Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Význam n-3 polynenasycených mastných kyselin v humánní výživě Bakalářská práce Vedoucí práce: prof. MVDr. Ing. Tomáš Komprda, CSc. Vypracovala: Petra Maděrová Brno 2009

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Význam n-3 polynenasycených mastných kyselin v humánní výživě vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MZLU v Brně. dne. podpis autora.

PODĚKOVÁNÍ Děkuji prof. MVDr. Ing. Tomáši Komprdovi, CSc. za vedení této bakalářské práce, cenné rady a vstřícný přístup.

ABSTRAKT Bakalářská práce se zabývá významem n-3 polynenasycených mastných kyselin v humánní výživě, jejich obsahem v potravinách s důrazem na kyselinu eikosapentaénovou a dokosahexaénovou. Tyto kyseliny jsou přeměňovány metabolickou řadou z esenciální kyseliny α-linolenové. Mají v organismu nezastupitelnou úlohu jako modulační složky biologických membrán a jako prekurzory biologicky aktivních látek- eikosanoidů. Je zde uveden přehled účinků. V této práci je uveden obsah těchto mastných kyselin v některých potravinách a jejich vliv na organismus v dietě člověka, doporučený příjem esenciálních mastných kyselin, poměr konzumace n-6 : n-3. Dále je v této práci diskutována nutnost ochránit dvojné vazby těchto polynenasycených mastných kyselin před působením reaktivních kyslíkových částic a nejdůležitější antioxidanty. Klíčová slova: polynenasycené mastné kyseliny, n-3, kyselina eikosapentaénová, kyselina dokosahexaénová, kyselina α-linolénová ABSTRACT My bachelor thesis deals with the importance of n-3 polyunsaturated fatty acids in the diet of human beings. It also deals with the amount of the mentioned acids in food with emphases on eicosapentaenoic acid and dokosahexaenoic acid. These two acids are changed via metabolic line from essential acid α-linolenic. In the human organism they have a specific function as a biological membrane modulation component and as precursors of biologically active eicosanoids. There is an overview of its effects given. In this thesis there is a content of these fatty acids in some foods and their effects on the diet of human beings, recommended intake of essential fatty acids, consumption ratio n- 6 to n-3. Furthermore I discuss the necessity of double union of these polyunsaturated fatty acids against the activity of reactive oxygen particles and the most important antioxidants. Key words: polyunsuturated fatty acids, n-3, eicosapentaenoic acid, dokosahexaenoic acid, α-linolenic acid.

OBSAH 1. ÚVOD. 8 2. CÍL PRÁCE... 9 3. MASTNÉ KYSELINY..... 10 3.1 Obecná charakteristika..... 10 3.2 Syntéza mastných kyselin.... 11 3.3 Odbourávání mastných kyselin.... 12 4. POLYNENASYCENÉ MASTNÉ KYSELINY (PUFA)..... 12 4.1 Esenciální mastné kyseliny.... 12 4.2 Dělení nenasycených mastných kyselin....... 13 4.2.1 Polynenasycené mastné kyseliny řady n-3..... 14 4.2.2 Polynenasycené mastné kyseliny řady n-6.. 14 4.3 Metabolická řada n-6 a n-3 mastných kyselin.... 15 4.3.1 Eikosanoidy.... 17 4.3.1.1 Transformace esenciálních mastných kyselin na eikosanoidy. 17 4.3.1.2 Nejvýznamnější eikosanoidy. 18 4.4 Přehled některých účinků EPA a DHA.... 19 4.5 Úloha esenciálních mastných kyselin v organismu. 20 4.6 Antioxidační ochrana dvojných vazeb PUFAs 20 4.6.1 Ochrana dvojných vazeb PUFAs pomocí vitamínu E 21 4.6.2 Ochrana dvojných vazeb PUFAs pomocí vitamínu C... 22 5. VLIV n-3 POLYNENASYCENÝCH MASTNÝCH KYSELIN NA NĚKTERÉ NEMOCI.. 23 5.1 Projevy nedostatku polynenasycených mastných kyselin 23 5.2 Zdravotní problémy spojené s nadměrným příjmem EPA a DHA.. 23 5.3 Doporučená spotřeba polynenasycených mastných kyselin 23 5.3.1 Rovnovážný poměr polynenasycených mastných kyselin řady n-3 : n-6.. 24 5.4 Role EFAs/PUFAs při vzniku zánětu.. 24 5.5 Aterosklerosa a polynenasycené mastné kyseliny... 25 5.5.1 Vznik aterosklerosy- aterogeneze.. 26 5.5.2 Děti s diabetem a ateroskleróza.. 28 5.5.3 Role EFAs/PUFAs při ateroskleróze. 29

5.5.4 Úloha n-3 PUFA v primární a sekundární prevenci aterosklerózy 29 5.6 Trombóza a PUFAs.. 30 5.6.1 Nové přístupy k prevenci trombózy... 30 5.7 Imunita. 31 5.8 Vliv oxidačního stresu volnými radikály na polynenasycené mastné kyseliny... 32 5.8.1 Vznik volných radikálů.. 33 5.8.2 Lipoperoxidace... 33 6. VÝSKYT n-3 POLYNENASYCENÝCH MASTNÝCH KYSELIN V POTRAVINÁCH. 34 6.1 Výskyt kyseliny α-linolneové (n-3) v některých potravinách rostlinného původu... 34 6.2 Výskyt mastných kyselin řady n-3 v rybách a rybích produktech... 35 6.3 Skladba mastných kyselin n-3 PUFA ve svalovině prasat a obohacování krmiva o lněné semínko..... 37 6.4 Obsah kyselin eikosapentaenové a dokosahexaenové v kravském mléce... 37 6.5 Výskyt mastných kyselin řady n-3 ve vejcích a možnosti jejich obohacování 38 7. ZÁVĚR. 40 8. SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK... 41 9. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY... 42

1. ÚVOD Nenasycené mastné kyseliny řady n-3, zdravá výživa, zdravý životní styl jsou v dnešní době velmi rozšířené a diskutované témata. Do všeobecného vědomí každého člověka by se měla dostat výživová doporučení odborníků, Světové zdravotnické organizace týkající se tuků. Je třeba konstatovat, že v České republice je spotřeba tuků výrazně vyšší, než jsou doporučované hodnoty. Vyšší konzumace tuků je způsobena především příjmem skrytých tuků obsažených v požívaných živočišných produktech. Konzumací méně tučných masných a mléčných produktů lze dosáhnout výraznějšího snížení příjmu nasycených mastných kyselin (Brát, 2004). Každý člověk by se měl zajímat o to, co, v jaké míře a jaké kvality konzumuje a jaké to bude mít důsledky pro jeho tělo a vliv na jeho zdraví. Zdravá výživa a správný životní styl mohou eliminovat řadu rizikových faktorů a člověk se tak může vyvarovat řady nebezpečných onemocnění, jako je např. ischemická choroba srdeční, ateroskleróza nebo obezita, která přináší celou řadu zdravotních rizik. V neposlední řadě bychom se měli věnovat správným stravovacím návykům a výživě dětí. Je až alarmující, kolik dětí trpí již od útlého věku obezitou, řadou zdravotních komplikací a nedostatkem fyzické aktivity. 8

2. CÍL PRÁCE Cílem bakalářské práce bylo: Seznámit se s fyziologickým významem n-3 PUFA v humánní výživě Vypracovat literární rešerši o významu n-3 PUFA a jejich obsahu v potravinách, se zvláštním důrazem na kyselinu eikosapentaenovou a dokosahexaenovou Získané údaje zpracovat formou bakalářské práce 9

