Sledování příjmu vlákniny a jejího vztahu k množství tukové tkáně u obézních osob

Masarykova univerzita v Brně Lékařská fakulta Sledování příjmu vlákniny a jejího vztahu k množství tukové tkáně u obézních osob Diplomová práce v oboru Zdravotní vědy - Pedagogická specializace Výživa člověka Vedoucí diplomové práce: Mgr. Martin Forejt, PhD. Autor: Monika Chmelíková Brno, květen 2007

Jméno a příjmení autora: Monika Chmelíková Název diplomové práce: Sledování příjmu vlákniny a jejího vztahu k množství tukové tkáně u obézních osob Pracoviště: Ústav preventivního lékařství, LF Masarykovy univerzity v Brně Vedoucí diplomové práce: Mgr. Martin Forejt, PhD. Rok obhajoby diplomové práce: 2007 norem. Souhlasím, aby práce byla půjčována ke studijním účelům a byla citována dle platných

Ráda bych tímto poděkovala Mgr. Martinovi Forejtovi, PhD za odborné vedení, cenné informace a připomínky, které mi poskytl při zpracování předkládané diplomové práce. Děkuji také MuDr. Julii Bienertové - Vašků, do jejíhož výzkumu jsem se mohla zapojit při sběru dat pro diplomovou práci, za konzultace a poskytnuté informace. V neposlední řadě děkuji MVDr. Halině Matějové za poskytnuté studijní materiály a všem pedagogům, kteří se na mém vzdělávání v průběhu studia podíleli. Prohlašuji, že jsem diplomovou práci vypracovala samostatně pod vedením Mgr. Martina Forejta, PhD. a uvedla jsem v seznamu literatury veškeré použité literární a odborné zdroje. V Brně dne......

Obsah Obsah I. Teoretická část 1. Úvod... 8 2. Vláknina... 9 2.1 Definice vlákniny potravy... 9 2.2 Klasifikace složek potravní vlákniny... 11 2.3 Fyziologické účinky složek potravní vlákniny... 14 2.3.1 Působení vlákniny na trávicí trakt...15 2.3.1.1 Dutina ústní...15 2.3.1.2 Žaludek... 15 2.3.1.3 Tenké střevo... 15 2.3.1.4 Tlusté střevo...16 2.3.2 Fyzikální vlastnosti vlákniny ovlivňující její příznivé účinky... 19 2.3.3 Potravní vláknina a obezita... 19 2.3.3.1 Energetická denzita stravy... 21 2.3.3.2 Rychlost průchodu tráveniny GIT...22 2.3.3.3 Pocit sytosti a nasycení... 22 2.3.3.4 Ovlivnění absorpce živin, zejména krevních lipidů a glukózy... 24 2.3.3.5 Změny účinku gastrointestinálních hormonů u obézních... 25 2.4 Doporučený příjem... 27 2.5 Nežádoucí účinky vlákniny...28 3. Obezita... 29 3.1 Definice a charakteristika...29 3.2 Klasifikace obezity... 30 3.3 Etiopatogeneze...31 3.3.1 Energetický příjem... 31 3.3.2 Energetický výdej...32 3.3.3 Psychosociální faktory...33 3.3.4 Stravovací zvyklosti... 33 3.3.5 Genetické faktory... 34 3.3.6 Ostatní faktory ovlivňující obezitu... 34 4. Složení lidského těla...36 4.1 Tukuprostá hmota (FFM)...36 4.2 Netuková hmota (LBM) a tukuprostá hmota (FM)... 37 5. Metody měření tělesné kompozice...39 5.1 Metody založené na vodivosti... 39 5.1.1 Bioelektrická impedance... 39 5.2 Antropometrie... 41 5.2.1 Měření kožních řas... 41 5.3 Referenční metody... 42 5.3.1 Denzitometrie... 42 5.3.2 Duální rentgenová absorpcimetrie...43 5.3.3 CT a MRI... 43 5.3.4 Další referenční metody...43 5.3.4.1 Měření přirozeného izotopu draslíku... 43 5.3.4.2 Celotělová uhlíková metoda... 43 6.Tuková tkáň... 44 6.1 Hnědá tuková tkáň... 45

Obsah 6.2 Bílá tuková tkáň... 46 6.3 Vývoj a morfologie... 48 6.3.1 Unilokulární buňky...48 6.3.2 Multilokulární buňky...49 6.4 Sekreční funkce tukové tkáně... 50 6.4.1 Leptin... 50 6.4.2 Další produkty secernované tukovou tkání...51 6.5 Metabolismus tukové tkáně... 53 II. Praktická část 1. Cíl práce... 55 2. Hypotézy...56 3. Metodika... 57 3.1 Popis souboru...57 3.2 Antropometrie... 57 3.3 Metoda záznamu s pomocí odhadu...58 3.4 Zpracování dat... 58 4. Výsledky... 59 4.1 Rozložení sledovaného souboru... 59 4.1.1 Věkové rozvrstvení souboru...59 4.1.2 Rozložení souboru podle hmotnosti... 61 4.2 Příjem vlákniny... 62 4.2.1 Průměrný příjem vlákniny v celém souboru... 62 4.2.2 Průměrný příjem vlákniny ve skupině žen... 63 4.2.3 Průměrný příjem vlákniny ve skupině mužů...64 4.3 Energetický příjem... 65 4.3.1 Průměrný energetický příjem v celém souboru...65 4.3.2 Průměrný energetický příjem ve skupině žen... 66 4.3.3 Průměrný energetický příjem ve skupině mužů... 67 4.4 Množství tělesného tuku... 68 4.4.1 Průměrné množství tukové tkáně v celém souboru... 68 4.4.2 Průměrné množství tukové tkáně ve skupině žen...69 4.4.3 Průměrné množství tukové tkáně ve skupině mužů... 70 4.5 Hodnota BMI... 71 4.5.1 Průměrná hodnota BMI v celém souboru... 71 4.5.2 Průměrná hodnota BMI ve skupině žen... 72 4.5.3 Průměrná hodnota BMI ve skupině mužů...73 4.6 Příjem vlákniny dle věkové kategorie...74 4.6.1 Průměrný příjem vlákniny dle věku v celém souboru...74 4.6.2 Průměrný příjem vlákniny dle věku ve skupině žen... 75 4.6.3 Průměrný příjem vlákniny dle věku ve skupině mužů... 76 5. Ověření hypotéz... 77 6. Diskuse... 85 7. Závěr... 91 8. Souhrn... 92 9. Seznam použité literatury... 93

Seznam použitých zkratek Seznam použitých zkratek ADP adenosindifosfát AMPK aktivovaná proteinová kináza ATP adenosintrifosfát BIA bioelektrická impedance BMI body mass index BMM bone mineral mass kostní hmota CCK cholecystokinin CT computer tomography - počítačová tomografie CTV celková tělesná voda DAG diacylglycerol DEXA duální rentgenová absorpcimetrie DIT dietou indukovaná termogeneze DM diabetes mellitus ECT extacelulární tekutina FFA fat free mass tukuprostá hmota FM fat mass tuková hmota FOS fruktooligosacharidy GI glykemický index GIT gastrointestinální trakt GLP - 1 glykoprotein -1 HDL high density lipoprotein - lipoprotein s vysokou hustotou HSL hormon senzitivní lipáza CHOL cholesterol ICT intracelulární tekutina IL 6 interleukin - 6 KEV klidový energetický výdej KVO kardiovaskulární onemocnění KVS kardiovaskulární systém LBM lean body mass netuková hmota LDL low density lipoprotein - lipoproteiny s nízkou hustotou

