Masarykova univerzita

Masarykova univerzita Fakulta sportovních studií Katedra kineziologie Cholesterol ve výživě BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Vedoucí bakalářské práce: Mgr. Jana Juříková, Ph.D. Brno, 2008 Vypracovala: Ivana Hromková 4. ročník RVS

Prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci zpracovala samostatně a použila jen literaturu uvedenou v seznamu použité literatury, který je v práci uveden. Souhlasím, aby práce byla uložena na Masarykově univerzitě v Brně v knihovně Fakulty sportovních studií a byla zpřístupněna ke studijním účelům...

Děkuji vedoucí bakalářské práce Mgr. Janě Juříkové, Ph.D. za její cenné rady a připomínky při tvorbě bakalářské práce.

Obsah: Úvod 6 1. Výživa člověka 7 Výživová doporučení 7 Energetická bilance výživy 9 Hlavní živiny 11 Proteiny 11 Sacharidy 12 Lipidy 14 1.4 Mikronutrienty 15 1.4.1 Minerální látky 15 1.4.2 Vitaminy 18 1.5 Voda ve výživě 19 2. Cholesterol 21 2.1 Co je cholesterol 21 2.2 Význam cholesterolu v lidském organismu 21 2.3 Metabolismus cholesterolu 22 2.4 Přenašeči cholesterolu 23 2.4.1 Chylomikrony 25 2.4.2 VLDL (very low density lipoprotein) 26 2.4.3 IDL (intermediary density lipoprotein) 26 2.4.4 LDL (low density lipoprotein) 27 2.4.5 HDL (high density lipoprotein) 27 2.5 Cholesterol a ateroskleróza 28 2.5.1 Modifikované LDL částice 30 2.6 Koncentrace cholesterolu v krvi 31 2.7 Hypercholesterolémie 33 2.7.1 Primární hyperlipoproteinemie 34 2.7.2 Sekundární hyperlipoproteinemie 36 2.8 Léčba hypercholesterolemie 37 2.8.1 Farmakologická léčba 37 2.8.2 Nefarmakologická léčba 38

2.8.3 Vliv některých složek potravy na cholesterol 40 Závěr 42 Použitá literatura 43 Seznam zkratek 45 Resumé 46 Summary 46

Úvod Cholesterol má pro lidský organismus velký význam. Je přirozenou součástí buněk lidského těla a je pro život nezbytný. Avšak na druhé straně jsou jeho vysoké koncentrace rizikovým faktorem závažných onemocnění. V posledních desetiletích se v souvislosti s aterosklerózou a kardiovaskulárními chorobami stále častěji hovoří o cholesterolu jako o nepříteli číslo jedna. Vztah mezi vysokou koncentrací cholesterolu v krvi a rozvojem aterosklerózy byl jednoznačně potvrzen epidemiologickými, klinickými a experimentálními studiemi a je dnes plně akceptován. Když se hovoří o zlém a dobrém cholesterolu, mají se na mysli LDL a HDL lipoproteinové částice, které zprostředkují přenos cholesterolu v organismu. Právě zvýšená koncentrace LDL částic vede ke vzniku aterosklerózy. Naopak HDL částice působí jako ochranný faktor. Pro prevenci vzniku aterosklerózy je ovšem nutné vědět, co vše způsobuje zvýšenou koncentraci cholesterolu a jak ji ovlivnit. Nestačí pouze eliminovat cholesterol ze stravy, protože lidský organismus si jej dokáže sám syntetizovat a při nedostatečném příjmu dietního cholesterolu se zvýší jeho syntéza v těle. Cílem mé bakalářské práce je poukázat na důležitost cholesterolu a pomoci pochopit jeho negativní vliv pro lidský organismus při zvýšené koncentraci cholesterolu v krvi a uvést možnosti, jak lze koncentraci cholesterolu ovlivnit. První část bakalářské práce je věnována stručnému přehledu o výživě člověka. Druhá a hlavní část práce popisuje význam cholesterolu, jeho metabolismus v těle, vliv cholesterolu na aterosklerózu, příčiny zvýšené koncentrace cholesterolu v krvi nebo-li hypercholesterolemie a možnosti jejího ovlivnění. 6

1. Výživa člověka Výživa je zajištění živin potřebných pro správnou funkci organismu. Je tedy potřebná pro udržení životní aktivity (plná výkonnost všech životních a pracovních funkcí), zdraví, růstu (u dětí a mladistvých, v dospělosti soustavná obměna tkání, regenerace a popřípadě nárůst svalové hmoty) a rozmnožování (spermatogeneze, růst plodu). Správná výživa je založena na vědeckých poznatcích o nezbytném příjmu určitého množství energie, živin a vody, o optimálním příjmu živin během dne nebo i delšího časového období a o jejich poměru v jednotlivých jídlech. Dalším důležitým faktorem je využitelnost živin z pokrmu v lidském organismu.výživové potřeby záleží na věku, pohlaví, tělesné a duševní aktivitě a na tělesném typu. Velmi úzký je vztah mezi výživou a zdravím. Nedostatek i dlouhodobý nadbytek potravy způsobuje různá onemocnění. V souvislosti s nedostatkem potravy je to chronická podvýživa, osteoporóza, chudokrevnost, nedostatečná funkce štítné žlázy, šeroslepost, kurděje a další. Při nadbytku potravy obezita, některá nádorová onemocnění, cukrovka, ateroskleróza, vysoký krevní tlak a jiné. (PÁNEK a kol., 2002; KONOPKA, 2004) Výživová doporučení Výživová doporučení neuvádějí konkrétní množství živin, ale spíše trendy, jak změnit dosavadní spotřebu obyvatelstva určité skupiny. (PÁNEK a kol., 2002) Podle regionálního úřadu pro Evropu WHO (World Health Organization = Světová zdravotnická organizace) jsou výživová doporučení pro obyvatelstvo ČR následující: Upravení příjmu celkové energetické dávky u jednotlivých populačních skupin v souvislosti s pohybovým režimem tak, aby bylo dosaženo rovnováhy mezi jejím příjmem a výdejem pro udržení optimální tělesné hmotnosti v rozmezí BMI 20-25. 7

Snížení příjmu tuku u dospělé populace tak, aby celkový podíl tuku v energetickém příjmu nepřekročil 30 % optimální energetické hodnoty (tzn. u lehce pracujících dospělých cca 70 g na den), u vyššího energetického výdeje 35 %. Dosažení podílu nasycených, monoenových a polyenových mastných kyselin < 1 : 1,4 : > 0,6 v celkové dávce tuku, poměru mastných kyselin řady n-6 : n-3 maximálně 5 : 1 a příjmu trans-nenasycených mastných kyselin do 2 % celkového energetického příjmu. Snížení příjmu cholesterolu na max. 300 mg za den (s optimem 100 mg na 1000 kcal). Snížení spotřeby jednoduchých cukrů na maximálně 10 % celkové energetické dávky (tzn. u dospělých lehce pracujících cca 60 g na den), při zvýšení podílu polysacharidů. Snížení spotřeby kuchyňské soli (NaCl) na 5 7 g za den a preferenci používání soli obohacené jodem. Zvýšení příjmu kyseliny askorbové (vitaminu C) na 100 mg denně. Zvýšení příjmu vlákniny na 30 g za den. Zvýšení příjmu dalších ochranných látek jak minerálních, tak vitaminové povahy a dalších přírodních nutrientů, které by zajistily odpovídající antioxidační aktivitu a další ochranné procesy v organismu (zejména Zn, Se, Ca, I, Cr, karotenů, vitaminu E, ochranných látek obsažených v zelenině apod.). Zajištění správného pitného režimu, zejména u dětí a starých osob, tzn. denní příjem minimálně 1,5 až 2 l vhodných druhů nápojů (při zvýšené fyzické námaze nebo zvýšené teplotě okolí přiměřeně více), přednostně neslazených cukrem, nejlépe s přirozenou ovocnou složkou. Alkoholické nápoje je nutno konzumovat umírněně, aby denní příjem alkoholu nepřekročil u mužů 30 g (přibližně 300 ml vína nebo 0,8 l piva nebo 70 ml lihoviny), u žen 20 g (přibližně 200 ml vína nebo 0,5 l piva nebo 50 ml lihoviny). (www.spolvyziva.cz) Velice populární je nutriční doporučení v podobě výživové pyramidy (obrázek 1), která poskytuje srozumitelné informace o výživě běžné populace. V přízemí pyramidy jsou potraviny, které se mají konzumovat v největším 8