3. MASTNÉ KYSELINY 3.1 Obecná charakteristika Mastné kyseliny jsou nejdůležitější a z hlediska výživy nejvýznamnější složkou lipidů (Velíšek, 2002). Mastné kyseliny jsou uhlovodíkové řetězce, obsahující na koncích metylové (CH 3 -) a karboxylové ( -COOH) skupiny. Liší se v délce řetězců a stupni nasycení (Svačina, 2008). Mastné kyseliny se vyskytují jako volné (neesterifikované) nebo estericky vázané (triacylglyceroly, fosfolipidy, estery cholesterolu). Většina přirozených mastných kyselin má přímý řetězec o sudém počtu (12-30) atomů uhlíků a amfipatickou strukturu- to znamená, že mají hydrofobní (uhlíkový) řetězec i hydrofilní (karboxylová skupina) část. Čím je mastná kyselina delší, tím více se projevují její hydrofobní vlastnosti a tím méně je rozpustná ve vodě. Mastné kyseliny s řetězcem delším než 12 atomů uhlíku musí být přenášeny v plazmě ve vazbě na polární sloučeniny (Holeček, 2006). Z hlediska fyziologie výživy je důležité dělení mastných kyselin na: nasycené (v jejich molekule není žádná dvojná vazba; mezinárodně používaná zkratka SFA- saturated fatty acid) mononenasycené (s jednou dvojnou vazbou; MUFA- monounsaturated fatty acid) polynenasycené (dvě až šest dvojných vazeb; PUFA- polyunsaturated fatty acid) Kromě toho existují i méně běžné mastné kyseliny (MK) s trojnými vazbami, větvenými vazbami, resp. MK cyklické (Komprda, 2003). Uhlíkové atomy mastných kyselin se číslují od karboxylového uhlíku. Pro označení polohy dvojné vazby však číslování počíná od koncového metylového uhlíku, který se označuje jako ω- (nebo n-) uhlík. Stručný zápis struktury mastné kyseliny je například: 18:1, n-9 (kyselina o 18 uhlících s jednou dvojnou vazbou na 9. uhlíku od metylového konce kyselina olejová). Důsledkem široké palety mastných kyselin, které se liší délkou a počtem dvojných vazeb, je rozmanitost struktury a funkce lipidů. 10

Příklady funkce nejvýznamnějších mastných kyselin jsou uvedeny v následující tabulce (Tab. 1). Tab. 1 Výskyt a funkce fyziologicky významných vyšších mastných kyselin Skupina Mastná kyselina Výskyt Funkce nasycené palmitová (16:0) běžně stearová (18:0) v živočišných součást triacylglycerolů, mononenasycené palmitoolejová (16:1, n-7) a roslinných energický substrát olejová (18:1, n-9) tucích polynenasycené součást fosfolipidů, n-3 linolenová (18:3, n-3) rybí tuk, prekurzor eikosanoidů eikosapentaenová (20:5, n-3) vejce, rostlin- s antiagregačním a vazodilatačním dokosahexaenová (22:6, n-3) né oleje polynenasycené n-6 linolová (18:2, n-6) rostlinné arachidonová (20:4, n-6) oleje účinkem součást fosfolipidů, prekurzor eikosanoidů s proagregačním a vazokonstrikčním účinkem Prvé číslo v závorce (Tab. 1) značí počet uhlíků v řetězci, druhé počet dvojných vazeb a poslední polohu první dvojné vazby (počítáno od metylového uhlíku značeného jako ω nebo n), (Holeček, 2006). 3.2 Syntéza mastných kyselin Nasycené mastné kyseliny se syntetizují z acetyl-coa. Při každém cyklu se prodlouží řetězec mastné kyseliny vždy o dva atomy uhlíku, proto se mastné kyseliny se sudým počtem atomů uhlíku vyskytují v lipidech daleko častěji než mastné kyseliny s lichým počtem atomů uhlíku. Syntéza se většinou zastaví po dosažení 16-18 atomů uhlíku (Velíšek, 2002). Biosyntéza nasycených a většiny nenasycených mastných kyselin probíhá v cytoplazmě buněk postupným spojováním a redukcí dvojuhlíkatých zbytků kyseliny octové (acetyl-coa), které pochází ze sacharidů, aminokyselin nebo z jiných mastných kyselin. Tvorba mastných kyselin probíhá na multienzymovém komplexu skládajícího se ze šesti enzymů uspořádaných radiálně okolo centrální bílkoviny. Syntézou de novo vznikají v cytoplazmě nasycené mastné kyseliny až po kyselinu palmitovou (C16:0). 11

Další prodloužení řetězce palmitové kyseliny se uskutečňuje v mitochondriích nebo v endoplazmatickém retikulu. V mitochondriích se také tvoří nenasycené mastné kyseliny pomocí enzymů dehydrogenáz, které odebírají atomy vodíku z nasycené mastné kyseliny za vzniku dvojné vazby v konfiguraci cis. Dehydrogenázy mitochondrií nejsou schopné vytvářet u savců dvojné vazby v polohách přesahujících devátý uhlík, počítáno od karboxylové skupiny. Z tohoto důvodu se pro savce stávají polynenasycené mastné kyseliny esenciální (Musil, 2002). Zde se v literatuře nachází rozpory. Savci mají enzymy 6- a 5-desaturázu, které vnáší dvojnou vazbu od karboxylového konce kyseliny (např. u kyseliny arachidonové to odpovídá 12. resp. 15. uhlíku počítaného od methylového konce). 3.3 Odbourávání mastných kyselin Rozklad mastných kyselin se uskutečňuje nejčastěji tzv. β-oxidací. β-oxidace je nejvýznamnějším procesem v katabolismu mastných kyselin, při kterém se řetězec mastné kyseliny rozpadne zpět na acetyl-coa, ze kterých vznikl. β-oxidace probíhá v mitochondriích, do nichž jsou mastné kyseliny aktivně přeneseny. Před přenosem do matrix mitochondrie se musí molekula mastné kyseliny aktivovat koenzymem A (HS-CoA), za vzniku acyl-coa. Vlastní přenos tohoto aktivovaného acylu z cytoplazmy do mitochondrie potom zajišťuje karnitin (Musil, 2002). Z mastné kyseliny vázané na koenzym A vzniká nejprve trans-nenasycená (alk-2- enová) kyselina, z ní vzniká 3-hydroxykyselina a 3-ketokyselina. Ta se štěpí na kyselinu o 2 atomy uhlíku kratší a acetyl-coa. Štěpení nenasycených mastných kyselin probíhá podle obdobných mechanismů (Velíšek, 2002). 4. POLYNENASYCENÉ MASTNÉ KYSELINY (PUFA) 4.1 Esenciální mastné kyseliny Esenciální mastné kyseliny (EFAs) jsou důležitým článkem všech buněčných membrán, mají vliv na pružnost membrány a tím určují a ovlivňují chování enzymů vázaných na receptory membrány. EFAs jsou nezbytné pro život lidí, v těle se nesyntetizují, a proto musí být obsaženy v naší výživě. Zde se nachází rozpor v literatuře (viz syntéza mastných kyselin), enzymy 6- a 5-desaturáza syntézu umožňují. 12

