Studirajte zahvaljujući brojnim resursima koji su dostupni na Docsity-u
Zaradite bodove pomažući drugim studentima ili ih kupite uz Premium plan
Pripremite ispite
Studirajte zahvaljujući brojnim resursima koji su dostupni na Docsity-u
Nabavite poene za preuzimanje
Zaradite bodove pomažući drugim studentima ili ih kupite uz Premium plan
Bioloski aktivne komponente hrani
Tipologija: Skripte
1 / 72
Ova stranica nije vidljiva u pregledu
Ne propustite važne delove!
Prof dr Midhat Jašić : Bioloski aktivni sastojci hrane
Tehnološki fakultet Tuzla
Danas ljudi sve više konzumiraju hranu računajući i na njene sastojke koji se nalaze u malim količinama, a koji mogu imati povoljan utjecaj na zdravlje. Takve sastojke nazivamo biološki aktivne komponente hrane. Kvalitet ovih supstanci ne mjeri se njihovom količinskom zastupljenosti, nego razinom sposobnosti da tokom svoje biološke aktivnosti mogu neutralizirati utjecaje štetnih tvari u ljudskom organizmu. Sve biološki aktivne komponente se međusobno razlikuju kako po hemijskoj strukturi tako i po funkciji u organizmu. U neke od ovih sastojaka ubrajaju se vitamini i minerali, karotenoidi, fenolni spojevi, flavonoidi, fitosteroli, izoflavoni, enzimi, tanini, glikozidi, alkaloidi, i druge. Sve ove supstance, unesene u adekvatnim količinama, mogu povoljno uticati na zdravlje, na različite sisteme u organizmu kao što su gastrointestinalni, kardiovaskularni, endokrini, nervni, imuni i drugi. Poznavanje svojstava hrane, naročito hemisjkog sastava, strukture makro, mikronutrijenata i biološka aktivnih sastojaka, omogućava prepoznavanje potreba za hranom tačno određenog tipa korisnika kao što su: trudnice, dojilje, adoloscenti, starije osobe, bolesnici, sportaši, vojnici, menadžeri i druge populacijske grupe.S druge strane ovi sastojci hrane mogu da utiču na tokove prevencije i liječenja mnogih bolesti kao što su suvremene bolesti metaboličkog sindroma, raka odnosno na bolesti koje su uzrokavane suficitranošću ili deficitarnošću nutrijenata u ishrani. Tako su danas prepoznate namirnice koje u sebi sadrzavaju protektivne faktore (mlijeko, probiotici, sirutka, bijelo pileće meso, meso ribe i omega-3 masne kiseline, jetra, tamnozeleno i žuto povrće, citrusno voće, kruh od cijelog zrna, itd.). Poznavanje izbora pojedinih namirnica na osnovu sastojaka koji su preporučeni i koji nisu dozvoljeni za odrđene osobe omogućava, naprimjer, formulacija hrane za različite metaboličke poremećaje. Tako se iz prehrane mogu isključiti samo satojci koji u određenom slučaju smetaju (fenilketonurija, glutenska enteropatija, netolerancija na laktozu i fruktozu itd ). Primjerice kod fenilketonurije daje se sve osim fenilalanina, kojeg organizam zbog poremećaja ne može prihvatiti. Smatra se da se bioaktivne tvari najvećim dijelom nalaze u biljkama (voće, povrće, žitarice). Neke od njih, kao što su probiotici, konjugovana linolenska kiselina, omega- 3 masne kiseline i bioaktivni peptidi nalaze se u animalnim proizvodima, kao što su mlijeko, mliječni proizvodi i riba. Primjena dijetoterapije i nutritivnih modifikacija kod mnogih je bolesti presudna za tok i ishod bolesti. Posljednjih desetljeća na tržištu se pojavio veliki broj posebno dizajniranih prehrambenih proizvoda i dodataka hrani koji su sve popularniji kako na Zapadu tako i kod nas. Interes za takvu hranu koja je u stvari negdje na granici između hrane i lijeka je ogroman, zbog sve boljeg shvatanja veze između ishrane, zdravlja i bolesti. Tako nutritivni atributi kvaliteta hrane postaju sve zahtjevniji, pa se razvija dijetetska hrana, hrana za trudnice i dojilje, dječija hrana, hrana za starije osobe, hrana za žene u menopauzi, hrana za menadžere, hrana za sportaše, ali i različiti dodaci prehrani i funkcionalna hrana i sl. Osim nutrijenata ove vrste hrane zahtijevaju i prisustvo biološki aktivnih komponenti.