Seznam použitých zkratek LPL MK MSH NIDDM NMR NSP POMC PYY RBP PPAR RS SAD SCFA TAG TGF β TNF - α UCP WHO WHR ZAG lipoproteinová lipáza mastná kyselina melanocyty stimulující hormon non-insulin dependentní diabetes mellitus nukleární magnetická rezonance neškrobové polysacharidy proopiomelanokortin tyrosin - tyrosin peptid retinol binding protein - protein vážicí retinol peroxisome proliferator aktivovaný receptor resistentní škrob sagitální abdominální rozměr short chain fatty acids - mastné kyseliny s krátkým řetězcem triacylglycerol transforming growth factor beta - růstový faktor beta tumor nekrotizující faktor alfa uncoupling protein - odpřahující protein world health organisation světová zdravotnická organizace waist-hip ratio - poměr pas-boky zinc α2 glykoprotein

úvod 1 Úvod Již po staletí lidé sledují příznivé účinky vlákniny či určitých druhů potravy, o nichž je dnes známo, že jsou jejím bohatým zdrojem. Nikdy jí však nebyla věnována taková pozornost jako nyní. Postupně se také vyvíjel termín charakterizující jednotlivé složky potravní vlákniny a jejich účinky na zdraví. Dnes existuje téměř přesný popis chemické struktury těchto látek a jsou dobře známy i jejich fyziologické účinky, což přispívá k jejich lepšímu využití v řadě odvětví od medicíny až po potravinářství. Se zvyšující se prevalencí civilizačních onemocnění, jako je diabetes mellitus, kardiovaskulární onemocnění, obezita, nádorová onemocnění a další, začíná potravní vláknina nabývat na významu. Objevuje se nespočet výzkumů věnujících se problematice nedostatečného příjmu vlákniny v souvislosti s některými chorobami a stále se hledají další oblasti jejího možného léčebného využití. Vláknina jako složka potravy různými způsoby ovlivňuje fyziologické procesy odehrávající se v lidském organismu. Mnohé z nich jsou více či méně spojeny s rozvojem onemocnění jako je DM, KVO, obezita a další. Nedostatečný příjem stravy s obsahem vlákniny může negativně pozměňovat zastoupení a koncentraci krevních lipidů, hladinu glykémie, což se později projeví např. rozvojem DM, poruchou lipidového metabolismu (hypercholesterolemie,..). V jiném případě se může mít nedostatek vlákniny ve stravě za následek narušení střevní mikroflóry produkcí škodlivých metabolitů, a tím poškození střevní sliznice a přispívat tak ke zhoršení stávajícího střevního onemocnění nebo k jeho rozvoji. V neposlední řadě se zvažuje využití vlákniny potravy, ať už jako komplexní složky potravy nebo pouze některých jejích frakcí, v léčbě obezity. Vláknina hraje díky svým jedinečným chemickým vlastnostem a fyziologickým účinkům významnou roli v regulaci příjmu potravy, jejím následném zpracování při transportu gastrointestinálním traktem. Specificky pozměňuje metabolismus látek v tukové tkáni, což je pravděpodobně jeden z klíčových mechanismů podílejících se na udržování a kontrole tělesné hmotnosti.

vláknina 2 Vláknina 2.1 Definice vlákniny potravy Koncepce pojmu vláknina potravy se během posledních let velmi změnila.termín vláknina poprvé použil E.H. Hispley v roce 1953, označil jím nestravitelné složky obsažené v buněčných stěnách rostlin. S podrobnější definicí vystoupil v roce 1969 anglický chirurg Dr. Hugh Trowell a Dennis Burkitt. Na základě studie, sledující konzumaci tradiční potravy různými etniky zjistili, že lidé s vysokým příjmem rostlinné stravy trpí velmi vzácně chorobami jako je diabetes, rakovina a KVO. [64] Od té doby její definice prošla poměrně dlouhou řadou revizí. Dnes je známo, že tento pojem zahrnuje mnohem více látek než se dříve předpokládalo a že má daleko významnější fyziologické účinky. [106] Přestože je známo mnoho návrhů definice pojmu vláknina potravy, neexistuje v současné době žádná taková, která by byla celosvětově uznávaná a zároveň brala v potaz veškeré její fyziologické, metabolické účinky a popisovala ji i z chemického hlediska. Problémy s vytvořením vhodné definice vlákniny vyplývají z nedostatku všeobecně uznávaných a spolehlivých metod stanovujících množství všech složek potravní vlákniny. [45] Výše zmíněné požadavky nejlépe splňuje definice potravní vlákniny navržená americkou společností cereálních chemiků (American Association of Cereal Chemists) v roce 2000. Kromě fyziologických a metabolických účinků popisuje také jednotlivé složky tvořící komplex vlákniny a jejich původ: Potravní vláknina je poživatelná část rostlin nebo analogů sacharidů, která je rezistentní vůči trávení a resorpci v tenkém střevě člověka. Ke kompletní nebo částečné fermentaci složek vlákniny dochází teprve v tlustém střevě. Pojem vláknina zahrnuje polysacharidy, oligosacharidy, lignin a další s rostlinami asociované látky. Potravní vláknina podporuje příznivé fyziologické účinky, včetně zlepšení vyprazdňování, kontroly hladiny krevního cholesterolu a glukózy. [86] Na základě této definice vznikla v Autrálii pod záštitou Australia New Zealand Food Authority v roce 2001 další. Dle té je potravní vláknina: Frakce jedlých částí rostlin nebo jejich extraktů, nebo analogů sacharidů, které jsou rezistentní vůči trávení a vstřebávání v tenkém střevě člověka, obvykle s kompletní nebo částečnou fermentací v tlustém střevě. Pojem zahrnuje polysacharidy, oligosacharidy a lignin. Potravní vláknina podporuje několik z násle následujících příznivých fyziologických účinků: laxaci, redukci krevního cholesterolu a modu-

vláknina laci hladiny glykémie. [106] National Academy of Science (NAS) zveřejnila v roce 2002 následující definici: Potravní vláknina je tvořena nestravitelnými sacharidy a ligninem, které se nachází jako intaktní složky uvnitř rostlin. Funkční vláknina je složena z izolovaných nestravitelných sacharidů, které mají příznivé fyziologické účinky na lidský organismus. Celková vláknina je chápána jako souhrn potravní a funkční vlákniny. NAS pojmenovává mnoho přírodních zdrojů vlákniny jako potravní vlákninu a většinu synteticky vyrobených druhů označuje jako funkční vlákninu. Přirozeně se vyskytující rezistentní škrob ( např. z celozrnných obilovin, luštěnin, vařených a mražených těstovin, brambor a rýže, nezralých banánů) je považován za potravní vlákninu. Rezistentní škroby, přidané do potravin jako zdraví prospěšné, jsou považovány za funkční vlákninu. [106] Podle Commission Codex Alimentarius (2006) představují potravní vlákninu polymerní sacharidy se stupněm polymerizace vyšším než 3, které nejsou štěpeny ani se nevstřebávají v tenkém střevě člověka. [45] Potravní vláknina je tvořena jednou nebo několika následujícími složkami: poživatelnými sacharidovými polymery vyskytujícími se v konzumované potravě, polymerními sacharidy, které lze ze syrového materiálu získat fyzikálními, enzymatickými nebo chemickými metodami, syntetickými polymerními sacharidy. Vykazuje následující příznivé účinky: snížená rychlost průchodu tráveniny GIT a zvýšení objemu stolice, fermentabilita střevní mikroflórou, snížení hladiny celkového a LDL cholesterolu v plazmě, snížené postprandiální glykémie a hladiny insulinu. [45] Z roku 2006 také pochází nizozemská definice potravní vlákniny, jejímž autorem je Health Council of Netherlands. Vlákninu definuje jako: Souhrnný termín pro látky nestravitelné a neabsorbovatelné v tenkém střevě člověka, mající chemickou strukturu sacharidů, složek analogických k sacharidům, dále lignin a příbuzné látky. [45] 10