množství, v dalších patrech, která se postupně zužují, jsou potraviny, jichž se má denně konzumovat méně. (PÁNEK a kol., 2002; CLARKOVÁ, 2000) Obrázek 1 Výživová pyramida (CLARKOVÁ, 2000) Energetická bilance výživy Pod pojmem energie je možné si představit schopnost vykonávat práci nebo vytvářet teplo. Oba tyto procesy se odehrávají i v lidském těle. Množství energie spotřebované v lidském těle i množství energie obsažené v potravinách je většinou vyjádřeno v kaloriích [cal]. Jednu kalorii vyjadřuje množství tepla, které je potřebné k ohřátí jednoho litru vody ze 14,5 C na 15,5 C. Zavedena je také jednotka joule [J] a násobná jednotka kilojoule [kj], která je stanovena na základě skutečného energetického obsahu. 1 kcal = 4,1855 kj 4,2 kj 9

Energetická bilance má být vyvážená, čehož se dosáhne vyváženým poměrem mezi příjmem a výdejem energie. Příjem energie je dán množstvím živin, které jsou zdrojem využitelné energie. Člověku tuto energii obstarávají hlavně využitelné sacharidy [17,2 kj/g], lipidy [38,9 kj/g] a proteiny [17,2 kj/g]. Výdej energie lze rozdělit do několika položek: Bazální metabolismus, energie pro fyzickou aktivitu, termogeneze (DIT dietou indukovaná termogeneze) a tvorba energetických rezerv. Bazální metabolismus, přesněji označen jako bazální výdej energie (BVE), je klidová energetická spotřeba člověka nalačno, při normální tělesné teplotě. Asi 60 % základního výdeje je využito na produkci tělesné teploty a zbývajících 40 % udržuje základní životní funkce jako je činnost srdce, krevního oběhu, dýchací soustavy, mozku, a ostatních vnitřních orgánů. Hodnotu bazálního metabolismu ovlivňuje řada faktorů jako je věk, pohlaví, tělesný typ, klima, rasa, výživový tav, zdravotní stav. Přesné stanovení hodnoty bazálního metabolismu je možné pomocí klinických testů přímou či nepřímou kalorimetrií. Pro přibližné určení hodnoty BVE se používají různé vzorce, z nichž nejznámější je Harris - Benediktova rovnice: muži: BVE [kcal/den] = 66,5 + 13,8 x H + 5 x V - 6,8 x R ženy: BVE [kcal/den] = 655 + 9,6 x H + 1,8 x V - 4,7 x R BVE = bazální energetický výdej [kcal/den] H = tělesná hmotnost [kg] V = tělesná výška [cm] R = věk [roky] Přesná potřeba energie pro fyzickou aktivitu (EFA) se určuje obtížně. Existují tabulky výdeje energie při různých pracovních a sportovních výkonech. Většinou se energie pro fyzickou aktivitu počítá z hodnoty BVE. Základní potřeba (klid na lůžku) 20 % BVE Lehká práce (např. kancelářská) 50 % BVE Středně těžká aktivita (např. zdravotní sestra) 60 80 % BVE Těžká fyzická práce a profesionální sport > 70 až do 200 % BVE 10

Dietou indukovaná termogeneze vyjadřuje ztráty energie způsobené vznikem tepla při hormonální odezvě organismu při příjmu potravy a při jejím mechanickém zpracování. Při smíšené stravě činí DIT 6 až 10 % z přijaté energie. Odhad celkové denní potřeby energie je tedy: EP = BVE + EFA + DIT (PÁNEK a kol., 2002; KONOPKA, 2004) 1.3 Hlavní živiny Hlavní živiny jsou proteiny, sacharidy a lipidy, které tvoří 80 až 90 % sušiny stravy. Slouží především jako zdroj energie a k výstavbě tkání. 1.3.1 Proteiny Proteiny nebo také bílkoviny jsou základní součástí buněk, hormonů a enzymů. Proteiny plní v lidském organismu funkce stavební a podpůrné (např. kolagen, elastin, keratin), transportní (hemoglobin, myoglobin), regulační (hormony), katalytické (enzymy) a obranné (imunoglobuliny). Z chemického hlediska jsou to makromolekulární látky tvořené aminokyselinami, které jsou mezi sebou spojeny peptidovými vazbami. Za proteiny jsou označovány řetězce obsahující více jak 100 vzájemně propojených aminokyselin. Aminokyseliny jsou složeny ze čtyř základních prvků uhlík, vodík, kyslík a dusík, některé pak obsahují také síru. Aminokyseliny rozdělujeme na esenciální (valin, leucin, isoleucin, methionin, tryptofan, fenylalanin, lysin a threonin), které musí člověk přijmout potravou, jelikož si je tělo nedokáže samo vytvořit, dále pak na semiesenciální (arginin, histidin, tyrosin), ty jsou nezbytné v určitém období a nakonec neesenciální (glycin, alanin, prolin, serin, cystein, asparagin, glutamin, kyselina asparagová, kyselina glutamová, taurin, ornitin), jež si organismus dokáže sám vytvořit. (KONOPKA, 2004; PÁNEK a kol., 2002) 11

Biologická hodnota bílkovin bílkoviny přijímané ve stravě jsou při trávení rozloženy na aminokyseliny, ze kterých si organismus vytváří bílkoviny tělu vlastní. Biologická hodnota bílkovin vypovídá o tom, kolik gramů tělesných bílkovin může být vytvořeno ze 100 gramů bílkovin přijatých potravou. Bílkoviny, které obsahují všechny aminokyseliny potřebné pro člověka, se nazývají plnohodnotné. Živočišné bílkoviny obsahují více esenciálních aminokyselin a jsou pro člověka vstřebatelnější než bílkoviny rostlinné. U rostlinných bílkovin bývá některá aminokyselina limitující (chybějící). U obilovin je to lysin, u luštěnin methionin. Biologická hodnota bílkovin se dá zvýšit kombinací různých bílkovin. Proto je nutná pestrá strava, ve které se nedostatky ve složení aminokyselin jednotlivých zdrojů navzájem kompenzují. Potřeba proteinů je ovlivněna řadou faktorů: stravitelnost potravin, fyzikální a chemické změny při přípravě pokrmů, možné poruchy metabolismu a jiné. Minimální denní potřeba bílkovin je u dospělého člověka 0,5 až 0,6 g/kg hmotnosti. Pokud je příjem nižší, mohou nastat zdravotní poruchy. Proto je doporučen vyšší příjem bílkovin, a to 0,8 až 1,2 g/kg hmotnosti. Naopak příliš vysoký příjem bílkovin zatěžuje organismus, který musí přebytečné proteiny složitě odbourávat. Zvýšené nároky na příjem bílkovin mají děti v období růstu, těhotné a kojící ženy a profesionální sportovci. (KONOPKA, 2004; PÁNEK a kol., 2002; ODSTRČIL a ODSTRČILOVÁ, 2006) 1.3.2 Sacharidy Sacharidy jsou pro organismus nejvýznamnějším zdrojem energie, denní příjem sacharidů by měl činit 50 až 60 % z celkového energetického příjmu. Jsou to heterocyklické sloučeniny tvořené uhlíkem, kyslíkem a vodíkem. Jsou hlavní součástí rostlin. Podle složení molekul se sacharidy dělí na jednoduché a složené 12

