Żywność funkcjonalna w zapobieganiu chorobom układu krążenia/Functional food for cardiovascular diseases prevention

Written by dr inż. Magdalena Jeszka-Skowron
Rate this item
(0 votes)

Słowa kluczowe: żywność funkcjonalne, choroby układu krążenia, antyoksydanty, błonnik, probiotyki, prebiotyki, polifenole.

 

Streszczenie

 

W niniejszym artykule przedstawiono wpływ żywności funkcjonalnej, która swoim wyglądem przypomina żywność tradycyjna, ale jeden lub więcej z jej składników bioaktywnych wpływa na funkcje organizmu, tu zapobiega chorobom układu krążenia. Działanie to potwierdzono badaniami naukowymi. Opisano substancje, takie jak: błonnik, probiotyki, prebiotyki, polienowe kwasy tłuszczowe, peptydy i białka, związki fenolowe, wybrane witaminy i składniki mineralne które w odpowiednich dawkach mogą obniżać stężenie cholesterolu w surowicy krwi.

 

Summary

 

This paper presents the impact of functional foods, which resembles a traditional food, but one or more of its bioactive components affect the functions of the body to prevent cardiovascular disease. This effect was confirmed scientific research. There has been described such substances, as fibers, probiotics, prebiotics, polyene fatty acids, peptides and proteins, phenolic compounds, selected vitamins and minerals which in appropriate dosages can lower serum cholesterol levels.

 

Rewolucja w odżywianiu, czyli ewolucja żywności funkcjonalnej jest możliwe dzięki postępom badawczym w zakresie nauk żywieniowych i medycznych, przede wszystkim związanych z dietą oraz specjalnymi składnikami odżywczymi i nieodżywczymi, jak i chorobami chronicznymi czy też otyłością. Do chorób chronicznych, które w Polsce bardzo często występują należą:

- choroby sercowo-naczyniowe (CSN),

- nowotwory,

- wylewy,

- osteoporoza,

- cukrzyca,

- otępienie (demencja),

- czynności jelita grubego,

- funkcje układu immunologicznego,

- funkcje układu fizjologicznego.

Wiele chorób chronicznych i zakaźnych powiązanych jest z odżywianiem. Od 25-70% z nich można zapobiec przez odpowiednią dietę bogatą w pełnowartościowe składniki oraz spożywanie żywności funkcjonalnej (definicja w: Jeszka-Skowron, 2012). Około 30% CSN jest spowodowanych nieprawidłowym odżywianiem.

 

Tabela 1. Procentowy wpływ diety na choroby i dolegliwości [Libudzisz]

 Jeszka Tab1

Jak wynika z danych przedstawionych w Tabeli 1, ponad 35% wszystkich typów nowotworów (w najmniejszym stopniu raka oskrzeli poprzez raka sutków do najczęściej występującego raka jelita grubego) można zapobiec przez odpowiednią dietę. Dlatego też oprócz prawidłowej diety, zwłaszcza u osób cierpiących na powyższe choroby, warto włączyć do jadłospisu żywność funkcjonalną. We wspomnianej żywności można znaleźć w odpowiedniej koncentracji takie substancje jak:

- błonnik pokarmowy,

- probiotyki,

- prebiotyki,

- polienowe kwasy tłuszczowe,

- peptydy i białka,

- związki fenolowe,

- witaminy,

- składniki mineralne.

 

 

Natomiast nutraceutyk, w odróżnieniu od żywności funkcjonalnej, to produkt będący skoncentrowanym źródłem jednego lub więcej z powyższych składników, który ma charakter preparatu farmaceutycznego i wywiera korzystne skutki zdrowotne [Gertig i Gawęcki 2001].

Poniżej przedstawiono składniki bioaktywne i ich działanie na organizm, ze szczególnym uwzględnieniem chorób układu krążenia (Tabela 2).

