W dzieciństwie miałam małego pieska i wtedy poinformowano mnie o tym, że nie może on jeść surowych jajek, bo wyłysieje. Syndrom „białka jaja kurzego”. Gotowane są nieszkodliwe, a wręcz zdrowe. Po wielu latach dowiedziałam się, że w białku jaja występuje proteina awidyna, która wiąże trwale biotynę i w ten sposób nie dopuszcza do jej wchłonięcia z przewodu pokarmowego także u nas (1). Awidyna po ugotowaniu traci swoje właściwości. Te informacje opierano na obserwacji W.G. Batemana (rok 1916) (2) według, której dieta bogata w surowe jaja powoduje toksyczne objawy u psów, kotów, królików (one w naturze nie jedzą jaj, są weganami) i ludzi. Dziesięć lat później M. Boas i H, Parsons wykazały „szkodliwość białek jaja” stosowanych w diecie szczurów. W1936 roku F. Kögl i B. Tönnis wyizolowali omawianą przeze mnie witaminę z drożdży. Wtedy też powstała nazwa „biotyna” –  od greckiego bios: żyć. Z kolei węgierski naukowiec  P. Gyorgy otrzymaną przez siebie tę samą substancję nazwał w roku 1939 witamina H (z języka niemieckiego: Haar und Haut; włosy i skóra). Kontynuował swoją pracę i 1941 roku wykazał, że substancją wiążącą trwale witaminę H jest obecna w białku surowego jaja kurzego proteina (białko) – awidyna. Podkreślam, że niedobór witaminy H powoduje łysienie, ale suplementacja nią nie poprawia kondycji włosów, paznokci i skóry. Z pozoru wydaje się to paradoksalne, ale w naszym metabolizmie tak bywa. Witamina biotyna (H) jest siódmą z kolei opisaną witaminą rozpuszczalną w wodzie i dlatego jest B₇.

Po prostu biotyna

Biotyna jest pochodną dwóch skondensowanych układów pierścieniowych — imidazolowego i tetrahydrotiofenowego. Jest to kwas heksahydro-2′-okso-2H-tieno-(3,4-d)-imidazolo-2-pentanowy. Związek ten występuje w postaci izomerów, ale tylko D-biotyna jest aktywna biologicznie (6). Witamina H jest trwale związana z białkiem enzymatycznym, staje się jego grupą prostetyczną (zapraszam: „Działanie bez sił witalnych…”).

Biotyna, którą pokazuję na poniższym schemacie jest produkowana przez rośliny, grzyby i bakterie:

Nasza flora jelitowa też jest do tego zdolna, ale nie jest do końca udokumentowane, że może to źródło być wystraczające (3).

Enzymy z biotyną

Wolna biotyna z diety jest aktywnie transportowana z jelita do krwi, a także przez barierę krew-mózg, a następnie jest przyłączana do kilku karboksylaz (enzymy z klasy Syntetaz, czyli wykorzysujących do swego działania energię z ATP; zapraszam: „Działanie bez sił witalnych…”). Białko enzymatyczne to apoenzym, a po przyłączeniu kofaktora to holoenzym. Biotynylacja to przyłączenie biotyny do reszty lizyny w białku enzymatycznym. Katalizuje tę reakcję (biotynylację) odpowiednia syntetaza (syntetaza holokarboksylazy (z ang.: holocarboxylase synthetase, HCS). Niestety zdarza się uwarukowane genetycznie uszkodzenie aktywności tego enzymu. Po przyłączeniu do białka enzymatycznego biotyna staje się grupą prostetyczną enzymu karboksylazy. Na poniższym schemacie pokazuję ten proces (3):

Powstaje u nas pięć holoenzymów z biotyną, pięć karboksylaz, czyli enzymów katalizujących przyłączenie do acylokoenzymów A i pirogronianu jednej reszty karboksylowej (-COOH). Posiłkują się one energią z ATP. Reakcja jest dwuetapowa. Najpierw do reszt biotyny przyłączona jest reszta karboksylowa (karboksylacja reszt biotyny w enzymie), a następnie ta reszta jest przeniesiona na substrat (karboksylacja substratu). W zależności od substratu tworzone są nazwy karboksylaz: karboksylaza acetylo-CoA (są dwie), karboksylaza pirogronianowa, karboksylaza propionianowa i karboksylaza 3-metylokrotonoylo-CoA.   

Karboksylazy acetylo-CoA (z ang.: ACC, acetyl-CoA carboxylase) występują u nazw postaci dwóch izoform ACC1 i ACC2. Rozpoczynają one syntezę kwasów tłuszczowych karboksylując dwuwęglowy acetylo-CoA do trzywęglowego malonylo-CoA. Są one kodowane przez różne geny i mają różną lokalizację (4). Na poniższym schemacie pokazuje powiązania metaboliczne między ACC1 i ACC2 (3):

W zależności od aktywności metabolicznej danej tkanki, narządu przeważa w nim jedna bądź druga forma enzymu, czyli cytoplazmatyczna bądź mitochondrialna, albo występują w zrównoważonej ilości obie. ACC2 wspomaga działanie ACC1 w kierunku syntezy kwasów tłuszczowych (anabolizm).Produkowany przez ACC2 malonylo-CoA hamuje transport kwasów tłuszczowych (acyle) do mitochondriów po to, aby powstrzymać ich katabolizm (b-oksydacja) w sytuacji, gdy są syntetyzowane nowe kwasy tłuszczowe.

Karboksylaza pirogronianowa (z ang.: PC, pyruvate carboxylase) katalizuje powstanie szczawiooctanu, który może być substratem w glukoneogenezie (syntezie glukozy ze związków nie będących cukrami). PC w kombinacji z karboksykinazą fosfoenolopirogronianową (z ang.: phosphoenolopyruvate – PEP – fosfoenolopirogronian) stymuluje tworzenie się fosfoenolopirogronianu z prekursorów zawierających trzy atomy węgla. Omawiana przemiana jest kluczową reakcją glukoneogenezy, w której glukoza powstaje z substratów nie będących węglowodanami, takich jak: pirogronian, mleczan, a także glukoneogenne amino­kwasy. Na poniższym schemacie pokazuję powiązanie PC z ACC1 (3):

Jak widać PC odgrywa obok ACC1 również ważną rolę w lipogenezie. Otóż, jak już wspomniałam acetylo-CoA nie przenika przez błony mitochondrialne. Nie może do nich „wejść” i nie może z nich „wyjść”. W mitochondriach i w cytoplazmie są odrębne „zamknięte” jego pule. W mitochondriach reszta acetylowa ulega najpierw kondensacji ze szczawiooctanem i powstaje cytrynian, jak to zwykle bywa w cyklu Krebsa. Jednak, jeżeli komórka chce syntetyzować kwasy tłuszczowe na przykład z glukozy, a acetylo-CoA nie może przejść do cytoplazmy, gdzie ten proces zachodzi, to wtedy PC przyczynia się do zwiększenia syntezy szczawiooctanu. Z niego powstanie cytrynian, który przemieszcza się z mitochondriów do cytoplazmy, gdzie jest katabolizowany do acetylo-CoA i szczawiooctanu przy udziale enzymu liazy cytrynianowej. Następnie acetylo-CoA może być wykorzystany przy udziale ACC1 do syntezy malonylo-CoA, który rozpocznie syntezę kwasów tłuszczowych .