Hrana se sastoji od velikog proja poznatih i nepoznatih prirodnih biološki aktivnih sastojaka, koji mogu pridonijeti unapređenu zdravlja. Biološki aktivni satojci u hrani najčešće su definirani kao prirodni nenutritivni sastojci hrane koji imaju povoljno učinke na zdravlje ako se konzumiraju u adekvatnim količinama. Pojam biološka aktivnost se može odnositi i na štetne učinke na zdravlje, a onda govorimo o toksičnosti tih sastojaka. U posljednjih nekoliko godina je objavljen veliki broj podataka, koji se odnose na prirodu i fiziološko djelovanja biološki aktivnih komponenti iz namirnica biljnog (žitarice, uljarice, voće, povrće i začini) i animalnog porijekla (proizvoda od mlijeka, jaja, mesa i ribe) kao i iz mikroorganizma ( funkcionalne mikrobne kulture). Za razumijevanje utjecaja biološkiaktivnih komponenti iz hrane treba imati na umu Paracelsusovu tvrdnju: Sve tvari su otrov i ništa nije otrov, samo doza određuje nešto što neće biti otrovno. Konzumiranje određenog sastojk hrane može imati štetne učinke po zdravlje, a posebno onih koji imaju veću biološku aktivnost u metaboličkim procesima u ljudskom organizmu. Zbog toga za većinu nutrijenata postoje preporučeni (RDA^1 ) i referentni (DRI^2 ) dnevni unosi, kao i maksimalne granice unosa (UL 3 ). Zbog toga je i za biološki aktivni sastojak hrane važna količina, jer prekomjerne količina mogu stvoriti suprotan efekat od željenog. Zbog toga valja uzeti u obzir i aspekte načina prehrane , kao dio životnog stila u postupcima ocjene potreba unosa hrane koja sadži određene biološki aktivne komponente. Sam termin biološki aktivni sastojak hrane se odnosi najčešće na spojeve koji nemaju nutritivnu vrijednost, već imaju funkcionalna svojstva u organizmu i djeluju kao pomoćna sredstva u preveniranju i liječenju bolesti. Brojne biljne vrste sadrže supstance koje imaju uticaja na zdravlje organizma. Tako naprimjer najčešće pominjani nenutritvne biološki aktivne komponente su sulforafan, indol i karabinol u brokuli; likopen u paradjzu i lubenici ; beta karoten u mrkvi, marelici, i breskvama, lutein u kukuruzu; alicin u češnjaku, kvercetin u luku, elaginska kiselina u jabukama, genistein u soji, kapsaicini i karotenoidi u ljutim paprikama; katehini u zelenom čaju. Navedeni spojevi se ne svrstavaju u nutrijente, ali imaju značajnu ulogu u prehrani, upravo zbog izražene zaštitne funkcije. Za ove spojeve još ne postoje RDA i DRI prporuke, nego je u brojnim prehrambenim vodičima i dijetama ukazan na značaj njihove konzumacije. Međutim, za mnoge nutritivne tvari, kao što su omega masne kiseline, esencijalne masne kiseline, mnoge amino kiseline, vitamini, minerali su poznati efekti njihovog konzumiranja u prevenciji i tretmanu određenih bolesti. Ipak, mnogi mehanizmi preko kojih nenutritivne, a dobrim dijelom i nutritivne bioaktivne komponente hrane utiču na zdravlje još uvijek nisu dovoljno istraženi. Biološki aktivni sastojci hrane su fiziološki aktivni konstituenti u hrani ili dodacim prehrani koji potječu iz biljnih i životinjskih izvora, a uključuju i nutritivne sastojke koji su pokazali da imaju korisnu ulogu u prevenciji bolesti i očuvanja zdravlja^4. Kliničke studije kao i dubra dijetetska praksa, pokazuju da tačno određene komponente iz hrane imaju potencijal u smanjenju rizika od nekih bolesti, kao što su bolesti probavnog sistema, metaboličkog sindroma, kancera, osteoporoze, upale i drugih hroničnih bolesti. Tako u kardiovaskularnim bolestima, izoflavoni mogu smanjiti kruženje lipoproteina niske gustoće plazmom, sirova vlakna mogu vezati holesterol u gastrointestinalnom traktu i tako smanjiti apsorpciju holesterola, a time i nivo holesterola u krvi. Poseban značaj imaju antioksidansi koji eliminiraju uticaj
(^1) Eng. Recommended Dietary Allowances- RDA ili preporučeni dnevni unosi nutrijenata ( proteini, ugljični hidrati, lipidi, vitamini i minerali) 2 Dnevni referentni unos eng Dietary Reference Intakes, DRI) utemeljen na znanstveno potvrđenoj povezanosti unosa nutrijenata i optimalnog zdravlja, te prevenciji kroničnih bolesti u zdravih populacija 3 4 najveći^ sigurnosni dnevni unos eng. Tolerable Upper Intake Level ili UL Definicja ADA, američke asocijacije za prehranu
fitokemikalija, poput bijelog šećera, alkoholnog octa ili žestokih alkoholnih pića. Najjednostavniji način da se osigura prisustvo ovih po zdravlje korisnih spojeva je imati pravilo raznolikosti u prehrani, i svakodnevno osigurati 5 do 10 obroka voća i povrća. Na taj način se osigurava unos ostalih hranjiva važnih za funkcioniranje organizma (vitamini, minerali, vlakna, esencijalne masnoće) i tada fitokemikalije mogu svoja korisna svojstva predati organizmu na najbolji način. Kao sastojci hrane u prirodnom obliku, biološki aktivne komponente mogu biti u različitog fizikalnog stanja, često sastavljene od brojnih aktivnih hemijskih sastojaka (kolostrum, probiotici, proteini sirutke). Ako se primjenjuju kao dodaci prehrani onda prema konzistenciji mogu biti u krutom, želatinoznom i tečnom stanju , a prema farmaceutskom obliku mogu biti u formi tableta, kapsula, držeja, praškova, sirupa itd.
