121 KB

PRACE POGLÑDOWE
REVIEV PAPERS
ZESPÓ¸ METABOLICZNY A STRES OKSYDACYJNY –
MO˚LIWOÂCI DIETOTERAPII
THE METABOLIC SYNDROME AND OXIDATIVE STRESS – POSSIBILITIES OF DIETOTHERAPY
Lucyna Kapka-Skrzypczak 1, 2, Joanna Niedêwiecka 1, Ma∏gorzata Cyranka 1,
Maciej Skrzypczak 3, Marcin K. Kruszewski 1, 4
1
2
3
4
Samodzielna Pracownia Biologii Molekularnej Instytutu Medycyny Wsi im. W. Chodêki w Lublinie. Kierownik Pracowni: dr n. med.
L. Kapka-Skrzypczak
Katedra Zdrowia Publicznego Wy˝szej Szko∏y Informatyki i Zarzàdzania w Rzeszowie. Kierownik Katedry: dr n. med. L. KapkaSkrzypczak
II Katedra i Klinika Ginekologii II Wydzia∏u Lekarskiego z Oddzia∏em Angloj´zycznym Uniwersytetu Medycznego w Lublinie.
Kierownik Katedry i Kliniki: prof. dr hab. n. med. T. Rechberger
Centrum Radiobiologii i Dozymetrii Biologicznej Instytutu Chemii i Techniki Jàdrowej w Warszawie. Kierownik Centrum: prof. dr
hab. M.K. Kruszewski
Streszczenie
Summary
Oty∏oÊç jest obecnie na tyle powszechnie wyst´pujàcym zjawiskiem, ˝e zosta∏a uznana przez WHO za epidemi´ XXI wieku. Jest przyczynà wielu schorzeƒ i dysfunkcji metabolicznych wspó∏tworzàcych tzw. zespó∏ metaboliczny. Artyku∏ przedstawia krótki zarys patogenezy zespo∏u metabolicznego opierajàcy si´ na najnowszych doniesieniach literaturowych z podkreÊleniem roli stresu
oksydacyjnego w jego powstawaniu. Zapobieganie oraz
leczenie oty∏oÊci i zespo∏u metabolicznego mo˝liwe jest
nie tylko poprzez zastosowanie odpowiednich farmaceutyków, ale tak˝e dzi´ki modyfikacji czynników Êrodowiskowych. Do najwa˝niejszych nale˝y aktywnoÊç fizyczna
i w∏aÊciwa dieta dostarczajàca odpowiedniej iloÊci sk∏adników od˝ywczych, energii oraz witamin i naturalnych
antyoksydantów.
The review presents the ways of prevention and treatment of obesity and metabolic syndrome. The success is
likely to be reached not only by medications but also by
changing the life style. The main environmental factors
affecting development of metabolic syndrome are based
on physical activity and proper diet. Physical activity
should be enhanced and nutrients, vitamins and antioxidants provided.
Key words: obesity, metabolic syndrome, oxidative
stress
S∏owa kluczowe: oty∏oÊç, zespó∏ metaboliczny, stres
oksydacyjny
Nades∏ano: 8.03.2011
Zatwierdzono do druku: 18.04.2011
Medycyna Ârodowiskowa / Environmental Medicine 2011; 14 (2)
57
Wprowadzenie
Obecnie obserwuje si´ wzrost wyst´powania nadwagi i oty∏oÊci zarówno w Polsce jak i na Êwiecie. Co
druga osoba na naszej planecie ma nadwag´, a 400
mln ludzi jest oty∏ych – dane te sk∏oni∏y Âwiatowà
Organizacj´ Zdrowia do uznania oty∏oÊci za epidemi´ XXI wieku [1, 2]. Oty∏oÊç definiowana jest jako
choroba o z∏o˝onym genetyczno-Êrodowiskowym
pod∏o˝u, uwarunkowana nadmiernym rozwojem
tkanki t∏uszczowej w ustroju i zwi´kszeniem masy
cia∏a powy˝ej normy [1]. Jej wyst´powanie wià˝e si´
z rozwojem wielu dysfunkcji metabolicznych stanowiàcych pod∏o˝e do rozwoju przewlek∏ych schorzeƒ
uk∏adu sercowo-naczyniowego, nieprawid∏owej gospodarki w´glowodanowej oraz hiperlipidemii, co
prowadzi do wykszta∏cenia si´ zespo∏u metabolicznego.