vláknina 2.2 Klasifikace Složky potravní vlákniny [45]: neškrobové polysacharidy (NSP) celulóza, hemicelulóza, rezistentní oligosacharidy, lignin, substance asociované s ligninem nebo NSP v rostlinách (vosky, kutin, saponiny, fytáty, tanin, suberin), analoga sacharidů, jako jsou rezistentní škroby a dextriny, a syntetické složky (např. polydextróza, laktulóza, deriváty celulózy), vláknina živočichů (chitin, chitosan, kolagen chondroitin). Nestravitelné polysacharidy se skládají ze všech NSP rezistentních vůči trávení v tenkém střevě. Jsou fermentovány teprve v tlustém střevě. Jedná se o polymerní sacharidové řetězce obsahující od několika set až tisíc monomerních jednotek. Jednotlivé polysacharidy se vzájemně liší počtem a typem monomerních jednotek tvořících řetězec, druhem vazby mezi jednotlivými monomery, přítomností větvících bodů a obsahem kyselinových zbytků v molekule. [106] Mezi složky NSP patří např.celulóza s β-glykosidickou vazbou, hemicelulózy, arabinoxylany a arabinogalaktany. Jejich bohatým zdrojem jsou především vedlejší potravinářské produkty typu mláta, pšeničných otrub, řepných řízků. Do skupiny NSP se řadí také cukerné kyseliny (v pektinech), rostlinné gumy a slizy a galaktooligosacharidy. [24] Rezistentní oligosacharidy, např. fruktany (inulin a fruktooligosacharidy) jsou ve srovnání s NSP sacharidy s relativně nízkým stupněm polymerizace. Fruktooligosacharidy se od fruktopolysacharidů (inulin) liší pouze délkou řetězce. [106] Lignin je polymer fenylpropanu. Nepatří mezi sacharidy kovalentně vázané na fibrózní polysacharidy buněčných stěn rostlin. Má heterogenní složení od 1 nebo 2 jednotek až po mnoho fenylpropanových jednotek, spojených cyklicky. Právě tyto vlastnosti ho řadí mezi potravní vlákninu. [106] Analoga sacharidů mají vztah k látkám, které se přirozeně vyskytují jako potravní vláknina. Tyto složky vykazují fyziologické vlastnosti materiálů, k nimž jsou analogické. Mohou být vyrobeny pomocí chemických nebo fyzikálních procesů, cílenou syntézou nebo izolací v koncentrované formě z rostlin. Mezi analoga sacharidů patří polydextrózy, rezistentní maltodextriny a škrob, modifikované celulózy izolované z korýšů a jednobuněčných organismů. 11

vláknina [86] Rezistentní škrob je definován jako soubor škrobů a produktů jejich degradace, který není štěpen enzymy obsaženými v lidském tenkém střevě. Rezistentní škroby netvoří homogenní skupinu. Odolnost vůči trávicím enzymům závisí na počtu přirozených nebo vytvořených jevů, které tvoří podkategorie [82] : RS 1 je škrob fyzikálně nepřístupný digesci, nachází se v neporušených buněčných stěnách rostlin. [105] Nejvýznamnější zdroj tohoto typu škrobu představují obiloviny, semena a luštěniny. Jsou li mechanicky zpracovány, odolnost škrobu se výrazně snižuje. [82] RS 2 představuje škrobové granule, vysoce rezistentní vůči α- amyláze, do té doby než začne želatinovat. Tato forma škrobů se typicky nachází v syrových nebo nedovařených bramborách, banánech (částečně zelených) a kukuřici s vysokým obsahem amylózy. [82] RS 3 se obvykle tvoří během retrogradace škrobových granulek při zpracování potravin. Nachází se např. ve vařených a chlazených bramborách a cornflakes. [82] RS 4 tvoří skupinu chemicky modifikovaných škrobů, které jsou pravděpodobně odbourávány amylázou na rozpustné alkoholické frakce a jsou používány v mnoha přípravcích dětské výživy. [106] Rezistentní škrob představuje částice, které se vyskytují i na konci tenkého střeva. Znamená to tedy, že nepodléhají v tomto místě štěpení. Škrob je následně transportován do tlustého střeva, kde působí jako prebiotikum. Množství rezistentního škrobu v potravinách je ovlivněno především technologií použitou při zpracování potraviny. [85] Energetická hodnota škrobu je vypočítána přibližně na 8 KJ/g, což je ve srovnání s kompletně fermentovaným škrobem téměř o polovinu méně. Denní příjem RS v potravě se výrazně liší v závislosti na složení stravy. V rozvojových zemích se denní příjem RS odhaduje na množství 30-40 g/den (díky konzumaci stravy bohaté na škrob). Průměrný příjem RS v zemích EU se pohybuje v rozmezí 3-6 g/den. [82] Na základě fermentability lze složky vlákniny rozdělit následovně: 1. Částečně nebo málo fermentovatelné celulóza, hemicelulózy, lignin, rostlinné vosky, chitin, chitosan, kolagen. 2. Dobře fermentovatelné β-glukany, pektiny, rostlinné gumy, inulin, oligosacharidy a analogy, složky živočišného původu. [87] Složky vlákniny nejsou odbourávány ani se nevstřebávají během průchodu horními oddíly GIT. Díky tomu se mohou uplatnit jejich nutričně významné účinky jako je zpomalení 12

vláknina vyprazdňování žaludku a ovlivnění asimilace živin v tenkém střevě. V tlustém střevě jsou poté štěpeny bakteriálními enzymy. Tímto procesem vznikají mastné kyseliny s krátkým řetězcem SCFA (acetát, propionát, butyrát, laktát), které slouží jako významný lokálně dostupný energetický substrát pro buňky tlustého střeva. Představují až 80% energie kolonocytů, přispívají ke snižování ph prostředí tlustého střeva, zvyšují průtok krve tlustým střevem, a tím pomáhají předcházet rozvoji abnormální populace střevních buněk. [45, 82] Tvorba SCFA je jedním z možných faktorů podílejících se na snižování rizika vzniku kolorektálního karcinomu, na léčbě divertikulózy, zácpy, chronických střevních zánětů, apod., neboť tyto mastné kyseliny působí jako imunomodulátory, absorbují prokarcinogeny, inhibují růst škodlivých pektolytických bakterií, redukují výskyt potravinových intolerancí a alergií. [45, 114] Kromě SCFA vzniká při fermentaci vlákniny v tlustém střevě také menší množství plynů- CO 2, H 2 a CH 4. Produkce plynů je jednou z příčin vzniku nepříznivých vedlejších účinků konzumace vyšších dávek vlákniny. Rozsah tohoto procesu závisí na chemické struktuře a fyzikálních vlastnostech vlákniny. [87] 13