Tyto mastné kyseliny jsou pro organismus člověka nezbytné a v případě nedostatečného příjmu může dojít k poškození zdraví. Jsou dva druhy EFAs, které se vyskytují v našem těle. Jsou to n-6 řetězce, deriváty cis-linolové kyseliny (LA, 18:2) a řetězce n-3, deriváty α-linolenové kyseliny (ALA, 18:3). Existuje také jiný řetězec mastných kyselin odvozených z olejové kyseliny (OA, 18:1) n-9, ovšem kyselina olejová nepatří mezi esenciální mastné kyseliny. Das (2006) dále uvádí, že řady mastných kyselin n-9, n-6, n-3 jsou metabolizovány stejnou skupinou enzymů na vlastní metabolit s dlouhým řetězcem, což je ovšem v rozporu s tvrzením, že se v těle tyto kyseliny nesyntetizují. Je nutné říct, že zatímco některé reakce a funkce EFAs vyžadují jejich konverzi na eikosanoidy a jiné produkty, ve většině případů jsou aktivní samy mastné kyseliny (Das, 2006). 4.2 Dělení nenasycených mastných kyselin Stěžejní význam má z hlediska fyziologie výživy dělení nenasycených mastných kyselin do dvou řad, označených n-3 a n-6, resp. ω 3 a ω 6 (omega). Tyto symboly určují polohu dvojné vazby nejbližší methylovému ( ) (Kalač, 2006). CH konci molekuly K esenciálním mastným kyselinám patří kyseliny s 20 24 atomy uhlíku a se systémem dvojných vazeb v pentadienovém uspořádání, které musejí být v cis konfiguraci a první dvojná vazba musí být na šestém (n 6) nebo třetím (n 3) uhlíku od koncového metylu. Typickým zástupcem je kyselina arachidonová, která se však vyskytuje v potravinách jen v malém množství. V organismu se však může syntetizovat z kyseliny linolové (Pánek a kol., 2002), zde je opět rozpor v tvrzení, že je esenciální, ale přitom syntéza v organismu možná je. 3 Pro člověka jsou základní esenciální polynenasycené mastné kyseliny: linolová kyselina (n-6) α-linolenová kyselina (n-3), (Musil, 2002). V současné době se používá termín PUFAs (polyunsaturated fatty acids) pro pojmenování všech nenasycených mastných kyselin: LA (kyselina linolová), GLA (kyselina gama-linolenová), DGLA (kyselina dihomo-gama-linolová), AA (kyselina 13

arachidonová), ALA (kyselina alfa-linolenová), EPA (kyselina eikosapentaenová), DHA (kyselina dokosahexaenová). A termín EFAs (essential fatty acids) odkazuje na LA a ALA. Přestože termín EFAs a PUFAs se běžně zaměňují, musí být jasné, že všechny esenciální mastné kyseliny patří mezi polynenasycené mastné kyseliny, ale ne všechny polynenasycené mastné kyseliny lze řadit mezi esenciální mastné kyseliny. Nedostatek esenciálních mastných kyselin může být alternován polynenasycenými mastnými kyselinami, např.: při zabudování mastných kyselin do fosfolipidové membrány buněk, proto se také PUFAs označují jako funkční esenciální mastné kyseliny (Das, 2006). Mastné kyseliny řady n-3 se nacházejí v rostlinné stravě (α-linolenová kyselina) a také v mořské stravě (EPA, DHA). Téměř každý měsíc se objevuje nová studie přinášející důkazy o zdravotních účincích n-3 kyselin (Pratt, 2005). 4.2.1 Polynenasycené mastné kyseliny řady n-3 Podle staršího názvosloví také ( ω 3). Prekursorem kyselin řady n-3 je esenciální mastná kyselina α-linolenová (cis, cis, cis- 9,12,15- oktadekatrienová). Vlastní mastné kyseliny této řady jsou kyseliny přítomné v rybích tucích, z nich nejznámější je kyselina eikosapentaenová (tzv. EPA; all- cis- 5,8,11,14,17- eikosapentaenová) a kyselina dokosahexaenová (zvaná zkráceně DHA; all- cis 4,7,10,13,16,19- dokosahexaenová (Pánek a kol., 2002). Kyseliny řady n-3 jsou znázorněny spolu s některými kyselinami řady n-6 na obrázku 1. 4.2.2 Polynenasycené mastné kyseliny řady n-6 Podle staršího názvosloví také ( ω 6 ). Prekursorem je kyselina linolová (cis, cis- 9,12- oktadekadienová). Z kyseliny linolové lze metabolickou řadou pomocí enzymů desaturas a elongas zvýšit počet uhlíků a dvojných vazeb za vzniku kyseliny arachidonové (cis,cis,cis,cis- 5,8,11,14-eikosatetraenová). Kyselina arachidonová je prekurzorem kyseliny dokosapentaenové. Jiným prekurzorem je kyselina γ-linolenová (cis,cis,cis-6,9,12-oktadekatrienová), která se však ve stravě vyskytuje jen v nepatrném množství (Pánek a kol.,2002). 14

Obr. 1 Strukturální podoba zvolených mastných kyselin 4.3 Metabolická řada n-6 a n-3 mastných kyselin V lidském organismu se linolová a α-linolenová kyselina prodlouží o 2 až 6 atomů uhlíku (tzv. elongací) a vytvářejí se další dvojné vazby (tzv.desaturce), takže vznikají mastné kyseliny s 20-24 atomy uhlíku a se 3-6 dvojnými vazbami v molekule. Tyto vyšší esenciální mastné kyseliny mají v organismu živočichů nezastupitelnou úlohu jako prekurzory biologicky aktivních látek nazývaných eikosanoidy a jako modulační složky biologických membrán, neboť ovlivňují jejich fluiditu a flexibilitu. Pro člověka je nejdůležitější látkou arachidonová kyselina, která se ukládá v biologických membránách jako C-2 ester fosfatidylinositolu a jiných fosfolipidů. Enzymy katalyzující denaturaci a elongaci n-6 a n-3 mastných kyselin jsou stejné, snadněji však probíhá desaturace a elongace u n-3 mastných kyselin. Někteří lidé mají málo aktivní 6-desaturasu, takže jsou pro ně tyto přeměny znesnadněny. Hlavními faktory, které aktivitu 6-desaturasy negativně ovlivňují, jsou věk (u starších jedinců je aktivita enzymu nižší), výživa (inhibiční účinek na enzym má příjem ethanolu, negativní vliv má deficience vitaminu B 6, biotinu, Zn, Mg a Ca, vyšší příjem transnenasycených mastných kyselin a polohových izomerů přirozených nenasycených 15

kyselin potravou), stres a virové infekce. Dostupné jsou proto přípravky s γ- a dihomo γ-linolenovou kyselinou (Velíšek, 2002). Na obrázku 2 je zobrazeno schéma metabolismu esenciálních mastných kyselin v lidském organismu. Z esenciální linolové kyseliny (n-6) se metabolickou řadou syntetizuje kyselina arachidonová. Z esenciální kyseliny α-linolenové (n-3) vznikají její nejvýznamnější metabolity- kyseliny eikosapentaenová a dokosahexaenová. Významnými konečnými metabolity obou řad PUFA jsou tzv. eikosanoidy (cyklické struktury s dvaceti uhlíky). Eikosanoidy pocházející z arachidonové kyseliny na jedné straně a z kyselin EPA a DHA na straně druhé mají velice rozdílné fyziologické účinky (Komprda, 2003). Vznik posledních metabolitů obou řad (n-6 i n-3) probíhá podle odlišného schématu- 4 desaturace : nejprve na mastnou kyselinu působí elongasa, poté 6 desaturasa, následuje β-oxidace. Obr. 2 Schéma metabolismu esenciálních mastných kyselin v lidském organismu (Simopoulos, 2005). 16