Zespó∏ metaboliczny –
zarys patogenezy
Zespó∏ metaboliczny (ZM) – jak podaje definicja
WHO – to wspó∏wyst´powanie czynników ryzyka
pochodzenia metabolicznego, sprzyjajàcych rozwojowi chorób sercowo-naczyniowych o pod∏o˝u
mia˝d˝ycowym oraz cukrzycy typu II [2]. Najwi´kszà rol´ w patogenezie ZM odgrywa oty∏oÊç oraz insulinoopornoÊç. Znaczenie ma tutaj iloÊç, rozmieszczenie tkanki t∏uszczowej jak i jej aktywnoÊç metaboliczna. Hipertrofia i hiperplazja adipocytów, czyli zwi´kszenie ich masy i liczby przyczynia si´ do powstania takich sk∏adowych ZM jak nadciÊnienie t´tnicze i dyslipidemia (ryc. 1). Na skutek zwi´kszonej
lipolizy w tkance t∏uszczowej kwasy t∏uszczowe
uwalniane sà do krwiobiegu i magazynowane
w tkankach obwodowych. Zak∏óca to prawid∏owà
odpowiedê komórek na insulin´ i wychwyt glukozy,
co predysponuje do rozwoju insulinoopornoÊci i cukrzycy typu II. Wzrasta te˝ st´˝enie aterogennej
frakcji cholesterolu LDL.
Do niedawna tkanka t∏uszczowa uwa˝ana by∏a
jedynie za magazyn nadmiaru energii dostarczanej
z po˝ywieniem. Dowiedziono jednak, ˝e adipocyty
sà komórkami aktywnymi metabolicznie i uczestniczà w regulacji gospodarki energetycznej organizmu
za sprawà licznie wydzielanych adipokin (rezystyna,
leptyna, adiponektyna) i cytokin (IL-1, IL-6,
TNF-a). Ponadto wydzielajà bia∏ka regulujàce ciÊnienie krwi (angiotensynogen), czynniki prozakrzepowe (PAI-1), regulatory metabolizmu lipidów
i glukozy oraz enzymy metabolizmu hormonów steroidowych. AktywnoÊç ta dotyczy w wi´kszym
stopniu tkanki t∏uszczowej trzewnej ni˝ podskórnej
[2, 3, 4]. W szczególnoÊci zwiàzana jest ona z osobami o androidalnym typie oty∏oÊci, typowym dla
m´˝czyzn (tak zwana oty∏oÊç typu „jab∏ko”), gdzie
tkanka t∏uszczowa gromadzi si´ w okolicy talii [5].
58
Wzrost produkcji PAI-1 i TNF-a a zmniejszenie
wytwarzania adiponektyny przez adipocyty wisceralne przyczynia si´ do powstania zakrzepicy
i mia˝d˝ycy. Adiponektyna wykazuje dzia∏anie
przeciwmia˝d˝ycowe i uwra˝liwia komórki na insulin´. Jej spadek sprzyja rozwojowi chorób sercowonaczyniowych oraz cukrzycy typu II, a obni˝ony
poziom adiponektyny obserwowany jest u ludzi oty∏ych [6]. Nadmierna iloÊç adipocytów i nieprawid∏owy ich metabolizm wywo∏uje przewlek∏y stan zapalny. U osób oty∏ych tkanka t∏uszczowa jest infiltrowana przez makrofagi, które zmieniajà ekspresj´
genów w adipocytach, a te w makrofagach co prowadzi do zwi´kszonego wydzielania cytokin prozapalnych. Te cytokiny sà powiàzane z wywo∏aniem
insulinoopornoÊci. Liczba makrofagów w adipocytach zmniejsza si´ wraz z redukcjà wagi cia∏a [2, 7,
8]. ZM mo˝e wykszta∏caç si´ równie˝ u osób, u których oty∏oÊç nie wyst´puje. Dowodzà tego badania
przeprowadzone na populacji mieszkaƒców Azji
Po∏udniowej. ZM jest w tym wypadku skutkiem
niew∏aÊciwego metabolizmu adipocytów, niezale˝nie od ich iloÊci [2, 9].
Stres oksydacyjny w zespole metabolicznym
Wolne rodniki tlenowe (ROS) sà produktami naturalnego metabolizmu komórkowego. Mogà
wp∏ywaç na funkcjonowanie komórki w sposób
korzystny, bàdê stanowiç czynnik etiologiczny
ró˝nych zaburzeƒ metabolicznych. W niewielkim
st´˝eniu, wolne rodniki przyczyniajà si´ do zwalczania infekcji (nadtlenek azotu wytwarzany przez
makrofagi) czy te˝ uczestniczà – jako przekaêniki
drugorz´dowe – w szlakach transdukcji sygna∏ów w
komórce. Niekorzystne dzia∏anie zwiàzane jest z
nadmiernà peroksydacjà lipidów, uszkodzeniem
bia∏ek i DNA co zaburza ich prawid∏owe
funkcjonowanie. To, jaki efekt wywierajà wolne
rodniki uzale˝nione jest od stanu równowagi
pomi´dzy ich iloÊcià a sprawnoÊcià mechanizmów
antyoksydacyjnych w komórce. Wyró˝niamy dwa
rodzaje tych mechanizmów:
● Enzymatyczne – jest to aktywnoÊç dysmutazy
ponadtlenkowej (SOD), peroksydazy glutationowej
(GPx), katalazy (CAT), ponadto zalicza si´ tu te˝
ceruloplazmin´, bia∏ka hemowe, tioredoksyn´
(TRX), paraoksonaz´ (PON1).
● Nieenzymatyczne – to witaminy: C, E, glutation (GSH), karotenoidy, flawonoidy, bilirubina,
kwas moczowy, cysteina, kreatynina, albuminy, zredukowany koenzym Q [10, 11].
