ERGOSTEROL: KLÍČOVÝ STEROID HUB



Podobné dokumenty
Antimykotika. 16. listopadu Přehled. Úvod. Polyenová. Azolová. Alylaminy a morfoliny. Ostatní. Mykózy

MYKOTOXINY. Jarmila Vytřasová. Univerzita Pardubice Fakulta chemicko-technologická Katedra biologických a biochemických věd

Složky potravy a vitamíny

VITAMIN D Z POHLEDU FUNKCE A VÝŽIVY

Zbytky léčiv v ŽP a jejich dopady na potravinářské technologie

kvasinky x plísně (mikromycety)


Jiří Skládanka a Libor Kalhotka Agronomická fakulta Mendelovy univerzity v Brně

dodržování zásad pro uchování zdraví (dnes synonymum pro dodržování čistoty)


VITAMIN D a jeho přívod u osob žijících na území ČR

Významné skupiny organických sloučenin Vitamíny

STŘEDNÍ ZDRAVONICKÁ ŠKOLA KROMĚŘÍŽ SPECIÁLNÍ FARMAKOLOGIE KLINICKÁ PROPEDEUTIKA ANTIMYKOTIKA ROČNÍK: 3. ŠKOLNÍ ROK: 2012 / 2013

HOUBY A PLÍSNĚ. Mgr. Marie Vilánková. ECC s.r.o. Všechna práva vyhrazena

Biochemie kosti. Anatomie kosti. Kostní buňky. Podpůrná funkce. Udržování homeostasy minerálů. Sídlo krvetvorného systému

Nutriční aspekty konzumace mléčných výrobků

Mendělejevova tabulka prvků

*Mléko a mléčné výrobky obsahují řadu bioaktivních

Předmět: Biologie Školní rok: 2010/11 Třída: 1.L. Jméno: Dolák Patrik Datum: Referát na téma: Jsou všechny tuky opravdu tak špatné?

Vitamin D a vápník z pohledu zdrojů (a současně ve vazbě na příjem bílkovin) Mgr. Tamara Starnovská, TN Praha, Sekce VNP, FZV

EU peníze středním školám

Označení materiálu: Název materiálu: Tematická oblast: Anotace: Očekávaný výstup: Klíčová slova: Metodika: Obor: Ročník: Autor: Zpracováno dne:

kvasinky x plísně (mikromycety)

Pěstování energetických plodin pro výrobu bioplynu

1) Pojem biotechnologický proces a jeho fázování 2) Suroviny pro fermentaci 3) Procesy sterilizace 4) Bioreaktory a fermentory 5) Procesy kultivace,

Alkaloidy. Základní vlastnosti

Sel-Plex. JEDINÁ forma organického selenu, jejíž používání je v EU povoleno

Význam STH a β-agonistů na růst a jatečnou hodnotu požadavky

LIPIDY. tuky = estery glycerolu + vyšší karboxylové kyseliny. vosky = estery vyšších jednoduchých alkoholů + vyšších karboxyl.

Nový směr výživy v tranzitním období

VERIFICATION OF NUTRITIVE VALUE OF LINES SPRING BARLEY OVĚŘENÍ NUTRIČNÍ HODNOTY LINIÍ JARNÍCH JEČMENŮ

Aplikace nových poznatků z oblasti výživy hospodářských zvířat do běžné zemědělské praxe

Jedovatá stopa 4. díl

Studie EHES - výsledky. MUDr. Kristýna Žejglicová

Katedra chemie FP TUL Typy výživy

Sylabus pro předmět Úvod do nutrice člověka

Metabolismus lipidů a lipoproteinů. trávení a absorpce tuků

Oligobiogenní prvky bývají běžnou součástí organismů, ale v těle jich již podstatně méně (do 1%) než prvků makrobiogenních.

