami se středně dlouhým řetězcem, „Middle Chain Tryglycerides“, zkráceně MCT.

13

MCT se oproti LCT podstatně rychleji hydrolyzují a resorbují. To je pro dietoterapii výhodné (tab. 1.5). Také složení potravin, v jejichž přítomnosti se tuk konzumuje, má vliv na míru využití ve střevech. Tak se podařilo u lidí s ileostomií zjistit, že z obsahu lipidů obsažených ve 20 g syrových mandlí, rozdrcených na částice o průměru 2 mm, se stráví a resorbuje jen asi 40 %; tzn. asi 60 % se dostane do tlustého střeva [122]. V tenkém střevě se triglyceridy přijaté potravou hydrolyzují působením žluči a pankreatické šťávy; produkty hydrolýzy se resorbují střevní sliznicí. Protože pankreatická lipáza, obsažená ve vodní fázi střevního obsahu, hydrolyzuje ve vodě nerozpustný tuk, musí být povrch tukových částic ve střevním lumenu co největší. Povrch tukových částic se zvětší emulgací. Jako emulgátory působí jednak soli žlučových kyselin, jednak i produkty štěpení tuku, monoglyceridy, diglyceridy a volné mastné kyseliny. Pankreatická lipáza působí s vysokou intenzitou na esterické vazby triglyceridů v 1- a 3-(α) poloze. Při štěpení triglyceridů proto vznikají β‑monoglyceridy, volné mastné kyseliny, glycerol a v malé míře diglyceridy (význam žaludeční lipázy viz kap. 3.3). Monoglyceridy s jedinou mastnou kyselinou na prostředním uhlíkovém atomu (sn2-monoglyceridy) se ve srovnání s volnými mastnými kyselinami resorbují lépe. Mastné kyseliny s délkou řetězce 12 a více uhlíkových atomů jsou ve vodě téměř nerozpustné. Předpokladem pro resorpci štěpných

Tab. 1.5 Rozdílné osudy triglyceridů s mastnými kyselinami s řetězcem dlouhým (LCT) a středně dlouhým (MCT) při trávení a resorpci, a z toho vyplývající indikace terapeutického užití MCT hydrolýza ve střevním lumenu hydrolýza při nedostatku lipázy hydrolýza při nedostatečné sekreci žluči resorpce z tenkého střeva resorpce při snížené syntéze triglyceridů sliznicí tenkého střeva resorpce při snížené nebo chybějící syntéze bílkovin sliznicí tenkého střeva resorpce při porušeném odtoku lymfy

MCT rychlá dobrá dobrá

LCT pomalá špatná špatná

rychlá dobrá

pomalá špatná

indikace MCT stav po resekci tenkého střeva insuficience zevní sekrece pankreatu snížená sekrece žluči, léčba kolestyraminem, cholagenní průjem stav po resekci tenkého střeva glutenová enteropatie, poškození střeva ozářením atd.

dobrá

špatná

A-β-lipoproteinémie

dobrá

špatná

syndrom enterální ztráty bílkovin, porušený odtok lymfy pro obstrukci lymfatických cest

1

14

1


produktů tuků s mastnými kyselinami s dlouhým řetězcem v tenkém střevě je tvorba tzv. micel, zatímco mastné kyseliny se středně dlouhým řetězcem se mohou střevní sliznicí tenkého střeva resorbovat přímo. Tvorbou micel rozumíme vznik takového uspořádání shluku lipidových molekul, při kterém hydrofilní oblasti molekul směřují směrem ven a hydrofobní části molekuly dovnitř částice (obr. 1.6). Vzniká tak kulovitý útvar, jehož zevní obal tvoří hydrofilní skupiny molekul. Micely se tvoří převážně ze solí žlučových kyselin a z monoglyceridů. Jestliže soli žlučových kyselin přestoupí za přítomnosti monoglyceridů určitou kritickou koncentraci, spontánně agregují a vytvářejí micely. Tzv. kritická micelární koncentrace žlučových kyselin, tedy ona koncentrace, při které se začínají tvořit micely, se liší v závislosti na pH, teplotě, na přítomnosti jiných lipidů v systému atd. a pohybuje se zhruba mezi 2 a 5 mmol/l. Micely žlučových kyselin jsou dobře rozpustné ve vodě a inkorporují jiné v tuku rozpustné složky potravy, např. vitaminy, cholesterol atd. Mluvíme pak o smíšených micelách. Velikost micely se odhaduje na 30–60 Å. Protože odstup mezi střevními mikroklky je 500–1000 Å, mohou micely navázat přímý kontakt s povrchem buňky. Tendence vytvářet micely je tím menší, čím nižší je pH střevního obsahu. Proto při onemocněních s nadměrnou tvorbou kyseliny, např. při Zollingerově-Ellisonově syndromu, je resorpce tuků natolik porušena, že vzniká steatorea.

S výjimkou solí žlučových kyselin, které zůstávají ve střevním lumenu, přestupují jednotlivé složky micel do buněk střevní sliznice. Pak následuje transport ve vodě nerozpustných lipidů navázáním na vazebný protein, ve vodě rozpustný (fatty acid binding protein – FABP). FABP o molekulární hmotnosti asi 1200 Da má vyšší afinitu k nenasyceným než k nasyceným mastným kyselinám. Na mastné kyseliny se středně dlouhým řetězcem se neváže. Intracelulární lipázy dále štěpí monoglyceridy a diglyceridy až na volné mastné kyseliny a glycerol. Jejich průchod buňkou je závislý na délce řetězce mastných kyselin. Jestliže je řetězec delší než 10 uhlíkových atomů, tedy u mastných kyselin s dlouhým řetězcem, následuje opětná esterifikace (reesterifikace) na triglyceridy. Vytvořené triglyceridy se na bazální ploše buněk, odvrácené od střevního lumenu, ve formě chylomikronů odvádějí do lymfy. Mastné kyseliny se středně dlouhým řetězcem naproti tomu prostupují buňkou beze změny a bazální stranou buňky přestupují do portální krve (obr. 1.7). Mastné kyseliny s dlouhým řetězcem se po aktivaci vazbou na CoA navážou na α-glycerolfosfát, tj. reesterifikují se, a to postupně na monoglyceridy, diglyceridy a triglyceridy. Určitý podíl monoglyceridů resorbovaných z potravy se zřejmě může reesterifikovat přímo, bez předchozí hydrolýzy. Protože sliznice tenkého střeva nedovede fosforylovat glycerol, musí se použít α-glycerolfosfát (glycerol-1-P), který vznikl při

žlučové kyseliny monoglyceridy

mastné kyseliny

hydrofilní skupina

Obr. 1.6 Schéma možného složení smíšené lipidové micely. Hydrofilní skupiny jednotlivých molekul jsou značeny modře (podle: Gangl [90])

Tuky

15

střevní lumen

1 soli žlučových kyselin

triglyceridy

pankreatická lipáza diglyceridy monoglyceridy mastné kyseliny zpětná resorpce v ileu micela

chylomikrony v lymfě triglyceridy enterocyt

mastné kyseliny s dlouhým a středně dlouhým řetězcem

mastné kyseliny

mastné kyseliny s dlouhým řetězcem esterifikace triglyceridy β−lipoprotein tvorba chylomikronů chylomikrony

vena portae

lymfatické cévy

mastné kyseliny

chylomikrony

Obr. 1.7 Schematické znázornění trávení tuků. Tvorba micel, resorpce tuku a průnik mastných kyselin buňkou sliznice

metabolismu sacharidů (viz obr. 1.2). Existují také údaje, že k reesterifikaci mastných kyselin ve slizničních buňkách se může použít glycerol, který vznikl při hydrolýze triglyceridů. Enzymy potřebné k reesterifikaci se vytvářejí v mikrozomech enterocytů; reesterifikace může být při určitých onemocněních porušena, a to sníží využití tuků z potravy a způsobí steatoreu.

Tak je např. porušena reesterifikace u adrenalektomovaných zvířat a u pacientů s insuficiencí kůry nadledvin (s Addisonovou chorobou). Totéž platí při glutenové enteropatii (viz kap. 3.4.4).

Triglyceridy, které vznikly ve slizničních buňkách resyntézou, se obalí β-lipoproteiny, estery cholesterolu a fosfolipidy; tak vznikají chylomikrony, které bazálním koncem slizniční buňky přestupují do lymfy (viz obr. 1.7). Lipoproteiny,

16

1


nutné pro tvorbu chylomikronů, se syntetizují v buňkách sliznice tenkého střeva. Některé látky, např. antibiotikum puromycin, mohou syntézu bílkovin ve střevní stěně blokovat; tak se dá zastavit tvorba chylomikronů a transport tuku. Vzácně se u člověka jako vrozený defekt vyskytne neschopnost buněk střevní sliznice syntetizovat β-lipoproteiny. Toto onemocnění, označované jako A-β-lipoproteinémie, je proto spojeno s neschopností resorbovat tuk. Mikroskopickým vyšetřením se u těchto pacientů – stejně jako u zvířat s experimentálně blokovanou syntézou bílkovin – dají v buňkách sliznice prokázat drobné tukové kapičky, projev porušeného transportu tuků.

Obsah bílkovin v chylomikronech je velmi nízký, 2–6 %. Hlavní podíl chylomikronů tvoří triglyceridy, 80–90 %. Chylomikrony vytvořené střevními epitelovými buňkami se dostávají cestou ductus thoracicus do angulus venosus levé vena subclavia a tím do krevního řečiště. Z krve se chylomikrony rychle eliminují, jejich poločas je zhruba 30 minut. Eliminace chylomikronů probíhá za působení enzymu lipoproteinové lipázy, která štěpí triglyceridy, vázané na lipoproteiny, na volné mastné kyseliny a glycerol. Protože chylomikrony při svém průměru 1000–2000 Å zakalují sérum, označuje se děj, při kterém se účinkem lipoproteinové lipázy chylomikrony rozpouštějí a sérum projasňuje, jako vyčeřovací reakce. Volné mastné kyseliny, které při tom vznikají, se v tukové tkáni a v játrech opět resyntetizují na triglyceridy anebo se metabolizují ve svalech (obr. 1.8 a 1.9).

Velký praktický význam pro dietetické léčení řady gastroenterologických onemocnění a A-β-lipoproteinémie má skutečnost, že při trávení a resorpci se triglyceridy s obsahem dlouhých a středně dlouhých mastných kyselin chovají rozdílně.

MCT (triglyceridy se středně dlouhými mastnými kyselinami), použité při léčení dietou, obsahují hlavně triglyceridy mastných kyselin kaprylové (C8) a kaprové (C10). Někdy se také k mastným kyselinám se středně dlouhým řetězcem počítá kyselina laurová (C12). Přesné složení MCT je: 1–2 % C6 : 0; 65–75 % C8 : 0; 25–35 % C10 : 0 a 1–2 % C12 : 0. MCT-mastné kyseliny se získávají hydrolýzou kokosového oleje a frakcionováním mastných kyselin. Výjimečně pak následuje opětná esterifikace glycerolem.

Bod tání MCT je podstatně nižší než bod tání tuků s mastnými kyselinami s dlouhým řetězcem. MCT mají při pokojové teplotě tekutou konzistenci. Rozdílné chování MCT a LCT shrnuje tab. 1.5 [109, 123, 127]. Protože MCT mají velice nízkou molekulovou hmotnost, jsou rozpustné ve vodě. Hydrolyzují a resorbují se ve střevním lumenu i při silně snížené produkci pankreatické lipázy a při snížené sekreci žluči. MCT se však resorbují i při naprostém chybění jak lipázy, tak i solí žlučových kyselin; proto je třeba uzavřít, že triglyceridy středně dlouhých mastných kyselin mohou bez předchozí hydrolýzy přestoupit do buněk střevní sliznice a tam se teprve rozštěpit.

chylomikrony lipoproteinová lipáza

volné mastné kyseliny + glycerol

oxidace na CO2+H2O (produkce energie)

Obr. 1.8 Metabolické přeměny mastných kyselin

resyntéza triglyceridů v játrech vazba na lipoproteiny a opětný přestup do krve

resyntéza triglyceridů v tukové tkáni tvorba depotního tuku

Tuky

střevní lumen

17

triglyceridy lipáza soli žlučových kyselin

1

monoglyceridy diglyceridy volné mastné kyseliny glycerol sliznice tenkého střeva

mastné kyseliny s dlouhým řetězcem mastné kyseliny se středně dlouhým a krátkým řetězcem

reesterifikace tvorba chylomikronů transport lymfou krev

volné mastné kyseliny lipoproteinová lipáza tkáně oxidace svaly aj.

oxidace syntéza triglyceridů

lipolýza syntéza triglyceridů

játra

tuková tkáň

lipoproteiny

adrenalin noradrenalin ACTH glukagon tyreotropin cyklický AMP

Obr. 1.9 Schematické znázornění trávení tuků, resorpce tuků, lipolýzy a lipogeneze (syntézy triglyceridů) v tukové tkáni, syntézy triglyceridů v játrech – s přestupem triglyceridů vázaných v lipoproteinech do krevního řečiště – a oxidace mastných kyselin

Středně dlouhé mastné kyseliny prostupují sliznicí bez předchozí reesterifikace, a proto i bez tvorby chylomikronů (viz obr. 1.7). To je předpoklad dobré resorpce MCT při onemocněních, při nichž je porušena reesterifikace resp. proteosyntéza v buňkách sliznice tenkého střeva. Středně dlouhé mastné kyseliny, stejně jako mastné kyseliny s krátkým řetězcem, se resorbují také v tlustém střevě. To objasňuje rozdílnost energetické nabídky z MCT při syndromu krátkého střeva jednak s intaktním, jednak s odstraněným tlustým střevem (viz kap. 3.4.14). Další rozhodující rozdíl mezi mastnými kyselinami s dlouhým a středně dlouhým řetězcem je transport středně dlouhých mastných kyselin cestou veny portae. Mastné kyseliny s rozdílnou délkou řetězce vstupují do krevního řečiště jednak ve volné formě, jednak ve formě triglyceridů

(chylomikronů); přitom mastné kyseliny se středně dlouhým řetězcem (i s řetězcem krátkým) se transportují do jater přímo, mastné kyseliny s dlouhým řetězcem vstupují do oběhu lymfatickou cestou ve formě chylomikronů. Těmito rozdíly je dáno rozdílné chování v metabolismu. Spalné teplo MCT je 8,25 kcal/g. O významu MCT v léčbě otylosti se diskutuje (viz kap. 4.1.5). Lidský organismus dokáže při výživě bohaté na přísun energie a sacharidů uskladnit nejvýše 600–800 g glukózy ve formě glykogenu (10–13,4 MJ resp. 2400–3200 kcal). Rozhodující význam energetické rezervy proto připadá depotnímu tuku. Triglyceridy syntetizované v játrech se vážou na lipoproteiny a přestupují do krevního řečiště, zatímco tuky vytvořené v tukové tkáni se uskladňují jako depotní tuk v buňkách tukové tkáně (adipocytech).

18

1


Účinkem lipázy tukové tkáně se deponovaný tuk může hydrolyzovat, a tím opět nabídnout jako energetický zdroj. Lipolýzu v tukové tkáni účinkem lipázy aktivuje řada hormonů, takže se hovoří o „lipáze vnímavé na hormony“. Lipolýzu tak zvyšují adrenalin, noradrenalin, glukagon a somatotropní hormon předního laloku hypofýzy. Mastné kyseliny uvolněné lipolýzou přestupují do krevního řečiště a transportují se navázány na albumin (viz obr. 1.9). Syntéza triglyceridů v buňkách tukové tkáně se děje jednak z preformovaných mastných kyselin, jednak z mastných kyselin syntetizovaných z glukózy v tukové tkáni samotné. Adipocyty vytvářejí z glukózy glycerol, který se použije k esterifikaci mastných kyselin při syntéze tuku (viz obr. 1.2). Důležitým předpokladem při novotvorbě tuku v tukové tkáni proto je, aby glukóza působením inzulinu prostoupila buněčnou membránou do tukové buňky. Uložený tuk podléhá neustálému procesu syntézy a dekompozice. U zdravého člověka při konstantním přívodu energie a konstantní spotřebě energie je mezi lipolýzou a lipogenezí dynamická rovnováha. Jestliže se sníží koncentrace inzulinu v séru a tím i vstup glukózy a vznik glycerolu v tukové tkáni, poruší se rovnováha v neprospěch lipogeneze a ve prospěch lipolýzy; to způsobí mobilizaci depotního tuku (zvýšenou mobilizaci tuku s vyplavováním mastných kyselin do krve u diabetiků s nedostatkem inzulinu a u hladovějících osob).

CH3 CH2 CH2

dehydrokináza mastné kyseliny -2H

Oxidaci mastných kyselin jednoduše znázorňuje obr. 1.10; vzniká při ní kyselina octová ve formě acetyl-CoA a o dva atomy uhlíku zkrácená mastná kyselina. Zatímco tyto zkrácené molekuly mastných kyselin znovu vstupují do dalšího zkracování β-oxidací, acetyl-CoA vstupuje do cyklu kyseliny citronové (viz obr. 1.2). Protože akceptor acetyl-CoA, kyselina oxaloctová, vzniká převážně z kyseliny pyrohroznové vytvořené při glykolýze, může konečný produkt oxidace mastných kyselin do cyklu kyseliny citronové vstoupit jen tehdy, a jen tehdy se metabolizovat až na CO2 a H2O, jestliže dostatečnou měrou probíhá glykolýza. Tato skutečnost je důležitá pro pochopení metabolických poruch, které vznikají při hladovění a při diabetu, tedy za situací, kdy dekompozice glukózy probíhá nedostatečně anebo vůbec ne a kdy potřebu energie z velké části kryjí mastné kyseliny uvolněné mobilizací depotního tuku. Při snížené glykolýze se proto výrazně zvyšuje množství aktivního acetátu (acetyl-CoA). Toto zvýšení koncentrace vede ke kondenzaci molekul acetyl-CoA, a tak vznikají ketolátky – kyselina acetoctová, β‑hydroxymáselná a aceton.

1.3.5 Strukturované triglyceridy Faktory určující fyzikální, fyziologické a biochemické vlastnosti triglyceridů jsou: • délka řetězce příslušných mastných kyselin, • počet a lokalizace dvojných vazeb,

CH3

CH3

CH3

CH3

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

+H2O

CH2

-2H

CH2

+H2O

CH2

CH

CHOH

C

CH2

CH

CH2

CH2

COOH

COOH

COOH

COOH

kapronová kyselina

α, β-nenasycená kapronová kyselina

β-hydroxykapronová kyselina

β-ketokapronová kyselina

Obr. 1.10 β-oxidace mastných kyselin

O

CH2

+

COOH

mléčná kyselina

CH3 COOH

+

octová kyselina

Tuky

• sterická konfigurace, • pozice zbytků mastných kyselin v molekule triglyceridů. V četných rostlinných triglyceridech jsou nasycené mastné kyseliny (palmitová a stearová) estericky vázány převážně na primární hydroxylovou skupinu glycerolu (v sn-1 a sn-3 poloze), zatímco polynenasycené kyseliny se estericky vážou přednostně na sekundární hydroxylovou skupinu (v sn-2 poloze). Použitím různých chemických postupů je možné přesunovat zbytky mastných kyselin na molekule glycerolu, a tím měnit fyziologické i dietologicko-terapeutické vlastnosti lipidů (designové lipidy). Tak například triglyceridy s vysokým podílem nasycených mastných kyselin v polohách sn-1, 3 se resorbují hůře než triglyceridy s týmiž kyselinami v poloze sn-2. Další příklad významu lokalizace mastné kyseliny v molekule triglyceridů je kakaové máslo (kakaový olej). V tomto tuku jsou nasycené mastné kyseliny stearová a palmitová výhradně v polohách sn-1, 3 a kyselina olejová pouze v poloze sn-2. Tím se vykládá neutrální vliv tohoto tuku na koncentraci cholesterolu v plazmě [55]. Strukturované glykosidy s určeným podílem středně dlouhých, krátkých a ω-3 mastných kyselin jako složky tukových emulzí pro parenterální výživu ve srovnání s tuky běžně používanými, vyvolávají: • zlepšení funkce RES, • stimulaci buněčné proliferace, • příznivé ovlivnění syntézy eikosanoidů atd. [198] Nadto se diskutuje o možnosti nahradit v rámci profylaxe a terapie otylosti běžné jedlé tuky strukturovanými tuky s nízkým obsahem energie, jako je např. salatrim („short-and long-chain acyl triglyceride molecules“), směs triglyceridů s jednou mastnou kyselinou s řetězcem dlouhým (C16–C22) a dvěma mastnými kyselinami s řetězcem krátkým (C2–C4). Nízkou hodnotou spalného tepla mastných kyselin s krátkým řetězcem a omezenou resorpcí kyseliny stearové (C18:0), převážně ve směsi obsažené, je dán energetický obsah jen 21 kJ/g (5 kcal/g) [10].

19

Kaprenin, další strukturovaný triglycerid sestrojený na tomtéž základě, obsahuje jako mastnou kyselinu s dlouhým řetězcem kyselinu behenovou (C22:0) a dále středně dlouhé mastné kyseliny kaprylovou (C8:0) a kaprovou (C10:0), které se relativně špatně resorbují. Také zde se oproti běžné hodnotě 38 kJ/g (9 kcal/g) u normálního jedlého tuku udává energetický obsah pouze 21 kJ/g (5 kcal/g).

1.3.6 Náhražky tuků Při vysokém podílu tzv. skrytých tuků – např. v sýru, uzeninách, některých hotově prodávaných jídlech atd. – je žádoucí redukce přívodu tuků obtížná; je to dáno lpěním na tradičních stravovacích návycích a na významu podílu tuku pro optimální kvalitu chuti. Přínosem k řešení tohoto problému jsou náhražky tuků. Měly by co nejvíce splňovat tyto požadavky (podle [177]): • Výživově-fyziologický: Obsah energie má být zřetelně nižší než u obvyklých jedlých tuků. Resorpce vitaminů rozpustných v tucích nemá být snížena. • Toxikologický: Tuková náhražka musí odpovídat požadavkům GRAS (Generally Recognized As Save), tj. nemá vyvolávat ani usnadňovat žádné patologické reakce. • Senzorický: Tukové náhražky přidané k potravinám resp. jídlům nemají měnit chuť a mají se vnímat jako „tuk“. • Technologický: Tuková náhražka má mít co nejvíce vlastností tuku, zvlášť pokud se týče konzistence, má být mísitelná a stabilní při zpracování, uchovávání a při přípravě jídla. • Ekologický: Tuková náhražka má podléhat biologické dekompozici a nemá dodatečně zatěžovat životní prostředí. Z dosud známých tukových náhražek mají praktický význam „mikročásticové“ bílkoviny a polyestery sacharózy.

„Mikročástice“ bílkovin Tyto produkty se připravují speciální technologií z bílkovin vajec a/nebo mléka. Směs obsahující bílkoviny se zahřeje a vystaví silným střihovým

1

20

1


silám, přičemž vznikají mikroskopicky uspořádané bílkovinné částice. Ty se stabilizují speciálními zahušťovacími prostředky. Žádoucí chuť a konzistence produktu záleží na volbě bílkovinných složek a na množství přidaného cukru, ochucujících kyselin atd. Na trhu je tč. produkt Simplesse® americké firmy NutraSweet Company. Tento produkt, vyrobený z kuřecí bílkoviny, odstředěného mléka anebo proteinu syrovátky, z vody, pektinu, cukru a kyseliny citronové, se používá jako základ pro přípravu potravin při průmyslové výrobě potravin s redukovaným obsahem tuků. Přípravek dodává konečným výrobkům plnou potřebnou chuť a krémovou konzistenci produktů z pravých tuků. Podle požadované chutí a konzistence se receptura může upravovat. Podle údajů výrobce mají mikročástice průměr 0,1–3,0 mikrometrů. Jejich forma a velikost umožňuje snadnou vzájemnou pohyblivost jednotlivých dílků. Jejich přísada proto dodává konečnému jídlu požadované vlastnosti. Pro vysoký obsah bílkovin jsou tyto produkty jen omezeně odolné vůči vysokým teplotám, a proto se nehodí k pečení a smažení. Používají se především k přípravě mrazených dezertů, salátového dresinku, pomazánek, jogurtů, směsí se sýrem atd. V závislosti na tom, kolik tuku nahradíme v potravině „mikročásticovými“ bílkovinami, snížíme kalorický obsah o 20 až 80 %. Tak např. může 1 g Simplesse® (70 kJ) ve zmrzlině při zachování chuti nahradit 3 g tuku (113 kJ). Protože se tuk nahrazuje bílkovinou, tedy rovněž živinou, nelze očekávat nepříznivé toxikologické nebo výživově-fyziologické následky.

Polyester sacharózy (Olestra®) Polyestery sacharózy mají strukturu analogickou struktuře triglyceridů. Zatímco v triglyceridu jsou mastné kyseliny navázány na glycerol, zde se 6–8 molekul mastných kyselin estericky váže na molekulu sacharózy. Výchozí látkou při přípravě těchto polyesterů jsou triglyceridy a sacharóza. Protože se k výrobě dá použít libovolný tuk, může se různit

výběr mastných kyselin, a tím se mohou měnit i fyzikální vlastnosti konečného esteru. Jestliže se použijí převážně polynenasycené mastné kyseliny, pak má ester se sacharózou konzistenci oleje; při použití nasycených mastných kyselin s dlouhým řetězcem vznikají produkty s vysokým bodem tání. Proto je možné podle požadovaného účelu vlastnosti produktu modifikovat. Stabilita v horku odpovídá běžným tukům a olejům. Americký výrobce (Procter & Gamble) prošetřil možnost použití této tukové náhražky při přípravě potravin a ve velmi náročných sledováních zjišťoval případná toxikologická výživově-medicínská rizika. Polyester sacharózy (Olestra®) dosud není registrován v žádné evropské zemi. V USA jej zdravotnické úřady dosud povolily pouze k přípravě chipsů a slaného pečiva. Olestra® se v trávicím ústrojí ani nehydrolyzuje ani se z něho neresorbuje. Látka není toxická a nemá karcinogenní, mutagenní ani teratogenní účinky. Ani při obsahu 10 % přípravku Olestra® v krmivu pokusných zvířat se neobjevily žádné nepříznivé účinky na vývoj hmotnosti, na hematologické parametry, na funkci ledvin atd. Jediné ústrojí, které se dostane do styku s přípravkem Olestra®, je gastrointestinální trakt. Také zde se nepodařilo najít žádný nepříznivý účinek. Střevní mikroflóra za anaerobních podmínek přípravek Olestra® nedekomponuje. Po vyloučení stolicí tato látka za aerobních podmínek podléhá bakteriální degradaci. Ani u zvířat ani u zdravých pokusných osob nebo pacientů s chronickými zánětlivými onemocněními střev nebyly zjištěny negativní účinky. Některé pokusné osoby po požití velkých množství přípravku udávaly gastrointestinální příznaky mírného stupně, např. flatulenci a měkkou stolici – obtíže, které po třech až pěti dnech opět vymizely i při další konzumaci velikého množství přípravku Olestra®. Za zákonem daných podmínek, za kterých se v přítomné době Olestra® v USA používá, je maximální denní přívod 7–10 g, tj. množství, které při konzumaci v uvedených poživatinách nevyvolává gastrointestinální poruchy častěji než produkty vyrobené z přírodního tuku. Jediný nežádoucí účinek je porucha resorpce vitaminů rozpustných v tucích a karotenoidů.

Každodenní příjem 18 g přípravku Olestra® po dobu 16 měsíců vyvolal u zdravých pokusných osob ve srovnání s kontrolní skupinou snížení koncentrace α-tokoferolu v plazmě o 6 % a koncentrace β-karotenu a dalších karotenoidů o 27 % [157]. Také při zvyšování přívodu z 8 až na maximálně 32 g

Tuky

přípravku Olestra® denně se již po 8 dnech v závislosti na dávce významně snižovala sérová koncentrace vitaminů rozpustných v tucích a karotenoidů [218]. Další sledování proběhla celkem u 2700 osob, z nichž jedna skupina pravidelně konzumovala tzv. „savoury snacks“ (chuťovky), obsahující přípravek Olestra®, druhá je nekonzumovala vůbec. Nepodařilo se zjistit ovlivnění koncentrace vitaminů rozpustných v tucích přípravkem Olestra®, významně se však snížily sérové koncentrace karotenoidů ve srovnání s kontrolní skupinou [306].

1.3.7 Eikosanoidy (prostaglandiny, prostacykliny, tromboxany, leukotrieny) Tyto látky podobné hormonům se tvoří z polynenasycených mastných kyselin s délkou řetězce 20 uhlíkových atomů. Proto se označují jako eikosanoidy (20 = eikos). První objevenou skupinou těchto látek byly prostaglandiny, pojmenované podle orgánu, ve kterém byly poprvé zjištěny. Proto se označení „prostaglandiny“ někdy používá také pro celou skupinu oxidačních produktů polynenasycených mastných kyselin. Eikosanoidy jsou oxygenované deriváty těchto mastných kyselin: kyseliny di-homo-γ-linolenové (C20:3 ω-6), kyseliny arachidonové (C20:4 ω-6) a kyseliny eikosapentaenové (C20:5 ω-3). Tyto polynenasycené kyseliny patří ke dvěma skupinám mastných kyselin, které savčí organismus nesyntetizuje a které jsou proto esenciální: ω-6 a ω-3 mastné kyseliny (viz kap. 1.3.1). Omega-6 mastné kyseliny se přijímají potravou převážně ve formě kyseliny linolové (C18:2 ω-6). Tato kyselina se působením enzymu δ-6 desaturázy přemění na kyselinu γ-linolenovou – tj. na polynenasycenou mastnou kyselinu, obsaženou např. v pupalkovém oleji. Prodloužením řetězce – které již v savčím organismu probíhá – vznikají obě ω-6 mastné kyseliny, di-homo-γ-linolenová a arachidonová. Výchozí látkou pro tvorbu dalších eikosanoidů je kyselina eikosapentaenová a do jisté míry její prekurzor, kyselina α-linolenová. Kyselina eikosapentaenová je obsažena ve

21

vysoké koncentraci např. v rybím tuku; kyselina α-linolenová, vyskytující se bohatě v některých rostlinných olejích, se však v lidském organismu na kyselinu eikosapentaenovou přeměňuje jen z nepatrné části (většinou z méně než 10 %) (obr. 1.11). Přípravky rybího tuku dostupné na trhu pocházejí z přírodních zdrojů (z lososa resp. z mořských ryb). Zpravidla obsahují obě ω-3 mastné kyseliny s dlouhým řetězcem, kyselinu eikosapentaenovou (EPA) a dokosahexaenovou (DHA); většina přípravků je obsahuje jako koncentráty (po eliminaci nasycených mastných kyselin), v koncentracích vyšších než 30 % – s podílem asi 18 % EPA a 12 % DHA. Tyto kyseliny se svými účinky liší: EPA je výchozí látkou pro syntézu eikosanoidů, zatímco DHA ovlivňuje převážně membrány v oblasti mozku a sítnice [322] (viz kap. 1.3.1). Tyto tři prekurzory eikosanoidů – podle podílu v různých tucích potravy – se také v rozdílných koncentracích vyskytují v lipidech buněčných membrán, z nichž se působením speciálních stimulů uvolňují a jsou k dispozici pro biosyntézu eikosanoidů. Z těchto tří prekurzorů vznikají působením enzymu cyklooxygenázy také prostaglandiny a tromboxany a působením lipoxygenáz leukotrieny (viz obr. 1.11). Všech zhruba 20 eikosanoidů vzniká téměř všude v organismu, přičemž spektrum syntetizovaných látek záleží na rozdílném enzymovém vybavení tkání a z velké míry také na nabídce substrátu. Protože prostaglandiny, tromboxany a leukotrieny působením cyklooxygenázy a lipoxygenázy vznikají jak z ω-6, tak i z ω-3 mastných kyselin, je pro množství syntetizovaných eikosanoidů rozhodující aktuální nabídka mastných kyselin. Zatímco dříve byla známa jediná cyklooxygenáza (COX 1), byla později objevena cyklooxygenáza 2 (COX 2). COX 1 se dá ve zdravé tkáni dokázat v relativně konstantní koncentraci; COX 2 se naproti tomu ve zdravé tkáni zjistit nedá, vyskytuje se však ve vysoké koncentraci v poškozené a zejména zánětlivé tkáni. Exprimuje se působením bakteriálních lipopolysacharidů, cytokinů a růstových faktorů, a proto se vyskytuje ve vysoké koncentraci v zanícené tkáni, kde je odpovědná za vysokou koncentraci eikosanoidů.

1

22


kys. linolová (LA) C 18:2 ω-6

1

kys. α-linolenová (ALA) C 18:3 ω-3

delta-6-desaturáza

delta-6-desaturáza

kys. γ-linolenová C 18:3 ω-6

kys. oktadekatetraenová C 18:4 ω-3

elongáza

elongáza

kys. di-homo-γ-linolenová C 20:3 ω-6

kyselina eikosotetraenová C 20:4 ω-3

delta-5-desaturáza

kyselina arachidonová (AA) C 20:4 ω-6 cyklooxygenáza prostaglandiny série 1 TXA1 PGD1 PGE1 PGI1

lipoxygenáza leukotrieny LTB4 LTC4 LTD4 LTE4

delta-5-desaturáza

kyselina eikosopentaenová C 20:5 ω-3 cyklooxygenáza

cyklooxygenáza

prostaglandiny série 2

prostaglandiny série 3

TXA2 PGE2 PGI1

TXA3 PGE3 PGI3

lipoxygenáza leukotrieny LTB5 LTC5 LTD5 LTE4

elongáza

kyselina dokosapentaenová C 22:5 ω-3

delta-4-desaturáza

kyselina dokosahexaenová (DHA) C 22:6 ω-3

Obr. 1.11 Biosyntéza eikosanoidů z ω-6 a ω-3 mastných kyselin linolové a α-linolenové z potravy (desaturázy zvyšují počet dvojných vazeb, elongázy prodlužují řetězec molekul o 2 uhlíkové atomy)

Účinky eikosanoidů, syntetizovaných z ω-3 resp. z ω-6 mastných kyselin, na orgánové a metabolické funkce – jako je např. vazokonstrikce a bronchokonstrikce, zánětlivá reakce, hodnota lipémie atd. – jsou často protichůdné, takže změnou přívodu mastných kyselin v potravě se dá dosáhnout terapeutických účinků.

Biologický poločas prostaglandinů, prostacyklinů a leukotrienů je velice krátký. Většina z nich zmizí během několika málo minut po vzniku. Fyziologické funkce všech těchto látek jsou, jak jsme již naznačili, velice mnohostranné. Některé vyvolávají vazodilataci, jiné vazokonstrikci, a tak se účastní i regulace krevního tlaku (viz kap. 6):

• Tromboxany a prostacykliny ovlivňují funkci trombocytů a tím i krevní srážlivost. • Prostaglandiny ovlivňují funkci hladkého svalstva včetně svalstva dělohy. Prostaglandin E vyvolává relaxaci střeva, prostaglandin F stimuluje kontrakci svaloviny střevní stěny. Prostaglandiny mají regulační vliv i na žlázovou sekreci, zejména v žaludku a střevě, a účastní se nejrůznějších zánětlivých reakcí tkání. Jak jsme se již zmínili, může rozdílná nabídka prekurzorů v potravě pozměňovat jak množství, tak i poměr jednotlivých eikosanoidů s protichůdnými účinky. Nehledě ke zvýšené

Tuky

nabídce substrátů je možnost tohoto ovlivnění dána i skutečností, že prekurzory prostaglandinů série 2 a série 3, tj. arachidonová a eikosapentaenová kyselina, mezi sebou soutěží o enzym cyklooxygenázu (viz obr. 1.11). Tím je dána možnost dieteticky ovlivnit množství funkcí, řízených eikosanoidy. Tak se otevírá i možnost terapeuticky ovlivňovat tato onemocnění: • poruchy tukového metabolismu • aterosklerotická onemocnění cév • poruchy funkce trombocytů • hypertenzi • chronická zánětlivá onemocnění • alergická onemocnění aj. [1, 235] Aby se dalo dosáhnout měřitelných antitrombotických a antilipidemických efektů, je třeba na základě recentních terapeutických studií dodávat denně 1–10 g ω-3 mastných kyselin s dlouhým řetězcem. Těchto dávek nelze dosáhnout ani velmi vysokou konzumací ryb, takže je v těchto případech vhodné použít přípravky rybího tuku.

1.3.8 L-karnitin (kyselina β-OH-ω-tri metylaminomáselná) Ačkoli tato látka byla objevena roku 1905, jsou její fyziologické funkce, zasahující do různých oblastí metabolismu, dodnes známy jen částečně. Mastné kyseliny s dlouhým řetězcem po navázání na karnitin procházejí vnitřní membránou mitochondrií, a pak může nastat jejich β-oxidace. Karnitin je mimoto složkou některých enzymů, lokalizovaných v membráně mitochondrií. Existují však údaje, že karnitin má význam i pro metabolismus mastných kyselin se středně dlouhým řetězcem, a to pro jejich oxidaci, nikoli pro transport v mitochondriích [190].

Potřebu karnitinu pokrývá jednak syntéza z lyzinu v játrech, jednak příjem potravou. Potravou se dodává v průměru denně u vegetariánů 2 mg, pří smíšené stravě 32 mg karnitinu. Obzvlášť bohaté karnitinem je maso. Ovčí maso obsahuje ve 100 g zhruba 210 mg, hovězí 70 mg a vepřové 30 mg karnitinu. Koncentrace karnitinu v rostlinných potravinách jsou poměrně nízké: ve 100 g rajčat 2,9 mg, hrušek 2,7 mg, hrachu 1,2 mg, zatímco

23

v bramborách a v mrkvi nelze karnitin prokázat vůbec. Při vaření ve vodě se rozpustný karnitin částečně z potravin vyluhuje. Při parenterální výživě, při níž se karnitin do organismu nepřivádí, se navzdory syntéze z vlastních zdrojů zhruba od 15. dne koncentrace karnitinu v séru snižuje. Zejména u novorozenců byl pozorován při totální parenterální výživě výrazný pokles koncentrace karnitinu v séru. Do souvislosti s tímto nálezem se uvádí snížená utilizace tuků. Substituční podávání karnitinu v množství 10 mg denně normalizovalo jeho koncentrace v séru a β-oxidaci mastných kyselin s dlouhým řetězcem. Také při hemodialýze se sníží koncentrace karnitinu v séru zhruba o 50 %. Vzestupu koncentrace volných mastných kyselin v séru zabrání substituce eliminovaného karnitinu; tím se význam této látky pro oxidaci mastných kyselin potvrzuje. Nízké koncentrace karnitinu u pacientů s jaterní cirhózou se vykládají jednak poruchou jeho syntézy, tak i nedostatečným přívodem karnitinu potravou. Že existují také těsné vztahy mezi metabolismem karnitinu a metabolismem lipoproteinů, ukazují zjištění získaná u pacientů s poruchami lipidového metabolismu; dávka 1 g karnitinu denně u nich snížila koncentraci triglyceridů v séru a zvýšila koncentraci HDL-cholesterolu. U hyperlipoproteinémií typu II a IV se po podávání 3 g karnitinu denně snížila koncentrace triglyceridů a cholesterolu v séru [23]. U diabetiků typu 2 se při podávání 2 g karnitinu denně po 6 měsíců ve srovnání s placebem signifikantně snížila koncentrace Lp(a) v séru, zatímco koncentrace triglyceridů, LDL- a HDL-cholesterolu ovlivněna nebyla [277]. U diabetiků byly naměřeny jak normální, tak i snížené koncentrace karnitinu v séru. Diskutuje se o vztazích mezi metabolismem karnitinu a diabetickými komplikacemi. Při srovnání koncentrací volného a esterifikovaného karnitinu u diabetiků typu 2 jednak bez komplikací, jednak s retinopatií, hyperlipidémií nebo neuropatií byly zjištěny u pacientů s komplikacemi významně nižší koncentrace karnitinu [318].

1

24

1


U diabetiků typu 2, trpících křečemi kosterních svalů, se ve srovnávacích studiích s podáváním buď paracetamolu, anebo denní dávky 20 mg karnitinu/kg hmotnosti obtíže významně snížily. Pokusy na zvířatech i klinické studie prokázaly příznivý účinek karnitinu na energetický metabolismus myokardu. U pacientů s insuficiencí myokardu se v dlouhodobé studii při podávání 3 g karnitinu denně navíc k běžné medikamentózní terapii jednoznačně zlepšila funkce levé srdeční komory [296]. Intravenózní podávání 9 g karnitinu denně během prvních 5 dnů po infarktu myokardu a další perorální aplikace 6 g karnitinu denně zlepšila ve srovnání s placebem srdeční funkci a snížila riziko dilatace levé komory [276]. Nedostatek karnitinu vyvolaný výživou se dá nejspíše očekávat při bezkarnitinové dietě u předčasně narozených dětí, u nichž je syntéza vlastního karnitinu snížena [213]. Koncentrace karnitinu v mateřském mléce je 50–100 nmol/ ml. Kojenci vyživovaní sójovým mlékem anebo pouze parenterálně mají v této životní fázi ještě nedostatečnou vlastní syntézu a tedy i nízkou plazmatickou koncentraci karnitinu. Snad by mohlo být účelné suplementační podávání L-karnitinu osobám vysokého věku. Ve stáří jsou koncentrace L-karnitinu ve tkáních sníženy. Příčinou této skutečnosti je změna stravovacích návyků, především velmi nízká konzumace masa. Negativnímu ovlivnění energetického metabolismu, které z toho vyplývá, se dá předejít podáváním L-karnitinu. V klinických studiích se u seniorů po každodenní dávce 4 g L-karnitinu ve srovnání s placebem snížila tuková a zvýšila svalová hmota těla. Mimoto se zvýšila i fyzická a mentální výkonnost a subjektivní pocit pohody [310]. Při vrozených poruchách syntézy karnitinu v játrech jsou koncentrace volných mastných kyselin v plazmě zvýšeny, a ketolátky se vytvářejí jen omezeně [60]. Karnitin se řadí mezi nedrogové dopingové prostředky. Není zaznamenán v seznamu „Rote Liste“. Již po mnoho let se opakovaně sportovcům doporučuje suplementace karnitinem. Při kritickém posouzení těchto otázek lze dojít k těmto závěrům: Suplementace karnitinem po dobu zhruba jednoho měsíce zvyšuje koncentraci karnitinu v plazmě, nikoli však

ve svalstvu. U zdravých osob klinické studie sledující případné zvýšení tělesné výkonnosti a snížení unavitelnosti nepřinesly jednoznačný pozitivní výsledek. Také maximální spotřebu kyslíku při zátěži podávání karnitinu nezvýšilo [27].