2.2. Djelovanje BAK-a na pojedine sisteme u organizmu
Brojne su vrste hrane koje mogu utjecati na različite sisteme u ljudskom organizmu, a neki satojci hrane su gotovo univerzalni, kao naprimjer antioksidanti: vitamin C i vitamin E, selen, cink, te polifenoli, flavooidi, karotenoidi, kolostrum, matična mliječ isl. Posljednjih desetljeća sve veću pažnju okupljaju istraživanja fitokemikalija i njihovog utjecaja na zdravlje. Fitokemikalije su skupina biološki aktivnih nenutritivnih tvari iz bilja. Imaju funkcionalnu vrijednost za ljudski organizam, djelujući u smislu zaštite od bolesti ili preventive. Primjerice, mogu djelovati na imunitet imunomodulatorno, adaptogeno na endokrini sistem, zaštitno koštani sistem, antimutageno i antikarcinogeno na staničnom nivou itd. Područja na kojima se trenutno intenzivno istražuje njihovo djelovanje su kardiovaskularne bolesti, karcinomi, bolesti kostiju, zdravlje probavnog trakta i endokrinog sistema, imunitet i kronične degenerativne bolesti Pošto je organizam složeni sistem gdje su funkcije pojedinih organa jako usko vezane, tako će i biološki aktivne komponente imati utjecaja i na sveukupno stanje organizma. Naprimjer, djelovanjem antioksidanata na smanjenje oksidativnog stresa utječe se na cjelokupan odbrambeni sistem organizma, djelovanjem sirovih vlakana u probavnom sistemu poboljšava se peristaltika i absorpcija nutrijenata što utiče na pravilnije snabdijevanje krvotoka hranjivim tvarima (nutrientima) itd. Najbolje je to pokazati na primjeru vitamina C koji je uključen je u više od 300 bioloških procesa u organizmu. Neki od njih su: biosinteza kolagena, hormonski sistem, krvožilni sistem, nervni sistem itd. Vitamin C potreban je in vivo (u živom organizmu) kao kofaktor za najmanje osam enzima. Najpoznatiji su prolin hidroksilaza i lizin hidroksilaza koji sudjeluju u biosintezi kolagena. Oba enzima na svojim aktivnim mjestima sadrže željezo. Kolagen sintetiziran u odsustvu vitamina C nedovoljno je hidroksiliran pa vlakna nisu čvrsta, što uzrokuje krhkost krvnih žila. Kolagen je inače temeljni protein vezivnog tkiva, neophodan za izgradnju i zaštitu krvnih žila, za kosti, zglobove i mišiće. Vitamin C sudjeluje u sintezi hormona nadbubrežne žlijezde. Potreban je za sintezu enzima dopamin-§-hidroksilaze koja sadrži bakar i pretvara dopamin u noradrenalin. Vitamin C značajan je u stvaranju kolesterola u jetri i njegovoj pretvorbi u žučne kiseline. Potiče normalan nivo kolesterola i LDL kolesterola u krvi. Utječe i na normalnu cirkulaciju, što je važno za rad srca. Održava normalan krvni tlak. Vitamin C sudjeluje u pretvorbi aminokiseline triptofana u serotonin, prenosnik nervnih podražaja s brojnim funkcijamanervnom sistemu. Ipak biološki aktivni spojevi, slobodno se može reći, prioritetno djeluju u određenom sistema, a posredno djeluju i na ostale, te poboljšavaju opće stanje organizma. Navesti će mo još neke primjere. Probavni sistem. Probavni sistem se sastoji od: usta, ždrijela, jednjaka, želudca, tankog i debelog crijeva te drugih organa koji svojim djelovanjem omogućuju probavu hrane ( žlijezde slinovnice, pankreas, gušterača itd). Aktivne komponente hrane koje
djeluju na probavni sistem su u prvom redu sirova biljna vlakna^6 ( sadže ih integralne žitarice, voće i povrće) jer poboljšavaju crijevnu peristaltiku ali ujedno i adsorbuju holesterol i jednostavne šećere i time indirektno utiču na poboljšanje stanja krvožilnog sistema (KVS). Zatim, na probavni sistem imaju učinak i prebiotici (fruktooligosaharidi), probiotici (bifidobakterije u mliječnim proizvodima) i simbiotici, te inhibitori probavnih enzima koji su brojni u soji i žitaricama. Na probavni sistem utiču i različite kiseline i antacidi ( puferi) iz hrane. Neki problemi probavnog sistema mogu se efikasno ublažavati hranom kao što su zatvor (sirova vlakna iz hrane regulraju), proljev ( dijeta sa kesom i čajem, hrana sa pektinom iz borovnice, jabuke, banane, flavonoidi kao što su: epikatehini kvercetin i luteolin ), nadutost (oralno konzumiranje đumbira, crnog kima itd). Krvožilni sistem (KVS). Krvotok je sistem organa koji prenosi tvari iz i u ćelije, pomaže pri balansiranju tjelesne temperature i pH vrijednosti. Poznata narodna izreka je : "Reci mi u kakvom su ti stanju krvne žile pa ću ti reći koliko si zdrav". Bolesti KVS-a se pojavljuju najčešće kao posljedica dijabetesa, hipertenzije i hiperlipidemije.
Slika 2.1.1.Krvožilni sistem čovjeka Pozitivan utjecaj na KVS imaju polinezasićene omega-3-masne kiseline (ALA ili alfalinoleinska i DHA ili dokozaheksaenoinska, te EPA ili eikozopentenoinska kiselina) koje ujedno stimulišu i imuni odgovor na infekciju i traumu. Holesterol, zasićene i trans masne kiseline djeluju na KVS destruktivno. Mnoge tvari iz namirnica utiču na koagulaciju krvi, što je opet povezano sa bolestima krvožilnog sistema, ali i sa stimulirajućim djelovanjem na kogniciju-pamćenje. S druge strane tvari iz hrane mogu uticati i na krvni pritisak. Na koagulaciju krvi utječu vitamin K i razni spojevi iz zelenog povrća, bobičastog voća koje sadrži u prirodnoj formi acetilsalicilnu kiselinu i brojne polifenole, te spojevi iz nekih biljaka kao što je ginko biloba. U hrani su prisutni i određeni spojevi koji utječu na regulaciju krvnog pritiska kao naprimjer spojevi iz celera, češnjaka, ribe (omega 3 masne kiseline), flavanoli iz tamne čokolade, koenzim Q10, te namirnice koje imaju veću količinu kalija kao što su dinja, avokado, blitva, breskva, kajsija, šljiva, sok od paradjza, nemasni jogurt, grah, losos, soja, banana i badem. S druge strane pritisak mogu da povećavaju namirnice bogate kuhinjskom soli, kafa,alkohol, zaćene masnoće itd. Lektinski proteini iz hrane mogu biti fitohemaglutinini ( po sastavu su glikoproteinske substance), najčešće biljnog porijekla, mada mogu biti i animalnog, bakterijskog, fungalnog i porijeklom iz algi. Mijenjaju fiziologiju stanične membrane uzrokujući aglutinaciju i druge biohemijske promjene u stanici. U manjim količinama nalaze se u žitaricama i crvenom grahu. Ove antinutritivne materije su otporne na digestivne enzime i prije konzumacije zahtijevaju duže termičke tretmane.