Karboksylaza propionylo-CoA (z ang.: PCC, propionyl-CoA carboxylase) wykorzysta jako substrat propionylo-CoA pochodzący z katabolizmu aminokwasów (metionimy, waliny i izoleucyny), kwasów tłuszczowych o nieparzystej liczbie atomów węgla oraz cholesterolu do syntezy metylomalonylo-CoA. Z kolei ten związek będzie substratem dla mutazy z witaminą B₁₂ (zapraszam: „Czy jeść witaminy garściami? Witamina krwiotwórcza”), która przekształci go w bursztynylo-CoA i może on stać się substratem w syntezie porfiryn (na przykład: cytochromy, grupa prostetyczna peroksydaz, katalazy, hem). Na poniższym schemacie pokazuje te zależności metaboliczne (3):

Jak widać na schemacie zasięg udziału biotyny w metabolizmie jest bardzo szeroki, ponieważ od różnych grup związków odłączany jest trójwęglowy propionian.

Karboksylaza 3-metylokrotonoylo-CoA (z ang.: MCC, 3-methylcrotonyl carboxylase) przekształca go w kolejny katabolit 3-metyloglutakonoylo-CoA szlaku katabolizmu aminokwasu leucyny (Leu). Dalszy ciąg przemian tego produktu prowadzi do powstania acetylo-CoA i ciał ketonowych. Na poniższym schemacie pokazuję te zależności metaboliczne (3):

Występuje wada genetyczna powodująca brak aktywności tego enzymu.

Cykl biotyny

Oczywiście, jak wszystkie substancje w naszym organizmie i karboksylazy ulegają degradacji. Holoenzym ulega proteolizie do biocytyny (biotyna z resztą lizyny) i małych biotynylo-peptydów. Biocytyna jest hydrolizowana przez biotynidazę do wolnej biotyny i lizyny. I tak witamina H ponownie może być użyta do biotynylacji.

Wolna biotyna z pożywienia, biocytyna lub biotyna uwolniona przez enzym biotynidazę z biotynylowanych peptydów wchodzi w cykl przemian, który pokazuję na poniższym schemacie:

Jak widać biotyna na terenie naszego organizmu jest odzyskiwana i może być ponownie użyta do aktywności karboksylaz. Jeżeli jest w nadmiarze to wydalana jest z moczem. Nie występuje u nas problem z nadmiarem witaminy H, z hiperwitaminozą. 

Biotynidaza (Biotinidase deficiency: MedlinePlus Genetics)

Niestety znany jest dziedziczny niedobór biotynidazy, a jego objawy pojawiają się niedługo po urodzeniu. Wtedy nie może przebiegać recykling biotyny i uwalnianie jej z żywności. Suplementacja witamina B7 czasem może poprawić stan zdrowia. Zdarza się też niedobór biotynidazy o tak zwanym póżnym początku (5, 6). Problemy ze zdrowiem pojawiają się podczas chorób, głodzenie, czy stresu. Wtedy może wystąpić hypotonia, świąd skóry i wypadanie włosów. Podawanie biotyny nie dopuszcza do tych problemów ze zdrowiem. Jeśli mamy wątpliwości to można przeprowadzić test na aktywność biotynidazy w naszym organizmie.

Opisano genetycznie uwarunkowany deficyt biotynidazy i syntetazy holokarboksylazy (HCS). Obie wady genetycznie mogą dawać objawy niedoboru witaminy H.

Inne biotynylacje

Biotyna jest grupą prostetyczną enzymów, a więc na stałe jest związana z białkiem enzymatycznym. Przyłączenie witaminy H do białek enzymatycznych (biotynylacja) jest katalizowane, jak wspomniałam przez syntetazę holokarboksylaz (HCS – z ang. holocarboxylase synthetase). Takiej przemianie mogą ulegać też białka histonowe (składniki chromatyny w chromosomie) (3). W efekcie biotynylacja jest też procesem prowadzącym do udziału biotyny w regulacji ekspresji genów. 

Wpływ biotyny na skórę, włosy i paznokcie                                          Chcę podkreślić, że wrodzone zaburzenia w metabolizmie biotyny (recykling) powoduje między innymi wypadanie włosów i świąd skóry. Jednak u zdrowego człowieka stosującego prawidłową dietę ten problem nie występuje (3, 7, 8).

Jak powstał mit „biotyna – skóra, włosy, paznokcie”? Otóż w USA przeprowadzono przed 1990 rokiem badania kliniczne z podawaniem 2,5 mg biotyny na dobę przez kilka miesięcy, ale bez prowadzenia grupy kontrolnej otrzymującej placebo. Ogłoszono po nich korzystne działanie suplementacji biotyną. Niestety nie ma badań klinicznych przeprowadzonych prawidłowo. Jednak od tamtej pory biotyna jest dodawana do produktów reklamowanych jako te, które mają poprawiać jakość naszej skóry, a szczególnie włosów i paznokci u zdrowych osób. Okazuje się, że witamina H nie musi być stosowana jako uzupełnienie diety, czyli suplement powodujący poprawienie się jakości włosów i paznokci. Oczywiście brak biotyny daje przykre objawy skórne, łysienie. Jednak  nadmiar nasz organizm po prostu usuwa z moczem. Nie wykorzystuje ich.           

Dieta

Bardzo duże dawki witaminy B₇ mogą obniżyć wchłanianie biotyny z przewodu pokarmowego, ale nie są szkodliwe (3). Aczkolwiek zawartość dużej ilości biotyny we krwi może zaburzyć badania diagnostyczne na przykład przy oznaczaniu hormonów (9). Niestety w Polsce suplementy diety zawierają często dawkę biotyny, która wielokrotnie przekracza dzienne zapotrzebowanie. Niestety osoby przyjmujące suplementy zawierające biotynę są szczególnie narażone na ryzyko nieprawidłowych wyników badań. Niewiele osób wie, że przed oceną TSH, czy FT4 i/lub FT3 powinno się odstawić preparaty zawierające biotynę. Jeśli chcemy mieć pewność, że wyniki badań rzeczywiście odzwierciedlają naszą gospodarkę hormonalną, to zgodnie z zaleceniami preparaty biotyny powinniśmy odstawić optymalnie na 2-7 dni przed planowanymi badaniami (9, 10).