4.3.1 Eikosanoidy Kromě erytrocytů produkují eikosanoidy všechny savčí buňky. K eikosanoidům se řadí: prostaglandiny leukotrieny prostacykliny thromboxany lipoxiny Tyto sloučeniny se např. uplatňují jako vasokonstriktory a vasodilatační látky při regulaci krevního tlaku, regulují srážení krve jako agregační a antiagregační látky krevních destiček (trombocytů), regulují funkci leukocytů, cykly spánku a bdění aj. (Velíšek, 2002). 4.3.1.1 Transformace esenciálních mastných kyselin na eikosanoidy Kyselina linolová se dehydrogenuje enzymově na kyselinu γ-linolenovou, která přechází prodloužením uhlíkového řetězce (syntéza mastných kyselin) na kyselinu dihomo-γ-linolenovou, která se dále dehydrogenuje na kyselinu arachidonovou. Ta se dále oxiduje na eikosanoidy, např. prostaglandin (Pánek a kol., 2002). Z arachidonové kyseliny vznikají v lidském organismu působením cyklooxigenasy a dalších enzymů přes cyklický endoperoxid prostaglandiny, prostacykliny a thromboxany řady 2 (s indexem 2, jako prostaglandin E 2, thromboxan A 2 aj). Jinou cestou oxidace kyseliny arachidonové je katalytické působení 5-, 12-, či 15- lipoxygenasy, přičemž vznikají odpovídající hydroperoxidy a ty dalšími reakcemi přecházejí na leukotrieny a lipoxiny (5-lipoxygenasy např. poskytují z arachidonové kyseliny leukotrieny s indexem 4, 12/15-lipoxygenasy poskytují lipoxiny s indexem 4). Z EPA vznikají analogicky prostaglandiny, prostacykliny a thromboxany s indexem 3 a leukotrieny s indexem 5. Z dihomo-γ-linolenové kyseliny (eikosatrienové) vznikají prostaglandiny s indexem 1 a leukotrieny s indexem 3 (Velíšek, 2002). Tento oxidační metabolismus kyseliny arachidonové a eikosapentaenové je znázorněn na obrázku 3. 17

4.3.1.2 Nejvýznamnější eikosanoidy Z eikosanoidů jsou nejdůležitější leukotrieny, thromboxany a prostacykliny. Leukotrieny způsobují kontrakci hladkého svalstva a mají vliv na aktivní pohyb leukocytů. Thromboxany jsou přítomny v krevních destičkách a usnadňují srážení krve (vznik trombů). Prostacykliny jsou přítomny v endoteliálních buňkách cév. K prostacyklinům patří např. prostaglandiny, které způsobují kontrakci dělohy (mají např. velký význam při porodu). Mohou být ovšem nebezpečné tím, že podporují také stahy cév a mohou vést i k infarktu. Tento účinek mají prostaglandiny odvozené od kyseliny arachidonové, kdežto obdobné deriváty odvozené od kyseliny EPA působí jako jejich antagonisté. Antagonismus prostanoidů odvozených od kyseliny arachidonové a kyseliny eikosapentaenové je významný, jde o vyšší nebo nižší účinek látek stejného charakteru. Rozhodující je podíl vzniklých thromboxanů ve vztahu ke zvýšení rizika infarktu myokardu. Pánek a kol. (2002) uvádí, že se má z tohoto důvodu poměr obou typů mastných kyselin udržovat v dietě zhruba na hodnotě 1 : 5 až 1: 10. Což je ovšem hodnota dosti vysoká a zcela přesahuje optimální poměr 1 : 1, který je těžko dosažitelný, a proto se udává kompromis 1 : 4. Obr. 3 Oxidační metabolismus kyseliny arachidonové a eikosapentaenové cyklooxigenasou a 5-lypoxygenasou (Simopoulos, 2005) 18

4.4 Přehled některých účinků EPA a DHA Kyselina eikosapentaenová je důležitá v prevenci srdečního infarktu především díky svému antitrombotickému efektu. Také se ukázalo, že zvyšuje čas krvácení a snižuje koncentraci sérového cholesterolu. Studie na primátech a na novorozeňatech ukázaly, že DHA je nutná pro normální funkci mozku hlavně u nedonošených dětí. Jiné studie ukazují, že tyto n-3 mastné kyseliny mohou snížit počet a velikost nádorů a prodloužit čas než se nádor objeví (Akoh, Min, 2002). DHA také redukuje krevní cholesterol a zvyšuje citlivost buněk na inzulin (Das, 2006). Mozek se skládá převážně z lipidů, včetně cholesterolu a mononenasycených tuků. Zatímco si naše tělo dokáže vytvořit cholesterol a většinu lipidů obsažených v mozku, vznik polynenasycených mastných kyselin záleží na množství n-6 a n-3 mastných kyselin, které jsou obsaženy ve stravě. V mozku jsou nejvíce zastoupeny kyseliny AA z řady n-6 a DHA z řady n-3. Tyto mastné kyseliny jsou inkorporovány do plazmatických membrán nervových elementů, přičemž DHA převažuje (Felix, 2005). Kyselina DHA představuje v mozku savců 30-50 % mastných kyselin, především je přítomná v membráně fosfolipidů. Dostupnost vhodného množství n-3 a n-6 mastných kyselin a různé růstové faktory jsou proto základem pro růst mozku a vývoj během perinatálního období a v adolescenci. Nedostatek EPA, DHA a AA během kritického období oslabuje růst mozku a vývoj vhodných synaptických spojů, což může vést k vývojovým vadám mozku a neuropsychologickým změnám- demenci, depresi, schizofrenii, Alzheimerově chorobě a neurodegenerativním chorobám jako Huntingtonova nemoc, Parkinsonova nemoc atd. a může poškozovat formování a upevňování paměti (Das, 2006). U savců se na počátku vývoje (tzv. rané etapě ontogeneze) uskutečňuje vlastní inkorporace DHA, ale i AA do CNS (centrální nervová soustava) přibližně 10 x rychleji než u dospělých. Tato selektivita je velmi zřetelná a netýká se dalších zástupců řady n-3 včetně např. základní vstupní MK, tj. kyseliny linolenové. Zvyšující se gradient kyseliny DHA od matky krví k novorozenci je nepřímým důkazem toho, že tato kyselina má pro vývoj jedince zcela mimořádný význam (Mourek a kol., 2007). 19

4.5 Úloha esenciálních mastných kyselin v organismu Pro člověka jsou esenciální polynenasycené mastné kyseliny (PUFAs), lidský organizmus je potřebuje pro tvorbu několika důležitých regulačních sloučenin (Stratil, 1993). Největší množství esenciálních mastných kyselin (hlavně kyseliny linolové) se spotřebuje na tvorbu buněčných a intracellulárních membrán, včetně membrán pokožky. Dále mají esenciální mastné kyseliny úlohu při rozmnožování, při výstavbě nervových tkání a asi 1 % slouží k syntéze eikosanoidů. Esenciální mastné kyseliny také zvyšují polaritu a tím i rozpustnost lipoproteinů krevní plasmy (Pánek a kol., 2002). EFAs se prostřednictvím transkripčních faktorů- jaderných regulačních proteinů (například SREBP- Sterol Regulatory Element Binding Proteins a PPAR- Peroxisome proliferator activated receptor) účastní regulace exprese genů, které řídí metabolismus lipidů a sacharidů (Holeček, 2006). EFAs/PUFAs hrají důležitou roli v srdečně-cévních (kardiovaskulárních) a jiných chronických degenerativních nemocech (hypertenze, diabetes mellitus, metabolický syndrom, lupénka, ekzém, atopický ekzém, tepenné srdeční choroby, aterosklerosa a rakovina). Z EPA a DHA vznikají molekuly, které potlačují zánět. Naopak z kyseliny arachidonové vznikají látky, které riziko zánětů zvyšují (Das, 2006). 4.6 Antioxidační ochrana dvojných vazeb PUFAs Aby se zabránilo oxidačnímu stresu z přemíry volných radikálů, který může být rovněž příčinou nebezpečných onemocnění (ateroskleróza, diabetes mellitus, zánětlivé stavy) a může též přispívat k stárnutí, případně i karcinogenezi, disponuje tělo řadou ochranných systémů. Mají charakter enzymů, ale i neenzymových faktorů- mezi ně patří skupina sloučenin, jež jsou v současnosti v centru pozornosti lékařů: antioxidanty a lapače. Tělo má tyto ochranné systémy: Enzymové superoxiddismutasy (SOD) glutathionperoxidasa myeloperoxidasa katalasa peroxydasy 20