Je˝eli ta równowaga redukcyjno-oksydacyjna w
komórce ulegnie zaburzeniu, mówimy o stresie
oksydacyjnym. Stan oty∏oÊci sprzyja indukcji tego
stresu. Wykazano pozytywnà korelacj´ pomi´dzy
iloÊcià tkanki t∏uszczowej a wysokoÊcià produkcji
Medycyna Ârodowiskowa / Environmental Medicine 2011; 14 (2)
Oty∏oÊç trzewna
Stan zapalny
InsulinoopornoÊç
Dyslipidemia
NadciÊnienie
Stan prozakrzepowy
Stan zapalny
Mia˝d˝yca
Cukrzyca typu II
Rycina 1. Aktualna koncepcja powstawania zespo∏u metabolicznego.
Figure 1. Present concept of metabolic syndrome.
ROS [2]. Tkanka t∏uszczowa jest w stanie samodzielnie generowaç wolne rodniki, czego dowiedziono badajàc myszy z oty∏oÊcià. Okaza∏o si´, ˝e wytwarzanie ROS mia∏o miejsce w tkance t∏uszczowej
podczas, gdy nie wyst´powa∏o w mi´Êniach, wàtrobie czy aorcie. Przypuszcza si´, ˝e jest to wynikiem
wspomnianej wy˝ej infiltracji adipocytów przez makrofagi, które zdolne sà do produkcji cytokin prozapalnych i generowania wolnych rodników [12].
Nadmiar ROS mo˝e wp∏ywaç na zaburzenia w sekrecji adipokin i tym samym przyczyniaç do powstawania ZM [6].
Zaburzenia metabolizmu w´glowodanów
a stres oksydacyjny
Nadmierna produkcja ROS ma miejsce w stanach hiperglikemii i insulinoopornoÊci, które sà elementami ZM i czynnikami predysponujàcymi do
rozwoju cukrzycy typu II. To wynik zaburzeƒ procesu oddychania komórkowego. Zwi´kszona iloÊç
substratów energetycznych a tym samym NADH
skutkuje nadmiernym wzrostem gradientu protonowego wzd∏u˝ b∏ony mitochondrialnej. Prowadzi to
do reakcji protonów z tlenem i powstawania rodników tlenowych. Te, za poÊrednictwem kinazy bia∏kowej C i NF-kb aktywujà oksydazy NAD(P)H.
Naczyniowe oksydazy NAD(P)H stanowià g∏ówne
êród∏o indukowanej przez podwy˝szony poziom
glukozy produkcji ROS w naczyniach krwionoÊnych i nerkach. Przyczyniajà si´ wi´c do takich po-
wik∏aƒ nieprawid∏owej gospodarki w´glowodanowej jak makro- i mikroangiopatie cukrzycowe
[12–14].
Dowiedziono, ˝e komórki b trzustki sà bardzo
wra˝liwe na dzia∏anie ROS z tego wzgl´du, ˝e zawierajà niewielkà iloÊç enzymów o aktywnoÊci antyoksydacyjnej [10]. D∏ugotrwa∏y stres oksydacyjny indukowany hiperglikemià powoduje uszkodzenie wysepek b, zmniejszenie wydzielania insuliny i upoÊledzenie tolerancji glukozy [14]. U osób chorych na
cukrzyc´ stwierdzono tak˝e obni˝enie zawartoÊci
naturalnych antyoksydantów – witaminy C, E, glutationu i kwasu moczowego – we krwi i osoczu. Ponadto glukoza w wysokich st´˝eniach jest w stanie
przeprowadzaç autooksydacj´ i nieenzymatycznà
glikacj´ bia∏ek co równie˝ generuje wolne rodniki
tlenowe [11].
Choroby uk∏adu sercowo-naczyniowego
a stres oksydacyjny
W uk∏adzie krwionoÊnym reaktywne formy tlenu
sà generowane przez komórki Êródb∏onka, komórki
mi´Êni g∏adkich naczyƒ, fibroblasty i leukocyty [16].
Negatywne skutki dzia∏ania ROS w naczyniach t´tniczych zwiàzane sà ze zmianà przepuszczalnoÊci
Êródb∏onka, retencjà pod nim lipoprotein, utlenianiem LDL i ich agregacjà, wzrostem krzepliwoÊci
i zaburzeniem napi´cia mi´Êni g∏adkich [15].