Zalecane dobowe spożycie witaminy H u różnych grup wiekowych człowieka (3)

Kobiety w ciąży 30 mikrogramów na dobę, a karmiące 35 mikrogramów na dobę. Nie ma specjalnych rekomendacji dla osób po 50 roku życia.

Zawartość w pokarmach

Najbardziej wydajne naturalne źródła witaminy H to wątroba (gotowana), jaja (gotowane), a niezwierzęce to drożdże, strączkowe, kalafior, ziarna słonecznika, orzechy arachidowe i włoskie. Podaję przykłady zawartości w 100g (lub ml) produktu: kiełki pszenicy – 350 µg, wątróbka – 250 µg, szpinak –200 µg, żółtko jaj kurzych –155 µg, sałata -140 µg, szparagi 120µg,soczewica –100µg, migdały –18µg, brokuły –85µg, kalafior –70µg.

Witamina B7 bierze udział w przetworzeniu żywności w użyteczną dla nas energię i jeśli potrzeba to w syntezie glukozy. Jedno całe jajo kurze, ale oczywiście ugotowane (bez aktywnej awidyny) da nam 13 – 25 mikrogramów biotyny. Dzienne rekomendowane spożycie tej witaminy powinno być na poziomie 30 mikrogramów. Wniosek staje się oczywisty jedzmy zdenaturowane cieplnie jaja kurze, a nasz metabolizm nie ucierpi z powodu braku biotyny, która, jak opisałam jest niezbędna dla kluczowych enzymów naszego organizmu. Biotynylowane enzymy włączają się w przemiany cukrów, lipidów i aminokwasów, a sama biotynylacja dotyka też kwasów nukleinowych, oddziałując na nasz materiał genetyczny.

Literatura

1. Water Soluble Vitamins Clinical Research and Future Applications, ed. O.H. Stanger, Springer 2012 ; ISBN 978-94-007-2198-2)

2. Biotin – Wikipedia

3. Biotin | Linus Pauling Institute | Oregon State University

4. Biotin in metabolism, gene expression, and human disease – León‐Del‐Río – 2019 – Journal of Inherited Metabolic Disease – Wiley Online Library (wum.edu.pl)

5. Biotinidase deficiency: MedlinePlus Genetics

6. www.orpha.ne . Orpha number: ORPHA79241

7. „Nutrition and nail disease”. Clin Dermatol. 28 (4): 420–5. doi:10.1016/j.clindermatol.2010.03.037. PMID 20620759

8. Patel DP, Swink SM, Castelo-Soccio L (August 2017). „A Review of the Use of Biotin for Hair Loss”. Skin Appendage Disord. 3 (3): 166–69. doi:10.1159/000462981. PMC 5582478. PMID 28879195.

9. https://mamhashi.pl/biotyna-i-jej-wplyw-na-poziom-hormonow-tarczycy/

10. Kummer S, Hermsen D, Distelmaier F. Biotin Treatment Mimicking Graves’ Disease. N Engl J Med. 2016 Aug 18;375(7):704-6.

Na początku podkreślam, że witamina B₃ to nie tylko energia, ale także modyfikacje białek i „walka” z cholesterolem. Pijąc czarną kawę nie przypuszczamy, że jest bogatym źródłem witaminy B₃, nazywanej niacyną, na którą składa się kwas nikotynowy i jego amid. Okazuje się, że w mocno uprażonej kawie zawartość B₃ jest niemal dwudziestokrotnie większa niż w nasionach kawy nie poddawanych obróbce cieplnej (1). Przyrost zawartości kwasu nikotynowego w kawie prażonej wynika z przekształcenia trygoneliny (kwasu N-metylo-3-irydylokarboksylowego) w kwas nikotynowy, substancję dobrze rozpuszczalną w wodzie i dostępną z wodnych ekstraktów mielonej kawy. Pokazuję w tabeli zawartość B₃ w kawie (1):

Kawa palona, w odróżnieniu od surowej, jest bogatym źródłem witaminy B₃. Pijemy napar kawy, a więc witamina rozpuszczalna w wodzie, jaką ona jest_, dostaje się do naszego napoju.

Szczęśliwie dla nas obok czarnej kawy jest jeszcze wiele innych składników naszej diety zawierających tę witaminę. Niacyną są nazywane dwa związki: kwas nikotynowy i amid kwasu nikotynowego (choć niektórzy naukowcy uważają, że powinny być badane i opisywane oddzielnie). Niacyna została pierwszy raz opisana przez Hugo Weidela w 1873 roku, w jego opracowaniach z badań nad nikotyną (organiczny związek chemiczny z grupy alkaloidów pirydynowych; naturalnie występuje w liściach i korzeniach tytoniu szlachetnego (Nicotiana tabacum))  (to proponuję jako odnośnik poza tekstem)  (2). Niacyna będąca również pirydyną została wyodrębniona z wątroby przez Konrada Elvehjema, który ją nazywał „czynnikiem zapobiegającym pelagrze„. Pelagra to rumień lombardzki – choroba wywołana niedoborem niacyny; nazwa pochodzi od łac. pellis aegra, co znaczy: chora skóra. Kiedy biologiczne znaczenie kwasu nikotynowego zostało odkryte, postanowiono zmienić nazwę. Zmiana ta, miała na celu podkreślenie, że nie ma związku pomiędzy bogatą w niacynę żywnością a nikotyną, a także pomiędzy nikotyną a witaminami. W rezultacie tego angielska nazwa niacyny – niacin – została złożona z nicotinic acid(z ang.: kwas nikotynowy) + vitamin (witamina). Niacyna jest również nazywana witaminą B₃, ponieważ była odkryta jako trzecia witamina z grupy witamin B, a także witaminą PP od pierwotnej anglojęzycznej nazwy „Pellagra-Preventing factor” (z ang.: czynnik zapobiegający pelagrze)

Pirydyny

Do znaczacych biologicznie pirydyn należą kwas nikotynowy i amid kwasu nikotynowego. Dla podkreślenia budowy chemicznej kwas nikotynowy (nikotynian – forma zjonizowana w roztworze wodnym) nazywa się niacyną, a amid tego kwasu niacynamidem. Trochę jest z tymi nazwani zamieszania. W każdym razie chodzi o witaminę B₃. Na poniższym schemacie pokazuję ich budowę obu substancji:

Jak widać na schemacie powyższe związki różnią się resztami karboksylową -COOH (kwas) i amidową -CONH₂ (amid). 

Może to nie do końca witamina

Z definicji witamin wynika, że są to substancje egzogenne (z zewnątrz, z pokarmu). A tu niespodzianka: kwas nikotynowy powstaje w naszym organizmie w wyniku przekształcenia tryptofanu (aminokwas egzogenny; zapraszam: „Criminal story…”) w szlaku kynureniowym (4). Podkreślam, że pochodna witaminy B₆ (zapraszam: „ Spokojne nerwy …”) jest niezbędna do syntezy NAD⁺(5). Okazuje się, że 60 mg tryptofanu), dostarczanego z dietą powstanie u nas około 1 mg kwasu nikotynowego. Dzienne zapotrzebowanie na B₃ jest około 15-20 mg i połowa z tego może pochodzić z tryptofanu (3).