vláknina 2.3 Fyziologické účinky složek potravní vlákniny Příznivé účinky potravní vlákniny se liší podle typu konzumované vlákniny, jejího zdroje a fyzikálních vlastností. Nejvýznamnější účinky vlákniny potravy: zpomalení vyprazdňování žaludku zpomalení průchodu tráveniny GIT snížení odbourávání škrobu zlepšení střevních funkcí zvýšení hmotnosti stolice zvýšení bakteriální biomasy v tlustém střevě změny ph v lumen tlustého střeva prevence zácpy, divertikulózy, karcinomu tlustého střeva a žaludku zlepšení glukózové tolerance, insulinosenzitivity- prevence NIDDM, metabolického syndromu a KVO zlepšení metabolismu lipidů. [86] Druhy potravní vlákniny ovlivňující integritu potravy, jako je vláknina obsažená v celozrnných výrobcích, zelenině a ovoci, hrají významnou roli v prevenci některých patologických stavů. Preparáty s obsahem vlákniny z pšeničných otrub, lněných semen nebo cukrové řepy nachází využití v léčbě zácpy, divertikulózy a adiposity. Ovesné otruby se rovněž používají v léčba hypercholesterolemie. Některé druhy viskózní vlákniny (celulóza, guarová guma, psyllium, beta-glukany) lze využít v prevenci DM a hyperlipidémie. [105] Lidské trávicí ústrojí je z hlediska normální obnovy mukózní vrstvy a jejího mnohostranného fungování zcela závislé na pravidelném a dostatečném příjmu vlákniny a dalších polysacharidů, jsou-li dále štěpeny na fermentovatelné oligosacharidy. [114] 14

vláknina 2.3.1 Působení vlákniny potravy na trávicí trakt Potravní vláknina primárně ovlivňuje funkce GIT. Její účinky lze pozorovat ve všech stádiích zpracování potravy, od příjmu až po defekaci. Omezuje energetický příjem stravy, zpomaluje průchod tráveniny GIT, ovlivňuje aktivitu trávicích enzymů a uvolňování GI hormonů. Výsledkem je snížená absorpce některých živin. V tlustém střevě potravní vláknina tranzitní dobu naopak zvyšuje, což je zajištěno stimulací růstu střevních bakterií a zadržováním vody. Tyto děje se projevují nárůstem obsahu vody a tím také hmotnosti stolice. [11] 2.3.1.1 Dutina ústní Trávení živin začíná v dutině ústní, kde dochází ke zmenšování velikosti sousta, lubrikaci pomocí slin a přípravě k polknutí. Hydrolýzu škrobových zrn zahajuje enzym amyláza, který je obsažený ve slinách. Buněčné stěny polysacharidů významně ovlivňují texturu potravy a nepřímo se podílí na stupni mechanického štěpení rostlinných potravin před polknutím. V této souvislosti je třeba zmínit účinky vlákniny na texturu a chutnost potravy. Potraviny s vysokým obsahem vlákniny vyžadují k důkladnému rozžvýkání přijaté potravy vynaložení daleko vyššího úsilí a času než ostatní potraviny. Následkem jsou rozličné odpovědi a signály cefalické a gastrické fáze příjmu potravy, což se projeví rychlejším dosažením pocitu sytosti, a tím snížením následného příjmu potravy. [19] 2.3.1.2 Žaludek V žaludku jsou štěpeny velké fragmenty požité potravy důkladnou aktivitou žaludeční svaloviny v přítomnosti HCl a proteolytických enzymů. Podrobněji bude tato problematika zmíněna v následujícím oddíle, věnovaném účinkům vlákniny v regulaci tělesné hmotnosti. 2.3.1.3 Tenké střevo Tenké střevo je hlavním místem trávení a vstřebávání živin. Dochází zde k hydrolýze proteinů, lipidů a pokračuje hydrolýza škrobů působením pankreatických enzymů. Konečná stádia hydrolýzy makromolekulárních látek zajišťují extracelulární enzymy mukózní stěny střeva. Uvolněné produkty jsou vstřebány do krevního oběhu. U dospělých osob vstupují první 15

vláknina fermentovatelná rezidua potravy, obsahující komplexní sacharidy, do tlustého střeva přibližně 4,5 h po konzumaci. Nestravitelné sacharidy ve formě roztoku přichází do tlustého střeva až o 1,5 h dříve než složky potravy s obsahem vlákniny. Přítomnost reziduí pevné stravy zpomaluje průchod tráveniny GIT. Děje se tak částečně díky zpomalení vyprazdňování žaludku a zvýšené viskozitě tráveniny, která jí zajišťuje vyšší odolnost vůči peristaltickým vlnám. Rozpustné polysacharidy jako např. guarová guma, pektiny a β-glukany z ovsa dobu průchodu tráveniny GIT zvyšují ještě významněji. [58] Složky vlákniny jsou odolné vůči působení endogenních enzymů tenkého střeva, prochází tak trávicím traktem beze změny až do tlustého střeva, kde podléhají obvykle různému stupni fermentace působením bakteriálních enzymů tlustého střeva. [58] 2.3.1.4 Tlusté střevo Většina složek potravní vlákniny podléhá konečné degradaci až v tlustém střevě. Nestravitelné zbytky potravy, sekrety tenkého střeva a zbytky odloučených enterocytů vstupují do proximální části tlustého střeva, kde je pro jejich fermentaci ideální prostředí. Tlusté střevo obsahuje okolo 200 g bakterií a substrátů v polotekutém stavu. Většina bakterií tlustého střeva utilizuje sacharidy jako zdroj energie, ne všechny jsou ovšem schopny degradovat polysacharidy přímo. Přibližně polovinu sacharidů vstupujících denně do tlustého střeva tvoří nestravitelné škroby. [58] Vláknina poskytuje bakteriím tlustého střeva živiny a energii, posiluje jejich ochranné účinky, udržuje druhovou pestrost, potlačuje množení patogenních mikroorganismů, pomáhá udržovat vodní a elektrolytovou rovnováhu v GIT, podporuje růst sliznice na vnitřním povrchu střeva a její funkce, reguluje imunologickou aktivitu střeva, je zdrojem antioxidantů, které udržují oxidoredukční rovnováhu v prostředí a chrání střevní stěnu před oxidačním poškozením. [114] Z výše zmíněných příznivých účinků vyplývá, že funkce vlákniny je podmíněna přítomností vhodných typů střevních bakterií. [114] Hylla et al. (1998) poukazuje na význam rezistentního škrobu v bakteriálním metabolismu a díky tomu na možnou souvislost s prevencí rakoviny tlustého střeva. Strava s vysokým obsahem RS zvyšuje vlhkou i suchou hmotnost stolice o 49, resp.56%., snižuje aktivitu bakteriální betaglukosidázy, koncentraci celkových a zejména sekundárních žlučových kyselin, koncentraci neutrálních sterolů. [52] Tyto závěry podporují i výsledky studie provedené na Deakin University v Austrálii a univerzitě v Torontu. Zde bylo 16

