Izabela Bolesławska, Iwona Koźlicka, Jarosław Walkowiak 1), Małgorzata Schlegel-Zawadzka 2), Juliusz Przysławski

Transkrypt

1 BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. XL, 2007, 3, str Izabela Bolesławska, Iwona Koźlicka, Jarosław Walkowiak 1), Małgorzata Schlegel-Zawadzka 2), Juliusz Przysławski PROFIL KWASÓW TŁUSZCZOWYCH W FOSFOLIPIDACH OSOCZA KRWI MŁODYCH KOBIET I ME ŻCZYZN PODDANYCH SUPLEMENTACJI CYNKIEM Katedra i Zakład Bromatologii Akademii Medycznej im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu Kierownik: prof. AM dr hab. J. Przysławski 1) Klinika Gastroenterologii Dziecięcej i Chorób Metabolicznych Instytutu Pediatrii Akademii Medycznej im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu Kierownik: prof. dr hab. W. Cichy 2) Zakład Żywienia Człowieka CMUJ w Krakowie Kierownik: dr hab. n. farm. M. Schlegel-Zawadzka Badano wpływ suplemenatacji na profil kwasów tłuszczowych w fosfolipidach osocza krwi młodych kobiet i mężczyzn. Zaobserwowano statystycznie istotne zmiany w składzie kwasów tłuszczowych: spadek zawartości kwasów nasyconych i wzrost stężenia wielonienasyconych kwasów tłuszczowych. Suplementacja cynkiem dziennej racji pokarmowej osób zdrowych może wpływać na profil kwasów tłuszczowych, w tym również LCPUFA. Hasła kluczowe: cynk, kwasy tłuszczowe, suplementacja. Key words: zinc, fatty acids, supplementation. Wpływ tłuszczów na zdrowie człowieka zależy od ilości i jakości tłuszczu pokarmowego, a przede wszystkim od proporcji pomiędzy kwasami tłuszczowymi (KT) nasyconymi (S), jednonienasyconymi (M) i wielonienasyconymi (P). Szczególne znaczenie i korzystny wpływ na metabolizm mają kwasy nienasycone z rodziny n-6 i n-3. Są one niezbędne dla organizmu człowieka (NNKT), I nie mogą być syntetyzowane z uwagi na brak odpowiednich układów enzymatycznych (1, 2). Do rodzin tych należą: kwas linolowy (LA) (C18:2 n-6), kwas alfa linolenowy (ALA) (C18:3 n-3) oraz ich metabolity o dłuższych łańcuchach (LCPUFA), które powstają w organizmie w wyniku procesów desaturacji i elongacji LA i ALA lub dostarczane są z pokarmem. Są to: kwas arachidonowy (AA) (C20:4 n-6); kwas eikozapentaenowy (EPA) (C20:5 n-3) oraz kwas dokozaheksaenowy (DHA) (C22:6 n-3). Uwolnione z fosfolipidów błon komórkowych PUFA są substratem do syntezy eikozanoidów: prostaglandyn, prostacyklin, tromboksanów, leukotrienów i lipoksynów (3, 4). Niezbędnym składnikiem odżywczym jest także cynk, który wchodzi w skład struktury ponad 200 enzymów wykazując wielokierunkową aktywność biologiczną (5). W szczególności uczestniczy on w desaturacji kwasu linolowego, gdzie przenoszony jest przez albuminy (6). Zakładając, że niedobór cynku może wpływać

2 274 I. Bolesławska i inni Nr 3 na upośledzenie desaturacji LA, oraz, że niedobory cynku stosunkowo często obserwuje się w populacji zdrowych osób dorosłych, podjęto badania, których celem było określenie wpływu suplementacji cynkiem na profil kwasów tłuszczowych w fosfolipidach osocza krwi w grupie młodych kobiet i mężczyzn. MATERIAŁ I METODYKA BADAŃ Badaniami objęto grupę 92 osób kobiet i mężczyzn z regionu Wielkopolski. Badania prowadzono w latach Ocenę sposobu żywienia prowadzono metodą wywiadu o spożyciu z ostatnich 24 godz., systemem panelowym w czasie jednego tygodnia (7, 8). Ilościową i jakościową ocenę całodziennych racji pokarmowych tzn. wartość energetyczną, podaż tłuszczów, poziom spożycia cynku, przeprowadzono przy użyciu aplikacji MS Access 7.0 (9). Wyniki odniesiono do norm zaleconych przez Instytut Żywności i Żywienia w roku 1994 (10). Z tej grupy osób u 47 ochotników przeprowadzono badanie profilu kwasów tłuszczowych w fosfolipidach zarówno przed, jak i po suplementacji