Mononukleotyd, dinukleotydy – koenzymy NAD⁺ i NADP⁺

Wspólną cechą kwasu nikotynowego i jego amidu jest ich skuteczność w leczeniu pelagry oraz innych stanów niedoboru witaminy B₃. Z żywnością obok niacyny dostają się do naszego przewodu pokarmowego NAD i NADP (nukleotydy). Są one hydrolizowane. Także amid kwasu nikotynowego ulega deaminacji. Tylko niacynian jest substratem do biosyntezy NAD+ [3, 5]. W naszych komórkach następuje synteza koenzymów. Do niacynianu jest przyłączana fosforyboza z wytworzeniem mononukleotydu (NMN, z ang.: Nicotinamide adenine Mono Nucleotide ). Następnie do NMN jest przyłączany mononukleotyd adeninowy. Ten sam, który występuje w RNA, ATP. W efekcie otrzymujemy dinukleotyd nikotynadeninow (5). Teraz do reszty kwasu nikotynowego w dinukleotydzie przyłączana jest reszta amidowa pochodząca z glutaminy (aminokwasu Gln) i mamy NAD⁺ (z ang.: Nicotinamide Adenine Dinucleotide). Jego ufosforylowana forma to NADP⁺. Reszta fosforanowa jest przyłączona do rybozy w nukleotydzie adeninowym, a jej dawcą jest ATP. Bywają zapisywane akronimem razem: NAD(P)⁺, (NAD(P)H, H⁺). Może to być czasem mylące, ponieważ biorą udział w różnych reakcjach: forma zredukowana to NADH,H⁺, NADPH,H⁺   i forma utleniona NAD⁺, NADP⁺.

Każdy dinukleotyd wiąże jeden proton (jon H⁺) i dwa elektrony. Wtedy ulega redukcji, a związek, z którym reagował, ulega utlenieniu. Gdy oddaje to ulega utlenieniu, a związek, z którym reagowała ulega redukcji. W ten sposób NADH,H⁺ oddaje energię na „łańcuch oddechowy”. Można w uproszczeniu powiedzieć, że go redukuje.

Opisywane dinukleotydy są koenzymami i wiążą się przejściowo (nie są związane na stałe, jak grupy prostetyczne z białkiem enzymatycznym) z enzymami należącymi do dehydrogenaz z klasy Oksydoreduktaz (zapraszam: „Działanie bez sił witalnych…”).

Reakcje enzymatyczne

Witamina B₃ uważana jest za „głównego rozgrywającego” w przemianach katabolicznych jako koenzym NAD (postać utleniona), a w przemianach anabolicznych jako koenzym NADPH (postać zredukowana).   

W wyniku działania związanych z nimi dehydrogenaz (enzymy należące do klasy Oksydoreduktaz; zapraszam: “Działanie bez sił witalnych …”) nie powstaje woda, ponieważ jony wodorowe są przenoszone na substrat, którym nie jest tlen. Duża liczba tych enzymów posiłkuje się pochodną witaminy B₃, jako koenzymem. Koenzymy NAD⁺/NADH i z NADP⁺/NADPH pełnią dwie podstawowe funkcje:

– przenoszą jon wodoru i elektrony (energię) na substrat z wytworzeniem zredukowanego produktu utlenionego substratu lub odwrotnie – odbierają jon wodoru i elektrony od substratu i przenoszą je na produkt. Jak już wspomniałam takie reakcje są sprzężone z utlenieniem lub redukcją koenzymu.

–  koenzym NAD⁺/NADH jest elementem “łańcucha oddechowego” w mitochondriach.

Na poniższym schemacie pokazuję udział pochodnych witaminy B₃ w naszym ogólnym metabolizmie (5):

Jak widać w degradacji (katabolizmie} w naszym organizmie bierze udział NAD⁺ ,a w powstawaniu nowych substancji, w anabolizmie bierze udział NADPH,H⁺. Z tego wynika, że NAD⁺ zbiera energię, którą następnie przekazuje na „łańcuch oddechowy”, a z kolei NADPH,H⁺ jest dawcą energii do syntez wielu substancji.

Dinukleotydy nikotynadeninowe są koenzymami w przemianach cukrów, związków azotowych, w syntezie cholesterolu, syntezie kwasów tłuszczowych, w detoksykacji wielu substancji w tym etanolu, redukcji kwasu foliowego (zapraszam: „Liście życia…”), cyklu Krebsa, „łańcuchu oddechowym” i jeszcze kilku. „Zasięg  metaboliczny” pochodnych witaminy B₃ jest bardzo szeroki.

Ładowanie nukleotydów

W wielu reakcjach utleniania podczas katabolizmu nukleotyd NAD⁺ jest „ładowany” energią i powstaje NADH,H⁺. Ostatecznie ta energia jest utylizowana w „łańcuchu oddechowym” w mitochondriach z wytworzeniem ciepła i ATP (fosforylacja oksydacyjna) (zapraszam: „Energia – część 1 – witamina B₂

Ładowanie nukleotydów

W wielu reakcjach utleniania podczas katabolizmu nukleotyd NAD⁺ jest „ładowany” energią i powstaje NADH,H⁺. Ostatecznie ta energia jest utylizowana w „łańcuchu oddechowym” w mitochondriach z wytworzeniem ciepła i ATP (fosforylacja oksydacyjna) (zapraszam: „Energia – część 1 – witamina B₂”).

Inaczej jest z drugim nukleotydem, a mianowicie NADP⁺. Jest on dawcą energii do biosyntez wielu związków. Jego ładowanie następuje tylko w trzech przemianach. W cyklu heksozomonofosforanowym (cyklu pentozowym) w rekcjach utleniania i towarzyszy dehydrogenazie glukozo-6-fosforanu i dehydrogenazie 6-fosfoglukonianowej. Jednak cykl pentozowy nie występuje we wszystkich rodzajach tkanek, komórek. Jak one sobie radzą? Otóż mamy na terenie cytoplazmy dehydrogenazę jabłczanową dekarboksylującą („enzym jabłczanowy”). W odróżnieniu od tej dehydrogenazy jabłczanowej występującej w cyklu Krebsa w mitochondriach. Substratem dla „enzymu jabłczanowego” jest jabłczan, a produktem pirogronian i dwutlenek węgla. W wyniku tej reakcji ładowany jest nukleotyd i powstaje jego zredukowana forma NADPH,H⁺. Zdolna do udziału w biosyntezach. Istnieje też możliwość przekazywania energii z NADH,H⁺ na NADP⁺ i wtedy powstanie nukleotyd biorący udział w anabolizmie, czyli NADPH,H⁺ (6).

