BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. XLII, 2009, 3, str. 880 884 Bogna Grygiel-Górniak, Juliusz Przysławski, Iwona Krela-Kaźmierczak 1), Krzysztof Linke 1), Adam Szczepanik 2) ENZYMY ANTYOKSYDACYJNE A SPOSÓB ŻYWIENIA ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ WŁASNYCH Katedra i Zakład Bromatologii Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu Kierownik: prof. dr hab. J. Przysławski 1) Katedra i Klinika Gastroenterologii, Żywienia Człowieka i Chorób Wewnętrznych Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu Kierownik: prof. dr hab. K. Linke 2) Katedra i Klinika Intensywnej Terapii Kardiologicznej i Chorób Wewnętrznych Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu Kierownik: prof. dr hab. med. H. Wysocki Celem badań była ocena parametrów stresu oksydacyjnego w surowicy krwi oraz żywieniowych uwarunkowań procesów oksydacyjnych w grupie otyłych kobiet po menopauzie z uwzględnieniem wybranych parametrów antropometrycznych. Hasła kluczowe: enzymy oksydacyjne, pomenopauzalna otyłość, sposób żywienia. Key words: oxidative enzymes, postmenopausal obesity, nutritional habits. Przyczyną otyłości jest najczęściej nieprawidłowo zbilansowana dieta, która nasila procesy wolnorodnikowe we wszystkich komórkach organizmu czego wynikiem są zaburzenia równowagi oksydacyjno-redukcyjnej (1). Wobec udziału reaktywnych form tlenu w inicjacji wielu chorób coraz większą uwagę przywiązuje się do profilaktycznego stosowania antyoksydantów zwłaszcza w przypadku pomenopauzlanej otyłości, ponieważ w tym okresie dochodzi do zaburzeń oksydacyjno-redukcyjnych będących podstawą rozwoju wielu jednostek chorobowych (2, 3, 4). Mając na uwadze powyższe dane podjęto próbę oceny żywieniowych i biochemicznych parametrów stresu oksydacyjnego w grupie otyłych kobiet po menopauzie. Przeprowadzone badania były realizowane w ramach projektu finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Informatyzacji N404 079 31/3460. MATERIAŁ I METODY Badaniem objęto 264 otyłe kobiety po menopauzie, u których dokonano oceny wybranych parametrów antropometrycznych oraz oceny sposobu żywienia. Z grupy tej po uwzględnieniu kryteriów włączenia wyselekcjonowano 63 osoby, u których wykonano oznaczenia laboratoryjne. Ocenę sposobu żywienia przeprowadzono me-
Nr 3 881 Enzymy antyoksydacyjne a sposób żywienia todą wywiadu o spożyciu z ostatnich 24 godz. przez 7 kolejnych dni (5). Do analizy wyników badań wykorzystano komputerowe bazy danych przygotowane w programie Microsoft Access 2000 (6) na podstawie Tabel składu i wartości odżywczej produktów spożywczych (7). Zawartość tkanki tłuszczowej określono za pomocą oznaczeń na aparacie BODYSTAT 1500. Badania laboratoryjne obejmowały oznaczenie aktywności surowiczej peroksydazy glutationowej (GSH-Px) i katalazy (CAT) oraz hydroksypochodnych lipidów (ROOH) metodą spektrofotometryczną. Badania przeprowadzono za zgodą Komisji Bioetycznej nr 1054/05. WYNIKI I ICH OMÓWIENIE Średnia wieku grupy kobiet po menopauzie, która uczestniczyła w badaniach klinicznych, wynosiła około 55,8±10,0 lat (tab. I). Ze względu na wysokie wartości masy cała (95,3±21,2 kg) badane kobiety charakteryzowały