(^6) Preporuke unosa sirovih vlakana su godine života + 5 g , počev od 2 godine ili maksimalno 30 g na
dan za odraslu osobu, jer prevelik unos ssirovih vlakana smanjuje adsorpciju nutrijenata
slezena , grudna žlezda-timus, krajnici i adenoidi. Svi oni povezani su međusobno sistemom limfnih sudova kojima teče limfa, bezbojna tečnost, u kojoj se nalaze limfociti koji imaju glavnu ulogu u imunom odgovoru organizma. Limfociti su vrsta bijelih krvnih zrnaca. Postoje T i B limfociti. T limfociti imaju ulogu da prepoznaju i razlikuju strane materije od onih koje pripadaju organizmu i da ih unište, dok B limfociti regulišu stvaranje antitijela. Sinteza limfocita započinje u koštanoj srži od ćelija prethodnica koje kasnije sazrijevaju u T limfocite u timusu dok se sazrijevanje B limfocita završava u koštanoj srži. Zreli T i B limfociti potom prelaze u krv, a iz krvi u periferne limfne organe poput limfnih čvorova i slezene. U krvi i limfnim organima oni su spremni da reaguju na bilo koji strani antigen ( bakterija, virus, alergrn) i ovaj proces se naziva imuni odgovor. Ovaj imuni odgovor može biti humoralni (usmjeren protiv bakterija) i ćelijski (protiv virusa, malignih tumora). Humoralni imuni odgovor zasniva se na stvaranju specifičnih antitijela protiv određenog antigena. Antitijela su imunoglobulini a luče ih B limfociti. Nakon prodora antigena u organizam i njegovog prepoznavanja, B limfociti se pretvaraju u plazma ćelije koje luče antitijela protiv jednog ili više antigena koji su prouzrokovali imunu reakciju. U organizmu postoji pet vrsta antijela tj. imunoglobulina ( Ig ) i to: A, G, M, E i D. Međusobno se razlikuju po hemijskom sastavu i strukturi. IgM i IgD nalaze se na ćelijskoj membrani limfocita i predstavljaju receptore za antigene. Zahvaljujući njima dolazi do prepoznavanja antigena. Tada dolazi do diferencijacije B limfocita u plazma ćelije koje luče specifična antitijela i do vezivanja antitijela za strani antigen, što prouzrokuje njegovu precipitaciju, inaktivaciju (u slučaju virusa ), lizu ( eritrocita), fagocitozu (bakterija). Kod imune osobe koja je već jedanput bila u dodiru sa određenim antigenom, u krvi ostaju tzv. limfociti B memorije koji se prilikom ponovnog prodora istog antigena u organizam aktiviraju tako što se brzo razmnožavaju i pretvaraju u plazma ćelije koje luče velike količine specifičnih antitijela. To je razlog zašto se od nekih bolesti kao što su boginje, zauške i sl. oboli samo jedanput. Limfociti B memorije i antitijela imaju sposobnost da zaustave razmnožavanje uzročnika bolesti čim uđe u organizam, tj. prije razvoja simptoma bolesti. Kod ćelijskog imunog odgovora glavnu ulogu imaju T limfociti. Ćelijski imuni odgovor se odvija tako što T limfociti dolaze u direktan kontakt sa antigenom, čak i bez lučenja antitijela od strane B limfocita. Ćelijski imuni odgovor značajan je kod virusnih i gljivičnih infekcija, kod malignih tumora, transplantacije organa. T limfociti ne stvaraju antitijela, već luče supstancije koje se nazivaju citokini. Ove molekule deluju kao posrednici između ćelija i uništavaju oštećene ćelije, ili podstiču druge ćelije imunog sistema na imuni odgovor. T limfociti su zaduženi za prepoznavanje stranih antigena u organizmu. Na njihovoj površini nalaze se receptori, po strukturi slični onima na B limfocitima, ali ne i identični. Ti receptori još u fazi embrionalnog razvoja stiču sposobnost prepoznavanja onoga što ne pripada organizmu kao i prepoznavanja izmenjenih ćelija samog organizma. Na svim ćelijama u tijelu nalaze se histokompatibilni antigeni, pa i na samim limfocitima. Ako dođe do promjene tih antigena što se dešava najčešće nakon virusne infekcije, ili pojave malignih ćelija, ili ako se u organizmu nađu ćelije sa drugačijim antigenom (kao kod transplantacije), T limfociti se aktiviraju i uništavaju takve ćelije, dok one zdrave bivaju pošteđene. Imunološki sistem je ukljucen u borbu protiv razlicitih bakterija, virusa, patogena, a aktivira se i kod konzumiranja hrane koja izaziva alergije, netolerancije i nepodnošenje hrane. Općenito, postoje dve vrste imuniteta, a to su urođeni i stečeni imunitet. Na sticanje imuniteta, kad su u pitanju biološki aktivne komponete hrane posebno često se u ove svrhe se koristi kolostrum, sirutka, probiotici i sl. U procesima djelovanja B linfocita naročito tokom inaktivaciju (u slučaju virusa ), fagocitozu (bakterija) mogu nastati slobodni radikali, pa je unos antioksidanasa neophodan za eliminiranje slobodnih radikal. Tvari koje djeluju na imunološki sistem su jako malo istražene. Tu možemo svrstati antioksidante, ali i ostale vitamine, minerale, flavonoide, polifenole, lignanane, fitosterole, određene aminokiseline, omega masne kiseline, itd. Oni imaju utjecaja i na druge sisteme u organizmu. Omega masne kiseline imaju utjecaja na sintezu
nekih hormona (eikozanoidi) koja ima izuzetno snažno djelovanje na čitavo funkcioniranje organizma čovjeka, a stvaraju se od nezasićenih masnih kiselina (omega-6 i omega-3). Polazne masne kiseline, od kojih stvara mnoštvo ovih hormona su esencijalne masne kiseline: linolna masna kiselina (LA) i alfa linolenska masna kiselina (ALA). S druge strane u prvoj liniji odbrane organizma je probavni trakt, a mnogi prirodni spojevi djeluju mikrobicidno u probavnom traktu. Naprimjer, allium spojevi iz luka, te brojni polifenoli, kapsaicini, piperin i drugi mogu djelovati baktericidno. Spojevi iz oskoruše kao što je sorbinskakiselina djeluju fungicidno pa se čak mogu koristiti kao prirodni konzervans.