Wskaźnik NAD⁺/NADH i NADP⁺/NADPH

W komórce NAD najwięcej jest w mitochondriach aż do 70% jej zasobów (13). Proporcja między formą utlenioną tego koenzymu a zredukowaną (wskaźnik NAD⁺/NADH) jest istotna dla możliwości metabolicznych komórki, ponieważ zależy od niej aktywność wielu enzymów i „łańcucha oddechowego”. oraz dehydrogenaz kluczowych dla glikolizy, zachodzącej w każdej komórce. W cytoplazmie jest więcej NAD⁺, czyli ma być więcej utleniania różnych związków dającego korzyści energetyczne komórce – katabolizm (na przykład glikoliza). Z kolei wskaźnik NADP⁺/NADPH mówi nam o kierunku przemian w komórce (anabolizm czy katabolizm), ponieważ ten koenzym jest potrzebny do syntezy na przykład kwasów tłuszczowych, czyli anabolizmu. Zwracam uwagę na to, że bierze też udział w detoksykacji wielu substancji w wątrobie.    

Detoksykacja                                                                 Wiele substancji dostających się do naszego organizmu i zbędnych katabolitów jest przetwarzane w wątrobie przy udziale układu z NADPH. Związki źle rozpuszczalne w wodzie, zamieniane są w takie, które mogą nas opuścić z moczem. Również wiele leków jest „uzdatnianych” w takich przemianach. Bez witaminy B₃ nie miałaby miejsca też detoksykacja, w której etanol przetwarzany jest przy udziale dehydrogenazy alkoholowej, a powstały z niego aldehyd dehydrogenaza aldehydowa zamienia w kwas octowy. Jednak oba enzymy zawierają pochodną NAD⁺, ponieważ jest to utlenianie etanolu. W odróżnieniu z NADPH,H jest hydroksylacja, jakby synteza związku lepiej rozpuszczalnego w wodzie. Przy bardzo dużym przewlekłym zatruciu etanolem też włącza się układ z tym koenzymem – MEOS (z ang.: microsomal ethanol oxidizing system – mikrosomalny system utleniajcy etanol) .

Modyfikacje białek
Ostatnie lata badań przyniosły informacje o tym, że NAD⁺ bierze udział w stabilizacji  struktury DNA. Chroni je przed niekorzystnymi modyfikacjami. NAD+ zawiera w swej cząsteczce dwa nukleotdydy ijest źródłem nukleotydu adeninowego w procesie nazywanym „ADP-rybozylacją” (7). Jest to modyfikacja obejmująca różne białka i w tym te będące składnikami chromosomów. W metabolicznych reakcjach utleniania i redukcji oba dinukleotydy (NAD i NADP) przenoszą energię i nie zmieniają zasadniczo swej budowy. Z kolei w reakcji ADP-rybozylacji substratem jest NAD⁺ i modyfikowane białko. Nukleotyd adeninowy z rybozą zostaje przeniesiony na modyfikowane białka i uwolniona jest amid kwasu nikotynowego. Dinukleotyd przestaje istnieć. Szeroko przebadaną grupą są enzymy PARP – polimerazy poli ADP-rybozy. Katalizują one przyłączenie wielu cząsteczek ADP-rybozy do białek docelowych. Zaangażowane są w mechanizmy naprawcze DNA, przekazywanie sygnału w komórce, transkrypcję, regulację apoptozy, modulowanie struktury chromatyny i szeroko rozumiane różnicowanie komórek.

Modyfikowane białka mogą ostatecznie zawierać jedną ADP-rybozę lub kilka, a także cykliczną formę ADP-rybozy. (7). Co ciekawe, niektóre chrobotwórcze bakterie również posługują się mechanizmem ADP-rybozylacji podczas inwazji. Przeprowadzają ją bakteryjne egzotoksyny ADP rybozylujace (z ang. : Bacterial ADP-ribosylating exotoxins). Dzieje się tak przy cholerze, krztuścu, błonicy i jadzie kiełbasianym.

Sirtuiny

Nazywane enzymami długowieczności sirtuiny (Białka Sir -z ang.: Silent information regulator) działają poprzez utrzymanie stabilności genomu i regulację transkrypcji (8)

Sirtuiny należą do NAD⁺-zależnych deacetylaz, enzymów katalizujących reakcję deacetylacji, czyli reakcję odszczepienia reszty kwasu octowego (-CH₂COO^–) od białkowych substratów. Przedstawiam to schematycznie:                           Białka chromatyny-acetylowane + NAD⁺ > Białka chromatyny + acetylowane NAD⁺  

Dowiedziono, że pewne polifenole, takie jak składnik czerwonego wina, resweratrol (zapraszam: „Starzenie – a na co nam to? resweratrol rsv”) aktywują sirtuiny podobnie jak niskokaloryczna dieta.

Modulator

Podczas przemian metabolicznych powstaje z NAD⁺ pochodna cADPR (z ang.: cyclic ADP-ribose), a z NADP⁺ pochodna NAADP (z ang.: Nicotinic Acid Adenine Dinucleotide Phosphate) i P-cADPR (phospho-cyclic-ADP-Ribose). Są to cząsteczki regulatorowe istotne dla obronności naszego organizmu o ciągle wyjaśnianym działaniu (9).).

„Walka” z cholesterolem

Niacynę uważa się za najstarsze oręże w walce o właściwy profil lipidowy (zapraszam: „Polub swój cholesterol”). Zacytuję tytuł z pracy z 2019 roku: „ Niacyna stary lek na lipidy w nowej NAD⁺ sukni” (z ang: „Niacin: an old lipid drug in a new NAD ⁺ dress) (10). Lipidogram (profil lipidowy) obejmuje badanie następujących wskaźników: trójglicerydów (TG), cholesterolu całkowitego, lipoprotein o niskiej i wysokiej gęstości (frakcji cholesterolu zawierających odpowiednio LDL i HDL). Właściwości farmakologiczne nikotynamidu i kwasu nikotynowego są jednak różne. Według niektórych naukowców nie powinno się łączyć tych substancji w jednej nazwie niacyna. Kwas nikotynowy jest  lekiem obniżającym stężenie LDL-cholesterolu i triacylogliceroli, a podwyższającym zawartość HDL-cholesterolu we krwi, z kolei nikotynamid nie wpływa na stężenie lipidów we krwi (11). Poniżej pokazuję porównanie, jak kwas nikotynowy i różne terapeutyki mogą wpływać na zawartość HDL, LDL i TG (10):

Wyraźnie widać, że kwas nikotynowy może być skutecznie używany jako lek w leczeniu hiperlipidemii. W wysokich dawkach rozszerza obwodowe naczynia krwionośne, zmniejsza uwalnianie kwasów tłuszczowych z tkanki tłuszczowej i hamuje wytwarzanie VLDL w wątrobie. Te efekty farmakologiczne nie mają związku z działaniem dehydrogenaz, a więc z NAD i NADP jako koenzymy, czyli substancjami związanymi z enzymami. Poniżej pokazuję schemat obrazujący wpływ witaminy B₃: kwasu nikotynowego na nasze lipidy osocza (12):

Jak wspomniałam dawka kwasu nikotynowego stosowana w terapii hiperlipidemii jest bardzo duża, a więc jej podawanie wymaga ze strony lekarza dużej ostrozności. Nie róbmy tego samodzielnie.