Neenzymové vitaminy: α-tokoferol. L-askorbát, β-karoten, koenzym Q 10 flavonoidy rostlin kyselina močová manitol nenasycené mastné kyseliny ceruloplasmin Superoxiddismutasy (SOD) představují in vivo zřejmě nejdůležitější faktor, který chrání organismus před oxidačním stresem. SOD je skupina metaloproteinů schopná katalyzovat přeměnu superoxidu za vzniku H 2 O a O 2. Cytosolová SOD obsahuje měď a zinek, zatímco v mitochondriální SOD je obsažen mangan. Neenzymové faktory jsou četné a jsou to jednak endogenní látky (kyselina močová, nenasycené mastné kyseliny), jednak složky potravy. V prvé řadě sem patří vitamíny. Z nich antioxidačně nejúčinnější jsou tokoferoly (vitamíny E), pak kyselina askorbová (vitamín C) a provitamin β-karoten (Ledvina a kol., 2004 a). 4.6.1 Ochrana dvojných vazeb PUFAs pomocí vitamínu E Vitamín E neboli α-tokoferol je jedním z izomerů tokoferolů (α, β, γ, δ). Největší obsah tokoferolu je v oleji z pšeničných klíčků a ve slunečnicových, sojových a kukuřičných semenech (Ledvina a kol., 2004 b). Určení denní dávky vitamínu E je vzhledem ke značné šíři projevů jeho biologické aktivity dosti obtížné. Výživová doporučená denní dávka vitamínu E pro průměrného obyvatele ČR činí 12,5 mg/den, což je dávka potřebná pro zabránění zjevnému nedostatku (Hlúbik, Opltová, 2004). Při zvýšeném příjmu PUFA, který je doporučován, k této doporučené denní dávce přistupuje navíc 0,4 mg α-tokoferolu na 1 g polynenasycených mastných kyselin. Optimální příjem s cílem snížení rizika chronických degenerativních onemocnění (rakovina, srdečně cévní onemocnění) je 40 60 mg/den (Komprda, 2003). Základní metabolickou rolí α-tokoferolu je působit jako přirozený antioxidant a scavenger (zametač, lapač) reaktivních metabolitů kyslíku (Ledvina a kol., 2004 b). Rychlou reakcí α-tokoferolu s peroxylovymi radikály vznikají relativně stabilní tokoferoxylové radikály, které mohou být buď regenerovány reakcí s kyselinou 21

askorbovou, nebo se dva tokoferoxylové radikály spojí a vytvoří stabilní sloučeninu, popřípadě je tento radikál kompletně oxidován na tokoferolchinon (Hlúbik, Opltová, 2004). Ochranný účinek tokoferolu se uplatňuje zejména na nenasycených mastných kyselinách membránových fosfolipidů a také na plazmatických lipoproteinech, zejména na LDL částicích (lipoproteiny nízké hustoty). Tokoferol snižuje rozsah lipoperoxidace (Ledvina a kol., 2004 b). Ochrana LDL je umožněna tím, že molekuly vitamínu E jsou v plazmě transportovány v asociaci s LDL. Na 1 LDL částici připadá 6 molekul vitaminu E (Komprda, 2003). Ve vnitřní mitochondriální membráně na 200 molekul fosfolipidů připadá jako ochranný faktor jedna molekula tokoferolu (Ledvina a kol., 2004 b). 4.6.2 Ochrana dvojných vazeb PUFAs pomocí vitamínu C Kyselina askorbová působí jako kofaktor řady enzymů, je potřebná např. pro hydrogenaci prolinu a lyzinu při biosyntéze kolagenu, uplatňuje se při tvorbě karnitinu, noradrenalinu, účastní se metabolismu cholesterolu atd. Kromě toho má významnou úlohu v oxidoredukčních dějích a nezastupitelné místo jako antioxidant. Kyselina askorbová se oxiduje např. působením volných radikálů do dvou stupňů: na semidehydroaskorbát (askorbylový radikál) a dehydroaskorbát. V buňkách je přítomna převážně kyselina askorbová, kyselina dehydroaskorbová je u zdravých lidí ihned enzymově redukována. Hromadění dehydroaskorbové kyseliny může porušit v mikromolárních koncentracích buněčnou membránu a zvyšuje se vnímavost k oxidačnímu poškození. Nízké koncentrace vitamínu C v plazmě i v různých orgánech mohou být způsobeny zvýšenou zátěží volnými radikály. Značně snížené koncentrace vitamínu C mají proto kuřáci, pacienti s těžkými infekcemi, hypertenzí aj. Vitamín C stimuluje obranyschopnost organismu, mj. zvyšuje aktivitu fagocytů a chrání jejich membrány před oxidačním poškozením. Vitamín C je také potřebný pro regeneraci vitamínu E po jeho přeměně na tokoferoxylový radikál působením volných radikálů, spolupracuje přitom s glutationem a jinými antioxidanty (Racek, 2003). 22

5. VLIV n-3 POLYNENASYCENÝCH MASTNÝCH KYSELIN NA NĚKTERÉ NEMOCI 5.1 Projevy nedostatku polynenasycených mastných kyselin Nedostatek polynenasycených mastných kyselin řady n-3, resp. esenciálních se projevuje na pokožce (zvýšení propustnosti pro vodu, tvorba ekzemů a šupinatá kůže), dále v poruchách rozmnožování (v extrémních případech nastává sterilita), ve větší náchylnosti k infekcím, ve snadnější srážlivosti plazmatických lipoproteinů a v poruchách souvisejících s nedostatečnou tvorbou eikosanoidů (Pánek a kol., 2002). Deficit EFAs ve výživě je také dáván do souvislosti s hypercholesterolemií, rozvojem aterosklerózy, poruchami funkce nervového systému a hemokoagulace (Holeček, 2006). Tyto poruchy jsou zčásti vratné a je možno je odstranit podáváním potravy bohaté na esenciální polynenasycené mastné kyseliny, zejména rostlinných olejů a různých semen. Nejlepším zdrojem polynenasycených mastných kyselin jsou obiloviny, luštěniny, olejnatá semena a vejce (Stratil, 1993). 5.2 Zdravotní problémy spojené s nadměrným příjmem EPA a DHA Příliš vysoký příjem kyseliny EPA vede ke snížení počtu krevních destiček a prodloužení doby krvácení. Při nadměrném příjmu těchto kyselin je zvýšená potřeba vitamínu E jako ochranné látky proti pravděpodobným oxidačním pochodům vysoce nenasycených kyselin. Při konzumaci ryb, které jsou dobrým zdrojem kyselin EPA a DHA je zvýšená pravděpodobnost příjmu produktů oxidace (peroxidů a aldehydů), (Kalač, Špička, 2006). 5.3 Doporučená spotřeba polynenasycených mastných kyselin Spotřeba mastných kyselin se obvykle vyjadřuje v % veškeré přijímané energie. Doporučuje se, aby nejméně 1 % energie tvořila tato skupina mastných kyselin, jinak by mohly nastat některé příznaky jejich nedostatku. Podle různých autorů se doporučují různé dávky, a to až do 3-4 % přijaté energie, což by bylo výhodnější z hlediska složení lipidů krevní plasmy, ale mohly by vznikat 23