Momentem inicjujàcym proces mia˝d˝ycy jest
prawdopodobnie przenikanie utlenionych LDL
Medycyna Ârodowiskowa / Environmental Medicine 2011; 14 (2)
59
(Ox-LDL) do Êciany t´tnicy, co zachodzi w miejscach uszkodzenia Êródb∏onka przez ró˝ne czynniki
fizyczne, chemiczne czy infekcje. Sam Ox-LDL te˝
mo˝e uszkadzaç komórki Êródb∏onka i indukowaç
na ich powierzchni ekspresj´ czàsteczek adhezyjnych, jak i czynników chemotaktycznych dla monocytów, które w tych w∏aÊnie miejscach migrujà pod
warstw´ Êródb∏onka. Nast´pnie wychwytujà lipoproteiny i stajà si´ makrofagami generujàcymi ROS,
które przekszta∏cajà Ox-LDL do jeszcze bardziej
utlenionej formy. Ta jest ponownie wychwytywana
przez makrofagi, które stajà si´ wówczas tzw. komórkami piankowatymi. Wraz z leukocytami tworzà nacieki t∏uszczowe. W efekcie tworzy si´ blaszka
mia˝d˝ycowa, która stopniowo ulega zwapnieniu
i zmniejsza Êwiat∏o naczynia [17].
Enzymami generujàcymi ROS w uk∏adzie krà˝enia sà oksydaza NAD(P)H, syntaza tlenku azotu,
oksydaza ksantynowa, cyklooksygenaza oraz lipooksygenazy [16]. Liczne badania prowadzone na
hodowlach komórkowych, zwierz´tach oraz wÊród
ludzi dowodzà, ˝e najwi´ksze znaczenie w patogenezie mia˝d˝ycy majà ROS generowane przez oksydaz´ NAD(P)H. To wynik stymulowania jej aktywnoÊci przez takie czynniki jak angiotensyna II,
trombina, p∏ytkowy czynnik wzrostu, i TNF-a, których wydzielanie zwi´ksza si´ u osób z ZM [14, 17].
Wolne rodniki indukujà nadciÊnienie. Dzieje si´ to
za sprawà obni˝enia przez ROS syntezy i dost´pnoÊci NO, który odgrywa istotnà rol´ w regulacji napi´cia mi´Êniówki naczyƒ krwionoÊnych. Nadtlenek
reagujàc z NO tworzy bardzo reaktywny i cytotoksyczny nadtlenoazotyn atakujàcy czàsteczki bia∏ek,
lipidów, kwasów nukleinowych [18]. Potwierdzeniem istotnej roli stresu oksydacyjnego w rozwoju
przewlek∏ej niewydolnoÊci serca i uk∏adu krà˝enia
jest fakt, ˝e antyoksydanty sà w stanie zapobiec post´powi takich procesów patologicznych, jak: przerost mi´Ênia sercowego, apoptoza kardiomiocytów,
czy generacja ROS po przywróceniu krà˝enia (reperfuzji) [17].
Mo˝liwoÊç dietoterapii w zespole
metabolicznym
Dietoprofilaktyka i dietoterapia, w Êwietle coraz
wi´kszej liczby doniesieƒ naukowych, wydajà si´
byç szansà na zmniejszenie ryzyka zapadalnoÊci na
wiele chorób cywilizacyjnych [16]. W∏aÊciwa dieta
dostarcza ró˝norodnych produktów w odpowiednich proporcjach, ze szczególnym uwzgl´dnieniem
warzyw i owoców, produktów zbo˝owych pe∏noziarnistych, b∏onnika, chudego mi´sa drobiowego
oraz ryb i olejów roÊlinnych [19, 20]. Na szczególnà
uwag´ zas∏ugujà produkty roÊlinne, które poza
b∏onnikiem, mikro- i makroelementami oraz witaminami dostarczajà antyoksydantów.
60
Normalizacja wagi
i g∏ówne wytyczne diety
Oty∏oÊç stanowi istotny czynnik predysponujàcy
do rozwoju ZM [21]. Stàd g∏ównym zaleceniem dla
osób z ZM jest redukcja wagi. Spadek ju˝ 10% masy cia∏a wystarcza do uzyskania pozytywnego efektu zdrowotnego – obni˝a si´ ciÊnienie krwi i poziom
cukru, poprawia profil lipidowy oraz zmniejsza
sk∏onnoÊç do zakrzepicy [22, 23]. Wi´kszy spadek
wagi u osób oty∏ych przyczynia si´ do znacznego
wzrostu insulinowra˝liwoÊci. Zmniejszenie opornoÊci na insulin´ mo˝na uzyskaç równie˝ odpowiednio
skomponowanà dietà, w której ogranicza si´ spo˝ycie kwasów t∏uszczowych nasyconych (*10% energii z po˝ywienia). Kwasy te przyczyniajà si´ do
zwi´kszenia st´˝enia insuliny w osoczu oraz zmniejszenia wra˝liwoÊci komórek wobec niej. Wyeliminowaç z diety nale˝y kwasy t∏uszczowe typu trans, które podnoszà st´˝enie cholesterolu LDL oraz triglicerydów, obni˝ajà HDL oraz wywo∏ujà opornoÊç
na insulin´ [23]. Spo˝ycie zarówno jednego jak
i drugiego typu kwasów powoduje wzrost st´˝enia
biomarkerów stanu zapalnego w osoczu, takich jak
CRP, IL-6 oraz rozpuszczalnych czàsteczek adhezyjnych [20].