się drugim stopniem otyłości (BMI = 35,5±8,88 kg/m 2 ) oraz wysoką procentową zawartością tkanki tłuszczowej w organizmie (45,8±8,69%). Obserwowany wzrost masy ciała po menopauzie jest związany z nieprawidłowo zbilansowaną dietą jak i zmniejszoną podstawową przemianą materii (8). Stąd prawidłowy sposób żywienia powinien być pierwszym etapem leczenia otyłości. Co prawda wartość energetyczna całodziennych racji pokarmowych CRP (1985±814 kcal) pokrywała z niewielkim nadmiarem zalecaną normę na energię, jednakże udziały energii z białka, tłuszczu i węglowodanów nie były prawidłowe. Zarówno w przypadku białka, jak i tłuszczu zaobserwowano nadmiar energii pochodzącej z tych składników, co jest przyczyną przekarmienia białkowo-tłuszczowego (9). Wysoki poziom energii z tłuszczu w CRP otyłych kobiet sprzyja hiperlipoproteinemii, nadciśnieniu tętniczemu, cukrzycy typu 2, a więc jednostkom chorobowym, których podłożem jest zaburzona równowaga oksydacyjno-redukcyjna (2, 10, 11). Dodatkowym czynnikiem zwiększającym ryzyko stresu oksydacyjnego jest nadmierna ilość kwasów tłuszczowych nasyconych (11,9±4,62%), których poziom w racji pokarmowej obok cholesterolu należy do czynników sprzyjających hipercholesterolemii (2, 10, 12). Z kolei występująca dyslipidemia przyczynia się do zwiększenia procesów peroksydacji lipidów, a w konsekwencji powstania lipidowych hydroksypochodnych ROOH (1).Wprawdzie nadmierna zawartość kwasów nasyconych mogłaby być częściowo rekompensowana przez stosunkowo wysoką zawartością kwasów jednonienasyconych (13,9±5,60%), ale niski poziom spożycia wielonienasyconych kwasów tłuszczowych (5,83±3,42%) może dodatkowo zwiększać ryzyko kardiodiabetologiczne w grupie badanych kobiet (1, 2). Warto zatem podkreślić, że w świetle współczesnych badań największy wpływ na parametry stresu oksydacyjnego ma nie tyle ilość spożywanego tłuszczu, co jego jakość. Velthuis-Wierik i współpr. zauważyli, że dieta niskotłuszczowa nie zmieniła stosunku wielonienasyconych kwasów tłuszczowych do nasyconych, a enzymy oksydacyjne takie jak erytrocytarna peroksydaza glutationowa i katalaza nie uległy zmianie. Fakt ten zmusza do refleksji, że nie wystarczy obniżenie zawartości tłuszczu w diecie osób otyłych, ale również niezwykle istotna jest jakość tłuszczu dostarczanego w czasie stosowania niskoenergetycznej diety redukcyjnej (4).
882 B. Grygiel-Górniak i inni Nr 3 Tabela I. Charakterystyka antropometryczna, żywieniowa i biochemiczna badanej grypy otyłych kobiet po menopauzie Table I. Anthropometric, nutritional and biochemical characteristic of study group of obese postmenopausal women Analizowane parametry Badana grupa otyłych kobiet po menopauzie N = 63 X SD Me QD Wiek (lata) 55,8 10,0 58,0 3,50 Masa ciała (kg) 95,3 21,2 93,4 15,1 BMI (kg/m 2 ) 35,5 8,88 35,2 3,51 % FM (%) 45,8 8,69 47,9 3,48 Energia (kcal) 1985 814,5 1859 473 Białko (%en) 16,4 5,58 15,3 2,90 Tłuszcz (%en) 34,8 10,7 34,8 7,2 Węglowodany (%en) 50,6 12,1 51,0 7,70 S (%en) 11,9 4,62 11,5 3,01 M (%en) 13,9 5,60 13,5 3,60 P (%en) 5,83 3,42 4,91 1,82 Selen (ug) 32,6 30,9 41,4 21 Witamina E (mg) 8,79 6,33 7,33 3,26 ROOH (umol) 9,75 6,83 8,82 5,70 CAT (ku/l) 81,7 25,9 78,4 12,3 