v nadměrném množství volné radikály. Z uvedeného příjmu by asi 70 90 % měly činit mastné kyseliny řady n-6 a 10 30 % mastné kyseliny řady n-3. Při dostatečném příjmu řepkového a sójového oleje je tento poměr dodržován (Pánek a kol., 2002). Podle Mourka a kol. (2007) by se měl příjem trans nenasycených mastných kyselin omezit co nejvíce, protože jsou aterogení, a to více než nasycené mastné kyseliny. Příjem cholesterolu max. 300 mg za den (s optimem 100 mg na 1000 kcal). Dle Musila (2002) by měl tvořit tuk ve vyvážené, racionální dietě zdravého, dospělého člověka maximálně 30 % celkového denního energetického příjmu. Potřeba esenciálních mastných kyselin je ovlivněna věkem a fyzickým stavem člověka. Musil (2002) doporučuje, aby denní příjem kyseliny linolové nebyl větší než 10 g a denní příjem kyseliny α-linolenové nepřesahoval 4 g. Dále doporučuje, aby denní příjem kyselin EPA a DHA z rybích zdrojů byl nejvíce 1 g. K úhradě denní potřeby kyseliny linolové a α-linolenové stačí přijmout potravou 1,5-2 lžíce řepkového oleje. Větší množství rostlinných olejů, případně rybího oleje se nedoporučuje používat (Musil, 2002). Vícenenasycené MK přijaté nad doporučený limit, mohou totiž v těle podléhat oxidačním reakcím, přičemž vzniklé oxidační produkty mají nepříznivý zdravotní efekt. 5.3.1 Rovnovážný poměr polynenasycených mastných kyselin řady n-3 : n-6 U EMK, jako i u jiných věcí týkajících se zdraví, je klíčová rovnováha. Činnost organismu neprobíhá optimálně bez rovnováhy EMK. Optimální rovnováhou mastných kyselin se rozumí rovnovážný poměr n-6 : n-3 mastným kyselinám v hodnotách 1 : 1 až 4 : 1 (Pratt, 2005). Přičemž hodnota 4 : 1 je spíše kompromisem mezi hodnotou v populaci běžnou v rámci současné stravy tzv. západního typu a hodnotou skutečně optimální, která by se měla co nejvíce blížit 1. Felix (2005) udává, že konzumace MK řady n-6 : n-3 se u některých osob pohybuje v poměru 20 : 1 nebo 10 : 1. 5.4 Role EFAs/PUFAs při vzniku zánětu Poměr n-6 : n-3 (kyselin linolové : α-linolenové) inkorporovaných do fosfolipidů buněčné stěny ovlivňuje riziko vzniku zánětu. Obsah EFAs ve výživě je jeden důležitý faktor, který ovlivňuje stupeň zánětlivosti, případně potlačení zánětu. Potlačení nebo rozvoj zánětlivé reakce závisí na tom, jaké vzniknou metabolity- denaturací a elongací z již zmiňovaných esenciálních mastných kyselin linolové a α-linolenové. Buněčná 24

membrána poté upraví odpověď buňky na zánět, poranění a zánětlivou reakci. Zvýšený příjem kyselin γ-linolenové, dihomo-γ-linolenové a kyselin eikosapentaenové a dokosahexaenové ve výživě podstatně snižuje zánětlivou reakci. Kyseliny DGLA, EPA a DHA potlačují signalizaci nukleárního faktoru kapa B (NF-κB), zatímco kyselina arachidonová tento faktor aktivuje (Das, 2006). Nukleární faktor kapa B je transkripční faktor, který přechází do jádra buňky a řídí transkripci genu pro řadu antiapoptotických proteinů, cytokininů, proteinů ovlivňujících proliferaci buněk a pro-adhezivní molekuly a enzymy zúčastněné v zánětlivém procesu (Fuchs, Neuwirtová, 2006). Výše zmíněné polynenasycené mastné kyseliny fungují jako endogenní ligandy pro receptory aktivované proliferátorem peroxisomů (PPARs), a tím potlačují zánětlivé reakce (Das, 2006). PPARs je skupina jaderných hormonálních receptorů, které se skládají z pěti nebo šesti regionů (A-F), kdy A/B domény obsahují NH 2 - terminální zakončení. C doména se váže na DNA a domény E/F (karboxylový konec) váží ligand, takže mají klíčovou roli při přenosu signálu vedoucího ke transkripci genu. V současné době byly popsány tři PPARs-α (468 aminokyselin), β (441 aminokyselin) a γ (479 aminokyselin). Přírodní ligandy PPARs jsou: mastné kyseliny, leukotrien LTB4, prostaglandiny (Masopust a kol., 2003). V dnešní době se předpokládá, že hlavní událostí, která aktivuje rozvoj řady chorob je nejnižší úroveň systémového zánětu. Spouští některé nemoci, jako je ateroskleróza, rakovina, astma, kardiovaskulární nemoci, jako lupus, revmatická artritida a sklerodermie, hypertenze, diabetes mellitus II. typu, obezita a neuropatologické nemoci jako schizofrenie, mrtvice, Alzheimerova a Parkinsonova choroba. Porozumění faktorům, které iniciují, regulují, udržují a vytváří podmínky pro udržení zánětu, má velký význam. Nedávné výzkumy dokazují, že zánět přirozeného stavu je aktivně řízený program. V tomto kontextu jsou zajímavé interakce mezi prozánětlivými cytokiny a proti-zánětlivými molekulami jako lipoxiny, jejich štěpení a jejich současný vztah (Das, 2006). 5.5 Aterosklerosa a polynenasycené mastné kyseliny Aterosklerosa, neboli kornatění tepen je degenerativní onemocnění cév. Způsobuje ji ukládání tukových látek a vápníku do jejich stěny. Typicky se projevuje snížením průtoku krve postiženou cévou a poruchou zásobení částí těla a orgánů. Aterosklerosa 25

se někdy označuje jako nemoc 20. století. Netrápí ale jen naši moderní civilizaci. Provází lidstvo již dlouhá tisíciletí. Známky kornatění tepen můžeme pozorovat i na mumiích staroegyptských faraonů. Dnes je aterosklerosa nejčastější příčinou úmrtí ve vyspělých státech (Anonym, 2005). 5.5.1 Vznik aterosklerosy- aterogeneze Příčinou aterosklerosy je narušení cévní stěny. To může být způsobeno mechanicky následkem vysokého krevního tlaku, působením chemických látek při kouření nebo poruchou funkce vnitřní výstelky cév. Do poškozeného místa se začínají ukládat tukové látky. Vzniká sklerotický plát. Postupně do něj prorůstá vazivo a hladká svalovina, ukládá se vápník. Cévy tvrdnou, ztlušťují své stěny a zužují průsvit. Na povrchu plátů se mohou zachytávat krevní buňky a vytvářet sraženiny (tromby), (Anonym, 2005). Na obrázku 4 je znázorněno postupné zužování cévy aterosklerotickou hmotou. Obr. 4 Aterosklerotická hmota postupně zužuje cévu Jednou za základních příčin rozvoje aterosklerózy se zdá být vysoká koncentrace lipoproteinů s nízkou denzitou (LDL) v krvi, která odráží příjem potravy bohaté na tuk (Wolfe, 1994). Vysoký příjem nenasycených tuků, především PUFA n-3, zvyšuje lipoproteiny o vysoké hustotě (HDL-frakci), naopak vysoký příjem nasycených tuků a cholesterolu zvyšuje frakci LDL, resp. koncentraci celkových lipidů v krvi (hyperlipidemie). Podstatný rozdíl mezi LDL a HDL je v tom, že LDL-částice velice snadno podléhají oxidaci. Právě oxidační poškození LDL-částic je klíčovým bodem při vzniku 26