sacharidy. Mezi nejvýznamnější jednoduché sacharidy nebo též monosacharidy patří glukóza, fruktóza a galaktóza. Glukóza (hroznový cukr) se nachází v ovoci, medu a v malém množství v zelenině. Glukóza je pohotovým zdrojem energie pro organismus člověka a je nezbytná pro mozek a erytrocyty. Fruktóza (ovocný cukr) se vyskytuje v ovoci a medu. Galaktóza (mléčný cukr) je stavebním prvkem laktózy, v rostlinách se nachází volná nebo ve formě pektinových látek. Složené sacharidy se dělí na oligosacharidy a polysacharidy. Oligosacharidy vznikají spojením dvou až deseti molekul monosacharidů. Nejvýznamnější jsou disacharidy složené ze dvou molekul monosacharidů, ke kterým patří např. sacharóza, maltóza a laktóza. Sacharóza (řepný cukr) je složený z molekuly glukózy a fruktózy, nachází se v cukrové řepě a cukrové třtině, z nichž se průmyslově vyrábí. Maltóza (sladový cukr) se skládá ze dvou molekul glukózy. Vyrábí se štěpením škrobu a glykogenu. Laktóza (mléčný cukr) se skládá z molekuly glukózy a galaktózy, vyskytuje se v mléce a v mléčných výrobcích. Polysacharidy jsou tvořeny z více než deseti monosacharidvých jednotek. Mezi nejznámější polysacharidy patří škrob, glykogen, inulin, celulóza a pektinové látky Škrob se skládá z velkého množství molekul glukózy, je tvořen z 20-ti % amylózou a z 80-ti % amylopektinem. Je rezervní látkou rostlin. Ve větší míře se vyskytuje v obilovinách, luštěninách, rýži a bramborách. Glykogen tvoří pohotovou rezervu energie pro tkáně a svaly. Je složen z rozvětvených řetězců glukózových jednotek. Nachází se v játrech a svalech. Inulin je zásobní polysacharid u rostlin, obsažený je v hlízách topinamburu, kořenech čekanky, dále ho obsahují artyčoky, chřest. Skládá se z fruktózových jednotek. Celulóza nebo také nerozpustná vláknina tvoří podpůrné složky rostlinných buněk. Je složena až z 10 000 glukózových jednotek. I když vláknina patří mezi nestravitelné, nevyužitelné sacharidy a neposkytuje žádnou energii, má 13

pro organismus velký význam, především v prevenci některých civilizačních chorob. Vláknina urychluje střevní peristaltiku, čímž omezuje resorpci toxických látek, ale také snižuje vstřebávání některých živin např. cholesterolu. Pro udržení zdraví a správné funkčnosti trávicího systému je nutné přijímat okolo 30 g vlákniny na den (dohromady s vlákninou rozpustnou). Zdrojem vlákniny jsou především otruby, zelenina, celozrnné pečivo. Pektinové látky (rozpustná vláknina) neposkytují energii, ale jsou důležité pro metabolismus sacharidů. Urychlují střevní peristaltiku. Příznivě ovlivňují složení střevní mikroflóry, kde zabraňují rozvoji hnilobných bakterií. Vychytávají a odvádějí z těla těžké kovy, napomáhají snižovat hladinu cholesterolu v krvi. Zdrojem je především ovoce. (PÁNEK a kol., 2002; KONOPKA, 2004) 1.3.3 Lipidy Lipidy tvoří významnou složku ve výživě člověka. Slouží především jako zdroj energie pro organismus 1g tuku = 38 kj. Jsou zdrojem esenciálních mastných kyselin. Účastní se tvorby biologických membrán. Pomáhají udržovat tělesnou teplotu, chrání orgány před mechanickým poškozením. Zlepšují chuť a konzistenci pokrmů a vyvolávají pocit nasycení. Tuky jsou také důležité pro využití vitaminů rozpustných v tucích (A, D, E, K). Ve stravě by měly tvořit 25 30 % z celkové denní přijaté energie. Další doporučení týkající se tuků ve stravě viz. kap. Výživová doporučení. Tuky jsou estery vyšších mastných kyselin a alkoholu glycerolu. Podle toho, kolika mastnými kyselinami je glycerol esterifikován, rozlišujeme mono-, di- a triacylglyceroly. V lidském těle je tuk uložen téměř výhradně v podobě triacylglycerolů (podkožní tuk, svalová vlákna, orgánový tuk). Lipidy se dělí na jednoduché a složené. Jednoduché lipidy jsou estery mastných kyselin a glycerolu, řadí se mezi ně tuky a vosky. Složené lipidy jsou deriváty vyšších mastných kyselin a glycerolu, které ve své molekule obsahují ještě další složku dodávající lipidům charakteristické vlastnosti. Mezi ně se řadí 14

fosfolipidy, glykolipidy, lipoproteiny. Další skupinu tvoří odvozené lipidy, ke kterým patří např. steroidy. Existují tři základní typy mastných kyselin (MK): mastné kyseliny obsahující jednoduché vazby jsou plně nasycené (saturované), jejich zdrojem jsou především živočišné tuky, kokosový a palmový olej. Mononenasycené mastné kyseliny (MUFA) obsahují jednu dvojnou vazbu, vyskytují se v olivovém a řepkovém oleji, v avokádu a ořechách. Polynenasycené mastné kyseliny (PUFA) obsahují více dvojných vazeb, podle umístění dvojných vazeb rozlišujeme řady n-6 a n-3 polynenasycených mastných kyselin. Mezi PUFA se vyskytují esenciální mastné kyseliny, které si tělo neumí vytvořit a musí být přijímány potravou, jsou to kyseliny linolová řady n-6 a kyselina linolenová řady n-3. Zdrojem MK řady n-6 jsou rostlinné oleje (např. slunečnicový, lněný, sojový), semena a ořechy. MK řady n-3 se nachází v rybím tuku, ořechách a v rostlinných olejích (lněný, sojový). (PÁNEK a kol., 2002; DOSTÁL a kol., 2003; KONOPKA, 2004) 1.4 Mikronutrienty Mezi živiny se řadí také minerální látky a vitaminy. Z výživového pohledu se často označují jako esenciální výživové faktory, které jsou důležité pro správné fungování organismu. S výjimkou některých vitaminů je člověk neumí syntetizovat a přijímá je jen v potravě. (VELÍŠEK, 2002; PÁNEK a kol., 2002) 1.4.1 Minerální látky Minerální látky jsou nutné pro udržení osmolality vnitřního prostředí, pro činnost enzymů a hormonů, jsou součástí oporných struktur. Podle množství potřebného pro organismus je dělíme na makroelementy a mikroelementy. U makroelementů převyšuje denní potřeba hodnotu 100 mg a patří mezi ně vápník, fosfor, sodík, draslík, chlor, hořčík a síra, dále pak prvky organogenní 15