W leczeniu dietetycznym jak i profilaktyce ZM
nale˝y uwzgl´dniç spo˝ycie odpowiedniej iloÊci nienasyconych kwasów t∏uszczowych, których g∏ównym êród∏em sà t∏uszcze roÊlinne. Szczególne znaczenie majà kwasy v-3, które dzia∏ajà antyarytmicznie, obni˝ajà ciÊnienie (przez zwi´kszonà dost´pnoÊç tlenku azotu), redukujà ryzyko zakrzepicy,
dzia∏ajà przeciwzapalnie oraz obni˝ajà poziom triglicerydów w osoczu [23, 24].
D∏ugotrwa∏e stosowanie diety bogatej w cukry
proste prowadzi do insulinoopornoÊci i wzrostu st´˝enia insuliny. Jako, ˝e szlaki przemian glukozy i lipidów sà powiàzane, dlatego zaburzenia w metabolizmie w´glowodanów skutkujà wzrostem st´˝enia
triglicerydów w osoczu jak i obni˝eniem cholesterolu HDL [22]. W ∏agodnych zaburzeniach gospodarki lipidowej, wystarczajàcà metodà terapii jest w∏aÊciwie skomponowana dieta. Ograniczenie spo˝ycia
w´glowodanów prostych i nasyconych kwasów
t∏uszczowych z uwzgl´dnieniem w∏aÊciwej iloÊci
kwasów nienasyconych, przyczynia si´ do poprawy
profilu lipidowego. Nale˝y zwróciç uwag´ na spo˝ycie fitosteroli obecnych w olejach i produktach
wzbogacanych np. margarynach. Powodujà one
zmniejszenie st´˝enia cholesterolu LDL, co jest
szczególnie wa˝ne u osób z ZM, u których frakcja
HDL jest cz´sto obni˝ona [8, 23]. Sterole i stanole
roÊlinne kompetytywnie zajmujà miejsce cholesterolu w micelach powstajàcych w jelicie, tym samym
wch∏anianie cholesterolu ulega znacznemu ograniczeniu. [25].
Medycyna Ârodowiskowa / Environmental Medicine 2011; 14 (2)
Dieta wysokot∏uszczowa oraz poda˝ du˝ych iloÊci rafinowanych w´glowodanów przyczynia si´ do
indukcji stresu oksydacyjnego, obni˝enia aktywnoÊci enzymów antyoksydacyjnych i syntazy tlenku
azotu. Wzrasta wówczas aktywnoÊç oksydazy
NAD(P)H a tym samym zwi´ksza si´ produkcja
ROS, które dodatkowo inaktywujà NO. Rozwija si´
stan zapalny, dysfunkcja Êródb∏onka naczyƒ krwionoÊnych i nadciÊnienie t´tnicze [18, 20]. Dieta osoby
oty∏ej powinna uwzgl´dniaç produkty bogate w warzywa, owoce, w´glowodany z∏o˝one i b∏onnik. Warzywa i owoce dostarczajà antyoksydantów, redukujà stres oksydacyjny oraz wywierajà efekt przeciwzapalny [20]. W´glowodany z∏o˝one i b∏onnik
przyczyniajà si´ do obni˝enia poziomu glukozy
i cholesterolu we krwi.
Ochronne dzia∏anie przeciwutleniaczy
pochodzenia roÊlinnego
Grup´ najcz´Êciej badanych substancji o charakterze przeciwutleniaczy stanowià witamina C, E
i b-karoten. Jak wspomniano, w organizmie cz∏owieka obecne sà nieenzymatyczne mechanizmy antyoksydacyjne, które zawierajà m.in. te w∏aÊnie
zwiàzki. Obecny styl ˝ycia i niew∏aÊciwy sposób od˝ywiania si´ sprawiajà, ˝e mechanizmy antyoksydacyjne nie dzia∏ajà w pe∏ni sprawnie, poniewa˝ ich
poziom jest zbyt niski w stosunku do nat´˝enia stresu oksydacyjnego, dlatego te˝ wa˝ne jest uwzgl´dnianie odpowiednich ich iloÊci w diecie. Nie od dziÊ
wiadomo, ˝e spo˝ywanie du˝ej iloÊci warzyw oraz
owoców chroni przed chorobami uk∏adu krà˝enia,
nowotworami i wielu innymi schorzeniami.
Kwas askorbinowy, jest efektywnym zmiataczem
ROS. Jest uwa˝any za najistotniejszy antyoksydant
zewnàtrz- i wewnàtrzkomórkowy. Witamina C hamuje peroksydacj´ hemoglobiny inicjowanà przez
wzbudzone neutrofile, a wraz z koenzymem Q i glutationem chroni mitochondria przed stresem oksydacyjnym. Kwas askorbinowy podwy˝sza potencja∏
przeciwutleniajàcy organizmu np. poprzez zdolnoÊç
odtwarzania tokoferolu z jego utlenionej formy. Ma
ponadto zdolnoÊç regenerowania anionorodnika
moczanowego do kwasu moczowego [16]. Co wi´cej, witamina C os∏abia nadmiernà kurczliwoÊç naczyƒ krwionoÊnych (wywo∏anà adrenalinà czy noradrenalinà), lub zwi´ksza efektywnoÊç wazodylatatorów (acetylocholina). Zjawisko to wyst´puje w naczyniach obwodowych jak i wieƒcowych [15].
b-karoten nale˝y do barwników karotenoidowych nadajàcych roÊlinom kolor. Oprócz aktywnoÊci prowitaminowej (prekursor witaminy A) wykazuje w∏aÊciwoÊci antyoksydacyjne. Inne tego typu
zwiàzki to luteina, likopen i zeaksantyna. Substancje te rozpuszczajà si´ w t∏uszczach chroniàc nienasycone kwasy t∏uszczowe przed utlenianiem. Najsil-
niej dzia∏a likopen wyst´pujàcy w pomidorach,
przetworach pomidorowych, papryce i grejpfrucie.