aterosklerózy. Odlišná struktura HDL a LDL částic je patrná z obrázku 5 (Komprda, 2003). Obr. 5 LDL a HDL částice Riziko aterosklerózy zřetelně narůstá zejména při následujících hodnotách plasmatických lipoproteinů: Celkový cholesterol nad 6,2 mmol/l LDL cholesterol nad 4,1 mmol/l HDL cholesterol pod 1,0 mmol/l triacylglyceroly nad 2,0 mmol/l, (Anonym, 2007). Lipoproteiny přenášejí v krevním řečišti cholesterol. Částice LDL ho přenášejí z jater a střev do různých tkání, které ho využívají k opravě membrán nebo k produkci steroidů. HDL dopravují cholesterol do jater za účelem vyloučení nebo recyklace. Klasický pohled na vývoj aterosklerosy uvádí, že nadbytek LDL navodí podmínky pro vývin nemoci tím, že se hromadí na stěnách cév. Novější práce ukazuje, že jsou tyto částice v krevním řečišti oxidovány (cizorodé látky) a poté se akumulují uvnitř cévních stěn. Tyto pozměněné složky LDL poté vyvolávají zánětlivou odpověď, která nebezpečně mění tepny. Lékaři vysvětlují ochranný účinek HDL tím, že odstraňuje cholesterol z tepen. (Anonym, 2006). 27

Značné lokální rozdíly výskytu onemocnění závisejí zejména na počtu kuřáků a pacientů s diabetem nebo vysokým krevním tlakem (poslední dvě příčiny v závislosti na nadváze). K rozvoji aterosklerosy významně přispívají tzv. rizikové faktory. Rizikové faktory aterosklerosy: kouření krevní tlak dieta diabetes koncentrace cholesterolu hladina plazmatického homocysteinu (homocystein- sirná aminokyselina), (Wolfe, 1994). Naopak žádoucí hodnoty tukových látek v krvi jsou u celkového cholesterolu do 5,0 mmol/l, u LDL cholesterolu do 3,0 mmol/l, HDL cholesterol vyšší než 1,0 mmol/l a triacylglyceroly do 1,8 mmol/l (Anonym, 2007). Složení mastných kyselin v dietárního tuku je skutečně v uvedeném kontextu velmi důležité, protože poměr SFA, MUFA, PUFA v potravě ovlivňuje složení esterů cholesterolu, což je podstatné pro to, zda cholesterol bude přednostně vázán na LDL (při vysokém příjmu SFA), nebo na HDL (vyšší příjem MUFA, PUFA), (Komprda, 2003). 5.5.2 Děti s diabetem a ateroskleróza Je známo, že diabetici jsou často postiženi aterosklerózou. To, zda jsou aterosklerotické změny diabetiků patrny už v dětském věku, zjišťoval Järvisalo (2002) s kolegy. Sledovaným parametrem bylo subklinické ztluštění stěny koronárních arterií (intima-media thickness, IMT). Järvisalo se rovněž pokoušel zjistit, co by mohlo být konkrétní příčinou ztluštění artérií. U dětí s diabetem mellitus typu 1 byly hodnoty IMT výrazně vyšší. Tloušťka stěny byla v průměru 0,47 mm u diabetiků a 0,42 mm u zdravých. A příčina? Původně uvažované vyšší hladiny LDL cholesterolu příčinou nebyly- hladiny byly u diabetiků i kontrol srovnatelné. Měření schopnosti LDL cholesterolu oxidovat však naznačilo, kde bychom mohli příčinu hledat. LDL totiž u diabetiků oxidoval mnohem snadněji. Riziko vývoje subklinické aterosklerózy je tedy u dětí s diabetem typu 1 vyšší, než u zdravých. 28

5.5.3 Role EFAs/PUFAs při ateroskleróze Ateroskleróza neboli nemoc zánětu nižšího stupně je těsně spjata s integritou endoteliálních buněk. Zdravé endoteliální buňky syntetizují a uvolňují adekvátní množství kyseliny γ-linolenové (GLA), dihomo-γ-linolenové (DGLA), eikosapentaenové (EPA), dokosahexaenové (DHA), oxidu dusného (NO), prostacyklinů (PGI2, PGI3, PGI1) a pravděpodobně také lipoxiny (eikosanoidy). Tyto látky slouží k tomu, aby zabránily hromadění krevních destiček na povrchu cévní stěny a produkci pro-zánětlivých cytokinů. Produkce pro-zánětlivých cytokinů- interleukinu 1, 2, 6 (IL- 1, IL-2, IL-6) a tumor necrosis factor alfa (TNF-α) způsobuje kyslíkový stres, hyperglykemii, klinické nebo subklinické infekce a systémové záněty nižšího stupně jako např. při hypertenzi, hyperlipidemii a při metabolickém syndromu. Cytokiny jsou definovány jako sekreční regulační proteiny a glykoproteiny, které řídí přežívání, růst, diferenciaci a efektorové funkce somatických buněk. Mezi cytokiny řadíme mimo jiné také interleukiny. EPA, DHA, GLA a HDL částice potlačují syntézu a sekreci cytokinů IL-6 a TNF-α a snižují tvorbu volných radikálů, tím zabraňují kyslíkovému stresu. Nedostatek kyselin GLA, DGLA, EPA, DHA v buňkách cévní stěny (endotelu) může vyvolat zvýšení sekrece pro-zánětlivých cytokinů IL-6 a TNF-α, nížit plasmatickou a buněčnou koncentraci HDL a snížit tvorbu NO, PGI2, PGI3, PGI1, což může iniciovat a dále rozvíjet aterosklerosu. Za normálních podmínek je udržován vyvážený poměr mezi cytokiny, které podporují vznik zánětu a mezi eikosanoidy, které vznik zánětu potlačují, také je udržována rovnováha mezi agregací krevních destiček a naopak proti jejich shlukování, včetně těch molekul, které chrání před aterosklerosou. Interakce mezi různými PUFAs je velmi důležitá. V perfundované cévní tkáni zvyšují kyseliny dihomo-γ-linolenová a arachidonová přeměnu kyseliny EPA na prostacykliny řady 3 (PGI3), ty působí jako vasodilatátory, které uvolňují cévní stěnu, zatímco orálně přijímaná kyselina eikosapentaenová posiluje konverzi kyseliny arachidonové na prostacykliny 2 (PGI2), což vede k vasokonstrikci cévní stěny (Das, 2006). 5.5.4 Úloha n-3 PUFA v primární a sekundární prevenci aterosklerózy Dietologická doporučení mohou mít dvě základní úrovně. V prvním případě je cílem doporučená úprava poměru n-6 : n-3 ve stravě tak, aby se co nejvíce blížil ideálnímu poměru 1 : 1, případně kompromisu 1 : 4. V druhém případě je cílem doplňková dietní 29