uhlík, kyslík, vodík a dusík, což jsou stavební jednotky všech živých organismů. Denní potřeba u mikroelementů je nižší než 100 mg a patří mezi ně železo, měď, zinek, mangan, jód, molybden, selen, fluor, chrom a jiné, pro člověka méně významné prvky. Vápník je důležitý pro tvorbu kostí a zubů, vápenaté ionty jsou také obsaženy v krvi, kde ovlivňují krevní srážlivost, mají význam pro funkci dráždivých struktur (nedostatek způsobuje tetanické křeče). Při nedostatku vápníku v kostech vzniká osteomalcie, v dospělosti a ve vyšším věku osteoporosa. Denní potřeba vápníku je pro člověka kolem 800 mg, u těhotných a kojících žen je vyšší. Hlavním zdrojem je mléko a mléčné výrobky (s výjimkou tavených sýrů). Dalším zdrojem vápníku je květák, brokolice, mák, pažitka aj. Fosfor - Převážná část fosforu je v lidském těle uložena v kostech a zubech (asi 80 %), zbývající část fosforu se nachází ve svalstvu, menší množství v mozku a játrech. Fosfor je přítomen v těle i ve stravě téměř vždy jako fosforečnan. Denní potřeba fosforu je pro člověka 1,0 až 1,2 g. Dobrým zdrojem fosforečnanů je mléko a mléčné výrobky, maso, ryby, vejce, ořechy a luštěniny. Sodík je obsažen především v extracelulárních tělních tekutinách, ovlivňuje hospodaření s vodou a má vliv na acidobazickou rovnováhu. Denní příjem by měl být okolo 3 až 5 g. Nejčastěji se vyskytuje ve formě kuchyňské soli, dále je obsažen v mase, vejcích, mořských rybách. Draslík se nachází v intracelulárních tekutinách buněk. Ovlivňuje osmotický tlak, je důležitý pro svalovou aktivitu a funkci myokardu. Denní potřeba je asi 4 g. Draslík se nachází v jádrovém ovoci, mase, luštěninách, mléce. Chlor je důležitý pro udržování osmolality, organismus jej využívá při tvorbě kyseliny HCL v žaludku. Největším zdrojem chloru je kuchyňská sůl. Hořčík se vyskytuje v kostech a v tělních tekutinách, působí jako aktivátor a kofaktor různých enzymů. Jeho denní potřeba činí 300 až 600 mg. Hlavním zdrojem jsou zelené rostliny, celozrnné pečivo, obiloviny, brambory, maso, vnitřnosti a některé minerální vody. Síra hlavním zdrojem síry jsou sirné aminokyseliny methionin a cystein, je součástí některých glykoproteinů. Síra má význam při obnově tělních proteinů. Denní potřeba je 0,5 až 1 g. Zdrojem síry jsou vejce, maso, mléko, sýry. 16

Železo se vyskytuje ve formě železnatých a železitých iontů, je ukládáno ve formě zásobního proteinu feritinu v játrech a slezině. Má význam jako stavební složka hemoglobinu a myoglobinu, kde zprostředkovává přenos kyslíku. Železo je obsaženo také v cytochromech a v řadě enzymů. Denní potřeba pro muže je asi 10 mg a pro ženy asi 15 mg. Hlavním zdrojem železa je maso, vnitřnosti a vejce. Měď je ve stravě přítomna hlavně ve formě metaloproteinů, katalyzuje tvorbu hemoglobinu, její nedostatek může vyvolat anémii. Denní potřeba je okolo 2,5 mg. Významnými zdroji jsou vnitřnosti, luštěniny, listová zelenina, ořechy. Zinek je součástí asi 100 enzymů energetického metabolismu, podílí se na tvorbě insulinu, udržuje hladinu vitaminu A v krevní plazmě. Denní potřeba je asi 15 mg. Zdroje zinku jsou maso, cereálie, ořechy, mořští korýši, vejce, mléko. Mangan je součástí nebo aktivátorem různých enzymů, je nutný pro správnou tvorbu kostí a pro činnost CNS. Denní potřeba je asi 5 mg. Zdrojem manganu jsou ořechy, cereálie, čaj, pšeničné klíčky. Jód je nutný pro činnost štítné žlázy, je nezbytný pro správný vývoj plodu a dítěte v raných obdobích života. Denní doporučený příjem je asi 0,15 až 0,2 mg. Vyskytuje se v rybách, mořských plodech, mořských řasách. Vzhledem k tomu, že jejich spotřeba je u nás nízká, obohacuje se jódem kuchyňská sůl. Molybden je složkou některých enzymů, podílejících se na rozkladu aminokyseliny cysteinu a na odbourávání složek nukleových kyselin. Denní příjem je asi 5 mg. Molybden se nachází hlavně v luštěninách a obilovinách. Selen se váže hlavně v aminokyselinách, ve kterých může nahradit síru. Společně s vitamínem E působí jako součást antioxidantů a podílí se na odstraňování volných radikálů z buněk. Denní potřeba je okolo 0,07 mg. Při vyšším příjmu působí selen toxicky. Zdrojem selenu jsou mořské ryby a řasy, pšeničné klíčky, sezamová semínka, chřest, para ořechy. Fluor je nezbytný pro správnou tvorbu kostí a zvláště zubů, v nich tvoří součást zubní skloviny. Jeho potřeba je 0,3 až 0,5 mg na den. Zdrojem fluoru je např. pitná voda, fermentovaný čaj, mořské ryby. Chrom podporuje metabolismus sacharidů, zvyšuje glukózovou toleranci, stimuluje účinek inzulinu. Denní příjem je asi 0,2 mg. Nadbytečný 17

příjem je škodlivý. Chrom se nachází v mase, obilovinách, zelenině, droždí. (www.zdravcentra.cz; PÁNEK a kol, 2002; ODSTRČIL a ODSTRČILOVÁ, 2006) 1.4.2 Vitaminy Vitaminy jsou esenciální složky potravy, až na malé výjimky si je lidský organismus neumí sám vytvořit. Mají odlišné chemické struktury a různé funkce v organismu. Jako součásti enzymů a hormonů jsou důležité katalyzátory biochemických reakcí, některé působí jako antioxidanty. Pro každý vitamin existuje optimální denní dávka. Při malém nedostatku vitaminu vzniká hypovitaminóza, která se projevuje většinou nespecifickými poruchami. Avitaminóza je úplný nedostatek vitaminu a v důsledku toho dochází k závažným poruchám činnosti organismu. Naopak zvýšený příjem vitaminu má za následek hypervitaminózu. Ta se objevuje nejčastěji při předávkování různými potravinovými doplňky obsahujícími vitaminy rozpustné v tucích. Vitaminy se dělí podle rozpustnosti na rozpustné ve vodě kam patří vitaminy skupiny B a vitamin C a na rozpustné v tucích mezi které patří vitamín A,D,E a K. Vitamíny skupiny B thiamin (B1), riboflavin (B2), niacin, pyridoxin (B6), kyselina pantothenová (B5), kyselina listová (B9), kyanokobalamin (B12), biotin. Jejich příjem i funkce jsou vzájemně provázány, jsou potřebné k přeměně živin na energii, zlepšují regeneraci jaterní tkáně a její odolnost vůči možným toxinům, ovlivňují kvalitu pokožky, působí při krvetvorbě. Pestrá smíšená strava zajišťuje dostatečné zásobování těmito vitamíny. Vitamín C (kyselina askorbová) je důležitý antioxidant, chrání před oxidací vitamín E, působí jako přenašeč elektronů u mnoha enzymatických reakcí, podílí se na výstavbě kolagenu, umožňuje vstřebávání železa ve střevech, posiluje imunitní systém. Doporučený denní příjem je okolo 100 mg. Zdrojem vitamínu C je ovoce a zelenina, např. citrusové plody, kiwi, černý rybíz, jahody, brambory, paprika, kapusta, zelí aj. 18