Správná zemědělská praxe a zdravotní nezávadnost a kvalita potravin. Daniela Pavlíková Česká zemědělská univerzita v Praze

Já trá, slinivká br is ní, slož ení potrávy - r es ení

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

EFFECT OF FEEDING MYCOTOXIN-CONTAMINATED TRITICALE FOR HEALTH, GROWTH AND PRODUCTION PROPERTIES OF LABORATORY RATS

Minerální látky, stopové prvky, vitaminy. Zjišťování vý.zvyklostí 6.10.

VÝSLEDKY STUDIE STRAVOVACÍCH ZVYKLOSTÍ NAŠICH OBYVATEL (SE ZAMĚŘENÍM NA KONZUMACI VÁPNÍKU A VITAMINU D)

Výživová doporučení, přídatné látky a rezidua. Bc. Eliška Koublová

Integrovaný systém eliminace mykotoxinů. Širokospektrální vyvazovač toxinů s kontrolou plísní navíc

Půdní úrodnost, výživa a hnojení

Vitaminy. Autorem přednášky je Mgr. Lucie Mandelová, Ph.D. Přednáška se prochází klikáním nebo klávesou Enter.

PRODUKCE MYKOTOXINŮ PLÍSNĚMI. Zdravotní nezávadnost potravin Adéla Tomsová Pavel Dosoudil

Vitaminy. lidský organismus si je většinou v vytvořit. Hlavní funkce vitaminů: Prekurzory biokatalyzátor hormonů kových. Hypovitaminóza Avitaminóza

TUKY (LIPIDY) ÚVOD DO PROBLEMATIKY P.TLÁSKAL SPOLEČNOST PRO VÝŽIVU FN MOTOL

Použití tuků mořských ryb v prevenci vzniku metabolického syndromu. Mgr. Pavel Suchánek IKEM Centrum výzkumu chorob srdce a cév, Praha

o Retengo Plus, číslo povolení :

Základní stavební kameny buňky Kurz 1 Struktura -7

Text zpracovala Mgr. Taťána Štosová, Ph.D PŘÍRODNÍ LÁTKY

Mgr. Šárka Vopěnková Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou VY_32_INOVACE_02_3_20_BI2 HORMONÁLNÍ SOUSTAVA

PŘÍPRAVKY NA BÁZI LIGNOSULFONÁTŮ

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Vejce. Ing. Miroslava Teichmanová

RNDr. Klára Kobetičová, Ph.D.

Střední škola obchodu, řemesel a služeb Žamberk. Výukový materiál. zpracovaný v rámci projektu. EU Peníze SŠ

STANDARDY DIETNÍ PÉČE LÉČBY PACIENTŮ S DIABETEM

BÍLKOVINY. V organismu se nedají nahradit jinými sloučeninami, jen jako zdroj energie je mohou nahradit sacharidy a lipidy.

NA ZDRAVOTNÍ STAV KONZUMENTŮ ENÍ V PRVOVÝROBĚ JEHO SLOŽEN. Rapotín,, lská praxe a potravinářsk

BIOLOGICKÁ MEMBRÁNA Prokaryontní Eukaryontní KOMPARTMENTŮ

BEZPEČNOST A KVALITA KRMIV

MUDr Zdeněk Pospíšil

PŘÍLOHA NAŘÍZENÍ KOMISE (EU) /,

NERO. ZPOŤ SE! MÁKNI! DOBIJ SE!

Zkušební okruhy k přijímací zkoušce do magisterského studijního oboru:

institucemi v terciárním vzdělávání a výzkumu CZ.1.07/2.4.00/12.045

Název: Zdravý životní styl 2

Katedra chemie FP TUL

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

PŘÍLOHA I. Page 1 of 5

Onemocnění kostry související s výživou

Alergeny v pivu Pavel.Dostalek

nový postřikový fungicid se zcela unikátním mechanismem účinku a bezkonkurenčně dlouhodobým účinkem na ochranu pšenice a ječmene proti padlí travnímu

LIPIDY Michaela Jurčáková & Radek Durna

Úvod do biochemie. Vypracoval: RNDr. Milan Zimpl, Ph.D.

vysoká schopnost regenerace (ze zachovalých buněk)