vláknina zjištěno, že RS významně zeslabuje hromadění potenciálně škodlivých vedlejších produktů (amoniak, fenol) fermentace bílkovin v tlustém střevě a zároveň také snižuje ph ve střevním lumen. [13] Studie sledující účinky RS na metabolismus SCFA prokázala, že RS významně ovlivňuje metabolismus MK s krátkým řetězcem, ve sledované skupině byl poměr MK s krátkým řetězcem výrazně vyšší ve srovnání s kontrolní skupinou, přijímající stravu s nízkým obsahem vlákniny. [56] Možným pozitivním působením RS na střevní funkce se zabývalo nespočet studií. Příznivé účinky RS v léčbě zánětlivých střevních onemocnění lze zřejmě přisoudit zvýšené tvorbě SCFA jako konečných produktů odbourávání RS. Na druhou stranu bylo zatím provedeno málo studií zabývajících se sledováním potenciálních příznivých účinků RS v souvislosti se zácpou a divertikulózou. Ovšem díky pozitivnímu působení RS na objem stolice, její konzistenci a tranzitní čas GIT lze předpokládat, že zvýšená konzumace RS je prospěšná i jako podpůrný faktor léčby výše zmíněných onemocnění. Zároveň se zdá výhodnější kombinace RS s jinou formou potravní vlákniny. Tuto domněnku například potvrdil výzkum u dobrovolníků s familiárním výskytem kolorektálního karcinomu, který provedl v roce 2004 Muir. Podával jim zdroj vlákniny kombinující pšeničné otruby s RS. Výsledkem bylo výrazné snížení tranzitního času a fekálního ph, zvýšený výdej SCFA ve stolici a snížení celkové koncentrace fenolu jako rizikového faktoru kolorektálního karcinomu. [76] Velkou výhodou RS, zejména jeho terapeutického využití, jsou minimální vedlejší účinky dané téměř nulovou produkcí plynů při fermentaci v tlustém střevě. [82] Další složkou vlákniny s příznivým působením na bakteriální mikroflóru střeva jsou fruktooligosacharidy (např.inulin a jemu podobné fruktany). Podporují množení bifidobakterií a dalších mikrobiálních druhů. Podobně působí i ostatní složky potravní vlákniny, např. hemicelulózy. [114] Fermentace inulinu v tlustém střevě je selektivní proces. Inulinové fruktany stimulují růst bifidobakterií, což se projevuje významnými změnami ve složení střevní mikroflóry doprovázenými zvýšením počtu potenciálně zdraví prospěšných bakterií a redukcí počtu zdraví škodlivých druhů. Fruktany jsou obvykle absorbovány a metabolizovány v glykolytické dráze nebo přímo uloženy ve formě sacharidů a škrobů podobných glykogenu. Žádná z molekul fruktózy nebo glukózy tvořící inulin a oligofruktózu není odbourávána v horních oddílech GIT včetně tenkého střeva. Výjimkou je částečná hydrolýza v dutině ústní. Nedostávají se tak do portálního oběhu a mají tudíž nízkou kalorickou hodnotu. [35,81] 17

vláknina Inulinové fruktany také stimulují proliferaci epiteliálních buněk tlustého střeva zvýšením koncentrace polyaminů, mění profil mucinů a modulují endokrinní a imunitní funkce. Mechanismus působení inulinu a oligofruktózy nespočívá v jejich fyzikálně chemických vlastnostech, ale biochemických a fyziologických rysech. V tlustém střevě jsou inulin a podobné oligosacharidy odbourávány za tvorby mastných kyselin s krátkým řetězcem, což jsou substance, které by zřejmě mohly vysvětlit příznivé působení fruktanů inulinového typu. [89] Účinky potravní vlákniny na tlusté střevo jsou zprostředkovány částečně fermentací, dále závisí na fyzikálních vlastnostech vlákniny, nejsou však přímo spojeny s jejím chemickým složením. [17] V souvislosti s působením vlákniny na funkce tlustého střeva je třeba zmínit její vliv na hmotnost stolice. Zvýšený příjem vlákniny zvyšuje významně hmotnost stolice. Mechanismus působení vlákniny na zvětšení objemu stolice není přesně znám. Zvažuje se několik možností: 1. S rozpustností a mírou degradace vlákniny působením střevní mikroflóry je spojená schopnost potravní vlákniny zadržovat vodu. Snadno odbouratelné typy vlákniny (necelulózové polysacharidy) ovlivňují objem stolice v mnohem menší míře než vláknina odolná vůči degradaci, např. celulóza. Rozrušením buněčných stěn se zvyšuje fermentabilita potravní vlákniny. Mechanismus, jakým celozrnné obiloviny ovlivňují funkce střeva, je možná ovlivněn také látkami asociovanými s vlákninou. Příkladem může být lignin omezující přístupnost pro střevní mikroflóru, čímž snižuje fermentabilitu vlákniny. Podobně působí také fenolové kyseliny - látky doprovázející celulózu a další polysacharidy. [17, 93] 2. Zvýšený objem stolice v tlustém střevě snižuje tranzitní čas tráveniny díky obsahu nestravitelných zbytků vlákniny a proliferaci mikroorganismů. Vede také ke snížení absorpce vody, a tím nárůstu jejího obsahu ve stolici, což se opět projeví její zvýšenou hmotností. [93] Hlavními faktory přispívajícími ke zvýšení objemu stolice při konzumaci ovesných otrub jsou bakterie a lipidy, avšak při konzumaci pšeničných otrub je za zvýšení objemu stolice odpovědná nestravitelná rostlinná vláknina. Ovesné otruby zvyšují hmotnost stolice tím, že poskytují rychle fermentovatelné druhy rozpustné vlákniny potřebné pro růst bakteriální flóry v proximálním colon. [53] Fyziologické účinky vlákniny související se zvětšením objemu stolice jsou zřejmě způsobeny také obsahem pentózy v molekule. Slavin et al. (1997) uvádí, že příjem vlákniny obsahující pentózu v molekule je spojený s nárůstem hmotnosti stolice. [93] Obecně lze říci, že fyziologické účinky vlákniny jsou z velké míry zprostředkovány jejími fyzikálně chemickými vlastnostmi. Mnohé z nich také ovlivňují stravitelnost jednotlivých 18

vláknina druhů vlákniny. Účinky potravní vlákniny závisí rovněž na užité formě. Je prokázán významný rozdíl mezi purifikovanou vlákninou a intaktní vlákninou v konkrétní potravině, což je dáno především obsahem některých látek doprovázejících vlákninu v těchto potravinách. Příkladem jsou lektiny a fytáty. [87] 2.3.2 Fyzikální vlastnosti vlákniny ovlivňující její příznivé účinky: Viskozita Zvýšená viskozita potravy, daná obsahem vlákniny, vede ke snížení rychlosti vyprazdňování žaludku, a tím zpomalení transportu žaludečního obsahu do tenkého střeva. Tento mechanismus také vysvětluje zvýšení celkového tranzitního času průchodu tráveniny z dutiny ústní po konečník. Má-li potrava vyšší viskozitu, je významně ovlivněna také absorpce živin v tenkém střevě. [17] Rozpustnost Substráty s vyšší rozpustností jsou lépe přístupné hydrolytickým enzymům a díky tomu jsou až na některé výjimky odbourávány rychleji. Účinky vlákniny se výrazně liší v závislosti na její rozpustnosti. Rozpustné typy vlákniny jsou spojovány se snižováním hladiny cholesterolu v krvi a zlepšováním glukózové tolerance. Předpokládalo se proto, že mají větší význam při zvládání metabolických onemocnění (obezita, diabetes, apod.). Nerozpustná vláknina hraje větší roli lokálně v GIT. Především zlepšuje vyprazdňování, a tím se více uplatňuje v terapii onemocnění typu divertikulózy, zánětlivých střevních onemocnění, kolorektálního karcinomu. [93] Většina studií sledujících působení rozpustné a nerozpustné vlákniny při léčbě obezity ukázala na úspěšnou regulaci tělesné hmotnosti nejen při konzumaci rozpustné vlákniny ale i nerozpustné. Množství vlákniny podávané v provedených studiích se liší od 3 do 20 g/den. Fermentaci ovlivňuje také motilita GIT a individuální rozdíly ve složení střevní mikroflóry. [41] 2.3.2 Potravní vláknina a obezita Vztah mezi příjmem vlákniny a tělesnou hmotností poprvé zvažoval Cleave v roce 1974 a později se touto problematikou zabýval mimo jiné také Burkitt a Trowell. [49]. Kromhout et al. (2001) zveřejnil výsledky studie, do níž bylo zapojeno sedm rozvinutých zemí z celého 19