1.4 Cholesterol Velký význam připadá metabolismu cholesterolu pro jeho vztahy k vývoji aterosklerózy (viz kap. 4.5). Cholesterol se vyskytuje pouze v potravinách živočišného původu. V rostlinné říši se jako látky cholesterolu blízké vyskytují fytosteroly. Obsah cholesterolu v potravinách živočišného původu je rozdílný, jak ukazují hodnoty průměrného obsahu cholesterolu na 100 g v těchto potravinách: slepičí vejce 550 mg, hovězí játra 265 mg, máslo 240 mg, hovězí maso 120 mg, plátkový sýr (se 45 % tuku v sušině) 110 mg, vepřové sádlo 70 mg, treska 50 mg, plnotučné mléko 10 mg. Průměrný denní příjem cholesterolu v průmyslově vyspělých západních zemích leží mezi 500 až 750 mg na osobu. Cholesterol konzumovaný v potravě je ve formě jednak volné, jednak esterifikované. Střevní sliznicí se může resorbovat (podobně jako vitamin A) pouze volný cholesterol. Po hydrolýze esterů účinkem pankreatické cholesterolesterázy se volný cholesterol včleňuje do micel (viz kap. 1.3.4), které vznikají ve střevním lumenu, a pak přestupuje do buněk střevní sliznice. Předpokladem pro resorpci cholesterolu je proto dostatečná sekrece žluči a pankreatických enzymů. Resorpční kapacita střevní sliznice pro cholesterol je však omezená. Maximálně se může resorbovat zhruba 2–3 g denně. Dalším zvyšováním perorálního přívodu cholesterolu se již celkové resorbované množství nezvýší. Na rozdíl od neutrálních tuků se cholesterol resorbuje velmi špatně – jen asi z 10 % perorálně přijatého množství. Po vstupu do enterocytů se volný cholesterol reesterifikuje vazbou na mastné kyseliny a pak lymfatickými cestami transportuje ve formě

Cholesterol

Sporné jsou vztahy mezi exogenním a endogenním cholesterolem, dále význam exogenního cholesterolu pro koncentraci cholesterolu v séru a mechanismy regulující sérovou koncentraci cholesterolu.

Syntéza vlastního cholesterolu v játrech se utlumí při zvýšeném přívodu cholesterolu potravou. Pro objasnění tohoto vzájemného působení znázorňuje obr. 1.12 schematicky biosyntézu cholesterolu. Tři molekuly acetyl-CoA dávají vznik jedné molekule β-hydroxy-β-metyl-glutaryl-koenzymu A. Tuto látku přeměňuje HMG-CoA-reduktáza (hydroxy-metyl-glutaryl-CoA-reduktáza) na mevalonát. Tato ireverzibilní reakce se dá inhibovat cholesterolem. Čím vyšší je koncentrace cholesterolu v séru – třeba i následkem resorpce cholesterolu z potravy – tím nižší je syntéza cholesterolu. Různí se názory na to, zda cholesterol přijatý potravou má anebo nemá podstatný vliv na výši koncentrace cholesterolu v séru. Jisté je, že koncentrace sérového cholesterolu se přívodem exogenního cholesterolu může zvýšit. Pro špatnou resorpci a již zmíněný útlum syntézy endogenního cholesterolu v játrech působením cholesterolu exogenního se význam této skutečnosti posuzuje nejednotně. Literární údaje o zjištěném vlivu cholesterolu v potravě na koncentraci cholesterolu v plazmě si částečně odporují. Tak bylo např. opakovaně zjištěno, že pokud sledované osoby

acetát

acetyl-CoA

acetacetyl-CoA

β-hydroxy-β-metyl-glutaryl-CoA

HMG-CoA-reduktáza zpětnovazebná kontrola

chylomikronů. V plazmě je cholesterol vázán na lipoproteiny (viz kap. 4.5). Celkové množství cholesterolu v organismu – cholesterový pool – sestává jednak z cholesterolu přijatého potravou (exogenní cholesterol), jednak z cholesterolu syntetizovaného v samotném organismu (endogenní cholesterol). Cholesterol se syntetizuje v játrech a ve střevní stěně; hlavní význam mají játra, která syntetizují 90 % endogenního cholesterolu. Cholesterol syntetizovaný v játrech se buď vylučuje žlučí do střeva, nebo přestupuje do krevního řečiště, anebo představuje výchozí látku pro syntézu žlučových kyselin. Cholesterol vyloučený žlučí se částečně opět ve střevě resorbuje (enterohepatální oběh cholesterolu).

25

mevalonát

skvalen

lanosterol

cholesterol

Obr. 1.12 Schematické znázornění základních kroků při biosyntéze cholesterolu

konzumují ještě navíc vejce bohatá na cholesterol, koncentrace cholesterolu v séru se oproti běžným představám nezvyšuje. Buzzard a spol. [37] přidávali zdravým osobám navíc k normální stravě po dobu 6 týdnů k jídlu 3 vejce. Průměrná denní konzumace cholesterolu se tím z 412 mg zvýšila na 975 mg. Navzdory tomuto enormnímu zvýšení přívodu cholesterolu se koncentrace cholesterolu v séru nezvýšila. Jiní autoři [224] oproti tomu popsali zvýšení koncentrací sérového cholesterolu, které bylo obzvlášť výrazné tam, kde potrava byla bohatá na nasycené mastné kyseliny; při srovnatelně vysokém podílu kyseliny linolové však byl vliv cholesterolu v potravě na koncentraci cholesterolu v séru jenom nepatrný.

Protichůdné výsledky exaktně provedených studií o vztazích mezi přívodem cholesterolu a koncentrací cholesterolu v séru je možné vysvětlovat takto: 1. Rozhodující vliv na výsledek pokusu má výška bazálního přívodu cholesterolu, která se dále zvyšuje testovacími dávkami

1

26

1


v průběhu sledování. Čím nižší je iniciální konzumace cholesterolu, tím výraznější je vzestup po zvýšení přívodu cholesterolu. 2. Smíšená strava možná obsahuje obtížně definovatelné faktory, které ovlivněním resorpce cholesterolu inhibují vzestup hladiny cholesterolu v séru [193]. Při posuzování pokusných výsledků je také třeba mít na zřeteli, že existuje individuálně rozdílná reaktivita na perorální přívod cholesterolu [148]. Koncentrace cholesterolu v séru je kromě přívodu potravou závislá na řadě dalších faktorů, především na přívodu tuků potravou (obr. 1.13) a na věku a pohlaví (obr. 1.14). Korelace, znázorněná na obr. 1.13, však neprokazuje kauzální souvislost. Zvyšuje-li se přívod tuků vždycky se nutně mění i konzumace dalších složek potravy, které rovněž ovlivňují koncentraci cholesterolu v séru.

Tak např. zmnoženou konzumaci tuku většinou provází i zvýšená konzumace cukru a snížená konzumace balastních látek a sekundárních rostlinných látek.

Fytosteroly Tyto steroly, obsažené v rostlinách, se od cholesterolu liší postranními řetězci na C17 (obr. 1.15). Fytosteroly se vyskytují v rozdílných koncentracích v rostlinných tucích. Nejčastější (50 %) z více než 40 známých sterolů tvoří β-sitosterol. Častý je také stigmasterol a kampesterol. Obvyklou smíšenou stravou se do organismu přivádí denně zhruba 200–400 mg, vegetariánskou stravou zhruba 800 mg těchto sekundárních rostlinných látek. Hlavními zdroji jsou slunečnicový, sójový a řepkový olej a olej z kukuřičných klíčků. Fytosteroly kompetitivně inhibují resorpci cholesterolu ze střeva. Tím snižují koncentraci cholesterolu v séru. Jako možné mechanismy přicházejí v úvahu blokáda nebo inhibice zabudování cholesterolu do micel, interference s esterifikací cholesterolu při průchodu střevní stěnou, nebo tvorba nerozpustných krystalů složených z cholesterolu a fytosterolů. Fytosteroly se získávají jako vedlejší produkty při rafinaci rostlinných olejů a tuků. Při té se odstraňují jak látky, ovlivňující trvanlivost a užitné vlastnosti, tak i zbytky případných chemikálií použitých k ochraně rostlin. Nejdéle se terapeuticky používá β-sitosterol. Podáván při hypercholesterolémiích v dávce 5–6 g denně sníží koncentraci sérového cholesterolu zhruba o 20 %. Na základě experimentálních studií se považuje za bezpečně zjištěné,

cholesterol v séru (mg/100 ml)

celkový cholesterol v séru (mg/100 ml)

260

250

muži ženy

Los Angeles Havaj 200

Shime 140

200

Fukuoka 150 Koga

10 20 30 40 kalorie konzumované ve formě tuků (%)

Obr. 1.13 Koncentrace cholesterolu v séru a průměrný procentuální podíl kalorií konzumovaných ve formě tuku u 284 Japonců mužského pohlaví ve věku 40–49 let (podle: Hemilä [151])

20

30 40 věk (roky)

50

60

Obr. 1.14 Průměrná koncentrace celkového cholesterolu v séru zdravých Američanů (podle: Frederickson [83])

27

Cholesterol

H3C

CH

CH2

CH3 CH3

H3C

CH2 CH2

CH3

CH2

CH3

CH

CH3

CH3

HO

CH

CH2 CH CH2

HO cholesterol

β-sitosterol

CH3 CH

1

CH3

CH3

Obr. 1.15 Chemická struktura cholesterolu a β-sitosterolu se liší jen přídatným etylem na postranním řetězci (na C17) β-sitosterolu fytosteroly (mg/100 g) 1200 1000

rs = –0,506

800 600 400 200

20

40 60 80 nasycené mastné kyseliny (g/100 g)

100

Obr. 1.16 Obsah nasycených mastných kyselin a fytosterolů v rostlinných olejích

změny koncentrace cholesterolu v séru (mmol/l)

že rostlinné oleje s vysokým podílem kyseliny linolové koncentraci cholesterolu v séru snižují a že triglyceridy nasycených mastných kyselin s dlouhým řetězcem koncentraci cholesterolu zvyšují. Protože mechanismus tohoto účinku není znám a protože uvedené studie nebraly v úvahu rozdílný obsah fytosterolů v použitých olejích, vzniká otázka, jaký podíl na ovlivnění metabolismu cholesterolu mají fytosteroly resp. ω-6 mastné kyseliny. Tato otázka se vnucuje zejména proto, že mezi obsahem nasycených mastných kyselin a fytosterolů je negativní korelace (obr 1.16). Také je třeba vzít v úvahu obsah skvalenu v rostlinných olejích. Většinou bývá nízký, v olivovém oleji je však velice vysoký – 200–700 mg/100 g. Skvalen (viz obr. 1.12) je v živočišných buňkách prekurzorem cholesterolu, v rostlinných buňkách je prekurzorem fytosterolů. Protože se u člověka více než 80 % skvalenu resorbuje střevem, je třeba s jeho účinkem na syntézu cholesterolu počítat [186]. Jen asi 5 % fytosterolů přijatých potravou se resorbuje a opět vylučuje do střeva žlučí. Esterifikací jen špatně rozpustných sterolů s mastnými kyselinami slunečnicového oleje vzniká směs sterolových esterů dobře rozpustná v tuku; ta se může v přiměřené koncentraci přidávat k tukům, např. k margarínům. Klinické studie ukázaly, že podání asi 1,2–2,0 g esterifikovaných fytosterolů denně vyvolá klinicky relevantní snížení koncentrace cholesterolu a LDL v plazmě (obr. 1.17), přičemž se plazmatická koncentrace karotenoidů podstatně nesníží [116]. Metaanalýza 41 sledování ukázala, že každodenní příjem 2 g fytosterolů sníží koncentraci LDL v séru o asi 10 % [149]. Průmyslovou hydrogenací se steroly mohou převést na stanoly; jejich účinek na snížení koncentrace cholesterolu se ale neposuzuje jednotně [136]. Po dávkách fytosterolů, potřebných k profylaxi a terapii, nežádoucí účinky nevznikají.

0,5 0 -0,5 -1 -1,5 margaríny

margaríny a sitostanol

Obr. 1.17 Změny koncentrace sérového cholesterolu u žen po srdečním infarktu při každodenní konzumaci 21 g margarínu, bohatého na mononenasycené a polynenasycené mastné kyseliny, s přísadou 3 g sitostanolu anebo bez ní (podle: Gylling et al. [104])

Pozornost zaslouží jedině velmi vzácná sitosterolémie. Při této autozomálně recesivní poruše metabolismu lipoproteinů je resorpce fytosterolů zvýšena a jejich vylučování játry sníženo. Výsledkem u homozygotů je vzestup plazmatické koncentrace fytosterolů na 50–200násobek.

28

1


U heterozygotů bývají koncentrace fytosterolů v plazmě obvykle v normálním rozsahu. Homozygotní fytosterolémii provází vznik xantomů a již v mládí manifestní ateroskleróza [316].

1.5 Bílkoviny (proteiny) Stavební kameny bílkovin jsou α-aminokyseliny (obr. 1.18), vzájemně pospojované peptidovou vazbou, tj. vazbou karboxylové skupiny (COOH) jedné aminokyseliny s aminovou skupinou (NH2) kyseliny druhé. Rozdílné proteiny jsou charakterizovány rozdílným obsahem a rozdílným pořadím (sekvencí) aminokyselin. Molekula sestávající z více než 100 aminokyselin se označuje jako protein, molekula složená z 10–100 aminokyselin jako polypeptid a sestávající z 2–9 aminokyselin jako oligopeptid. Složené proteiny jsou např. glykoproteiny – s podílem sacharidů, lipoproteiny – komplexy proteinů s lipidy, metaloproteiny – sloučeniny obsahující atom kovu – aj. Syntézu proteinů tělu vlastních určuje nabídka esenciálních aminokyselin. Jako limitující aminokyselina se označuje ta esenciální aminokyselina, která je k dispozici v nejnižší koncentraci. Sekvence aminokyselin v molekule bílkoviny je zakódovaná geneticky. Příjmem proteinů potravou pokrývá organismus potřebu aminokyselin pro syntézu tělu vlastních proteinů, peptidových hormonů aj. Lidský organismus ale nedovede syntetizovat devět z těch zhruba dvaceti aminokyselin, z nichž se skládají proteiny obsažené v potravě. Tyto nepostradatelné čili esenciální aminokyseliny jsou histidin, izoleucin, leucin, lyzin, metionin, fenylalanin, treonin, tryptofan a valin (po dlouhou dobu se soudilo, že histidin je esenciální pouze pro děti).

O R

Cα NH2

C OH

Obr. 1.18 Obecný strukturní vzorec aminokyseliny

Některé postradatelné čili neesenciální aminokyseliny, které se v organismu mohou syntetizovat, se stávají podmíněně esenciální (conditionally essential aminoacids) za speciálních okolností, jako např. při infekcích, horečce, v období po chirurgickém výkonu – tj. tehdy, kdy syntéza aminokyselin z vlastních zdrojů je porušena. Jde např. o cystein, tyrozin, arginin a kyselinu glutamovou. Zvláštní klinický význam má kyselina glutamová resp. její amid glutamin (viz kap. 3.4.3). Za fyziologických okolností dovedou glutamin syntetizovat a dekomponovat všechny tkáně. Při metabolickém stresu, po chirurgických výkonech, při akutní pankreatitidě, při infekci atd. spotřeba glutaminu převyšuje jeho syntézu a mobilizaci ze svalů, takže výsledkem je nízká plazmatická i tkáňová koncentrace glutaminu. Glutamin je hlavní substrát pro vznik amoniaku v ledvinách, takže se rozhodujícím způsobem účastní regulace acidobazické rovnováhy. Pro buňky tenkého i tlustého střeva představuje glutamin nejdůležitější energetický substrát. Totéž platí pro rychle se množící buňky imunitního systému. Potřeba exogenního glutaminu se proto výrazně zvyšuje při chorobách provázených zvýšeným katabolismem (viz kap. 17 a 18). Kromě významu stavebního kamene pro tvorbu proteinů má glutamin další funkce. Je to aminokyselina, jejíž volná forma se vyskytuje v nejvyšší koncentraci jak v plazmě, tak ve tkáních, zejména ve svalovině. Více než 50 % veškerých volných aminokyselin tvoří právě kyselina glutamová. Jsou známy tyto funkce glutaminu: Glutamin je důležitá transportní látka dusíku ve tkáních, v ledvinách je výchozí látkou pro syntézu amoniaku, a proto se velice významně účastní regulace acidobazické rovnováhy (viz kap. 8.1). Glutamin je důležitý substrát pro metabolické děje ve střevní sliznici (viz kap. 17 a 18) i v dalších rychle se množících tkáních, dostatečné zásobení glutaminem je předpokladem pro optimální funkci imunitního systému, především oblasti střeva (GALT – gut associated lymphoid tissue) atd. Dostatečné pokrytí potřeby glutaminu ve stresu – které je možné dosáhnout jen suplementací – pomáhá zabránit orgánovým a funkčním poruchám vyvolaným stresem.

Bílkoviny (proteiny)

Trávení bílkovin probíhá působením peptidáz vytvářených v žaludku a pankreatu i peptidáz střevní mukózy (tab. 1.6), přičemž endopeptidázy štěpí bílkovinné molekuly na polypeptidy, tj. produkty ještě sestávající z většího počtu aminokyselin, kdežto exopeptidázy je pak štěpí až na jednotlivé aminokyseliny. Aminokyseliny se resorbují převážně v jejunu. Fyziologické L-aminokyseliny se resorbují třemi rozdílnými aktivními mechanismy. Jeden z těchto transportních systémů transportuje do buněk sliznice pouze neutrální aminokyseliny, druhý systém jenom bazické aminokyseliny. Protože v lumenu tenkého střeva jsou připraveny k resorpci směsi rozdílných aminokyselin, mohou se aminokyseliny vzájemně při obsazování příslušného transportního systému kompetitivně vytěsňovat. Aminokyseliny, kterým tato kompetice zabránila v resorpci, mohou do sliznice přestoupit působením třetího systému, který transportuje mj. prolin a hydroxyprolin.

29

Proti dřívějším názorům se však neresorbují jen volné aminokyseliny, nýbrž i oligopeptidy, zejména dipeptidy a tripeptidy, které se pak v buňce střevní sliznice peptidázami štěpí. Resopce peptidů využívají tzv. peptidové diety (viz kap. 18.3.4). Reakce přecitlivělosti vůči složkám potravy (alergie na potraviny), zejména na bílkoviny (viz kap. 3.4.10) svědčí o tom, že střevní stěnou mohou proniknout i imunologicky dosud aktivní štěpy resp. celé bílkovinné molekuly. Kojenec resorbuje intaktní proteiny ve formě imunoglobulinů z mateřského mléka. Pokud se nevyužily pro syntézu proteinů, resorbované aminokyseliny se destruují. Destrukce aminokyselin se děje dekarboxylací, transaminací a oxidativní deaminací, přičemž vznikají převážně α-ketokyseliny, biogenní aminy, amoniak atd. α-ketokyseliny vstoupí do cyklu kyseliny citronové a použijí se tak převážně jako zdroje

Tab. 1.6 Enzymy účastnící se trávení bílkovin v gastrointestinálním traktu (podle: Gassmann [282]) enzym žaludeční proteázy gastrin pepsin

prekurzor

substrát

specificita

pepsinogeny

bílkoviny bílkoviny

specifický pro rozpustný kasein hydrolýza na N-konci aromatických aminokyselin

pankreatické proteázy trypsin

trypsinogen

poly-/oligopeptidy

chymotrypsin

chymotrypsinogen

poly-/oligopeptidy

elastáza

proelastáza

oligopeptidy

karboxypeptidáza A

prokarboxypeptidáza A

polypeptidy

karboxypeptidáza B

prokarboxypeptidáza B

polypeptidy

štěpení na C-konci Lys nebo Arg, a štěpení jiných pankreatických proenzymů hydrolýza na C-konci aminokyselin aromatických nebo bez náboje odštěpení alifatických aminokyselin (Ala, Gly, Ser) odštěpení aromatických aminokyselin od C-terminálního konce řetězce odštěpení Arg a Lys od C-terminálního konce řetězce

peptidázy v membráně kartáčového lemu střevní sliznice aminooligopeptidázy oligopeptidy ze 3-5 amino- C-terminální odštěpení aminokyselin kyselin aminodipeptidázy dipeptidy odštěpení aminokyselin od N-terminálního konce z dipeptidů obsahujících Met nebo Gly, i z jiných dipeptidů peptidázy v cytoplazmě buněk střevní sliznice endopeptidázy (různé, dipeptidy odštěpení aminokyselin od většiny včetně Gly-Leu-dipepdipeptidů tidáz aminopeptidáza tripeptidy odštěpení aminokyseliny

1

30

1


energie (viz obr. 1.2), biogenní aminy figurují především jako prekurzory pro syntézu biologicky důležitých látek jako např. enzymů, hormonů atd., a amoniak se v metabolickém cyklu močoviny přemění na močovinu a vyloučí se močí. (Biologická hodnota bílkovin viz kap. 5.9 a viz tab. 5.1). Optimální přívod bílkovin potravou je již po dlouhou předmětem diskuse. Nesmí se zaměňovat s potřebou bílkovin anebo s minimální potřebou bílkovin. Minimální potřeba bílkovin je ono množství, při jehož konzumaci je ještě dusíková bilance vyrovnaná, tzn. určuje dolní hranici přívodu proteinů, při které ještě jsou přívod a ztráta dusíku v organismu v rovnováze. Tato minimální potřeba dusíku je 54 mg/kg, což odpovídá zhruba 0,34 g bílkovin/ kg tělesné hmotnosti anebo zhruba 24 g denně pro dospělou osobu o hmotnosti 70 kg. Jakýkoli typ stresu je spojen se zvýšením metabolismu bílkovin a tím i se zvýšenou potřebou bílkovin, a proto musí optimální dieta poskytovat více než minimální potřebné množství bílkovin. Toto „bezpečnostní zvýšení“ se podle doporučení Komise expertů FAO/WHO udává jako zvýšení o 30 %. Z toho plyne pro potřebu proteinů údaj 0,44 g/kg tělesné hmotnosti anebo zhruba 31 g denně u dospělého muže s hmotností 70 kg.

Protože intestinální využití bílkovin z potravy vykazuje určitou variabilitu, přidává se k tomuto množství bílkovin další paušální zvýšení o 30 %. Tím se zvyšuje údaj o potřebě u dospělého s hmotností 70 kg na asi 40 g proteinů denně. Aby se vyrovnaly rozdílné hodnoty různých bílkovin ve smíšené stravě, zvyšuje se podle Recommended Dietary Allowances USA z roku 1989 na 56 g pro standardní osobu o hmotnosti 70 kg, což odpovídá 0,8 g/kg tělesné hmotnosti. V referenčních hodnotách D-A-CH pro přívod živin [205] se poukazuje na to, že potřeba aminokyselin u dospělého člověka je tč. znovu předmětem diskuse. Dokud pro nové zhodnocení situace osob starších než 2 roky nepřibudou další podklady, zůstávají v platnosti dosud doporučené údaje o přívodu proteinů, tj. 0,8 g/kg tělesné hmotnosti. To platí i pro osoby starší než 65 let, které mají potřebu bílkovin pravděpodobně vyšší než mladší dospělí.

Jestliže vztáhneme požadovaný příjem bílkovin vyvážené výživy na celkový kalorický přívod, měly by konzumované bílkoviny u dospělého představovat 10–15 % energie dodávané potravou. Potřeba bílkovin u kojenců a malých dětí se skládá z komponenty udržovací a z komponenty potřebné pro růst. Celková potřeba se kontinuálně snižuje od 2,7 g/kg denně v prvním měsíci života na 0,9 g/kg denně ve věku 15 let. V těhotenství se potřeba bílkovin zvyšuje teprve od 4. měsíce gravidity. Od této doby je nutno denní přívod proteinů zvýšit o 10 g. Doporučený přívod bílkovin kojícím ženám závisí na množství proteinů vylučovaných mlékem. To je průměrně 7–9 g denně [2, 24] a vyžaduje přidat denně zhruba 15 g bílkovin. Není objasněno, zda vyšší než potřebný přívod bílkovin má nepříznivý vliv na zdravotní stav organismu, anebo zda naopak může jeho výkonnost zvýšit. Diskutuje se o možnosti uspíšení vzniku glomerulosklerózy (viz kap. 5), které přibývá s přibývajícím věkem, a o zvýšení rizika osteoporózy při současně zvýšeném vylučování vápníku ledvinami (viz kap. 8.1). „Biologická hodnota“ bílkovin z potravy je pojem, který má velký praktický význam např. při dietetické léčbě onemocnění se sníženou tolerancí bílkovin, jako je např. chronická insuficience ledvin (viz kap. 5.9) nebo pokročilá jaterní cirhóza (viz kap. 3.7.3). Biologická hodnota udává, kolik gramů tělesného dusíku může být nahrazeno nebo vytvořeno přívodem 100 g dusíku resorbovaného z potravy. Výše biologické hodnoty bílkoviny v potravě v podstatě závisí na množství a vzájemném poměru esenciálních aminokyselin.

Jako limitující aminokyselinu určité bílkoviny označujeme tu, které je ve vztahu k její potřebě v bílkovině obsaženo nejméně. Limitující aminokyseliny limitují hodnotu (biologickou hodnotu) proteinu. Protože v různých proteinech potravy jsou limitující aminokyseliny rozdílné, je možné kombinovat a konzumovat různé potraviny tak, aby výsledkem byla příznivá kombinace aminokyselin. Této možnosti využívá bramborově-vaječná dieta (viz kap.9). Potřebu esenciálních aminokyselin určil v 50. letech 20. století Američan Rose se spolupracovníky; autoři postupně zvyšovali přívod

Bílkoviny (proteiny)

jedné aminokyseliny, až dosáhli vyrovnané dusíkové bilance. To znamená, že pomalu zvyšovali přívod od počátečního malého množství, ležícího zřetelně pod nutnou potřebou. Dnes víme, že takto zjištěné numerické hodnoty platí jen za uvedených pokusných podmínek a že za podmínek běžné výživy anebo při určitých onemocněních jsou odlišné. Podíl ztrát esenciálních aminokyselin oxidací v metabolických dějích je silně variabilní. Určuje jej nejen celkový přívod energie, ale také celkový přívod proteinů a zejména příslušných aminokyselin potravou. Čím více určité esenciální aminokyseliny se v potravě přivádí, tím vyšší je podíl její dekompozice. Již z toho je zřejmé, že výše potřeby, určená na základě pomalého zvyšování přívodu určité aminokyseliny, nemůže mít platnost za všech okolností. Výlučná orientace přívodu bílkovin na biologickou hodnotu dále nebere ohled na skutečnost, že bílkovina potravy má kromě pokrytí potřeby aminokyselin ještě další výživově-fyziologické účinky. Tak např. podíl resorbovaného železa, zinku a mědi do značné míry závisí na typu současně konzumovaných bílkovin.

Dosud není dostatečně známo, jaký vliv na funkce centrálního nervstva má rozdílnost složení různých bílkovin potravy z rozdílných aminokyselin; totéž platí o takových proteinech potravy resp. peptidových sekvencích, které jsou rezistentní vůči intestinálním proteázám (např. β-kasomorfiny) a které mohou ovlivňovat orgánové funkce. Obzvlášť dobře prozkoumány jsou β-kasomorfiny, které vznikají v trávicím ústrojí při trávení kaseinu. Jsou to heptapeptidy, pro které je charakteristický tyrozin jako N-terminální aminokyselina. Tyto peptidy se vážou na opioidní receptory, které se v trávicím ústrojí hojně vyskytují. Experimentálně se podařilo prokázat, že jejich aktivace inhibuje střevní motilitu a také sekreci vody, vyvolanou toxickými vlivy. Do systémové cirkulace β-kasomorfiny v podstatných množstvích zřejmě nepřestupují. Na základě uvedeného účinku na střevo je možné uvažovat o použití β-kasomorfinů při léčbě průjmů [52].

31

Taurin, metabolický produkt aminokyselin obsahujících síru, se vyskytuje jen v potravinách živočišného původu. V organismu se syntetizuje působením enzymů závislých na pyridoxinu. Koncentrace taurinu v plazmě se pohybuje mezi 35–60 μmol/l. Na taurin je bohaté rybí, vepřové a skopové maso. V játrech se žlučové kyseliny konjugují nejen s glycinem, nýbrž i s taurinem. Taurin se dále účastní pochodů při agregaci trombocytů, při svalové kontrakci a při mechanismu vidění. Taurin působí jako antioxidant. Za určitých okolností – např. při dlouhodobé parenterální výživě – se plazmatická koncentrace taurinu snižuje, takže za zvláštních podmínek se taurin považuje za esenciální aminokyselinu, tj. za „podmíněně esenciální“ aminokyselinu (conditionally essential nutrient). O jeho účinku na zvýšení výkonnosti se diskutuje. Homocystein – viz kap. 1.7.2 a 4.5.3.

Poškození bílkovin vystavením vysokým teplotám Jestliže se silně ohřívají proteiny společně se sacharidy, pak reakcí aminokyselin se sacharidy vzniká hnědé zabarvení. Při tom se tvoří tzv. Maillardovy produkty; ty jsou nestravitelné – tzn. že se dostupnost aminokyselin snižuje. Tyto produkty vznikají v závislosti na teplotě a na době, po kterou ohřátí trvalo. Reaguje zejména esenciální aminokyselina lyzin. O stále znovu diskutovaných toxických účincích těchto produktů neexistují průkazy. Také přeměna trans-aminokyselin na cis-formy, která působením horka v určitém rozsahu probíhá i v mikrovlnné troubě, nemá nepříznivé účinky [208]. Jestliže se potraviny bohaté na sacharidy ohřívají spolu s tukem a bílkovinami na vysokou teplotu, vzniká dále akrylamid (amid kyseliny akrylové, CH2=CH-CO-NH2). Tato látka je v pokusech na zvířeti karcinogenní. V závislosti na složení potravin a na intenzitě ohřátí, zejména při grilování, fritování a smažení, se nalezené koncentrace akrylaminu pohybovaly mezi 30 a 1200 μg/kg. Vysoké koncentrace obsahují bramborové chipsy, pomfrity, krekry atd. Dá se odhadnout, že občan Spolkové republiky průměrně denně konzumuje 0,15 μg akrylamidu na kg tělesné hmotnosti (tedy asi 11–12 μg). Snížením výrobních teplot a umírněným konzumem

1

32

1


kyseliny močové se různí při přívodu stejného množství purinu ve formě buď DNA, anebo RNA.

uvedených potravin je dáno, že podle zatímních údajů jsou spotřebitelé vystaveni jen malému riziku (viz kap. 22).

„Strava bohatá na puriny“, obsahující převážně DNA, vyvolává nižší vylučování kyseliny močové a slaběji zvyšuje koncentraci močové kyseliny v séru než potrava se stejným množstvím purinů obsažených převážně jako RNA [267].

1.6 Nukleové kyseliny Účinkem peptidáz se v trávicím ústrojí z nukleoproteidů, přijatých potravou, odštěpí bílkovinná komponenta. Zbývají polynukleotidy, které sestávají z nukleových kyselin (mononukleotidů); ty se opět skládají ze tří složek: • z jedné pentózy, buď z D-ribózy nebo z D‑2-deoxyribózy, • z jedné pyrimidinové nebo purinové báze, • z ortoforforečné kyseliny.

Tyto rozdíly se dají vysvětlit rozdílnou mírou resorpce RNA a DNA. Tak např. 100 g vepřových jater obsahuje 285 mg DNA a 519 mg RNA, vepřové maso 36 mg DNA a 125 mg RNA a hrášek 42 mg DNA a 122 mg RNA. Pro posouzení obsahu purinů v potravinách jakožto výchozí látky pro syntézu kyseliny močové je také důležité vědět, že uskladnění, teplota, způsob přípravy pokrmu atd. mění složení purinů [263].

Ribonukleové kyseliny (RNA) obsahují D‑ribózu, deoxyribonukleové kyseliny (DNA) obsahují D-deoxyribózu. Působením pankreatické deoxyribonukleázy a ribonukleázy se nukleotidy štěpí na nukleové kyseliny, které se pak dále působením enzymů střevní sliznice (fosfodiesteráz, nukleotidáz aj.) před resorpcí štěpí na jednotlivé složky resp. nukleozidy. Purinové báze se metabolizují na xantin, který se účinkem xantinoxidázy oxiduje na kyselinu močovou (obr. 1.19). Kyselina močová, která se z 80–85 % vylučuje močí, vstupuje v ledvinném glomerulu do primární moči a pak se v tubulárním systému částečně zpětně resorbuje. Buňky tubulárního epitelu mají také schopnost kyselinu močovou secernovat. U zdravého člověka se vylučování kyseliny močové zvyšuje při zvýšení syntézy kyseliny močové. V experimentálních studiích u člověka (viz obr. 4.42) se podařilo prokázat, že tvorba

Asi 20 % kyseliny močové se secernuje do střevního lumenu a odchází stolicí. Kyselina močová je konečný produkt purinového metabolismu pouze u člověka, ostatních primátů a u jediné rasy psů (u dalmatinců). U všech ostatních živočišných druhů se kyselina močová přeměňuje na konečný eliminovaný produkt alantoin.

Při destrukci nukleových kyselin vznikají také pyrimidinové báze; ty se přeměňují na kyselinu β-aminomáselnou. Nukleové kyseliny nepředstavují esenciální složku potravy, v organismu se mohou syntetizovat. K syntéze purinů je nutná kyselina listová.

OH

OH

C purinové báze

N HO

Obr. 1.19 Dekompozice purinových bází

C

C C

N xantin

C

N

N N H

CH

HO

C

C

N

C N H N kyselina močová

C

HO

Vitaminy a sekundární rostlinné látky

1.7 Vitaminy a sekundární rostlinné látky Vitaminy jsou esenciální organické látky. Mohou se do organismu přivádět také ve formě prekurzorů, tzv. provitaminů. Potřebná množství vitaminů jsou malá. Vitaminy se spolu se stopovými prvky v anglických textech označují také jako micronutrients (mikroživiny).

Vitaminy dělíme na vitaminy rozpustné ve vodě (thiamin, riboflavin, kyselina nikotinová, kyselina listová, kyselina pantotenová, biotin, pyridoxin, vitamin B12, kyselina askorbová) a na vitaminy rozpustné v tucích (A, D, E, K). Vitaminy rozpustné ve vodě jsou – s výjimkou kyseliny askorbové – koenzymy resp. prekurzory koenzymů. Při vysokém dávkování nevyvolávají hypervitaminózy. Vitaminy rozpustné v tucích naproti tomu nejsou koenzymy a některé z nich při předávkování vyvolávají intoxikaci. Nedostatečný přívod těchto esenciálních živin vyvolává karenční příznaky, které jsou podle stupně a trvání karence velmi rozdílné. V průběhu jednotlivých stadií – marginálního pokrytí potřeby, subklinické karence a klinické karence – se teprve v posledním stadiu vyvinou

karenční příznaky, charakteristické pro příslušný vitamin; fáze subklinické karence se většinou vyznačuje necharakteristickými obtížemi, které neumožní jednoznačnou diagnózu. Tak např. při subklinické karenci thiaminu (obr. 1.20) vznikají mírné depresivní stavy, zvýšená dráždivost a snížená výkonnost, tj. necharakteristické příznaky tak jako při mnoha jiných onemocněních. Plynulý přechod mezi jednotlivými stadii, probíhajícími při snižování přívodu vitaminů, znázorňuje schematicky obr. 1.21. • Stadium prelatentní karence: Depa vitaminů, nahromaděných v organismu ve větším množství – např. vitaminu A nebo B12 – se vyprazdňují a konečně vyprázdní. • Latentní karence (marginální pokrytí potřeby): Snížená syntéza metabolitů, tedy stadium, které se dá diagnostikovat sledováním metabolitů při určitých zátěžích. • Subklinická karence: Toto stadium se dá poznat pouze tehdy, jestliže cíleně pátráme po indikátorech. Klinické příznaky jsou při subklinické karenci necharakteristické a mohou mít i jiné příčiny než deficit vitaminů. Laboratorní kritéria jsou koncentrace vitaminu v plazmě, enzymové aktivity atd.

karence thiaminu (%) buněčný metabolismus koncentrace ve tkáních

klinické příznaky anatomické změny

100 150 počet dní na stravě bez thiaminu

200

100

50

50 marginální pokrytí spotřeby subklinická karence

klinická karence pozdní stadium (manifestní onemocnění z karence) časné stadium

Obr. 1.20 Stadia thiaminové karence u člověka

33

250

1


celkové množství metabolity

2

3

4

5

6

snižování celkového množství snížení syntézy snížení aktivity

enzymy a hormony závislé na vitaminech

nespecifické

1

1

biochemické a funkční poruchy a morfologické změny

marginální pokrytí potřeby (latentní nedostatek)

subklinická karence

ireverzibilní

stadium

charakteristické

34

klinická karence pozdní stadium časné stadium

hraniční stav

Obr. 1.21 Stadia vitaminové karence (podle: Brubacher [33])

• Klinická karence má časné a pozdní sta dium. Klinické známky typické pro jednotlivé vitaminové karence popisuje každá učebnice vnitřního lékařství. Referenční hodnoty pro přívod různých vitaminů v rozdílných fázích života, v souladu s přítomným stavem vědění, jsou uvedeny mezi 2000 publikovanými referenčními hodnotami D-A-CH [205]. Všechny příslušné národní a mezinárodní společnosti vždy v odstupu několika let tato doporučení na základě aktuálního stavu vědění adaptují. Dá se proto přepokládat, že např. doporučené dávky antioxidačních vitaminů a kyseliny listové se v budoucnosti zvýší.

1.7.1 Vitaminy rozpustné v tucích

živočišného původu převážně ve formě retinolu a jeho esteru; v rozvojových zemích se zhruba 70–90 % vitaminu A vytváří z provitaminů – z β-, α- a γ-karotenu, obsažených v potravinách rostlinného původu. Vitamin A konzumovaný ve formě esteru se ve střevním lumenu působením pankreatických esteráz hydrolyzuje, a resorbuje se pak ve formě alkoholického vitaminu A. Proto u chorob, spojených s malabsorpcí nebo maldigescí, je využití vitaminu porušeno. Podle stupně poruchy trávení (zde jde téměř výlučně o insuficienci pankreatické sekrece při pokročilé chronické pankreatitidě, viz kap. 3.6.2) anebo stupně poruchy resorpce (např. při endemické sprue, viz kap. 3.4.4) je koncentrace vitaminu A i jeho provitaminu β-karotenu v séru snížena (obr. 1.23). Porucha využití vitaminu A, přiváděného potravou, se dá zjistit testem resorpce vitaminu A.

Vitamin A Jako vitamin A (synonymum: retinoidy) označujeme přirozené resp. syntetické látky, které vykazují veškeré účinky tohoto vitaminu. Tři základní formy vitaminu A, vyskytující se v přírodě, jsou alkohol retinol, aldehyd retinal a kyselina retinová (obr. 1.22). V průmyslových zemích se až 75 % vitaminu A konzumuje v potravinách

H3C 2 3

1 4

CH3

CH3 H C 6

7

5

CH3

C C H 8

9

CH3

H C

C H

10

11

C

C H

12

13

R

C H

15

14

Obr. 1.22 Strukturní vzorec retinolu, retinalu a kyseliny retinové (retinol: R = –CH2OH; retinal: R = –CHO; kyselina retinová: R = –COOH)


průměrné vylučování tuku stolicí (g/den)

průměrné vylučování tuku stolicí (g/den) a)

100

35

80

b)

80

1

60

60 40 40 20

20

40 80 120 160 koncentrace karotenu v séru (μg/100 ml)

průměrné vylučování tuku stolicí (g/den)

průměrné vylučování tuku stolicí (g/den) 100

40 80 koncentrace karotenu v séru (μg/100 ml)

c)

100

80

80

60

60

40

40

20

20

50 100 koncentrace vitaminu A v séru (μg/100 ml)

d)

50 100 150 koncentrace vitaminu A v séru (μg/100 ml)

Obr. 1.23 Vztah mezi průměrným denním vylučováním tuku stolicí a (a) koncentrací karotenu v séru u 44 pacientů trpících maldigescí, (b) koncentrace karotenu v séru u 18 pacientů trpících malabsorpcí, (c) koncentrace vitaminu A v séru u 19 pacientů trpících malabsorpcí, (d) koncentrace vitaminu A v séru 53 pacientů trpících maldigescí (podle: Kasper a Hosbach [143, 144])

Ve sliznici tenkého střeva se vitamin A‑alkohol reesterifikuje převážně vazbou na kyselinu palmitovou a pak se v chylomikronech odvádí do lymfy. Vitamin A-ester, přivedený krevní cestou do jater, se v játrech ukládá. Stanovení obsahu vitaminu A v jaterní tkáni zdravých normálně živených dospělých osob ukázalo průměrně 126 μg vitaminu A na 1 g jaterní tkáně. Po přepočtu na hmotu celých jater by to odpovídalo rezervě, která by u dospělého člověka pokryla potřebu vitaminu A na zhruba 50–70 dní [250]. Vitamin A-alkohol (retinol), biologicky aktivní forma vitaminu, z jater přestupuje do

krve. Jako transportní proteiny působí jednak specifický, v játrech syntetizovaný protein vážící retinol (retinol-binding protein – RBP), jednak rovněž v játrech syntetizovaný protein, prealbumin. Retinol, RBP a prealbumin vytvářejí komplex v poměru 1 : 1 : 1. Při jaterních onemocněních je syntéza transportních proteinů snížena, a proto je snížena i koncentrace vitaminu A v séru. Jak jsme se již zmínili, potřebu vitaminu A pokrývá preformovaný vitamin z potravin živočišného původu a dodatečně β-karoten spolu s některými dalšími karotenoidy z rostlinných potravin. Požadovaný denní přívod u žen je

36

1


0,8 mg, u mužů 1,0 mg retinolu nebo retinolových ekvivalentů. V průmyslových zemích se v potravinách obohacených suplementy a vitaminy konzumuje zřetelně více než doporučené množství vitaminu A [3]. V těhotenství je potřeba vitaminu A zvýšena. Jeho přívod by měl být průměrně o třetinu vyšší. Pro značný význam tohoto vitaminu pro rozvoj a zrání plic plodu je třeba zejména ve 2. a 3. trimestru těhotenství pečovat o jeho dostatečný přívod. Nejlepším zdrojem vitaminu A jsou játra (asi 125 g týdně). Protože však játra v závislosti na krmivu jatečných zvířat mohou obsahovat velmi vysoká množství retinolu, neměly by je ženy v prvním trimestru těhotenství konzumovat. Ve 2. a 3. trimestru se mohou játra konzumovat bez omezení. Často pozorované snížení plazmatických koncentrací vitaminu A u seniorů bývá většinou následkem jednostranné výživy. Přeměna provitaminů na vitamin A probíhá ve střevní stěně a nikoli v játrech, jak se dříve předpokládalo.

Podle něho odpovídá účinku 1 mg vitaminu A (retinolu) množství 2 mg β-karotenu v mléce, 4 mg β-karotenu ve vařené zelenině, v homogenizovaných mrkvích, pokud se zelenina připravuje s tukem, a 12 mg β-karotenu ve vařených pasírovaných mrkvích. Ze syrových hrubě strouhaných mrkví se karoten prakticky neresorbuje. Dříve běžný a dodnes ještě v klinické praxi často používaný údaj množství je mezinárodní jednotka (IU): 1 IU = 0,3 μg retinolu = 0,344 μg retinolacetátu. Od doby, kdy byl zjištěn význam β-karotenu a dalších karotenoidů jako antioxidantů při vývoji rozdílných onemocnění, nabyl zvláštního praktického významu problém biologické dostupnosti karotenoidů a β-karotenu v potravě. Obr. 1.24 ukazuje špatnou resorpci karotenoidů z rostlinných potravin.