Abiotický stres - sucho

Kloubní výživa Ecce Vita s hydrolizovaným Kolagenem

Materiály 1. ročník učebních oborů, maturitních oborů On, BE. Metodický list. Identifikační údaje školy

Vliv výživy hospodářských zvířat na kvalitu živočišných produktů s důrazem na zdraví člověka

Střední škola gastronomie, hotelnictví a lesnictví Bzenec, náměstí Svobody 318. Profilová část maturitní zkoušky

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

DUM VY_52_INOVACE_12CH33

Hořčík. Příjem, metabolismus, funkce, projevy nedostatku

Negativní katalyzátory. chemické děje. Vyjmenujte tři skupiny biokatalyzátorů: enzymy hormony vitamíny

Název školy: Střední odborná škola stavební Karlovy Vary Sabinovo náměstí 16, Karlovy Vary Autor: Hana Turoňová Název materiálu:

MINERÁLNÍ A STOPOVÉ LÁTKY

Integrace metabolických drah v organismu. Zdeňka Klusáčková

Colostrum ESSENS. kvalitní a čistě přírodní zdroj imunity

Chemie - Septima, 3. ročník

Biochemie, Makroživiny. Chemie, 1.KŠPA

V organismu se bílkoviny nedají nahradit žádnými jinými sloučeninami, jen jako zdroj energie je mohou nahradit sacharidy a lipidy.

EU peníze středním školám

Monitorování hladin jednotlivých antimykotik pomocí HPLC. E. Klapková, R. Průša ÚKBP, 2. LF UK a FN Motol

Transkript:

ERGOSTEROL: KLÍČOVÝ STEROID HUB Vlastimil Dohnal 1,2,3, Alena Ježková 1, Jiří Skládanka 4 10: 247 482, 2008 ISSN 1212-4117 1 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Agronomická fakulta, Ústav technologie potravin 2 Univerzita obrany, Fakulta vojenského zdravotnictví, katedra toxikologie 3 Univerzita Jana Evangelisty Purkyně v Ústí nad Labem, Přírodovědecká fakulta, katedra chemie 4 Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Agronomická fakulta, Ústav výživy zvířat a pícninářství POPULARIZACE VĚDY ÚVOD V přírodě se vyskytují látky, jejichž produkce je vázána na jeden či více druhů organismů a které plní specifickou, pro daný organismus životně důležitou, funkci. Jedním z členů této skupiny látek je i sloučenina se steroidní strukturou ergosterol (obr. 1). Ergosterol se vyskytuje pouze v houbách, plísních a některých mikroorganismech, jako jsou kvasinky či trypanosomy, které vyvolávají spavou nemoc. V organismu je lokalizován v buněčných stěnách, kde zajišťuje správnou funkci lipidické membrány. Na jeho přítomnost je vázána permeabilita buněčné membrány a aktivita membránových enzymů. Vyskytuje se také v cytosolu, kde plní důležité funkce při procesech látkové výměny. Fyziologická funkce ergosterolu u kvasinek tkví v účasti na regulaci proteinkinázy, která je potřebná pro iniciaci růstu. Dále slouží například k podpoře syntézy fosfatidylinositolu. Ergosterol je v čisté formě bílou krystalickou látkou. Je velmi dobře rozpustný v tucích, naopak je prakticky nerozpustný ve vodě. Strukturně je velmi blízký cholesterolu, nejznámějšímu sterolu savců. Liší se pouze v přítomnosti methylové skupiny vázané na uhlík C-24 a dvou dvojných vazeb mezi uhlíky 7 8 a 22 23. Jeho hydrolýzou v alkalickém prostředí nevzniká ve vodě rozpustný produkt, čímž se liší od lipidů, podléhajícím zmýdelnění. Obr. 1 Strukturní vzorec ergosterolu Kontakt 2/2008 449