vláknina světa. Předmětem bylo sledování fyzické aktivity, stravovacích návyků a množství tělesného tuku u mužů. Výsledky studie poukázaly na fakt, že tělesný tuk koreluje s množstvím vlákniny přijaté ve stravě. [63] K nejvíce zvažovaným faktorům hrajícím roli v regulaci tělesné hmotnosti, patří: nízká energetická denzita stravy obsahující vlákninu zpomalení vyprazdňování žaludku a celkové zvýšení tranzitního času vyšší pocit sytosti a nasycení redukce stravitelnosti potravy zvýšená ztráta energie stolicí ovlivnění hormonů GIT nutnost delšího a důkladnějšího žvýkání při konzumaci. [87] Dostatečný příjem vlákniny ve stravě tak může díky jejím specifickým fyziologickým účinkům hrát velmi důležitou roli v regulaci tělesné hmotnosti. [19] Strava složená z potravin s vysokým obsahem vlákniny je obvykle bohatá na mikronutrienty a další látky bez nutričního významu. Je zpracována daleko pomaleji než strava bez obsahu vlákniny, má obvykle nižší kalorickou denzitu, obsahuje méně tuků a jednoduchých cukrů. Tyto faktory podporují časnější nástup pocitu sytosti, zpomalení průchodu tráveniny GIT, zvětšení objemu stolice, a tím usnadňují vyprazdňování. Z těchto důvodů se stále více uvažuje o možnosti preventivního a léčebného využití potravní vlákniny u obézních pacientů. [71] Příznivé účinky vlákniny v regulaci tělesné hmotnosti jsou dány její schopností zpomalovat proces vstřebávání živin modifikací metabolické odpovědi na jejich příjem, schopností zvyšovat vylučování žlučových kyselin a také metabolickým účinkem SCFA produkovaných střevními bakteriemi. [103] Obezita je obvykle doprovázena celou řadou patologických stavů, z nichž mnohé mají vratný charakter a po snížení hmotnosti se spontánně upraví. Touto problematikou se zabýval Smith (1987), který ukazuje pozitivní působení zejména gelotvorných druhů vlákniny při redukci zvýšené hladiny LDL cholesterolu bez ovlivnění koncentrace HDL frakce. Příznivé účinky byly pozorovány i ve zlepšení glukózové tolerance. Hlavním faktorem uplatňujícím se v těchto procesech jsou pravděpodobně gelotvorné vlastnosti vlákniny vedoucí ke zvýšení viskozity sliznice GIT, a tím zpomalení procesu vstřebávání. [94] Konzumace stravy bohaté na potravní vlákninu je považována za prediktivní faktor normální hmotnosti a normálního BMI. Barton et al. (2005) sledoval konzumaci cereálních výrob- 20

vláknina ků u adolescentních dívek v souvislosti s jejich hmotností. Výsledky ukázaly, že konzumace cereálních snídaní, jako součást celkového zdravého životního stylu, hraje pravděpodobně roli v udržování optimálního BMI. [10] Výzkumy studující vztah příjmu specifických nutričních složek a složení těla, zejména zmnožení tuku v organismu, potvrzují hypotézu, že obézní osoby konzumují větší množství tuků, sacharidů a naopak mají nízký příjem vlákniny. [25] Miller et al. (1994) na základě výsledků své studie zjišťující rozdíl v energetickém příjmu a složení stravy mezi obézními a štíhlými osobami doporučuje spíše změny ve složení stravy s vyšším zastoupením vlákniny, než snížení energetického příjmu při regulaci hmotnosti u dospělých osob. [75] Ke stejnému závěru dospěl také Nelson (1996), který sledoval složení stravy ve vztahu k množství tuku v těle u mužů. [80] Appleby et al. (1998) sledoval souvislost mezi vegetariánskou stravou a BMI. Výsledky jeho studie ukazují, že lidé, kteří nekonzumují maso, mají nižší BMI. Což je možné přisoudit jak vyššímu zastoupení stravy s obsahem vlákniny, tak i nižšímu příjmu živočišného tuku. Pravděpodobně je to však dáno kombinací několika faktorů. [5] 2.3.3.1 Energetická denzita stravy Energetická denzita stravy je definována jako množství dostupné energie na jednotku hmotnosti potravy (KJ/g). [30] Vláknina spolu s dalšími složkami potravy patří mezi významné faktory ovlivňující energetickou denzitu potravy. Potraviny s vysokým obsahem vlákniny mají ve srovnání s potravinami s vysokým obsahem tuku nižší energetickou denzitu, což je spojováno se schopností vlákniny přispívat ke zvýšení hmotnosti a objemu stravy. [19] Přídavek vlákniny ke stravě snižuje poměr energie ku hmotnosti konzumované potraviny. Vláknina tak vytlačuje energii ostatních živin a tím dodává potravinám vyšší hmotnost a navozuje pocit sytosti. Studie sledující souvislost mezi energetickou denzitou potravy a tělesnou hmotností potvrzují předpoklad, že vysoká energetická denzita může působit jako rizikový faktor rozvoje obezity. [54, 110] K podobným závěrům dospěl také Kant et al. (2005). Uvádí, že strava s vysokou energetickou denzitou a nízkým obsahem ovoce a zeleniny byla spojena s vysokým BMI. [59] 21

vláknina 2.3.3.2 Rychlost průchodu tráveniny trávicím traktem Rychlost a míra zpracování přijaté potravy v organismu závisí zejména na jejím chemickém složení, fyzikálních vlastnostech, energetické hustotě, ale také bakteriální fermentaci, neurálních a hormonálních faktorech. Meier et al. (1993) porovnával účinky normální stravy se dvěma formami tekuté stravy (s přídavkem rozpustné vlákniny a bez) z hlediska orocekálního tranzitního času. Výsledky jeho pozorování jsou ovšem rozporuplné. Přídavek vlákniny ke stravě orocekální tranzitní čas neovlivnil. [74] Vláknina působí na každou fázi gastrointestinální motility odlišně. K prvnímu zpomalení procesu trávení dochází prakticky už v dutině ústní. Tvrdé potraviny, k nimž potraviny s vyšším obsahem vlákniny patří, je nutné žvýkat důkladněji. Díky tomu mohou potraviny s obsahem vlákniny přispívat k regulaci trávení ve smyslu jeho zpomalení již v prvních fázích procesu. [50] K mnohem patrnějšímu zpomalení posunu tráveniny trávicím traktem dochází teprve v žaludku. Rozrušení a disperze nepoddajných částí potravy a buněčných stěn je značně obtížné, což má za následek výrazné zpomalení procesu trávení. [58] Vliv různých zdrojů vlákniny na vyprazdňování žaludku je dlouho znám jak u experimentálních zvířat, tak u člověka. Vláknina zvyšuje viskozitu žaludečního obsahu, a tím výrazně zpomaluje rychlost vyprazdňování žaludku. [65] Z tohoto pohledu se nejefektivněji uplatňují rozpustné druhy vlákniny, které tvoří gel zpomalující vyprazdňování žaludečního obsahu, což přispívá k dlouhodobějšímu pocitu nasycení. [34] Nejvíce se účinek vlákniny projevuje v oblasti tlustého střeva. Bylo zjištěno, že zde vláknina zvyšuje frekvenci střevních pohybů a z toho důvodu se zvažuje její využití v léčbě zácpy. [50] 2.3.3.3 Pocit sytosti a nasycení Strava s vysokým obsahem vlákniny má velký objem. Předpokládá se, že díky konzumaci takové stravy se snáze dosáhne pocitu naplnění žaludku a nasycení. Tento názor je ovšem trochu rozporuplný. Autoři zabývající se touto problematikou podávají odlišné závěry. Nejvíce se vztahem vlákniny potravy a pocitu sytosti zabýval Heaton. [49] Výzkumy zaměřené na studium účinků různých typů vlákniny na chuť k jídlu, příjem potravy a proces sycení nevykazují konzistentní výsledky. Liší se především v závislosti na typu potravní vlákniny a zda byla použita jako přirozeně se vyskytující složka potravy nebo 22