β-karoten a karotenoidy se resorbují relativně špatně. Vysoký obsah tuku v potravě zvyšuje využití karotenu.

Při základní dietě chudé na karoten se u zdravých pokusných osob po jednorázovém podání 29 mg β-karotenu ve formě vařené mrkve jen mírně zvýšila koncentrace karotenu v séru ve srovnání se zvýšením po perorální dávce 12 mg resp. 30 mg čistého β-karotenu v tobolce. Jednorázové podání brokolice (6 mg β-karotenu) a rajčatové šťávy koncentraci karotinu v séru téměř neovlivnilo, resp. neovlivnilo vůbec [30].

Protože vitamin A (retinol) a jeho provitaminy mají rozdílnou míru resorpce, byl pro odhad účinnosti zaveden pojem „retinolový ekvivalent“.

Karotenoidy, které se u člověka v plazmě ani ve tkáních nevyskytují v koncentracích zasluhujících zmínku, jsou lutein, zeaxantin, β-kryptoxantin a lykopin (tab. 1.7).

koncentrace β-karotenu v séru, průběh změn průměrných hodnot [nmol/l] 500 400 300 200

30 mg karotenu

100

15 mg karotenu mrkev brokolice placebo šťáva z rajčat

0 –100 –3

–2

–1

0

1

2

3

4 5 čas (dny)

6

7

8

9

10

11

Obr. 1.24 Koncentrace β-karotenu v séru 30 zdravých osob po jednorázovém požití potravin bohatých na karoten resp. základního jídla chudého na karoten, karotenem dodatečně obohaceného

37


Tab. 1.7 Obsah karotenoidů v ovoci a zelenině. Průměrné hodnoty u šesti karotenoidů v mikrogramech (μg) na 100 g. Karotenoidy označené (*) mají aktivitu provitaminu A (podle: Mangels et al. [171]) ovoce, zelenina nebo přípravek brokolice, vařená kapusta, růžičková mrkev, syrová mrkev, vařená fazole, zelené hrášek, zelený kapusta, listová saláty paprika, červená špenát, vařený pampelusa rajčatová šťáva rajčata, syrová mandarinky

β-karoten (*)

α-karoten (*)

μg/100 g 1 300 480 7 900 9 800 630 350 4 700 1 200 2 200 5 500 1 310 900 520 38

μg/100 g

3 600 3 700 44 16

lutein a zeaxantin μg/100 g 1 800 1 300 260

lykopin

β-kryptoxantin

μg/100 g

μg/100 g

740 1 700 21 900 1 800

60 12 600

20

Kromě významu vitaminu A pro vidění – vitamin A-aldehyd tvoří prostetickou skupinu zrakového pigmentu – je jeho funkce v metabolických dějích (syntéza mukopolysacharidů, kortizonu, vztahy k funkci štítné žlázy atd.) dosud do značné míry neznámá. Koncentraci vitaminu A v plazmě ovlivňují ženské pohlavní hormony. Při menstruaci je koncentrace poměrně nízká a dosahuje v cyklu maxima 15. den a pak kolem 26. dne cyklu. Potom koncentrace opět klesá. Ženy, užívající perorální kontraceptiva, mají průměrnou koncentraci vitaminu A v séru zhruba o 50 % vyšší než ženy, které hormony neužívají. Zda tyto rozdíly mají nějaký význam, není známo. Existují údaje, podle nichž vitamin A oslabuje účinky karcinogenů. Při podávání suboptimálních dávek vitaminu A potkanům tak, že se zásoby vitaminu A v játrech sníží o 50 %, ale růst zvířat zůstává neovlivněn, vznikají u pokusných zvířat častěji bronchiální tumory. Podobné výsledky v pokusu na zvířatech se ukázaly při sledování indukce tumorů tlustého střeva aflatoxinem (viz kap. 16). Vysoké dávky vitaminu A v pokusech na zvířatech drasticky snižují vznik karcinomů.

Nedostatek vitaminu A se při výživě obvyklé v západních průmyslových zemích prakticky

100 20

3 362 8 500 3 100 214

nevyskytuje, je však častý v mnoha rozvojových zemích. Protože vysoké dávky vitaminu A působí toxicky, byla sledována řada různých derivátů s aktivitou vitaminu A, ale s nižší toxicitou. Také tyto látky mají uvedený protektivní účinek (význam karotenoidů a β-karotenu pro karcinogenezi, viz kap. 16). Při optimálním zásobení organismu vitaminem A je zlepšena obrana proti infekci. Řada randomizovaných kontrolovaných studií prokázala protektivní účinek především u dětí v rozvojových zemích s často nedostačujícím pokrytím potřeby vitaminů [97]. Další následky nedostatečného pokrytí potřeby jsou: • poruchy adaptace na šero (šeroslepost), • poškození oční rohovky, zakalení rohovky až oslepnutí, • hypochromní anémie, • poruchy vývoje zubů a růstu kostí.

Vitamin D Referenční hodnoty D-A-CH doporučují denní přívod 5 μg vitaminu D od 1. do 65. roku věku, od 65. roku 10 μg. Při normální produkci žluči

1

38

1


a pankreatických enzymů a při intaktní funkci tlustého střeva se vitamin D resorbuje zhruba z 80 %. Vitamin D je souhrnné označení rozdílných látek s aktivitou D-vitaminu. Nejdůležitější z nich jsou vitamin D2 a D3. Vitamin D2 (ergokalciferol) vzniká působením UV ozáření v kůži z ergosterolu, konzumovaného v potravinách rostlinného původu. Vitamin D3 (cholekalciferol) se vyskytuje zejména v potravinách živočišného původu (v mléce, ve žloutku, v játrech atd.). Přesné místo resorpce vitaminů D ve střevě není známo. Ze střevní stěny se vitamin D transportuje v chylomikronech. V plazmě je vázán na α2-globuliny. Při malabsorpci a maldigesci je využití vitaminu D sníženo. Vitamin D je společně s parathormonem nejdůležitějším regulátorem metabolismu vápníku.

Vitamin D zvyšuje resorpci vápníku ze střeva a zvyšuje ukládání solí vápníku do organické kostní matrix. Vitamin D je klíčem, který odemyká vápníku přístup do kosti. Vitamin D3, resorbovaný ze střeva, se transportuje do jater a tam se hydroxyluje na 25-hydroxycholekalciferol (25-OH-D3). Nepřeměněný podíl vitaminu D3 se ukládá ve svalech a v tukové tkáni. 25-OH-D3 je nejdůležitější transportní formou vitaminu D a představuje největší podíl prokazatelné biologické aktivity vitaminu D v krvi. Jeho koncentrace v séru je nejdůležitějším indikátorem udávajícím stav zásobení organismu vitaminem D. V ledvinách se 25-OH-D3 dále hydroxyluje na 1,25-dihydroxycholekalciferol /1,25-(OH)2-D3/, označovaný také jako kalcitriol. Teprve tento metabolit je oním aktivním produktem, který působí v cílovém orgánu. 1,25-(OH)2-D3 má veškeré vlastnosti hormonu: Vytváří se v jediném orgánu, tj. v ledvinách, a určité regulační mechanismy přizpůsobují míru jeho syntézy aktuální potřebě; secernuje se do krve a krevní cestou dosahuje vzdálené cílové orgány, především střevo a kosti. Těmito vlastnostmi se podobá jiným hormonům. V buňce střevní sliznice aktivuje syntézu proteinu, který je závislý na vitaminu D a váže vápník. Tento protein hraje důležitou roli v intestinálním transportu vápníku.

Intenzita vzniku 1,25-(OH)2-D3 v ledvinách se ustaví za situace, kdy koncentrace vápníku v séru leží v normálním rozsahu. 1,25-(OH)2-D3 však nepůsobí regulačně jen na homeostázu vápníku, nýbrž obecně na buněčné transportní pochody. Tím ovlivňuje četné endokrinní regulační systémy, imunitní odpovědi a funkce makrofágů, metabolismus kosterního svalstva a myokardu i řadu buněčných systémů s rychlým buněčným dělením (spermatogenezi, množení buněk epidermis a střevní sliznice atd.). Finská prospektivní studie potvrdila, že suplementace vitaminem D v raném dětství snižuje riziko vzniku diabetu typu 1. U dětí se suplementací vitaminem D bylo riziko onemocnění o 80 % nižší než u dětí, kterým se vitamin D nepodával [126]. Optimální přívod vitaminu D snižuje riziko vzniku různých orgánových tumorů, autoimunitních onemocnění, psychických onemocnění a svalové slabosti ve stáří. Podle novějších údajů by měl být denní přívod 20–25 μg, tedy zřetelně vyšší než udává referenční hodnota D-A-CH [324, 325]. Parathormon, hormon příštítných tělísek, jehož koncentrace v krvi se při hypokalcémii zvyšuje, podporuje přeměnu 25-hydroxycholekalciferolu na 1,25-dihydroxycholekalciferol. Vysoké koncentrace fosfátů a vápníku v séru syntézu 1,25-dihydroxykalciferolu v ledvinách inhibují. Obsah vitaminu D v mléce je nízký a nestačí pokrýt potřebu kojence. Při optimální výživě matky však v průběhu těhotenství transplacentálně přestoupí do plodu tolik vitaminu D, že jeho depa bohatě kojence chrání před nedostatečným zásobením vitaminem [82]. U řady gastroenterologických onemocnění se vyvíjí nedostatečné zásobení organismu vitaminem D.

Tak např. u pacientů trpících Crohnovou chorobou byly naměřeny zřetelně snížené koncentrace vitaminu D v séru. Tímto nedostatečným zásobením se dá vysvětlit také zvýšení aktivity alkalické fosfatázy, rentgenologické změny kostry, kostní bolesti a případné spontánní fraktury [81]. Deficity vitaminu D jsou časté ve stáří. Deficit vznikající již sníženým přívodem potravou se ještě prohlubuje snížením syntézy


vitaminu D v kůži působením UV záření. Nadto se postupujícím věkem vyvíjí rezistence enterocytů vůči 1,25-(OH)2-D3. V ledvinách se snižuje i syntéza 1-α-hydroxylázy, enzymu nutného pro tvorbu 1,25-(OH)2-D3. Zatímco většina doporučení o přívodu vitaminu D potravou vychází z toho, že také ve vyšším věku denní potřebu vitaminu D stačí pokrýt dávka 15 μg/den, existují i údaje, že často jsou nutné dávky podstatně vyšší, až i 100 μg denně, mají-li zaručit optimální koncentraci 25-OH-D3 v séru [321]. U Asiatů, žijících ve značném počtu v Evropě, zejména v Anglii, se nadprůměrně často vyskytuje nedostatek vitaminu D. Příčinou je převážně vegetariánská strava v kombinaci s nedostatečnou vlastní syntézou vitaminu D v kůži při nepatrné expozici slunečnímu světlu a při intenzivně pigmentované kůži. V USA je riziko rachitidy u malých dětí afroamerického původu zřetelně vyšší než u euroamerických dětí. Signifikantně nižší jsou sérové koncentrace 25-OH-D3 u afroamerických žen v plodném věku jako následek intenzivní kožní pigmentace a možná i kombinace s nižší konzumací mléka. To má za následek snížené transplacentální zásobení plodu vitaminem D [305]. Toxicita Množící se údaje o deficitu vitaminu D u části populace vedly v četných zemích k obohacování potravy vitaminem D. To má mj. za následek, že potřeba vitaminu D se kryje výhradně z preformovaného D-vitaminu. Žádný obratlovec žijící na souši nepokrývá svou potřebu vitaminu D převážně takovouto cestou, tj. bez vlastní syntézy v kůži; je proto nebezpečí permanentního předávkování a z toho plynoucích negativních následků, jako např. usnadnění chronických cévních onemocnění [82]. Při intenzivním ozáření kůže UV zářením se ovšem také syntéza vitaminu D přizpůsobí potřebě, takže nadměrné zásobení vitaminem je méně pravděpodobné.

Vitamin E Pojem „vitamin E“ nebo „tokoferoly“ souhrnně označuje řadu látek, které se strukturou molekuly liší jenom nepatrně. Aktivita jednotlivých členů

39

této skupiny, zjišťovaná různými testy, se však velice liší. Nejdůležitější přirozené vitaminy E jsou α-, β-, γ- a δ-tokoferol, které se chemicky liší počtem a polohou metylových skupin na chromanovém jádře, a důležitá je dále skupina tokotrienolů. Syntetizují je výhradně rostliny, přičemž vzájemný poměr jednotlivých tokoferolů se v průběhu růstu rostliny mění. Mezi přirozeným a syntetickým vitaminem E jsou rozdíly: • Přirozená forma je RRR-α-tokoferol (staré označení je D-α-tokoferol). Stereochemicky je tato forma jednotná. Biologická aktivita syntetického tokoferolu dosahuje asi dvou třetin aktivity RRR-α-tokoferolu. • Syntetický vitamin E je racemická směs osmi stereoizomerů. Označuje se jako all‑rac-α-tokoferol (staré označení je D,L-α-tokoferol). Nejvyšší biologickou účinnost má RRR-α-tokoferol. Protože kromě α-tokoferolu jsou všechny ostatní tokoferoly málo účinné, je třeba hodnotu oleje pro pokrytí potřeby vitaminu E zjišťovat stanovením α-tokoferolu a nikoli obsahem celkového tokoferolu. Bohatý α-tokoferolem je např. olej z kukuřičných klíčků, olej z pšeničných klíčků a slunečnicový olej. Sójový olej obsahující 700–1200 mg celkového tokoferolu na 1 kg je špatným zdrojem vitaminu E, protože jen asi 3–11 % celkového tokoferolu připadá na α-tokoferol. V některých oblastech např. USA je konzumace sójového oleje velmi vysoká. To navzdory vysokému příjmu celkového tokoferolu ovlivňuje dodávku vitaminu E obyvatelstvu nepříznivě.

Relativně bohatá vitaminem E jsou dále vejce, celozrnné obilné produkty, ořechy a rozdílné druhy zeleniny [71]. V rostlinách působí vitamin E jako antioxidant. Chrání především polynenasycené mastné kyseliny před peroxidací.

Potřeba vitaminu E u člověka úzce souvisí s přívodem nenasycených mastných kyselin. Protože vitamin E sám se při ochraně před

1

40

1


peroxidací spotřebuje, stoupá jeho potřeba se zvyšující se konzumací nenasycených mastných kyselin. Polynenasycené mastné kyseliny nadto snižují resorpci vitaminu E (viz kap. 4.5.3). Ačkoli většina rostlinných olejů s vysokým podílem polynenasycených kyselin je také bohatá na vitamin E, rozhoduje netto-obsah vitaminu E (tj. obsah zbývající po odečtení množství potřebného pro ochranu polyenových kyselin) o tom, zda takový olej je skutečně zdrojem vitaminu E, anebo zda naopak vyvolá jeho deficit. Referenční hodnoty D-A-CH doporučují mladistvým a dospělým denní přívod 11–15 mg ekvivalentu vitaminu E. 1 mg RRR-α-ekvivalentu = 2 mg RRR-β-tokoferolu = 4 mg RRR-γ-tokoferolu = 100 mg RRR-δ-tokoferolu. Dříve se obsah vitaminu E udával v mezinárodních jednotkách (IU): 1 mg α-tokoferolového ekvivalentu = 1,5 IU.

Tokoferol, tak jako ostatní vitaminy rozpustné v tucích, se resorbuje při normální sekreci žluči a pankreatických enzymů a při normální funkci tenkého střeva; skladuje se v játrech a v tukové tkáni. Esterifikovaný tokoferol se ve střevním lumenu hydrolyzuje, resorbuje se ve formě smíšených micel a pak se transportuje v chylomikronech lymfou. Potom následuje přesun tokoferolu do lipoproteinů. Asi 65 % se transportuje LDL-frakcí, 24 % HDL-frakcí a 8 % VLDL-frakcí lipoproteinů. Plazma neobsahuje specifický transportní protein pro tokoferol, jak je to např. známo pro vitamin A. Průměrně se resorbuje asi 30 % perorálně přijatého vitaminu. Resorpce je závislá na dávce a při farmakologickém dávkování 200 mg dosahuje jen asi 10 % podaného množství. Při onemocněních spojených s maldigescí, resp. malabsorpcí, je resorpce tokoferolu snížena.

U pacientů se dá prokázat snížení koncentrací tohoto vitaminu, závislé na závažnosti onemocnění [18]. Ještě ne zcela vyjasněná funkce vitaminu E v metabolických dějích v podstatě spočívá v jeho antioxidačním působení, které chrání např. nenasycené mastné kyseliny a vitamin

A před oxidací. Jak jsme se již zmínili, zvyšuje se potřeba vitaminu E při zvyšujícím se obsahu polynenasycených mastných kyselin v potravě. Na 1 g přijaté kyseliny linolové se potřeba vitaminu E zvýší o 0,5–1,0 mg. Zatímco se dříve připisoval význam ve fyziologii výživy výhradně α-tokoferolu, dnes se postupně poznává i význam γ-tokoferolu, který se ve vysokých koncentracích vyskytuje v sójovém oleji, v oleji z kukuřičných klíčků, ve lněném a řepkovém oleji [319]. Jako následek vysoké konzumace sójového oleje má obyvatelstvo USA vyšší plazmatické koncentrace γ-tokoferolu než obyvatelstvo evropských zemí. Vysoký přívod α-tokoferolu snižuje koncentraci γ-tokoferolu v krvi i ve tkáních. Podařilo se zjistit, že ve srovnání s α-tokoferolem má γ-tokoferol v potravinách příznivější antioxidační účinek. Totéž platí pro biologické systémy. Zatímco – v rozporu s dřívějšími názory – dlouhodobá suplementace α-tokoferolem nesnižuje riziko vzniku karcinomů, svědčí výsledky sledování in vitro a in vivo pro antikarcinogenní účinnost γ-tokoferolu. Protektivní účinek při kardiovaskulárních onemocněních nemá v přípravcích vitaminu E obsažený α-tokoferol, nýbrž γ-tokoferol [319]. Výsledky většího počtu studií a metaanalýzy ukazují, že relativně vysoké dávky vitaminu E – ještě před několika málo léty doporučované k profylaxi a terapii – jsou spojeny se vzestupem celkové mortality, zejména při stávajících kardiovaskulárních onemocněních. Proto se odrazuje od přívodu vitaminu E v dávkách 400 IU denně a vyšších [297, 300].

Vitamin K • Fylochinon = vitamin K1 • Menachinon = vitamin K2 • Menadion = vitamin K3 Podle referenčních hodnot D-A-CH pro přívod živin platí jako odhadní hodnota přiměřeného denního přívodu vitaminu K 66–80 μg pro dospělé a 15 μg pro děti od 1 do 4 let. Přívod se má zvyšovat na 50 μg denně u 13–15letých. Vitamin K1 se vyskytuje v rostlinách, vitamin K2 v bakteriích. Synteticky sestrojený K3 se pro toxické vedlejší účinky již nepoužívá.


Vitamin K, syntetizovaný rostlinami a bakteriemi, velmi nutně vyžaduje k optimální resorpci normální sekreci žluči. Biologická dostupnost vitaminu K1 z rozdílných potravin není dostatečně prozkoumána. Při srovnání plazmatických koncentrací fylochinonu (vitaminu K1) jednak po perorálním přívodu farmaceutického přípravku, jednak po požití vařeného špenátu bylo zjištěno, že ze zeleniny se využije jen 4 % oproti podání v přípravku. Podíl resorbovaný ze špenátu se zvýšil na trojnásobek, jestliže se přidalo máslo [95]. V jídle o energetické hodnotě 400 kcal s 27 % energie ve formě tuku nalezli jiní autoři biologickou dostupnost vitaminu K ze špenátu, brokolice a jiné zeleniny pětinásobně až šestinásobně vyšší než z farmaceutického přípravku [93]. Rozdílné jsou názory na otázku, zda se u člověka může využít vitamin K, který ve velkém množství vytváří střevní flóra. Skutečnost, že se nedostatek vitaminu K objeví častěji u pacientů léčených antibiotiky, podporuje představu, že vitamin K syntetizovaný bakteriemi v tlustém střevě přispívá k pokrytí potřeby tohoto vitaminu. V klinickém pokusu nebylo možné při pětitýdenním hladovění prokázat projevy chybění vitaminu K, zatímco zřetelná karence vitaminu nastala již po 3–4 týdnech, jestliže pokusné osoby současně dostávaly antibiotika. U opic, vyživovaných déle než 9 měsíců potravou neobsahující vitamin K, byly změny protrombinového času jen zcela nepatrné; dá se proto uzavřít, že potřebu vitaminu K dalekosáhle pokryla jeho syntéza v tlustém střevě. Svědčí pro to i skutečnost, že podávání tetracyklinu nebo neomycinu u zvířat velmi rychle indukovalo projevy nedostatku vitaminu K [191].

Vysoké koncentrace vitaminu K byly zjištěny ve stolici zdravých pokusných osob. Je třeba uzavřít, že při vazbě podstatného podílu vitaminu v nitru střevních bakterií je volný vitamin K k dispozici a že se resorbuje [44]. Krvácivost jako následek nedostatku vitaminu K se vyskytne zejména po chirurgických výkonech a u pacientů s chronickou insuficiencí ledvin, jestliže je zároveň nedostatečná výživa. Radioimulogickými metodami průkazu vitaminu K se dá nedostatečné zásobení tímto vitaminem prokázat dříve, než se parametry krevní srážlivosti odchýlí od normy. Při použití

41

těchto metod se najdou náznaky suboptimálního zásobení vitaminem K asi u 30 % pacientů trpících nejrůznějšími onemocněními orgánů trávicího ústrojí, jako např. Crohnovou chorobou, ulcerózní kolitidou, endemickou sprue, syndromem krátkého střeva atd. [65]. Jenom při dostupnosti vitaminu K se mohou v játrech syntetizovat faktory krevního srážení protrombin, faktor VII, faktor IX a faktor X. Při nedostatečném využití vitaminu K obsaženého v potravě, např. při nedostatku žluči při obstrukci žlučových cest, se po několika málo dnech vyvine zvýšená krvácivost jako následek snížené syntézy faktorů krevní srážlivosti (tzv. cholemické krvácení). Koncentrace jak vitaminu K, tak i faktorů krevního srážení na vitaminu K závislých, je u novorozenců velmi nízká („fyziologický nedostatek vitaminu K u novorozence“).

Pro prevenci krvácení z nedostatku vitaminu K, projevujícího se často jako krvácení do mozku, doporučila Výživová komise Německé společnosti dětského lékařství profylakticky podávat vitamin K perorálně. Otázkou důležitou pro praxi je ovlivnění krevní srážlivosti potravou s vysokým obsahem vitaminu K u pacientů léčených perorálními antikoagulancii. Bohaté na vitamin K jsou zejména špenát, listová kapusta a zelí. Hodnoty Quickova testu (resp. hodnoty INR) nebyly změněny buď vůbec, anebo byly změněny jen nepatrně u osob, které při podávání antikoagulancií konzumovaly velká množství špenátu – třeba až 500 g [84, 156]. Jiní autoři poukazují na to, že ovlivnění potřebného dávkování antikoagulancií se nedá očekávat jenom tehdy, jestliže konzumace listové zeleniny – podstatného zdroje vitaminu K v naší potravě – zůstává stále konstantní. Tak např. američtí autoři uvádějí, že pravidelné zvyšování každodenního přívodu vitaminu K o 250 μg si u většiny pacientů vyžádá i zvyšování dávek antikoagulancií. Variace denního přívodu vitaminu K by pokud možno neměla přestoupit 200–500 μg [107].

Výrazné změny způsobu výživy, např. přechod z „normální“ výživy na stravu s velice nízkým obsahem tuků anebo na stravu velice bohatou na listovou zeleninu, by si měly vyžádat pečlivé

1

42

1


kontroly parametrů krevní srážlivosti. Totéž platí o příležitostně vysoké konzumaci jater [39]. Také účinkem diet bohatých na bílkoviny a chudých na sacharidy, např. při Atkinsově dietě a „South-Beach“-dietě se objevily změny parametrů krevního srážení (hodnot INR) u pacientů léčených stabilizovanými dávkami kumarolového přípravku warfarinu. Dávku warfarinu bylo třeba při těchto dietách zvýšit. Po ukončení diet se hodnoty INR opět zvýšily [271]. Většina multivitaminových přípravků dostupných na německém trhu vitamin K neobsahuje. Množství vitaminu K obsažená v takových preparátech v USA leží hluboko pod dávkou, která by ovlivnila terapii antikoagulačními látkami. Pouze ve vzácných případech, kdy zásobení vitaminem bylo nedostatečné (tj. při jeho nízké koncentraci v plazmě) ovlivnil koagulaci příjem nepatrných množství vitaminu K v multivitaminovém přípravku [294]. Je třeba vzít na vědomí také skutečnost, že syntéza vitaminu K bakteriemi v tlustém střevě se může změnit jak změnou výživy, tak podáním antibiotik [77, 139, 159, 192].

Oproti často se vyskytujícímu názoru však neexistují důvody pro zavedení speciální diety při léčbě kumaroly („warfarinová dieta“). O významu vysokých dávek vitaminů E jsme již hovořili (viz vitamin E). Vitamin K je také esenciální pro syntézu některých proteinů. To platí především pro osteokalcin, protein extracelulární kostní matrix. Dostatečné zásobení vitaminem K je nutné jak pro vývoj kostry v průběhu růstové fáze, tak i pro udržení kostní hmoty v dospělém věku. Nedostatečný přívod pravděpodobně usnadňuje vývoj osteoporózy (viz kap. 8.1). Nejlepšími zdroji vitaminu K jsou listová zelenina, některé luštěniny a řepkový resp. sójový olej [23].

Předpokladem pro optimální využití vitaminů přivedených potravou je intaktní sliznice tenkého střeva; naproti tomu není nutná optimální resorpce tuků, jak je tomu u vitaminů rozpustných v tucích. Vitaminy rozpustné ve vodě významným způsobem ovlivňují různé metabolické funkce.

Vitamin B1 (thiamin) Referenční hodnoty D-A-CH [205] doporučují denní přívod v rozsahu 1,0 až 1,3 mg thiaminu od věku 16 let a přívod 0,6–1,4 mg pro děti ve věku 1–15 let. Potřeba thiaminu závisí na výdeji energie a udává se jako 0,5 mg/1000 kcal. U dospělého by přívod neměl být nižší než 1 mg denně. Zásobení thiaminem u značného podílu obyvatelstva v západních průmyslových zemích není optimální. Nedostatečné zásobení je časté zejména u alkoholiků. Diuretika zvyšují renální vylučování thiaminu [229, 141], takže při dlouhodobé léčbě diuretiky, např. u pacientů se srdeční insuficiencí, může být zásobení thiaminem nedostatečné. Pyrofosfát vitaminu B1 (thiaminu), kokarboxyláza, je koenzym různých enzymů účastnících se metabolismu sacharidů a je důležitý pro normální vzrušivost nervových buněk. Thiamin patří k vitaminům, které se horkem destruují nejvýrazněji. Podle podmínek tepelné přípravy a typu potraviny dosahují ztráty 9–70 %.

V rozvojových zemích se opakovaně vyskytují velmi výrazné karence vitaminu B1 (nemoc beri-beri). Jako příčina se uvádí spolupůsobení řady různých faktorů, např. těžké tělesné práce, vysokých ztrát vitaminů při přípravě jídla a možná přítomnost látek s antivitaminovým působením v potravě [244].

1.7.2 Vitaminy rozpustné ve vodě

Vitamin B2 (riboflavin)

Všechny vitaminy rozpustné ve vodě se s výjimkou vitaminu B12 resorbují v proximálních oblastech tenkého střeva. Aktivní resorpční mechanismy se dosud nepodařilo prokázat.

Doporučený denní přívod od 4. roku věku leží mezi 0,7 a 1,5 mg [205]. Tuto potřebu smíšená strava vydatně kryje. Dobrými zdroji riboflavinu jsou mléko a mléčné produkty, maso, ryby, vejce a celozrnné produkty.


Vitamin B2 (riboflavin) představuje aktivní skupinu v molekule flavoproteinů, enzymů regulujících biologické oxidace.

Vitamin B6 Vitamin B6 je souhrnný pojem pro pyridoxin, pyridoxamin, pyridoxal a pro jejich estery s kyselinou fosforečnou. Vitamin B6 je koenzymem řady důležitých enzymů účastnících se metabolismu aminokyselin, zejména tzv. aminotransferáz (transamináz) v játrech, a enzymů účastnících se destrukce aminokyselin tryptofanu a metioninu. Protože vitamin B6 má centrální význam pro metabolismus aminokyselin, zvyšuje se jeho potřeba při zvýšení přívodu bílkovin. Mimoto se vitamin B6 účastní syntézy prekurzorů hemoglobinu, syntézy myelinu, fosfolipidů, taurinu aj. a působí jako koenzym při různých reakcích v glukoneogenezi, v metabolismu tuků, v imunitních dějích aj. Doporučený denní přívod od 13. roku věku je 1,4 až 1,6 mg, u dětí 0,6 až 1,0 mg. Těhotné ženy a ženy, které užívají perorální kontraceptiva, potřebují vyšší dávky vitaminu B6, aby se sérová koncentrace tohoto vitaminu udržela v normálním rozmezí [61]. Podle některých údajů se v průběhu těhotenství mohou vyvinout

projevy nedostatku vitaminu B6. Aby se zabránilo jeho deficitu, měl by se přívod tohoto vitaminu v těhotenství a v období kojení zvýšit o 0,7 mg denně. Vitamin B6 je v našich potravinách velmi rozšířen. Dobrými zdroji jsou vepřové maso, játra, ryby, špenát, fazole, vlašské ořechy aj. Nedostatečné resp. suboptimální zásobení vitaminem B6 nepříznivě ovlivňuje regulaci imunologických reakcí [194].

To platí zejména ve vyšším věku. Uvádí se, že ve stáří jsou normální imunologické funkce zajištěny teprve při zřetelně vyšším přívodu vitaminu B6, než který odpovídá běžným doporučením. Nejednoznačně vysvětlena je zřetelně zvýšená spotřeba vitaminu B6 u pacientů infikovaných HIV. I zde se možná vyšším než běžně doporučeným přívodem vitaminu B6 dají docílit příznivé účinky na imunitní systém [194]. O významu vitaminu B6 pro vznik hyperhomocysteinémie viz „kyselina listová“ a obr. 1.25. Při dlouhodobém užívání 50–500 mg pyridoxinu denně byly popsány periferní senzitivní neuropatie. Dnes se přívod do 100 mg denně považuje za bezproblémový.

bílkovina

serin

(vitamin B6) glycin

tetrahydrofolát

(vitamin B6)

metionon dimetylglycin (2)

5,10-metylenterahydrofolát 5-metylentetrahydrofolát

S-adenosyl-metionin akceptor metylových skupin

(3) betain

S-adenosyl-homocystein cholin homocystein (1)

serin (vitamin B6)

cystathion (1) cystathionin-β-syntetáza (2) 5-metylhydrofolát-homocystein-metyltransferáza (3) betain-homocystein-metyltransferáza

Obr. 1.25 Metabolismus methioninu a homocysteinu

43

cystein

homocystein

1

44


Niacin 1

Jako niacin se označuje kyselina nikotinová a amid kyseliny nikotinové, které působí jako vitaminy. Kyselina nikotinová je koenzymem enzymů NAD a NADP. Niacin se v potravě, běžně konzumované ve střední Evropě, vyskytuje v dostačujícím množství. Kyselina nikotinová se může dodatečně vytvářet z aminokyseliny tryptofanu. Míra této přeměny je závislá na řadě faktorů. Ze 60 mg tryptofanu se vytvoří zhruba 1 mg amidu kyseliny nikotinové. Doporučený přívod niacinu pro děti i dospělé leží mezi 13–18 mg ekvivalentu [205] (1 mg niacinového ekvivalentu = 60 mg tryptofanu). V obilí, zejména v kukuřici, se kyselina nikotinová vyskytuje navázána způsobem, ze kterého se v trávicím ústrojí může uvolnit jen částečně.

Nedostatek niacinu s kožními změnami se příležitostně vyskytne po některých léčivech, např. po tuberkulostatikách, analgetikách, psychofarmakách aj., která rušivě zasahují do metabolismu niacinu; mechanismy tohoto účinku nejsou podrobně známy. Pelagra je klasické onemocnění vyvolané nedostatkem niacinu. Dříve se často vyskytovalo v zemích, kde se obyvatelstvo živilo převážně kukuřicí. Vzniku tohoto onemocnění se pravděpodobně účastní i nedostatečný přívod jiných vitaminů, nejen nedostatek niacinu. Hlavní roli v rozvoji tohoto onemocnění, charakterizovaného kožními pigmentacemi, průjmy, zvracením, stavy zmatenosti aj., pravděpodobně hraje i dodatečná nerovnováha mezi aminokyselinami leucinem a tryptofanem.

Biotin Biotin působí jako koenzym při karboxylaci. Avidin, nukleoprotein obsažený ve vaječném bílku, váže biotin, a tím ruší jeho biologickou aktivitu. Antivitaminový účinek biotinu se zahřátím ničí. U pokusných zvířat vyvolal nedostatek biotinu kožní změny a neuromuskulární poruchy. U člověka vyvolá nedostatek biotinu

vypadávání vlasů, dermatitidu, snížení krevního tlaku a poruchy centrálního nervstva, jak o tom svědčí pozorování při dlouhodobé parenterální výživě [179]. U kojenců a malých dětí se dají vysokými dávkami biotinu pozitivně ovlivnit seboroické kožní změny a Leinerova choroba. Biotin se vyskytuje v nejrůznějších potravinách, takže není nebezpečí nedostatečného přívodu. Mimoto se zdá, že enterálně syntetizovaný biotin se částečně resorbuje. Důležitými zdroji biotinu jsou vnitřnosti, žloutek, ovesné vločky, mrkev a arašídy.

Odhadovaná hodnota přiměřeného denního přívodu u dětí leží mezi 10–35 μg a u dospělých mezi 30–60 μg [205]. Nízké sérové koncentrace byly naměřeny při alkoholických jaterních poškozeních. Využití biotinu přijatého potravou je pravděpodobně sníženo při achlorhydrii a při stavech po operacích žaludku [24].

Kyselina pantotenová Kyselina pantotenová je složkou koenzymu A, který má centrální postavení v metabolismu a umožňuje přenos acetylových skupin (viz obr. 1.2). Jako odhadovaná hodnota přiměřeného denního přívodu se udává od prvního roku věku 4–6 mg [205].

Vitamin B12 Vitamin B12 je souhrnné označení většího počtu rozdílných korinoidů, nazývaných také kobalaminy. Doporučený denní příjem se udává ve výši 3,0 μg pro dospělé a 1,0 μg pro děti od jednoho roku věku, vzestupně potom až na 3,0 μg u 13–15letých [205]. Vitamin B12 se podílí na syntéze nukleových kyselin a tím na tvorbě stavebních kamenů buněčného jádra. Nejznámější vitamin této skupiny je kyanokobalamin. Při nedostatku vitaminu B12 ubývá buněčných dělení v kostní dřeni a vzniká chudokrevnost označená jako perniciózní anémie.


Vitamin B12 přijímaný potravou, označovaný také jako extrinsic factor (Castleův zevní faktor), se v potravinách vyskytuje jednak ve volné formě, jednak vázaný na protein. V žaludku se vitamin působením kyseliny chlorovodíkové a pepsinu z vazby na proteiny uvolňuje. Při kyselém pH se kobalamin váže z největší části na protein haptokorin (R-protein) a jen v nepatrném podílu na intrinsic factor (Castleův vnitřní faktor), secernovaný žaludeční sliznicí. V proximálních oddílech tenkého střeva se vitamin B12 účinkem pankreatického trypsinu z vazby na haptokorin uvolňuje a pak naváže na vnitřní Castleův faktor. Takto vzniklý komplex se pak váže na specifické receptory ve sliznici terminálního ilea. Následuje resorpce a přestup do krevního řečiště. Při bakteriálním osídlení žaludku, pravidelně prokazatelném při hypaciditě a anaciditě, se jednak zvyšuje spotřeba vitaminu B12, jednak se bakteriální syntézou vytvářejí látky, které ve sliznici ilea kompetují s vitaminem B12 o receptory. Podobný nepříznivý vliv má také snížení žaludeční sekrece působením antacid, např. inhibitorů protonové pumpy. V závislosti na dávce se tak snižuje resorpce vitaminu B12 [173, 174]. Uvedené předpoklady optimální resorpce vitaminu B12 se s postupujícím věkem zhoršují. Vyšší věk představuje zvýšenou incidenci osídlení žaludeční sliznice bakterií Helicobacter pylori – ve střední Evropě se najde u 50 % obyvatel starších 50 let – a tím i vývoj chronické gastritidy (gastritis B) s hypaciditou nebo anaciditou a se sníženou produkcí vnitřního Castleova faktoru. Již dlouho před objevem Helicobacter pylori bylo známo, že s přibývající věkem se snižuje jak bazální, tak i histaminem stimulovaná sekrece žaludeční kyseliny. U pacientů průměrného věku 71 let, s gastritidou, s osídlením H. pylori, se sníženou sérovou koncentrací kobalaminu a se zvýšenou koncentrací homocysteinu, se za 6 měsíců po eradikaci H. pylori významně zvýšila koncentrace kobalaminu a snížila koncentrace homocysteinu v séru. Průměrný korpuskulární objem erytrocytů se snížil [299]. Chirurgické odstranění žaludku (resp. terminálního ilea), stejně jako atrofie žaludeční sliznice s neschopností vytvářet vnitřní Castleův faktor a s dlouhodobými změnami stěny ilea, vyvolá nedostatek vitaminu B12, protože se nedá využít vitamin přiváděný potravou.

45

Vitamin B12 je jediný ve vodě rozpustný vitamin, který se v množství, stojícím za zmínku, uskladňuje – a to v játrech. Proto také po přerušení přívodu vitaminu B12, např. po totální gastrektomii (viz kap. 3.3.5), kdy zcela odpadne produkce vnitřního faktoru, anebo po chirurgickém odstranění terminálního ilea, se projevy karence (zejména makrocytární anémie) vyvíjí teprve po 1 a 2 letech. Depa vitaminu B12 v játrech člověka odpovídají zhruba potřebě na 1000 dní. Přísně vegetariánská strava (viz kap. 20) bez mléčných a vaječných produktů by po delší než jednoroční konzumaci musela vyvolat nedostatek vitaminu B12. Navzdory těmto čistě matematickým výpočtům bylo možné prokázat, že u vegetariánů sice koncentrace vitaminu B12 v průběhu prvních 2–3 let sice poklesne na velmi nízké hodnoty, ale pak se již málo mění. Přitom se obsah vitaminu B12 v erytrocytech pohybuje ve stejném rozsahu jako u kontrolních osob s normální výživou. Skutečný nedostatek vitaminu B12 se vyvine u vegetariánů jen vzácně.

Soudí se, že u toho malého počtu vegetariánů, u kterých se takový nedostatek vyvine, spolupůsobí ještě další faktory, možná snížená produkce vnitřního faktoru při atrofii žaludeční sliznice. Existují údaje o tom, že při sníženém perorálním přívodu vitaminu B12 se jeho potřeba kryje z kobalaminu syntetizovaného bakteriální flórou v distálních oddílech tenkého střeva. Vnitřní faktor, který se i do těchto oblastí střeva dostane v aktivní formě, umožní resorpci. Jestliže se potřeba kobalaminu z uvedených důvodů nemůže pokrýt, zpravidla se substituuje intramuskulárními injekcemi opakovanými v odstupech 1–3 měsíců. Protože vitamin B12 při extrémně vysokém perorálním dávkování přestoupí asi z 1 % do krevního řečiště pasivní difuzí, může se i každodenním perorálním podáváním dávky zhruba 1000 μg dosáhnout dostatečného krytí jeho potřeby [69]. O významu vitaminu B12 při vzniku hyperhomocysteinémie viz kyselina listová a obr. 1.25. Vitamin B12 je kofaktor enzymu 5-metyl-tetrahydrofolátu a má tak zásadní význam pro metylaci homocysteinu.

1

46


Kyselina listová (folová) 1

Doporučený denní přívod pro dospělé a pro děti od 10 let je 400 μg folátového ekvivalentu. V Dietary Reference Intakes USA [57] publikovaných roku 1998 byla ponejprv použita nová definice, která říká: 1 μg folátu v potravě = 0,5 μg syntetické kyseliny listové (pteroylmonoglutamové). Doporučení pro gravidní ženy je 600 μg denně. Ženy, které chtějí otěhotnět anebo které by otěhotnět mohly, by měly navíc užívat 400 μg syntetické kyseliny listové (pteroylmonoglutamové – PGA) ve formě suplementu, aby předešly defektům nervové trubice plodu. Takto zvýšit přívod kyseliny listové by se měl nejpozději 4 týdny před otěhotněním a měl by zůstat zvýšený v průběhu první třetiny gravidity [153, 205]. Referenční hodnotu přívodu kyseliny listové (400 μg folátového ekvivalentu denně) se u velké části obyvatelstva Německa nedosáhne. Podle údajů přehledu o výživě z roku 1998 asi 60 % žen a 75 % mužů – ani s přihlédnutím k suplementům s kyselinou listovou – její doporučené množství nekonzumuje [272]. U dětí ve věku 2–14 let je tento podíl 60–70 % [142]. V našich potravinách se kyselina listová vyskytuje jednak volná (jako pteroylmonoglutamát), jednak ve vázané formě (jako pteroylpolyglutamát). Dobré zdroje folátu jsou listová zelenina, zejména špenát a kapusta, a také rajčata, brambory, pomeranče, celozrnné obilné produkty, vejce a játra. Průměrný denní přívod dospělým i dětem v Německu i v jiných západních zemích je v průměru nižší než odpovídá referenčním hodnotám. Biologická dostupnost volné formy je vyšší než 90 %, vázané formy jen asi 20 %. Při poměru obou forem v naší potravě je možné odhadnout celkovou biologickou dostupnost na asi 40 %. Podstatný podíl folátů se ničí při přípravě a skladování působením horka, oxidací a vyluhováním ve vařící vodě. Nedostatečné pokrytí potřeby se vyskytuje často v těhotenství, a mimoto při určitých onemocněních, jako je např. Crohnova choroba (viz kap. 3.4.3) a u alkoholiků (viz kap. 1.9). Významný vzestup metabolitů kyseliny listové v moči ve druhém trimestru těhotenství a návrat k výchozím hodnotám po porodu dokládají zvýšený katabolismus vitaminu v graviditě [176].

Hyperchromní anémie v těhotenství mohou představovat následek deficitu kyseliny listové. Riziko vrozených malformací, zejména defektu nervové trubice, se zvyšuje při nedostatečném pokrytí potřeby kyseliny listové v průběhu těhotenství (viz kap. 15).