Endokrini sistem. Ranije se smatralo da endokrini sistem čine samo žlijezde sa unutarnjim lučenjem. Otkrića posljednjih desetljeća ukazuju da mnoge hormone stvara i masno tkivo. U endokrinim žlijezdama se pod uticajem informacija iz spoljašnje ili unutrašnje sredine sintetišu hormoni koji su u stvari odgovor na te informacije. Putem njih regulišu se mnoge aktivnosti kao što su: metabolizam, seksualne aktivnosti, rast, metamorfoza, količina vode i minerala u organizmu i dr. Pored endokrinih organa hormone luče i neke nervne ćelije – neurosekretorne ćelije. Hormoni se oslobađaju direktno u krv, limfu ili cerebrospinalnu tečnost , pošto ove žlijezde nemaju izvodne kanale,i na taj način dospevaju do ciljnih organa na koje dijeluju. I neki drugi organi kao što su: jetra, gušterača, pojedini dijelovi crijeva, bubrezi, srce, polne žlijezde mogu također imati kao sporednu funkciju unutrašnje lučenje.
Slika 2.1.4. Glavne endokrine žlijezde. (Muškarac lijevo, Žena desno.) 1. Epifiza 2. Hipofiza 3. Štitna žlijezda 4. Grudna žlijezda 5. Nadbubrežna žlijezda 6. Pankreas 7. Jajnici 8. Testisi Na edokrini sistem utiče režim ishrane i aktivni sastojci iz hrane, kao što su sirova biljna vlakna ( indirektno), omega 3 masne kiseine, jod (iz algi), goitrogene tvari itd. Djelovanje na endokrini sistem i hormonima slično djelovanje imaju izoflavoni soje, koji se ponašaju kao fitoestrogeni, jer zahvaljujući svojoj građi, koja je slična ljudskom estrogenu, mogu vezanjem na hormonske receptore stabilizirati razine hormona, i time pomoći kod PMS-a ili osteoporoze, te drugim stanjima neravnoteže hormona. Druge fitokemikalije imaju, primjerice, adaptogeno djelovanje, djelujući na endokrini sistem normaliziraju organizam prema homeostazi, i povećavaju otpornost u stanjima fizičkog ili psihičkog stresa. Ginsenoidi su adaptogeni u ginsengu, biljci poznatoj još u drevnoj kineskoj medicini. Postoji i tzv. goitrogene supstance. Biljke i povrće iz porodice krstašica sadrže supstance koje se zovu glukozinolati. Ako namirnice koje sadrže glukozinolate jedu ljudi, onda oni inhibiraju funkcije štitnjače uzrokujući njenu atrofiju i gušavost. Goitrogene supstance se nalaze u kupusnjačama kao što su kupus, brokula, karfiol ali i u sjemenu uljane repice.
za proteine. Crveni astaksantin u rakovima i jastozima postaje plav kada se veže u kompleks s proteinima. Zagrijavanjem dolazi do denaturacije kompleksa time i do promjene plave boje u crvenu.
Slika 2.3.1.Astaksantin
Ovoverdin je još jedan primjer kompleksa karotenoida s proteinima. U strukturu karotenoida mogu biti uključeni i glikozidi npr. krocein u šafranu. Karotenoidi se mogu lako izomerizirati pod djelovnjem topline, svjetla ili kiseline. Lako oksidiraju zbog velikog broja konjugiranih dvostrukih veza. Tokom oksidacije najprije se formiraju epoksidi i karbonili. Daljnjom oksidacijom nastaju kratkolančane mono- i dioksigenirane komponente koje uključuju i epoksi-β-ion. Epoksidi se uglavnom tvore iz krajnjih prstena što rezultira gubitkom provitaminske aktivnosti. Oksidativna razgradnja β-karotena je pojačana u prisutnosti sulfita i metalnih iona. Enzimska aktivnost, posebno lipoksigenaze, ubrzava oksidativnu degradaciju karotenoida. Lipooksigenaze najprije kataliziraju oksidaciju nezasičenih ili polinezasičenih masnih kiselina kako bi se dobio peroksid, koji zatim reagira s karotenoidima i obezboji ih Obzirom da se karotenoidi mogu oksidirati imaju antioksidativna svojstva. Pri visokom parcijalnom tlaku kisika β-karoten ima pro-oksidativna svojstva. U prisustvu molekularnog kisika, svjetlosti i klorofila može se stvoriti oblik kisika koji je visoko reaktivan. Karotenoidi “zarobe” takvu molekulu i na taj način štite stanicu od oksidativnih oštećenja. Karotenoidi su relativno stabilni tokom skladištenja. Zamrzavanje uzrokuje male promjene u sadržaju karotenoida, dok blanširanje uzrokuje njihovo povećanje. Razlog tome je inaktivacija lipogenaze koja katalizira oksidaciju karotenoida. Kada se primjenjuje visoka temperatura karotenoidi se izomeriziraju ali i termički degradiraju. Apsorpcija karotenoida u tijelu kreće se između 10% i 30%, a značajno se smanjuje s povećanjem unosa. Najznačajniji faktor koji potiče apsorpciju su masnoće, jer se karotenoidi apsorbiraju samo u prisutnosti žučnih soli. Vlakna iz hrane smanjuju, odnosno inhibiraju apsorpciju karotenoida Karotenoidi spadaju u grupu egzogenih antioksidansa koji se unose sa hranom. Imaju različite mehanizme djelovanja tokom vezivanja slobodnih radikala i sprečavanja lančanih reakcija. Vrlo je bitna veza karotenoida s vitaminom A. Molekula β-karotena se u tijelu konvertira u dvije molekule vitamina A koji je bezbojan. β-karoten u svojoj strukturi ima dva β-ionska prstena, pa je najaktivniji. Drugi karotenoidi, kao što su α-karoten, γ-karoten i kriptoksantin, su takđer prekursori vitamina A, ali zbog malih razlika u kemijskoj strukturi nastaje samo jedna molekula vitamina A. Efekti njihovog djelovanja su: doprinos održanju zdravlja, poboljšanju funkcije srca, sprečavaju djelovanje slobodnih radikala koji nastaju oksidacijom LDL-a itd. Beta karoten Beta karoten je biljni pigment i jedan od najznačajnijih predstavnika karotenoida. Izoliran je 1830.god. iz mrkve (carrot) te je stoga nazvan “karoten”. Ljudski ga organizam može pretvoriti u vitamin A, pa ga zato često nazivaju i provitamin A. Ostali karotenoidi se ne pretvaraju u vitamin A u značajnijoj količini.