vláknina v izolované formě v podobě potravního doplňku. Větší množství celkové vlákniny (30g/ pokrm) může redukovat energetický příjem nejen přímo z konzumovaného pokrmu, ale i následně pozřeného jídla. Je to zřejmě zajištěno kombinací několika faktorů - nízké denzitě potravin s vysokým obsahem vlákniny, objemem, apod. [45] Dalším faktorem ovlivňujícím následný příjem potravy je hodnota GI. Ta je dána několika faktory: typem obsaženého škrobu, fyzikální strukturou, způsobem zpracování potraviny, obsahem tuků a bílkovin v potravě a obsahem potravní vlákniny. Vláknina potravy je odolná vůči působení trávicích enzymů člověka, není tedy rozkládána na jednoduché formy cukrů. Neovlivňuje proto hladinu glykémie a lze ji tak vyloučit z kalkulace GI. Tato skutečnost je významná především u pacientů, kteří potřebují regulovat tělesnou hmotnost. Přidáním vlákniny do potraviny se snižuje množství sacharidů přístupných trávení, a tím i glykemická odpověď. Některé typy vlákniny, zejména nerozpustné, navíc významně ovlivňují chuť a texturu potravin. Což je další z faktorů souvisejících s nižším příjmem potravy. [42] Strava s vysokou hodnotou GI má za následek rychlejší absorpci glukózy z tenkého střeva, což indukuje hormonální (zvýšená hladina insulinu, nízká hladina glukagonu, glykémie a hladina MK) a metabolické změny (zvýšená hladina epinefrinu v plazmě) podporující zvýšený příjem potravy u obézních jedinců. [68] Warren et al. (2003) se věnoval ovlivnění příjmu potravy následně po konzumaci snídaně s nízkým GI u prepubertálních dětí. Podávaná snídaně obsahovala ovocné šťávy, obilné výrobky a mléko s/bez chleba s margarínem. Výsledky ukázaly, že příjem potravy po konzumaci snídaně s nízkým GI byl významně nižší než po jídle s vysokým GI. [109] Také Ball et al. (2003) uvádí, že dlouhodobější pocit sytosti po konzumaci potravin s nízkým GI by mohl hrát významnou roli v redukci kalorického příjmu a tedy i při snaze o dlouhodobé udržování tělesné hmotnosti. [8] Zpomalená absorpce živin v tenkém střevě vedoucí k zmírnění postprandiálního nárůstu insulinu urychluje dodávku potravy do terminálního ilea. Sem jsou přenášeny signály sytosti a zvyšuje se hladina plazmatického CCK- hormonu zprostředkovávajícího tukem indukovaný pocit nasycení. [61] Některé studie se také zabývaly souvislostí mezi konzumací RS a pocitem sytosti. Neprokázaly ovšem žádné nebo jen velmi slabé asociace mezi konzumací rezistentního škrobu a sytostí. [82] 23

vláknina 2.3.3.4 Ovlivnění absorpce látek, zejména lipidů a glukózy Obezita je stav spojený s řadou zdravotních komplikací. Patří mezi ně také poruchy metabolismu lipidů a glukózy. Zvýšená hladina jednotlivých frakcí lipidů, zejména LDL cholesterolu, je považována za rizikový faktor KVO. Možnosti ovlivnění těchto parametrů složkami potravní vlákniny jsou tedy v centru pozornosti odborné veřejnosti. Z hlediska redukce rizika KVO je nejefektivnější rozpustná vláknina (pektiny, guarová guma, inulin, hemicelulózy,..) a druhy vlákniny s vysokou viskozitou (ovesné otruby, luštěniny, psyllium), které snižují koncentraci celkového i LDL cholesterolu a pravděpodobně i TAG v plazmě. [58,65] Mechanismus, kterým vláknina snižuje hladinu lipidů v plazmě, lze vysvětlit jednak vazbou žlučových kyselin a přerušením jejich enterohepatálního oběhu a následným zvýšeným využíváním cholesterolu k jejich nahrazení, ale také působením na vstřebatelné produkty fermentace v tlustém střevě, tzn.scfa, které inhibují tvorbu cholesterolu a ostatních lipidů. [96, 99] Většina zdrojů rozpustné vlákniny významně snižuje vstřebávání neutrálních nebo kyselých sterolů v tenkém střevě. [65] Snížení koncentrace neutrálních sterolů potvrdila také studie provedená Hyllou et al. (1998). Byla zde sledována souvislost příjmu RS a snížení rizika rakoviny tlustého střeva. [52] Jenkins (2001) uvádí, že strava s vysokým obsahem vlákniny snižuje koncentraci TAG v plazmě, hladinu LDL cholesterolu, zvyšuje vylučování žlučových kyselin stolicí a objem stolice. Díky tomu významně snižuje rizikové faktory KVO a rakoviny tlustého střeva. [56] Podobně je tomu i v případě ovlivnění metabolismu glukózy stravou s vysokým obsahem vlákniny. Nestravitelné oligosacharidy ovlivňují glykémii a insulinémii působením na bakteriální produkci SCFA. Propionát redukuje glukoneogenezi v játrech a zvyšuje jaterní glykolýzu. [99] Jako nejvhodnější se tedy ukazuje konzumace viskózních druhů vlákniny, např. guarová, ovesná, tragacantová guma. [58] Jedním z možných mechanismů působení je zhoršení přestupu glukózy a vody do tenkého střeva díky tvorbě viskózního gelu, a tím zpomalení rytmu vstřebávání glukózy z tenkého střeva a snížená potřeba insulinu. [96] Poměrně velká pozornost byla v této souvislosti věnována glukomananu, který také působí příznivě v metabolismu glukózy. Inhibuje vstřebávání sacharidů a zlepšuje tak glykemické parametry. [61] Keithley et al. (2005) uvádí, že glukomanan redukuje absorpci tuků a proteinů, což je 24

vláknina zřejmě zajištěno omezením fyzikálního kontaktu s intestinálními klky. Tato ztracená energie může být kompenzována energií produkovanou fermentací rozpustné vlákniny a živin v tlustém střevě. [61] Glukomanan významně ovlivňuje i lipidový metabolismus, snižuje celkový i LDL cholesterol, TAG a zvyšuje HDL cholesterol. Účinky glukomananu se zdají být ještě příznivější, je-li využíván při redukci hmotnosti, zvláště ve spojení s normokalorickou nebo hypokalorickou stravou. [61] Pozitivní působení glukomananu v podpoře ztráty hmotnosti bylo pozorováno v několika kontrolovaných studiích sledujících osoby s nadváhou a obezitou od 3 týdnů po 4 měsíce při podávání dávky 2-4 g za den. Výhodou užívání glukomananu by mohla být jeho dobrá tolerance a minimální míra vedlejších účinků. Některé studie hovoří pouze o mírném nadýmání, flatulenci nebo průjmu. [61] K velmi diskutovaným složkám vlákniny, vzhledem k ovlivnění absorpce a metabolismu živin, patří také RS. Ovšem výsledky studií, zaměřených na sledování působení RS na insulinovou a glukózovou odpověď jsou značně rozporuplné. Zdá se, že konzumace RS je spojena spíše s významnějším fyziologickým snížením postprandiální insulinémie, nikoli však glykémie. [82] Efekt RS na senzitivitu insulinu sledoval ve svém výzkumu také Robertson (2005). Zdraví dobrovolníci konzumovali 30 g RS denně po dobu čtyř týdnů. Výsledky podporují hypotézu, že suplementace RS zlepšuje senzitivitu insulinu. [90] Předpokládá se, že konzumace stravy bohaté na rezistentní škrob může zvyšovat mobilizaci a využívání tukových zásob bez snížení sekrece insulinu. Je ovšem také třeba připomenout, že strava obohacená o pravý rezistentní škrob může mít za následek sníženou glykemickou odpověď jako důsledek nedostatku trávení dostupného škrobu a ani žádný jiný přímo stravitelný škrob přítomný v dané potravině nemůže být absorbován normálně. [82] 2.3.3.5 Změny účinku GI hormonů u obézních Střevní sliznice produkuje několik druhů peptidických hormonů, mnohé z nich se významně podílí také na procesu rozvoje obezity. Jedná se především o látky hrající roli v regulaci příjmu potravy a ovlivňující chuť k jídlu. Hlavními cirkulujícími peptidy jsou PYY (tyrosintyrosin peptid), oxyntomodulin, GLP-1, vylučované L-buňkami střevní sliznice jako odpověď na příjem potravy. Dalším důležitým peptidem je ghrelin secernovaný žaludeční sliznicí. Jeho koncentrace v plazmě se zvyšuje při hladovění. Podání ghrelinu tedy vede ke zvýšení chuti 25