GSH-Px (mu/ml) 2,59 2,58 2,06 1,16 N liczba kobiet, X średnia, SD odchylenie standardowe, Me mediana, QD odchylenie ćwiartkowe, BMI wskaźnik masy ciała, %FM procentowa zawartość tkanki tłuszczowej w organizmie, S nasycone kwasy tłuszczowe, M jednonienasycone kwasy tłuszczowe, P wielonienasycone kwasy tłuszczowe, ROOH hydroksypochodne lipidów, GSH-Px peroksydaza glutationowa, CAT katalaza Konsekwencją wysokich wartości energii pochodzących z tłuszczu i białka był niski procent energii pochodzącej z węglowodanów (50,6 ± 12,1%). Prawidłowa ilość, jak i jakość węglowodanów (węglowodany złożone) byłaby niezwykle istotna w grupie badanych kobiet, zwłaszcza, że składniki te korzystnie wpływają na profil lipidowy (2). Antyoksydantem, który skutecznie usuwa rodniki nadtlenkowe z błon komórkowych, a przez to hamuje procesy peroksydacji jest witamina E (1). Wprawdzie w badanej grupie poziom spożycia witaminy E był tylko nieco niższy od zalecanej normy, ale biorąc pod uwagę występującą otyłość oraz nieprawidłowo zbilansowaną dietę spożycie witaminy E powinno być zdecydowanie wyższe, by zapewnić odpowiednią ochronę antyoksydacyjną. Taka ochrona wiąże się ze zmniejszoną zachorowalnością m.in. na cukrzycę, co potwierdziły badania populacji belgijskiej, w których udowodniono, że niski poziom spożycia witaminy E korelował z jej niskim stężeniem w surowicy krwi w grupie osób z cukrzycą typu 1 lub 2 (13). Składnikiem wykazującym działanie podobne do witaminy E jest selen. Dodatkowo pierwiastek ten jest składnikiem peroksydazy glutationowej biorącej udział
Nr 3 883 Enzymy antyoksydacyjne a sposób żywienia w ochronie antyoksydacyjnej organizmu. Niestety w przypadku całodziennych racji pokarmowych badanych kobiet poziom spożycia selenu był dwukrotnie niższy niż zalecana norma. Celem prowadzonych badań była również ocena parametrów stresu oksydacyjnego w surowicy krwi. Organiczny hydroksynadtlenek ROOH jest jednym z parametrów powstającym w reakcjach wolnych rodników ze składnikami komórkowymi, takimi jak tłuszcze i zasady azotowe (1). W przypadku badanych kobiet jego stężenie przeszło dwukrotnie przekraczało wartości referencyjne. Wykazano jednocześnie ponad czterokrotnie niższe stężenie peroksydazy glutationowej, co może świadczyć o jego wykorzystaniu w procesach eliminacji ROOH. Podobne zależności obserwowano w badaniach klinicznych przeprowadzonych przez Viroonudomphol i współpr., którzy wykazali niższą aktywność peroksydazy glutationowej i katalazy w przypadku kobiet z nadwagą lub otyłością w porównaniu do kobiet z prawidłową masą ciała (p < 0,05) (14). Natomiast w przypadku badanych kobiet wykazano prawidłowe wartości katalazy (15). Prawidłowa ochrona antyoksydacyjna u otyłych kobiet po menopauzie może w znacznym stopniu chronić przed wieloma chorobami współistniejącymi z otyłością. WNIOSKI Badana grupa otyłych kobiet po menopauzie charakteryzowała się nieprawidłowym sposobem żywienia oraz zaburzoną równowagą oksydacyjno-redukcyjną. B. Grygiel-Górniak, J. Przysławski, I. Krela-Kaźmierczak, K. Linke, A. Szczepanik ANTIOXIDANT ENZYMES AND NUTRITIONAL HABITS ANALYSIS OF OWN DATA Summary The study group of 96 obese postmenopausal women