léčba se záměrem výrazného ovlivnění rizikových biochemických parametrů (markerů metabolismu krevních lipidů a cholesterolu, zánětů, imunitní reakce aj.). V rámci sekundární prevence aterosklerózy je velmi vhodné trvale realizovat následné přístupy k úpravě stravy: nasycené mastné kyseliny nahradit nenasycenými mastnými kyselinami, snížit celkové množství tuku přijatého ve stravě, snížit příjem transnenasycených mastných kyselin nahrazením tuhého margarínu měkkým margarínem, preferováním celozrnného pečiva před bílým pečivem a omezením příjmu ztužených tuků (tuky vyráběné z rostlinných olejů, tzv. skryté tuky), (Volný, 2007). Dle Holečka (2006) se doporučuje podávání potravinového doplňku lecitinu. 5.6 Trombóza a PUFAs Mastné kyseliny řady n-3 jsou schopné zamezit tvorbě nežádoucích krevních sraženin tím, že produkují antiagregační eikosanoid tromboxan 3 (TXA 3). Naopak tvorba tromboxanu 2 (TXA 2), který je produktem metabolismu esenciálních mastných kyselin řady n-6, shlukování trombocytů podporuje. Srážení krve způsobené normální hladinou tromboxanu je nutné, aby zabránilo případnému krvácení. Abnormální srážlivost, způsobená velkým množstvím tohoto eikosanoidu, je nebezpečná. Tromby mohou zastavit krevní oběh v jakékoliv části těla. Pokud trombus nedovolí velkému množství krve dostat se do srdce nebo mozku, může způsobit infarkt myokardu nebo mrtvici (Felix, 2005). 5.6.1 Nové přístupy k prevenci trombózy Již dávno je obecně přijímána teorie, že omezení nasycených mastných kyselin v dietě a jejich náhrada nenasycenými mastnými kyselinami, mají své uplatnění v prevenci kardiovaskulárních nemocí. Zejména jde o PUFAs (n-3), pocházející z mořských ryb, jmenovitě o kyselinu eikosapentaenovou (EPA, 20:5 (n-3)) a kyselinu dokosahexaenovou (DHA, 22:6 (n-3)). Výzkum se začal rozvíjet po zjištění ze začátku sedmdesátých let, že na zdravotní stav Eskymáků západního grónského pobřeží má pravděpodobně příznivý vliv složení lipidů v jejich plazmě, ovlivněné potravou. Některé studie pak prokázaly, že dieta s n-3 nenasycenými mastnými kyselinami snižuje plazmatické triacylglyceroly a cholesterol. Některé práce se zabývaly vlivem mastných kyselin na krevní srážlivost. 30

Andriamampandry (1998) provedl sérii výzkumů, při kterých se užívalo modelování klinických situací na krysách, a to jako model pro arteriální trombózu a zvláštní model pro venózní trombózu. Testovali význam shora uvedených mastných kyselin, jejich esterů, v dietě a paralelně také purifikovaný přípravek rybího tuku MaxEPA. Ukázalo se, že ve srovnávacích pokusech pouze skupina s dietou MaxEPA dosáhla signifikantního snížení počtu destiček v krvi. Samotné dvě studované mastné kyseliny toho nedocílily. V modelu arteriální trombózy také pouze přídavek purifikovaného rybího tuku snížil statisticky významně okluzní dobu pro tepnu, a to o 70 %. Ve srovnání s dietou s nasycenými mastnými kyselinami se snížila u diet s rybím tukem a nenasycenými MK akumulace destiček na kolagenovém povrchu. Akumulace fibrinogen- fibrinu na trombogenním povrchu však byla u srovnávaných diet bez rozdílů. U modelu venózní trombózy byly výsledky srovnávacích pokusů méně výrazné. Z výsledků plyne, že po dietě s MaxEPA byla vesměs hmotnost vytvořených trombů menší. Ač nejsou mechanismy účinku jednotlivých nenasycených MK na trombotický proces dosud plně poznány, lze považovat za dokázané, že purifikovaný rybí tuk s obsahem vysokého podílu 20:5 (n-3) a 22:6 (n-3) má antitrombotickou účinnost na modelu arteriální trombózy a o něco méně i na modelu venózní trombózy. Předpokládá se, že bude užíván nejen v prevenci hypertriglyceridémie, ale i v prevenci trombózy. 5.7 Imunita Protizánětlivé působení PUFA n-3 se stalo podnětem pro větší počet studií a experimentů. Bylo prokázáno, že n-3 mají protizánětlivý neboli antiinflamatorní účinek (především kyselina DHA). Bylo prokázáno, že dlouhodobá aplikace rybího oleje nebo koncentrátu n-3 vede k průkaznému zlepšení imunitního systému, a to dokonce i u zcela zdravých jedinců. Případné disbalance jsou právě díky dietě bohaté na n-3 mnohem dříve a účinněji vyrovnávány. EPA ve vyšších dávkách rovněž pozitivně ovlivňuje imunitní systém, a to ve smyslu zkráceného průběhu zánětlivých procesů. Dokonce bylo prokázáno, že aplikace n-3 výrazně snižuje počet postchirurgických komplikací ve smyslu protizánětlivého působení. Vedle nálezů o pozitivním ovlivnění imunitních reakcí a vedle významu n-3 jako antiinflamatorního agens byla v posledních letech uskutečněna série výzkumných prací, pátrající po příčinách tohoto fenoménu. Bylo prokázáno, že DHA potlačuje aktivitu T- 31

lymfocytů. Dokonce již v roce 1989 existovala experimentální práce, ve které autoři prokázali, že PUFA n-3 inhibují syntézu interleukinu 1 a tumor necrosis faktoru alfa (TNF-α), které jsou pokládány za významné proinflamatorní cytokiny (viz výše). Porušení dostatečného přívodu esenciálních MK nebo neschopnost jejich elongace a desaturace, dlouhodobé porušení poměru n-6 : n-3 ve stravě apod. nepochybně nepříznivě ovlivní organismy ve smyslu možného vzniku alergických onemocnění (testováno ovalalbumiunem). V některých pracích autoři docházejí dokonce tak daleko, že se domnívají, že n-3 omezují či zpomalují karcinogenezi mj. právě proto, že snižují např. riziko chronických zánětů (Mourek a kol., 2007). 5.8 Vliv oxidačního stresu volnými radikály na polynenasycené mastné kyseliny Volné radikály (VR) jsou látky (atomy, molekuly, ionty) schopné samostatné existence, které mají ve svém elektronovém obalu nepárový elektron, eventuálně více nepárových elektronů. Vznikají z normální částice nejčastěji ztrátou či přijetím elektronu. Protože stabilní konfigurace vyžaduje párové seskupení elektronů, snaží se volné radikály chybějící elektron doplnit. Z toho plyne malá stabilita a vysoká reaktivita většiny volných radikálů. Volný radikál získá chybějící elektron, setká- li se s jiným radikálem, častěji však vytržením elektronu z intaktní molekuly. Z té se pak stává radikál a může napadnout jinou sloučeninu, přeměnit ji na radikál atd. Nastartuje se tak řetězová reakce, vedoucí k poškození řady molekul. Řetězová reakce je ukončena, setkají- li se dva radikály, obvykle však tehdy, setká- li se radikál s látkou, jejíž radikál je stabilní a může delší dobu přetrvávat. Protože ztráta elektronu je z elektrochemického hlediska oxidace, mají volné radikály oxidační účinek (Racek, 2003). Toxicita kyslíku, bez ohledu na jeho absolutní nezbytnost pro všechny aerobní organismy, je obecným jevem a připisuje se reaktivním formám kyslíku (ROS). Nutno podotknou, že tyto formy se v těle tvoří i při normálním zásobování kyslíkem a jsou pro některé děje v organismu nezbytné. Nejčastěji se setkáváme s VR kyslíku. Jednoelektronovou redukcí kyslíku se vytváří superoxidový radikál (O 2 -), také se používá označení superoxid, který patří mezi nejběžnější radikály. Tento superoxid se může protonizovat na hydroperoxylový radikál (HO 2 ). Jinou možností pro superoxid je přijetí dalšího elektronu a dvou protonů 32