POPULARIZACE VĚDY Objev ergosterolu Přestože jsou kvasinky známy jako významný producent ergosterolu, byl tento sterol poprvé izolován ze sklerocií parazitické houby paličkovice nachové (námele, Claviceps purpurea), rostoucí na žitě. První izolaci provedl a pojmenování ergosterol pro tuto látku použil pařížský lékárník Charles Tanret roku 1889, který vycházel z pojmenování nemoci (ergotismu), kterou námel u lidí vyvolává (Vandamme et al., 1989). Teprve o několik let později Gérard (1895) popsal výskyt ergosterolu v kvasinkách a v plísních. Obsah ergosterolu v sušině plísní se pohybuje průměrně kolem 0,6 % (v některých případech až 2,2 %, Penicillium westlinghi); u kvasinek se běžně vyskytuje v desetinách procenta (0,1 0,2 %), v některých případech může však dosáhnout i jednotek procent (2 9 % u Saccharomyces cerevisae) (Vandamme, 1989). V současné době byly vytvořeny geneticky modifikované kvasinky S. cerevisae, schopné rychle a ve velkém množství produkovat ergosterol (He, 2007). Plísním na stopě Hlavním důvodem, proč je vhodné a často i nutné sledovat výskyt plísní, je jejich nepříznivé působení na potraviny či krmiva. Plísně mohou za určitých podmínek produkovat toxické metabolity mykotoxiny, které jsou příčinou celé řady epidemických otrav (Morgavi, 2007; Richard, 2007). Mají také vliv na výživovou hodnotu, protože ke svému růstu spotřebovávají živiny, jako jsou tuky a sacharidy a také esenciální aminokyseliny (lysin, cystein) V neposlední řadě dochází k organoleptickým změnám potravin a krmiv změna barvy, vůně, konzistence, chuti (Vieira, 2003). Také monitorování přítomnosti plísní v obytných prostorách, ulicích měst či ve skladištích potravinových surovin má velký význam. Vzhledem k tomu, že produkce ergosterolu je vázána prakticky jen na houby a některé druhy kvasinek, se nabízí idea: kde je ergosterol, tam musí být jejich producenti, a to zejména plísně. Otcem myšlenky využití stanovení ergosterolu jako indikátoru přítomností plísní v cereáliích byl kolektiv vědců kolem Seitze. Ten také v roce 1977 popsal jednoduchou metodu extrakce a stanovení pomocí kapalinové chromatografie (Seitz, 1977). Dalšími výzkumy bylo zjištěno, že obsah ergosterolu v plísních napadajících potravinové suroviny ve skladištích není významně ovlivněn podmínkami, ve kterých rostou. Tento poznatek otevřel cestu k možnosti využití obsahu ergosterolu jako indexu množství fugální biomasy. Později se však ukázalo, že situace nemusí být tak jednoduchá a při nižším obsahu vody v substrátu může být korelace mezi ergosterolem a počtem kolonií plísní mnohem menší. Za definovaných environmentálních podmínek je však možné velmi přesně stanovit množství plísní v daném materiálu. Trendem do budoucnosti je snaha vytvoření modelu produkce ergosterolu plísněmi za různých environmentálních podmínek. Pokud se navíc podaří vyvinout model, který kromě produkce ergosterolu zahrne i produkci toxických sekundárních metabolitů plísní, bude možné předpovídat potenciální environmentální faktory, za nichž dochází k napadení plísněmi a k produkci mykotoxinů. Největší význam modelů tkví v minimalizaci rizika růstu plísní v potravinách (Tothill, 2003). U pšenice je například obsah ergosterolu také funkcí hmotnosti zrna, kde menší zrna obsahují relativně více ergosterolu než zrna větší. I nečistoty a úlomky zrn se vyznačují vyšším obsahem ergosterolu (Regner, 1994). Množství ergosterolu bylo navrženo jako jeden z nových parametrů kvality rajčat a rajčatových výrobků (Kadakal, 2004). Ergosterol je možné využít také jako indikátor napadené píce plísněmi. Jeho výskyt ukazuje na horší kvalitu píce. V lučních a pastevních porostech je výskyt plísní závislý na stanovištních a povětrnostních podmínkách. Stoupá zejména na konci vegetačního období, kdy jsou porosty náchylnější k onemocnění a saprofytům. Otázka plísní a s nimi spojených zdravotních problémů tak nabývá na významu při prodlužování pastevního období, resp. při celoročním pobytu zvířat na pastvinách. Výzkum, který proběhl na různých stanovištích v České republice, Německu, Polsku a Maďarsku v letech 2000 2003, ukázal, že obsah ergosterolu v píci z travních porostů se na konci vegetačního období může pohybovat od 20 do 500 mg.kg -1 sušiny. V průběhu podzimu dochází ke zvýšení obsahu ergosterolu. Náchylnost travního porostu k houbovým chorobám se tedy postupně zvyšuje. Fyziologicky starší porosty jsou k houbovým chorobám náchylnější. Porosty využívané pouze počátkem června vykazují kon- 450 Kontakt 2/2008