Dieta

W produktach roślinnych występuje głównie kwas nikotynowy. W produktach pochodzenia zwierzęcego dominuje nikotynamid. Witamina B₃ jest rozpuszczalna wodzie, a więc dostaje się do wody podczas gotowania potraw. Uszkadza ją obecność substancji kwaśnych.

Górnym limitem podaży niacyny u osób dorosłych jest 35 mg na dobę. Jest to kolejna witamina rozpuszczalna w wodzie, której nadmiar jest szkodliwy (zapraszam: „Czy jeść witaminy…”). Naturalna żywność nie spowoduje zatruć witaminą B₃, ale wysokie dawki kwasu nikotynowego i jego amidu mogą spowodować zaburzenia w funkcjonowaniu całego organizmu. Nie zawsze przemijają po odstawieniu i skutkują dysfunkcją ogólnoustrojową. Omawiana witamina nie jest magazynowana, ale związana jest ze znaczną liczbą enzymów w każdej komórce. W związku z tym jest jej dużo w naszym organizmie. Wiele multiwitamin (tabletek) zawiera 20 – 30 mg witaminy B₃. Trzeba być ostrożnym w ich stosowaniu.                                         

Aminokwas leucyna jest inhibitorem enzymu (fosforybozylotrnsferazy chinolinowej) biorącego udział w ciągu przemian prowadzących do powstania nikotynianu z tryptofanu (5). Sorgo – proso afrykańskie zawiera dużo leucyny (egzogenny aminokwas) i spożywanie tego ziarna powodowało u jego konsumentów problemy ze zdrowiem.

Z kolei kukurydza zawiera duże ilości witaminy B₃, ale jest ona w niej w formie niedostępnej dla człowieka. Jest to kwas nikotynowy w związany w formie niacytyny (1). W 1951 roku K.J. Carpenter odkrył, że niacynian z kukurydzy jest biologicznie niedostępny i może być uwolniony tylko w wysoko zasadowym roztworze o pH 11 (2). Opierając się na tym ziarna kukurydzy gotuje się w wodzie wapiennej lub w wodzie z dodatkiem popiołu drzewnego. Dzięki temu nie ma objawów pelagry w Meksyku, czy Gwatemali. W poniższej w tabeli pokazuję zawartość kwasu nikotynowego w ziarnach kukurydzy(1):

Dla „dobra” ludzkości kukurydzę atakuje grzyb głownia kukurydzy (Ustilago maydis) i co ciekawe tak chorobowo zdeformowana kukurydza stała się dla nas daniem bogatym w składniki odżywcze, a w tym i witaminy. Huitlacoche lub cuitlacoche, bo tak się nazywa danie, znane już przez Azteków. Nazywane jest też ‘trufla meksykańska”. Ale tę truflę uważam za przesadę, ponieważ spróbowałam. Nie ma aromatu, a smak zależy od dodanych przypraw. Okazuje się, ze są sposoby na wykorzystanie kukurydzy, jak naszego pożywienia.

W poniższej tabeli pokazuję zawartość B₃ w wybranych produktach spożywczych (1):

Jak widać bardzo dobrym źródłem witaminy B₃ są orzechy arachidowe. Sporo tej witaminy zawierają mięsa, ale także pszenica nie jest nisko witaminowa.

Można powiedzieć, że powstające z witaminy B₃ pochodne – kiedyś umieszczane obok pochodnych witaminy B₂ – „prześcignęły” ją w swoich możliwościach. Przyniosły tę wiedzę lata badań. Wykazano, że nie tylko występują w układach związanych z przenoszeniem energii, ale też służą do modyfikowania różnych białek. To z kolei wpływa na ogólny metabolizm w bardzo szerokim zakresie. Nawet mogą być użyte jako leki w celu poprawienia profilu lipidowego lub leczeniu osób z nowotworami złośliwymi.  

Literatura

1. Moszczyński P., Pyć R, “Biochemia witamin”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Łódź 1999). (6)
2. Witamina B3 – Wikipedia, wolna encyklopedia
3. Szostak W.B, Walczak A, „Witaminy w profilaktyce miażdżycy”, BIBLIOTECZKA LEKARZA FARMACEURTY, WYDAWNICTWO LEKARZA FARMACEUTY HOLBEX Sp. z o.o., Warszawa 2001
4. Mol Psychiatry. 2020 Jan;25(1):131-147. The kynurenine pathway: a finger in every pie” doi: 10.1038/s41380-019-0414-4. Epub 2019 Apr 12).
5. Murray et al.: Biochemia Harpera. 2012, PZWL
6. DOI:10.1093/abbs/gmp029).
7. Water Soluble Vitamins Clinical Research and Future Applications, ed. O.H. Stanger, Springer 2012 ; ISBN 978-94-007-2198-2
8. tom 13, nr 3, 147–152 Gerontologia Polska PRACA POGLĄDOWA ISSN 1425–4956
9. DOI:10.1074/jbc.REV119.009635
10. DOI: 10.1194/jlr.S092007
11. Metabolity nikotynamidu i ich rola w fizjologii i patologii człowieka – Pomorska Biblioteka Cyfrowa (pbc.gda.pl)
12. Common problems in the management of hypertriglyceridemia – PubMed (nih.gov)
13. Nicotinamide adenine dinucleotide – Wikipedia
    Liczba odwiedzin: 2152

Ciepło z palącego się węgla podgrzewa wodę do tego stopnia, że para wprawia w ruch lokomotywę parową ciągnącą za sobą wiele wagonów. Powstaje realna siła jazdy. Nowocześniejsze pojazdy używają energii z: palącej się ropy, benzyny, energii elektrycznej lub gazowej, a nawet atomowej czy jądrowej. W pewnym sensie elektrownią atomową jest każda elektrownia spalająca: węgiel kamienny, brunatny, czy gaz. Reakcje w tym wypadku zachodzą na poziomie atomu, a w elektrowni jądrowej na poziomie jądra atomu, stąd nazwa.

Kiedy mamy do czynienia z energią atomową?

