Ovoce, … Doplňky

Obsah vitaminu C v některých druzích ovoce * mg/kg jedlého podílu jablka 15-50 borůvky 90 hrušky 20-40 pomeranče 300-600 švestky 25-45 citrony 300-640 broskve 70-100 grapefruity 240-700 višně, třešně 60-300 ananas 150-250 angrešt 330-480 banány 90-320 rybíz červený 200-500 kiwi 700-1270 rybíz černý 1100-3000 mango 100-350 hroznové víno 20-50 papája 620-980 jahody 400-700 šípky 2500-10000 * - převzato z Velíšek J.: Chemie potravin, OSSIS Tábor 1999 (2. díl, str. 32)

Minimální hmotnostní podíl ovoce v 1 kg potraviny * * - zkopírováno z Vyhlášky Ministerstva zemědělství č. 157/2003 Sb., resp. Vyhlášky č. 153/2013 Sb., která tuto vyhlášku novelizuje s platností od 1.7.2013

Pektin(y) = (nevyužitelný) polysacharid (skupina polysacharidů – pektinové látky) základní stavební jednotkou je D-galakturonová kyselina, částečně ve formě methylesteru a částečně neutralizovaná některými ionty (není naznačeno na obr.) – jsou však přítomny i další sacharidy (vázané i asociované) ovlivňuje konzistenci (texturu) ovoce – během zrání dochází ke snižování molekulové hmotnosti, zvyšování rozpustnosti a dalším změnám, které vedou k měknutí ovoce, ale také ke snížení až ztrátě želírující schopnosti a výrobků z nich (džemy, …) – mechanismus vznik gelu závisí na stupni esterifikace, želírující schopnost pak ovlivňuje obsah cukru, pH, obsah vápenatých iontů a některé další faktory (různě v závislosti na typu pektinu – tj. stupni jeho esterifikace)

Hnědnutí ovoce = enzymové hnědnutí = komplex reakcí, při nichž jsou nejprve enzymově (enzymy přirozeně přítomnými v materiálu) oxidovány fenolové sloučeniny přirozeně přítomné v ovoci, zelenině, bramborách a dalších materiálech (za přítomnosti vzdušného kyslíku) na odpovídající chinony ty následně (enzymovými ale i neenzymovými) reakcemi poskytují barevné (především polymerní) pigmenty rozběhnutí reakce je obvykle způsobeno poškozením buněk (tento komplex reakcí slouží jako ochrana rostliny právě v případě jejího poškození – chinony mají mikrobistatické účinky a polymerní látky slouží jako mechanická zábrana) nežádoucí (hnědnutí brambor, ovoce, …) x žádoucí reakce (fermentace čaje a kakaových bobů, …) inhibice: šlechtění nových odrůd, blanšírování, zamezení přístupu vzduchu, askorbová kyselina (redukuje chinony zpět na fenoly), …

Význam antioxidantů ve výživě člověka

Antioxidanty = … = látky schopné zpomalovat nebo zastavovat (nežádoucí) oxidaci v potravinářství především: zpomalení oxidačního žluknutí tuků a olejů = v potravinách (= prevence vzniku žluklé příchuti / pachu, ztrát esenciálních MK …) pozitivní efekt in vivo = prevence vzniku a rozvoje některých chorob 7 7

Oxidace in vivo žádoucí (získávání energie, …) nežádoucí (neřízená) iniciovaná volnými radikály a některými dalšími oxidačními činidly (ROS and RNS) = O2•-, HO•, radikály vznikající při oxidaci lipidů, peroxid vodíku, … 8 8

Původ ROS a RNS cílený vznik: značkovače poškozené tkáně, obrana proti mikroorganismům, buněčné signální procesy, … vnější zdroje (znečištěné ovzduší, cigaretový kouř, příjem oxidovaných tuků a olejů), vnější iniciátory vzniku (ultrafialové záření), některé probíhající patologické procesy a stres nedokonalý přenos elektronů na kyslík v dýchacím řetězci  9 9

„Nedokonalost“ dýchacího řetězce v 1 až 3 % případů nedojde k úplné redukci O2 vzniká především superoxidový anion-radikál  hydroperoxidový radikál (HO2•) a peroxid vodíku Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + OH• 10 10

Antioxidační obrana proteiny schopné vázat ionty kovů enzymy katalasa, glutathionperoxidasy a superoxiddismutasa antioxidanty syntetizované in vivo (koenzym Q) přijímané s potravou (viz ) opravné mechanismy řízená buněčná smrt 11 11

Antioxidanty v potravinách tokoferoly, askorbová kyselina a karotenoidy s aktivitou provitaminu A ostatní antioxidanty: fenolové kyseliny, flavonoidy, karotenoidy nevykazující aktivitu provitaminu A a některé další sloučeniny některé minerální látky a stopové prvky (Se, Zn, Mn, Cu) 12 12