Vitamín A (retinol) je důležitý pro dobrý zrak, imunitní systém, podporuje správný růst a dělení buněk, zejména kostní dřeně, kůže a sliznic. Doporučená denní dávka je asi 1,0 až 1,5 mg. Vitamín A se vyskytuje v játrech, rybím tuku, vejcích, mléce. Provitamíny (karoteny), které se v organismu přemění na vitamín A, se nachází v mrkvi, naťové a listové zelenině, meruňkách a broskvích. Vitamín D (kalciferol) rozeznáváme dva základní druhy kalciferolů, ergokalciferol (vitamín D2) a cholekalciferol (vitamín D3). Tvoří se v těle ze svých prekursorů ergosterolu a 7-dehydrocholesterolu působením ultrafialového záření. Je důležitý pro hospodaření organismu s vápníkem a fosforem. Jeho denní potřeba je 5 až 10 µg. V potravinách se vyskytuje především v rybím tuku, v rybách s vyšším obsahem tuku, tresčích játrech, vaječném žloutku, v menším množství v mléce. Vitamín D se přidává do některých margarínů. Vitamín E (tokoferol) je důležitý antioxidant, chrání především buněčné membrány obsahující lipidy před oxidativním poškozením volnými radikály. Denní potřeba je asi 10 mg. Dobrými zdroji jsou rostlinné oleje, obilné klíčky, ořechy, tmavě zelená listová zelenina. Vitamín K je důležitý pro srážlivost krve, zúčastňuje se oxidativní fosorylace. Významným zdrojem je vitamín K2, produkovaný mikroflorou tlustého střeva. V potravě se vyskytuje v játrech, listové zelenině. (PÁNEK a kol. 2002; KONOPKA, 2004; KUNOVÁ, 2004; ODSTRČIL a ODSTRČILOVÁ, 2006) 1.5 Voda ve výživě Význam vody v lidském těle je značný. Tvoří prostředí pro životní děje, funguje jako rozpouštědlo pro většinu živin, díky své tepelné kapacitě ovlivňuje tepelné hospodářství v těle, udržuje koloidy v rozpuštěném stavu, působí jako reaktant při hydrolytických a hydratačních reakcích. Obsah vody se v průběhu života v lidském organismu mění. U kojence tvoří voda 75 % všech tkání, s vzrůstajícím věkem zastoupení vody v těle klesá. U starších osob je obsah vody už pouze 46 až 54 %. Organismus žen má menší podíl vody než organismus mužů 19

asi o 10 %. Souvisí to s vyšším podílem tukové tkáně v těle ženy, která obsahuje jen asi 20 % vody oproti bílkovinné tkáni, která může obsahovat až 90 % vody. Pro vyrovnanou bilanci tekutin v těle je potřeba přijmout denně 2 až 3 l vody, z toho je asi 1 l obsažen v potravinách, 1,5 až 2 l v tekutinách a asi 300 ml činí voda metabolická (vzniká při oxidaci živin v organismu). Denně je z těla vyloučeno asi 1,5 l tekutin močí, 150 ml ve stolici, 600 ml dýcháním a minimálně 500 ml pocením. Nedostatek tekutin (dehydratace) je způsobena nízkým příjmem nebo vysokými ztrátami tekutin, což má za následek bolesti hlavy, pocit žízně, pokles fyzické i psychické výkonnosti, pocity slabosti, nevolnosti až křeče. Při déletrvajícím nedostatku tekutin je pravděpodobnost vzniku ledvinových kamenů. Optimální denní příjem tekutin je 1,5-2 litry. (PÁNEK a kol., 2002; KONOPKA, 2004; KUNOVÁ, 2004) 20

2. Cholesterol Cholesterol je pro lidský organismus důležitý z několika důvodů. Ovšem jeho zvýšená koncentrace v krvi je pro lidský organismus naopak škodlivá. Co je cholesterol Cholesterol je látka lipofilního charakteru, takže je nerozpustný ve vodě a tělních tekutinách. Chemicky se řadí mezi steroidy, které se odvozují od tetracyklického uhlíkatého systému steranu (cyklopentanoperhydrofenanthren). Steroidy obsahující z kyslíkatých funkčních skupin pouze hydroxylovou skupinu -OH se nazývají steroly. Cholesterol je nejvýznamnější a nejrozšířenější sterol živočišného původu. Kromě hydroxylové skupiny má cholesterol ve své struktuře jednu dvojnou vazbu a větvený osmiuhlíkatý alifatický řetězec (obrázek 2). (VELÍŠEK, 2002; DOSTÁL a kol., 2003) Obrázek 2 Chemický vzorec cholesterolu (VELÍŠEK, 2002) 2.2 Význam cholesterolu v lidském organismu Cholesterol je pro lidský organismus životně důležitý. Patří mezi základní stavební jednotky lipidové dvojvrstvy buněčných membrán. Je součástí obalů nervových vláken (v myelinových pochvách) a výchozí sloučeninou při 21

biosyntéze žlučových kyselin, steroidních hormonů a vitamínu D. Nejvíce cholesterolu je obsaženo v mozku, játrech, ledvinách a míše. Buněčná membrána tvoří ohraničení všech buněk a slouží především k oddělní nitra buňky od extracelulárního prostoru. Tvoří ji lipidová dvojvrstva a podle typu buňky obsahuje různý podíl fosfolipidů, glykolipidů a cholesterolu. Cholesterol je obsažen v obou lipidových vrstvách membrány, snižuje fluiditu (míra tekutosti) membrány a permeabilitu (propustnost) pro polární látky. V játrech se z cholesterolu syntetizují cholát a chenodeoxycholát, což jsou primární žlučové kyseliny, ty jsou dále v játrech syntetizovány až na soli žlučových kyselin, které jsou součástí žluči. Soli žlučových kyselin jsou důležité pro trávení tuků. Ke steroidním hormonům se řadí hormony kůry nadledvin kortikoidy, které se rozdělují na glukokortikoidy a mineralokortikoidy, a pohlavní hormony mužské a ženské. Výchozí látkou pro tyto hormony je cholesterol. Steroidní hormony jsou skladovány v místech své produkce (kůra nadledvin, vaječníky, placenta, varlata) jen v malém množství, v případě potřeby musí být syntetizovány ze zásob cholesterolu v buňkách. Vitamín D3 (cholekalciferol) se tvoří pomocí UV záření ze 7-dehydrocholesterolu, což je meziprodukt při biosyntéze cholesterolu. (SILBERNAGL a DESPOPOULOS, 2004; DOSTÁL a kol., 2003; VELÍŠEK, 2002) 2.3 Metabolismus cholesterolu V organismu se cholesterol vyskytuje jak volný, tak ve formě esterů cholesterolu s mastnými kyselinami. Volný cholesterol je součástí buněčných membrán. V plazmě se vyskytují převážně estery cholesterolu s kyselinou linolovou a linolenovou. Intracelulární, zásobní cholesterol tvoří pak estery cholesterolu s kyselinou olejovou a palmitolejovou. Určitá část cholesterolu v lidském organismu pochází z potravy, ovšem většina tkáňového a plazmatického cholesterolu je syntetizována v játrech a v menší míře i v ostatních tkáních např. v kůře nadledvin či v kůži. 90 % celkové 22