Zapobiega on utlenianiu frakcji LDL cholesterolu
obni˝ajàc ogólny jego poziom [26].
Kolejnà grupà przeciwutleniaczy sà tokoferole.
Najwa˝niejszym przedstawicielem jest a-tokoferol,
zwany inaczej witaminà E. Zwiàzek ten obecny jest
w b∏onach fosfolipidowych, gdzie chroni kwasy
t∏uszczowe przed utlenianiem jak i zapobiega oksydacyjnym uszkodzeniom DNA. Witamina E obecna
jest powszechnie w olejach roÊlinnych, orzechach
i nasionach roÊlin oleistych [26].
Do substancji o dzia∏aniu prozdrowotnym nale˝à
tak˝e naturalnie wyst´pujàce w roÊlinach przeciwutleniacze zaliczane do tzw. fitozwiàzków [16]. Najbardziej rozpowszechnionymi w roÊlinach substancjami o takim charakterze sà zwiàzki fenolowe
okreÊlane mianem flawonoidów. Wyró˝nia si´
wÊród nich: flawanole (monomeryczne i oligomeryczne), antocyjanidyny, flawanony, flawony i izoflawony [27]. Obecne sà g∏ównie w owocach i warzywach ale tak˝e w nasionach niektórych roÊlin, herbacie, kakao, czerwonym winie, sokach owocowych
i w wielu przyprawach [28].
Istniejà doniesienia o korzystnym wp∏ywie flawonoidów na uk∏ad sercowo-naczyniowy. We Francji
zaobserwowano pewne interesujàce zjawisko okreÊlane mianem „paradoksu francuskiego”. Pomimo
takiego samego spo˝ycia t∏uszczów nasyconych jak
w innych krajach, odnotowano tam znamiennie ni˝szà ÊmiertelnoÊç z powodu chorób uk∏adu sercowonaczyniowego [28]. Obecnie uwa˝a si´, ˝e decyduje
o tym du˝e spo˝ycie czerwonego wina w tym regionie. Czerwone wino jest bogate w zwiàzki polifenolowe o charakterze flawonoidów. Odpowiadajà one
za hamowanie peroksydacji LDL, oraz zapobiegajà
tworzeniu si´ komórek piankowatych w t´tnicach
hamujàc wychwyt LDL przez makrofagi. Badania
in vitro wykaza∏y wzrost ekspresji genów dla receptora LDL w komórkach wàtroby [27]. Równie˝ sok
z ciemnych winogron wywiera∏ korzystny efekt na
Êródb∏onek naczyƒ oraz zmniejsza∏ podatnoÊç LDL
na utlenianie [29]. Te cenne w∏aÊciwoÊci przypisuje
si´ dzia∏aniu resweratrolu – naturalnego polifenolu
obecnego w owocach winogron [28]. Podobne w∏aÊciwoÊci wykazujà procyjanidyny wyst´pujàce
w aronii oraz betalainy buraka [16].
Wiele zwiàzków polifenolowych znajduje si´ równie˝ w kakao i czekoladzie. Sà to flawanole monomeryczne (katechina i epikatechina) jak i flawanole
oligomeryczne (procyjanidyny). Produkty kakaowe
zwi´kszajà odpornoÊç LDL na utlenianie, hamujà
aktywacj´ i agregacj´ p∏ytek krwi, zwi´kszajà iloÊç
prostacyklin a zmniejszajà leukotrienów w osoczu
i komórkach Êródb∏onka, wykazujàc aktywnoÊç
przeciwzapalnà. Co ciekawe, gorzka czekolada
Medycyna Ârodowiskowa / Environmental Medicine 2011; 14 (2)
61
zawiera wi´cej flawonoidów ni˝ inne produkty czy
napoje, które uznaje si´ za ich bogate êród∏o. Jedynie jab∏ka majà podobny sk∏ad flawonoidów do
tych obecnych w kakao [30, 27].
èród∏em antyoksydantów jest tak˝e herbata. Zarówno czarna jak i zielona powstajà z liÊci Camellia
sinensis. LiÊcie herbaty czarnej poddawane sà fermentacji, podczas gdy zielonej – nie. Zielona herbata zawiera flawanole monomeryczne i katechiny, natomiast czarna – teaflawiny i tearubiginy powsta∏e
z polimeryzacji katechin w czasie fermentacji liÊci.