cynkiem. Ocenę składu kwasów tłuszczowych w fosfolipidach osocza krwi wykonano metodą chromatografii gazowej (Hewlett-Packard 6890 Series Gas Chromathograph), po uprzedniej izolacji fosfolipidów metodą chromatografii cienkowarstwowej (11, 12). Zawartość poszczególnych kwasów tłuszczowych wyrażono jako odsetek zawartości wszystkich kwasów tłuszczowych o długości łańcucha pomiędzy 10 a 22 atomem węgla. W analizie wykorzystano metody statystyki opisowej: średnią, odchylenie standardowe, współczynnik zmienności. Hipotezę o istotności różnic pomiędzy wybranymi parametrami żywieniowymi i biochemicznymi testowano testem U Manna-Whitney a na poziomie istotności p = 0,05. Istotność różnic pomiędzy profilem PUFA w fosfolipidach osocza krwi przed oraz po suplementacji cynkiem, testowano testem t-studenta dla zmiennych powiązanych. Obliczenia wykonano przy użyciu pakietu statystycznego Statistica 6.0 PL. Badania przeprowadzono za zgodą Komisji Bioetycznej przy Akademii Medycznej im. K. Marcinkowskiego w Poznaniu, nr 2413/00. WYNIKI I ICH OMÓWIENIE W tab. I przedstawiono charakterystykę ogólną grupy osób uczestniczącej w badaniach. Wynika z niej, że średnia wieku tej grupy kobiet i mężczyzn wynosiła ok. 22,5 lat. Określono również wskaźnik masy ciała (BMI). W badanej grupie kobiet i mężczyzn wartości BMI wynosiły odpowiednio ok. 21 i 23, Tabela I Charakterystyka ogólna badanej grupy zdrowych kobiet i mężczyzn Table I General characterization of the examined group of healthy young men and women Analizowana cecha kobiety N = 77 mężczyźni N = 15 Xśr SD Xśr SD Wiek (lata) 22,3 0,93 22,7 1,15 Wysokość ciała (cm) 166 5, ,52 Masa ciała (kg) 58,1 7,82 73,2 12,8 BMI (kg/m 2 ) 20,6 2,35 23,1 2,82 WHR 0,71 0,05 0,79 0,05 FM (%) 27,7 6,23 21,9 5,37 BMI indeks masy ciała; iloraz masy ciała wyrażonej w kilogramach i wysokości wyrażonej w metrach do kwadratu; WHR iloraz obwodu pasa i obwodu bioder; FM procentowy udział tkanki tłuszczowej w całkowitej masie ciała.

3 Nr 3 Profil kwasów tłuszczowych a suplementacja cynkiem 275 czyli mieściły się w zakresie wartości prawidłowych (13, 14). Wyznaczono ponadto wskaźnik WHR, którego wartości powyżej 0,85 u kobiet i 1,0 u mężczyzn wskazują na otyłość typu wisceralnego (15). W badanej grupie osób wskaźnik WHR mieścił się w zakresie wartości prawidłowych. Prawidłowy był również u kobiet udział procentowy tkanki tłuszczowej w ogólnej masie ciała, natomiast u mężczyzn wartość ta była powyżej górnej granicy normy (13), (tab. I). Tabela II Wartość energetyczna, zawartość składników podstawowych oraz zawartość cynku w racjach pokarmowych badanej grupy osób Table II Energy value, content of primary elements and zinc in daily dietary intakes of the examined group of young women and men Analizowany składnik odżywczy kobiety N = 77 mężczyźni N = 15 Xśr SD Xśr SD Energia (kcal) Białko (g) 70,8 14,4 89,0 19,5 B % energii 14,1 2,52 12,5 2,48 Tłuszcz (g) 74,3 18,9 111,0 17,7 T % energii 33,2 7,83 35,2 5,57 Weglowodany (g) , ,5 W % energii 53,4 7,91 52,9 6,26 Cynk (mg) 10,1 1,88 13,0 3,66 B % energii procentowy udział energii w dziennej racji pokarmowej, pochodza cej z białka; T % energii procentowy udział energii w dziennej racji pokarmowej, pochodza cej z tłuszczu; W % energii procentowy udział energii w dziennej racji pokarmowej, pochodza cej z węglowodanów. W tab. II przedstawiono wartość energetyczną, zawartość składników podstawowych oraz zawartość cynku w racjach pokarmowych badanej grupy osób. Wartość energetyczna całodziennej racji pokarmowej wynosiła dla kobiet ok kcal, a dla mężczyzn ok kcal. Spożycie białka kształtowało się na poziomie 68 g u kobiet i 97 g u mężczyzn. Wartości te realizują normy spożycia białka