Větší pozornost je třeba věnovat zvýšené potřebě folátu, jak ukazují výsledky získané v průběhu posledních let (viz kap. 15). V Anglii, v USA, v Maďarsku a v některých dalších zemích vznikly snahy, zajistit optimální přívod vitaminů obyvatelstvu obohacením chleba a pečiva kyselinou listovou. Kyselina listová je stejně jako vitamin B12 nutná pro syntézu nukleových kyselin. Při totální parenterální výživě, a to zejména při infuzi roztoků aminokyselin, je nebezpečí tak výrazného snížení sérové koncentrace kyseliny listové, že by se mohla vyvinout megaloblastická anémie [192]. Přesný mechanismus tohoto poklesu koncentrace kyseliny listové není znám. Je třeba pečovat o to, aby se při totální parenterální výživě infundovalo pokud možno více kyseliny listové, než odpovídá obvyklé denní potřebě. Významné poruchy vyplývající z nedostatečného pokrytí potřeby kyseliny listové – ale také vitaminů B12 a B6 – jsou dány zvýšenou tvorbou homocysteinu, intermediárního produktu metabolismu metioninu (viz obr. 1.25). U zdravých optimálně vyživených lidí se homocystein buď remetyluje na metionin, anebo se přemění na cystationin a pak na metionin. Koncentrace homocysteinu v tkáních a v plazmě je proto velmi nízká. Hlavní zásobní a transportní formu kyseliny listové představuje kyselina 5-CH3-tetrahydrolistová (5-CH3-THF). Působením enzymu 5-metyltetrahydrofolát-homocystein-metyltransferázy (metylentetrahydrofolátreduktázy) za spoluúčasti vitaminu B12 jako kofaktoru se metylová skupina přenese na homocystein. Druhou metabolickou cestu, přeměnu na cystationin, katalyzuje enzym cystationin-β-syntetáza za účasti vitaminu B6, jako kofaktoru. Zvýšené plazmatické koncentrace homocysteinu se mohou vyvinout jednak jako následek vrozených enzymových defektů, jednak


jako následek nedostatku vitaminů B6, B12 anebo kyseliny listové. Při vrozeném enzymovém defektu jde o homocysteinurii, autozomálně recesivní hereditární onemocnění. Jeho podklad tvoří defekt enzymu cystationinsyntetázy, který přeměňuje homocystein na cystationin. To je po fenylketonurii nejčastější vrozená metabolická choroba (viz kap. 4.6.8). Jako horní hranice koncentrace homocysteinu v plazmě se uvádí 10–17 μmol/l. Hyperhomocysteinémie se rozděluje na mírnou, s plazmatickými koncentracemi mezi 16 a 30 μmol/l; středně závažnou s 31–100 μmol/l a těžkou s více než 100 μmol/l [140]. Příčinou hyperhomocysteinémie, která nevznikla jako hereditární metabolické onemocnění homozygotů, může být jednak manifestace onemocnění u heterozygotů, anebo nedostatečný přívod kyseliny listové, vitaminu B12 a vitaminu B6. Vysoká konzumace filtrované anebo nefiltrované kávy je spojena se zvýšením koncentrace homocysteinu v plazmě. Koncentrace kyseliny listové ani vitaminů B6 nebo B12 ovlivněny nejsou. Mechanismus tohoto zvýšení není znám [252]. Vysoké koncentrace homocysteinu v plazmě podporují rozvoj především aterosklerotických cévních onemocnění (viz kap. 4.4) a defektů nervové trubice (viz kap. 15). Řada sledování také ukázala, že suplementace kyselinou listovou v období koncepce snižuje pravděpodobnost rozštěpů rtů, čelisti a patra i vrozených srdečních vad.

Vitamin C (kyselina askorbová) Doporučený denní přívod dětem od 1 do 13 let je 60–90 mg, osobám od 13 let 100 mg, kuřákům 150 mg. Schopnost syntetizovat kyselinu askorbovou, kterou má většina savců, člověk v průběhu evoluce ztratil, takže je odkázán na pravidelný přívod potravou. Vitamin C (kyselina askorbová) tvoří redoxní systém s kyselinou dehydroaskorbovou. Dostatečná koncentrace vitaminu C je nutná pro řadu důležitých metabolických dějů, např. pro syntézu kolagenu v pojivové tkáni, pro syntézu hormonů kůry a dřeně nadledvin, pro resorpci nehemového železa, pro hojení

47

ran, pro optimální funkci imunitního systému, pro inhibici syntézy nitrosaminů v žaludku aj. Vitamin C spolu s vitaminem E a s karotenoidy patří do skupiny antioxidačních živin, které ochraňují před poškozením vyvolaným volnými kyslíkovými radikály (před „oxidačním stresem“). Optimální koncentrace v krvi a tkáních chrání před vznikem řady dnes častých onemocnění, jako např. karcinomů (viz kap. 16), aterosklerotických změn cévní stěny (viz kap 4.4), před šedým zákalem čočky – kataraktou (viz kap. 13.1) aj. Kyselina askorbová se v proximálních oddílech tenkého střeva resorbuje, a to v závislosti na dávce – při zvyšující se jednotlivé dávce se snižuje resorbovaný podíl. Zatímco po perorálním podání asi 180 mg denně se resorbuje 80–90 % požité dávky, dosahuje množství resorbované po podání 3 g jen asi 40 %. Biologická dostupnost vitaminu C z rozdílných zdrojů, jako např. z pomerančů, pomerančové šťávy, vařené brokolice anebo vitaminových tablet se neliší [170]. V západních průmyslových zemích se dnes již nevyskytují onemocnění vyvolaná nedostatkem vitaminu C, v dřívějších dobách častá především v zimních měsících – skorbut (kurděje) u dospělých a Moellerova-Barlowova choroba u kojenců. Suboptimální přívod vitaminu C je spojen s necharakteristickými obtížemi, jako např. se snížením výkonnosti, únavou, nedostatečnou dynamogenií a aktivitou a mj. i se zpomaleným hojením ran a se zvýšenou náchylností k infekcím. Kyselina izoaskorbová (erytrobová), stereoizomer vitaminu C, je povolena v USA jako antioxidační přísada k potravinám. Biologicky aktivní není. Srovnávací studie na zdravých pokusných osobách nenalezly antagonické působení vůči vitaminu C [213].

Vitamin C a choroby z nachlazení, viz kap. 1.7.4; hyperlipoproteinémie, viz kap. 4.4; Alzheimerova choroba, viz kap. 11.4; vznik tumorů, viz kap. 16.3; alternativní terapie tumorů, viz kap. 21.7.2.

1

48

1


1.7.3 Rizika a prospěch vysokého perorálního dávkování vitaminů, vitaminových megadávek

Akutní a chronické hypervitaminózy

Denní přívod vitaminů, zřetelně převyšující doporučené denní dávky, může být nutný tehdy, jestliže je třeba vyrovnat deficity anebo uhradit potřebu zvýšenou onemocněním, působením některých léků atd. Kromě těchto zřetelných indikací se občas doporučují vysoké dávky různých vitaminů zdravým osobám s optimálním pokrytím vitaminové potřeby – a to s představou, že se tak zlepší tělesná odolnost a výkonnost, že se odstraní alergie, ekzémy, vypadávání vlasů, že vymizí křečové žíly, že se odstraní obtíže s učením u dětí atd. atd. Lékaři, odborníci-nutricionisté a poradci v otázkách výživy se opakovaně setkávají s těmito názory, pramenícími většinou ze spekulací. Úkolem odborníků je posoudit otázku příslušných poškození (hypervitaminóz) a vědeckou serióznost slibů o zlepšení zdraví vysokým přívodem vitaminů.

Akutní intoxikace se vyvine tehdy, jestliže se požije více než 1 milion jednotek např. ve formě tuleních jater anebo jater ledního medvěda. Klinické příznaky jsou bolest hlavy, zvracení, závratě a při dlouhodobějším vysokém přívodu hepatosplenomegalie, alopecie, hypokalcémie aj. Chronická intoxikace se vyvíjí, jestliže se po delší dobu užívá asi 100 000 jednotek vitaminu A. Klinické příznaky jsou suchá kůže, vypadávání vlasů, nechutenství, příznaky zvýšeného nitrolebního tlaku (pseudotumor cerebri), hepatomegalie, bolesti kostí a u dětí poruchy růstu. Existují údaje o tom, že dlouhodobé užívání dávek převyšujících potřebu zvyšuje pravděpodobnost rozvoje osteoporózy. Chronická toxicita se zřejmě vyvíjí se značnými individuálními rozdílnostmi a přibývá jí se zvyšujícím se věkem [309]. Obohacování potravin vitaminy a nekritická konzumace multivitaminových přípravků vede k tomu, že značný podíl obyvatelstva – v USA se udává 75 % – konzumuje podstatně více vitaminu A, než odpovídá doporučením [3]. (Přívod vitaminu A v těhotenství, viz kap. 15.) 1 g jater ledního medvěda obsahuje asi 20 000 IU vitaminu A, tj. čtyřnásobek optimální denní dávky pro dospělého. Pro srovnání 1 g hovězích nebo vepřových jater obsahuje jen 100 až 150 IU vitaminu A (nebezpečí hypervitaminózy A při chronické insuficienci ledvin, viz kap. 5). Také při častější konzumaci hovězích nebo vepřových jater po dlouhou dobu se může vyvinout chronická intoxikace.

Nežádoucí účinky vysokých dávek vitaminů Sedm z deseti obyvatel USA alespoň občas užívá suplementy, doplňky (vitaminy, minerální látky, stopové prvky). Tato skupina lidí v podstatě více pečuje o své zdraví. Jí více ovoce a zeleniny, méně kouří, méně pije alkohol atd. Podle American Dietetic Association se má optimální přívod živin pokrýt různorodou a proměnnou stravou. Suplementy jsou indikovány jenom tenkrát, jestliže jejich účinnost a neškodnost je vědeckými metodami potvrzena [125]. V literatuře je málo odkazů, které by ukazovaly, že přívod až pětinásobku denní dávky, doporučené národními společnostmi pro výživu, by měl nepříznivé účinky. Jenom u vitaminů A a D by se pro absolutní bezpečnost neměly přestoupit horní hranice denních dávek – 10 μg vitaminu D a 3 retinolové ekvivalenty vitaminu A denně.

Vitamin A

Protože vitamin A má teratogenní potenciál, upozorňuje Spolkový zdravotnický úřad (Bundesgesundheitsamt), že ženy v plodném věku a především těhotné ženy by se častější konzumaci jater měly vyhýbat.

Příznaky intoxikace vitaminem A po přerušení přívodu zpravidla rychle ustoupí.


Vitamin D Příznaky intoxikace vitaminem D jsou nevolnost, žízeň, zvracení, nauzea, nechutenství, tonicko-klonické křeče, zvýšení krevního tlaku aj. Zvýšená resorpce vápníku působením extrémně vysokých dávek vitaminu D vede k nadměrnému vylučování vápníku močí. Hyperkalcémie se vyvine teprve tehdy, když je překročena eliminační kapacita ledvin. V ledvinných tubulech může vypadávání vápníkových solí z roztoku vyvolat renální insuficienci a urémii [79]. Rozpětí mezi doporučeným denním přívodem vitaminu D potravou a mezi množstvím, které již může vyvolat intoxikaci, je relativně úzké. S možností intoxikace se musí počítat již po zhruba desetinásobku doporučené denní dávky [175].

Vitamin E Ještě před několika málo léty se k profylaxi a terapii doporučovalo podávat vysoké dávky vitaminu E. Platilo, že přívod až 1000 mg nemá nežádoucí účinky, ačkoli se již objevily zprávy [70], poukazující na tyto nežádoucí projevy: • nevolnost • zvracení • bolesti hlavy • svalovou slabost • stavy vyčerpanosti • závratě • stomatitidu • tromboflebitidu • krvácení z pochvy • zesílení potíží při angině pectoris • zhoršení metabolismu u diabetiků • zvýšení krevního tlaku aj. Při experimentálním sledování se u zdravých osob po podávání 800 mg α-tokoferolu denně objevily známky únavy a slabosti, anémie a známky hypotyreózy. Dvojitě slepá studie u zdravých mužů musela být pro rozvoj známek svalové slabosti a pocitu vyčerpání předčasně ukončena.

V zásadě je však rozpětí mezi doporučeným denním přívodem tokoferolu a dávkami, po nichž se dají očekávat nežádoucí účinky, podstatně vyšší než u vitaminů A a D [175].

49

Již v kap. 1.7.1 jsme se zmínili o metaanalýzách, které dospěly k závěru, že každodenní přívod dávek vyšších než 400 IU (1 IU = 0,67 mg RRR-α-tokoferolu) nepříznivě ovlivňuje celkovou mortalitu a zejména mortalitu na kardiovaskulární onemocnění.

Vitamin B6 Potřeba tohoto vitaminu je zvýšena u alkoholiků a u žen dlouhodobě užívajících kontraceptiva s obsahem estrogenů. Vysokými dávkami, mnohonásobně překračujícími denní potřebu (megadávkami) je možné dosáhnout účinků při těchto onemocněních: homocystinurie, cystationinurie, závislost na pyridoxinu a primární oxalóza typu I. Nežádoucí účinky se po několikaměsíčním přívodu 2–6 g pyridoxinu denně objevily ve formě periferních senzorických neuropatií s ataktickými poruchami chůze, s poruchami reflexů, poruchami hmatu a vnímání teploty aj. [15]. Jiní autoři popsali podobné nežádoucí účinky již po dávkách od 500 mg do několika gramů denně [13].

Vitamin C Při vysokém přívodu, který zřetelně překračuje potřebu, se kyselina askorbová rychle vylučuje ledvinami. Příznaky hypervitaminózy nejsou známy. Vysoké perorální dávky mohou vyvolat gastrointestinální obtíže, především osmotický průjem. Nebezpečí vzniku hyperoxalurie s usnadněnou tvorbou ledvinných kamenů se posuzuje různě (viz kap. 5.10). Aby se zabránilo nežádoucím účinkům, byly navrženy hodnoty LOAEL (Lovest Observed Adverse Effect Level), 3000 mg/den, a UL (Tolerable Upper Intake Level), 2000 mg/den – jiné gremium navrhlo 1000 mg/den [281].

1.7.4 Profylaktické a terapeutické účinky vysokých dávek vitaminů Již po mnoho let probíhají kontroverzní diskuse o otázce, zda je doporučeníhodné užívat vitaminy nebo stopové prvky navíc k optimálně složené stravě, aby se tím zvýšila tělesná a duševní výkonnost, aby se bránilo projevům stárnutí,

1

50

1


aby se snížilo riziko onemocnění atd. Výsledky studií, zaměřených na tyto otázky, pomáhají k jejich objasnění jen omezeně, a to z různých důvodů: Suplementy použité v různých studiích nemají jednotné složení a jejich dávkování je rozdílné. Některé studie používaly jen jediný vitamin, jiné studie více vitaminů, a to někdy spolu se stopovými prvky, po rozdílně dlouhou dobu, a pracovaly s jen malými sledovanými skupinami. Mimoto jsou obtížně srovnatelné výsledky získané v rozdílných oblastech s rozdílnými stravovacími zvyklostmi. Přestože exaktní podklady chybí, autoři [259] doporučují, aby zdraví dospělí lidé multivitaminové přípravky užívali, a to v těchto případech: • Jestliže se u dané osoby nedá pokrytí potřeby zjistit pro finanční nákladnost vyšetření krve. Užívání suplementu je levnější a není nebezpečné, jestliže běžný denní přísun a přísun ve formě suplementu nepřekračuje denní potřebu. • Jestliže jsou v populaci podskupiny s nedostatečným přívodem např. kyseliny listové, jako ženy v plodném věku (viz kap. 15.1). • Jestliže v dané složce populace přichází v úvahu, že by se u ní dalo snížením zvýšených koncentrací homocysteinu v plazmě podáním přídatných dávek kyseliny listové, vitaminu B6 a B12 snížit riziko kardiovaskulárních onemocnění. • U seniorů, kde se často vyskytuje nedostatečné pokrytí potřeby vitaminů (viz kap. 2.3.2). Všechny tyto situace – i některé situace další – opravňují podle názoru autorů k užívání nízce dávkovaných multivitaminových přípravků [259]. Další otázka, která dosud nebyla jednoznačně objasněna, se týká profylaxe a terapie chorob z nachlazení vysokými dávkami vitaminu C. Nositel Nobelovy ceny Američan L. Pauling vyšel z představy, že optimální přívod vitaminu C je 3–4 g denně, a doporučil vysoké dávky kyseliny askorbové k terapii a profylaxi chorob z nachlazení. Množství studií na toto téma je veliké, docházejí však k rozdílným závěrům.

Četné studie sice po podávání 1 g kyseliny askorbové nenalezly snížení incidence chorob z nachlazení, trvání onemocnění a jeho intenzita se však signifikantně snížily [114]. Ve dvojitě slepé studii se po profylaktickém podání 1 g kyseliny askorbové denně v průběhu zimních měsíců vyskytlo ve srovnání s placebovou skupinou významně méně onemocnění. Mimoto bylo trvání onemocnění zkráceno a i intenzita příznaků byla slabší. Autoři zdůrazňují, že vitamin C se musí podávat preventivně, nikoli teprve po vypuknutí příznaků infekce [240]. Další studie nalezly po každodenním podávání 0,6–1,0 g kyseliny askorbové snížení incidence chorob z nachlazení zhruba o 50 % jenom tehdy, jestliže pokusné osoby byly vyšetřovány při vysoké fyzické zátěži (maratonský běh, vojáci při tréninku aj.).

Další kapitoly uvádějí další příklady pro použití vitaminové suplementace, vhodné za určitých situací.

Antioxidační působení vitaminů Dosud uvedená doporučení optimálního přívodu vitaminů se zaměřují na úkol, bezpečně zabránit vzniku karenčních příznaků při nedostatečném přívodu vitaminů potravou. Mimoto však existují údaje, podle kterých tzv. „antioxidační vitaminy“ C a E a řada karotenoidů působí synergicky jako „zhášeči volných radikálů“ a na základě toho brání vzniku řady onemocnění.

Aby mohly tuto funkci „zhášečů“ optimálně splnit, je třeba podávat je v dávkách vyšších než doporučených k ochraně před karenčními projevy. Pod pojmem „volné radikály“ rozumíme vysoce reaktivní látky (atomy, molekuly nebo ionty s jedním – anebo s více než jedním – nepárovým elektronem), které dovedou vyvolat řetězové reakce, při nichž reakce jednoho volného radikálu s jednou substancí může vyvolat vznik dalších volných radikálů. Volné radikály mohou: • reagovat s látkami různého typu, • poškodit biologické membrány, • změnit strukturu nukleových kyselin, odpovědných za průběh buněčného dělení a za předávání genetických informací.


Volné radikály mohou v metabolismu vznikat v nitru makrofágů, ve tkáni působením určitých enzymů, v dýchacím řetězci, ale také vlivem exogenních faktorů jako např. složek potravy, vlivem cigaretového kouře, účinkem určitých léčiv, UV ozářením aj. (viz obr. 16.5). Množství nálezů svědčí o tom, že volné radikály zahajují patofyziologické děje, které nakonec mohou vést k velice rozdílným onemocněním a orgánovým poškozením, jako jsou např. maligní tumory (viz kap. 16), ateroskleróza (viz kap. 4.4), katarakta (viz kap. 13.1), senilní demence (viz kap. 11). Protože organismus je za fyziologických situací trvale vystaven jak endogenním, tak i exogenním volným radikálům, disponuje také obrannými mechanismy. K těm patří kromě superoxiddismutázy, katalázy, glutationu, glutationperoxidázy a kyseliny močové také vitaminy C, E a β-karoten (tento účinek β-karotenu je nezávislý na jeho působení jako provitaminu A). Dále v lidském organismu účinkují jako antioxidancia i jiné karotenoidy z rostlinné potravy, které se na vitamin A přeměnit nemohou, stejně jako flavonoidy, polyfenoly a snad i další složky potravy (tzv. sekundární rostlinné látky). Existuje množství údajů o tom, že pokud karotenoidy a vitaminy C a E nejsou k dispozici v dostatečné koncentraci, uvedená onemocnění se vyvinou s vyšší pravděpodobností. Velký praktický význam zde má především působení volných radikálů na vznik maligních tumorů a aterosklerózy. Podle současného stavu vědění je u zdravého dospělého člověka, který není vystaven zvláštnímu oxidačnímu stresu, dosaženo „preventivních“ plazmatických koncentrací každodenním přívodem těchto dávek: 75–150 mg vitaminu C, 15–30 mg vitaminu E a 2–4 mg β-karotenu [20].

U kuřáků cigaret je zvýšena potřeba vitaminu C (asi o 50–100 mg) a β-karotenu, a snad i dalších antioxidancií, jako např. vitaminu E. Přívod vitaminů a β-karotenu by se pokud možno měl dít ve formě ovoce a zeleniny. Jen tak je zajištěn i dostatečný přívod sekundárních rostlinných látek, karotenoidů a balastních látek. Suplementy jsou indikovány jen tehdy, jestliže se tento požadavek nedá realizovat.

51

Tam, kde racionální přístup optimální výživou zvolen nebyl, je třeba vzít v úvahu, že nejlepší ochrana před „oxidačním stresem“ je možná jen tehdy, jestliže spolupůsobí i vzájemně se doplňující kombinace různých antioxidačních látek obsažených v potravě. Tento požadavek se podáváním suplementů dá realizovat jen obtížně anebo vůbec ne. Mimoto přívod antioxidancií nesmí být nefyziologicky vysoký, protože předávkování může jejich antioxidační působení přesmyknout na prooxidační. Dávkování by nemělo přestoupit asi 150 % referenčních hodnot D-A-CH [205]. Nebezpečí předávkování antioxidačními látkami demonstrovaly rozdílné studie [2, 187]. Tyto dlouhodobé studie s kuřáky cigaret s vysokým rizikem bronchiálního karcinomu měly doložit protektivní účinek β-karotenu ve srovnání s placebem. Po několika málo letech bylo nutno tyto studie ukončit, protože při extrémně vysokém dávkování β-karotenu (20–30 mg denně) se bronchiální karcinomy naopak objevily ve zvýšené míře. Tento negativní výsledek ukazuje, že nefyziologicky vysoké dávky antioxidancií působí škodlivě přinejmenším u rizikových skupin. Na nepříznivé účinky velmi vysokých dávek vitaminu E jsme poukázali již v kap. 1.7. Zvýšenou měrou se dnes varuje před nekritickou konzumací vitaminových suplementů po léta doporučovanou pod silným tlakem reklamy. O slibovaných účincích chybí bezpečné údaje. Metaanalýzy dosud zveřejněných studií s antioxidačními látkami nenalezly ve srovnání s placebem snížení celkové úmrtnosti, úmrtnosti na kardiovaskulární onemocnění ani úmrtnosti na maligní tumory. Národní instituce různých západních zemí varují před poškozením zdraví příliš vysokým přívodem vitaminových suplementů [120]. Významná je také otázka, v jakém rozsahu se při vysoké fyzické aktivitě zvyšuje vznik volných radikálů, a zda je při jejich tvorbě indikována suplementace antioxidačními látkami, zejména vitaminem C a E. S výjimkou 4–5 % se přijatý kyslík v metabolických dějích redukuje na vodu. Neredukovaný podíl vytváří volné kyslíkové radikály. Různými metodickými postupy byl naměřen vzestup reaktivních kyslíkových radikálů při zvýšené tělesné zátěži. Tento vzestup byl obzvlášť vysoký u netrénovaných osob. Je možné, že při zvyšujícím se tréninku se větší

1

52

1


měrou vytvářejí endogenní antioxidační látky, např. glutation; to by mohlo pozitivní vliv tréninku vysvětlit. Kontroverzně vyznívají diskuse o otázce, zda ke snížení oxidačního stresu při zvýšené tělesné aktivitě jsou antioxidancia ve formě suplementů indikována – a jestliže ano, tedy v jakých dávkách. Varuje se před negativními účinky megadávek antioxidačních vitaminů. Nejbezpečnější možnost pokrytí potřeby přináší strava bohatá na antioxidační látky [275]. (Při občas doporučovaných vysokých dávkách vitaminů a β-karotenu je třeba pamatovat na nežádoucí účinky vysokého dávkování, uvedené v kap. 16).

Analgetické účinky vysokých dávek B-vitaminů Již dlouho se vedou kontroverzní diskuse o otázce analgetického účinku tzv. „neurotropních vitaminů“ B1, B6 a B12. Není prokázáno, že by perorální podávání těchto B-vitaminů samotných ve vysokých dávkách, překračujících základní potřebu stonásobně až tisícinásobně, působilo analgeticky resp. že by zlepšovalo účinky analgetik a antirevmatik.

Kontrolované randomizované dvojitě slepé studie však doložily, že např. bolesti, vyvolané degenerativními onemocněními páteře, ustupují rychleji a výrazněji, jestliže se analgeticky resp. antiflogisticky účinné látky podávají v kombinaci s uvedenými vitaminy skupiny B. Místo analgetického účinku těchto vitaminů není známo. Má se zato, že podkladem popsaného účinku je ovlivnění centrálního nervového systému [34].

Účinky vysokých dávek vitaminu B6 při neurologických, psychiatrických a jiných onemocněních V literatuře existují údaje, že dávkami od 100 mg do 1 g denně vitaminu B6 bylo dosaženo příznivých účinků při nejrůznějších onemocněních, např. při syndromu karpálního tunelu, při premenstruálním syndromu, při schizofrenii,

depresích, autismu, obtížném učení, závratích neznámého původu, při hyperemesis gravidarum. V žádném z těchto případů nejsou příznivé terapeutické výsledky dostatečně vědecky doloženy [13].

Účinek vysokých dávek kyseliny nikotinové na metabolismus lipidů Považuje se za bezpečně zjištěné, že kyselina nikotinová v dávkách 3–6 g denně snižuje koncentrace cholesterolu v plazmě [269].

1.7.5 Látky chybně označované jako vitaminy, sekundární rostlinné látky (phytochemicals) Vitaminy jsou pro život nutné organické látky, které lidský organismus nedovede syntetizovat buď vůbec, anebo alespoň v dostatečném množství, a které se na rozdíl od esenciálních mastných kyselin nebo esenciálních aminokyselin nemohou využít jako stavební kameny tělních tkání anebo jako zdroje energie.

Přes tuto jednoznačnou definici se stále znovu – často z komerčních důvodů – jako vitaminy označují látky, jejichž účinek této definici neodpovídá.

Koenzym Q10, ubichinon 10 (vitamin Q10) Koenzym Q10 je ubichinon, který obsahuje 10 izoprenových jednotek. Strukturou se poněkud podobá struktuře vitaminu E a vitaminu K. Tato látka je v našich potravinách velice rozšířena. Zvlášť bohaté na koenzym Q10 jsou maso, játra, ryby a vejce. Ale i potraviny rostlinného původu obsahují kromě tohoto koenzymu i další koenzymy Q s menším počtem izoprenových jednotek, které se v organismu na koenzym Q10 přemění. Uvedený ubichinon se mimoto v lidském organismu syntetizuje z aminokyselin tyrozinu a fenylalaninu. Koenzym Q má důležité funkce v energetickém metabolismu (je esenciální pro transport elektronů v dýchacím řetězci) a má antioxidační vlastnosti.


Koncentrace ubichinonu se v různých tkáních se zvyšujícím se věkem snižuje. Zejména v myokardu je koncentrace u osob vyššího věku o 50–60 % nižší než u osob věku středního. Také při různých onemocněních myokardu byly nalezeny nízké koncentrace tohoto koenzymu. Inhibitory HMG-CoA-reduktázy, dnes často používané k terapii hypercholesterolémie, mohou syntézu ubichinonu v organismu zřetelně tlumit [78]. Na základě skutečnosti, že ve stáří a při onemocněních myokardu byly nalezeny poměrně nízké koncentrace této látky důležité pro energetický metabolismus, byl koenzym Q10 experimentálně použit při terapii různých srdečních onemocnění. Výsledky těchto studií jsou nejednotné a nedají se tč. považovat za dostatečný podklad pro suplementaci koenzymem Q10.

V neodborném tisku se dnes často doporučuje „vitamin Q10“ jako zázračný srdeční lék, energetický vitamin atd. Vyžádá si dalších kritických a exaktních výzkumů zjistit, zda doplňování stravy koenzymem Q při určitých onemocněních a ve vyšším věku přináší nějaké výhody [161, 181, 196].

Kyselina orotová („vitamin B13“) Kyselina orotová je látka, která se v lidském organismu syntetizuje v dostatečném množství a která ovlivňuje metabolismus pyrimidinu. Diskutovalo se o jejích příznivých účincích při různých onemocněních, např. při chronických onemocněních jater.

Kyselina pangamová („vitamin B15“) Až do doby, kdy v USA zakázala FDA jeho používání, byl v prodeji přípravek s obsahem této kyseliny podávaný pro zvýšené zásobení organismu kyslíkem a k terapii rakoviny. Přípravek měl nekonstantní složení z různých organických látek; vyráběl se z ječmene, rýže, kvasnic, jater atd. Podle výsledku Amesova testu měl mutagenní účinek [230].

53

Amygdalin („vitamin B17“) Tento kyanogenní glykosid, izolovaný z jader meruněk a jiného peckovitého ovoce, je v USA v prodeji jako přípravek Laetrile®. Účinkem kyseliny chlorovodíkové v žaludku i enzymovým štěpením se z amygdalinu může uvolnit kyanovodík. Příznivci terapeutického používání amygdalinu věří, že uvolněný kyanovodík se detoxikuje přeměnou na tiokyanát. Smrtící příhody však dokládají, že od jistých dávek působí tato látka silně toxicky. Amygdalin, používaný terapeuticky již ve starověku, se od začátku 50. let 20. století doporučuje v USA k terapii různých onemocnění, zejména maligních. Exaktní klinické zkoušky neprokázaly příznivý účinek na průběh onemocnění [230].

Esenciální mastné kyseliny („vitamin F“) Ačkoli jsou esenciální, tedy na základě uvedené definice tyto mastné kyseliny vitaminy nejsou.

Bioflavonoidy („vitamin P“) Tyto látky patří do skupiny flavonoidů, látek obsažených v četných rostlinách; údajně mají příznivý účinek na cévní permeabilitu („vitamin podporující permeabilitu“). Patří mezi ně rutin, o němž se soudí, že porušenou cévní permeabilitu normalizuje.

Látky bez vlastní výživné hodnoty (sekundární rostlinné látky, plantchemicals, phytochemicals) Z těchto účinných látek bez vlastní výživné hodnoty poutaly dlouhou dobu pozornost pouze balastní látky (viz kap. 1.11). Nověji získané výsledky ukázaly, že naše rostlinné potraviny obsahují množství látek, kterým se dosud věnovalo málo pozornosti a které jsou biologicky vysoce aktivní; dnes se obvykle označují jako sekundární rostlinné látky. V současné době se jejich počet odhaduje na 60 000–100 000. Rozdělují se na tyto skupiny:

1

54

1


karotenoidy, polyfenoly, fenolické kyseliny, glukosinoláty, fytoestrogeny, sulfidy, saponiny, fytosteroly, monoterpeny a inhibitory proteáz a patří k nim i kyselina fytová. V budoucnosti bude potravinářský průmysl ve zvýšené míře vyrábět produkty s vysokým obsahem těchto látek, preventivně bránících vzniku různých onemocnění. Pro zvýšení obsahu těchto účinných látek v rostlinách se nabízejí postupy genové technologie. Potraviny, takto obohacené o zdraví prospěšné látky, se označují také jako designe food, nutraceuticals nebo functional food.

Důležité skupiny sekundárních rostlinných látek Karotenoidy Karotenoidy jsou červenožluté v tucích rozpustné pigmenty; v rostlinách a v živočiších se vyskytují asi v 500–600 různých variantách. Četným rostlinám a plodům dodávají charakteristickou barvu. I zelené rostliny jsou často bohaté na karotenoidy; barvu karotenoidů překrývá zeleň chlorofylu. Karotenoidy působí v rostlinách jako ochrana před fotooxidačním poškozením. Karotenoidy také po resorpci z rostlinných potravin chrání živočišný organismus před „oxidačním stresem“. V lidské plazmě se za výživových podmínek, u nás běžných, dá prokázat zhruba 40 rozdílných karotenoidů. Rozsáhlá skupina látek, souhrnně označovaná jako karotenoidy, se dá rozdělit na dvě podskupiny: • karoteny složené jenom z uhlíku a vodíku, • tzv. oxykarotenoidy (xantofyly), které obsahují také kyslík. Nejdůležitějšími zástupci první skupiny jsou α-karoten, β-karoten a lykopin, druhé skupiny zeaxantin, lutein a β-kryptoxantin. Kromě již uvedeného antioxidačního působení karotenoidy napomáhají i mezibuněčné komunikaci využívající tzv. gap junctions mezi buňkami. Gap junctions jsou proteinové můstky mezi sousedícími buňkami a sestávají ze specifických proteinů, konexinů. Tyto proteinové můstky mají rozhodující význam při karcinogenezi‚ viz kap. 16.

Zvýšená tvorba konexinů, a tím vyvolané zlepšení komunikace mezi buňkami je důvodem karcinoprotektivního účinku karotenoidů. Některé karotenoidy (asi 10 %) mají vlastnosti provitaminu A. Předpokladem pro možnost a míru přeměny na vitamin A jsou speciální vlastnosti jejich struktury. Nejvyšší aktivitu vitaminu A má β-karoten (viz kap. 1.7.1). Vitamin A se v rostlinách nevyskytuje. Z β‑karotenu a z některých dalších karotenoidů se může vytvářet jen v živočišném organismu. I při vysokém příjmu potravou se míra syntézy vitaminu A vždy řídí jeho potřebou, takže ani při velmi vysokém přívodu karotenoidů se nevyvine intoxikace vitaminem A (viz kap 1.7.3). Protože donedávna se za rozhodující provitamin A považoval téměř výhradně β-karoten a protože nebyl znám význam antioxidačních vlastností ostatních karotenoidů pro profylaxi četných onemocnění, mnoho tabulek výživových hodnot udává pouze obsah β-karotenu.

Různé karotenoidy se v jednotlivých druzích zeleniny a ovoce vyskytují ve velice rozdílném množství. Tab. 1.7 (str. 37) uvádí koncentrace nejdůležitějších karotenoidů v některých druzích zeleniny a ovoce. Z tabulky je zřejmé, že β-karoten představuje karoten sice nejrozšířenější, že však obsah jiných karotenoidů je často podstatně vyšší. To platí např. o luteinu ve špenátu a v různých druzích listové zeleniny anebo o obsahu lykopinu v rajčatech. Kryptoxantin je bohatě obsažen v citrusových plodech, zeaxantin v kukuřici. Multivitaminové přípravky, které se nabízejí na trhu, obsahují výlučně β-karoten a lykopin, takže nemohou substituovat celou paletu antioxidačních látek obsažených v ovoci a zelenině. To je významný argument pro pravidelnou konzumaci těchto potravin. Aby bylo možné získat přípravky se širokým spektrem karotenoidů, zkouší se nyní extrahovat je z takových přirozených zdrojů, které jsou bohaté na mnoho rozdílných karotenoidů – např. z řasy Dunaliella salina.

Karotenoidy se v těle resorbují špatně, jejich resorpce se pohybuje mezi 2 až 50 %. Míra


resorpce je velmi výrazně závislá na dané potravině, na způsobu její přípravy (mechanické zpracování, zpracování horkem), na kombinaci s jinými potravinami, zejména s tuky aj. (viz obr. 1.24). Pro resorpci karotenoidů z trávicího ústrojí platí v podstatě totéž co pro resorpci vitaminů rozpustných v tucích. Po uvolnění z potravin vstupují karotenoidy spolu s jinými živinami rozpustnými v tucích ve formě micel do buněk sliznice tenkého střeva. Zde se část karotenoidů působením speciálních enzymů přemění na vitamin A. Karotenoidy, uložené v chylomikronech, se lymfatickou cestou transportují do krevního řečiště a pak do jater resp. do ostatních tkání, kde se do určité míry ukládají. V játrech se karotenoidy přerozdělují a vstupují do všech lipoproteinových frakcí, přičemž LDL-frakce obsahuje více než polovinu celkové koncentrace karotenoidů. Epidemiologické studie ukázaly, že při zvýšeném příjmu karotenoidů lze prokázat snížení rizika určitých onemocnění. Jsou to: • degenerace macula lutea podmíněná stářím (viz kap. 13) • kardiovaskulární onemocnění (viz kap. 4.4.4) • různé typy malignit (viz kap.16)

Polyfenoly Tímto souhrnným pojmem označujeme v rostlinách obsažené látky, jejichž molekuly obsahují fenolovou strukturu. Polyfenoly se dělí na tyto hlavní podskupiny: • flavonoidy • fenolické kyseliny • fytoestrogeny

Flavonoidy Tyto polyfenoly se v přírodě vyskytují nejčastěji. Sestávají ze dvou aromatických a z jednoho O‑heterocyklického jádra. Různými substitucemi na této základní struktuře vzniká množství rozdílných flavonoidů. Jeden z nejčastějších flavonoidů, vyskytujících se převážně v povrchových vrstvách ovoce a zeleniny, je kvercetin (obr. 1.26). Kvercetinem bohaté jsou žluté cibule s obsahem zhruba 340 mg/kg kvercetinu, zelí se 110 mg/kg, jablka (36 mg/kg) a třešně (32 mg/ kg). Bohaté na flavonoid kaemferol jsou zelí (210–470 mg/kg) a brokolice (60–70 mg/kg).

55

Další flavonoidy, např. katechol a epikatechol, se ve vysokých koncentracích vyskytují v kakau a v produktech z něho vyrobených. Antokyany – rostlinné pigmenty rozpustné ve vodě – jsou bohatě rozšířeny v rostlinách a plodech, např. v borůvkách, sladkých třešních a červených vinných hroznech. Koncentrace jsou maximálně 30–750 mg/g čerstvé váhy.

OH OH HO OH HO

O

Obr. 1.26 Strukturní vzorec kvercetinů

Většina druhů ovoce a zeleniny obsahuje větší počet rozdílných polyfenolů. Tak např. červená vína, zejména Chianti a Bourdeaux, jsou bohatá kvercetinem a myrecetinem. K tomu se vážou spekulace o francouzském paradoxu (viz kap. 4.4, profylaxe a terapie výživou, nenutritivní účinné látky).

Červené víno obsahuje množství dalších sekundárních rostlinných látek, které se pravděpodobně účastní na francouzském paradoxu. Jsou to kyselina hydroxyskořicová, hydroxybenzoová, kaemferol, různé antokyany a katecholy. Dále i resveratrol, což je stilben, který mezi flavonoidy nepatří. Všechny tyto látky mají antioxidační účinky [25]. Bílá vína obsahují jen nízké koncentrace polyfenolů. Antioxidační účinky má nejen červené víno, nýbrž i šťáva z červených hroznů [53]. Zelený a černý čaj obsahují vysoké koncentrace kaemferolu a myricetinu. Nejvyšší koncentrace polyfenolů je v zeleném čaji, zatímco při přípravě černého čaje se tyto látky ničí [209]. O vysokém obsahu flavonoidů v kakau jsme se již zmínili. Po konzumaci čokolády bylo v závislosti na dávce u pokusných osob prokázáno zvýšení antioxidační kapacity v plazmě [254]. Za několik hodin po vypití kakaového nápoje s obsahem asi 900 mg flavonoidů bylo možné u zdravých osob ve srovnávacích pokusech

1

56

1


prokázat významně nižší aktivaci trombocytů než u kontrolních osob. Trombocyty se významným způsobem účastní degenerativních cévních onemocnění [204]. Po vypití kakaového nápoje se v závislosti na dávce vyvine vazodilatace a tím se i zvýší prokrvení. Tento účinek je dán zvýšenou tvorbou oxidu dusnatého (NO) působením enzymu NO-syntetázy v buňkách endotelu. Koncentrace zdroje NO v krevní plazmě, aminokyseliny argininu, se po požití kakaa bohatého na flavanol zvýší, zatímco po požití kakaa s nízkým obsahem flavanolu tomu tak není [223]. Iniciální stadium aterosklerózy, tzv. dysfunkce endotelu, je spojeno s nedostatečnou syntézou NO. Ve prospěch názoru, že zvýšení syntézy NO brání postupu aterosklerotického procesu, hovoří epidemiologické studie, které nalezly nepřímou korelaci mezi výší konzumace kakaa a úmrtností na kardiovaskulární onemocnění [279]. (Vliv kakaa na prokrvení mozku, viz kap. 11.11). V závislosti na výživových návycích se v různých zemích flavonoidy konzumují ve velice rozdílných množstvích – sledování konzumace pěti různých flavonoidů nejčastěji v potravě obsažených ukázalo, že jejich přívod je velice rozdílný (tab. 1.8 [117]). Poměrně nízký podíl kardiovaskulárních onemocnění při tradiční středomořské stravě (vysoký podíl ovoce, zeleniny a červeného vína) se vykládá mj. vysokým přívodem polyfenolů. Sledování koncentrací katecholů v plazmě ve srovnávacích pokusech ukázala u tamních obyvatel vysoké koncentrace těchto antioxidačních látek [211]. Tab. 1.8 Konzumace flavonoidů v různých zemích (podle: Hertog et al. [117]) země Japonsko Finsko Nizozemí Itálie Chorvatsko Řecko USA

konzumace (mg denně) 70 3 23 34 58 17 12

hlavní zdroje čaj, cibule, jablka jablka, cibule cibule červené víno cibule cibule, jablka, víno cibule, jablka

Fytoestrogeny Fytoestrogeny se dají rozdělit do tří podskupin, izoflavony (izoflavonoidy), lignany a kumestany. Nejčastější z různých izoflavonů je genistein. Izoflavony, a v nízké koncentraci kumestan, jsou v rostlinných potravinách rozšířeny málo. Vyskytují se téměř výhradně v sójových bobech a v produktech z nich připravených. Protože fytoestrogeny mají podobnou molekulovou strukturu jako estrogeny, vážou se na estrogenové receptory. Hormonální aktivita těchto látek je však ve srovnání s přirozenými živočišnými estrogeny 10krát až 1000krát nižší. Naproti tomu však koncentrace fytoestrogenů v organismu může být mnohonásobně vyšší než koncentrace endogenního hormonu. Protože biologicky jen málo aktivní fytoestrogeny se vážou na estrogenní receptory a blokují jejich obsazení estrogenem endogenním, mohou tyto polyfenoly přivedené potravou kromě estrogenního účinku vyvolat i blokádu estrogenních receptorů a tedy mít i antiestrogenní účinek.

Lignany jsou složky rostlinných buněk, které je využívají jako výchozí látku pro syntézu ligninu. Střevní flóra je přeměňuje na tzv. „savčí lignany“, jako např. na enterolakton; po resorpci ze střeva a po konjugaci s kyselinou glukuronovou v játrech se vylučují močí. Obzvlášť vysoká je koncentrace lignanu ve lněném semenu, asi 800 mg/kg. Jiné rostlinné potraviny obsahují podstatně nižší koncentrace, např. kukuřičné otruby 8 mg/kg, žitná mouka asi 6 mg/kg, pšeničná mouka 0,4 mg/kg a sójová mouka 2–3 mg/kg. Na základě pokusů na zvířatech i epidemiologických nálezů se diskutuje o karcinoprotektivním účinku lignanů zejména u karcinomu prsu a prostaty. Protektivní účinek však u člověka bezpečně prokázán není. Totéž platí o terapeutickém účinku při klimakterických obtížích. Také zde nejsou k dispozici jednoznačně příznivé výsledky terapeutických studií.