was characterized by high values of body mass index (35.5 ± 8.88 kg/m 2 ) and high percentage of fat tissue (45.8 ± 8.69%). Also high intake of total fat in the daily food rations (34.8 ± 10.7%), protein (16.4 ± 5.58%), saturated fatty acids (11.9 ± 4.62%) and low consumption level of vitamin E (8.79 ± 6.33 mg) and selenium (32.6 ± 30.9 mg) may increase the oxidative processes. Such unbalanced diet may be a cause of disturbances of oxidative-reductive balance characterized by high value of lipid hydroperoxide concentration and low activity of glutathione peroxidase. PIŚMIENNICTWO 1. Fang Y. Z., Yang S., Wu G.: Free radicals, antioxidants, and nutrition. Nutrition, 2002; 18(10): 872-879. 2. WHO. Diet, nutrition and the prevention of chronic diseases. Report of a WHO Study Group. Technical Report Series 797, WHO, Geneva, chapters 3-4, 1990. 3. Tsujinakaa K., Nakamurab T., Maegawaa H. i współpr.: Diet high in lipid hydroperoxide by vitamin E deficiency induces insulin resistance and impaired insulin secretion in normal rat. Diabetes Res. Clin. Pract. 2005; 67(2): 99-109. 4. Velthuis- Wierik E., van den Berg H., Weststrate J. i współpr.: Consumption of reduced-fat products: effects on parameters of anti-oxidative capacity. Eur. J. Clin. Nutr., 1996; 50(4); 214-219. 5. Charzewska J.: Instrukcja przeprowadzania wywiadu o spożyciu z 24 godzin. Zakład Epidemiologii Żywienia. IŻŻ, Warszawa 1997. 6. Przysławski J., Walkowiak J., Gertig H. i współpr.: Wartość odżywcza całodziennych racji pokarmowych dzieci chorych na mukowiscydozę. Ped. Pol., 1998; 5: 399-403. 7. Kunachowicz H.,
884 B. Grygiel-Górniak i inni Nr 3 Nadolna I., Przygoda B. i współpr.: Tabele wartości odżywczej produktów spożywczych. IŻŻ, Warszawa 1998. 8. WHO: Research on the menopause in the 1990s. Report of a WHO Scientific Group. Technical report Series No 866, Genewa 1996. 9. Farnsworth E., Luscombe N.D, Noakes M. i współpr.: Effect of a high-protein, energy-restricted diet on body composition, glycemic control, and lipid concentrations in overweight and obese hyperinsulinemic men and women. Am. J. Clin. Nutr., 2003; 78(1): 31. 10. Ziemlański Ś., Bułchak-Jachymczyk B., Budzyńska-Topolowa J. i współpr.: Normy żywienia dla ludności w Polsce. Nowa Med., 1998; 4: 1-27. 11. Kushi L.H., Lenart E.B., Willett W.C.: Health implications of Mediterranean diets in light of contemporary knowledge. 2. Meat, wine, fats, and oils. Am. J. Clin. Nutr., 1995; 61: 1416. 12. Grundy S.M.: Monounsaturated fatty acids, plasma cholesterol and coronary heart disease. Am. J. Clin. Nutr., 1987; 45: 1168. 13. Dierckx N., Horvath G., van Gils C. i współpr.: Oxidative stress status in patients with diabetes mellitus: relationship to diet. Eur. J. Clin. Nutr., 2003; 57(8): 999-1008. 14. Viroonudomphol D., Pongpaew P., Tungtrongchitr R. i współpr.: Erythrocyte antioxidant enzymes and blood pressure in relation to overweight and obese Thai in Bangkok. Southeast Asian. J. Trop. Med. Public. Health., 2000; 31(2): 325-334. 15. Kirkman H.N., Gaetani G.F.: Mammalian catalase: a venerable enzyme with new mysteries. Trends in Biochem. Sci., 2006; 32: 44-50. Adres: 61-364 Poznań, ul. Marcelińska 42.