na poziomie bezpiecznym i zalecanym (10). Procent energii pochodzącej z białka wynosił od 12,5% do 14,1% i był zgodny z zaleceniami (10). Podaż tłuszczu i udział tego składnika w CRP była zbliżona do wartości zalecanych w przypadku kobiet, natomiast u mężczyzn wartości te były wyższe od zalecanych. Udział energii z węglowodanów w CRP wynosił ok. 53% czyli na poziomie niższym od wartości zalecanych (10). Poziom spożycia cynku realizowany był zarówno u kobiet, jak i u mężczyzn na poziomie bezpiecznym (tab. II). Profil kwasów tłuszczowych w dietach badanych osób przedstawia tab. III. Wynika z niej, że zawartość kwasów tłuszczowych wielonienasyconych w racjach pokarmowych była 2- do 3-krotnie niższa aniżeli kwasów nasyconych (S) i jednonienasyconych (M). Wśród kwasów wielonienasyconych dominował kwas linolowy; kwasu alfa-linolenowego było 6 do 7 razy mniej. Zawartość kwasu arachidonowego w odniesieniu do kwasu alfa-linowego była średnio 10-krotnie niższa, natomiast kwasu eikozapentanenowego i kwasu dokozaheksaenowego średnio 10-krotnie niższa w odniesieniu do kwasu arachidonowego. Średni poziom spożycia NNKT, będących sumą zawartości kwasów linolowego i alfa-linolenowego wynosił u kobiet ok. 13 g, a u mężczyzn ok. 18 g. Obecnie przyjmuje się, że minimalne zapotrzebowanie zdrowego, dorosłego człowieka na NNKT powinno wynosić nie mniej niż 3% ogólnej energii pożywienia, natomiast wartość optymalna to 6% energii z NNKT (10). Można zatem powiedzieć, że spożycie NNKT w przypadku kobiet i mężczyzn było na poziomie optymalnym. Procent energii z kwasów nasyconych (S) w CRP w przypadku kobiet wynosił 11,6%, a w grupie mężczyzn 13,7%. Wydaje się, że w obu przypadkach wartości te są wyższe od zaleceń, wg których nasycone

4 276 I. Bolesławska i inni Nr 3 kwasy tłuszczowe powinny być źródłem nie więcej niż 10% (14, 10). Za korzystny należy uznać także procent energii z kwasów jednonienasyconych (M). U kobiet wynosił on średnio 12,7%, natomiast umężczyzn 13,1%. Udziały energii z sumy kwasów EPA i DHA były bardzo niskie i wynosiły w CRP kobiet 0,05% oraz 0,11% w przypadku CRP mężczyzn. Odnosząc te wartości do zaleceń ekspertów WHO należy stwierdzić, że były one zbyt niskie (16). Nawet przyjęcie zaleceń ISSFAL organizacji, której eksperci wyraźnie ograniczają procent energii z kwasów wielonienasyconych w zwyczajowym żywieniu, wskazuje, że CRP badanych grup kobiet i mężczyzn były niedoborowe pod względem kwasów tłuszczowych z rodziny n-3 (16) (tab. III). T a b e l a III Profil kwasów tłuszczowych w dietach badanych osób T a b l e III Profile of fatty acids in daily dietary intakes of the examined group of young women and men Analizowany składnik odżywczy kobiety N = 77 mężczyźni N = 15 Xśr SD Xśr SD C18-2 (g) 11,3 6,09 14,9 8,43 C18-2 % energii 5,08 2,71 4,76 2,71 C18-3 (g) 1,69 0,95 2,46 1,25 C18-3 % energii 0,75 0,41 0,79 0,42 C20-4 (g) 0,10 0,08 0,15 0,13 Suma S (g) 25,9 8,31 43,8 10,5 S % energii 11,6 3,66 13,7 2,82 Suma M (g) 28,5 9,66 41,1 11,6 M % energii 12,7 4,01 13,1 3,83 Suma P (g) 13,3 6,81 17,9 9,45 P % energii 5,98 2,99 5,73 3,07 NNKT (g) 13,1 6,60 17,5 9,11 NNKT % en 5,88 2,92 5,60 2,97 EPA & DHA (g) 0,09 0,20 0,35 0,85 EPA & DHA % en 0,04 0,08 0,11 0,26 S kwasy nasycone; M kwasy jednonienasycone; P kwasy wielonienasycone. W kolejnej tabeli przedstawione zostały wyniki, określające profil kwasów tłuszczowych w fosfolipidach osocza krwi badanych osób przed i po suplementacji cynkiem, który podawano przez okres 50 dni, stosując dawkę 25 mg Zn/dzień. W szczególności zwrócono uwagę na kwasy tłuszczowe wielonienasycone, w tym również na LCPUFA. Jak wynika z przedstawionych w tab. IV wartości, dominującą grupą kwasów tłuszczowych