Fenolické kyseliny Tímto názvem rozumíme veliké množství hydroxyskořicových a hydroxybenzoových kyselin, které jsou v rostlinných potravinách značně rozšířeny, jako např. kyselina kávová, kumarová, gallová, vanilová. Vysoké koncentrace fenolických kyselin obsahuje zelí, rostlinné otruby, maliny, ostružiny aj. Jsou uloženy převážně v povrchových vrstvách ovoce a zeleniny.

57

Voda, minerály a stopové prvky

Fenolické kyseliny stejně jako flavonoidy se vyznačují biologickými vlastnostmi, významnými z hlediska medicíny výživy; pojednávají o nich kap. 4.4 a kap. 16.2. Další sekundární látky jsou fytosteroly, glukosinoláty, saponiny, sulfidy, monoterpeny, inhibitory proteáz a kyselina fytová.

především vliv na metabolismus lipoproteinů a na vznik kardiovaskulárních onemocnění (viz kap. 4.4). Souhrnnou a podrobnější literaturu o sekundárních rostlinných látkách viz u [4, 287, 320].

Fytosterony

1.8 Voda, minerály a stopové prvky

(viz kap.1.4)

1.8.1 Voda

Glukosinoláty

Při energetickém přívodu, vyhovujícím energetickým nárokům, a při průměrném středoevropském klimatu a životních podmínkách platí pro různé věkové skupiny podle Německé společnosti pro výživu (DGE) hodnoty přívodu vody uvedené v tab. 1.9.

Glukosinoláty se vyskytují v křížatých rostlinách, např. v zelí, hořčici, křenu, řeřiše atd. a při mechanickém zpracování (krájení a strouhání) se působením enzymu v těchto rostlinách obsaženého mění na izotiokyanáty, thiokyanáty a indoly. To jsou látky, které mají protektivní účinek proti karcinogenezi (viz kap. 16). Protože izothiokyanáty a thiokyanáty inhibují využití jódu ve štítné žláze, usnadňují vznik strumy. Konzumace velkého množství tohoto druhu zeleniny při současném nízkém přívodu jódu v potravě může vznik strumy usnadnit.

Terpeny Terpeny jsou známé aromatické látky, jako např. mentol v mátovém oleji, limonen v citronovém oleji a karvon v kmínovém oleji. Také tyto látky mají antikarcinogenní vlastnosti (viz kap.16).

Saponiny Tato heterogenní skupina látek, značně rozšířená v potravinách rostlinného původu, vyvolává ovlivněním povrchového napětí vznik pěny na vodě. Existují údaje o antikarcinogenních, antimikrobiálních a imunomodulačních účincích.

Sulfidy Alliin, obsahující v molekule síru, je látka vyskytující se v česneku a cibuli, která se při přípravě mění účinkem enzymu alliinázy, obsaženého v rostlinné tkáni, na allicin. Allicin je nestabilní a rozkládá se na rozdílné sulfidy. Ze zdraví prospěšných účinků, připisovaných pravidelné konzumaci česneku a cibule, se sledoval

Tab. 1.9 Doporučované hodnoty přívodu vody podle Německé společnosti pro výživu (DGE) věk

kojenci 0–3 měsíce 4–12 měsíců děti 1–3 roky 4–6 let 7–9 let 10–12 let 13–14 let mladiství a dospělí 16–18 let 19–24 let 25–50 let 51–64 let 65 let a starší těhotné ženy kojící ženy

zdroj vody nápoje (ml denně)

pevná potrava (ml denně)

620 400

500

820 940 970 1170 1330

350 480 600 710 810

1530 1470 1410 1230 1310 1410 1710

920 800 860 740 680 890 1000

Rozdílné studie ukázaly, že doporučené hodnoty denního přívodu vody se u dospělých v dnešní době často nedosahují. Důvodem pro to jsou mj. nedostatečný podíl vody anebo vysoká energetická denzita dnes běžně konzumovaných potravin a snižování pocitu žízně při postupujícím věku.

1

58

1


U dospělého člověka připadá asi 60 % tělesné hmotnosti na tělesnou vodu. Jen 33 % představuje vodu intracelulární, 27 % vodu extracelulární, a ta se opět rozděluje na vodu obsaženou v intersticiu a na vodu intravaskulární.

Neustálá ztráta vody se nahrazuje nápoji, vodou obsaženou v potravinách a vodou, která vzniká při oxidaci látek z potravy, uvolňujících energii. Denní ztráta vody plícemi při malé tělesné aktivitě představuje asi 400 ml, ztráta vody kůží za tělesného klidu a pokojové teploty asi 600 ml denně. Zejména tato poslední hodnota se může velmi výrazně měnit v závislosti na tělesné teplotě a teplotě prostředí, na způsobu oblečení atd. Ztráta vody stolicí je poměrně malá, u zdravého člověka 100–200 ml denně.

Mechanismus: žízeň

Při ztrátě 10 % vody se již mohou projevit příznaky zmatenosti a ztráta více než 20 % hrozí smrtí.

Různými regulačními mechanismy se organismus snaží udržet konstantní množství vody, důležité pro optimální chod tělesných funkcí (obr. 1.27). Rozhodující význam pro regulaci vodního hospodářství mají ledviny. Při vysoké nabídce vody vylučují hypoosmotickou moč, při nedostatku moč hyperosmotickou. Příjem vody je regulován pocitem žízně. Vylučování vody ledvinami i pocit žízně regulují tytéž regulační mechanismy. Jsou to v podstatě antidiuretický hormon adiuretin (vazopresin) a angiotenzin II. Antidiuretický hormon, vytvářený v hypotalamu, tlumí diurézu. Uvolňuje se při zvýšení osmotického tlaku

Mechanismus: osmoreceptory – ADH

Mechanismus: receptory objemu – ADH

zvýšené ztráty vody

negativní vodní bilance

pocit žízně

zvýšená osmolalita plazmy

snížený objem plazmy

osmoreceptory

baroreceptory

zvýšená sekrece ADH a aldosteronu

zvýšená reabsorpce vody

zvýšený příjem vody

snížené vylučování vody

Obr. 1.27 Regulace ztrát vody (upraveno podle: Stahol a Heseker [238])


plazmy. V ledvinách tlumí zpětnou resorpci vody, a tím snižuje ztrátu vody ledvinami. Dva další hormonální systémy, účastnící se hospodaření vodou a natriem, jsou renin-angiotenzinový systém a atriální natriuretický peptid, odpovědný za uvolnění aldosteronu. Aldosteron, vytvořený v kůře nadledvin, zvyšuje zpětnou resorpci sodíku v ledvinách, a tím snižuje vylučování vody. Atriální natriuretický peptid se uvolňuje v srdci, jestliže se zvýší objem krve v síních, a tím se síně dilatují. Tento peptidový hormon zvyšuje vylučování sodíku a tím i vody ledvinami a snižuje tak objem krve. Zvýšený přívod kuchyňské soli (viz kap. 6) a vysoká konzumace proteinů (zvýšená tvorba látek, které se vyloučí močí, zejména močoviny) zvyšují potřebu vody. Metabolismem 100 g jednotlivých živin vzniká toto množství oxidační vody: • z tuků: 107 ml • z bílkovin: 41 ml • ze sacharidů: 55 ml V tělesné vodě jsou rozpuštěny neionizované látky, např. glukóza, močovina, kyselina močová, aminokyseliny atd., a ionizované látky, např. sodík, draslík, magnezium, chloridy, fosfáty atd. Jako osmolalitu označujeme molární koncentraci částic (molekul, atomů, iontů) rozpuštěných látek v 1 kg tekutiny, v tomto případě vody. Osmolalita se udává v mosmol/ kg H2O. Pojem osmolarita se vztahuje na jeden litr tekutiny. Osmolarita se udává v mosmol/l.

Krevní plazma má osmolalitu asi 290 mosmol/ kg, což odpovídá osmolaritě zhruba 270 mosmol/l. Tento rozdíl je dán skutečností, že 1 litr krevní plazmy díky vysokému obsahu proteinů obsahuje jen 0,93 kg vody. Na základě osmolality krevní plazmy se roztoky označují jako izotonické, hypertonické nebo hypotonické. Osmotický tlak izotonického roztoku odpovídá osmotickému tlaku krevní plazmy.

Psychiatričtí pacienti někdy pijí extrémní množství vody. Tím se – i při intaktní funkci

59

ledvin – mohou přetížit normální regulační mechanismy, takže se vyvine akutní intoxikace vodou. Zmnožením tělesné vody se zředí rozpuštěné látky, což se projeví především hyponatrémií. Aby se udržela osmotická rovnováha, přesouvá se voda z extracelulárního prostoru do prostoru intracelulárního, a tak vzniká edém mozkových buněk. Protože pevnost lebky neumožňuje rozpětí mozku, zvyšuje se při mozkovém edému nitrolební tlak. Pro intoxikaci vodou jsou typické neurologické příznaky jako např. bolesti hlavy, poruchy vědomí až kóma [22].

Acidobazická rovnováha S problémy metabolismu vody a elektrolytů úzce souvisí hospodaření kyselinami a zásadami. Různé regulační systémy za fyziologických podmínek udržují konstantní koncentraci vodíkových iontů v plazmě a v extracelulární tekutině v úzkém rozmezí (pH 7,36–7,44). Kyseliny vznikající metabolickými ději pocházejí z oxidu uhličitého, který vzniká při metabolismu tuků a sacharidů, a z netěkavých kyselin, vznikajících při metabolismu aminokyselin. Oxid uhličitý je v rovnovážném stavu se svou hydratovanou formou, s kyselinou uhličitou (H2CO3), a ovlivňuje proto hodnotu pH a koncentraci hydrogenuhličitanu v extracelulárním prostoru. Pro protonovou bilanci jsou důležitější sulfáty, vznikající při destrukci aminokyselin obsahujících síru. Atomy síry z aminokyselin metioninu a cysteinu se v játrech oxidují na kyselinu sírovou a disociací na sulfát nabízejí protony. V podstatě hodnotu pH krevní plazmy a extracelulární tekutiny regulují tyto systémy: nárazníkový systém extracelulárního prostoru (hydrogenuhličitanové, fosfátové a proteinové pufry), plíce jako orgán vylučující oxid uhličitý, játra jako metabolický orgán a ledviny jako orgán vylučující kyseliny.

Ústřední význam v regulaci acidobazického hospodářství připadá ledvinám jako orgánu vylučujícímu H+ resp. hydrogenuhličitan. Ledviny

1

60

1


vylučují ionty H+ ve volné i vázané formě, převážně jako H2PO4 (titrovatelná kyselina) a jako NH4+. Podle vyvolávající příčiny označujeme poruchy acidobazické rovnováhy za respirační (při poruše plicních funkcí) anebo metabolické (při určitých metabolických onemocněních, např. při diabetu, viz kap. 4.3.3). Při poruše acidobazické rovnováhy hovoříme při hodnotě pH > 7,44 o alkalóze, při hodnotě pH < 7,36 o acidóze. Ohrožení života představují hodnoty pH nižší než 7,1 anebo vyšší než 7,6 [292]. Renální vylučování kyselin je závislé na složení potravy. Zdravý člověk využívá jen část kapacity, kterou mají ledviny pro vylučování kyselin. Výpočet tvorby kyselin po konzumaci potravin umožňuje zvláštní matematický model (potential renal acid load – PRAL) [206]. Po konzumaci ovoce a zeleniny se zvyšuje tvorba bází, nejvyšší zatížení kyselinami naproti tomu představuje konzumace sýra, masa, ryb a celozrnných obilných produktů (tab. 1.10). Alkalizující vliv mají také citrusové šťávy a minerální vody s vysokým obsahem hydrogenuhličitanu, zatímco minerální vody bohaté na sulfáty a nápoje s obsahem fosfátů hodnoty pH snižují [228]. Obr. 1.28 ukazuje, v jaké míře závisí hodnota pH moči na složení potravy. Tab. 1.10 Průměrné potenciální zatížení ledvin kyselinami při konzumaci různých potravin (podle: Remer a Manz [206]) potraviny brambory plody a šťávy z plodů zelenina tuky a oleje mléko a mléčné produkty chléb nudle, špagety ryby sýr (< 15 g proteinu/100 g) sýr (> 15 g proteinu/100 g) maso a masné výrobky

zatížení ledvin kyselinami –4,0 –3,1 –2,8 0 1,0 3,5 6,7 7,9 8,0 23,6 9,5

Při intaktních regulačních systémech leží hodnota pH plazmy v uvedeném rozsahu normy. V rozporu s představami některých příznivců marginálních diet acidóza u zdravého člověka nezávisle na výživě nevzniká.

pH 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 strava 1

strava 2

strava 3

Obr. 1.28 Vliv různých forem stravy na hodnotu 24hodinové moči. Strava 1: běžná smíšená strava bohatá na bílkoviny, strava 2: vyvážená mléčná strava podle doporučení DGE, strava 3: ovolaktovegetariánská strava (podle: [226])

Diskuse o významu tzv. „latentní acidózy“ resp. „chronické metabolické acidózy“ vyznívají kontroverzně. Při „latentní acidóze“ je – v rozsahu normálních hodnot – posunuto pH ke kyselé straně, resp. je snížena pufrovací kapacita krve. Podle některých údajů dlouhodobě snížená pufrovací kapacita krve nepříznivě ovlivňuje regenerační pochody a určité metabolické děje. „Latentní acidózu“ usnadňuje konzumace velkých množství aminokyselin obsahujících síru a snížení jaterních funkcí např. ve vysokém stáří (o možném významu pro vznik osteoporózy viz kap. 8.1).

Pitná voda Nařízení o pitné vodě („Nařízení o pitné vodě, o závodech zpracujících potraviny a o přírodních minerálních vodách, pramenité vodě a stolní vodě“) v Německu určuje mikrobiologické, chemické a senzorické požadavky na pitnou vodu. Pitnou vodu je nutno pravidelně kontrolovat na obsah těžkých kovů a jiných zdraví ohrožujících látek, které by se do ní mohly dostat mj. povrchovou vodou.

Zákonem stanovené hraniční hodnoty se vztahují na arzén, chrom, fluoridy, kadmium, kyanidy, nikl, nitráty, nitrity, olovo, polycyklické uhlovodíky a rtuť. Nejvyšší povolená hranice nitrátů v Německu byla z dřívějších 90 mg/l snížena na 50 mg/l, což odpovídá normě WHO a evropskému standardu. Oddíl 2 nařízení o vodě obsahuje údaje, které látky se smějí do vody


přidávat a které ještě smějí být po konečné přípravě ve vodě obsaženy.

Přírodní minerální vody Minerální vody pocházejí z podzemních zdrojů, chráněných před znečištěním. Získávají se z přirozených nebo uměle vytvořených pramenů. Složení, teplota a ostatní znaky jsou v rozsahu přirozeného kolísání konstantní. Používání minerálních vod vyžaduje úřední schválení, které se udílí jenom tehdy, pokud jsou splněny předepsané mikrobiologické, hygienické, fyzikální a chemické požadavky. Další požadavky se týkají označení, např. voda s obsahem fluoridů vyšším než 5 mg/l se může distribuovat pouze se zřetelně viditelným upozorněním, že pro zvýšený obsah fluoridů se smí konzumovat jen v omezených množstvích. Pro řadu látek, např. pro arzén, kadmium, rtuť, nikl, olovo atd. jsou předepsány hraniční hodnoty. Protože minerální vody obsahují minerální látky, stopové prvky a další složky, mají určité výživově-fyziologické účinky.

Minerální vody obsahují více než 1000 mg rozpuštěných minerálních látek a více než 250 mg volné kyseliny uhličité v jednom litru. Voda se však dá označit jako minerální i při nižším obsahu minerálních látek, jestliže rozpuštěným látkám lze přiznat výživově-fyziologickou hodnotu a jestliže se označí způsobem, odpovídajícím předpisům o označování.

Pramenité vody Tyto vody vyvěrají z podzemních zdrojů a získávají se z přirozených nebo uměle vytvořených pramenů. Je-li to nutné, pramenité vody se při přípravě zbavují železa, síry nebo oxidu uhličitého. Pro všechny rozpuštěné látky platí tytéž požadavky jako pro pitnou vodu. Označení, které by mohlo způsobit záměnu s přirozenými minerálními vodami, stejně jako zeměpisné označení a údaje o chemickém složení jsou v Německu nepřípustné.

61

Stolní vody Jde o vody s jednou nebo více přísadami, např. s mořskou vodou, s chloridem sodným, s chloridem vápenatým aj.

Nové typy nápojů Před několika lety uvedl potravinářský průmysl do prodeje nové typy nápojů („functional drinks“) s povzbuzujícími účinky, zvyšujícími výkonnost a podporujícími zdraví. Rozlišují se 4 kategorie s rozdílnými údaji o účincích, které zčásti obsahují identické látky: • Sportovní nápoje nahrazují ztráty vody a živin při velké tělesné zátěži (vrcholový sport). Jde zejména o ztrátu minerálů potem (1 litr potu obsahuje asi 1200 mg sodíku, 1000 mg chloridu, 300 mg draslíku, 160 mg vápníku a 16 mg magnezia). Přísada monosacharidů a oligosacharidů představuje přívod rychle dostupné energie. Koncentrace sacharidů nemá překročit 5–8 %, protože při vyšších koncentracích se zpomalí vyprazdňování žaludku. • Energy-drinks: Reklama těchto produktů slibuje pohodovou náladu, pocit štěstí, udržení zdraví, zvýšení výkonnosti atd. Tyto nápoje obsahují sacharidy, kofein, taurin, různé vitaminy rozpustné ve vodě, lakton kyseliny glukuronové, inozit a někdy rostlinné výtažky, např. guaranà z jihoamerického plodu obsahujícího kofein. Obsah kofeinu ve většině těchto nápojů bývá kolem 320 mg/l (káva v závislosti na způsobu přípravy obsahuje 350–1100 mg/l a černý čaj 150–350 mg/l). Není doloženo, že taurin zvyšuje výkonnost. Tato neesenciální látka se jednak syntetizuje v organismu, jednak se konzumuje v potravinách živočišného původu. • Wellness-drinks: Údajně zvyšují pocit pohody. Obsahují kofein, vitaminy aj. • Nápoje obohacené o živiny: Přibývá osvěžujících nápojů, ovocných šťáv a mléčných produktů obohacených živinami, většinou vitaminy, β-karotenem a minerálními látkami. V jednotlivých případech se takové obohacení může racionálně využít. Tak např. ovocné šťávy obohacené kalciem

1

62

1


mohou zabránit deficitu vápníku, jestliže děti odmítají mléko a sýr (viz kap. 8). Je však třeba odmítnout přísadu různých vitaminů a β-karotenu. Při často vysoké konzumaci různých obohacených výrobků se totiž přívod vitaminů a β-karotenu nekontrolovaně zvyšuje. • Tzv. ACE nápoje obsahují přísady β-karotenu, vitaminů C a E, někdy i kyseliny eikosahexaenové, jedné z ω-3 mastných kyselin. Takové nápoje se označují také jako performance-drinks.

1.8.2 Minerální látky Minerály jako anorganické složky potravy se na základě koncentrací v organismu a výše denní potřeby rozdělují na stopové prvky a na minerální látky s vyšší potřebou. Anorganické složky potravy, které nepředstavují zdroj energie, a v organismu se vyskytují v koncentraci nižší než 50 mg/kg tělesné hmotnosti, se označují jako stopové prvky; vyskytují-li se v koncentraci vyšší, označují se jako minerální látky s vyšší potřebou.

Jedině železo, ačkoli jeho koncentrace je zhruba 60 mg/kg tělesné hmotnosti, se počítá mezi stopové prvky. Nitrobuněčně jsou v relativně vysokých koncentracích obsaženy draslík a fosfáty, v extracelulární tekutině sodík a chloridy. Aktivní transport zvyšuje vstup sodíku do buňky a odsun draslíku z buňky, a tím udržuje rozdílnost koncentrací sodíku a draslíku v intracelulárním a extracelulárním prostoru. Kromě uvedených iontů se jak v intracelulárním, tak v extracelulárním prostoru vyskytují v nižších koncentracích ještě ionty vápníku, magnezia, hydrokarbonátu a sulfátu, dále proteiny a organické kyseliny. Zdravý organismus má schopnost navzdory příjmu vody a elektrolytů potravou udržovat koncentraci elektrolytů v úzkém rozsahu konstantní.

Denní přívod minerálů a stopových prvků, nutný pro zaručení optimálního zásobování těmito látkami, je uveden v referenčních hodnotách D-A-CH [205].

Řada postupů při domácí kuchyňské přípravě pokrmů může obsah minerálních látek s vyšší potřebou a stopových prvků v potravě výrazně snížit. Tím je ohroženo krytí potřeby zejména některých stopových prvků v západních průmyslových zemích.

Draslík Obzvlášť důležitý a klinicky významný je draslík, kterého se denně potravou přivádí zhruba 100 mmol/l. Tento elektrolyt se v extracelulární tekutině vyskytuje v průměrné koncentraci 4,5 mmol/l, zatímco intracelulární koncentrace draslíku je 120–150 mmol/l. Draslík má velice významné postavení v buněčném metabolismu, zejména při tvorbě makroergních fosfátů a pro biochemické děje probíhající při excitaci svalových a nervových buněk. Pro centrální postavení draslíku v metabolismu svalových a nervových buněk se při nedostatku draslíku vyvine především neuromuskulární symptomatologie s adynamií svalstva.

Protože není postižena jen funkce kosterního svalstva, nýbrž i vnitřních orgánů, rozvíjejí se postupně poruchy funkce střeva s obleněním peristaltiky až paralytickým ileem a funkční srdeční poruchy – poruchy srdečního rytmu, dilatace srdce a typické změny EKG. 80–90 % draslíku přijatého potravou se vyloučí ledvinami. Stolicí se denně vyloučí v průměru asi 10 mmol (3,3–19,3 mmol/den). Při průjmu vyvolaném projímadly se vylučování draslíku stolicí zvyšuje, takže laxancia jsou častou příčinou nedostatku draslíku. Dalšími příčinami hypokalémie jsou opakované zvracení, enterokutánní píštěle (žlučníku, střeva, pankreatu), průjmy jakéhokoli původu, nízký přívod draslíku v kombinaci se zvracením při mentální anorexii, strava chudá na draslík při vyživování sondou a parenterální výživa. O hyperkalémii se hovoří při koncentracích draslíku v séru vyšších než 5,5 mmol/l. Život ohrožující jsou koncentrace vyšší než 6,5 mmol/l. Výskyt hyperkalémie se zvyšuje se zvyšujícím se věkem. Častými příčinami


jsou snížená funkce ledvin, diabetes mellitus, hypertenze, užívání určitých léků aj. Symptomatika sahá od nepříjemných pocitů v kosterním svalstvu až po obrny, poruchy srdečního rytmu a kardiogenní šok. Akutní terapii představuje intravenózní podání glukonanu vápenatého, obyčejného inzulinu v kombinaci s glukózou aj. [76].

Sodík Jak jsme se již zmínili, sodík a draslík se v organismu distribuují rozdílně. Koncentrace sodíku v extracelulární tekutině je zhruba 140 mmol/l, v intracelulární tekutině jen 10 mmol/l. V závislosti na stravovacích návycích přivádíme do těla velmi rozdílná množství sodíku, která se pohybují od 75 až do více než 300 mmol denně (viz kap. 6). Úkolem sodíku je v podstatě udržovat osmotický tlak v extracelulární tekutině.

Nadměrný přívod sodíku v západních zemích značně přesahuje jeho potřebu; o významu této skutečnosti pro vznik hypertenze a možná i žaludečních vředů pojednávají příslušné kapitoly. Jednou z nejčastějších poruch elektrolytového metabolismu je hyponatrémie, při níž je koncentrace sodíku v plazmě nižší než 135 mmol/l. Při těžké hyponatrémii s koncentracemi nižšími než 115 mmol/l bývá mortalita vysoká, jestliže se hyponatrémie vyvinula rychle. Příčinou této poruchy elektrolytů je nadbytek vody jako následek poruchy osmoregulace, spojený se zvýšenou sekrecí ADH. Toto zvýšení sekrece ADH může být vyvoláno poruchami baroreceptorů při pokročilé srdeční insuficienci a při jaterní cirhóze [308]. Hyponatrémie se vyskytují i nezávisle na těžkých základních onemocněních u starších osob, snad jako následky zvýšeného přívodu vody při sníženém přívodu sodíku [301]. Podle závažnosti hyponatrémie se příznaky pohybují od poruch soustředění až k dez orientaci a kómatu. Akutní terapií je především intravenózní podání hypertonického roztoku chloridu sodného.

63

Magnezium Podobně jako draslík také magnezium se vyskytuje převážně v intracelulárním prostoru; v extracelulární tekutině je jeho koncentrace zhruba stonásobně nižší. Magnezium je značně rozšířeno v potravinách jak rostlinného, tak i živočišného původu. Na 100 g obsahují ovesné vločky 140 mg, špenát (syrový) 60 mg, banány 35 mg, mléko (3,5 % tuku) 12 mg a vepřové maso 25 mg. Doporučený denní přívod magnezia je 350 mg u mužů a 300 mg u žen. Resorbovaný podíl je závislý na podaném množství. V průměru se resorbuje 35–55 % perorálně podaného magnezia. Při nedostatku magnezia je snížena jeho plazmatická koncentrace, přičemž je třeba vzít v úvahu, že nízké koncentrace ve tkáních, odpovědné za klinické příznaky nedostatečného přívodu magnezia, nemusí bezpodmínečně korelovat s jeho nízkými koncentracemi v plazmě.

Ionty magnezia jsou nutné k aktivaci různých enzymových systémů. Při nedostatku magnezia se vyvinou poruchy srdečního rytmu, zvýšená neuromuskulární dráždivost se sklonem ke svalovým křečím aj. Při chronické konzumaci alkoholu se často vyskytne deficit magnezia. Příčinou tohoto jevu je inhibice tubulární zpětné resorpce magnezia alkoholem, často ve spojení s neadekvátní výživou. Rutinní vyšetřování hospitalizovaných pacientů zjistilo v 6–11 % případů hypomagnezémii, přičemž nejzávažněji nemocní byli postiženi nejčastěji. Jako o příčinách snížení koncentrace magnezia v séru, vyskytujícího se často v kombinaci s jinými poruchami elektrolytů, je třeba uvažovat o jednostranné výživě, parenterální výživě, chronických průjmech a o zvýšeném vylučování močí jako následku léčby diuretiky nebo různých jiných léčiv. Zejména kombinace hypomagneziémie s jinými elektrolytovými poruchami usnadňuje vznik arytmií [172].

1

64

1


Výsledky získané v pokusech na zvířatech ukázaly, že při nedostatku magnezia jsou stresové reakce zesíleny a že se také podáním magnezia mohou zmírnit. Podle některých údajů se vnímavost lidí na stres z hluku zvyšuje při snížení koncentrace magnezia v séru [40]. Nadto se podařilo zjistit, že funkční poruchy v dětském věku, jako poruchy spánku, nejasné abdominální potíže, snadná únavnost, křeče kosterního svalstva, bolesti hlavy atd. mohou být následky nedostatku magnezia a že v 50–60 % případů při substituci magnezia mizí [41]. Nedostatečné zásobení magneziem možná usnadňuje vznik aterosklerózy. Svědčí pro to řada nálezů, získaných v pokusech na zvířatech. Také regulace glykémie je do určité míry závislá na zásobení magneziem. Magnezium spolu s draslíkem se účastní regulace cévního tonu a tím i regulace tlaku v cévním systému [201].

Vápník Referenční hodnoty D-A-CH [205] doporučují pro děti od 1 do 4 let 600 mg vápníku denně s postupným zvyšováním přívodu až do 1200 mg denně od 13. do 19. roku věku. Od 19 let až do vysokého stáří pak doporučují přívod 1000 mg vápníku denně. Dosud se ve Spolkové republice a jiných západních zemích pro mladistvé mezi 13 a 25 lety doporučoval přívod 1000 až 1200 mg a pro dospělé 800 až 900 mg vápníku denně. Nejnovějším poznatkům přizpůsobená doporučení, publikovaná roku 1997 v USA, radí jako denní přívod 1300 mg pro mladistvé mezi 9 až 18 lety, a 1000 mg pro muže a ženy ve věku od 31 do 50 let. Po 50. roce se má přívod zvýšit na 1200 mg denně, protože ve stáří je resopce vápníku snížena [57]. Tato doporučení v podstatě vycházejí z významu optimálního přívodu vápníku pro profylaxi osteoporózy (viz kap. 8.1).

Protože 100 g mléka obsahuje asi 120 mg vápníku, dá se toto doporučení přívodu vápníku snadno realizovat, jestliže se konzumuje mléko a mléčné produkty. V opačném případě je průměrný obsah vápníku v potravě jen 300–400 mg denně. K pokrytí potřeby mohou značně přispět minerální vody obsahující vápník a fosfáty.

Ve srovnávací studii nebyl nalezen významný rozdíl resorpce a vylučování vápníku mezi vápníkem, přijatým v mléce, a vápníkem přijatým v minerální vodě bohaté na vápník (467 mg/l a fosfáty [47]). Podle výsledku studie VERA je denní přívod vápníku u zhruba 65 % dospělých nižší než 800 mg denně.

Vápník je z 99,9 % pevně vázán v kosterním systému. Jen 0,1 % je mobilní. V plazmě se vyskytuje v ionizované formě, komplexně vázán především jako aniontický citrátový komplex a dále navázán na bílkoviny. Přítomnost vápníku, zejména vápníku v ionizované formě, je nutná pro normální průběh životně důležitých funkcí; jsou to: • normální funkce membrán • fyziologický průběh svalové kontrakce • řada enzymových pochodů • normální krevní srážlivost Koncentrace vápníku v séru, zhruba 2 mmol/l, je závislá na různých faktorech a regulačních mechanismech. Jsou to: • přísun vápníku potravou • resorpce ze střeva za působení vitaminu D (viz kap. 1.7.1). (Také parathormon v nepatrné míře zvyšuje resorpci vápníku ze střeva). • mobilizace z kostí resp. ukládání do kostí za účasti parathormonu a vitaminu D • vylučování ledvinami Mezi vápníkem uloženým v kostech a vápníkem rozpuštěným v tělních tekutinách existuje stálá dynamická výměna. Tento proces výstavby a odbourávání reguluje především hormon příštítných tělísek parathormon. Zvýšení koncentrace parathormonu aktivuje osteoklasty, které mobilizují vápník z kostí – a tím zvyšují koncentraci vápníku v séru. Mechanismus zpětné vazby mezi koncentrací vápníku v séru a sekrecí parathormonu udržuje relativně konstantní koncentraci vápníku v séru. Při snížení koncentrace sérového vápníku se zvýší sekrece parathormonu a naopak. Další hormon, který reguluje koncentraci vápníku v séru, je kalcitonin (tyreokalcitonin, který vytvářejí tzv. C-buňky štítné žlázy). Kalcitonin snižuje koncentraci vápníku tím, že


snižuje mobilizaci vápníku z kostí a působí tak opačně než parathormon. Vitamin D podporuje resorpci vápníku ze střeva a jeho ukládání do osteotidu, tj. do organické kostní matrix. Podíl resorbovaného vápníku z potravy se zvyšuje při zvyšující se potřebě vápníku, např. v období růstu, v graviditě a v období laktace.

V průběhu těhotenství přestupuje převážně ve třetím trimestru 25–30 g vápníku do plodu. Takto zvýšená potřeba je spojena se zvýšením resorpce vápníku ze střeva. V období kojení ztrácí žena asi 210 mg vápníku denně mlékem. Toto množství se v podstatě hradí mobilizací z kostí, přičemž zvýšený přívod vápníku tuto mobilizaci výrazně ovlivnit nemůže [57]. Využitelnost vápníku z potravy není závislá na rozpustnosti kalciové soli. Výjimku tvoří oxalát vápenatý (šťavelan vápenatý). Po požití potravin bohatých na oxalát – např. špenátu, rebarbory, černého čaje atd. – je využití vápníku sníženo. Ve srovnání s mlékem je podíl vápníku resorbovaného ze špenátu desetkrát nižší. Podobný účinek má fytin, obsažený v obilí (pouze v otrubách); rovněž vytváří těžce rozpustný neresorbovatelný komplex s vápníkem. Druhy obilí s vysokým obsahem fytinu však mají fytázovou aktivitu – s výjimkou ovsa a kukuřice. Produkty těchto dvou druhů obilí, obsahující otruby, proto mohou vápník vázat a nedovolit jeho resorpci. Zásobení vápníkem se poruší jen při dlouhodobé konzumaci velkých množství fytinu. Fytin váže železo podobně jako vápník. Také balastní látky s vysokým obsahem kyseliny uronové (viz obr. 1.48) snižují využití vápníku z potravy. Dlouhodobě podávaná potrava bohatá na balastní látky může mj. porušit pokrytí potřeby vápníku (viz kap. 1.11.5). Vápník se z trávicího ústrojí resorbuje dvojím způsobem: jednak za účasti vitaminu D v proximálních oddílech tenkého střeva, a dále pasivním transportem, který závisí na koncentraci vápníku ve střevním lumenu; tento pasivní transport probíhá v celém průběhu střeva včetně střeva tlustého. Relativní podíl resorbovaného vápníku se při zvyšující se koncentraci vápníku ve střevě snižuje. Dále se resorpce vápníku snižuje se zvyšujícím se věkem.

65

Enzymatický rozklad nestravitelných sacharidů a tím vznikající pokles hodnot pH ve střevě jako následek vznikajících mastných kyselin s krátkým řetězcem snižuje podíl vázaného vápníku, takže je k dispozici více volného vápníku pro pasivní resorpci. Totéž platí pro magnezium, železo a zinek. To znamená, že sacharidy neresorbovatelné v tenkém střevě, které se dají rozkládat bakteriálními enzymy (prebiotika) jako např. inulin, oligofruktóza, laktulóza atd. zvyšují resorpci vápníku jak v distálním ileu, které je již výrazněji osídleno bakteriemi, tak také v tlustém střevě [119, 120]. Podíl resorbovaného vápníku z různých potravin – sledovalo se plnotučné mléko, kakao, jogurt, sýr – a z uhličitanu vápenatého kolísá mezi 21 a 26 %, takže se téměř neliší [202]. Zatímco se vápník pro vysoký obsah kyseliny šťavelové ze špenátu resorbuje špatně, je proti očekávání jeho resorpce ze zelí vysoká. Při srovnání s mlékem – obě potraviny byly označeny 45Ca – se ukázalo, že z mléka se resorbuje 31 % a ze zelí 41 % vápníku [110].

Sodík a živočišné i rostlinné proteiny zvyšují vylučování vápníku močí, a tím ovlivňují bilanci vápníku. 500 mg sodíku zvýší u žen v menopauze vylučování vápníku o 10 mg, a 1 g proteinu zvýší vylučování o 0,5–1,5 mg [57]. Rozhodující příčina zvýšené kostní denzity a sníženého vzniku fraktur u Afričanek ve srovnání s Evropankami se přičítá sníženému vylučování vápníku močí při stejné výši resorpce. Vápník snižuje resorpci železa. Jestliže mléko a sýr, které mají nejvyšší obsah vápníku, se konzumuje společně s masem, snižuje se resorpce železa o 50–60 % [105].

Těsný je vztah mezi metabolismem vápníku a metabolismem fosfátu. Parathormon z příštítných tělísek reguluje kromě ukládání a mobilizace vápníku v kostech také vylučování fosfátu ledvinami. Parathormon zvyšuje vylučování fosfátu tím, že inhibuje jeho zpětnou resorpci z renálních tubulů. Protože fosfátové ionty jakožto kationty s sebou strhávají vápník, ovlivňuje hormon příštítných tělísek také nepřímo vylučování vápníku. Jestliže se působením parathormonu

1

66

1


mobilizuje vápník z kostí, uvolňují se zároveň ionty fosfátové, protože vápník je uložen ve formě fosforečných solí. Mezi potřebou vápníku a fosfátů je fixní vztah. Za optimální se považuje poměr vápníku k fosfátu v potravě 1 : 1,0–1,2.

Fosfáty Doporučený přívod fosfátů potravou leží mezi 500–800 mg denně (u dětí od 1 do 10 let), kolem 1250 mg denně (mezi 10. a 19. rokem) a 700 mg denně (po 19. roce) [205]. Fosfáty jsou v našich potravinách bohatě rozšířeny. Podstatné množství se konzumuje v mase a masných výrobcích (24 %), v chlebu (14 %) a sýru (9 %). Při značném rozšíření fosfátů v potravinách není potravou podmíněný nedostatek fosfátů znám. Dlouhodobý nadbytek fosfátů v potravě může stimulovat příštítná tělíska ke zvýšené sekreci parathormonu, což má za následek zvýšené uvolňování vápníku z kostí. Porucha rovnováhy mezi příjmem fosfátů a vápníku potravou by tak mohla usnadnit vznik osteoporózy. Tento účinek by mohl mít i vysoký obsah fosfátů v některých nápojích typu koly [220]. Fosfáty se resorbují především v proximálních oddílech tenkého střeva. Na základě bilančních pokusů je třeba mít za to, že biologická dostupnost fosforu přijatého potravou se liší podle zdroje. Tak se z celozrnného žitného chleba resorbuje průměrně 29 %. Z mléka 64 %, z masa 69 %, ze sýra 62 % a z běžného chleba 72 %. Špatné využití fosforu ze žitného celozrnného chleba se vykládá skutečností, že fosfor v této potravině je obsažen především ve vazbě jako fytát fosforu, tedy ve vazbě, která se špatně utilizuje [75, 241]. O možném vztahu mezi hyperkinetickým syndromem a výší přívodu fosfátů potravou se zmiňujeme v kap. 11.8. Hypofosfatémie se může vyvinout také při chronickém alkoholismu, při malabsorpci, při karenční výživě, při tumorech a při výhradně parenterální výživě. Dále se objevuje při diabetické ketoacidóze a při sepsi vyvolané gramnegativními bakteriemi.

Následky velmi výrazného snížení koncentrace fosfátů v séru jsou porucha funkcí erytrocytů a leukocytů, metabolická acidóza, osteomalacie, periferní neuropatie, poruchy centrálního nervového systému aj. [124]. Výrazná hypofosfatémie s řadou závažných funkčních poruch se mimoto vyvíjí při tzv. refeeding-syndromu. Jde o metabolické poruchy, které po předchozí fázi karenční výživy mohou vzniknout při náhlém zvýšení přívodu potravy na optimum. Při nedostatečné dodávce kalorií se energetická potřeba kryje převážně z mastných kyselin. Současně se odbourávají svalové bílkoviny. Jestliže se katabolismus náhle ukončí perorálním nebo parenterálním přívodem energie, zejména ve formě glukózy, prudce se zvýší vstup fosfátů, glukózy, elektrolytů atd. do tělních buněk, takže se koncentrace fosfátů v extracelulární tekutině může prudce snížit [237]. Nejčastější příčinou hyperfosfatémie je chronická insuficience ledvin. Na základě Nařízení o přísadách se mohou fosfáty povolit jako přísady k potravinám. Podle délky řetězce (mono-, di-, tri-, polyfosfáty) mají fosfáty rozdílnou pufrovací schopnost. Přidáním fosfátů se mohou zlepšit některé vlastnosti potravin, např. bobtnavost proteinů, sypkost práškovitých produktů, stabilita disperzí atd.

1.8.3 Stopové prvky Celkové množství veškerých stopových prvků v lidském těle představuje pouze 10 g, anebo 0,1 až 0,2 % hmotnosti celého organismu. Z toho vychází souhrnný pojem „prvky, které se v živém organismu vyskytují pouze ve stopových množstvích“. Dnes ke stopovým prvkům podle definice patří ty minerální látky, jejichž koncentrace v lidském nebo zvířecím těle zpravidla nepřesahuje 50 mg/kg tělesné hmotnosti.

Zvláštní postavení zaujímá železo, které se v organismu vyskytuje v koncentraci kolem 60 mg/ kg tělesné hmotnosti, které se však přesto na základě své funkce počítá ke stopovým prvkům. Stopové prvky jsou buď složkami enzymů a hormonů anebo jsou nutné pro normální


průběh biochemických pochodů. Že jsou esenciální, však dosud není prokázáno o všech prvcích, zjistitelných v malých množstvích ve zvířecích a lidských tkáních. Pro extrémně nízké koncentrace a z toho plynoucí obtíže stanovování jsou znalosti o fyziologické funkci většiny stopových prvků ještě nedostačující. Podle souhrnného přehledu, který vypracoval Jeejeebhoy [132], je na základě pokusů na zvířatech esenciálních těchto 15 prvků: Železo, zinek, měď, jod, kobalt, selen, chrom, mangan, nikl, molybden, fluor, cín, křemík, vanad a arzén.

Jako ultrastopové prvky (ultratrace elements) se označují takové prvky, které jsou obsaženy v tkáňové sušině v koncentracích nižších než 1 μg/g, z části i nižších než 50 ng/g. Do této skupiny patří arzén, bór, brom, kadmium, fluor, olovo, lithium, nikl, křemík, cín a vanad. O nepostradatelnosti těchto prvků existují experimentální podklady z pokusů na zvířeti. Potřeba pro člověka není pro všechny uvedené prvky potvrzena [183]. Aktualizovaný seznam ultrastopových prvků lze najít v referenčních hodnotách D-A-CH [205]. Je nesporné, že přívod minerálních látek se snižuje, což je podmíněno po několik let trvajícím posunem ke konzumaci průmyslově zpracovávaných potravin; o tom jsme se zmínili již dříve. V západních průmyslových zemích se pokryje zhruba 40 % energie z tuků a olejů, z 20 % sacharózou a z 10 % alkoholem. Dalších 15 % připadá na bílou mouku. Zbývá tedy ještě 15 % energie, která se kryje z potravin požitých z velké části v „nezměněné“ formě. Vykazují tedy ještě úvodní obsah minerálních látek a stopových prvků. Jsou to ovoce, zelenina, mléčné produkty a maso. Nelze dosud určit, zda nedostatek stopových prvků má kauzální význam při některých dosud nevyjasněných chorobách (např. nedostatek selenu – vznik tumorů, nedostatek chromu – stařecký diabetes). Stejně málo je známo, zda stále větší množství změn stravovacích návyků a pokroky ve výrobě potravin a v potravinářské technologii vyvolávají u člověka také větší počet karencí stopových prvků. Intenzivní zemědělské využívání půdy může mít za následek nedostatek stopových prvků

67

v přirozeném krmivu a tím i nedostatek esenciálních prvků u užitkových zvířat. Karenční onemocnění byla popsána po sníženém přívodu mědi, zinku a chromu.