vláknina k jídlu a příjmu potravy. Významnými signály sytosti jsou i cholecystokinin (CCK) a pankreatický polypeptid (PP) Jejich podání redukuje příjem potravy a tělesnou hmotnost u osob s nadváhou. [113] Studium těchto hormonů je velmi významné zejména ve vztahu k bioaktivním látkám obsaženým ve stravě, k nimž lze zařadit právě složky vlákniny jako je RS. Tyto složky totiž významně zvyšují hormonální signalizaci. Jde o proces, který by se mohl stát velmi účinným přirozeným prostředkem v terapii obezity. [60] Autor se této problematice věnoval ve studii sledující souvislost mezi příjmem RS nestravitelné vlákniny a množstvím tělesného tuku. Pokusné osoby rozdělil do tří skupin, kdy každá z nich přijímala energetický roztok lišící se obsahem druhu vlákniny. Příjem roztoků vedl k redukci abdominálního tuku u všech sledovaných skupin. Roztok s obsahem RS a amylózy zvyšoval hladinu PYY, GLP-1 a expresi jejich genů. Kombinace RS a celulózy, tedy nestravitelné složky vlákniny, navíc kromě zmíněného vedla ke zvýšení obsahu SCFA ve střevě. [60] Podobné účinky na GI hormony byly prokázány také při podávání stravy s obsahem inulinu a jemu podobných fruktanů. Studie prováděná na krysách poukázala na redukci energetického příjmu ve stravě, zvýšenou koncentraci anorexigenního GLP-1 a PYY v tlustém střevě a portálním oběhu a naopak sníženou hladinu ghrelinu v séru. Tyto výsledky také ukazují na možnost využití inulinových fruktanů v terapii obezity. [20, 28] 26

vláknina 2.4 Doporučený příjem vlákniny Obecně lze říci, že příjem vlákniny v západních zemích je velmi nízký a doporučeného množství dosahuje pouze velmi malé procento populace. Česká republika se řídí doporučeními z roku 2004, vytvořenými Společností pro výživu. Doporučení jsou v souladu s výživovými cíli pro Evropu stanovenými WHO. Pro obyvatele ČR se doporučuje příjem 30g vlákniny denně. [29] Následující odstavec uvádí doporučení stanovená v různých západních státech včetně USA [45]: The American Dietetic Association (ADA) doporučuje denní příjem vlákniny 20-25 g v závislosti na energetickém příjmu, pro děti: věk + 5g/den. The British Nutrition Foundation 12-24 g/den pro zdravého dospělého jedince. The National Academy of Sciences stanovuje doporučenou dávku vlákniny na 38 g/ den pro muže a 25 g/den pro ženy ve věku 19-50 let. The National Cancer Institute doporučuje 20-30g vlákniny denně, max. však 35g/den WHO/FAO z roku 2003 doporučuje příjem min.25 g vlákniny denně. German Nutrition Society v roce 2000 stanovila doporučený příjem na 30 g /den Nejnovější doporučení Health Council of The Netherlands z roku 2006 je 30-40g vlákniny za den. Doporučený příjem jednotlivých složek potravní vlákniny (g/den) v západní stravě [106]: Celkové neškrobové polysacharidy (NSP) Inulin, fruktooligosacharidy Rezistentní škrob Lignin 11,8-16,4 2-12 1,5-15 1 Nerozpustné Rozpustné 6,5-7 6,3-8,7 Celulóza Necelulózní NSP Celkový příjem 3,2 3,4-3,8 5,3-8,7 16,3-43,4 27

vláknina 2.5 Nežádoucí účinky nadměrného příjmu vlákniny Vláknina potravy je sice spojována zejména s příznivými účinky na zdraví člověka, avšak zvažují se i možné nežádoucí účinky, především jako důsledek jejího nadměrného příjmu. Existuje velmi málo kontrolovaných studií, sledujících nežádoucí působení stravy s vysokým obsahem vlákniny na GIT. Většina důkazů je výsledkem klinického pozorování. Strava s vyšším obsahem vlákniny má nízkou energetickou denzitu a objem. Díky těmto vlastnostem je vhodná pro osoby s nadměrnou hmotností. To může být ovšem nepříznivé u velmi mladých a velmi starých lidí, kteří tak přijímají nedostatečné množství energie a živin. [45] K nejčastěji hlášeným nežádoucím účinkům patří známky gastrointestinálního dyskomfortu, jako je zácpa, plynatost, průjem, pocit plnosti, pálení žáhy. Výsledky studie sledující projevy příjmu vlákniny více než 35 g/den nepotvrdily předpokládané nežádoucí účinky vlákniny na GIT. [73] Pokud byly pozorovány nepříznivé pocity v oblasti GIT, bylo to obvykle spojeno s konzumací velmi vysokých dávek vlákniny (75-80 g/d) a u pacientů s onemocněním střev. Nejčastěji bývá konzumace vlákniny spojena s plynatostí a nadýmáním, velmi dobře je ovšem snášen RS, díky nízké produkci plynu v tlustém střevě. [45] Williams (1995) na základě výsledků výzkumu zjišťujícího možná rizika vysokého příjmu vlákniny u dětí uvádí, že mírně zvýšený příjem vlákniny je pravděpodobně pro zdraví přínosnější než škodlivý jak z hlediska ovlivnění např. koncentrace vitaminů, tak minerálních látek. [112] Torre et al.(1991) navíc uvádí, že pokud jsou ve stravě zastoupeny i další složky, jako bílkoviny, tuky, minerální látky a některé organické kyseliny, nelze očekávat nežádoucí působení vlákniny na absorpci minerálních látek. [102] Jiné zdroje ovšem uvádí, že strava s vysokým obsahem vlákniny může redukovat vstřebávání nebo zvyšovat vylučování některých minerálních látek - vápníku, železa, zinku a hořčíku, zejména u určitých skupin populace, např. postmenopauzálních žen, starých lidí a kojenců. [53] Týká se to především potravy, v níž je vláknina doprovázena kyselinou fytovou, která váže minerální látky, a tím snižuje jejich dostupnost pro vstřebávání v tenkém střevě. Nadměrný příjem vlákniny může u některých osob vyvolat také průjem. Příčinou je osmotická retence tekutin v tenkém i tlustém střevě. [45] 28