 

Błonnik pokarmowy dzieli się na rozpuszczalny w wodzie, czyli pektyny, obojętne hemicelulozy, gumy m.in. β – glukany (Rys. 1), śluzy roślinne, polisacharydy pochodzące z alg oraz na błonnik nierozpuszczalny w wodzie tj.: celuloza, hemicelulozy ekstrahowane z roztworów kwaśnych, ligniny, składniki towarzyszące (np. kutyna). β-glukany są to rozpuszczalne włókna znajdujące się głównie w owsie i jęczmieniu. Są to rozpuszczalne, złożone węglowodany, zbudowane z jednostek mannozy, które nie są hydrolizowane lub absorbowane w jelicie cienkim.

 

 

 

Tabela 2. Bioaktywne składniki żywności oraz nutraceutyki w obniżaniu stężenia cholesterolu we krwi [Chen i in. 2011]

 Jeszka Tab2-1

 HMG-CoA: reduktaza 3-hydroksy-3-metylo-glutarylokoenzymu A

ACAT2: acylotransferaza acylokoenzym A-cholesterol 2

 

 Jenkins i in. (2002) prowadzili badania, w których stwierdził, że płatki owsiane z 6,5 % dodatkiem β-glukanów powodowały, że wskaźnik glikemiczny tego produktu był niższy niż tych samych płatków owsianych bez ich dodatku (odpowiednio GI = 42 i GI = 80).

 

Jeszka rys1

 

 Rys. 1. Struktura chemiczna beta-glukanu [oprac. własne].

 

 

 

 

Stwierdzono również pozytywny wpływ dodatku hydrolizatu owsianego o podwyższonej zawartości β-glukanów, jako zamiennika tłuszczu, w produkcji herbatników, majonezu niskotłuszczowego i kiełbas drobnorozdrobnionych typu parówka. Sprzyja to zmniejszeniu ryzyka CSN oraz pomaga cukrzykom poprzez kontrolę i utrzymanie glukozy i insuliny na niskim poziomie. Kilka innych badań także opisywało prebiotyczną naturę β-glukanów, stymulując dobroczynne bakterie jelitowe, w szczególności bakterie kwasu mlekowego i bifidobakterie.

Wpływ rozpuszczalnego błonnika na trawienie i zdrowie był od dawna znany, np.: zmniejszenie lub zatrzymywanie absorpcji w jelitach przez zwiększenie lepkości i zmniejszenie współczynnika opróżnienia żołądka. Rezultatem tego jest zmniejszenie frakcji LDL-cholesterolu, glukozy po spożywanych posiłkach oraz obniżania reakcji insuliny. Do takich składników należy inulina (Rys. 2).

 

Jeszka rys2Rys. 2. Struktura chemiczna inuliny [oprac. własne].

 

 

 

 

 

Inulina nie jest trawiona przez enzymy endogenne. Jej rozkładu dokonują bakterie w okrężnicy.

Spożywanie dużych ilości inuliny powoduje powstawanie dużej ilości gazów jelitowych. Jest to polisacharyd zbudowany z około 30–35 cząsteczek monocukrów połączonych wiązaniami β-2,1-glikozydowymi w nierozgałęziony łańcuch. Łańcuch ten, zbudowany z reszt β-D-fruktofuranozy, zawiera jedną terminalnie umieszczoną cząsteczkę D-glukozy (na końcu redukującym) oraz drugą, w środku łańcucha, połączoną wiązaniem 1,3-glikozydowym. Inulina stosowanie jest w dietetyce (preparaty wspomagające odchudzanie), a także jako dodatek do żywności: w jogurtach, serkach, deserach mlecznych, piankach, lodach, margarynach, czekoladach w technologii żywności stosowana jako środek zastępujący tłuszcz w produktach cukierniczych (produkcja lukrów).

Inulina jako prebiotyk stymuluje wzrost korzystnej mikroflory przewodu pokarmowego (Bifidobacterium), powoduje obniżenie poziomu cholesterolu i lipidów w surowicy krwi, usprawnia pracę przewodu pokarmowego zapobiegając zaparciom, redukuje toksyczne metabolity, poprawia wchłanianie Ca z układu pokarmowego.