cem vegetačního období (listopad) vyšší produkci biomasy, ale také vyšší obsah ergosterolu v píci (70 220 mg.kg -1 sušiny). Naproti tomu porosty intenzivněji využívané mají koncem vegetačního období nižší produkci, ale kvalita píce je vyšší nejenom s ohledem na obsah živin, ale také s ohledem na výskyt plísní. Obsah ergosterolu se zde pohybuje od 10 do 160 mg.kg -1 sušiny (Opitz von Boberfeld et al., 2006). Rozdílná je také náchylnost jednotlivých druhů k houbovým chorobám (plísním). Náchylnější jsou jemnolisté druhy, jako je jílek vytrvalý (Lolium perenne L.) nebo lipnice luční (Poa pratensis L.). Naopak druhy s tuhými vzpřímenými listy jsou vůči houbovým chorobám odolnější. Ergosterol zde může opět sloužit jako indikátor fungálního napadení. V klimatických podmínkách Hesenska (Německo) byl v průběhu tří let u porostu jílku vytrvalého (Lolium perenne L.) zjištěn počátkem prosince obsah ergosterolu od 157 až po 314 mg.kg -1 sušiny. Naproti tomu u kostřavy rákosovité (Festuca arundinacea Schreb.) se ve stejném období obsah ergosterolu pohyboval pouze od 48 do 129 mg.kg -1 sušiny. S obsahem ergosterolu zde souvisela také přítomnost mykotoxinu zearalenonu. Tento mykotoxin byl detekován pouze u porostu jílku vytrvalého (Lolium perenne L.) v množství max. 0,02 mg.kg -1 sušiny (Wolf, 2002). V našich pokusech na Českomoravské vrchovině byl v letech 2005 a 2006 u porostu ovsíku vyvýšeného (Arrhenatherum elatius L. P. Beauv) zjištěn koncem vegetačního období od října do prosince průměrný obsah ergosterolu 140 mg.kg -1 sušiny a u srhy laločnaté (Dactylis glomerata L.) 137 mg.kg -1 sušiny. Festucoidní hybrid, kříženec kostřavy rákosovité (Festuca arundinacea Schreb.) a jílku mnohokvětého (Lolium multiflorum Lam.), vykázal nižší úroveň napadení houbovými chorobami, průměrný obsah ergosterolu byl 95 mg.kg -1 sušiny (Dohnal, 2007). Přítomnost ergosterolu v prachu z domácností je známkou přítomnosti plísní a jeho množství koreluje s množstvím fugální biomasy. To přináší problém nejen s toxicitou spojenou s jejich metabolity. Negativní působení plísní tkví nejenom v toxicitě některých jejich metabolitů, ale spóry mohou u některých jedinců působit jako alergeny. Ergosterol se do prachu dostává právě se spórami, kde se jeho koncentrace pohybuje kolem 1,0 µg/mg spór. Rozdíly mezi jednotlivými plísněmi jsou přibližně 25 %. V celkovém množství prachu se pak jedná řádově o 0,7 45,0 µg/g prachu, respektive 0,01 194,0 ng/m3 vzduchu. Množství ergosterolu nevypovídá o druhu plísní či zdravotním riziku, kterému jsou obyvatelé domu vystaveni (Sullivan, 2001). Velmi zajímavým příkladem využití stanovení ergosterolu je i sledování kvality odpadních vod v čistírně. Vyčištěná voda prochází nádobkou, ve které jsou pěstovány plísně, a průběžně je sledována produkce ergosterolu. Sníží-li se hladina ergosterolu, je zřejmé, že voda obsahuje toxické látky a není tedy dostatečně čistá (Padgett, 2000). Ergosterol jako cíl antimykotik Skutečnost, že ergosterol plní velmi důležité role v buňce, a díky tomu, že se nevyskytuje v živočišných buňkách, jsou látky, které vážou ergosterol (například polyeny jako natamycin, Amphotericin B, nystatin apod.) nebo blokující jeho syntézu (azoly, alylaminy, morfoliny), používány jako antimykotika. Polyeny, skupina přibližně 200 látek, jsou produkovány Streptomyces spp. a mají schopnost tvořit komplexy s ergosterolem. Snížení koncentrace volného ergosterolu vede ke snížení fluidity membrán, které se stávají více krystalickými a vytvářejí se v nich polární póry. V důsledku této změny je narušena integrita membrány buněk, které se stávají více permeabilní, a dochází k vytečení jejich obsahu, zejména iontů draslíku a sodíku i polárních látek. Tak masívní úbytek jednonásobně nabitých kationtů vede nevyhnutně ke smrti buňky. Problémem aplikace polyenů je jejich interakce s cholesterolem a jinými steroly živočišných buněčných membrán, podobných ergosterolu. Způsobují tak kromě žádaného fungicidního účinku i poškození léčeného organismu, zejména ledvin, s následnou elektrolytovou disbalancí. Toxicita Amphotericinu B se může snížit jeho podáním například ve formě lipidického komplexu, což umožní podávání vyšších terapeutických dávek. Zatímco polyeny poškozují funkci membrány přímou interakcí s ergosterolem, jiné skupiny antimykotik jsou založeny na inhibici jeho biosyntézy. Do této skupiny léků patří například azoly (imidazoly, triazoly), alylaminy a morfoliny. Na tomto principu je založena nejen celá řada antifungálních látek, jako jsou léčiva či fungicidy. POPULARIZACE VĚDY Kontakt 2/2008 451

