Antyoksydanty pokarmowe a korzyści zdrowotne dr hab. Jadwiga Hamułka, prof. SGGW Katedra Żywienia Człowieka SGGW Warszawa, dn. 14.12.2016
Antyoksydant (przeciwutleniacz, antyutleniacz) każda substancja (związek chemiczny), który występując w stężeniu niższym niż substancja ulegająca oksydacji może zahamować lub opóźnić jej utlenienie Każdy przeciwutleniacz może wystąpić również w roli prooksydanta Kołakowska i Bartosz, 2011
ANTYOKSYDANTY - podział - Enzymatyczne - Nieenzymatyczne Enzymy - SOD, CAT, GPx, GR Witaminy, karotenoidy, polifenole - Hydrofilowe - Hydrofobowe Witamina C, polifenole, glutation, Witaminy A, E; karotenoidy - Endogenne - Egzogenne Enzymy, glutation, koenzym Q Witaminy, karotenoidy, polifenole
Antyoksydanty mogą działać jako: substancje zapobiegawcze (prewencyjne) przeciwdziałają reakcji utleniania wolnych rodników oraz tworzenia wolnych rodników kwasów tłuszczowych związki interwencyjne zapobiegają, powstrzymują etap rozwijania reakcji samoutleniania, wygaszacze tlenu singletowego substancje synergistyczne (współdziałanie z innymi antyutleniaczami) reduktory jako substancje zamieniające wodoronadtlenki w stabilne związki (cząsteczki) związki chelatujące metale - przekształcające prooksydanty metali (związki promujące lub powodujące utlenienie), np. pochodne żelaza i miedzi, w stabilne produkty inhibitory enzymów będących prooksydantami, np. lipooksygenazy
Zidentyfikowano kilka tysięcy barwnych związków ponad 8000 polifenoli 750 karotenoidów z tego 40-60 obecnych w diecie ludzi (do 90% stanowią -karoten, likopen, luteina i zeaksantyna, -kryptoksantyna)
KAROTENOIDY żółte, pomarańczowo lub czerwone naturalne barwniki polienowe (C 40 ) wspierające proces fotosyntezy oraz chroniące rośliny przed fotouszkodzeniami są syntezowane jedynie w roślinach, natomiast do organizmów zwierząt są dostarczane z pokarmem
Karotenoidy nadają intensywny kolor: roślinom: owoce, warzywa, kwiaty upierzenia ptaków (flamingi, kanarki) zabarwienia owadów (biedronka) zwierząt wodnych (skorupiaki, łososie)
KAROTENOIDY: Karoteny: -karoten -karoten -karoten likopen Ksantofile: luteina, zeaksantyna kantaksantyna astaksantyna -kryptoksantyna
-KAROTEN WYSTĘPOWANIE W ŻYWNOŚCI mg/100g warzywa marchew 9,9 natka pietruszki 5,4 szpinak 4,2 boćwina 4,0 szczaw 3,8 papryka czerwona 3,2 dynia 3-10 bataty do 7,8 produkty zwierzęce jaja? mleko i przetwory owoce: morela 0,6-3,8 brzoskwinia 0,6 śliwki 0,3 Kunachowicz i wsp., 2015; Maiani i wsp., 2009
LIKOPEN WYSTĘPOWANIE W ŻYWNOŚCI Pomidory świeże 0,9-7,7 mg/100g Przetwory pomidorowe: pomidory gotowane 3,7 ketchup - 9,9-16,6 sok pomidorowy - 5,0-11,6 sos pomidorowy - 6,2 sos do pizzy - 12,7 zupa pomidorowa - 4,0 zupa-krem pomidorowa 8,0 pasta pomidorowa - 5,4-30,1 pomidory w proszku 112,6 126,5 Wawrzyniak i wsp., 2005; Scott & Hart, 1995
LIKOPEN WYSTĘPOWANIE W ŻYWNOŚCI Owoce: (mg/100g) Arbuzie - 2,3-7,2 Gujawie - 5,4 Czerwonym grejpfrucie - 3,4 Papai - 2,0-5,3 Morelach suszonych - 0,9 Wawrzyniak i wsp., 2005; Scott & Hart, 1995
LUTEINA WYSTĘPOWANIE W ŻYWNOŚCI mg/100g Zeaksantyna warzywa zielone: szpinak 5,9-12,9 jarmuż 18,6-39,5 kapusta włoska 4,6-9,4 koper 6,1-13,8 brokuły 1,2-3,5 groszek zielony 1,3-2,6 sałata 0,4 2,5 seler naciowy 1,4-2,0 Jaja żółtko jaja (1,2-4,8) żółte i pomarańczowe warzywa dynia 3,1 12,0 kukurydza 0,5-2,0 papryka 0,2-1,0 pomidory 0,5-1,2 Hamułka i wsp., 2005; Scott & Hart,1995; Perry i wsp.,2009
ASTAKSANTYNY WYSTĘPOWANIE Algi: Haematococcus pluvialis Chlorella zofingensis Drożdże: Phaffia rhodozyma Niektóre gatunki ryb: łosoś pstrąg kryl krewetki homary Bakterie: Agrobacterium auranticum Mycobacterium lacticola Brevibacterium spp karotenoproteiny
ASTAKSANTYNY WYSTĘPOWANIE Ryby: (mg/100g) Łosoś, filet lub stek (surowy) - 0,438 Łosoś wędzony 0,360 Pstrąg, filet (surowy) 0,072 Pstrąg łososiowy, filet (surowy) 0,277 Owoce morza: Krewetki (P. borealis) 3,1-14,8 Langusta (P. clarkii) 15,3 Krab (Ch. Opilio) 11,9 Elmadfa I., Muskat E.: Wielkie tabele kalorii i wartości odżywczych. Wyd. Muza SA Warszawa 2003
BETA-KRYPTOKSANTYNY WYSTĘPOWANIE Chilli Mandarynki Nektarynki Pomarańcze Sok pomarańczowy Marchew Dynia Brzoskwinie 15