Do prebiotyków należą także: fruktooligosacharydy, oligosacharydy soi, galaktooligosacharydy

laktuloza (disacharyd fruktozo-galaktozy) oraz rafinoza. Fruktooligosacharydy są polisacharydami zbudowanymi z jednostek D-fruktozy (beta-D-fruktofuranozy) i jednej, zwykle na końcu łańcucha, cząsteczki glukozy, tworząc rzadko spotykane w przyrodzie łańcuchy składające się z pięcioczłonowych pierścieni furanozowych. Cząsteczka glukozy występująca na końcu każdego łańcucha fruktozowego jest przyłączona za pomocą wiązania a-1-2.

 

Bakterie probiotyczne wspomagają specyficzne i niespecyficzne mechanizmy obronne człowieka i zwierząt. Badania wykazały, że dzienne wzbogacenie diety w 109-1012 komórek bakterii probiotycznych już po kilku tygodniach może spowodować wzrost liczby naturalnych komórek bójczych w surowicy krwi, zwiększyć aktywność makrofagów i limfocytów.

Szczepy bakterii probiotycznych:

- Lactobacillus acidophilus,

- Lactobacillus. plantarum,

- Lactobacillus. casei,

- Bifidobacterium bifidum,

- Bifidobacterium infantis,

- Streptococcus salvarius subspecies thermophilus.

Jogurt z probiotykami metabolizuje cholesterol, wpływa na odporność organizmu, hamuje dziecięcą biegunkę i działa przeciwnowotworowo, zmniejsza reakcje uczuleniowe, hamuje rozwój wielu mikroorganizmów chorobotwórczych oraz normalizuje zaburzenia motoryki jelit u ludzi w podeszłym wieku.

Na podstawie badań napojów fermentowanych mlecznych, stwierdzono, że dodanie oligofruktozy oraz 2 bakterii probiotycznych do tradycyjnego jogurtu (3,5% tłuszczu) nie wpływał na obniżenie poziomu całkowitego cholesterolu we krwi, jednakże obniżał stosunek LDL/HDL u kobiet po 6 miesiącach jego konsumpcji. Przykładami żywności probiotycznej są: jogurty, kefiry, mleko acidofilne, fermentowane i niefermentowane soki i napoje warzywne oraz owocowe, które zawierają żywe kultury bakterii fermentacji mlekowej. Często są określane nazwą z przedrostkiem bio−, np. biojogurt, biokefir. Zarówno pro- jak i prebiotyki (inulina) mogą być wykorzystywane do produkcji fermentowanych przetworów mięsnych [Jimenez−Colmenero i in. 2001].

 

Białka i peptydy były kojarzone z funkcjonalnością większości pokarmów oraz dostarczaniem aminokwasów do żywności. Przemysł farmaceutyczny przez długi czas uznawał te składniki jako aktywne fizjologicznie i wiele z nich stosowano w leczeniu chorób.

Do związków tych należą liczne białka mlekowe, np.: Immunoglobuliny-przeciwciała, laktoferyna o właściwościach przeciwbakteryjnych, kazeina, oraz enzym - peroksydaza mlekowa.

Peptydy i białka mleka:

- mają fizjologiczny wpływ na trawienie,

- mogą one również stymulować odpowiedź immunologiczna,

- chronić przed zakażeniami,

- wspomagać wychwycenie witamin i minerałów,

- obniżać ciśnienie krwi,

- wpływać na otyłość [Świderski i in. 2003].

 

Do kolejnych substancji stosowanych w żywności funkcjonalnej zalicza się kwasy tłuszczowe m.in. α-linolenowy, eikozapentaenowy (EPA) oraz dokozaheksaenowy (DHA). Powstają one na drodze wydłużenia i desaturacji łańcucha węglowego kwasu α-linolenowego [Marciniak-Łukasiak i Krygier 2004]. DHA wpływa na hamowanie rozwoju depresji regulując poziom serotoniny w mózgu. Również kwasy omega 6 i 3 oraz ich stosunek w produkcie jest istotny i wynosi 4-5:1. Kwasy tłuszczowe dostarczane do organizmu w odpowiednich ilościach:

- zapobiegają powstawaniu zmian miażdżycowych,

- są też skuteczne w profilaktyce i terapii chorób układu sercowo-naczyniowego,

- działają w profilaktyce choroby wieńcowej,

- przeciwdziałają powstawaniu cukrzycy,

- łagodzą skutki łuszczycy,

- obniżają ciśnienie krwi [Marciniak-Łukasiak i Krygier 2004].