Slika 2.3.2. Beta-karoten
Beta-karoten je, kao što je poznato, snažan izvor vitamina A, u koji ga ovisno o poterebi pretvara naš organizam. Godinama se smatralo da je faktor konverzije tj. pretvorbe 1:6 tj. da je za 1 RE vitamina A potrebno 6μg beta-karotena. U novije vrijeme znanstvenici su utvrdili da da je bioraspoloživost beta-karotena iz hrane te njegova apsorpcija ipak nešto manja. Danas se smatra da je za 1 RE vitamina A potrebno čak 12μg beta-karotena. Ukoliko ne dođe do pretvorbe karotenodia u vitamin A, oni se ugrađuju u hilomikrone te dolaze u jetru. U cirkulaciji se nalaze vezani za lipoproteine. Karotenoidi se pohranjuju prvenstveno u masnom tkivu, no također ih nalazimo i u jetri, plućima, prostati i sl. Raspored pojedinih karotenoida u tjelesnim organima je različit. U štitnjači, slezeni, jetri i gušterači dominantni su beta - karoten i likopen. U testisima i prostati likopen, dok u jajnicima i masnom tkivu prevladava zeaksantin. Funkcija beta - karotena u organizmu je višestruka. Najpoznatija je njegova uloga vezana za kožu i sluznicu. Koža je naš najveći organ i direktna je zaštita od vanjskih utjecaja ( fizikalnih, kemijskih i mikrobioloških ). Sluznice imaju istu funkciju, no da bi to ostvarile moraju biti uvijek vlažne, a to im omogućuje vitamnin A koji djeluje na mlade stanice u dubljim dijelovima kože i sluznice tako da one sazrijevaju i zamjenjuju stare odumrle stanice koje se ljušte s površine. Taj učinak beta - karotena pokazuje i u drugom organima kao što su pluća, crijeva, mokraćni putovi, štitnjača. Beta - karoten je i poznati antioksidans koji djeluje kao zaštita od slobodnih radikala koji oštećuju stanice tijela i dovode do brojnih poremećaja i bolesti. Također stimulira obrambene snage organizma te je potreban za stvaranje pigmeta melanina u koži. Beta - karoten štiti kožu od opasnog spektra UV zračenja pa se osim u kremama za sunčanje preporučuje i interno nekoliko tjedana prije izlaganja suncu. Dokazan je i pozitivan učinak beta-karotena na prevenciju noćnog sljepila i fotosenzibiliteta. Primjena beta-karotena zabiljžena je i kod odvikavanja od alkohola, katarakte, degeneracije žute pjege te gastritisa, ali je dosada premalo znanstvenih dokaza koji bi potvrdili to djelovanje. Bogati izvori beta-karotena su žuto i narančasto voće i povrće te tamno zeleno lisnato povrće. Posebno valja istaknuti mrkvu, dinju, lubenicu, krušku, marelicu, rajčicu, brokulu, blitvu, začinsku papriku i špinat kao izvore beta-karotena. Iako ne postoji točno definirana količina beta-karotena koju bi dnevno trebalo unositi u organizam, postoje brojne studije koje potvrđuju važnost njegova uzimanja. Preporuke za unosom beta-karotena koje bi trebale zadovoljiti potrebe za ovim nutrijentom variraju, a kreće se od 10 mg do 60 mg. Smatra se da danas hranom čovjek u prosjeku unese manje od 2 mg beta-karotena na dan. Beta - karoten ne uzrokuje nuspojave, no vrlo visoke doze ( iznad 60 mg dnevno ) mogu obojiti kožu u žuto – narančastu boju ( ksantoza ). Hiperkeratonemija je dokazana komplikacija u onih osoba koje uzimaju beta - karoten u dozama većim od 30 mg na dan tokom duljeg vremenskog razdoblja. Ona je reverzibilna. Unos većih količina beta - karotena neće dovesti do hipervitaminoze vitaminom A, budući je apsorpcija beta - karotena manja i njegova pretvorba u vitamin A prespora. Beta karoten kod pušača izaziva povećani rizik pojave raka pluća u dvostruko slijepim kliničkim pokusima. Stoga se pušačima ne preporučuje uzimati beta - karoten u dozama višim od 6 mg. Osobe koje kroz dulje vrijeme uzimaju beta-karoten, trebale bi uzimati i vitamin E budući da beta-karoten snižava razinu tog vitamina.