Atom, jak wiadomo, zbudowany jest z jądra i powłok elektronowych. Wszystkie procesy chemiczne są procesami atomowymi w tym sensie, że zachodzą z udziałem powłok elektronowych atomu. Ściśle mówiąc – reakcje chemiczne to domena zewnętrznych powłok elektronowych, tzw. elektronów walencyjnych („zewnętrznych)”. Każde spalanie, które jest gwałtownym utlenianiem, to reakcja chemiczna pomiędzy atomami. W naszym organizmie oczywiście nie zachodzi żadne spalanie, ale reakcje utleniania (nie zawsze wiąże się z tlenem) oraz redukcji. Podczas tych procesów elektrony walencyjne przeskakują z jednego związku na drugi.

Do pewnych granic są one ze sobą sprzężone i wiążą się z reakcjami utleniania i redukcji, czyli „przeskakiwania elektronów”.

Utlenianie i redukcja

Siła całego naszego metabolizmu opiera się na utlenianiu i redukcji – „przeskakiwaniu elektronów”. Jest to upraszczając dawanie i branie energii wraz z elektronami. Na poniższym schemacie pokazuję, o co w tym chodzi:

Podsumowując: związek będący reduktorem oddaje elektrony i się utlenia, bo je utracił, a z kolei związek przyjmujacy elektrony jest utleniaczem, bo przyjął elektrony i się zdredukował.

Jesteśmy „przetwórnią” energetyczną

Zachodzą u nas procesy chłonące energię – endoergiczne i procesy egzoergiczne – uwalniające ją.

Powstaje energia chemiczna, woda i ciepło. Na poniższym schemacie pokazuję zależności energetyczne (1):

Przemiana metabolitu A w metabolit B przebiega z uwolnieniem energii (reakcja egzoergiczna). Ta energia jest w postaci ciepła i w postaci energii chemicznej. W efekcie przemiana A w B jest sprzężona z inną reakcją, w której wykorzystywana jest energia do przemiany metabolitu C w metabolit D (reakcja endoergiczna).

Można nawet porównać nas do lokomotywy, może nie tak wielkiej i opływającej oliwą, jak opisana przez Juliana Tuwima, ale zawsze produkującej energię. U nas jest ona w postaci wody metabolicznej, ciepła ogrzewającego nasze ciało i „siły” do aktywności metabolicznej, na którą składają się reakcje syntezy, skurcz mięśni, impulsy nerwowe i transport przez błony (tak zwany aktywny transport). Energia do tych procesów zamykana jest w wysoko energetycznych związkach chemicznych. Najbardziej popularnym związkiem wysokoenergetycznym jest ATP (adenozyno trójfosforan). Ma ono w swej cząsteczce wiązania wysokoenergetyczne à oddające energię.

ATP

Ciąg przemian prowadzących do powstania ATP to fosforylacja z ”ładowaniem energetycznym”. Obok energii potrzebne jest ADP (adenozyno difosforan powstały w wyniku wysoce energiochłonnej syntezy) i jeszcze reszta fosforanowa, która pochodzi z pokarmu. Pokazuję to na poniższym schemacie:

Enzymy, które katalizują tę reakcję i inne przenoszące reszty fosforanowe, nazywają się kinazy i są to transferazy (zapraszam: „Działanie bez sił witalnych…”). ATP oddając energię, ulega „rozbrajaniu” i powstaje z niego ADP (adenozynodifosforan) i wolna reszta fosforanowa. W niektórych reakcjach reszta fosforanowa jest przyłączana do substratu i wtedy produkt staje się fosforanem. W reakcji aktywacji kwasu tłuszczowego (acylu) do wielu przemian, czyli powstania acylo-CoA i aktywacji aminokwasu do biosyntezy białka, czyli powstania aminoacylo-tRNA zużywane są aż dwa wiązania z ATP, a z tych reakcji wychodzi AMP(adenozynomonofosforan) i reszta pirofosforanu.

Szacunkowe dzienne zapotrzebowanie na ATP w różnych tkankach jest następujące (g ATP/g tkanki): serce 16 g, mózg 6 g, nerki 24 g, wątroba 6 g, mięśnie szkieletowe w spoczynku 0,3 g, mięśnie szkieletowe podczas biegu 23,6 g.

Status metaboliczny komórki określany jest wartością jej „ładunku energetycznego”, opisywanego zależnością między stężeniem ATP, ADP i AMP. Jego wartość jest od zera do 0,83. Dąży do jedności, ale nigdy jej nie osiąga, ponieważ zawsze produkowane jest ciepło. „Ładunek energetyczny” obniża się przy niedoborze tlenu (warunki hipoksji) i intensywnej pracy mięśni oraz w chorobach wyniszczających. Wartość zero to śmierć komórki.

ATP jest przenośnikiem energii i przechodzi po jej oddaniu w ADP, ono musi być ponownie ładowane. Na poniższym schemacie pokazuję cykl metaboilczny tego przenośnika (1).

Na schemacie znajdują się związki dające energię podczas fosforylacji substratowej: z glikolizy, a mianowicie fosfoenolopirogronian i 1,3 dwufosfoglicerynian oraz z cyklu Krebsa bursztynylo-CoA. Zaznaczona jest także fosforylacja oksydacyjna i energia pochodząca z magazynu, jakim jest fosfokreatyn (fosfagen).

Poza ATP i nukleotydami (trójfosforany nukleotydów występujących na przykład w RNA i DNA), jak już wspomniałam do związków wysokoenergetycznych należą trzy fosforany: fosfoenolopirogronian, dwufosfoglicerynian i fosfokreatyna. Te dwa fosforany są dawcami energii dla ATP w fosforylacji substratowej podczas glikolizy. Koenzym będący pochodną witaminy B₅ – koenzym A (CoA), łączy się zawsze z kwasem tłuszczowym wiązaniem wysokoenergetycznym, ale poprzez siarkę (wiązanie tiolowe). W takiej postaci kwas tłuszczowy jest doprowadzany do wszelkich przemian. W cyklu Krebsa powstaje bursztynylo-CoA, który oddaje energię wyjątkowo z wytworzeniem GTP (guanylo trifosforanu) i to jest fosforylacja substratowa. Wiązanie wysokoenergetyczne występuje w jeszcze jednej przemianie, a mianowicie jest to biosynteza białka (zapraszam: „Zrozumieć białko – metabolizm”). W niej jest połączenie wysokoenergetyczne miedzy aminokwasem a tRNA z wytworzeniem aminoacylo tRNA uczestniczącym następnie w powstawaniu wiązania peptydowego. Z kolei fosfokreatyna (fosfagen) przechowuje energię w mięśniach dla ich pracy i w momencie zapotrzebowania na nią przekazuje resztę fosforanową z energię na ADP, z którego powstaje potrzebne komórce mięśniowej ATP.