produkce cholesterolu probíhá v játrech a v tenkém střevě. Buňky periferních tkání jsou tedy závislé na příjmu cholesterolu z oběhu. Játra syntetizují denně okolo 1,5 g cholesterolu a z potravy je příjem asi 150 300 mg. Výchozí látkou pro biosyntézu cholesterolu je acetylkoenzym A (acetyl-coa je meziproduktem metabolismu hlavních živin). Následuje dalších více jak dvacet chemických reakcí, přes které vzniká 27-uhlíkatá molekula cholesterolu. Cholesterol a estery cholesterolu přijímány z potravy jsou resorbovány v horní části tenkého střeva, odkud se dostávají do jater ve zbytcích chylomikronů (viz níže). Z jater cholesterol putuje pomocí bílkovinných přenašečů k buňkám, kde je k dispozici pro zabudování do membrán nebo pro syntézu steroidů. Při nadbytku je cholesterol v buňce ukládán do zásoby. Cholesterol dále opouští játra přeměnou na žlučové kyseliny a vylučováním do žluči. Spolu s dalšími součástmi žluči odchází z těla stolicí. (NOVÁK, 2002; SILBERNAGL a DESPOPOULOS, 2004; ČEŠKA, 1994) 2.4 Přenašeči cholesterolu Transport cholesterolu a ostatních lipidů krví je možný pouze navázáním na proteiny, které se nazývají lipoproteiny (obrázek 3). Jejich struktura se skládá z apoproteinů, triacylglycerolů, cholesterolu, esterů cholesterolu a fosfolipidů. Hydrofilní povrchová vrstva lipoproteinů je tvořena z fosfolipidů a cholesterolu, vnitřek tvoří hydrofobní látky, triacylglyceroly a estery cholesterolu. Lipoproteiny se liší podle velikosti, hustoty, složení lipidů, místa tvorby a svými apoproteiny (viz tabulka I), které mají velký význam v metabolismu tuků. Jsou kofaktory enzymů účinných v lipoproteinovém metabolismu, zprostředkují vazbu lipoproteinu na specifické receptory, jsou strukturálními bílkovinami lipoproteinů a účastní se přenosu nebo výměny lipidových částic mezi jednotlivými lipoproteiny. 23

Lipoproteiny se dělí do pěti základních tříd chylomikrony, VLDL (very low density lipoprotein), IDL (intermediate density lipoprotein), LDL (low density lipoprotein) a HDL (high density lipoprotein). Chylomikrony a částice VLDL zodpovídají hlavně za zásobování periferních tkání mastnými kyselinami, částice LDL zásobují periferní tkáň především cholesterolem. HDL částice mají zásadní úlohu při zpětném (reverzním) transportu cholesterolu z periferních tkání zpátky do jater, odkud je cholesterol odváděn jako žlučové kyseliny. (NOVÁK, 2002; ČEŠKA, 1994) Tabulka I Přehled některých apoproteinů (ČEŠKA, 1994) Apoprotein Vznik Lipoproteiny Funkce apo A-Ι střevo, játra HDL, CH apo A-II střevo, játra HDL, CH apo A-IV střevo HDL, CH apo B-48 střevo CH apo B-100 játra LDL aktivace LCAT, stimuluje reverzní transport cholesterolu aktivátor jaterní lipázy, strukturální protein strukturální protein CH, vazba na receptor strukturální protein VLDL a LDL, vazba na receptor apo C-I játra CH, VLDL, IDL, HDL aktivace LCAT apo C-II játra CH, VLDL, IDL, HDL aktivace lipoproteinové lipázy apo C-III játra CH, VLDL, IDL, HDL inhibitor lipoproteinové lipázy apo E játra, periferní tkáň CH, VLDL, IDL, HDL vazba na receptory, odbourávání částic bohatých na cholesterol a triacylglyceroly 24

Obrázek 3 Struktura lipoproteinové částice (www.zdravcentra.cz) 2.4.1 Chylomikrony Chylomikrony jsou největší lipoproteinové částice, ale díky vysokému obsahu triacylglycerolů a nízkému obsahu proteinů mají nejnižší hustotu. Chylomikrony vznikají v buňkách střevního epitelu, jsou uvolňovány do lymfatického systému a poté do krevního oběhu. Při transportu získávají interakcí s HDL lipoproteiny apo C, který aktivuje enzym lipoproteinovou lipázu (LPL), jež katalyzuje hydrolýzu triacylglycerolů, produkty této reakce (volné mastné kyseliny, glycerol, monoacylglycerol) jsou přijímány především tukovými a svalovými buňkami. Po ztrátě většiny triacylglycerolů se tyto zbytky chylomikronů, které si zachovávají většinu esterů cholesterolu, dostávají do jater pomocí receptorů specifických pro apo E, které rozpoznávají zbytkové částice chylomikronů a zprostředkují jejich endocytózu. V játrech se odbourávají a přeměňují na lipoproteinové částice o velmi nízké hustotě (VLDL). (NOVÁK, 2002; SILBERNAGL a DESPOPOULOS, 2004) 25

2.4.2 VLDL (very low density lipoprotein) Lipoproteiny o velmi nízké hustotě VLDL jsou syntetizovány v játrech ze zbytkových částic chylomikronů. Přenáší přijaté i nově syntetizované triacylglyceroly a cholesterol k periferním tkáním. VLDL obsahují hydrofobní jádro složené převážně z triacylglycerolů a na povrchu je fosfolipidová obálka, ve které jsou zakotveny proteiny apo B-100, apo E a všechny subtypy apo C. Apo C-II slouží stejně jako u chylomikronů jako kofaktor lipoproteinové lipázy pro hydrolytické štěpení triacylglycerolů, které jsou tak přenášeny do tkání. Po odbourání většiny triacylglycerolů předávají částice VLDL apo C a volný cholesterol částicím HDL, které jsou přítomny v krevním oběhu. Výsledkem katabolického odbourávání VLDL působením lipoproteinové lipázy jsou lipoproteinové částice o střední hustotě IDL (NOVÁK, 2002; SILBERNAGL a DESPOPOULOS, 2004). 2.4.3 IDL (intermediate density lipoprotein) Lipoproteiny o střední hustotě (IDL) vznikají katabolickou přeměnou VLDL částic. Ve svém nepolárním jádře mají přibližně ve stejném poměru estery cholesterolu a triacylglyceroly. Na povrchu částice IDL jsou převážně apo B-100 a apo E. Apo E je nezbytný pro zprostředkování procesu vychytávání části IDL do jaterních buněk přes receptory specifické pro apo E. Polovina částic IDL se tedy vrací do jater, kde jsou obnoveny a opouštějí játra opět jako VLDL. Druhá polovina IDL je po odevzdání apo E částicím HDL a po působení jaterní triacylglycerolové lipasy přeměněna na lipoproteinové částice o nízké hustotě LDL (NOVÁK, 2002; SILBERNAGL a DESPOPOULOS, 2004). 26

2.4.4 LDL (low density lipoprotein) IDL částice ztratí část svých triacylglycerolů a esterů cholesterolu, apoproteinů a přemění se na lipoproteiny o nízké hustotě (LDL). LDL částice mají na svém povrchu apoproteiny B-100, které jsou rozpoznávány specifickými LDL receptory. LDL dodávají tedy cholesterol a estery cholesterolu do buněk s LDL receptory, nejvíce je jich v játrech. Hustota receptorů na povrchu buňky je regulována potřebou cholesterolu. LDL je přijímán do buněk endocytózou a lysozomální kyselé lipázy štěpí estery cholesterolu na volný cholesterol, ten je pak buňce k dispozici pro zabudování do membrán nebo pro syntézu steroidů. Při nadbytku cholesterolu je v buňce utlumena endogenní syntéza cholesterolu a zároveň je aktivován enzym ACAT (acyl-coa-cholesterol-acyltransferáza), který katalyzuje v buňkách přeměnu volného cholesterolu na estery cholesterolu a ukládá jej do zásoby. Při zvýšené koncentraci LDL v plazmě a v případě modifikovaných částic LDL (viz. níže) se tyto částice váží tzv. scavengerovými receptory (nízkoafinitní), které zprostředkovávají ukládání cholesterolu do makrofágů, kůže a stěny cév (NOVÁK, 2002; SILBERNAGL a DESPOPOULOS, 2004; ČEŠKA, 1994). 2.4.5 HDL (high density lipoprotein) Lipoproteiny o vysoké hustotě (HDL) vznikají jak v játrech, tak i v buňkách střevní sliznice jako nascentní (na cholesterol chudé) diskovité částice. Nascentní HDL vznikají také při katabolismu chylomikronů a VLDL. Součástí HDL je hydrofóbní jádro, které obsahuje estery cholesterolu a triacylglyceroly a hydrofilní povrch, který se skládá z fosfolipidů, neesterifikovaného cholesterolu a z apoproteinů. Z apoproteinů obsahují především apo A-I, apo A-II a apo C. Částice HDL se obvykle dělí na dvě hustotní frakce: HDL2 (větší částice s nižší hustotou) a HDL3 (menší a s vyšší hustotou). 27