Stosowano także kwasy omega-3 w profilaktyce i leczeniu wielu chorób układu krążenia, czyli do obniżania we krwi stężenia triglicerydów i cholesterolu, zwłaszcza we frakcji VLDL (lipoproteiny o bardzo niskiej gęstości) przy jednoczesnym zwiększaniu stężenia frakcji HDL [Calzolar i in. 2009]. Diety, w której znajdują się takie produkty funkcjonalne jak margaryny, chleb czy jogurt wzbogacone w niemodyfikowane roślinne stanole (fitosterole) powodowały obniżenie stężenia cholesterolu frakcji LDL we krwi, nawet o około 20% [Włodarek 2005, Brufau i in. 2008].

 

Korzystne oddziaływanie kolejnych związków funkcjonalnych, tj. związków fenolowych (np. katechin z herbaty zielonej Rys. 3), na organizm człowieka związane jest głównie z ich właściwościami przeciwutleniającymi opartymi na neutralizowaniu aktywnych form tlenu. Badania in vivo potwierdziły, że flawonoidy obniżają poziom LDL i cholesterolu całkowitego, podwyższają poziom HDL [Heiss i in., 2007; Mink i in., 2007]. Aktywują również działanie enzymów antyoksydacyjnych.

 

 Jeszka Rys3

Rys. 3. Struktura chemiczna (a) epikatechiny oraz (b) katechiny.

 

Izoflawony z roślinnych ekstraktów zawierające głównie genisteinę, daidzeinę (Rys. 4.), biochaninę A i formononetynę są stosowane do zmniejszania dolegliwości i zaburzeń w czasie menopauzy [Occhiuto i in. 2008]. Na podstawie badań klinicznych wykazano, że 4-tygodniowa terapia izoflawonami znacząco podwyższa u kobiet stężenie „dobrego cholesterolu” frakcji HDL-cholesterolu (lipoprotein o wysokiej gęstości) [Campbell i in. 2004].

 

 Jeszka Rys4

Rys. 4. Podstawowe struktury chemiczne izoflawonów.

 

Składniki mineralne, takie jak wapń, który wpływa na zdrowie kości, ale także ma wpływ na raka okrężnicy, równocześnie obniża ciśnienie krwi oraz powstawanie chorób układu krążenia. Podobne właściwości wykazuje potas. Natomiast pierwiastki takie jak: miedź, cynk, selen, magnez, mogą także wchodzić w skład enzymów antyoksydacyjnych które naturalnie regulują powstawanie stresu oksydacyjnego w organizmie [Świderski i in. 2003].

Do witamin antyoksydacyjnych należą: witamina A, beta-karoten, witamina E oraz witamina C.

Brak tych witamin/prowitamin w organizmie powoduje powstawanie nadmiernych ilości wolnych rodników, które mogą uszkadzać białka i DNA. A dalej mogą prowadzić do rozwoju takich zmian chorobowych, jak: nowotwory, miażdżyca czy zmiany neurodegeneracyjne.

Szczególnie witamina E jest dobrym składnikiem żywności funkcjonalnej ponieważ:

 - działa jako antyoksydant,

- przeciwdziała chorobom układu krążenia,

- działa przeciwnowotworowo,

- chroni kwasy tłuszczowe przed zmianami oksydacyjnymi,

- reguluje procesy rozrodcze [Świderski i in 2003].

Podsumowanie

W celu przeciwdziałania chorobom układu krążenia należy stosować następujące zalecenia tj.:

 - unormalizować masę ciała,

- podaż tłuszczów ogółem,

- 3% energii ogółem,

- kwasy tłuszczowe nasycone – 6-7% energii ogółem,

- kwasy tłuszczowe wielonienasycone – 8% energii ogółem, w tym:

 n-6 – 6% energii,

 n-3 – 2% energii,

 - kwasy tłuszczowe jednonienasycone – 10-15% energii ogółem,

- cholesterol pokarmowy < 300 mg/dl.