były kwasy nasycone (S), które stanowiły ok. 54 do 58% sumy kwasów tłuszczowych. W ilości o połowę mniejszej występowały kwasy wielonienasycone (P), których wartości mieściły się w zakresie od ok. 25 do 28%. Zawartość kwasów jednonienasyconych (M) stanowiła średnio 1/3 sumy zawartości kwasów nasyconych (zakres od 16,4 do 17%). Wydaje się, że suplementacja cynkiem spowodowała zmniejszenie się procentowego udziału kwasów nasyconych (z poziomu 57,3 ± 3,36 do 55,1 ± 3,29 u kobiet oraz z poziomu 55,3 ± 2,58 do 54,4 ± 3,01 u mężczyzn) i nieznaczny wzrost zawartości kwasów wielonienasyconych (z poziomu 25,2 ± 2,94 do 27,1 ± 3,17 u kobiet oraz z poziomu 26,6 ± 3,01 do 28,1 ± 2,60 u mężczyzn), przy jednoczesnym braku wpływu na zawartość kwasów jednonienasyconych. Wzrosły procentowe udziały kwasu alfa-linolenowego (z poziomu 0,34 ± 0,06 do 0,40 ± 0,06) oraz kwasu arachidonowego (z poziomu 3,92 ± 0,71 do 4,82 ± 1,09). Podobne zależności zaobserwowali także inni autorzy, prowadzący badania na zwierzętach (17, 18) (tab. IV).

5 Nr 3 Profil kwasów tłuszczowych a suplementacja cynkiem 277 Tabela IV Profil kwasów tłuszczowych w fosfolipidach osocza krwi badanych osób przed i po suplementacji cynkiem Table IV Profile of fatty acids in blood plasma phospholipids of the examined group of young women and men Analizowany składnik (%) przed suplementacja kobiety (A) mężczyźni (B) po suplementacji kobiety (C) mężczyźni (D) Wartość testu t/u Manna- -Whitney a AB vs CD C 18:2 n-6 13,1 ± 3,00 13,7 ± 3,58 13,4 ± 2,84 13,6 ± 3,37 ns C 18:3 n-3 0,34 ± 0,06 0,35 ± 0,05 0,40 ± 0,06 0,41 ± 0,05 0,0003 C 20:4 n-6 3,92 ± 0,71 3,98 ± 0,66 4,82 ± 1,09 4,64 ± 0,89 0,0005 C 20:5 n-3 0,92 ± 0,68 0,91 ± 0,32 0,78 ± 0,29 0,79 ± 0,25 ns C 22:6 n-3 1,31 ± 0,42 1,34 ± 0,36 1,26 ± 0,54 1,23 ± 0,20 ns S 57,3 ± 3,36 55,3 ± 2,58 55,1 ± 3,29 54,4 ± 3,01 0,0011 M 16,6 ± 1,63 17,0 ± 1,29 17,0 ± 1,88 16,4 ± 1,31 ns P 25,2 ± 2,94 26,6 ± 3,01 27,1 ± 3,17 28,1 ± 2,60 0,0013 NNKT 13,3 ± 1,93 14,1 ± 2,63 13,8 ± 2,11 14,0 ± 2,29 ns EPA & DHA 2,23 ± 0,78 2,22 ± 0,36 2,04 ± 0,57 2,02 ± 0,54 ns S kwasy nasycone; M kwasy jednonienasycone; P kwasy wielonienasycone. Podsumowując, należy stwierdzić, że suplementacja cynkiem całodziennych racji pokarmowych badanej grupy kobiet i mężczyzn wpłynęła na zmianę profilu kwasów tłuszczowych w fosfolipidach osocza krwi. Z klinicznego i epidemiologicznego punktu widzenia, uzyskane wyniki wskazują na konieczność bardziej kompleksowego podejścia do zagadnienia podaży poszczególnych grup kwasów tłuszczowych, zwłaszcza w kontekście obecności w diecie tych składników żywności, których wpływ na przemiany tych kwasów w organizmie człowieka został udowodniony. WNIOSKI Suplementacja cynkiem całodziennych racji pokarmowych może mieć wpływ na przemiany metaboliczne wielonienasyconych niezbędnych kwasów tłuszczowych, których konsekwencja są zmiany profilu kwasów tłuszczowych w fosfolipidach osocza krwi. I. B o l e s ł a w s k a, I. K o ź licka, J. Walkowiak, M. Schlegel-Zawadzka, J. Przysławski FATTY ACIDS PROFILE IN PLASMA PHOSPHOLIPIDS OF YOUNG WOMEN AND MEN AFTER ZINC SUPPLEMENTATION Summary The evaluation of the influence of the zinc supplementation on fatty acid profile of plasma phospholipids was tested in the group of healthy young men and women. Statistically significant changes were observed in the proportions of the fatty acids: a decrease in the amount of saturated fatty acids and an increase in the content of polyunsaturated fatty acids. Zinc supplementation of the daily food rations of healthy people may result in a change of fatty acid profiles in blood plasma phospholipids, including among others long-chain polyunsaturated fatty acids.