Částice HDL3 vznikají z nascentních HDL po přijetí fosfolipidů, volného cholesterolu a apoproteinů z jiných lipoproteinů a z periferních buněk. Volný cholesterol je poté esterifikován pomocí plazmatického enzymu LCAT (lecitin-cholesterol-acyltransferázy), přemisťuje se do jádra částice za vzniku sférické částice HDL3. LCAT je aktivována apo A-I a inhibována apo A-II. Dalším vstupem cholesterolu do HDL dochází k tvorbě méně hustých částic HDL2. Tyto částice přenášejí estery cholesterolu zpět do jater a žláz produkujících steroidní hormony (vaječníky, varlata, kůra nadledvin), na které se váží pomocí specifických jaterních receptorů pro HDL (NOVÁK, 2002; HROMADOVÁ, 2004; ČEŠKA, 1994; SILBERNAGL a DESPOPOULOS, 2004). 2.5 Cholesterol a ateroskleróza Ateroskleróza je dlouhodobě probíhající onemocnění cévní stěny, vznikající v důsledku interakce metabolických a strukturálních vlastností cévní stěny, krevních komponent a hemodynamických sil. Ateroskleróza vede k postupnému zužování průsvitu tepny, což může vést k jejímu úplnému uzavření. To má za následek poruchy tkání a orgánů, které postižená tepna vyživuje. Pokud dojde k úplnému uzávěru tepny, a tím k přerušení přívodu živin, především kyslíku, postižené tkáně většinou odumírají. Ateroskleróza se projevuje svými komplikacemi, z nichž nejzávažnější jsou ischemická choroba srdeční (ICHS), ischemická cévní mozková příhoda (CMP) a ischemická choroba dolních končetin (ICHDK). Není sice známa jednoznačná příčina vzniku aterosklerózy, ale je známa řada faktorů, které se na jejím vzniku podílejí a které nazýváme rizikovými faktory. Rizikové faktory aterosklerózy se nejčastěji dělí na faktory neovlivnitelné a ovlivnitelné. Mezi faktory neovlivnitelné patří věk, pohlaví a genetické faktory, někdy se do této skupiny řadí i faktory etnické. Mezi nejdůležitější ovlivnitelné rizikové faktory patří zvýšená hladina triacylglycerolů a cholesterolu, kouření, hypertenze, diabetes mellitus, obezita, nedostatek fyzické aktivity, sedavý způsob života a další. Mezi těmito rizikovými faktory má dominantní postavení zvýšená 28

koncentrace LDL cholesterolu, který bývá základem aterosklerotického ložiska. Naopak HDL částice chrání před rozvojem aterosklerózy. Zajišťují zpětný transport cholesterolu, odebírají cholesterol z povrchu buněk všech tkání včetně cévní stěny, odebírají volný cholesterol z ostatních lipoproteinů a chrání LDL částice před oxidativní modifikací (viz níže). Prvním stadiem aterosklerózy jsou tukové proužky, které se vyskytují běžně již v dětském věku a lze je dokonce prokázat i u novorozenců. Tukové proužky se nachází v endotelu cévní stěny. Základními buněčnými elementy v těchto proužcích jsou pěnové buňky, vznikající z makrofágů, které vychytávají z krevního oběhu lipidy a především LDL cholesterol. Pěnové buňky vznikají také z buněk hladkých svalů obsahujících kapénky lipidů. Další součástí tukových proužků jsou T-lymfocyty. Následným hromaděním lipidů a cholesterolu vzniká tzv. aterom nebo též fibrózní či aterosklerotický plát, který již vede ke zúžení průsvitu tepny (obrázek 4). Aterosklerotický plát sestává z lipidového jádra, vzniklého pravděpodobně rozpadem pěnových buněk, pokrytého fibrózním krytem, který odděluje lipidové jádro od endotelu cévní stěny. Fibrózní kryt obsahuje hladké svalové buňky a zánětlivé buňky, především makrofágy. Aktivita makrofágů je udržována především příjmem LDL částic cestou scavengerových receptorů a takto aktivované makrofágy produkují cytokiny a růstové faktory, které přitahují hladké svalové buňky, ty jako jediné mohou syntetizovat kolagen a vytvářet fibrózní kryt plátu, který izoluje jeho trombogenní lipidové jádro od cirkulující krve. Aktivované makrofágy naopak produkují enzymy, které fibrózní kryt zeslabují. Stabilita aterosklerotického plátu je důležitá pro další průběh aterosklerózy. Stabilní plát obsahuje větší množství hladkých svalových buněk a velké množství kolagenu ve fibrózním krytu, malé lipidové jádro a malé množství zánětlivých buněk (makrofágy, lymfocyty). Fibrózní kryt je poměrně silný a neporušený, tvořený kolagenními a elastickými vlákny a hladkou svalovinou, její povrch je tuhý. Tento typ plátu většinou neohrožuje pacienta na životě akutní koronární příhodou. Příznakem stabilního aterosklerotického plátu je např. stabilní angina pectoris nebo klaudikační potíže, což jsou křečovité bolesti v dolních končetinách, ke kterým nejčastěji dochází při chůzi. 29

Nestabilní aterosklerotický plát je měkký, má velké lipidové jádro, složené převážně z esterů cholesterolu, pěnových buněk a T-lymfocytů. Obsahuje velké množství zánětlivých buněk a tenký fibrózní kryt s malým množstvím kolagenu a hladkých svalových buněk. Takovýto plát je náchylný k ruptuře (prasknutí). V místě ruptury vzniká aktivací koagulačních mechanismů krevní sraženina, tzv. trombus, který způsobí částečné nebo úplné uzavření cévy. Ruptura aterosklerotického plátu je výsledkem nerovnováhy mezi mechanickou odolností fibrózního krytu plátu a velikostí hemodynamických sil, které na ni působí (tlak krve, pulzová vlna, srdeční kontrakce atd.). Částečná nebo úplná ruptura plátu je zodpovědná za většinu akutních koronárních příhod (HROMADOVÁ, 2004; ČEŠKA, 1994; www.zdravcentra.cz). I. II. III. IV. V. VI. Obrázek 4 Vývoj aterosklerózy (I.- pěnové buňky, II., III.- tukové proužky, hromadění lipidů, IV.- aterom, V.- stabilní aterosklerotický plát, VI.- ruptura plátu, vznik trombu) (www.zdravcentra.cz) 2.5.1 Modifikované LDL částice Tvorbu pěnových buněk způsobují modifikované částice LDL, které nejsou rozpoznávány LDL receptory a navazují se pomocí scavengerových receptorů na makrofágy a buňky cévního endotelu. LDL částice jsou modifikovány různým způsobem. Na svém povrchu mají apoprotein B-100, jehož struktura může být modifikována vazbou glukózy u diabetiků s dlouhotrvající hyperglykémií, tenhle jev se nazývá glykace LDL. 30