Železo Doporučený přívod železa, odpovídající fyzio logické potřebě, se velmi výrazně liší u obou pohlaví a v rozdílném věku. Fyziologická potřeba od 4. měsíce do 7. měsíce života je 8 mg denně, mezi 7. a 10. rokem věku je 10 mg denně. Od 10. roku života až do menopauzy (51 let) platí pro obě pohlaví rozdílná doporučení, přičemž potřeba u žen je vyšší. Ženám se mezi 10. a 51. rokem doporučuje 15 mg denně, od 51. roku 10 mg denně. U mužů se doporučuje 12 mg denně od 10. do 19. roku života a od 19. roku pak 10 mg denně [205]. Nedostatek železa je u člověka nejrozšířenější karencí vůbec. Obzvlášť jsou postiženy ženy, protože při každém menstruačním krvácení vznikají ztráty železa, asi 20 mg, při hypermenoree až 40–60 mg. Počet pohlavně dospělých negravidních žen, které jako projev deficitu železa vykazují pozitivní hematologickou reakci na dodatečně přiváděné železo, je v západních průmyslových zemích 20 %, v jiných částech světa je však trojnásobně až pětinásobně vyšší [92]. Nedostatek železa může zčásti i ireverzibilně poškodit tělesnou i duševní výkonnost.

Skupiny s nejčastějším deficitem železa jsou děti, mladiství a mladé ženy. Metody pro biochemické podchycení zásobování železem se posuzují rozdílně. To platí obzvlášť pro stanovení hemoglobinu, sérového železa, kapacity vazby železa aj. Také koncentrace feritinu v séru jako indikátoru pro posouzení výše celkového depa železa v těle se tč. posuzuje rozdílně. Nové možnosti mj. poskytuje tzv. rozpustný receptor transferinu [46].

Důvody negativní bilance železa a tím nedostatku železa jsou snížený přívod potravou, zvýšená ztráta železa krvácením nebo porušená resorpce železa při malabsorpčním syndromu.

1

68

1


Podle stupně závažnosti rozlišujeme různé stupně nedostatku železa: • Prelatentní nedostatek železa (nedostatek depotního železa). Množství depotního železa v organismu je z normálních asi 800 mg (u mužů) snížen na méně než 200 mg. Koncentrace železa v séru a koncentrace hemoglobinu jsou ještě v mezích normy. • Latentní nedostatek železa (nedostatek transportního železa). Ke snížení depa železa přistupuje pokles koncentrace sérového železa na hodnoty 60 μg/100 ml. • Manifestní nedostatek železa se objeví, jestliže kromě snížení koncentrací depotního a sérového železa přistoupilo ještě snížení koncentrace hemoglobinu na hodnoty nižší než 12 g%. Časné příznaky vývoje anémie z nedostatku železa jsou ragády ústních koutků, poruchy růstu vlasů a nehtů, atrofie kůže a změny sliznice úst a ezofagu. Po rozsáhlých koncipovaných studiích však vznikly pochybnosti, že by latentní nedostatek železa a karence s mírnými projevy již vyvolával klinické příznaky, zejména bolesti hlavy, dušnost, závratě a únavnost, které se obzvlášť často v souvislosti s touto karencí uvádějí. Achlorhydrie je u pacientů s nedostatkem železa dvakrát častější než u srovnávaných osob. U nemocných s nedostatkem železa a starších než 50 let je častější čtyřnásobně. Zdraví muži resorbují zhruba 19 ± 8 %, ženy s latentním nedostatkem železa 83 ± 14 % a ženy s manifestním nedostatkem železa 82 ± 13 % denně konzumovaného železa. To představuje při nedostatku železa zvýšení resorpce železa na pětinásobek. Míra resorpce železa se může přizpůsobit potřebě.

Za to je odpovědný transportní systém sliznice tenkého střeva. Podrobnosti o tomto transportním systému, vázaném na protein transferin a vyskytující se především v duodenu a proximálním jejunu, nejsou známy.

Zatímco tento systém může zvýšit resorpci železa při jeho nedostatku, neposkytuje ochranu před přetížením železem, přivedeném potravou v nadměrném množství. Dříve postulovaný tzv. slizniční blok jako ochrana před intoxikací železem podle novějších výzkumů neexistuje [91, 92]. Pokud je perorální přívod železa po delší dobu vyšší než jeho skutečná potřeba, vyvinou se depozita tohoto těžkého kovu v tkáních, zejména v játrech, protože organismus nedisponuje možnostmi, jak přebytečné železo eliminovat. Tak jako při hemochromatóze (viz kap. 3.7.7) se i zde vyvíjí orgánové poškození a nakonec jaterní cirhóza. Příklad takového jaterního poškození, vyvolaného ukládáním železa, je jaterní cirhóza pozorovaná na jihu Afriky často u Bantuů. Jde o následek konzumace piva připraveného nebezpečným postupem. V tomto kyselém nápoji se při přípravě rozpustí velké množství železa. Aby se zabránilo negativní bilanci železa, je třeba přijmout potravou denně asi 10–15 mg železa. Přitom je důležitá forma, jakou se železo přivádí. Železo z potravy rostlinného původu se zásadně resorbuje hůře než železo z potravy původu živočišného.

V potravě se železo vyskytuje převážně v trojmocné formě ferihydroxidových komplexů, vázáno na proteiny a organické kyseliny, anebo ve formě železa v protoporfyrinu (hemu). Předpokladem resorpce je uvolnění v rozpustné formě, převážně v žaludku. Podle výsledků pokusů in vitro se při optimální koncentraci kyseliny a pepsinu v žaludku uvolní 30–50 % nabídnutého železa, zatímco v čisté vodě se rozpustí méně než 10 %. Pacienti s anémií z nedostatku železa resorbují trojmocné železo významně lépe, jestliže jejich žaludek produkuje kyselinu chlorovodíkovou. Při anémii z nedostatku železa existuje korelace mezi maximální sekrecí kyseliny a resorpcí ferisloučenin s trojmocným železem. Železo v dvojmocné formě, z ferosloučenin, se resorbuje lépe než ze sloučenin železa trojmocného.

Jakmile železo přešlo do roztoku, resorbují se zřejmě obě formy stejně dobře, nezávisle na mocenství. Limitující je rozdílná rozpustnost ferisloučenin a ferosloučenin. Při zvyšování pH roztoku ferosloučeniny kompletně precipitují


až při pH 8, ferisloučeniny již při pH 5. Enterální resorpci železa snižuje infekce mikrobem Helicobacter pylori. Po jeho úspěšné eradikaci se stav upraví k normě. Mechanismus tohoto jevu není znám [274]. Podíl resorpce železa z pšenice, kukuřice, salátu a špenátu je asi 7–9 %, z ryb, telecího masa a hemoglobinu 16–20 %. Fytin váže železo stejným způsobem jako váže vápník a vytváří s ním nerozpustný komplex (viz kap. 1.11.5). Alimentární nedostatek železa je proto častý v četných rozvojových tropických oblastech s převážně rostlinnou stravou (viz obr. 20.1). Mimoto jsou ohroženi vegetariáni a ovolaktovegetariáni [112]. U posledně jmenované skupiny byly při mobilizaci železa z dep zjištěny deficity železa asi 0,5 mg denně u mužů a 1,2 mg denně u menstruujících žen. Zvyšující se měrou praktikují určité složky obyvatelstva odklon od živočišné potravy – z důvodů světonázorových, náboženských i pro údajně negativní zdravotní následky masité potravy. Dietary Guidelines for Americans z roku 2000 [251] k tomu uvádí: „Jako základ své výživy zvolte rostlinné potraviny. Ujistěte se potom, když jste veškeré nebo většinu ostatních živočišných produktů z potravy vyřadili, jesti potřeba železa, vitaminu B12, vápníku a zinku z jiných zdrojů je dostatečně kryta.“ Při diskusi o biologické dostupnosti železa z rostlinných potravin je také třeba vzít v úvahu, že v těchto potravinách je často ve vysokých koncentracích obsažena kyselina askorbová, která resorpci železa podporuje. Vitamin C vytváří se železem dobře rozpustné komplexy a redukuje trojmocné železo na lépe rozpustné železo dvojmocné. Proto může ovoce a zelenina při svém obsahu vitaminu C představovat velmi cenný přínos pro zlepšení biologické dostupnosti železa. Také jiné organické kyseliny, např. kyselina citronová a snad i kyselina mléčná, zlepšují resorpci železa [261]; vliv fytátu a vitaminu C na resorpci železa viz kap. 1.11.5). Ani výživa ve vysoce industrializovaných zemích s vysokou konzumací tuku, cukru a výrobků z bílé mouky v závislosti na stravovacích zvyklostech potřebu železa nekryje optimálně.

69

Kromě vzrůstající konzumace potravin chudých na železo bývá příčinou často se vyskytujícího nedostatku železa snížený příjem potravy, daný snižující se potřebou energie. Přívod železa potravou zhruba koreluje s výší energetického přívodu. V západních zemích se na 4200 kJ resp. na 1000 kcal konzumuje zhruba 6 mg železa. V USA se proto na doporučení Food and Drug Administration (FDA) k mouce a moučným produktům přidává železo v množství 40 mg na jednu libru (1 lb = 453,6 g). Tím se v USA průměrný přívod železa zvyšuje u žen z asi 10 na 17 mg a u mužů z asi 17 na 35 mg [63]. Stejně se postupuje ve Švédsku, kde v průměru 42 % přijatého železa pochází z přísady do potravy. Protivníci této fortifikace se obávají zejména toho, že tím budou poškozeni pacienti s latentní hemochromatózou (viz kap. 3.7.7) – ta byla při systematických vyšetřeních v USA zjištěna u 2 % mužské populace. Na základě nových poznatků o významu volných radikálů pro vznik řady onemocnění (např. aterosklerózy, viz kap. 4.4), maligních tumorů (viz kap. 16), katarakty (viz kap. 13) aj. je třeba hodnotit naše snahy o optimalizaci zásobení organismu železem kriticky. Volné ionty železa, přítomné při přetížení železem, zvyšují tvorbu volných hydroxylových radikálů a zvyšují tím „oxidační stres“.

Epidemiologické studie, které zjišťují pozitivní vztah mezi výší konzumace červeného masa a frekvencí výskytu tumorů i frekvencí ischemické choroby srdeční, mluví pro to, že vysoký přívod železa může podpořit patofyziologické mechanismy. Zatímco cílem doporučení o přívodu je optimální pokrytí potřeby, zvýšenou měrou se dnes definuje pro potřebné živiny „Upper Level“ (UL), udávající horní hranici, pod kterou již při pravidelném dlouhodobějším přívodu není třeba se obávat toxických účinků. Pro železo platí UL 45 mg denně [225].

Fluorid Fluor se v přírodě vyskytuje jen ve vázané formě jako fluorid. Doporučení pro celkový

1

70

1


přívod fluoru (potravou, pitnou vodou, suplementací) jsou: kojenci do 4 měsíců 0,2 mg, od 4 do 12 měsíců 5 mg denně. Děti od 1 do 4 let 0,7 mg vzestupně až do 2,0 mg ve věku mezi 10 a 13 roky. Od 13 let jsou doporučení pro obě pohlaví rozdílná. U mužů od 13 do 19 let jsou 3,2 mg denně a od 19 let 3,8 mg denně. Pro ženy se doporučuje v těchto dvou věkových obdobích 2,9 resp. 3,1 mg denně [205]. V profylaxi zubního kazu má přívod fluoridů rozhodující význam vedle dostatečné ústní hygieny a vystříhání se sacharidům, zejména cukru v lepkavé formě, která snadno na zubu ulpí.

Pevné potraviny jsou fluoridy relativně chudé. Obsah v mase, rybách a drůbeži se udává zhruba 0,05–0,07 mg/kg, v obilí 0,30–0,40 mg/kg, v bramborách 0,08–0,14 mg/kg, v listové zelenině 0,10–0,15 mg/kg a v ovoci 0,06–0,13 mg/kg. Obsah fluoridů v pitné vodě podléhá značným regionálním výkyvům. Za optimální se považuje koncentrace fluoridů zhruba 1 mg/l (1 ppm). Obzvlášť vysoký je obsah fluoridů v černém čaji, takže konzumenti převážně tohoto čaje v závislosti na jeho množství a přípravě přijímají denně zhruba 1 mg fluoridů anebo i více. Soli fluoru rozpustné ve vodě se dobře resorbují (z více než 90 %), zatímco biologická dostupnost z kostí se udává jenom jako 4 % a z rybích kůstek 15 %. Na základě srovnávacích studií je možné redukovat frekvenci výskytu zubního kazu zhruba o 50–60 % přísadou solí fluoru do pitné vody tak, aby se dosáhlo uvedené optimální koncentrace. Odpůrci fluorizace pitné vody mj. uvádějí, že rozpětí mezi denní dávkou fluoridů, která má dostatečný profylaktický efekt vůči zubnímu kazu (1–2 mg) a denní dávkou, která vyvolá chronickou intoxikaci fluoridy (zhruba 4–5 mg denně), je tak nepatrné, že v jednotlivých případech se při všeobecné fluoridaci pitné vody nedá zabránit předávkování. Dále uvádějí, že fluorid účinkuje jen po dobu tvorby zubů, která je v 15 letech života ukončena. Při fluorizaci pitné vody pak užívají fluorid rozsáhlé složky populace, které z něho nemají žádný prospěch a přitom jej údajně přijímají v dávkách, které nejsou vždy zanedbatelné.

Jako alternativa se navrhuje podávání fluoridu ve formě tablet v období vývoje zubů. Národní a mezinárodní společnosti v závislosti na koncentraci fluoridů v pitné vodě určily dávkování při fluorové profylaxi v jednotlivých vývojových fázích mezi 1. a 16. rokem života [96]. Další možností, jak optimalizovat přívod fluoridů, je používání fluoridované kuchyňské soli. V Německu obsahuje l kg kuchyňské soli 250 mg fluoridu. Jestliže se v některé rodině používá taková sůl, nesmí již dodatečně používat fluoridové tablety, aby nevzniklo předávkování. Intoxikace fluroridem vyvolá mj. retenci vápníku, zvýšení aktivity alkalické fosfatázy v séru a poruchy tvorby skeletu. Chronická intoxikace fluoridem (fluoróza) se endemicky vyskytuje v některých oblastech s vysokým obsahem fluoridů v pitné vodě.

Jod Jod je esenciální živina potřebná pro syntézu hormonu štítné žlázy, trijodtyroninu (T3), aktivně zasahujícího do metabolismu, a jeho prekurzoru (prohormonu) tyroxinu (T4). T3 má řadu účinků na metabolické funkce, na bazální metabolismus, podporuje pochody růstu a vývoje atd. Nedostatek jodu je proto podle rozsahu deficitu spojen s množstvím funkčních poruch a poškozením tělesného i duševního vývoje (tab. 1.11). Tab. 1.11 Onemocnění z nedostatku jodu věk plod

onemocnění potraty, vrozené anomálie, zvýšená perinatální úmrtnost neurologický kretenismus: mentální defekty, hluchota, spastická diplegie, šilhavost myxedematický kretenismus: malý, disproporcionální vzrůst, mentální defekty novorozenec různě výrazná hypotyreóza: psychomotorické defekty, snížená mentální výkonnost, hluchota na hluboké tóny, zpomalení vývoje, struma děti a mla- struma, juvenilní hypotyreóza, snížená mendiství tální výkonnost, retardovaný tělesný vývoj dospělí struma s adenomy anebo bez nich, příp. s komplikacemi, hypotyreóza, omezená duševní výkonnost


Jako optimální přívod jodu se doporučuje 100 μg denně pro děti ve věku 1 roku. Dávky vzrůstají až do 15. roku života na 200 μg denně. Toto doporučení pak již platí pro mladistvé a dospělé až do 50 let. Ve vyšším věku se doporučuje 180 μg denně, pro těhotné a kojící 230 resp. 260 μg denně [205]. Celosvětově patří onemocnění z nedostatku jodu k nejčastějším onemocněním z nedostatku složek potravy. Spolková republika Německo patří k oblastem s nedostatkem jodu. Jestliže potřeba jodu není po delší dobu dostatečně pokryta, mohou se ve všech věkových skupinách vyvinout choroby z nedostatku jodu (viz tab. 1.11). K nejčastějším následkům nedostatku jodu patří zvětšení štítné žlázy (struma). O strumě (voleti) u dospělého hovoříme tehdy, jestliže sonograficky zjištěný objem žlázy je větší než 20 ml. Podle směrnic WHO se velikost strumy hodnotí ve 3 stupních – od I = hmatná struma až po III = velmi silně zvětšená struma s lokálními známkami městnání a komprese. Dříve se soudilo, že příčinou zvětšení štítné žlázy je zvýšená sekrece TSH jako následek nízkých koncentrací T3 a T4, čili že jde o adaptaci na deficit hormonu; dnes víme, že proliferace je následek zvýšené tvorby většího množství různých růstových faktorů. Ačkoli se přívod jodu v potravinách a jodované kuchyňské soli v průběhu posledních let ve Spolkové republice zlepšil – v průměru představuje 120 μg denně – stále ještě trvá značný deficit ve srovnání s doporučenými hodnotami. Svědčí pro to i výsledky průzkumného namátkového vyšetření osob ve věku 18 až 65 let, u nichž se ve 33 % sonograficky našlo zvětšení štítné žlázy [311]. Sdružení „Arbeitskreis Jodversorgung“ poukazuje na to, že se v posledních letech zásobení jodem u novorozenců a školních dětí zlepšilo, jak ukazují hodnoty vylučování jodu močí a sonovolumetrická vyšetření štítné žlázy při regionálních studiích. Incidence strumy sice klesá, stále je však relativně vysoká a dala by se zredukovat zhruba na 3 %, pokud by se dosáhlo optimálního zásobení populace jodem (jodováním kuchyňské soli, používáním jodové soli k přípravě potravin, jodováním krmiva pro zvířata). Že uvedené optimum – 3 % – je dosažitelné, ukazují výsledky

71

v zemích s dlouhodobě úspěšným zásobením populace jodem. Na základě dnes platných zákonných ustanovení je obsah jodu v jodované kuchyňské soli stanoven na 15–25 mg/kg, tj. v průměru 20 mg na 1 kg kuchyňské soli (ve formě 32 mg jodidu draselného). Podle dnes platných ustanovení ve Spolkové republice dostačuje, aby v seznamu přísad u balených potravin připravených s jodovanou kuchyňskou solí byla na obalu jodovaná sůl uvedena. U potravin, které se prodávají zcela volně, např. u chleba, chlebíčků nebo uzenin, již není třeba zvláštní označení, jsou-li připraveny s jodovanou solí. Také při přípravě sýra je nyní povoleno používat přísadu jodované soli. Mořská sůl se pro velmi nízký obsah jodu k profylaxi strumy nehodí. Vhodné jsou naproti tomu na základě obsahu jodu jodové soli z Lázní Reichenhalle, bavorská Bayerisches Vollsalz a Düra Vollalz. Jodidy a jodáty přijaté v potravě se téměř kompletně resorbují. Při denním přívodu jodu 50–200 μg během 24 hodin 40–70 % přestoupí do štítné žlázy. Pokud se nepoužívá jodovaná kuchyňská sůl, představuje denní příjem jodu potravinami zhruba 60 μg jodu denně. Pokud by se jak v domácnostech, tak i v podnicích veřejného stravování používala jodovaná kuchyňská sůl, znamenalo by to dalších 20 μg jodu denně, a při používání jodované soli při přípravě chleba a pečiva dalších ještě asi 50 μg jodu denně. Dalších 30 μg by přibylo, kdyby se uzeniny a sýr připravovaly s jodovanou kuchyňskou solí. Zbývajících 40 μg jodu by pak připadalo na všechny ostatní potraviny, zpracovávané rovněž s použitím jodované soli (obr. 1.29). Z toho je patrné, že při stravovacích návycích běžných v Německu se žádoucí hodnoty přívodu jodu dají dosáhnout jen tenkrát, jestliže se bude používat výhradně jodovaná kuchyňská sůl jak v domácnostech, tak při přípravě potravin (pečiva, uzenin, sýra, hotových jídel). Dále se musí soli jodu přidávat do krmiva užitkových zvířat, protože jenom pak je obsah jodu v mléce, mléčných výrobcích, ve vejcích a mase dostatečně vysoký, aby tyto potraviny živočišného původu představovaly bezpečný přínos pro zásobení jodem. Jen malá část populace konzumuje jako zdroj jodu pravidelně mořské ryby

1

72


Použití jodované soli

1

optimální 180–200 µg nabídka jodu denně (doporučení DGE) denní deficit jodu

150 µg

• v ostatních potravinách • v sýru • v mase a uzeninách

• v chlebu a pečivu 100 µg • v domácnosti resp. v komunální péči

aktuální přívod jodu denně bez jodované soli

50 µg

přirozený obsah jodu v každodenní stravě v domácnosti

Obr. 1.29 Přívod jodu potravinami. Denní nabídka jodu v Německu, pokud by se používala jodovaná sůl (podle: Manz [298])

(100 g tresky skvrnité obsahuje asi 240 μg, 100 g tresky obecné asi 120 μg jodu). Ani při realizaci uvedených opatření není potřeba jodu optimálně pokryta v těhotenství a v období kojení. Protože suboptimální přívod jodu matce může nepříznivě ovlivnit vývoj plodu i jeho pozdější fyzické a psychické schopnosti, doporučuje se suplementace podáváním 100 až 200 μg jodidu denně. Podle údajů sdružení „Arbeitskreis Jodmangel“ se již po léta na trhu zvyšuje podíl jodované soli s přísadou fluoridu anebo bez ní (obr. 1.30).

Neopodstatněná je obava, že by toto opatření mohlo způsobit častější výskyt tzv. „jodového Basedowa“, jodové alergie nebo jodové akné. Všeobecné používání jodované kuchyňské soli pouze zkouší dosáhnout přívodu jodu ve fyzio logicky potřebném množství. Předávkování proto není možné. Ke stále znovu vyslovovaným pochybnostem o zdravotních rizicích jodované soli se uvedený Arbeitskreis vyjadřuje takto: „Jodovanou solí a potravinami, připravenými s jodovanou solí, se přivádí jod ve fyziologických množstvích. Tím se pouze vyrovnává deficit jodu, který v potravě přirozeně vznikl. Takto mizivá množství proto nepředstavují žádné zdravotní riziko. Příležitostně vyjadřované pochybnosti, že konzumace jodované soli nebo s touto solí připravených potravin by mohla mít za následek nadbytečný přívod jodu a že by mohla vyvolat anebo zhoršit určité choroby, jsou neopodstatněné.“ Tento názor sdílí také Spolkový ústav pro vyhodnocování rizik (Bundesinstitut für Risikobewertung – BfR) v Berlíně, který znova na základě nejnovějších vědeckých poznatků zhodnotil zdravotnický přínos jodové profylaxe resp. zdravotnické riziko. Institut dospěl k tomuto závěru: „Použitím jodované soli v domácnostech, v restauracích, v zařízeních veřejného stravování

v% 100 90 podíly roku 2004 (a 2003) jodovaná sůl + jodovaná sůl a fluorid 79,5 % (78,1 %) jodovaná sůl s fluoridem 63,1 % (60,4 %)

80 70 60 50 40 30 20 10 0

1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

Obr. 1.30 Podíly tržních produktů s obsahem jodu a fluoridu na celkovém příjmu potravou v domácnostech


a při přípravě potravin se ani nevyvolávají a nezhoršují onemocnění štítné žlázy, ani nevznikají následné choroby. Používání jodované kuchyňské soli má naopak za následek, že se zdravotní situace obyvatelstva s obzvlášť vysokým rizikem zvětšení štítné žlázy (volete) zřetelně zlepšila. Institut také nevidí žádné riziko nadměrného přívodu jodu obyvatelstvu. Maximální příjem 500 μg jodu denně z různých zdrojů – příjem, který se jako maximální pro Německo považuje za bezpečně zjištěný – se podle platných údajů o maximálních množstvích nepřekračuje.“ Kvůli ochraně zdraví spotřebitelů byly zakázány produkty řas s vyšším obsahem jodu než 20 μg/kg sušiny, nabízené jako potravinový doplněk. Tyto produkty se připravují z makroskopických řas, které se ve východoasijských zemích konzumují jako zelenina nebo koření. Obyvatelstvo asijských zemí, adaptované na vysoký přívod jodu, tento často extrémně vysoký obsah jodu v řasách toleruje. Jestliže tyto produkty konzumují osoby přizpůsobené chronickému nedostatku jodu, může vysoký přívod jodu, zejména u starších lidí s malými autonomními adenomy, vyvolat náhlou hyperfunkci štítné žlázy. Z preventivních důvodů by se v Německu, tj. v oblasti nedostatku jodu, neměla překročit dávka 500 μg denně [307[.

Zinek Referenční hodnoty D-A-CH [205] doporučují od 15. roku věku denní přívod 10 mg zinku pro muže a 7 mg pro ženy. Resorbuje se jen asi 30 % tohoto perorálně přivedeného stopového prvku. K dosažení vyrovnané bilance zinku bylo pro parenterálně vyživované pacienty stanovena vhodná dávka 2,5 mg denně. Potřeba zinku se však zvýší při zvýšeném katabolismu a při střevních onemocněních se zvýšenými ztrátami zinku stolicí. Vysoký obsah zinku mají potraviny živočišného původu: tak např. hovězí maso obsahuje 20–60 μg/g, mléko 3–5 μg/g a ryby zhruba 15 μg/g. Chléb bohatý na otruby s vysokým obsahem fytinu snižuje resorpci zinku (viz kap. 1.11.5). Proto je nedostatek zinku častý v zemích s nízkou konzumací potravin živočišného původu

73

(např. v Egyptě nebo Turecku), ale s vysokou konzumací chleba bohatého na otruby, připravovaného bez kvásku (tanok); kvašením se totiž fytin, který váže ionty kovů (viz kap. 1.11.5), do značné míry ničí. Zdravým pokusným osobám se perorálně podával síran zinečnatý v roztoku buď společně s pšeničnými otrubami resp. rýžovými kripsy, obsahujícími obzvlášť málo balastních látek, anebo samotný roztok bez testované potravy; ukázalo se zcela jednoznačně, že pšeničné otruby snižují resorpci zinku [74]. Mechanismy resorpce zinku nejsou přesně známy. U potkanů se podařilo ve střevní sliznici prokázat dva proteiny vážící zinek, které se s vysokou pravděpodobností podílejí na transportu zinku střevní stěnou. Zinek zřejmě tlumí resorpci mědi a vice versa.

Koncentrace zinku v séru je 95 ± 12 μg/100 ml. Protože se zinek uvolňuje z trombocytů, je koncentrace v séru o 5–15 μg/100 ml vyšší než v plazmě. Zinek je složkou velkého počtu metaloenzymů (DNA-polymerázy, RNA-polymerázy, karboanhydrázy, alkalické fosfatázy, fosfolipázy aj.) a je nutný pro aktivaci mnoha dalších enzymů. To vysvětluje jeho význam např. pro metabolismus bílkovin, tuků a sacharidů, pro acidobazickou rovnováhu a vysvětluje i řadu funkčních poruch při jeho nedostatku. Nejznámější klinické známky nedostatečného přívodu zinku jsou malý vzrůst, poruchy chuťového a čichového vnímání, zhoršené hojení ran, vypadávání vlasů, kožní změny, psychické poruchy aj. Zinek je pravděpodobně nutný pro působení inzulinu na buňku [269]. Nedostatek zinku se může vyvinout při onemocněních provázených steatoreou, např. při nedostatečné sekreci pankreatu, při endemické sprue, ale také při Crohnově chorobě, při ulcerózní kolitidě, při jaterní cirhóze a při chronické insuficienci ledvin. Ochrana před infekcemi Experimentálně bylo prokázáno, že ionty zinku tlumí replikaci rinovirů, chrání složky buněk před poškozením bakteriálními toxiny a působí imunomodulačně [128]. Na základě těchto nálezů se opakovaně zkoumal význam solí zinku pro profylaxi a terapii virových onemocnění z nachlazení. Rozvržení jednotlivých studií je rozdílné a jejich výsledky

1

74

1


jsou protichůdné [128]. Nepodařilo se prokázat, že by před chorobami z nachlazení chránil přívod zinku v dávkách, pohybujících se vysoko nad přívodem dosažitelných v potravinách. Dobře kontrolované studie však svědčí pro to, že soli zinku, podávané v jednotlivé dávce 13,3 mg ve formě cucacích tablet každé 2 hodiny, významně redukují intenzitu příznaků i trvání nemocí z nachlazení [181]. Veliký význam má nedostatek zinku u dětí v mnoha rozvojových zemích. Řada studií ukázala, že suplementace zinkem vyvolá významné zvýšení tělesné hmotnosti a růstu do výšky, zvýšenou chuť k jídlu a ústup různých infekčních chorob [100]. Toxické účinky Zinek je relativně netoxický. Akutní intoxikace s gastrointestinálními příznaky (s nevolností, zvracením, průjmem atd.) se vyvine po požití zhruba 2 g zinku. Tak vysoký přívod zinku může způsobit uchovávání potravin při kyselém pH v pozinkovaných nádobách. Chronicky zvýšený přívod zinku v dávkách značně přesahujících potřebu – více než 70–100 mg denně – porušuje metabolismus železa a mědi. Při suplementaci zinkem je třeba mít toto nebezpečí v patrnosti.

Chrom Podle údajů WHO se trojmocný chrom z potravy resorbuje velmi rozdílnou měrou (1–25 %), přičemž rozhodující je typ potravy. Zatímco chromu podaného v anorganické formě se resorbují nejvýše 3 %, z kvasnic přejde do krve 10–15 % podaného chromu. Rostlinné potraviny jsou ve srovnání s potravinami živočišného původu chudé na chrom. Větší množství tohoto stopového prvku mohou být obsažena v pitné vodě. Přesná výše potřeby není známa. Vztah k metabolismu glukózy má chrom a možná i substance, obsahující molekuly chromu a vyskytující se v potravě, označovaná jako faktor tolerance glukózy. V pokusu na zvířeti se při nedostatku chromu vyvine snížení tolerance glukózy a asi o 50 % se sníží syntéza svalového a jaterního glykogenu. Existují údaje o tom, že se u diabetiků potřeba chromu zvyšuje při zhoršující se poruše metabolismu glukózy [6].

Přítomnost chromu je zřejmě nutná, aby inzulin mohl působit na buňku. U dospělých diabetiků se podařilo každodenní dávkou 180–1000 μg chromu zlepšit vyladění metabolického stavu. Totéž platí pro poruchu metabolismu glukózy, prokazatelnou u malých dětí s nedostačeným přívodem proteinů potravou. Dále existují odkazy na faktor glukózové tolerance, který obsahuje chrom a vyskytuje se v rostlinách bohatých na cukr (v cukrové třtině, cukrové řepě atd.) a který se při rafinaci cukru ničí. Bude třeba objasnit, jaký význam tento faktor v metabolismu cukrů má a jestli jeho chybění v rafinovaném cukru má nepříznivé účinky. Četné nálezy svědčí pro to, že chrom má vztahy k metabolismu sacharidů a tuků, mechanismy těchto vztahů však nejsou známy [7]. Nedostatečně objasněný je také význam chromu pro tělesnou výkonnost [8].

Molybden Hovoří se o potřebě 50–100 μg denně. Molyb den je složkou různých enzymů např. xantin oxidázy (viz kap. 4.5). Dále je složkou aldehydoxidázy, která v játrech reguluje dekompozici katecholaminů, a sulfitoxidázy, enzymu regulujícího přeměnu sulfitu (siřičitanu) na sulfát (síran), což je poslední krok dekompozice aminokyselin obsahujících síru. Molybden je v potravinách rostlinného i živočišného původu značně rozšířen. Existuje zřetelná závislost na obsahu molybdenu v půdě. Zvlášť bohaté na tento stopový prvek jsou obiloviny a luštěniny [118]. Při nedostatku molybdenu se snižuje koncentrace kyseliny močové v séru. Při Crohnově chorobě se následkem zvýšeného vylučování molybdenu stolicí může vyvinout karence tohoto stopového prvku. Také při dlouhodobé parenterální výživě se objevily náznaky molybdenové karence. Nadměrně vysoký přívod molybdenu, 10–15 mg denně, vyvolá toxické příznaky se zvýšením koncentrace kyseliny močové v séru, se zvýšenou ztrátou mědi močí aj.


Měď Podle novějších údajů se ve smíšené potravě, obvyklé v západních průmyslových zemích, konzumuje denně jen 0,9 až 1,2 mg mědi – oproti dřívějším údajům, uvádějícím 2 až 4 mg. Obzvlášť bohatá na měď jsou játra, maso, ryby, kakao a ořechy. Přesné údaje o potřebě mědi pro člověka se nedají zjistit. Při výhradně parenterální výživě se dávka 0,3 mg mědi denně považovala za dostačující. Potřeba stoupla na 0,5 mg denně u pacientů s průjmem. U dětí bylo v bilančních studiích zjištěno, že pro pokrytí potřeby dostačuje měď v dávce 10–15 μg/kg denně. Koncentrace mědi v plazmě není vhodný parametr pro posouzení zásobení tímto stopovým prvkem [290]. Po resorpci z tenkého střeva se měď za účasti transportního proteinu dostává do jater, kde se naváže na ceruloplazmin, specifický transportní protein pro tento kov. Měď vázaná na ceruloplazmin se v játrech ukládá a odsud přestupuje do krve. Měď je esenciální složkou většího počtu enzymů účastnících se metabolismu v pojivové tkáni, hematopoézy, syntézy melaninu aj. Autozomálně recesivní defekt metabolismu mědi je Wilsonova choroba (viz kap. 3.7.8). Pro toto vzácné onemocnění je charakteristická nízká koncentrace mědi a ceruloplazminu v séru a vysoké vylučování mědi močí. Vysoká je také koncentrace mědi v jaterní tkáni.

Křemík Ačkoli se křemík řadí k ultra-stopovým prvkům [205], má podle názoru některých autorů [38] esenciální funkci v metabolismu pojivové tkáně, chrupavky a kosti. Křemík se resorbuje převážně ve formě monomerní kyseliny křemičité (ortokřemičité). Resorbované množství je úměrné výši přívodu. Při bilančních sledováních byla zjištěna rychlá renální eliminace. Potřebu stanovili různí autoři na zhruba 30–45 mg denně. Přívod křemíku potravou je u vegetariánsky orientované stravy zřetelně vyšší než při přednostní konzumaci živočišných potravin. Při britských stravovacích návycích se konzumuje denně 20–50 mg oxidu křemičitého denně. Z toho asi 20 % připadá na pitnou vodu

75

a jiné nápoje a 60 % na obilné produkty. Také pivo je bohaté na křemík s dobrou biologickou dostupností [17]. Křemík rozpuštěný v potravě a pitné vodě inhibuje resorpci hliníku. Diskutovalo se o terapeutických a profylaktických indikacích vysokých perorálních dávek křemíku od různých kožních onemocnění až po profylaxi tumorů a zlepšení imunobiologických obranných mechanismů. Průkazy pro tyto indikace chybí [38, 219].

Selen Selen je složka aktivní skupiny glutationperoxidázy, enzymu účastnícího se detoxikace peroxidu vodíku (redukuje H2O2 na H2O za současné oxidace glutationu). Jestliže se ve tkáni peroxid vodíku a organické hydroperoxidy neodstraní, uvolní se vysoce reaktivní OH‑radikály a vyvolají poškození buněk a tkání. Antioxidancia jako např. glutationperoxidáza, vitamin E, kataláza aj. chrání buňku a její složky před tímto nebezpečím. Není jasné, zda se selen účastní antioxidačních mechanismů i jinak než jako složka glutationperoxidázy. Dále má selen funkci i v metabolismu hormonů štítné žlázy. Dejodázy, enzymy katalyzující aktivaci prohormonu tyroxinu (T4) na aktivní hormon štítné žlázy trijodtyronin (T3) a odpovědné i za enzymatickou inaktivaci hormonů štítné žlázy, obsahují ve svém aktivním centru selencysteylový zbytek. Potřeba selenu není přesně známa. Jako odhadovaná hodnota přiměřeného přívodu se pro mladistvé a dospělé udává 30–70 μg denně a pro děti v závislosti na věku 10–60 μg denně [205]. Na základě obsahu selenu v potravinách konzumovaných ve Spolkové republice byl vypočten průměrný denní přívod selenu na 46 μg denně u mužů a na 39 μg denně u žen. Asi 28 % přívodu selenu kryje maso, zejména vepřové, asi 16 % přináší konzumace vajec. Podíl rostlinných potravin na celkovém příjmu selenu je nepatrný. Obsah selenu v potravinách je do značné míry závislý na obsahu selenu v půdě, resp. v krmivu pro dobytek. Ve střední a severní

1

76

1


Evropě jsou půdy, a proto i rostlinné potraviny, selenem poměrně chudé. Protože na základě zákonných ustanovení se smí krmivo pro zvířata doplňovat selenem až do koncentrace 500 mg/kg, je obsah tohoto stopového prvku ve vepřovém mase, kuřecím mase a vejcích obzvlášť vysoký; v hovězím mase je naproti tomu relativně nízký, protože obsah selenu ve spásané trávě je nízký [189]. Tyto údaje byly získány před zhruba 20 lety, mohly by však být platné dodnes. Technické zásahy při zpracování mohou obsah selenu v potravinách podstatně snížit. Tak např. hnědá rýže obsahuje 15krát více selenu než loupaná rýže a obsah selenu v bílé mouce je průměrně o 50 % nižší než v tmavé mouce. Ačkoli obsah selenu v potravinách živočišného původu je obzvlášť vysoký, zdá se, že zásobení selenem se u vegetariánů a nevegetariánů neliší. Snad jsou za to odpovědné podíly resorpce selenu [103].

V pokusech na zvířeti vyvolá nedostatek selenu těžké poškození jater, srdečního svalu, pohlavních žláz aj. U člověka je selenová karence vzácná. Stavy selenové karence se vyskytly výhradně při dlouhodobé parenterální výživě a dále v určitých oblastech Číny s velmi nízkým obsahem selenu v půdě a pitné vodě. Tam se vyskytují dvě onemocnění, vyvolané selenovou karencí resp. vzniklé za její spoluúčasti: • kardiomyopatie (Keshanova choroba), • osteoartropatie s nanismem (Cashingova-Beckova choroba). Experimentální výsledky, získané u myší se selenovou karencí, podporují představu, že uvedená kardiomyopatie vzniká společným působením nedostatku selenu a virové infekce. Mimoto se podařilo zjistit, že se také genom viru ve zvířatech se selenovou karencí mění tak, že se avirulentní coxsackieviry přemění na viry virulentní. Tento dosud jen málo sledovaný úkaz snad má rozhodující význam při vzniku virulentních virů [16]. S konečnou platností dosud nejsou potvrzeny nálezy o významu optimálního přívodu selenu pro imunitní systém, pro postup infekce HIV, pro motilitu spermií, pro vývoj určitých orgánových tumorů a pro psychickou pohodu [200].

Sledování selenové suplementace (100 μg denně) před ochranným očkováním proti poliomyelitidě ve srovnání s kontrolami bez suplementace svědčí pro to, že nízké zásobení selenem nepříznivě ovlivňuje obranné imunologické mechanismy [273]. Protože selen je důležitý pro syntézu antioxidačních enzymů, bylo možné předpokládat, že optimální zásobení selenem bude mít preventivní účinek při onemocněních, při jejichž vzniku se účastní oxidační stres. To platí především pro kardiovaskulární onemocnění. Výsledky řady klinických pozorování a poměrně malých intervenčních studií se selenovou suplementací byly nejednotné; naproti tomu ve veliké intervenční studii s více než 1000 účastníky při podávání 200 μg selenu denně ve srovnání s placebem nebyl nalezen příznivý účinek selenu na frekvenci srdečních infarktů, apoplexií atd. [315]. Obzvlášť chudé selenem jsou půdy a pitné vody ve Finsku. Proto se tam do umělých hnojiv začal přidávat seleničitan sodný. To v dalších letech způsobilo u finské populace významný vzestup koncentrace selenu v séru [189]. Za obzvlášť bohatou selenem platí tradiční japonská výživa s vysokým podílem rýže a ryb.

Koncentrace selenu v séru zdravých Japonců je dvojnásobná než v séru většiny Američanů a Západoevropanů. Postupné přecházení na západoevropskou výživu v Japonsku je však spojeno se snižováním sérové koncentrace selenu. V USA je denní přívod selenu potravou mezi 60–200 μg, zatímco v oblastech s nízkým obsahem selenu v půdě leží pod 30 μg [62]. O zásobení organismu tímto stopovým prvkem informuje obsah selenu v séru resp. v celé krvi. Koncentrace selenu v krvi dospělých z oblasti Mainz-Rheinhessen byly u mužů a žen průměrně 73,2 ± 12,7 μg/l. Tyto hodnoty odpovídají hodnotám, naměřeným i v jiných oblastech Spolkové republiky. Větší výpovědní hodnotu má pravděpodobně množství selenu, potřebné pro maximální syntézu plazmatické glutationperoxidázy. Na základě dnes dostupných dat se dá předpokládat, že přívod selenu u většiny obyvatelstva Spolkové republiky splňuje minimální


požadavky. Některé složky obyvatelstva však pravděpodobně nejsou selenem zásobeny optimálně. Pro to svědčí také nízká aktivita glutationperoxidázy v séru při současně nízkých koncentracích selenu [189]. Skupiny s vysokým rizikem nedostatku selenu podle údajů [19] shrnuje tab. 1.12. Ve vyšších koncentracích působí selen toxicky. Hovoří se o teratogenních, mutagenních a karcinogenních účincích. Suplementace přesahující 1 μg/kg tělesné hmotnosti se na základě hledisek medicíny výživy nedoporučuje.

Pro možnost předávkování by vyšší než toto uvedené dávkování mělo podléhat lékařské kontrole. Při dlouhodobějším podávání dávek 8 μg/kg tělesné hmotnosti a vyšších je třeba počítat se vznikem nežádoucích účinků [19].

Hliník Hliník se v nepatrných množstvích vyskytuje prakticky ve všech potravinách, zejména však v obilí a zelenině. Obzvlášť je vysoká jeho koncentrace v některých druzích koření a v čaji. Také pitná voda a minerální vody obsahují rozdílná množství tohoto kovu. Podle výpočtů přijímají ve Spolkové republice muži asi 11 mg a ženy 8 mg hliníku denně. Treier a Kluthe [138] zjistili, že při smíšené stravě se denně přijímá v průměru 2,6 ± 0,7 mg hliníku. Autoři se domnívají, že průměrný příjem hliníku z potravin je zpravidla nižší než 5 mg. Obsah hliníku v potravinách se může zvýšit přípravou a skladováním v hliníkovém nádobí.