Odpowiadajà one za ochron´ LDL przed oksydacjà. U pacjentów z chorobà wieƒcowà wykazano
pozytywnà korelacj´ mi´dzy spo˝yciem czarnej herbaty i poprawà funkcji Êródb∏onka naczyƒ. Istniejà
te˝ badania mówiàce o zdolnoÊci flawonoidów zawartych w herbacie – zw∏aszcza czarnej – do obni˝ania poziomu cholesterolu. Badania na zwierz´tach wykaza∏y ponadto w∏aÊciwoÊci przeciwmia˝d˝ycowe herbaty. Króliki karmione dietà aterogennà i herbatà wykazywa∏y mniejszy stopieƒ zmian
mia˝d˝ycowych ni˝ króliki karmione tà samà dietà
z wy∏àczeniem herbaty. Dowiedziono tak˝e, ˝e flawonoidy zawarte zarówno w herbacie zielonej jak
i czarnej majà takà samà aktywnoÊç antyoksydacyjnà [27, 31].
Podsumowanie
Jak wskazujà przytoczone dane, w rozwój ZM
zaanga˝owane sà wolne rodniki, które powodujà
zaburzenia wielu procesów metabolicznych, bàdê
stanowià ich czynnik etiologiczny. Próby terapii pojedynczymi antyoksydantami mogà nie wywieraç
pozytywnego efektu dlatego, ˝e do wyra˝enia pe∏nej
ich aktywnoÊci mo˝e byç niezb´dna obecnoÊç innych zwiàzków lub innych przeciwutleniaczy tak,
jak ma to miejsce w naturalnych produktach roÊlinnych [32, 33]. Stàd zaleca si´ unikanie stosowania
szerokiej gamy suplementów oraz uwzgl´dnienie
w diecie odpowiedniej iloÊci warzyw i owoców.
Zmiana nawyków ˝ywieniowych jest w stanie
zminimalizowaç ryzyko wystàpienia ZM bàdê zahamowaç rozwój jego kolejnych sk∏adowych. Niew∏aÊciwa dieta stanowi – wraz z brakiem aktywnoÊci fizycznej – czynnik Êrodowiskowy istotnie wp∏ywajàcy na ryzyko rozwoju tego zespo∏u i schorzeƒ z nim
zwiàzanych. Profilaktyka oraz wspomaganie leczenia ZM za pomocà odpowiednio zbilansowanej diety jest o wiele bardziej ekonomicznym, przyst´pnym
i bezpiecznym rozwiàzaniem w stosunku do hospitalizacji czy leczenia ambulatoryjnego zarówno dla
pacjenta jak i systemów ochrony zdrowia. Je˝eli leczenie dietetyczne podj´te jest odpowiednio wczeÊnie, mo˝e zapobiec lub opóêniç koniecznoÊç wdro˝enia farmakoterapii, co wià˝e si´ cz´sto z przyjmowaniem okreÊlonych leków ju˝ do koƒca ˝ycia.
62
Wykaz piÊmiennictwa
1. Fichna P., Skowroƒska B.: Oty∏oÊç oraz zespó∏ metaboliczny
u dzieci i m∏odzie˝y. Family Medicine & Primary Care Review, 2008; 10: 269–278.
2. Paw∏owska J., Witkowski J. M., Bryl E.: Zespó∏ metaboliczny
— rys historyczny i wspó∏czesnoÊç. Forum Medycyny Rodzinnej, 2009; 3: 222–228.
3. Ahima R.S.: Adipose tissue as an endocrine organ. Obesity,
2006; 14: 242–249.
4. Gimeno R.E., Klaman L.D.: Adipose tissue as an active endocrine organ: recent advances. Curr. Opin. Pharm., 2005; 5:
122–128.
5. Wajchenberg B.L.: Subcutaneous and visceral adipose tissue:
their relation to the metabolic syndrome. Endocr. Rev., 2000;
21: 697-738.
6. Fujita K., Nishizawa H., Funahashi T. i wsp.: Systemic oxidative stress is associated with visceral fat accumulation and the
metabolic syndrome. Circ. J., 2006; 70: 1437– 1442.
7. Savage D.B., Petersen K.F., Shulman G.I.: Mechanisms of insulin resistance in humans and possible links with inflammation. Hypertension, 2005; 45: 828–833.
8. Grundy S.M.: Obesity, metabolic syndrome, and cardiovascular disease. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2004; 89: 2595-2600
9. Abate N., Chandalia M., Snell P.G. i wsp.: Adipose tissue metabolites and insulin resistance in nondiabetic Asian Indian
men. J. Clin. Endocrinol. Metab., 2004; 89: 2750–2755.
10. Valko M., Leibfritz D., Moncol J. i wsp.: Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int. J. Biochem. Cell. Biol., 2007; 39: 44–84.
11. ¸uszczewski A., Matyska-Piekarska E., Trefler J. i wsp.: Reaktywne formy tlenu – znaczenie w fizjologii i stanach patologii organizmu. Reumatologia, 2007; 45: 284–289.