Karotenoidy to: nienasycone węglowodory polienowe z licznymi wiązaniami podwójnymi układ sprzężonych wiązań podwójnych pochłaniając światło w widzialnej strefie widma, decyduje o intensywności zabarwienia (od żółtego do czerwonego) dobrze rozpuszczalne w tłuszczach, a ksantofile również w alkoholach ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- są prekursorami witaminy A β-karoten, -karoten, -karoten, β-kryptoksantyna
W komórkach roślinnych pełnią następujące funkcje: Biorą udział w procesie fotosyntezy - działają wspomagająco w stosunku do chlorofilu (pochłaniają energię świetlną i przenoszą ją na chlorofil) -karoten, luteina, neoksantyna, violaksantyna Chronią aparat fotosyntetyczny przed ujemnym wpływem promieniowania w zakresie światła widzialnego Demming-Adams & Adams, 2002; Tatur, 2011
Karotenoidy w organizmie ludzi i zwierząt wykazują działanie: przeciwutleniające - wygaszanie wolnych rodników tlenowych m.in. tlenu singletowego, anionorodnika ponadtlenowego, rodnika hydroksylowego przeciwzapalne - hamowanie cytokin prozapalnych, np. czynnika-α martwicy nowotworu (TNF-α) i interleukiny-6 przeciwnowotworowe - np. hamowanie wzrostu komórek nowotworowych m.in. okrężnicy, piersi, prostaty oraz inicjacja procesu apoptozy immonomodulujące - stymulacja komórek odpornościowych
W organizmach ludzi i zwierząt pełnią ROLĘ PRZECIWUTLENIACZY Należą do antyoksydantów: prewencyjnych reagujących z czynnikami utleniającymi interwencyjnych reagujących z pośrednimi produktami utleniania
Współdziałanie antyoksydantów drobnocząsteczkowych
Aktywność karotenoidów polega w dużej mierze na zapobieganiu utleniania frakcji lipoprotein o niskiej gęstości (LDL), w tym cholesterolu i obniżeniu poziomu cholesterolu. Zahamowanie procesu utleniania frakcji LDL znacznie ogranicza choroby układu krwionośnego (ang. cardiovascular disease, CVD). likopen, beta-karoten
Karotenoidy przeciwdziałają powstawaniu i nasilaniu się procesów miażdżycogennych adhezję komórek HAEC do monocytów proliferację naczyń agregację płytek krwi stan zapalny przepływ krwi NO rozszerzenie naczyń
wpływają na system immunologiczny zwiększają liczbę komórek obronnych, limfocytów T oraz limfocytów T cytotoksycznych (białe ciałka odpowiedzialne za rozpoznawanie i likwidowanie komórek obcych m.in. nowotworowych i uszkodzonych przez wirusy) Kim et. al., 2000 Park et. al., 2010
ponadto likopen może spowalniać tempo podziału komórek nowotworowych poprzez tłumienie działania czynników wzrostu, m. in. insulinopodobnego czynnika wzrostu (IGF-1)
pobudzają komunikację międzykomórkową przez tzw. połączenia typu neksus kanały białkowe w błonach komórkowych
LUTEINA I ZEAKSANTYNA powinowactwo do gałki ocznej a CHOROBY OCZU AMD, zaćma w siatkówce (dołek środkowy) w soczewce
luteina/ zeaksantyna choroby oczu (AMD/zaćma) właściwości antyoksydacyjne naturalny filtr przeciwsłoneczny generowanie RFT peroksydacja lipidów stan zapalny MP MPOD przepływ krwi do tkanek oka Landrum & Bone, 2001 Krinsky et. al., 2003
Astaksantyna właściwości przeciwzapalne Właściwości te wynikają ściśle z właściwości antyoksydacyjnych Astaksantyna wpływa hamująco na mediatory zapalenia: czynnik martwicy nowotworów (TNF-α) Interferon (IFN-α; IFN- ) interleukiny (IL1; IL8) tlenek azotu (NO)
- KRYPTOKSANTYNA a osteoporoza: wywiera wpływ na kalcyfikację kości w warunkach in vitro. - hamuje resorpcję kości - wpływa stymulująco na tworzenie kości wpływa stymulująco na proliferację osteoblastów in vitro transkrypcyjny wpływ na metabolizm kości (ekspresja mrna IGF-1 i TGF-β1) hamuje tworzenie osteoklastów - oddziaływuje na RANKL, poprzez indukuję apoptozy dojrzałych osteoklastów RANKL (Receptor Activator of NFκB Ligand)
? SPOŻYCIE Reaktywne formy tlenu (RFT) Potencjał antyoksydacyjny Uszkodzenia oksydacyjne Obróbka technologiczna Biodostępność Poziomy we krwi i tkankach Stres oksydacyjny Choroby chroniczne Ryzyko - nowotworów chorób serca - chorób serca - chorób oczu Regulacje funkcji genów Inne mechanizmy Inne drogi metaboliczne Komunikacja międzykomór -kowa Modulacje hormonalne i immunologiczne Regulacje karcinogenezy zmodyfikowano wg. Agarwal & Rao: CMAJ 2000
nadmiar antyoksydantów (głównie w postaci suplementów) może zakłócać korzystny efekt naturalnych czynników obrony organizmu zrównoważona dieta, bogata w warzywa i owoce, działające synergistycznie z innymi bioaktywnymi składnikami żywności
Dziękuję za uwagę