Tab. 1.12 Skupiny obyvatelstva s rizikem nedostatku selenu skupiny s rizikem nedostatku selenu

skupiny s rizikem nedostatku selenu na základě zvýšených ztrát

77

čistí vegetariáni (vegani) osoby s extrémně jednostrannou výživou, např. alkoholici osoby vyživované speciální výživou pacienti s parenterální výživou dialyzovaní pacienti hladovějící osoby pacienti s mentální anorexií pacienti s bulimií ztráty stolicí při těžkých dlouhodobých průjmech při maldigesci při malabsorpci (malabsorpčním syndromu) při nadměrném užívání projímadel ztráty močí při poruchách glomerulů a tubulů s proteinurií při nefrotickém syndromu při negativní dusíkové bilanci při diabetes insipidus při terapii diuretiky ztráty krvácením při silném krvácení z hemoroidů při hypermenoree ztráty v období kojení při dlouhotrvajícím období kojení ztráty zraněními a drenáží při těžkých popáleninách při traumatech

1

78

1


Míra přestupu hliníku z nádobí záleží na pH potraviny, na době vaření resp. skladování a na tloušťce povrchové vrstvy hliníku na použitém nádobí. Zatímco neutrální potraviny uvolňují poměrně málo hliníku, je jeho obsah v kyselých potravinách poměrně vysoký. O produktech z rajčat je známo, že při vaření v hliníkových hrncích rozpouštějí obzvlášť mnoho hliníku. Jeho obsah se pak může pohybovat mezi 3 a více než 5 mg na 100 g potraviny [219, 247]. Bilanční studie u člověka ukázaly, že až do denního příjmu 225 mg hliníku neprobíhá měřitelná resorpce. Resorpce hliníku v tenkém střevě se odhaduje na 1 % množství přijatého potravou. Podstatný podíl hliníku se přemění na nerozpustný fosforečnan hlinitý. O inhibici resorpce hliníku křemíkem jsme se již zmínili. Dříve se stávalo, že vysoké koncentrace hliníku v dialyzační tekutině a dodatečně ještě perorální podání přípravků hliníku (pro fixaci fosfátu v trávicím ústrojí) vyvolaly encefalopatii, indukovanou hliníkem. Tak vznikla diskuse, zda je hliník spoluodpovědný za vznik Alzheimerovy choroby (senilní demence) (viz kap. 11). Vzniká tak otázka, zda v této souvislosti nějaký význam připadá hliníku obsaženému v potravě a případně i hliníku přestupujícímu do určitých potravin při přípravě a skladování. Ostatní stopové prvky mají podle současného stavu vědění jen nepatrný praktický význam. Jednotlivosti uvádíme v souhrnných přehledech v seznamu literatury.

Ultra-stopové prvky Jako ultra-stopové prvky označujeme všechny ostatní prvky, jejichž esencialitu sledovaly pokusy na zvířatech s podáváním semisyntetických krmných směsí po několik generací; za těchto extrémních podmínek vznikly karenční příznaky, speciální funkce jednotlivých prvků však známy nejsou. Seznam ultra-stopových prvků uvádí literatura [205].

1.9 Alkohol 1.9.1 Příprava, resorpce, eliminace, toxické účinky Etylalkohol (etanol, líh) vzniká při kvašení monosacharidů, disacharidů a polysacharidů působením kvasinek. Protože od určité koncentrace výše již alkohol tlumí růst kvasinek a tím i kvašení, a protože obsah sacharidů ve výchozím substrátu je různě vysoký, jsou konečné koncentrace alkoholu v různých nápojích rozdílné. Destilací se dají koncentrace alkoholu v nápojích podstatně zvýšit (tab. 1.13). Specifická hmotnost alkoholu je zhruba 0,8 g/ml. Tab. 1.13 Obsah alkoholu v různých nápojích (vol%) piva lehké pivo světlé pivo exportní pivo silná piva vína jablečné víno německá stolní vína (moselská, rýnská, falcká, franská) pozdní sběr burgundská, bordeaux šumivá vína likéry a kořalky likéry koňak steinhäger, obstwasser whisky vodka rum

2 % 3 % 4 % 4,5–5 % 5–6 % 7–10 % 9–12 % 8–10 % 7–10 % 24–42 % 38 % 35–45 % 40–45 % 40–50 % 40–70 %

Celkový obsah alkoholu v určitém množství tekutiny, vyjádřený v gramech, se vypočte podle vzorce: g alkoholu = koncentrace alkoholu ve vol.% · objem v ml · 08 : 100 Podle Zákona o potravinách existuje v Německu povinnost označit nápoje s vyšším obsahem alkoholu než 0,5 vol.%. To při pohledu s druhé strany znamená, že také nápoje „alkoholu

Alkohol

prosté“ smějí obsahovat malá množství alkoholu. Nealkoholické pivo tak může obsahovat až 5 g alkoholu v litru. Resorpce alkoholu probíhá rychle a začíná již v žaludku, odkud do krve přestoupí zhruba 20 % vypitého množství. Maximální koncentrace v krvi proto alkohol dosáhne za 1–2 hodiny po požití (obr. 1.31).

maximální koncentrace v krvi (‰) 1,2 g/kg 0,8 g/kg 0,4 g/kg

1,4 1,0 0,6 0,2

1

2 3 4 čas (hodiny)

5

6

Obr. 1.31 Rychlost resorpce, maximální koncentrace v krvi a eliminace etylalkoholu po jednorázovém požití různých dávek

Koncentraci alkoholu v krvi lze přibližně vypočíst takto: • u mužů: promile alkoholu v krvi = vypitý alkohol v gramech/(tělesná hmotnost v kg · 0,7) • u žen: promile alkoholu v krvi = vypitý alkohol v gramech/(tělesná hmotnost v kg · 0,6) Při vypití stejného množství alkoholu je jeho hladina v krvi u žen asi o pětinu vyšší než u mužů. Příčinou tohoto rozdílu je vyšší obsah tuku a menší vodní distribuční prostor v ženském organismu. Oxid uhličitý např. v šumivém víně zvýšením prokrvení sliznic resorpci alkoholu urychluje.

Kromě malého podílu alkoholu, vyloučeného v nezměněné formě močí resp. vydechovaným vzduchem (asi 2–10 %), probíhá eliminace alkoholu především metabolickou destrukcí. V rozsahu středních koncentrací probíhá metabolická destrukce alkoholu konstantní rychlostí,

79

a to u mužů 0,1 g/kg tělesné hmotnosti za hodinu, u žen 0,085 g/kg za hodinu. Pro destrukci alkoholu jsou k dispozici dva enzymové systémy, alkoholdehydrogenáza (ADH) a mikrozomální systém oxidující alkohol (microsomal ethanol oxidizing system – MEOS). Za normálních okolností má největší význam ADH, zatímco prostřednictvím MEOS se alkohol dekomponuje především při vyšších koncentracích v krvi. Oba enzymy oxidují etanol na acetaldehyd, který se pak působením acetaldehyddehydrogenázy (ALDH) dále oxiduje na acetát (obr. 1.32). Acetát se pak obvyklým způsobem (viz obr. 1.2) dále dekomponuje v cyklu kyseliny citronové. Zatímco ADH, lokalizovaná v cytoplazmě jaterních buněk, se etanolem nedá indukovat, považujeme ze bezpečně zjištěné, že MEOS se indukovat dá. Urychlená dekompozice alkoholu při chronické konzumaci alkoholu by mohla být následkem této indukce. Při urychlené dekompozici vznikají vyšší koncentrace hepatotoxického acetaldehydu, působícího toxicky zejména na mitochondrie jaterních buněk. V mitochondriích hepatocytů se tvoří ALDH; při chronickém zneužívání alkoholu se jednak zvyšuje produkce acetaldehydu, jednak snižuje jeho destrukce následkem snížené aktivity ALDH. Výsledkem je hromadění acetaldehydu jakožto hepatotoxického produktu dekompozice alkoholu. Oba enzymy, ADH i ALDH, se vyskytují ve formě různých izoenzymů. U Evropanů představuje nejvýznamnější enzym prvního kroku alkoholové destrukce izoenzym ADH 3. Také tento enzym vykazuje polymorfismus. Dají se prokázat tři rozdílné typy enzymu ADH 3, které se v populaci vyskytují s rozdílnou četností, rozdílně rychle přeměňují alkohol na toxický acetaldehyd, a proto jsou spoluodpovědné za individuálně rozdílnou toxicitu alkoholu. Atypická ADH má specifickou aktivitu trojnásobně až pětinásobně vyšší. To má za následek, že při vybavení organismu touto enzymovou variantou po příjmu alkoholu velmi rychle vzniknou značná množství acetaldehydu, mohou se objevit zčervenání obličeje (flush), tachykardie, bolest hlavy, závrať, únava atd. Genotypy (např. rychle metabolizující ADH 3/1), které podmiňují vysokou cytotoxickou koncentraci acetaldehydu, zřetelně usnadňují karcinogenezi v proximálních

1

80


NAD+

1

NADH

alkoholdehydrogenáza NAD+ H2O2 alkohol

NADH

2H2O kataláza

acetaldehyd

alkoholdehydrogenáza

acetát

MEOS

NADPH

NADP+

Obr. 1.32 Schematické znázornění destrukce etylalkoholu v játrech 50 staří/mladí 40 koncentrace alkoholu (mg/100 ml)

oblastech dýchacích cest a trávicího ústrojí, např. v jícnu. ADH 3/1 se vyskytuje ve zvýšené míře u pacientů s těmito karcinomy a mohla by vysvětlit individuálně rozdílné incidence uvedených neoplazií při zneužívání alkoholu [164] (viz kap. 16.2). Rychlá a nadměrná tvorba acetaldehydu jako následek působení atypické ADH i dalších izoenzymů se vyskytuje obzvlášť často u příslušníků mongolské rasy a u Japonců. Po požití alkoholu se proto u nich rychle vyvinou příznaky intolerance. Příznaky nesnášenlivosti po požití alkoholu se také nezřídka vyskytnou v těhotenství a při užívání kontraceptiv bránících ovulaci; jsou následkem rychlého zvýšení tvorby acetaldehydu. Relativně vysokou aktivitu ADH má žaludeční sliznice. Proto alkohol resorbovaný žaludeční sliznicí podléhá first pass efektu. Rozsah destrukce alkoholu žaludeční sliznicí a tím i vliv na koncentraci alkoholu v krvi po požití alkoholu závisí na množství faktorů, zčásti ještě nedostatečně známých. Významně snížen je first pass metabolismus u žen, ve vyšším věku, při chronickém požívání alkoholu, v průběhu hladovění a působením některých léčiv, např. H2-antihistaminika cimetidinu [67]. Dále je aktivita ADH snížena při infekci žaludeční sliznice mikrobem Helicobacter pylori a při atrofické gastritidě. Není jasné, nakolik je zvýšená koncentrace alkoholu u lidí vyššího

30

20

10

0 0

30

60

90 120 150 180 210 240 minuty

Obr. 1.33 Koncentrace alkoholu v krvi naměřená u dvanácti rodičů (šesti matek a šesti otců) a jejich dětí (šesti dcer a šesti synů) po perorálním přívodu 0,3 g etanolu na 1 kg tělesné hmotnosti. Po 30 a 60 minutách jsou rozdíly mezi rodiči a dětmi statisticky významné (p < 0,01) (podle: Gärtner et al. [69])

věku (obr. 1.33) [89] vyvolána výhradně věkem, anebo častějším výskytem infekce H. pylori a častější atrofickou gastritidou ve vyšším věku. Také je třeba vzít v úvahu, že při zvyšujícím se věku se jednak zpomaluje vyprazdňování

Alkohol

žaludku a tedy prodlužuje kontakt alkoholu se žaludeční sliznicí, jednak že mikroorganismy při bakteriálním osídlení anacidního žaludku alkohol dekomponují [188, 226].

1.9.2 Zneužívání alkoholu a závislost na alkoholu Podle doporučení WHO se rozlišuje mezi zneužíváním alkoholu a závislostí na alkoholu. Zneužívání alkoholu je definováno jako způsob konzumace, spojený se somatickými a psychickými zdravotními poškozeními.

Podle údajů American Psychiatric Association je zneužívání alkoholu spojeno s těmito psychosociálními příznaky: • zanedbávání profesních a domácích povinností, • konzumace alkoholu v situacích, které mají za následek nepříznivé psychické změny, • pokračování v konzumaci alkoholu navzdory vznikajícím sociálním a interpersonálním problémům. Existují různé definice alkoholismu (závislosti na alkoholu). Definice WHO z roku 1952 zní: Alkoholici jsou excesivní pijáci, jejichž závislost na alkoholu dosáhla takového stupně, že se u nich vyvinuly zřetelné poruchy a konflikty týkající se jejich tělesného a duševního zdraví, jejich mezilidských vztahů, jejich sociálních a hospodářských funkcí, anebo že se ukazují prodromy takového vývoje.

Pozdější doplňky této definice o psychické a fyzické závislosti na alkoholu uvádějí, že fyzická závislost je charakterizována příznaky z odnětí (abstinenčními příznaky) při odnětí alkoholu, např. třesem, nucením k emezi, pocením atd., zatímco psychická závislost se projevuje psychickým tlakem až nutkavými impulzy pít alkohol kvůli psychickému napětí, konfliktům a psychosomatickým stresovým stavům.

81

Podle další definice (Jellinek [133]) rozumíme pod pojmem alkoholismus každé požívání alkoholických nápojů, které poškozuje jednotlivce, společnost anebo oba, přičemž nezáleží na tom, zda je nebo není přítomna závislost na alkoholu anebo některá forma chorobné touhy po konzumu alkoholu.

V desáté revizi WHO-klasifikace chorob (ICD10) se komplexní fenomén závislosti jako syndrom (nezávisle na konzumované látce) a tím i typický způsob chování definuje takto: • silná touha anebo určitý typ nutkání látku konzumovat, • snížená schopnost konzumaci kontrolovat, • somatický syndrom odnětí, anebo používání téže nebo blízce příbuzné látky, aby se zmírnily příznaky z odnětí anebo aby se jim zabránilo, • prokázaný návyk (tolerance) při zvyšujícím se dávkování látky, • postupující zanedbávání jiných zábav nebo zájmů ve prospěch konzumace látky; zvýšené vynakládání času pro obstarávání látky, její konzumaci anebo zotavování se z následků konzumace, • setrvávající konzumace látky navzdory jednoznačně průkazným škodlivým následkům. Podle frekvence konzumace alkoholu a podle důvodů konzumace se konzumenti alkoholu rozdělují na tyto typy: • Alfa-typ = „pijáci pro ulehčení“, alkohol pomůže při zvládání konfliktů • Beta-typ = „příležitostní pijáci nebo víkendoví pijáci“ • Gama-typ = „náruživí pijáci“ s psychickou a fyzickou závislostí, se ztrátou kontroly; konzumace malých množství alkoholu zpravidla vyvolá nekontrolovatelné pití • Delta-typ = „pijáci ze zvyku“ s kontinuální konzumací alkoholu, neschopní abstinovat (trvalá impregnace alkoholem se slabými příznaky obluzení) • Epsilon-typ = periodické pijácké excese („kvartální pijáci“)

1

82

1


Že dnes tak časté a vzrůstající zneužívání alkoholu nepředstavuje nový problém, ukazuje citát z knihy Johanna Wilhelma Petersena z roku 1782 s titulem „Geschichte der Deutschen Nationalneigung zum Trunke“ (Dějiny německé náklonnosti k truňku): „U všech surových národů je možné pozorovat, že jsou nadmíru oddány silnému nápoji. Zatímco ohřívá krev, lechtá nervy a rozohňuje představivost, duši však zbavuje ohně a ponechává ji nezraněnou nedostatkem jiných činností.“

Závislost na alkoholu (alkoholismus) splňuje všechna kritéria nemoci. Spolkový sociální soud roku 1968 uznal alkoholismus za chorobu. Multifaktoriálního vzniku alkoholismu se účastní genetické, psychosociální, neurobiologické a molekulárně biologické faktory. Existují doklady o existenci určitých genů, lokalizovaných na různých chromozomech („alcoholism-vulnerability genes“), odpovědných za individuálně rozdílné nebezpečí stát se závislým na alkoholu [196]. O genetické predispozici svědčí také výsledky vyšetřování v rodinách. Děti alkoholiků mají pětinásobně vyšší riziko, že onemocní alkoholismem. Také nálezy u jednovaječných dvojčat potvrzují význam genetických faktorů. Neexistuje všeobecně uznaná definice toho, co na základě výše denní konzumace alkoholu se má označit jako „mírný“ a co jako „excesivní“ alkoholismus. Totéž platí pro označení množství vypitého alkoholu jako „drink“. Toto označení se v epidemiologických studiích často používá; v USA to znamená 12 g, v Austrálii 10 g a v Anglii 8 g etanolu (ILSI, Europe Concise Monograph Series, Alkohol. M. Gurr). Za riskantní se podle dnešního stavu vědění považuje u žen pravidelná konzumace množství > 20 g alkoholu denně a u mužů > 30 g alkoholu denně. Tyto hraniční hodnoty, které se ještě před několika lety uváděly vyšší, jsou pouze orientační. Ani tenkrát, nejsou-li dosaženy, neexistuje záruka, že se nevyskytnou škodlivé následky a že se nevyvine závislost [278]. Množství denně požívaného čistého alkoholu, které indukuje závislost na alkoholu, je závislé na množství různých faktorů s individuálně rozdílným výskytem. Dlouhodobé, pravidelné požívání alkoholu vyvolá adaptaci neurofyziologických regulačních mechanismů a konečně vznik návyku a závislosti. Čím dříve děti resp. mladiství začnou pít alkohol, tím

větší je nebezpečí, že se z nich stanou závislí konzumenti alkoholu. Po vysazení přívodu alkoholu se vyvine akutní syndrom z odnětí (abstinenční syndrom). Po překonání abstinenčních příznaků přetrvává i při dlouhodobé totální abstinenci ještě po léta žádostivost alkoholu (craving), což pokračování v abstinenci ohrožuje. Podle údajů Německého centra proti závislostem je v Německu asi 2,5 milionu nemocných alkoholismem. Odhaduje se, že ošetření anebo alespoň informační rozhovory o poruchách a rizicích při alkoholismu by potřebovalo zhruba 10 milionů ohrožených obyvatel [278]. Při časné diagnóze závislosti na alkoholu pomáhá řada testovacích postupů. Tak např. CAGE-test: • Cut down: Měl jste někdy pocit, že byste měl pít méně? • Annoyed: Obtěžovalo vás nebo dotklo se vás někdy, jestliže vás někdo kritizoval, že pijete? • Guilty: Měl jste někdy kvůli svému pití pocit viny? • Eye Opener: Musel jste se někdy ráno napít, abyste se uklidnil nebo abyste získal aktivitu? Dvakrát ano: Podezření na alkoholismus Třikrát ano: Alkoholismus je pravděpodobný Čtyřikrát ano: Alkoholismus je velice pravděpodobný Protože pacient často uvádí chybné údaje o výši své konzumace, je velký zájem o laboratorně chemicky zachytitelné markery. Relativně nespecifický je enzym γ-glutamyltransferáza (γGT) a průměrný korpuskulární objem erytrocytů (MCV). Časově náročný, ale intenzivní test je AUDIT (alcohol use disorder identification test) resp. zkrácená varianta testu AUDIT-C. Tyto testy vycházejí z vlastních údajů pacientů, hodnocených bodovacím systémem. Za relativně specifický považují někteří autoři sacharidově deficientní transferin (CDT). Je známa celá řada izoforem glykoproteinu transferinu, syntetizovaných v hepatocytech; imunologicky ani funkčně se tyto izoformy neliší. CDT se působením alkoholu syntetizuje ve zvýšené míře. Jak ukázaly srovnávací studie, koncentrace této izoformy přesto s požívaným množstvím alkoholu nekoreluje tak jednoznačně, aby se z její plazmatické koncentrace mohly vyvodit závěry.

Alkohol

1.9.3 Vliv alkoholismu na pokrytí energetické potřeby a potřeby živin, na vývoj orgánových onemocnění a pravděpodobnou délku života Po mnoho let vykazovala konzumace alkoholu zvyšující se trend. Od druhé poloviny 80. let minulého století zůstala spotřeba alkoholu zhruba na stejné úrovni resp. měla klesající tendenci (obr. 1.34). Na základě statistických údajů se dá vycházet z toho, že 10 % určité skupiny obyvatel, požívajících alkohol, vypije zhruba 50 % celkově konzumovaného alkoholu. Zneužívání alkoholu a závislost na alkoholu u nás podobně jako v jiných průmyslových zemích, např. v USA, představují jeden z největších sociálních problémů. Odhad národohospodářských škod vyvolaných ve Spolkové republice alkoholismem se pohybuje v rozsahu vyšším než 15 miliard euro ročně a týká se mj. 2,5 milionu závislých na alkoholu, 40 000 úmrtí na alkoholismus ročně, 1100 úmrtí na dopravní nehody způsobené alkoholem ročně, 2200 dětí ročně s alkoholovou embryopatií a s podílem 20–25 % nemocných alkoholismem, kteří jsou v psychiatrickém ošetřování. Při vysoké pravidelné konzumaci alkoholu se potřeba energie z velké části pokrývá alkoholickými nápoji. Tak např. 2 l vína (160 g

alkohol (litry)

12 10 8 6 4 2

1950

1960

1970

1980

1990

2000

Obr. 1.34 Roční spotřeba alkoholu na hlavu ve Spolkové republice Německo

83

alkoholu) mohou pokrýt 70 % bazální energetické potřeby. O významu alkoholu pro vznik obezity pojednáme později. Jestliže energetickou potřebu pokrývají přednostně alkoholické nápoje, které bývají chudé na esenciální živiny anebo je neobsahují vůbec (prázdné nosiče energie), pak se ostatními potravinami pokryje jen 20–30 % potřeby proteinů, železa, vápníku a draslíku. Při tom je třeba mít na paměti, že vysoké finanční náklady na alkoholické nápoje často vedou k tomu, že se potraviny s vysokým podílem esenciálních živin pro svou – často vysokou – nákladnost již nekonzumují. Podařilo se zjistit, že 30–50 % všech alkoholiků bez prokazatelných poškození jater a 80–100 % s tímto poškozením trpí známkami nedostatku vitaminu B6. Nadto se často dá prokázat nedostatečné zásobení vitaminem B1 a B2 [113]. Nehledě k nedostatečnému příjmu potravou, může být příčinou karenčních projevů z nedostatku esenciálních živin také alkoholem indukovaná porucha metabolismu.

To platí pro vitaminy B1, B2, B6, kyselinu listovou, i vitaminy A, D a E, jejichž přeměna na látky metabolicky aktivní je porušena. Na příkladu kyseliny listové se dá obzvlášť zřetelně ukázat, jak významnou měrou alkohol i při dostatečném příjmu vitaminu potravou usnadňuje vznik karenčních příznaků. Chronický přívod alkoholu snižuje resorpci folátu ze střeva a jeho tubulární reabsorpci v ledvinách. Dále existují údaje o tom, že transport folátů membránou jaterní buňky je působením alkoholu poškozen, takže se vyvine porucha intermediárního metabolismu C1-částic, závislého na folátu. Indikátorem nedostatečného zásobení kyselinou listovou, vitaminem B6 a vitaminem B12 je koncentrace homocysteinu v séru (viz kap. 1.7.2); homocystein je toxická aminokyselina, která se považuje za rizikový faktor pro vznik aterosklerózy (viz kap. 4.4.4). Koncentrace homocysteinu v séru je u části osob s chronickým abúzem alkoholu zvýšena [51]. Nezřídka se u alkoholiků najde nedostatek magnezia a/nebo nedostatek zinku, přičemž není jednoznačně objasněno, zda jde o následek

1

84

1


vysoké konzumace alkoholu anebo o následek – často současně probíhajícího – chronického onemocnění jater [165]. Má se zato, že různá orgánová poškození při zneužívání alkoholu jsou především následky toxického působení acetaldehydu. Acetaldehyd poškozuje strukturu a funkci mitochondrií, tak např. oxidaci mastných kyselin na oxid uhličitý, anebo – jak jsme již popsali – i degradaci alkoholu samotného acetaldehyddehydrogenázou, čímž se koncentrace toxického acetaldehydu dále zvyšuje a zvyšuje se i nebezpečí poškození jater, srdečního svalu aj. Při alkoholovém kvašení vznikají jako přiboudliny v malých množstvích i další alkoholy. Tak například v jablečném nebo hruškovém moštu se najde až 64 ppm (parts per million) metanolu, 232 ppm propanolu, 0,2 ppm n-butanolu, 25 ppm izobutanolu a 169 ppm 2,3-metylbutanolu. Toxická poškození orgánů se při těchto nízkých koncentracích očekávat nedají. Toxické působení na játra, která poškozena etanolem již jsou, však není možné vyloučit [227]. V dalším textu popisujeme situace a orgány, kdy zneužívání alkoholu vyvolává nejčastější poškození.

Obezita Kontroverzní jsou diskuse o významu alkoholismu pro vznik obezity. Účinek alkoholu na tělesnou hmotnost je dvoufázový. Mírný přívod alkoholu usnadňuje zvyšování hmotnosti, vysoká konzumace je spojena s udržováním konstantní hmotnosti resp. s jejím úbytkem. Rozdíl v závislosti na výši přívodu se vysvětluje takto: Malé dávky alkoholu se zpravidla konzumují spolu s jídly, tj. zvyšují energetický obsah jídel (adiční působení). Vysoké dávky alkoholu se obvykle konzumují nezávisle na příjmu potravy, nahrazují však jen část jiných živin (substituční působení). Dále je třeba mít na paměti, že alkohol, substrát poskytující energii, se nemůže jako sacharidy nebo proteiny přeměnit na tuk a v této formě uložit, ale musí se zmetabolizovat za uvolnění energie. Dále někteří autoři zjistili, že při vysokém přívodu energie ve formě alkoholu se tělesná hmotnost přiměřeně nezvyšuje. Pro výklad tohoto úkazu se nabízejí dvě vysvětlení:

buď zvýšení metabolismu, anebo snížené využití živin v trávicím ústrojí. Několik studií za příčinu označilo zvýšení metabolismu [197, 312, 317]. (Snížené využití v trávicím ústrojí, zejména tuku, by přišlo v úvahu pouze při insuficienci zevní pankreatické sekrece, např. při chronické pankreatitidě navozené alkoholem). Celotělovou kalorimetrií se u zdravých dobrovolníků při mírné konzumaci alkoholu podařilo zjistit, že pokud se 5 % sacharidů v potravě nahradí izokaloricky alkoholem, využije se dodaná energie identicky [312]. Tento nález svědčí pro to, že při mírné konzumaci se alkohol energetické bilance účastní stejně jako sacharidy, a že tedy usnadňuje vznik otylosti (další odkazy viz kap. 4.1.2).

Jícen Alkohol usnadňuje reflux žaludeční šťávy do jícnu. Je to důsledek snížení tonu distální části jícnu (sfinkteru ezofagu) a oslabení propulzních kontrakcí jícnu. Takto vyvolaný reflux žaludečního obsahu a snížené samočistění jícnu usnadňují vznik ezofagitidy. Alkohol podaný ve vysokých koncentracích mimoto poškozuje slizniční bariéru a usnadňuje tak průnik H+-iontů hlouběji do tkáně [236]; (viz kap. 3.2.1). O významu alkoholu pro vznik karcinomu jícnu viz kap. 16.2 a 16.3.1.

Žaludek Mírné požívání alkoholu snižuje riziko osídlení žaludku mikrobem Helicobacter pylori. Na přítomnost této infekce bylo v Německu vyšetřeno 6500 osob stanovením IgG-protilátky. Touto metodou byla zjištěna přítomnost infekce u 49,3 % abstinentů, a byla nejnižší (35,2 %) u konzumentů alkoholu v množstvích 25 až 50 g denně – nezávisle na druhu alkoholického nápoje. V rozporu s dřívějšími předpoklady alkohol neusnadňuje vznik chronické atrofické gastritidy. Výskyt žaludečních vředů a žaludečních karcinomů při chronickém abúzu alkoholu zvýšen není. O vlivu na výskyt duodenálních vředů jsou údaje nejednotné.

85

Alkohol

Tenké střevo Při chronickém přívodu velkých dávek alkoholu se na základě poškození slizniční bariéry vyvinou slizniční léze, spojené s poruchami resorpce a se zvýšenou translokací endotoxinů i jiných toxických látek. Takto vzniklá endotoxinémie se pravděpodobně účastní rozvoje alkoholem indukovaných onemocnění, např. polyneuropatie, jaterní cirhózy, chronické pankreatitidy aj. [236]. Alkohol a karcinom rekta viz kap. 16.2 a 16.3 4.

Játra Protože alkohol a acetaldehyd se v množstvích, zasluhujících zmínku, metabolizují jedině v játrech, najdou se při chronickém zneužívání alkoholu zcela pravidelně léze především v tomto orgánu. Při pravidelné konzumaci více než 30 g alkoholu denně u mužů a více než 20 g alkoholu denně u žen je nutno počítat s poškozením ve formě jaterní steatózy, alkoholické hepatitidy resp. jaterní cirhózy (viz kap.3.7.3). Přitom je časové rozpětí od začátku abúzu k vývoji poruch tím kratší, čím vyšší je každodenní konzumace alkoholu.

hepatitida C, mají jen podřadný význam.) Aktuálním příkladem je kontinuální vzestup úmrtnosti na jaterní cirhózu ve Velké Británii. Obzvlášť výrazný je vzestup o 101 % od roku 1990 do roku 2001 ve Skotsku. V ostatních evropských zemích je patrná klesající tendence (obr. 1.35). V posledních 40 letech se ve Velké Británii konzumace alkoholu na 1 obyvatele zdvojnásobila. Zejména ve Skotsku přibylo excesivních pijáků („binge drinkers“) [295].

Pankreas V západních průmyslových zemích představuje alkohol nejčastější (60–80 %) příčinu chronické pankreatitidy (viz kap. 3.6.2). Trvání alkoholického abúzu až do prvních klinických příznaků pankreatitidy se uvádí v rozmezí 3–10 let. Stejně jako u alkoholických hepatopatií jsou i zde na orgánové poškození vnímavější ženy než muži. Jako přívod alkoholu dostačující k vyvolání chronické pankreatitidy platí po léta trvající každodenní pravidelná konzumace zhruba 80 g alkoholu u mužů a 50 g u žen.

muži ve věku 15-44 let

Vnímavost jater na alkohol je individuální a velice rozdílná, což je skutečnost, kterou je nutno brát v úvahu při posuzování rizika. Odpovědné za tuto rozdílnost jsou pravděpodobně odlišnosti v metabolismu alkoholu (atypické alkoholdehydrogenázy aj.), o nichž již byla řeč, a určitá genetická determinanta, vázaná na antigeny histokompatibility HLA-B8, DR3, B13, B4. Alkohol urychluje průběh chronické virové hepatitidy. To platí zejména pro infekci hepatitidou C. Mortalita na jaterní cirhózu je dobrým indikátorem rozšíření abúzu alkoholu v populaci. (Další potenciální příčiny cirhózy, např.

20 18 mortalita standardizovaná podle věku

Čistě matematicky je možné vyjít z toho, že při pravidelné každodenní konzumaci 60–80 g alkoholu u mužů i žen po 20 let je úmrtnost na jaterní cirhózu u mužů 15krát vyšší, a u žen dokonce 550krát vyšší než u srovnávané populace s pouze příležitostným požíváním alkoholu.

16 14

Skotsko

12 10

jiné evropské země

8 6 4 2 0 1950

Anglie a Wales 1960

1970

1980

1990

2000

Obr. 1.35 Mortalita/100 000 osob na jaterní cirhózu, standardizovaná podle věku, u mužů mezi 15–44 roky věku (podle: Leon a McCambridge [295])

1

86

1


Stravovací návyky a genetická predispozice jsou odpovědné za to, že trvání abúzu a množství alkoholu požitého do doby vývoje alkoholické pankreatitidy jsou variabilní. Řada epidemiologických studií nasvědčuje tomu, že alkohol poškozuje pankreas zejména v kombinaci se stravou bohatou na tuk a bílkoviny. Proces rozvoje pankreatitidy se zřejmě vyvolá resp. aktivuje tím, že alkohol zvýší sekreci proteinů pankreatické šťávy a v drobných a středně velkých větveních pankreatických vývodů vzniknou bílkovinné precipitáty. To vyvolá městnání sekretu a atrofii pankreatických acinů, zánětlivé reakce a konečně fibrózu.

Riziko karcinomu (viz kap. 16) Epidemiologické studie ukazují, že se maligní onemocnění nejrůznějších orgánů při chronickém abúzu alkoholu vyskytují častěji. Při interpretaci statisticky prokazatelných korelací je však třeba mít na zřeteli, že abúzus alkoholu je často sdružen s kouřením tabáku, které riziko vzniku karcinomů zvyšuje také. Za jisté se považuje, že alkohol zvyšuje pravděpodobnost výskytu karcinomů v ústech, laryngu a jícnu.

Pravidelná konzumace alkoholu také možná usnadňuje vznik stále častějších karcinomů pankreatu. Na základě výsledků některých epidemiologických studií se mimoto diskutuje o významu alkoholu pro vznik karcinomů rekta, ledvin, močového měchýře, prostaty a prsu.

Metabolismus Protože nadváha usnadňuje rozvoj metabolických chorob – diabetu, hyperlipoproteinémie a dny – může mít zvýšený přívod energie alkoholem negativní dopad. Navíc pak má alkohol při jednotlivých chorobách ještě další specifické účinky.

U diabetes mellitus mohou útlumem glukoneogeneze vyvolat hypoglykémii již nepatné dávky alkoholu, po nichž koncentrace alkoholu v krvi dosáhne i méně než 1 ‰.

Pokles glykémie pod rozsah normálních hodnot se v typickém případě vyvine do 6–36 hodin po požití alkoholu. Protože alkohol snižuje vylučování kyseliny močové ledvinami, může požití větších kvant alkoholu prudce zvýšit koncentraci kyseliny močové v séru, a tím i vyvolat záchvat dny. Při hyperlipoproteinémiích se projevuje nejen příznivý účinek mírné konzumace alkoholu na poměr LDL:HDL (viz kap. 4.4), nýbrž i nepříznivé působení, tj. zvýšení koncentrace triglyceridů v séru (viz kap. 4.4).

Ischemická choroba srdeční Epidemiologické studie ukazují, že středně silná („moderate“) konzumace alkoholu snižuje frekvenci srdečních onemocnění. Jako „středně silná“ konzumace alkoholu se označuje konzumace do tří „drinků“ denně (1 drink odpovídá zhruba 10 g alkoholu). 10–30 g alkoholu tedy představuje 0,1–0,3 l vína nebo 0,3–0,8 l piva. Předpokladem protektivního účinku je pravidelná každodenní konzumace. Ochranný účinek se prokázat nedá, jestliže průměrná denní dávka alkoholu je sice 30 g, ale jestli se požije např. za celý týden najednou o víkendu („binge drinking“). Protektivní účinek se vysvětluje souhrou řady pozitivních účinků alkoholu, ovlivňujících rizikové faktory: • ovlivněním poměru LDL:HDL-cholesterolu • ovlivněním koncentrace fibrinogenu v plazmě • ovlivněním agregace trombocytů Nejednotně vyznívají diskuse o významu dalších látek, obsažených v alkoholických nápojích. To platí zejména o polyfenolech obsažených v červeném víně. Souhrnná zhodnocení ekologických, kontrolovaných kazuistických studií a prospektivních studií téměř jednotně potvrzují, že středně silné požívání alkoholu má protektivní vliv na koronární cévy, a to převážně nezávisle na typu alkoholického nápoje.

Alkohol

Ochranný účinek právě vína, zdůrazňovaný v některých studiích, by mohl kromě již uvedeného obsahu např. polyfenolů souviset s tím, že pijáci vína většinou mají zdravější styl života. Protektivní účinek na koronární cévy potvrdila i prospektivní studie, prováděná v Německu po dobu 8 let u celkem 2000 mužů a žen (obr. 1.36). Počet smrtících i nesmrtících srdečních infarktů byl při konzumaci alkoholu ve srovnání se skupinou abstinentů až o 50 % nižší. Protektivní účinek se objeví již při konzumaci méně než 20 g alkoholu denně, a při vyšším přívodu se již mění jen málo.

Otázku hraniční dávky alkoholu, pod kterou se již nedá indukovat vznik závislosti, zodpověděla Konference Německé akademie pro medicínu výživy roku 1997 takto: Riziko vzniku závislosti na alkoholu podle současného stavu vědění je přímo úměrné konzumovanému množství.

Existují podskupiny, u kterých již malá množství alkoholu představují riziko zvýšené až na trojnásobek (např. při genetické predispozici). Definovaný „no-effect-level“ neexistuje. Naproti tomu „jenom“ 2–5 % dospělých osob, pravidelně požívajících alkohol, lze považovat za ohrožené vznikem závislosti. Nejsou však k dispozici metody, které by dokázaly tuto speciálně ohroženou skupinu identifikovat. Pozitivní ovlivnění rizika srdečního infarktu, opakovaně dokládané množstvím studií, významně ovlivňuje celkovou mortalitu.

na 1000 osob ročně

20 16

celková mortalita incidence ICHS (smrtící i nesmrtící) na 1000 osob ročně

12 8 4

žádná < 20 20–39 40–79 ≥ 80 konzumace konzumace alkoholu (g/den) alkoholu

Obr. 1.36 Osa x – konzumace alkoholu v g denně, osa y – incidence ICHS a celková mortalita (přepočtená na 1000 osob ročně), upraveno se zřetelem k věku a vlivu kouření (podle: Kluthe a Kasper [155])

87

Celková mortalita Alkohol snižuje riziko infarktu, v závislosti na dávce však usnadňuje vznik některých i velmi závažných onemocnění. Nejvhodnějším parametrem umožňujícím posouzení výhod a nevýhod konzumace alkoholu je celková mortalita v závislosti na denní konzumaci alkoholu. Jak ukazuje obr. 1.36, množství studií dochází k závěru o jednoznačně vyšší mortalitě abstinentů ve srovnání s osobami se středně výraznou konzumací alkoholu, přičemž u osob s konzumací přesahující tyto střední hodnoty je celková úmrtnost jednoznačně vyšší. Přes souhlasně pozitivní posouzení vyslovují téměř všichni autoři určité rozpaky a poukazují na riziko, jaké by mělo doporučování alkoholu jako profylakticky působící složky výživy. Kromě nebezpečí závislosti autoři poukazují ještě na tyto nezodpovězené otázky: • epidemiologická data vycházejí ze značně nespolehlivých osobních údajů jednotlivců o jejich denní konzumaci alkoholu, • riziko orgánového postižení je u žen podstatně vyšší než u mužů, • četné studie nepřinášejí údaje o časovém rozdělení konzumovaného alkoholu v průběhu týdne, • nebylo zaznamenáno množství alkoholických nápojů, vypitých při jídlech (při konzumaci spolu s jídlem se koncentrace alkoholu v krvi zvyšuje méně) atd. [155] Proto platí doporučení: If you don´t want dring, don´t start.

Srdeční sval Chronické zneužívání alkoholu může u disponovaných osob vyvolat kongestivní kardiomyopatii (alkoholovou kardiomyopatii). Na toto toxické poškození myokardu, provázené klinickými známkami srdeční insuficience, je třeba myslet tehdy, jestliže se při známém abúzu alkoholu najde idiopatická srdeční hypertrofie, dilatace a insuficience, které se nedají vyložit zvýšeným krevním tlakem, koronární insuficiencí nebo podobným způsobem.

1

88

1


Že se kromě alkoholu na vzniku tohoto onemocnění podílejí další faktory, vysvětluje skutečnost, že alkoholovou kardiomyopatií onemocní zhruba jen 1 % těch, kdo pravidelně konzumují 80–100 g etanolu denně. Odpovědnost za vyvolání fibrilace síní, extrasystol a komorových tachykardií se přičítá zvýšenému vyplavení katecholaminů po požití alkoholu. Toto vyplavení pravděpodobně vyvolává i tzv. holiday heart syndrome. Tento syndrom je charakterizován poruchami srdečního rytmu, které po akutním působení alkoholu vzniknou bez zjistitelné kardiomyopatie.

Nejčastější poruchou rytmu je přitom fibrilace síní.

Embryofetální alkoholový syndrom V antickém Kartágu měli novomanželé ve svatební den zakázáno pít víno, aby se tak zabránilo vzniku malformací u dětí. Dnes víme, že u 30–45 % dětí alkoholiček se v průběhu embryonálního vývoje vyvinou poškození, která přetrvávají i po narození. Jsou to tato poškození: • malý vzrůst, zmenšený obvod hlavy • změny lebky s mikrocefalií • mikrognatie a mikroftalmie • defekty končetin • kloubní anomálie • malformace v oblasti ledvin, močových cest, malformace cév v oblasti srdce aj. Riziko pro dítě, že se narodí s porodní hmotností na hranici 10. percentilu anebo nižší, je více než dvojnásobné, jestliže matka konzumuje 100 g nebo více alkoholu týdně ve srovnání s matkou, konzumující méně než 50 g alkoholu týdně. Není známo, zda tato poškození vyvolává alkohol, acetaldehyd anebo deficit esenciálních živin, který je při konzumaci alkoholu častý. Centrální nervový systém může poškodit nejen pravidelná konzumace relativně velkých množství alkoholu, nýbrž i malé dávky, jaké se konzumují při příležitostném nebo sociálním pití (již dávky menší než 50 g). Následky nejsou patrné již při narození ani prvních letech života,

manifestují se teprve v předškolním a školním věku poruchami učení, chování, motoriky a sociálního vyzrávání. Proto je třeba se v průběhu těhotenství podle možnosti vyhnout i malým množstvím alkoholu.

Alkohol přestupuje také do mateřského mléka a mění jak jeho chuť, tak i vůni, a mění i chování kojenců [178].

Další onemocnění a funkční poruchy vyvolané zneužíváním alkoholu Arteriální hypertenze Pravidelná konzumace alkoholu v dávkách 30–40 g denně a vyšších zvyšuje v závislosti na dávce riziko vzniku esenciální hypertenze. Abstinence podporuje u hypertoniků účinky medikamentózní terapie (viz kap. 6). Žlázy s vnitřní sekrecí Chronické zneužívání alkoholu může vyvolat poruchu systému hypotalamus-hypofýza-gonády. Jako následek se u mužů, zejména při současné poruše jaterních funkcí, vyvine hypogonadismus s poklesem koncentrace testosteronu v séru, impotence, redukce sekundárních pohlavních znaků, ztráta libida aj. U žen vzniká oligomenorea až amenorea, neplodnost aj. Osteoporóza Dlouhodobý abúzus alkoholu bývá sdružen s poškozením funkce osteoklastů, osteoblastů a osteocytů a s poruchami metabolismu vitaminu D a vápníku a usnadňuje vznik osteoporózy. Neurologické poruchy Při chronickém zneužívání alkoholu se vyvíjí množství různých neurologických onemocnění, sdružených s alkoholismem. Nejvýznamnější jsou polyneuropatie, Wernickeova encefalopatie, Korsakovův syndrom a alkoholové delirium. Souhrnný přehled onemocnění závislých na alkoholu viz [317].