 

Jeżeli sama dieta nie pomaga, to wtedy należy udać się do dietetyka, który będzie miał za zadanie włączyć do codziennego jadłospisu produkty należące do żywności funkcjonalnej lub ewentualnie nutraceutyki.

 

Piśmiennictwo

1.Brufau G., Canela M. A., Rafecas M. Phytosterols: physiologic and metabolic aspects related to cholesterol-lowering properties. Nutrition Research, 2008, 28, 217–225.

2.Calzolari I., Fumagalli S., Marchionni N., Di Bari M. Polyunsaturated fatty acids and cardiovascular disease. Current Pharmaceutical Design, 2009, 15, 4094–4102.

3.Campbell M. J., Woodside J. V., Honour J. W., Morton M. S., Leathem A. J. C. Effect of red clover-derived isoflavone supplementation on insulin-like growth factor, lipid and antioxidant status in healthy female volunteers: a pilot study. European Journal of Clinical Nutrition, 2004, 58, 173–179.

4.Chen Z-Y, Ka Ying M., Liang Y., Peng C., Zuo Y. Role and classification of cholesterol-lowering functional foods. Journal Of Functional Foods, 2011, 3, 61 –69.

5.Gertig H. i Gawęcki J. Słownik Terminów Żywieniowych, 2001, PWN, Warszawa.

6.Jenkins AL, Jenkins DJ, Zdravkovic U, Würsch P, Vuksan V. Depression of the glycemic index by high levels of beta-glucan fiber in two functional foods tested in type 2 diabetes. European Journal of Clinical Nutrition, 2002, 56(7), 622-628.

7.Jimenez−Colmenero F, Carballo J, Cofrades S: Healthier meat and meat products: their role as functional foods. Meat Science, 2001, 59, 5–13.

8.Krygier K, Tondera L: Żywność funkcjonalna (prozdrowotna) w Polsce. Przemysł Spożywczy, 2000, 2, 46–47.

9.Libudzisz Z. Żywność funkcjonalna. Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności Politechnika Łódzka http://www.eedri.pl/pdf/konferencjazzxi/1.pdf

10.Marciniak-Łukasiak K., Krygier K. Analiza zmian oksydacyjnych i sensorycznych mieszanin oleju rzepakowego z koncentratem oleju rybiego lub olejem lnianym. Żywność Nauka Technologia Jakość, 2004, 3 (40) Supl. 153 – 165.

11.Occhiuto F., Zangla G., Samperi S., Palumbo D. R., Pino A., De Pasquale R., Circosta C. The phytoestrogenic isoflavones from Trifolium pratense L. (Red clover) protects human cortical neurons from glutamate toxicity. Phytomedicine, 2008, 15, 676–682.

12.Praca zbiorowa pod redakcją prof. dra hab. Franciszka Świderskiego. Żywność funkcjonalna i żywność wygodna, 2003, Wyd. Nauk-Techn, Warszawa.

13.Saluk-Juszczak J., Kołodziejczyk J., Babicz K., Królewska K. Żywność funkcjonalna — rola nutraceutyków w profilaktyce chorób układu krążenia. Kosmos – Problemy Nauk Biologicznych, 2010, 59, 527-538.

14.Włodarek D., Stanole — znaczenie w leczeniu hipercholesterolemii. Endokrynologia, Otyłość i Zaburzenia Przemiany Materii, 2005, 1, 31–34.

15.Jeszka-Skowron, M. Żywność funkcjonalna o działaniu prozdrowotnym: Napoje funkcjonalne, Arkana Kosmetologii, 2012, 2-3 http://www.arkanakosmetologii.pl/index.php/component/k2/item/110-%C5%BCywno%C5%9B%C4%87-funkcjonalna-o-dzia%C5%82aniu-prozdrowotnym-napoje-funkcjonalne