Zdroje antioxidantů v dietě především potraviny rostlinného původu přijímané ve větším množství x přijímané v menším množství, ale bohaté zdroje antioxidantů ovoce a zelenina, káva, čaj, víno, pivo, kakao a výrobky z něj, cereálie, některé byliny a koření, … 13 13

Oxidační stres oxidační poškození lipidů, bílkovin a DNA  ? kardiovaskulární choroby, nádorové bujení, cukrovka, Alzheimerova choroba, revmatoidní artritida, některé oční choroby, … proces stárnutí ? oxidační stres jako důsledek dále prohlubující závažnost onemocnění ↔ cukrovka oxidační stres jako možná příčina onemocnění: kardiovaskulární choroby a nádorové bujení 14 14

Antioxidantová teorie = Zvýšený obsah antioxidantů v dietě může přispívat k prevenci vzniku a rozvoje řady zmíněných chorob. a skutečnost ??? (= výsledky klinických a epidemiologických studií) viz  + Nikdy nelze činit závěry z jedné studie ! 15 15

„Antioxidantová skutečnost“ * epidemiologické studie sledující příjem ovoce a zeleniny (+) kardiovaskulární choroby epidemiologické studie (+) klinické studie (+/0) nádorová onemocnění epidemiologické studie (+/0) klinické studie (+/0/-) pokusy na zvířatech x pokusy s dobrovolníky pokusy in vitro (ex vivo) x pokusy in vivo * Antixidantová teorie nebyla v epidemiologických a zejména klinických studiích zcela potvrzena: V rámci epidemiologických studií byl prokázán výrazný nepřímý vztah mezi příjmem ovoce a zeleniny a rizikem kardiovaskulárních chorob, neurodegenerativních onemocnění, rakoviny, diabetu a některých dalších obtíží. Například u nádorového bujení může být příslušné riziko sníženo o 30 až 50 %. V případě kardiovaskulárních chorob byl v rámci epidemiologických studií prokázán také nepřímý vztah mezi koncentracemi některých antioxidantů (zejména vitaminu C, -tokoferolu a β-karotenu) v krevní plasmě, respektive příjmem těchto antioxidantů (ale i obecně karotenoidů, flavonoidů a celkových polyfenolů) a průměrným rizikem vzniku a rozvoje těchto chorob, přičemž nejmarkantnější pozitivní vliv měl -tokoferol (vitamin E). V rámci klinických studií však zvýšený příjem vitaminů s antioxidačním efektem a β-karotenu ve formě doplňků stravy obecně neprokázal preventivní efekt, a to ani v případě -tokoferolu (i když v řadě studií tento efekt zaznamenán byl). V případě nádorového bujení se obecně nepodařilo prokázat vztah mezi příjmem antioxidantů a snížením rizika tohoto onemocnění, i když v některých studiích byl příslušný vztah (například pro příjem flavonoidů, lykopenu nebo vitaminu C či koncentrace karotenoidů v krevní plazmě) nalezen. Co je však závažnější, v některých případech zvýšený příjem β-karotenu formou doplňků stravy zvyšoval riziko některých nádorových onemocnění (zvláště plic), a to zejména u kuřáků, pravidelných konzumentů alkoholu (u nekuřáků abstinentů měl β-karoten ochranný efekt), ale také například u osob výrazně vystavených průmyslovému znečištění. Obecně pak nebyl prokázán vztah mezi antioxidační aktivitou zjistitelnou u různých potravin či sloučenin in vitro a pozitivním efektem in vivo. V některých případech sloučeniny a potraviny vykazující in vitro (nebo ex vivo) významnou antioxidační aktivitu nesnížily ukazatele charakterizující míru oxidačního stresu in vivo a/nebo nezvýšily parametry charakterizující antioxidační obranu organismu (například celkovou antioxidační kapacitu plasmy). Podobné rozpory byly zjištěny při porovnání výsledků získaných na zvířecích modelech, kde řada látek prokázala preventivní působení proti vzniku a rozvoji kardiovaskulárních chorob, a výsledků získaných v klinických studiích na lidech, kde tyto látky či potraviny neměly ochranný efekt nebo s nimi byly získány nekonzistentní výsledky. 16 16

Příčiny rozporů I * antioxidační aktivitu obecně ovlivňuje: teplota, pH, rozpouštědlo v němž probíhá reakce, … inaktivované volné radikály koncentrace testovaného antioxidantu homogenita či vícefázovost systému přítomnost jiných látek s antioxidační aktivitou … * Popsané rozpory mohou být způsobeny celou řadou faktorů: Antioxidační aktivita obecně závisí na teplotě, pH, inaktivovaných volných radikálech, koncentraci antioxidantů a dalších reakčních složek, rozpouštědle, v němž probíhá reakce, homogenitě či heterofázovosti systému (a s tím související distribuci antioxidantů v různých fázích systému), přítomnosti dalších látek s antioxidační aktivitou (přičemž možný je aditivní efekt, ale také synergistické nebo naopak antagonistické působení) a řadě dalších faktorů. Přitom je důležité zmínit zejména skutečnost, že typické koncentrace antioxidantů v plasmě jsou i řádově nižší než koncentrace používané při pokusech in vitro. 17 17