Mikroflóra trávicího ústrojí

1.10 Mikroflóra trávicího ústrojí Jak obsah, tak i sliznice gastrointestinálního traktu jsou osídleny mikroby od ústní dutiny až po anus. Bakteriální flóra rozdílných úseků trávicího ústrojí se kvalitativně i kvantitativně značně liší. Pro pochopení mnoha onemocnění trávicích orgánů v závislosti na výživě jsou důležité znalosti o gastrointestinální mikroflóře a jejím ovlivnění působením výživy. V posledních třiceti letech se moderními metodikami prozkoumává význam střevní mikroflóry pro celý organismus a pro vznik a případně i pro terapii určitých onemocnění – tj. otázek, o nichž se již od počátku 20. století zčásti velmi kontroverzně diskutovalo. V poslední době se jednak potvrdily některé dlouho tradované předpoklady, jednak se podařilo zjistit řadu důležitých nových poznatků.

Složení potravy významně ovlivňuje vzájemné poměry kvantitativního zastoupení jednotlivých mikrobiálních druhů, což platí zejména pro tlusté střevo. Významnou roli zde hrají např. ve vodě rozpustné balastní látky, jejichž degradační produkty mají řadu profylaktických vlastností (viz kap. 1.11.4). Složení střevní flóry ovlivňují také živé mikroorganismy, přijaté potravou, např. laktobacily (viz kap. 2, probiotika, prebiotika). Souhrnně platí, že výživa ovlivňuje mikrobiální osídlení gastrointestinálního traktu velice silně. Střevo novorozence je při porodu zcela prosté mikrobiálního osídlení, primární osídlení začíná již za porodu vstupem mikrobů z porodních cest a pokračuje v prvních dnech života náhodně mikroby vyskytujícími se v okolním prostředí. Zhruba od 7. do 10. dne života se vyvine osídlení bifidobakteriemi (až 99 % celkové flóry) z mateřského mléka. Mateřské mléko obsahuje řadu tzv. bifidogenních látek, které jsou předpokladem pro převažující osídlení těmito mikroby. Jde o určité oligosacharidy, glykoproteiny aj. Při krmení kojeneckou výživou připravenou z kravského mléka se vyvíjí smíšená flóra, přednostně z bifidobakterií, Bacteroides, Enterobacteriaceae a streptokoků. Flóra bifidobakterií, obligátní při výživě mateřským mlékem, vyvolá snížení pH do kyselé oblasti a silně omezí průvodní flóru. Zatímco laktobacily syntetizují výhradně kyselinu mléčnou, bifidobakterie syntetizují navíc i kyselinu

89

octovou. Protože v kojeneckém věku kyselinová bariéra žaludku ještě není optimální, je nebezpečí, že proniknou patogenní mikroby, které se ve střevě pomnoží a translokací vyvolají celkovou infekci. Osídlení bifidobakteriemi a kyselé pH střevního obsahu představují významnou ochranu před tímto nebezpečím infekce. Střevní flóra dětí živených adaptovanou kojeneckou výživou má odlišné složení než střevní flóra dětí krmených mateřským mlékem. Počet bifidobakterií je rovněž vysoký, ale výrazně nižší než u dětí kojených; důležité složky flóry tvoří také Enterobacteriaceae, např. E. coli, ale i klebsiely, bakteroides a klostridie. Rozdíly spektra střevních bakterií se vyrovnají zhruba od 3. měsíce života, kdy kojenec dodatečně dostává i kašovitou potravu. Po přechodu na smíšenou stravu postupně přibývá mikrobiálního osídlení typického pro gastrointestinální trakt dospělých. V prvních měsících života jsou však počty mikrobů i jejich spektrum ve střevě ještě relativně nestabilní. V prvním roce je riziko střevních infekcí a průjmů z různých důvodů zvýšeno. Zpočátku omezená sekrece kyseliny v žaludku usnadňuje přestup mikroorganismů, přijatých potravou, do střeva. V průběhu prvního roku života se intestinální mikroflóra stabilizuje a postupně dosáhne složení mikroflóry dospělého člověka. S pokračujícím věkem se může mikrobiální spektrum a metabolická aktivita střevních bakterií změnit. Tak např. u starších lidí se najde snížený podíl bifidobakterií, zatímco množství Clostridium perfringens podstatně vzrůstá. To se vykládá mj. změnami stravovacích návyků (obr. 1.37).

1.10.1 Proximální úsek trávicích cest Nalačno je počet mikrobů v žaludeční a duodenální šťávě nízký, 102 až 103 mikrobů/ml. Převažující druhy mikrobů uvádí obr. 1.38. Z velké části odpovídá mikrobiálnímu spektru ústní dutiny a jícnu. Po příjmu potravy vzroste počet mikroorganismů (bakterií a kvasinek) v průběhu 1–2 hodin na stonásobek až tisícinásobek. Při hypaciditě a anaciditě je počet mikrobů velmi výrazně zvýšen až na 106–107 mikrobů/ml. Mikrobiální spektrum se mění při vzrůstajících hodnotách

1

90


1

log počtu mikrobů/g stolice

12

Bacteroides, Eubacterium, Peptococcaceae

10

Bifidobacterium

8 E. coli, Streptococcus 6 Lactobacillus 4 C. perfringens 2

narození

mládí

dospělost

stáří

Obr. 1.37 Flóra v lidské stolici u různých věkových skupin (podle: Mitsuoka [303])

žaludek a duodenum (101–103 JK/ml) Lactobacillus Enterococcus kvasinky

jejunum a ileum (104–108 JK/ml) Lactobacillus Enterobacteriaceae Enterococcus Bacteroides Bifidobacterium Fusobacterium

tlusté střevo (1010–1012 JK/ml) Eubacterium Bacteroides Bifidobacterium Enterococcus Fusobacterium Lactobacillus Enterobacteriaceae Clostridium Veillonella Proteus Staphylococcus kvasinky prvoci

Obr. 1.38 Významné mikroorganismy v žaludku, v tenkém a tlustém střevě (JK – jednotky tvořící kolonie, cfu – colony forming units) (podle: Holzapfel [288])

pH a nakonec se začne podobat situaci v tlustém střevě. Za těchto patologických okolností se tvoří ve zvýšené míře N-nitrozosloučeniny (viz obr. 16.14), které jsou pravděpodobně významné při vývoji žaludečního karcinomu. Hypacidita a anacidita vznikají převážně jako následek chronického poškození sliznice mikrobem Helicobacter pylori.

Helicobacter pylori Význam infekce žaludeční sliznice mikrobem H. pylori je pro medicínu výživy důležitý z mnoha

hledisek – od přenosu mikroba pitnou vodou a potravinami až po vývoj karcinomu žaludku (viz kap. 16.2 a 16.3.2). H. pylori je grampozitivní bakterie mírně spirálovitého tvaru se 2–6 unipolárními bičíky, umožňujícími pohyb. Vysoká produkce enzymu ureázy bakterii umožňuje štěpit močovinu, která je v žaludeční sliznici vždy přítomna, na amoniak a oxid uhličitý. Tak se v kyselém žaludečním prostředí vytváří oblast neutrálního pH v bezprostředním okolí mikroba. Tzv. adheziny bakterii umožňují těsně přilnout k povrchu buněk žaludeční sliznice.

91

Mikroflóra trávicího ústrojí

O uvedených možnostech přenosu svědčí např. vyšetřování v Peru, kde děti žijící ve špatných sociálních a hygienických podmínkách onemocní významně častěji. Při zásobení pitnou vodou z vesnické studny byl podíl infikovaných malých dětí vyšší než při zásobení z veřejné vodovodní sítě. V četných afrických zemích, kde matky malým dětem potravu předžvýkávají, je kontaminace H. pylori obzvlášť vysoká. Také vyšší incidence infekcí helikobakterem u gastroenterologů a zdravotních sester, přicházejících často do styku se slinami a žaludeční šťávou pacientů, svědčí pro přímý přenos z člověka na člověka.

Možná i ovce představují přirozený rezervoár této infekce. V některých oblastech až 98 % ovčáků je infikováno H. pylori. V čerstvém ovčím mléce a v ovčí žaludeční sliznici bylo ve vysokém procentu možné prokázat přítomnost H. pylori [587]. Jen málo pozornosti se dosud věnovalo otázce, zda konzumace určitých potravin a nápojů ovlivňuje riziko infekce H. pylori. Prokázána byla závislost na alkoholu a na konzumaci kávy. Frekvence výskytu H. pylori je významně rozdílný u osob, které alkohol nebo kávu pily často anebo nepili vůbec. Alkohol měl protektivní účinek. Incidence infekcí H. pylori byla při konzumaci více než

75 g alkoholu týdně významně snížena. Rozdíly mezi účinností různých alkoholických nápojů se nepodařilo najít. U konzumentů kávy je výskyt H. pylori naopak vyšší. Osoby, které pily více než 3 šálky kávy denně, měly incidenci infekce H. pylori zvýšenou 2,5násobně [28]. Výživa bohatá na ω-3 mastné kyseliny zvyšuje – snad následkem nahromadění v buněčné membráně – zranitelnost H. pylori a usnadňuje jeho eradikaci antibiotiky [85]. Rozdílná incidence výskytu infekce H. pylori v průmyslových a rozvojových zemích (obr. 1.39) je následkem rozdílných hygienických podmínek v přístupu k potravinám a pitné vodě.

90 80

rozvojové země

70 60 H.p. (%)

Jak amoniak, tak i specifické cytotoxiny, vytvořené bakterií, poškozují buňky žaludeční sliznice. Toto poškození může nakonec způsobit chronickou gastritidu B s hypaciditou až anaciditou, žaludeční a duodenální vředy, MALT-lymfom a žaludeční karcinom intestinálního typu. U H. pylori rozeznáváme kmeny typu I a typu II. Uvedená onemocnění indukuje pouze kmen typu I, který exprimuje „vacuolating cytotoxin A“ (Vac A) a „cytotoxin-associated antigen A“ (Cag A). Všeobecně převládá názor, že H. pylori se vyskytuje pouze u člověka a že jen člověk představuje přírodní rezervoár tohoto mikroba. H. pylori byl prokázán ve stolici, ve slinách a zubním plaku. Většina nálezů svědčí pro fekálně-orální a orálně-orální přenos. Kromě ve vodě H. pylori v okolním prostředí přežít nemůže. Protože člověk, nepřihlížíme-li k pitné vodě, asi představuje jediný zdroj infekce, má všeobecná hygiena a hygiena pitné vody rozhodující význam.

50 40 30 20

průmyslové země

10 0 0

10

20

30 40 50 věk (roky)

60

70

80

Obr. 1.39 Závislost incidence infekce Helicobacter pylori (H.p.) na věku obyvatel rozvojových a průmyslových zemí (podle: Bartram [12])

V rozvojových zemích se lidé infikují v nejranějším dětství a podíl infikovaných dosahuje až 90 % v dospělosti. V průmyslových zemích, při zřetelných rozdílech v prevalenci, je průměrná incidence infekce u dospělých 40–50 %. Rozdíly mezi mladší a starší populací v průmyslových zemích lze vysvětlit tím, že osoby, které dnes již dosáhly pokročilého věku, se infikovaly již v dětství a nikoli až v průběhu stárnutí.

Vcelku zřetelně se ukazuje, že incidence infekcí H. pylori se v průmyslových zemích při zlepšujících se hygienických podmínkách snižuje [12].

1

92


1.10.2 Tenké střevo 1

Duodenum a jejunum mají mikrobiální osídlení relativně slabé (104 mikrobů/ml, i méně). Platí to zejména pro duodenum, kde baktericidní žluč a pankreatická šťáva počty mikrobů redukuje. V proximálních oddílech tenkého střeva relativně rychlá pasáž intenzitu bakteriálního osídlení snižuje. V ileu vystoupí počet mikrobů na 106/ml, přičemž přibývá anaerobů. Mikroflóra tenkého i tlustého střeva je relativně stabilní. Určitý vliv mají výživa, stres, věk, léčiva atd. Mikroby přijaté potravou, jako např. laktobacily a bifidobakterie při konzumaci fermentovaných potravin, mohou změnit spektrum intestinálního osídlení mikroby jen krátkodobě (přechodná, transientní mikroflóra).

1.10.3 Tlusté střevo Jak jsme již uvedli, osídlení až dosud „sterilního“ střeva nastává bezprostředně po narození. Množství (1010 až 1011 mikrobů/g stolice) i počet (400–500) rozdílných druhů mikrobů v tlustém střevě je podstatně vyšší než v proximálních oddílech trávicího ústrojí. 96–99 % jsou mikroby anaerobní. Vzájemný poměr jednotlivých mikrobiálních druhů se s postupujícím věkem mění (viz obr. 1.37).

jak baktericidní resp. bakteriostatické látky syntetizované mikroby, tak i stimulace imunobiologických obranných mechanismů ve střevní stěně, rovněž vyvolaná bakteriemi. Potenciálně patogenní mikroby pronikají střevní stěnou při poškozené slizniční bariéře a přestupují krevní nebo lymfatickou cestou do periferní cirkulace. Taková translokace (viz kap. 3.5.9) s následnou infekcí se může vyvinout po dlouhodobé, výlučně parenterální výživě, po terapii antibiotiky, při podávání imunosupresiv atd. Střevní flóra ovlivňuje v tlustém střevu karcinogenezi: • aktivací prokarcinogenů na aktivní karcinogeny a přeměnou primární žlučové kyseliny na sekundární žlučovou kyselinu, • inhibičně inaktivací karcinogenů, jako např. N-nitrózosloučenin, tzv. produktů pyrolýzy, které vznikají při ohřátí potravin bohatých na bílkoviny (viz kap. 2 a 16.2.8). Význam pro ulcerózní kolitidu snad mají mikroorganismy redukující sulfáty, které využívají síranové ionty. Produktem jejich metabolismu je sirovodík (H2S), který je pro střevní sliznici vysoce toxický (viz kap. 3.5). Jako eubióza se označuje osídlení trávicího ústrojí příznivě vyváženým poměrem mikrobů v rovnováze s makroorganismem; dysbióza představuje situaci opačnou.

Zvláštní význam z hlediska medicíny výživy mají laktobacily a bifidobakterie. Podávají se perorálně jako probiotické mikroorganismy k profylaxi a terapii, zvláště ve formě fermentovaných mléčných produktů, anebo se jejich množení podporuje konzumací probiotik (viz kap. 2).

1.11 Balastní látky (rostlinné vlákniny, vlákniny, „dietary fibers“)

Souhra různých faktorů udržuje ekosystém trávicího ústrojí do značné míry stabilní. Podkladem této stability je bakteriální osídlení hlenu, pokrývajícího sliznici (povrchová flóra), odkud bakterie přestupují do střevního obsahu. Mikroby přijaté potravou mají málo možností usídlit se mezi stabilní sestavou povrchové flóry. Další ochranu představují mastné kyseliny s krátkým řetězcem, které vznikají při bakteriální destrukci sacharidů (viz kap. 1.11.4). Snížení pH, vyvolané těmito kyselinami, brání osídlení především patogenními mikroby. Za stabilizace bakteriálního osídlení jsou mimoto odpovědné

1.11.1 Definice, složení, vlastnosti V literatuře najdeme rozdílné definice pojmu „balastní látky“. Klinici a vědečtí pracovníci zabývající se výživou se přiklánějí k definici orientované na účinky těchto látek na organismus, chemici se přiklánějí k definici vycházející ze složení jednotlivých komponent. „Biologická“ definice zní: Jde o sacharidy, které se v tenkém střevě enzymaticky nedestruují, a proto se dostanou až do tlustého střeva.

93

Balastní látky (rostlinné vlákniny, vlákniny, „dietary fibers“)

Při této definici je balastní látkou i škrob enzymaticky nedestruovaný v tenkém střevě (resistant starch). „Chemická“ definice zní: Balastní látky jsou neškrobové polysacharidy (non-starch-polysaccharides) a lignin.

vylučování sacharidů (%) 20

1

15 10

Chemická definice z pojmu balastních látek vylučuje rezistentní škrob. Dříve se vycházelo z toho, že škrob se účinkem α-amylázy v tenkém střevě hydrolyzuje kvantitativně a že se pak kompletně využije ve formě glukózy. Později se však podařilo zjistit, že existuje tzv. „fyziologická malabsorpce škrobu“, tzn. že asi 10 % škrobu požitého ve smíšené stravě je rezistentní vůči α-amyláze a dostane se až do tlustého střeva, kde teprve jej jako balastní látku destruují bakterie. Rezistence škrobu vůči α-amyláze je dána určitými konformacemi škrobových molekul. Englyst rozlišuje tři formy rezistentního škrobu (RS1, RS2 a RS3) [73]: • RS1: Kontakt amylázy a škrobu znesnadňuje značná velikost škrobové částice. Tento podíl závisí především na způsobu zpracování potraviny, především na mechanickém zmenšování, ale také na intenzitě žvýkání. • RS2: Krystalinická struktura škrobových zrn ztěžuje enzymatickou destrukci. Tak např. tepelně nezpracovaný škrob z brambor a zelených banánů se téměř nedestruuje. Tepelné zpracování vyvolá želatinizaci, která umožňuje destrukci molekuly amylázou. • RS3: Obě komponenty škrobu, amylóza a amylopektin, při náhlém ochlazení po předchozím zahřátí mohou rekrystalizovat, a tak přejít na formu pro α-amylázu nedostupnou. Procentuální podíl škrobu, který se v tenkém střevě nemůže destruovat, může být tedy velmi rozdílný a závisí na přípravě potraviny a na kuchyňském zpracování (obr. 1.40).

5

1

2

3

4

Obr. 1.40 Průměrný procentuální podíl sacharidů nevyužitých v tenkém střevě, zjištěný u pacienta s totální kolektomií a s ileostomií po opakované konzumaci potravin bohatých na škrob: 1 – bílý chléb, 2 – celozrnný chléb, perník, špagety, rýže aj., 3 – ovesné a ječmenné otruby, 4 – luštěniny (fazole, hrášek, čočka) (podle: Jenkins et al. [135])

Tak se podařilo zjistit, že škrob z čerstvě uvařených brambor se dá strávit velmi dobře, takže jen 3 % škrobu se z tenkého střeva dostanou do střeva tlustého. Jestliže se však uvařené brambory ochladí, změní se fyzikální vlastnosti škrobu, sníží se možnost jeho rozkladu α-amylázou a asi 12 % škrobu (RS1) vychází z tenkého střeva nezměněna. Tuto rezistenci vůči α-amyláze zvyšuje opakované ohřívání brambor s následným ochlazením.

Jako balastní látky figurují četné substance, které se chemickým složením a morfologickou strukturou i fyziologickými účinky liší. Substance označované souhrnně jako balastní látky se vyskytují v množství nejrůznějších anatomických a funkčních složkách rostlin. Balastní látky jsou složeny z velkého množství rozdílných sacharidů a z ligninu. Nejdůležitější z nich jsou celulóza, hemicelulóza a pektin. Svůj význam mají také již zmíněné oligosacharidy a rezistentní škrob; k oligosacharidům počítáme i rafinózu a stachyózu, bohatě obsažené v luštěninách; dále oligofruktózu např. z cibule, česneku a artičoků. Oligofruktóza podporuje růst bifidobakterií v tenkém střevě (viz prebiotika kap. 2). V závislosti na původu balastní látky se liší i vzájemný poměr jednotlivých složek. Tak např. balastní látky z pšeničných otrub obsahují více než 60 % hemicelulózy, balastní

94

1


látky z listové zeleniny často více než 70 % celulózy. Tyto rozdíly ve složení jsou příčinou rozdílných účinků balastních látek na metabolické funkce (viz kap. 4.3 a 4.4) a na trávicí orgány (viz kap. 3.5.1 a 3.5.3). Za výživových podmínek, běžných v západních zemích, se do tlustého střeva denně dostane zhruba 12–20 g neškrobových polysacharidů, 5–40 g rezistentního škrobu a 4–5 g oligosacharidů [48]. Zatímco třídění balastních látek podle chemických hledisek je stěží možné, dají se na základě biologických kritérií a na základě své funkce v rostlinách rozdělit na tři skupiny: • vlákna zajišťující pevnost rostlinné struktury • rostlinné pryskyřice, gumy a hleny • zásobní polysacharidy Skutečnost, že balastní látky mají zčásti vláknitou strukturu, vedla k pojmenování, kterého se pro tuto skupinu látek často používá – rostlinná vlákna, vláknina, potravinová vlákna a anglické „dietary fibers“. Protože však z uvedeného třídění vyplývá, že balastní látky nepředstavují jedině látky s vláknitou strukturou, neměla by se podle možnosti tato označení používat, aby nevyvolávala nesprávné představy. Ke skupině balastních látek patří i řada hydrokoloidů, které se přidávají k potravinám pro zlepšení a stabilizaci jejich konzistence. K jejich vlastnostem patří schopnost vázat vodu, takže bobtnají a zvyšují viskozitu. Tak např. gely z karagenu mohou vázat až 99 % vody. Nejznámější hydrokoloidy na polysacharidové bázi jsou arabská guma, tragant, mouka ze svatojánského chleba (karubin), guaranová mouka, pektinové látky, algináty, agar a karagenan [239]. Podle schopnosti vázat vodu, míry destrukce bakteriemi atd. v tlustém střevě se balastní látky dají rozdělit do dvou skupin: • Balastní látky ve vodě nerozpustné, sestávající převážně z celulózy a hemicelulózy a obsahující relativně mnoho ligninu – např. pšeničné otruby. Působením bakterií se rozkládají jen málo, a proto se z větší části vyloučí stolicí nezměněny. Protože mají vysokou schopnost vázat vodu, zvětšují objem stolice, tím povzbuzují peristaltiku a zkracují dobu pasáže tlustým střevem. • Balastní látky ve vodě rozpustné jsou bohaté na arabinoxylany (např. ispaghula)

anebo na kyselinu uronovou (např. pektiny). Anaerobní střevní flóra tyto balastní látky rychle a většinou kompletně dekomponuje.

Celulóza Celulóza představuje nejrozšířenější složku stěny rostlinných buněk. Je to ve vodě nerozpustný, nerozvětvený polymer glukózy se zhruba 3000 glukózovými molekulami. Má vysokou schopnost vázat vodu – 1 g celulózy váže 0,4 g vody.

Hemicelulóza Hemicelulóza je polysacharid sestávající z pentóz a hexóz. Je známo více než 250 různých polymerů. Vyskytuje se společně s celulózou v buněčných stěnách rostlin. Počet molekul cukrů v jedné molekule hemicelulózy se obvykle pohybuje mezi 150–200. Nejčastěji se v hemicelulóze vyskytují tyto cukry: xylóza, arabinóza, mannóza, galaktóza a glukóza; další častou složkou je kyselina uronová. Hemicelulóza váže vodu a kationty. Za schopnost vázat kationty je odpovědná kyselina uronová.

Pektin Pektin je polymer kyseliny galakturonové s rozdílným podílem estericky vázaných metylových a acetylových skupin. Ve většině rostlin se vyskytují pektiny s postranními řetězci obsahujícími galaktózu, arabinózu, xylózu, ramnózu a fruktózu. Molekulová hmotnost se pohybuje mezi 60 000 a 90 000 Da. Tak např. jablečný pektin má vyšší molekulovou hmotnost než citrusový pektin. Pektiny vytvářejí gely a mají schopnost vázat vodu, kationty a některé organické látky, např. žlučové kyseliny.


Lignin Lignin je polymer fenylpropanu, takže nejde o polysacharid. Molekulární hmotnost kolísá mezi 1000 a 4500 Da. Lignin má schopnost vázat organické látky, např. žlučové kyseliny.

Gumy, slizy a zásobní polysacharidy Tyto látky nejsou složkami buněčných stěn. Gumy jsou komplexní mnohonásobně větvené polysacharidy, obsahující glukuronovou a galakturonovou kyselinu, xylózu, arabinózu a mannózu. Arabská guma, nejznámější látka této skupiny, je polymer kyseliny galakturonové, s postranními řetězci arabinózy a ramnózy. Slizy a zásobní polysacharidy se vyskytují ve směsi se stravitelnými polysacharidy např. ve škrobu či v endospermu semen. Nejznámější látkou této skupiny je guaranová mouka; je to polygalaktomannan ze semen indického Cyamopsis tetragenoloba.

Jiné složky buněčných stěn Kromě uvedených balastních složek se – zčásti v malých množstvích – zejména v buněčných stěnách vyskytují další látky, které jsou nestravitelné, a které se proto počítají k balastním látkám. O působení těchto látek na trávicí a metabolické funkce je málo známo. Jde především o vosky, steariny, saponiny, taniny aj. Nestravitelné složky potravin živočišného původu pravděpodobně mají tytéž fyziologické účinky jako balastní látky. O této skupině látek je však málo známo. Pojem hrubá vlákna (crude fibers) má v humánní medicíně již jenom historický význam. Podíl těchto vláken v potravinách je – často velmi značně – nižší než podíl balastních látek. Přesný přepočítávací faktor obou skupin látek neexistuje. Údaje o obsahu hrubých vláken se najdou již jen v zastaralých tabulkách o potravinách.

95

1.11.2 Výše přívodu, doporučený přívod Přívod balastních látek se v západních industrializovaných zemích od začátku minulého století plynule snižoval. Příčinou jsou technické možnosti zpracování potravin, např. nové technologické postupy při mletí obilí pro přípravu bílé mouky, produkce třtinového a řepného cukru, pokroky v chovu domácích zvířat jako základu pro zvyšující se konzumaci tuku, masa, mléka a vajec. Konzumace potravin bohatých na balastní látky, např. výrobků z celozrnné mouky, syrové zeleniny, luštěnin a brambor se od té doby snižuje, zatímco vzrůstá konzumace potravin neobsahujících balastní látky anebo na balastní látky chudých, např. cukru, tuku a bílé mouky. Ve většině tzv. rozvojových zemí s ještě „původním“ způsobem výživy je přívod balastních látek ve srovnání se západními průmyslovými zeměmi vysoký. Podle údajů FAO z roku 1973 se v rozvojových zemích konzumuje průměrně 70 % energie ve formě škrobu, 15 % ve formě tuku a 5 % ve formě cukru, zatímco v západních průmyslových zemích se ve formě cukru konzumuje zhruba 18 % energie, ve formě tuku 40 % a ve formě škrobu 30 % (viz obr. 2.4).

Snížená konzumace škrobu vede k tomu, že podíl balastních látek v tzv. západní stravě je poměrně nízký. Přitom je třeba si uvědomit, že důležitý zdroj škrobu, obilí, se v západních zemích konzumuje – převážně po odstranění otrub bohatých na balastní látky – ve formě výrobků z bílé mouky. Trowell uvádí, že v tzv. rozvojových zemích se v průměru jen 8 % energie kryje potravinami prostými balastních látek, zatímco v průmyslových zemích je to 58 %. Podle údajů Zprávy o výživě Německé společnosti pro výživu z roku 2004 je ve Spolkové republice průměrný denní příjem balastních látek osobami staršími než 15 let v závislosti na věkové skupině u mužů 21 až 32 g denně (průměrně 7–8 g je rozpustných ve vodě, 15 g nerozpustných) a u žen stejného věku 21 až 25 g denně (průměrně 7 g rozpustných ve vodě, 16 g nerozpustných) [280]. Že průměrné hodnoty přívodu balastních látek se velmi různí nejen v rozdílných profesních skupinách, nýbrž i uvnitř těchto skupin, prokazují

1

96

1


hodnoty zjištěné na základě výživových protokolů uvedené na obr. 1.41 [145]. V oblasti Würzburg/Schweinfurt byl v rozdílných profesních skupinách na základě výživových protokolů zjištěn průměrný denní příjem balastních látek poněkud nižší, ale s vysokou individuální variabilitou (viz obr. 1.41) [145].

Jak se dá očekávat, výše průměrného denního přívodu balastních látek pozitivně koreluje s výší přívodu energie (obr. 1.42). Jak jsme se již zmínili, jsou individuální rozdíly značné. U 17 % všech vyšetřených byl průměrný denní přívod balastních látek nižší než 15 g. Sledování provedené v Anglii zjistilo u vegetariánů průměrný denní příjem balastních látek 41,5 g denně, tj. příjem výrazně vyšší než

ve srovnávaném kolektivu nevegetariánském – 21,4 g/den. Referenční hodnoty D-A-CH [205] doporučují pro přívod balastních látek u dospělých minimálně 30 g denně, tj. zhruba 3 g/MJ resp. 12,5 g/1000 kcal u ženy a 2,4 g/MJ resp. 10 g/1000 kcal u muže. Jestliže přívod energie je nižší než doporučený, specifický pro daný věk a pohlaví, musí být obsah balastních látek vyšší než 3 g resp. 2,4 g/MJ (12,5 resp. 10 g/1000 kcal). Také u dětí je třeba pečovat o optimální přívod balastních látek, aby se zabránilo nejen obstipaci, nýbrž i dalším funkčním poruchám a onemocněním, usnadněným příliš malým přívodem balastních látek. American Health Foundation doporučuje pro děti od 3 let a pro

průměrná konzumace balastních látek (g/den)

45

skupina 1 n = 57

skupina 2 n = 46

skupina 3 n = 25

skupina 4 n = 22

35

25

15

5 průměrná hodnota

Obr. 1.41 Průměrný denní příjem balastních látek u skupin různého věku a žijících v rozdílných socioekonomických podmínkách: skupina 1 – dělníci a řemeslníci, skupina 2 – gymnaziální studenti, skupina 3 – gymnaziální profesoři, skupina 4 – úředníci (podle: Kasper et al. [145])


průměrný přívod energie (kJ/den)

24 000 20 000 16 000 12 000 8 000 4 000

10 20 40 30 50 průměrná denní konzumace balastních látek (g/den)

Obr. 1.42 Vztahy mezi průměrným denním přívodem energie a průměrnou konzumací balastních látek (podle: Kasper et al. [145])

mladistvé do 20 let hodnotu minimálního přívodu balastních látek určenou takto: minimální přívod balastních látek denně = stáří v letech + 5. Tak např. doporučená hodnota pro 5leté děti je 10 g denně [260].

Možné vztahy mezi výší konzumace balastních látek a vznikem funkčních poruch a onemocnění Již začátkem 60. let minulého století upozornili angličtí lékaři pracující v Africe a Indii na to, že četné choroby časté v západních průmyslových zemích jsou v Africe a Indii mimořádně vzácné, ačkoli některých z nich v průmyslových zemích ještě stále přibývá. Nověji na totéž upozornili zejména Angličané Burkitt, Painter a Trowell – lékaři, kteří po dlouhá léta pracovali ve východní Africe.

Pro výklad tohoto rozdílu incidencí vytvořili tzv. fiber-hypothesis, podle které v hospodářsky a průmyslově málo vyvinutých zemích vysoká konzumace balastních látek chrání před vznikem

97

onemocnění velmi častých v západních zemích. Podle údajů, které sestavil Trowell [248], jde o tato onemocnění: • Onemocnění trávicího ústrojí: Obstipace, apendicitida, divertikulóza, dráždivý tračník, hemoroidy, ulcerózní kolitida, Crohnova choroba, polypy tlustého střeva, karcinom tlustého střeva, hiátová hernie, cholesterolové žlučové kameny a zubní kaz. • Onemocnění metabolismu a cévního systému: Otylost, esenciální hypertenze, diabetes mellitus, infarkt myokardu, poruchy periferního a mozkového prokrvení, varixy, venózní trombózy, eklampsie, nefrolitiáza, senilní osteoporóza aj. • Onemocnění endokrinních žláz: Tyreotoxikóza, myxedém. • Autoimunitní onemocnění: Revmatická onemocnění, roztroušená skleróza, perniciózní anémie. Po přechodu na tzv. západní typ výživy se také u Afričanů, Indů atd. incidence těchto onemocnění nejen blíží jejich incidenci v průmyslových zemích, ale zčásti ji ještě překračuje; to potvrzuje, že rozdíly v incidenci nejsou podmíněny geneticky a podporuje to názor o kauzální souvislosti mezi přívodem balastních látek a vývojem onemocnění. Při interpretaci nalezených vztahů mezi výší konzumace balastních látek a incidencí různých onemocnění, jak je přinesly epidemiologické studie, je však třeba přihlédnout také k tomu, že výživa chudá na balastní látky, běžná v západních průmyslových zemích, je zcela pravidelně také bohatá na rafinované potraviny, zejména na cukr a bílou mouku, a nadto bohatá na tuk a živočišné bílkoviny. V řadě sledování, podnícených hypotézou o vlákninách, bylo zjištěno, že balastní látky ovlivňují orgánové funkce a metabolické děje, a že tím mohou spoluurčovat vznik onemocnění. V dalším textu popíšeme nejdůležitější orgánové a metabolické funkce, ovlivnitelné balastními látkami.

1

98

1


1.11.3 Vliv na dobu pasáže střevem, na hmotnost stolice a na motilitu tlustého střeva Jako intestinální tranzitní dobu označujeme čas, který uplyne mezi příjmem potravy a vyloučením nestravitelných zbytků stolicí. U většiny dospělých osob tato doba kolísá při potravě běžné v západních zemích mezi 1 a 4 dny, jak ukazuje obr. 1.43. Kolísání tranzitní doby je podmíněno téměř výlučně změnami doby pasáže v tlustém střevě. Existuje přímá závislost mezi zvýšením hmotnosti stolice balastními látkami – resp. mezi objemem stolice – a mezi krátkostí tranzitní doby. Čím vyšší je hmotnost stolice, tím kratší je tranzitní doba.

Srovnání balastních látek z rozdílných potravin, jako např. z pšeničních otrub, z mrkve, ze zelí aj., ukázalo, že pšeničné otruby zvyšují hmotnost stolice nejvýrazněji a že urychlují pasáž střevem silněji než jiné balastní látky [50]. Účinnost otrub ovlivňuje velikost částic a předchozí tepelné zpracování. Účinnost hrubých otrub s částicemi většími než l mm

doba pasáže trávicím ústrojím (hodiny)

je výraznější [29]; schopnost vázat vodu mají hrubé otruby zřetelně vyšší než otruby jemně mleté. Vařené otruby mají na činnost tlustého střeva slabší účinek než otruby nevařené [266]. Ovlivnění hmotnosti stolice balastními látkami se liší podle jejich původu, jak ukazuje obr. 1.45. Ve studii sledující ovlivnění hmotnosti stolice balastními látkami dostávalo 20 zdravých pokusných osob navíc ke konstantní základní stravě různé typy chleba, ovoce a zeleniny; obsahem balastních látek se tyto potraviny velice lišily. Výsledná hmotnost stolice na 14 g balastních látek přivedených ve formě obilovin, zeleniny nebo ovoce byla stanovena výpočtem. Výsledky ukazují, že navzdory průměrnému zvýšení přívodu balastních látek o 14 g denně je zvýšení hmotnosti stolice značně variabilní.

Celozrnné obilné produkty měly účinek nejvýraznější, zatímco vliv balastních látek z ovoce a zeleniny byl malý. Jenkins se spolupracovníky [134] ve čtrnáctidenních intervalech zvyšoval ve skupině zdravých pokusných osob konzumaci balastních látek, podávaných ve formě pšeničných otrub. Při konstantní základní výživě se spolu s první snídaní podávalo 0,3; 5,6; 9,5; 11,2; 19,0 resp. 28,4 g balastních látek ve formě dvou běžně prodávaných přípravků otrub s průměrnou velikostí částic 0,59 resp.0,73 mm. Byla nalezena lineární závislost mezi množstvím konzumované balastní látky a denní hmotností stolice. Zvýšení přívodu balastních látek z pšenice o 1 g zvýšilo hmotnost stolice v průměru o 2,7 g. Tento účinek byl u mužů i žen vyznačen stejně.

Na základě těchto výsledků autoři uzavírají, že pokud nemá potrava bohatá na balastní látky při obstipaci dostatečný účinek, musí se přívod balastních látek ještě zvýšit [108].

192 144

96

48

1 2 3 4 5 6 7 měsíce – jednoměsíční odstupy jednotlivých sledování

8

Obr. 1.43 Doba trvání pasáže trávicím ústrojím, sledovaná po více měsíců u osmi zdravých pokusných osob konzumujících normální stravu

Cummings a sp. [49] podávali zdravým osobám balastní látky různého původu (z brambor, zelí, pšeničných otrub, jablek, guaranové mouky) v množství 20 g balastní látky denně ve formě přílohy k normální výživě a sledovali ovlivnění hmotnosti stolice. Hmotnost stolice se zvýšila o 127 % po otrubách, o 69 % po zelí, o 59 % po mrkvi, o 40 % po jablkách a jen o 20 % po guaranové mouce.

Intraluminální tlak v tlustém střevě je při stravě chudé na balastní látky vyšší než při stravě balastními látkami bohaté; to prokázala


99

trvání pasáže trávicím ústrojím (hodiny) vegetariáni afričtí vesničané s výživou velmi bohatou na balastní látky angličtí školáci a námořníci s výživou chudou na balastní látky

160

120

1

80

40

60

120

180

300 360 420 240 průměrná hmotnost stolice (g/den)

480

540

600

Obr. 1.44 Vztah mezi průměrnou denní hmotností stolice a trváním pasáže trávicím ústrojím u skupin s rozdílnou konzumací balastních látek (podle: Burkitt [36])

především měření u pacientů s divertikulózou (viz kap. 3.5.3). smíšený pšeničný chléb + bramborová kaše

Intraluminální tlak působící na střevní obsah je tím nižší, čím vyšší je průměr střevního lumenu závislý na velikosti náplně.

ovoce I luštěniny

Při výživě bohaté na balastní látky je objem stolice zvětšen následkem zvýšené vazby vody, a tím se snižuje intraluminální tlak. Tento příznivý účinek zvětšení objemu se dá vyjádřit Laplaceovým zákonem:

zelí smíšený pšeničný chléb + sójové lusky ovoce II

P = 2T/r ,

smíšený žitný chléb + šrot

kde P je tlak, T napětí stěny a r poloměr střeva. Tento vztah ukazuje, že při zvýšení poloměru střevního lumenu se při stejném napětí svaloviny snižuje tlak, působící na střevní stěnu.

celozrnné žitné chlebíčky + otruby celozrnný žitný chléb smíšený pšeničný chléb + otruby smíšený pšeničný chléb +20

+40

hmotnost stolice při základní stravě

+60

+80

+100

přírůstek na hmotnosti stolice (g)

Obr. 1.45 Srovnání teoreticky vypočtených hmotností stolice, vztažených na průměrný příjem 14 g balastních látek denně podáváním pokusné stravy (podle: Wisker et al. [262])

1.11.4 Bakteriální dekompozice (fermentace) balastních látek, mastné kyseliny s krátkým řetězcem, střevní flóra Jak jsme již uvedli, disponuje flóra tlustého střeva enzymy, které degradují sacharidy nedestruované v tenkém střevě.

100


Touto degradací (označovanou někdy jako fermentace) získávají mikroby energii.

1

Degraduje se až 100 % balastních látek rozpustných ve vodě, např. pektinu, zatímco balastních látek ve vodě nerozpustných se destruuje podstatně menší podíl. Vcelku lze říci, že se v tlustém střevě destruuje • 90–100 % pektinu, gum a slizů • 50–80 % hemicelulózy • 30–50 % celulózy Lignin se bakteriálně nedestruuje [264]. Důležité produkty dekompozice sacharidů jsou mastné kyseliny s krátkým řetězcem, propionát a n-butyrát, které představují 90 % veškerých takto vzniklých mastných kyselin; izobutyrát, n-valerát a izovalerát se vyskytují jen v nepatrných koncentracích. Kyselina octová, propionová a máselná se tvoří zhruba v poměru 60 : 25 : 10 a sliznicí tlustého střeva se z 95–99 % resorbují [212]. Při vysoké nabídce substrátů tyto destrukční pochody probíhají převážně v proximálním oddíle tlustého střeva. Tam pak obzvlášť vysoké koncentrace kyselin s krátkým řetězcem vyvolají slabě kyselé pH prostředí (pH 5,5–6,5). Vzájemný poměr mastných kyselin záleží na sacharidech, které se do tlustého střeva dostaly. Při fermentaci rezistentního škrobu vzniká ve zvlášť velkém množství kyselina máselná. Další konečné produkty fermentace jsou plyny – oxid uhličitý, vodík a metan (viz kap. 3.5). Závěry o ovlivnění střevní flóry balastními látkami jsou nejednotné. O zmnožení bifidobakterií při zvýšeném obsahu inulinu a oligofruktózy v tlustém střevě pojednáme později. Hill [121] uvádí, že složení flóry ve stolici nepodává informace o vlivu výživových faktorů, zejména balastních látek, na flóru tlustého střeva. Bakteriální dekompozice a tvorba mastných kyselin s krátkým řetězcem – a tím vyvolané změny intraluminálního pH – probíhají v céku a v colon ascendens, tedy ve střevních oddílech, které podle autora nejsou dostupné vyšetření. V těchto oddílech tlustého střeva je třeba počítat se značnými posuny ve spektru mikrobiálního osídlení. Štěpné produkty se resorbují v konečných oddílech tlustého střeva, a tím se zase ustaví složení střevní flóry takové, jaké bylo před podáním balastních látek.

Aktivita bakteriálních enzymů ve stolici je silně variabilní v závislosti na typu a množství požitých balastních látek [203]. To prokazuje, že po požití živin bohatých na balastní látky (např. pšeničných otrub, ovesných otrub, zeleniny aj.) se střevní flóra v proximálnějších oddílech tlustého střeva značně mění, ačkoli v konečných oddílech se tyto rozdíly již prokázat nedají. Typ a množství mastných kyselin s krátkým řetězcem, syntetizovaných v tlustém střevě, mají velmi výrazný vliv na funkční pochody v tlustém střevě a na metabolismus sliznice tlustého střeva. Resorpce mastných kyselin s krátkým řetězcem je sdružena s resorpcí sodíku a vody. Sacharidy, podléhající bakteriální fermentaci, proto mohou působit protiprůjmově.

Zatímco acetát a propionát se po resorpci transportují do portálního oběhu, využije se butyrát jako zdroj energie pro sliznici tlustého střeva. Asi 70 % energetické potřeby sliznice tlustého střeva se pokryje touto mastnou kyselinou s krátkým řetězcem. Nedostatečná nabídka butyrátu snižuje resorpci sodíku a vody a negativně ovlivňuje buněčnou proliferaci sliznice tlustého střeva. Tím se omezí bariérová funkce sliznice a zvýší se translokace (viz kap. 3.5.9). Nízká syntéza butyrátu jako následek nedostatečné konzumace balastních látek a škrobu velmi pravděpodobně usnadňuje vznik poruch buněčné proliferace ve střevní sliznici a tím i karcinogenezi (viz kap. 3.5.8) [216, 217]. Vycházíme-li z toho, že z balastních látek přijatých smíšenou potravou se 70 % destruuje bakteriemi v tlustém střevě na mastné kyseliny s krátkým řetězcem, pak můžeme za použití tzv. fermentační rovnice vypočíst výsledný přívod energie. Ten dosahuje při přívodu balastních látek běžném v západních zemích (průměrně 20 g denně) jen asi 155 kJ/den (37 kcal/den), zatímco v některých rozvojových zemích s podstatně vyšším přívodem balastních látek (až 150 g denně) je přívod energie z tohoto zdroje 747 kJ/den (178 kcal/den) a tedy jeho podíl na celkové energetické bilanci je podstatně vyšší [215]. Praktický klinický význam má energetické využití fermentovaných sacharidů, které se

Výživa v medicíně a dietetika

Recommend Documents