Dalším typem modifikace LDL je jejich oxidace, kterou způsobují volné radikály. Polynenasycené mastné kyseliny povrchových fosfolipidů, které jsou součástí LDL lipoproteinů, podléhají radikálové řetězové reakci (peroxidaci lipidů), při které vznikají aldehydy, ty se pak vážou na apoprotein B-100 a dále mění jeho strukturu. Vysoce aterogenní jsou malé LDL3 částice o velké hustotě. Ty jsou produktem katabolizmu atypických velkých VLDL lipoproteinů, které jsou tvořeny v játrech při hypertriacylglycerolemii (zvýšená koncentrace triacylglycerolů v krvi). Mají velkou schopnost pronikat přes cévní endotel, snadno podléhají oxidativní modifikaci a mají sníženou schopnost vazby na LDL receptory (HROMADOVÁ, 2004; www.zdravcentra.cz). 2.6 Koncentrace cholesterolu v krvi Zjištění koncentrace cholesterolu v krvi je důležité pro určení míry rizika vzniku kardiovaskulárního onemocnění. Koncentrace cholesterolu je výsledkem rovnováhy mezi příjmem dietního cholesterolu a jeho syntézy v organismu a odbouráváním cholesterolu. Při analýze celkového cholesterolu je nutné brát v úvahu existenci dvou forem cholesterolu v krevní plazmě, a to volného a esterifikovaného cholesterolu. Kromě celkového cholesterolu se zjišťuje hladina LDL, HDL částic a triacylglycerolů, které jsou důležitým faktorem při vzniku kardiovaskulárního onemocnění (tabulka II). Tabulka II Riziko kardiovaskulárního onemocnění (NOVÁK, 2002) Koncentrace lipidů [mmol/l] Lipidová frakce žádoucí hraniční nežádoucí cholesterol < 5,18 5,15 6,19 > 6,22 HDL cholesterol 1,42 0,91 1,40 < 0,91 LDL cholesterol < 3,37 3,37 4,12 4,14 triacylglyceroly < 2,83 2,83 5,65 > 5,65 31

Vyšetření cholesterolu je obecně doporučováno provádět u dospělých osob s normálními nebo hraničními hodnotami v pětiletých intervalech a častěji u osob s prokázanými vyššími hodnotami. V rámci primární prevence kardiovaskulárního onemocnění se mají vyšetření krevních lipidů podrobit osoby s hypertenzí, s onemocněním diabetu mellitu, ve věku nad 45 let u mužů a nad 55 let u žen, přímí příbuzní osob s vrozenou hyperlipoproteinemií (viz níže), obézní osoby a kuřáci. Podle EAS jsou cílové hodnoty koncentrací uvedeny v tabulce III. Tabulka III Cílové hodnoty koncentrací lipidových frakcí podle EAS (HROMADOVÁ, 2004) Lipidová frakce Koncentrace [mmol/l] Celkový cholesterol < 5 LDL cholesterol < 3 Triacylglyceroly < 2 HDL cholesterol > 1 Koncentrace cholesterolu se mění s věkem a má rozdílné hodnoty u obou pohlaví (tabulka IV). U mužů dosahují hodnoty maxima mezi 45. 50. rokem, u žen je toto maximum posunuto přibližně o deset let později. Tabulka IV Hodnoty cholesterolu u mužů a žen v závislosti na věku (NOVÁK, 2002) Věková skupina [roky] Muži [mmol/l] Ženy [mmol/l] 0 4 2,95 5,25 2,90 5,18 10 14 3,08 5,23 3,21 5,20 20 24 3,21 5,64 3,16 5,59 30 34 3,57 6,58 3,37 5,96 40 44 3,91 6,94 3,81 6,53 50 54 4,09 7,17 4,20 7,38 60 64 4,12 7,15 4,45 7,69 > 70 3,73 6,86 4,48 7,25 32

Snížení koncentrace LDL cholesterolu o 1 % vede k poklesu rizika koronárních příhod o asi 2 % a naopak zvýšení HDL cholesterolu o 1 % snižuje riziko koronárních příhod o 2-3 %. Zvýšení HDL cholesterolu nad 1,6 mmol/l je označováno jako negativní rizikový faktor aterosklerózy, který snižuje kardiovaskulární riziko. Některé možnosti ovlivnění koncentrace HDL cholesterolu jsou uvedeny v tabulce V (NOVÁK, 2002; HROMADOVÁ, 2004; www.zdravcentra.cz) Tabulka V Možnosti ovlivnění koncentrace HDL cholesterolu (www.zdravcentra.cz) Doporučení ke zvýšení HDL cholesterolu HDL cholesterol snižuje Nekuřáctví Kuřáctví Pravidelná fyzická aktivita Fyzická inaktivita Nenasycené mastné kyseliny Saturované tuky U žen v menopauze: estrogeny Androgeny (mužské pohl. hormony) U obezity redukce hmotnosti Obezita 2.7 Hypercholesterolemie Zvýšená hladina cholesterolu v krvi tzv. hypercholesterolemie patří do skupiny metabolických onemocnění nazývaných hyperlipoproteinemie, která jsou charakterizována zvýšenou hladinou lipidů a lipoproteinů v plazmě. Hyperlipoproteinemie jsou buď primární (vrozené, geneticky podmíněné), které se dále dělí na jednotlivé podtypy podle konkrétního genetického defektu nebo sekundární, kdy je příčinou jiné akutní či chronické onemocnění nebo jiné zevní faktory (strava, fyzická aktivita, alkohol, kouření atd.). Podle Evropské společnosti pro aterosklerózu EAS se hyperlipoproteinemie dělí do tří skupin: izolovaná hypercholesterolemie, izolovaná hypertriacylglycerolemie a smíšená hyperlipoproteinemie (ČEŠKA, 1994; HROMADOVÁ, 2004; www.zdravcentra.cz). 33

2.7.1 Primární hyperlipoproteinemie Jde o geneticky podmíněné onemocnění, a to monogenní způsobené mutací na jednom genu nebo polygenní ovlivněné více geny a působením zevních vlivů. V této kapitole jsou popsány některé z nejvýznamnějších hyperlipoproteinemií. Familiární hypercholesterolemie je nejzávažnější vrozenou poruchou lipidového metabolismu, má vysoké riziko předčasné ICHS (ischemické choroby srdeční). Vyskytuje se ve dvou formách onemocnění, homozygotní (úplná absence LDL receptorů), která je v populaci velmi vzácná s frekvencí asi 1 : 1 000 000 obyvatel a heterozygotní (poloviční množství funkčních LDL receptorů), ta je daleko častější a odhadovaná frekvence v naší populaci je 1 : 500 obyvatel. Příčinou familiární hypercholesterolemie jsou různé mutace genu pro LDL receptor, což má za následek chybění, nedostatečný počet nebo nefunkčnost LDL receptorů. Při laboratorním vyšetření je typickým nálezem zvýšená hladina celkového cholesterolu nad 8 mmol/l, zvýšená hladina LDL cholesterolu nad 6 mmol/l a zvýšená hladina apoproteinu B. Hodnoty se zvyšují s věkem pacienta. Hladina triacylglycerolů je většinou normální. HDL cholesterol bývá normální nebo snížený. Kromě laboratorního vyšetření je pro diagnostiku familiární hypercholesterolemie důležité klinické vyšetření, rodinná anamnéza a v poslední době metody molekulární biologie, které mohou prokázat konkrétní mutaci v genu pro LDL receptor. Léčba nemocných s familiární hypercholesterolemií je velmi obtížná. Dietní léčba má nedostatečný vliv na snížení LDL cholesterolu, snižuje ho maximálně o 5 10 %, proto je ve většině případů nutná farmakoterapie. Familiární defekt apopoproteinu B-100 je onemocnění s podobnou frekvencí výskytu v populaci jako u familiární hypercholesterolemie. Také jsou známy dvě formy tohoto onemocnění, velmi vzácná homozygotní a heterozygotní forma. Příčinou onemocnění je mutace genu pro apoprotein B-100 spočívající v záměně aminokyseliny argininu za glycin v molekule apoproteinu. Tato záměna vede k neschopnosti vázat LDL částici na LDL receptor a dochází k hromadění LDL částic v krevní plazmě s následnou zvýšenou koncentrací celkového a LDL 34