Příčiny rozporů II * osud antioxidantů in vivo: efektivita jejich vstřebávání v trávicím traktu jejich přestup do jednotlivých tkání a buněk chemické změny antioxidantů v trávicím traktu reakce antioxidantů ve vlastním organismu rychlost jejich vylučování * V organismu pak může být antioxidační aktivita dále ovlivněna vstřebáváním antioxidantů v trávicím traktu, jejich přestupem do jednotlivých tkání a buněk, chemickými modifikacemi jednotlivých antioxidantů, k nimž dochází v trávicím traktu i ve vlastním organismu, rychlostí vylučování a dalšími faktory. Přitom platí, že: Vstřebávání antioxidantů v trávicím traktu je obecně nízké a může být ještě sníženo nedostatečným uvolněním antioxidantů z potravinové matrice. Je však nutné zmínit skutečnost, že i antioxidanty nevstřebané v trávicím traktu mohou pozitivně působit na lidský organismus, a to eliminací (či omezením) nežádoucí oxidace v trávicím traktu, zejména v tlustém střevě, čímž se podílí na prevenci vzniku a rozvoje nádorů tlustého střeva a konečníku. – V poslední době se přitom pozitivní působení této skupiny antioxidantů považuje za jednu z hlavních funkcí antioxidantů. Část antioxidantů je v potravinách přítomná ve formě esterů, glykosidů nebo polymerů, přičemž pro manifestaci jejich antioxidační aktivity (ale obvykle také pro jejich vstřebávání v trávicím traktu) je často nutná hydrolýza těchto sloučenin, na níž se kromě enzymů trávicího traktu, které nejsou schopné hydrolyzovat všechny tyto vazby, podílí částečně také střevní mikroflora. Tyto mikroorganismy přitom mohou modifikovat antioxidanty i jinými způsoby. Řada antioxidantů (například flavonoidů) je lidským organismem považována za cizorodé látky, a jako takové jsou z organismu rychle vyplavovány (často po předcházející chemické modifikaci, která snižuje nebo zcela eliminuje jejich antioxidační aktivitu). Rychlost vstřebávání i vylučování antioxidantů ovlivňuje typ potraviny, prostřednictvím které jsou přijímány. Zatímco z nápojů jsou antioxidanty rychle v trávicím traktu vstřebávány (a v důsledku rychlého nárůstu jejich koncentrace v plasmě také rychle z organismu vylučovány), z tuhých potravin se antioxidanty v trávicím traktu vstřebávají pomaleji (a jejich koncentrace zůstává v plasmě zvýšená (proti vstupní hodnotě) po delší dobu). 18 18

Příčiny rozporů III * některé další faktory uplatňující se in vivo: jiné (prospěšné) funkce některých antioxidantů jistá cytotoxicita některých antioxidantů současný příjem jiných látek, např.: nenasycené MK alkohol vláknina rozdílná rychlost vzniku aterosklerotických lézí u pokusných zvířat a u lidí i jiné příčiny vzniku příslušných nemocí * Řada látek s antioxidačními vlastnostmi působí v organismu i jinými (pozitivními) mechanismy než svým antioxidačním působením, například inhibují nebo naopak aktivují některé enzymy, ovlivňují signální transdukci, soutěží s glukosou při membránovém transportu nebo ovlivňují expresi genů. Některé antioxidanty mohou vykazovat také jistou cytotoxicitu, v řadě případů způsobenou jejich prooxidačním působením, k němuž za určitých podmínek dochází. Tuk či alkohol mohou zvyšovat (urychlovat) vstřebávání některých lipofilních antioxidantů. Naproti tomu aktivitu antioxidantů in vivo může snižovat současný příjem polyenových mastných kyselin snadno podléhajících oxidaci Ovoce a zelenina (ale i další potraviny) obsahují kromě antioxidantů také další prospěšné látky podílející se na prevenci uvažovaných chorob, například vlákninu. Navíc, dieta bohatá na ovoce a zeleninu obsahuje obvykle málo tuku, tj. rizikového faktoru pro rozvoj kardiovaskulárních chorob, diabetu a některých druhů nádorového bujení. Při interpretaci výsledků získaných in vitro nebo na zvířecích modelech směrem ke člověku, je nutné zohlednit fakt, že v případě člověka se například aterosklerotické léze vytváří i několik desítek let (na rozdíl od měsíců v případě většiny laboratorních zvířat). 19 19

Závěry nezpochybnitelný pozitivní význam antioxidantů ↔ zejména v prevenci vzniku a rozvoje kardiovaskulárních chorob obecně nepřijímat antioxidanty ve formě doplňků stravy * přijímat antioxidanty běžnou stravou ↔ zejména prostřednictvím ovoce a zeleniny * - kromě případného zajištění dostatečného příjmu vitaminů (a provitaminů) s antioxidační aktivitou – ale i potřeba těchto látek by měla být primárně kryta složkami běžné stravy 20 20