POPULARIZACE VĚDY Narozdíl od polyenů působí azoly (Flukonazol, Itrakonazol), imidazoly (například Clotrimazol, Mikonazol apod.), respektive morfoliny spíše jako fungistatika. Jejich nespornou výhodou je, že jsou prakticky netoxické. Azoly blokují enzym P450-Erg11P, který provádí demethylaci na C-14. Výsledkem je hromadění C- 14 methylovaného ergosterolu v buňkách a snížení množství ergosterolu. Methylovaný sterol je objemnější, nezapadá tak dobře do membránové struktury jako ergosterol. To má negativní vliv na enzymy vázané na membránu. Dochází k ovlivnění produkce chitinu, příjmu nutrietů a tím k zastavení růstu buňky, zastavení replikace a eventuálně k její smrti. Další možností inhibice syntézy ergosterolu je inhibice dalšího enzymu, podílejícího se na jeho biosyntéze, skvalenepoxydázy, například alylaminy (Terbinafine, naftifin). Mechanismus účinku je obdobný jako u azolů v buňce dojde k hromadění meziproduktu, v tomto případě skvalenu, a k deficitu ergosterolu. Výsledkem je opět narušení integrity buněčných stěn. Morfoliny inhibují C-14 reduktázu a 8 7 izomerázu. Výsledný efekt na buňku je obdobný jako u ostatních inhibitorů syntézy ergosterolu. Místa působení jednotlivých druhů antimykotik jsou shrnuty v přehledném obrázku 2. Blokace syntézy ergosterolu je též používána u antibiotických látek, které působí proti dalším organismům využívajících tento sterol. Jedná se především o kandidy, kryptokoky, ale i protozoa, které jsou původci leishmaniózy a malárie (Trypanosoma gambiense a T. rhodesiense, Plasmodium falciparum). Kromě toho, je i celá řada fungicidů založena na principu blokády tvorby ergosterolu v různých fázích jeho biosyntézy. Obr. 2 Místa působení jednotlivých typů antimykotik Provitamin D 2 Vitamin D je potřebný zejména pro správný metabolismus minerálních látek a tvorbu kostí u savců a ptáků. Ovlivňuje hladinu vápníku, fosforečnanů a parathyroidního hormonu v krevním séru. V roce 1924 Steenbock a Black prokázali, že ozáření potravy vede ke vzniku vitaminu D. O tři roky později, byla vyslovena hypotéza, že ergosterol je prekurzorem vitaminu D. V následujícím roce Windaus izoloval tři formy vitaminu D, z toho dva rostlinné steroly, které pojmenoval vitamin D 1 a D 2 a jeden z ozářené kůže vitamin D 3. Roku 1928 byla práce tohoto vědce, zabývající se výzkumem struktury sterolů a jejich vztahu k vitaminům, oceněna Nobelovou cenou. V roce 1932 byla definována chemická struktura vitamínu D 2 a zaveden pojem ergokalciferol. Dnes jsou známé dva typy vitaminu D 2 a D 3. Vitamin D 1 jako chemická látka neexistuje, neboť v původním objevu šlo o směs sloučenin (Bjorn, 2001). Mechanismus vzniku vitaminu D 2 je tedy následující: Ozářením ergosterolu dochází 452 Kontakt 2/2008