6 278 I. Bolesławska i inni Nr 3 PIŚMIENNICTWO 1. Przysławski J.: Analiza porównawcza wybranych parametrów żywieniowych tłuszczu występującego w racjach pokarmowych różnych grup ludności. Cz. I. Charakterystyka ogólna tłuszczu. Roczn. PZH, 1994; 1-2, Przysławski J.: Analiza porównawcza wybranych parametrów żywieniowych tłuszczu występującego w racjach pokarmowych różnych grup ludności. Cz. II. Skład kwasów tłuszczowych. Roczn. PZH, 1994; 3: Gertig H., Przysławski J.: Tłuszcze pokarmowe a biosynteza eikozanoidów. Żyw. Człow. i Met., 1995; 3: Gurr M.J.: The metabolism of fats. Cambridge University Press, Cambridge, Markiewicz R., Zujko M.E., Borawska M., Kulikowski M.: Dieta a poziom cynku w surowicy krwi kobiet. Żyw. Człow. i Met., 2003; 1/2: Darmstadt G.L., Mc Guire J., Ziboh V.A.: Malnutrition-associated rash of cystic fibrosis. Pediatr Dermatol., 2000; 17: Charzewska J.: Instrukcja przeprowadzania wywiadu o spożyciu z 24 godzin. Zakład Epidemiologii Żywienia IŻZ. Warszawa Szczygłowa H., Szczepańska A., Ners A., Nowicka L.: Album fotografii produktów i potraw o zróżnicowanej wielkości porcji. Warszawa Przysławski J., Walkowiak J., Gertig H., Cichy W., Gajewska B.: Wartość odżywcza całodziennych racji pokarmowych dzieci chorych na mukowiscydozę. Ped. Pol. 1998; 73: Ziemlański Ś., Bułhak-Jahymczyk B., Budzyńska-Topolowska J., Panczenko-Kresowska B., Wartanowicz M.: Normy żywienia dla ludności w Polsce. Żyw. Człow. i Metab., 1994; 4: BN-80/ Oznaczanie składu kwasów tłuszczowych w roślinnych tłuszczach i nasionach rzepaku metodą chromatografii gazowej. Wydawnictwa Normalizacyjne, Folch J., Lees M., Stanley G.H.S.: A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues. J. Biol. Chem., 1957; 226: 116(1): Wa dołowska L., Bandurska-Stankiewicz E.: Wybrane zagadnienia z dietetyki. Wyd. Art., Olsztyn WHO, Diet, nutrition and the prevention of chronic diseases. Report of a WHO Study Grup, Technical Report Series 797, WHO, Geneva WHO Diet, nutrition and the prevention of chronic diseases, Report of a Joint WHO/FAO Expert Consultation. Technical Report Series, 916, WHO, Geneva Simopoulos A., Leaf A., Salem N.: Workshop on the essentialityof and recommended dietary intakes for omega-6 and omega-3 fatty acids. ISSFAL, Newsletter, 1999; 2: Eder K., Kirchgessner M.: Zinc deficiency and the desaturation of linoleic acid in rats force-fed fat-free diets. Biol. Trace Elem. Res., 1996; 54: Faure P., Durand P. i współpr.: Influence of a long-term zinc-deficient diet on rat platelet function and fatty acid composition. Biometals, 1995; 8: Adres: Poznań, ul. Marcelińska 42.