12. Furukawa S. Fujita T., Shimabukuro M. i wsp.: Increased oxidative stress in obesity and its impact on metabolic syndrome.
J. Clin. Invest., 2004; 114: 1752–1761.
13. Pacholczyk M. Ferenc T., Kowalski J.: Zespó∏ metaboliczny.
Cz´Êç II: patogeneza zespo∏u metabolicznego i jego powik∏aƒ.
Post´py Hig. Med. DoÊw., 2008; 62: 543-558.
14. Ceriello A., Motz E.: Is Oxidative stress the pathogenic mechanism underlying insulin resistance, diabetes, and cardiovascular disease? The common soil hypothesis revisited. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 2004; 24: 816-823.
15. Wójcicka G., Be∏towski J., Jamroz A.: Stres oksydacyjny
w nadciÊnieniu t´tniczym. Post´py Hig. Med. DoÊw., 2004;
58: 183-193.
16. Grajek W.: Przeciwutleniacze w ˝ywnoÊci – aspekty zdrowotne, technologiczne, molekularne i analityczne. Wyd. Nauk.Techn., Warszawa, 2007.
17. Madamanchi N. R., Vendrov A., Runge M. S.: Oxidative
stress and vascular disease. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol.,
2005; 25: 29-38.
18. Roberts C.K., Bernard R. J., Sindhu R.K. i wsp.: Oxidative
stress and dysregulation of NAD(P)H oxidase and antioxidant enzymes in diet-induced metabolic syndrome. Metabolism, 2006; 55: 928-934.
19. Bonow R.O., Eckel R.H.: Diet, obesity, and cardiovascular
risk. New. Engl. J. Med., 2003; 348: 21.
20. Giugliano D., Ceriello A., Esposito K.: The effects of diet on
inflammation, emphasis on the metabolic syndrome. J. Am.
Coll. Cardiol., 2006; 48: 677-685.
21. Roche H. M., Phillips C., Gibney M. J.: The metabolic syndrome: the crossroads of diet and genetics. Proc. Nutr. Soc.,
2005; 64: 371–377.
22. Riccardi G., Rivellese A.A.: Dietary treatment of the metabolic syndrome – the optimal diet. Br. J. Nutr., 2000; 1: 143-148.
23. Koz∏owska-Wojceichowska M.: Dieta a zespó∏ metaboliczny.
Jaki t∏uszcz i w jakiej iloÊci jest niezb´dny w diecie pacjentów
Medycyna Ârodowiskowa / Environmental Medicine 2011; 14 (2)
z zespo∏em metabolicznym? Kardiologia Oparta na Faktach,
2010; 1: 29–32.
24. Hu F.B., Willet W.C.: Optimal diets for prevention of coronary heart disease. J. Am. Med. Assoc., 2002; 288: 2569-2578.
25. Koz∏owska-Wojceichowska M., Cybulska B., Narkiewicz K.
i wsp.: Stanole roÊlinne-niedoceniany element diety w profilaktyce i terapii chorób uk∏adu krà˝enia na tle mia˝d˝ycy.
NadciÊnienie t´tnicze, 2010; 4: 344-353.
26. Grajek W.: Rola przeciwutleniaczy w zmniejszaniu ryzyka
wystàpienia nowotworów i chorób uk∏adu krà˝enia. ˚ywnoÊç. Nauka. Technologia. JakoÊç. 2004; 1: 3-11.
27. Maron D.J.: Flavonoids for reduction of atherosclerotic risk.
Curr. Atherosclerosis. Rep., 2004; 6: 73–78.
28. Miller E., Malinowska K., Ga∏´cka E. i wsp.: Rola flawonoidów jako przeciwutleniaczy w organizmie cz∏owieka. Pol.
Merk. Lek., 2008; 144: 556-561.
29. Stein J.H., Keevil J.G., Wiebe D.A.: Purple grape juice improves endothelial function and reduces susceptibility of LDL
cholesterol to oxidation in patients with coronary artery disease. Circulation, 1999; 100: 1050–1055.
30. Ding E. L., Hutfless S.M., Ding X. i wsp.: Chocolate and prevention of cardiovascular disease: a systematic review. Nutr.
Metab., 2006; 3: 2.
31. Leung L.K., Su Y., Chen R. i wsp.: Theaflavins in black tea
and catechins in green tea are equally effective antioxidants. J.
Nutr., 2001; 131: 2248-2251.
32. Tiwari A.K.: Imbalance in antioxidant defence and human
diseases: multiple approach of natural antioxidants therapy.
Curr. Sci., 2001; 81: 9
33. Fulop T., Tessier D., Carpentier A.: The metabolic syndrome.
Pathol. Biol., 2006; 54: 375–386.
Adres do korespondencji
Samodzielna Pracownia Biologii Molekularnej,
Instytut Medycyny Wsi im. W. Chodêki
ul. Jaczewskiego 2, 20-090 Lublin
tel. (81) 71 84 584; fax (81) 74 78 646
e-mail: [email protected]
Medycyna Ârodowiskowa / Environmental Medicine 2011; 14 (2)
63