k otevření kruhu mezi atomy uhlíku 9 a 10, za vzniku viosterolu, který teplem izomeruje na ergokalciferol. Ten se později v játrech a pak v ledvinách mění na 10,25- dihydroxyergokalciferol, aktivní formu vitaminu D (obr. 3). Vitaminy D 2 (ergokalciferol) a vitamin D 3 (cholekalciferol) jsou u savců přibližně stejně účinné. U drůbeže je naopak účinnější vitamin D 3 (Jelínek et al., 2003). Vitamin D má tři hlavní funkce. Ve střevní sliznici indukuje biosyntézu bílkovin nezbytných pro resorpci iontů Ca 2+, podporuje mineralizace kostí a pomáhá koordinovat také metabolismus fosfátů. Vitaminy D 2 a D 3 jsou pro živočišný organismus metabolicky neaktivní. Aktivním se vitamin D stává postupnou přeměnou v játrech a ledvinách až na kalcitriol, který je nejúčinnějším metabolitem vitaminu D. Nedostatek vitaminu D způsobuje u mladých jedinců křivici (rachitis). Při nedostatku vitaminu D je snížená úroveň ukládání minerálních látek, což u rychle rostoucích kostí vede k deformaci a zvýšené lámavosti. U dospělých jedinců dochází k demineralizaci kostí, což způsobuje měknutí kostí (osteomalacii) a řídnutí kostí (osteoporózu). Při prudkém nástupu produkce mléka počátkem laktace může nastat u vysokoprodukčních dojnic tzv. poporodní paréza. Ve velkých dávkách je vitamin D toxický. Příliš vysoký přísun vitaminu D vede k hypervitaminóze a následnému zvýšenému ukládání vápenatých solí v ledvinách, plicích, srdci a cévách. Poznámka: Při stanovení ergosterolu se využívá absorpce záření právě při vlnových délkách odpovídající UV oblasti (282 nm) (Dohnal, 2006), takže paradoxně po detekci nemusí být v roztoku přítomen ergosterol, ale již produkt fotolýzy ergokalciferol. POPULARIZACE VĚDY Obr. 3 Vznik aktivní formy vitaminu D z ergosterolu ZÁVĚR Ergosterol jako hlavní steroid hub a některých mikroorganismů může sloužit nejen pro jejich detekci, ale částečně i kvantifikaci. Vyšší množství ergosterolu v potravinách může být znakem kontaminace plísněmi a tím i varováním před jejich další konzumací. Detekci ergosterolu je také možné využít v krmivářské praxi. Obdobně jako v lidské výživě ukazuje jeho zvýšený obsah na zoohygienickou závadnost krmiv. Kromě jiného má ergosterol pozitivní vliv na lidské zdraví, kdy po ozáření přechází na vitamin D 2. Inhibice syntézy ergosterolu je základní funkcí celé řady antimykotik a antibiotik, které jsou účinné nejen proti mykózám, ale též proti původcům nemocí jako jsou leishmanióza a malárie. V zemědělství jsou inhibitory syntézy ergosterolu používány jako fungicidy. Kontakt 2/2008 453