Slika 2.3.4. Struktura likopena Jaka crvena boja koju likopen , štiti npr. paradajz od agresivnog dejstva sunca. Iako je likopen dugo bio zapostavljan u istraživanjima zbog nedostatka provitaminskeaktivnosti, odnosno zato što se u organizmu ne konvertuje u vitamin A, danas se ustručnoj javnosti smatra za jedan od najinteresantnijih karotenoida. Brojne naučne studije pokazale su i dokazale izuzetno veliku antioksidativnu sposobnost likopena, daleko veću u odnosu na druge karotenoide.
Tabela 2.3.2.Sadržaj likopena u voću, povrću i prerađevinama
Još uvek nije precizno uspostavljen preporučen dnevni unos likopena, ali mnoge studije upućuju na najmanje 3-6 mg dnevno da bi se postigli optimalni efekti. Vrlo je teško, medutim, da organizam iz hrane dobije potrebnu kolicinu likopena. Prehrambeni proizvodi na bazi paradajza, kečap i špageti sosevi, vrlo se često koriste uz namirnice bogate mastima, odnosno uz "nezdravu" hranu, kao što su pice i pomfri. Hrana koja je puna slobodnih radikala i oksidisane, termički obrađene masnoće, neutralisaće blagotvornost i raspoloživost prisutnog likopena za sam organizam. Osim toga, u savremenim uslovima života većina ljudi ne konzumira dovoljno svježeg voća i povrća, čime ostaje uskraćena za potrebne količine antioksidantnih supstanci. Zbog svega toga se osobama koje hranom ne unose dovoljno likopena preporučuje da dnevni unos povećaju dijetetskim proizvodima koji sadrže likopen. Danas postoji ogroman broj epidemioloških i kliničkih studija koje su dokazale da visok dnevni unos likopena pruža zaštitu od različitih vrsta kancera. Zbog svog lipofilnog karaktera likopen ima tendenciju taloženja u tkivima, i to prije svega u prostati, jetri, nadbubrežnoj žlezdi. Povećanje nivoa likopena u tkivima smanjuje oksidativna oštećenja bioloških sistema, što uključuje oštećenja ćelijskih membrana i drugih struktura, kao što su DNK molekuli, lipidi, proteini. Do oštećenja ovih struktura i molekula dolazi usled dejstva slobodnih radikala. Izvori slobodnih radikala su razna zagađenja, sunčevo i jonizujuće zračenje, pojedini lijekovi, duvanski dim, stres, veliki fizički napori. Takođe, i sam organizam stvara slobodne radikale u metabolizmu masnih materija, kao i tokom normalnog imunog odgovora. Likopen i ostali antioksidansi vezuju slobodne radikale, neutrališu njihove štetne efekte i na taj nacin sprečavaju oštećenja tkiva. Mnoga istraživanja ukazuju na to da je među karotenoidima, upravo likopen najmoćniji "hvatač"slobodnih radikala. Povećani nivo likopena u ćelijama masnog tkiva doprinosi poboljšanju ukupnog antioksidantnog statusa cijelog organizma, što je vrlo bitno za smanjenje rizika od nastanka infarkta, kancera i drugih bolesti.
Voće, povrće i prerađevine mg na 100 g jestivog djela Kajsija 0, Kajsija (kompot) 0, Ružičasti grejpfrut 3, Lubenica 4, Papaja 2 - 5, Paradajz (svjež) 0,90 - 4, Kuvani paradajz 3, Kečap 9, Paradajz sos 12,
Mediteranska ishrana bogata voćem i povrćem, uključujući i paradajz, razlog je smanjene učestalosti pojave kancera u tom regionu. Dnevni unos paradajza i proizvoda od paradajza povezani su sa smanjenim rizikom od pojave različitih vrsta raka, što je pokazao veliki broj epidemioloških studija. Likopen u velikoj meri smanjuje štetne efekte koje UV zračenje može prouzrokovati na koži, jer potpomaže zaštitu kože od kratkoročnih (crvenilo, eritemi) i dugoročnih štetnih efekata (rak kože). Likopen, biljni pigment crvene boje, stimuliše pigmentaciju kože izložene sunčevom zračenju i pruža prirodnu osnovu za postizanje preplanulog tena uz istovremenu i značajnu redukciju zdravstvenog rizika. Blagotvornost likopena u prevenciji UV- indukovanih oštećenja kože nedavno je dokazana. U paralelnom kliničkom ispitivanju pokazano je da je UV-indukovani eritem nakon 10 nedelja za 40 % manji kod pacijenata koji su konzumirali likopen. Taj efekat je posledica značajnog povećanja nivoa likopena u plazmi. Dakle, svakodnevnim unosom likopena stvara se bazična zaštita koja je vrlo bitna u ljetnjem periodu - kada je koža najviše izložena i najviše ugrožena. Kao oralni agens za zaštitu od sunca često se u kombinaciji sa likopenom upotrebljava i beta-karoten. Vitamini E i C, u sinergiji sa likopenom i beta-karotenom, doprinose očuvanju vitalnosti, elastičnosti i prirodne svežine kože.
Slika 2.3.5. Struktura kriptoksantina
Kriptoksantin. Kriptoksantin C 40 H 56 O, je monohidroksi–derivat ß-karotena. Nađen je slobodan i esterificiran u mahunama i paprici, a glavni je pigment mandarine. Kriptoksantin ima polovicu aktivnosti vitamina A.
2.3.2. Polifenoli i flavonoidi
Polifenoli su sekundarni metaboliti biljaka u kojima imaju višestruku ulogu :
Slika 2.3.6. Osnovna struktura flavanoida. Lijevo-Flavan jezgra; desno-okso- flavonoid jezgra.