POPULARIZACE VĚDY LITERATURA BJORN, L. O., WANG, T.: Is provitamin D a UV-B receptor in plants? Plant Ecology, 2001. Vol. 154, no 1, s. 3 8. DOHNAL, V., KADEROVÁ, I., JEŽKOVÁ, A., SKLÁ- DANKA, J.: Obsah ergosterolu u vybraných druhů trav na konci vegetačního období. Acta Univ. Agric. Silv. Mendel. Brunensis, 2007. Vol. 4, s. 9 14. HE, X., GUO, X., LIU, N., ZHANG, B.: Ergosterol production from molasses by genetically modified Saccharomyces cerevisiae, Journal Applied Microbiology and Biotechnology, 2007. Vol. 75, no. 1, s. 55 60. JELÍNEK, P., KOUDELA, K. et al.: Fyziologie hospodářských zvířat. 1. vyd., Brno: MZLU v Brně, 2003. 414 s. KADAKAL, C., ARTIK, N.: A New Quality Parameter in Tomato and Tomato Products: Ergosterol. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2004. Vol. 44, no 5, s. 349 351. MORGAVI, D. P., RILEY, R. T.: An historical overview of field disease outbreaks known or suspected to be caused by consumption of feeds contaminated with Fusarium toxins. Anim. Feed Sci. Tech., 2007. Vol. 137, s. 201-212. OPITZ VON BOBERFELD, W. et al.: Effect of different agronomical measures on yield of autumn saved herbage during winter grazing - 2nd communication: Crude protein, energy and ergosterol concentration. Czech J. Anim. Sci., 2006. Vol. 51, no 6, s. 271 277. PADGETT, D. E., MALLIN, M. A., CAHOON, L. B.: Evaluating the use of ergosterol as a bioindicator for assessing fungal response to water quality. Environ. Mon. Asses., 2000. Vol. 65, s. 547 558. REGNER, S., SCHNURER, J., JONSSON, A.: Ergosterol content in relation to grain kernel weight. Cereal Chem., 1994. Vol. 71, no 1, s. 55 58. RICHARD, J. L.: Some major mycotoxins and their mycotoxicoses-an overview. Int. J. Food Microbiol., 2007. Vol. 119, no 12, s. 3 10. SEITZ, L. M., MOHR, H. E., BURROUGHS, R., SAUER, D. B.: Ergosterol as an indicator of fungal invasion in grains. Cereal Chem., 1977. Vol. 54, no. 6, s. 1207 1217. SULLIVAN, J. B., KRIEGER, G. R.: Clinical Environmental Health and Toxic Exposures, Lippincott: Williams & Wilkins, 2001, s. 1029 1030. TOTHILL, I.: Rapid and On-Line Instrumentation for Food Quality Assurance, Woodhead Publishing limited, Cambridge, Anglie, 2003, s. 150 157 VANDAMME, E. J.: Biotechnology of vitamins, pigments and growth factors, Springer, 1989. s. 81 94. VIEIRA, S. L.: Nutritional implications of mould development in feedstuffs and alternatives to reduce the mycotoxin problem in poultry feeds. World s Poultry Sci. J., 2003., Vol. 59, s. 111 122. WOLF, D.: Zum Effekt von Pflanzenbestand, Vornutzung und Nutzungstermin auf Qualität und Masse von Winterweidefutter. Dissertation. Giessen: Justus-Liebig Universität, 2002. 127 s. Vlastimil Dohnal et al. dohnal@mendelu.cz 454 Kontakt 2/2008