Flavonoidi su podijeljeni na nekoliko podgrupa: flavoni, flavonoli, flavanoni, izoflavoni, flavanonoli, flavani, flavanoli, halkoni, dihidrohalkoni, flavan-3,4-dioli te antocijani. Ovu raznovrsnost uglavnom kontroliraju geni biljke, ali i zrelost biljke, klima i način uzgoja. U prirodi se flavonoidi nalaze uglavnom u obliku glikozida, tj. povezani su s različitim molekulama šećera. Osim šećera, supstitucijske skupine koje se nalaze na osnovnoj jezgri su hidroksilna skupina te metoksi skupina što pridonosi velikoj raznolikosti i velikom broju tih spojeva. Bogati izvori flavonoida su: voće i povrće, zeleni i crni čaj, čokolada, crno vina i bobičasto voće. Druga važna skupina polifenola su antocijani. Antocijani ( gr č ki: anthos-cvije c e, kyanos-plav ) pripadaju skupini flavonoida. Oni su biljni pigmenti topivi u vodi koji cvijeću, voću i povrću daju plavu, purpurnu i crvenu boju. Antocijani su glikozidi antocijanidina s karakterističnom kemijskom strukturom flavonoida C6-C3-C6. Postoji šest osnovnih antocijanidina: cijanidin, delfinidin, pelargonidin, peonidin, petunidin i malvidin, a vezanjem šećera na ove osnovne antocijanidine nastaju molekule antocijanina. Različite kemijske strukture antocijanina pokazuju različitu boju u ovisnosti o pH otopine u kojoj se nalaze. Pri pH 1 prevladava crveno obojenje, između pH 2 i 4 prevladava plava boja, kod pH 5 i 6 bezbojno, a pri pH vrijednostima višim od 7, molekula antocijanina se raspada.
Slika 2.3.7. Osnovna struktura antocijana (R1, R2 - H, OH, OCH 3 ; šećer – glukoza, arabinoza, galaktoza)
Mnoge in vivo studije pokazuju da unos flavonoida smanjuje rizik nastanka raka želuca, debelog crijeva i dojke. Istraživanja pokazuju da flavonoidi maskiraju mjesta vezivanja kancerogenih tvari na DNA štiteći na taj način nasljedni materijal stanice od mogućeg utjecaja kancerogenih tvari.
Vjeruje se u sljedeća djelovanja flavonoida: antiinflamatorno, antimikrobno, antifungalno, diuretičko, antihepatotoksično, antihipertenzivno, antiaritmično, antikoagulirajuće, spazmolitičko, kardiotonično, antialergijsko, antiulkusno, analgetsko, antimalarično, hipoglikemijsko i antioksidativno.
Tabela 2.3.4.Flavonoidi
KOMPONENTA IZVOR KORIST
Flavonoli (kaempferol miricetin quercetin, rutin)
Luk, jabuke, ćaj, brokuli
Neutralizira slobodne radikale koji mogu oštetiti ćelije, odnosno oni su ćelijska antioksidativna odbrana
Antocianidini (cianidin delfinidin malvidin pelargonidin)
različito jagodasto i bobičasto voće (trešnje, crveno voće, crveni grejp)
Imaju antioksidativnu moć i doprinose poboljšanju moždane aktivosti
Flavanoli i flavan-3-oli (katehini,epikatehini, teaflavini, proantocijanidini )
Čaj,čokolada, jabuke,kakao Doprinose poboljšanju funkcije srca
Flavanoni (hesperidin naringenin) Citrusni plodovi^
Neutralizira slobodne radikale koji mogu oštetiti ćelije, jaki antioksidansi
Proantocianidini Borovnica,jagode,jabuke,kikiriki, cimet^ Poboljšanjetrakta^ funkcije^ srca^ i^ urinarnog
Flavonoidi (crveni, zeleni, narančasti, žuti i tamno plavi pigmenti) iz bobičastog i tropskog te citrusnog voća, kao i povrća koji samostalno ili udruženo djeluju antioksidacijski protiv slobodnih radikala i na taj način bitno smanjuju rizik od oštećenja DNA strukture i pojave raka
2.3.3. Fitoestrogeni
Fitoestrogeni su biljne hemikalije koje imaju vrlo sličnu strukturu ženskim spolnim hormonima – estrogenima i sa djelovanjem sličnim prirodnom estrogenu ali imaju i anitoksidativna svojstva. Vežu se na estrogenske receptore u organizmu pa tako blokiraju štetno djelovanje estrogena. Uneseni putem biljne hrane ili suplemenata, fitoestrogeni mogu djelovati kao slabi estrogeni. Pojavljuju se u više od 300 biljaka, u 16 različitih vrsta, a po hemizmu su vrlo različiti. Fitoestrogeni se dijele u dvije osnovne podgrupe, izoflavonoide i lignane, dok se izoflavonoidi dijele na izoflavone i kumestane. Najpoznatiji izoflavoni su genistein i daidzein. Lignani su jedna od dvije glavne klase fitoestrogena. Nlalaze se u mnogim biljkama, uključujući sjeme lana, bundeve, sezama i, te također u raži, soje, graha, bobicastom voću i brokulama.
Slika 2.3.8. Hemijske strukture dva najznačajnija izoflavona: genisteina i diadzeina
Strukturna sličnost estradiola i genisteina objašnjava estrogensku aktivnost izoflavona. Djelovanje fitoestrogena može biti estrogensko ili antiestrogensko, ovisno o količini estrogena u organizmu. U menopauzi kad žena ima manje endogenih estrogena, fitoestrogeni se vežu na slobodne receptore djelujući kao estrogeni, a u reproduktivnom razdoblju žene kad je normalni ili povišeni nivo