„Ładowanie” energetyczne

Są trzy drogi metaboliczne, w których ma miejsce „ładowanie” ATP. Jest to: „fosforylacja substratowa”, „fosforylacja oksydacyjna” i działanie kinaz. Pierwsza z nich przebiega bez udziału tlenu cząsteczkowego, na poziomie substratu, podczas glikolizy, a więc może zachodzić nawet w erytrocytach (strukturach pozbawionych mitochondriów) i w czasie niedoboru tlenu w normalnej komórce. Kiedy działają mitochondria, to fosforylacja substratowa zachodzi też w cyklu Krebsa.                                         Przy właściwej zawartości tlenu w komórce działają obecne w niej mitochondria i wtedy bez przeszkód jest w nich generowana energia. Pochodzi ona z syntezy wody, czyli spalania wodoru w tlenie. Jak wiadomo jest to mieszanina wybuchowo piorunująca i powstaje w niej bardzo dużo energii.

Synteza wody

W mitochondriach nic by nie było z wykorzystania energii dla naszych celów, gdyby nie „łańcuch oddechowy”. Tam gwałtowna reakcja syntezy wody jest spowalniana i nie dochodzi do gwałtownego jej uwolnienia – „wielkiego bum”. W bardzo zabawny sposób zilustrował „łańcuch oddechowy” Szymon Kobyliński (grafik, twórca „Piórkiem i węglem” rysownik, karykaturzysta, satyryk, historyk, scenograf głównie teatralny, ale także filmowy, jeden z prekursorów polskiego komiksu) w książce „Życie bakterii” autorstwa profesora Władysława Kunickiego Goldfingera. Pokazuję tę ilustrację poniżej:

Jak zaznaczył grafik elementami „łańcucha oddechowego” są różne kofaktory związane z białkami błony mitochondrialnej. Właśnie jednym z nich jest pochodna witaminy B₂ (na ilustracji jest to FAD). Elementy zawierające energię (zredukowane – z wodorem i elektronami) wchodzą do „łańcucha oddechowego”, a potem w formie utlenionej (oddały energię, wodór i elektrony) oczekują na „naładowanie” w wyniku przemian katabolicznych w komórce. Z wodoru i tlenu powstaje woda metaboliczna. Produkujemy jej około 300 mililitrów na dobę. 40% z uwolnionej w sposób stopniowy energii daje nam ciepło. Tak na marginesie to najcieplej jest w wątrobie – ogromnej przetwórni metabolicznej. 60% uwalnianej energii zamykane jest w ATP w wyniku fosforylacji nazywanej oksydacyjną („tlenową”). Enzymem katalizującym tę fosforylację jest bardzo złożona w swej budowie i działaniu syntaza ATP. Składa się na nią wiele białek i działa jak „przepompownia” dla jonów wodorowych w błonie mitochondrialnej.

Trzecia droga powstawania ATP i innych trójfosforanów nukleotydów obdarzonych energią to działanie enzymów kinaz przenoszących energię z resztą fosforanową na potrzebne na danym etapie metabolicznym nukleotydy. Ta kinaza, która przenosi energię z fosfokreatyny, nazywa się miokinaza i jest niezwykle ważna dla metabolizmu mięśni.

Ryboflawina – czy witamina B₂ ma coś wspólnego z rybą?

Żółty związek (łac:flavus – żółty), pierwszy raz opisany w 1879 roku, okazał się laktoflawiną, bo znaleziono go w mleku. (2). Ponad 50 lat później odkryto enzymy flawinowe. W 1932 roku O.H. Warburg i W. Christian wyodrębnili z drożdży (nadal są uważane za świetne źródło witaminy B₂) FMN (mononukleotyd flawinowy). Z kolei w 1938 sam O.H. Warburg odkrył FAD (dinukleotyd flawinowy). Witamina B₂ to żółto zabarwiony związek, którym jest ryboflawina. Syntetyzują ją rośliny i mikroorganizmy (3).

Obecnie E101 – ryboflawina, jest to naturalnym barwnik otrzymywany z drożdży lub na drodze syntezy. Nadaje on produktom spożywczym żółtopomarańczową barwę. Ryboflawinę stosuje się przy produkcji płatków kukurydzianych (także zbożowych), masła orzechowego, napojów kakao podobnych i kawy. Wykorzystuje się ją również jako substancję barwiącą w niektórych mieszankach przyprawowych, budyniach w proszku oraz napojach energetycznych.

Poniżej pokazuję cząsteczkę ryboflawiny (4):

W cząsteczce witaminy B₂ występuje flawina (dimetyloizoaloksazyna) kowalencyjnie związana z rybitolem. Z kolei rybitol jest alkoholem pięciowęglowym wielowodorotlenowy (cukrol) i pewnie jego nazwa pochodzi nie od ryby, ale od pięciowęglowego cukru rybozy.

Jemy flawoproteiny i tabletki z ryboflawiną

W diecie występują flawoproteiny (ryboflawina związana z białkami komórkowymi), z których na drodze trawienia uwalniana jest ryboflawina. Wchłaniana jest w jelicie cienkim przy udziale energiochłonnych transporterów białkowego. Następnie we krwi związana z białkami dociera do komórek. Tu poprzez transportery błonowe dostaje się do ich wnętrza. Wspominam o tym szeregu różnych transporterów, ponieważ każda z tych struktur białkowych może ulec mutacji i być przyczyną chorób. Występują one niezwykle rzadko, ale jednak są i zakłócają szczególnie pracę mitochondriów (5).

W naszych komórkach z ryboflawiny i ATP syntetyzowane są koenzymy FMN (mononukleotyd flawinowy – ester kwasu fosforowego i ryboflawiny), a z niego FAD (dinukleotyd flawinowy – ester kwasu fosforowego i ryboflawiny połączony z adenylanem – AMP). Enzymami katalizującym te reakcje są odpowiednie kinazy. Aktywność tych kinaz jest hamowana przez podobne pod względem budowy chemicznej do ich substratów fenotiazyny (fenotizyny – leki antypsychotyczne) (7). Może wystąpić defekt genetyczny związany z ich działaniem. Na poniższym schemacie pokazuję powstawanie FMN i FAD w komórce:

Sama ryboflawina nie jest najlepiej rozpuszczalna w wodzie i pewnie dlatego wymaga do transportu różnych białek. Ostatecznie powstaje z niej w mitochondriach i cytoplazmie FMN i FAD. FMN to nukleotyd sam w sobie ryboflawina zestryfikowana resztą fosforanową. Zarówno FMN, jak i jego sól sodowa (FMN-Na) stosowane są jako żółte barwniki spożywcze (oznaczane odpowiednio jako E101a i E106. Przyłącza on dwa elektrony i przechodzi wtedy w formę zredukowaną FADH₂.  FAD to dinukleotyd, czyli FMN z dołączonym nukleotydem adenylanowym (AMP).

Tylko utlenianie i redukcja

FMN i FAD są związkami współdziałającymi z enzymami należącymi do klasy oksydoreduktaz (zapraszam: „Działanie bez sił witalnych…”). Są na stałe związane z białkiem enzymatycznym jako grupa prostetyczna. Uczestniczą w procesie przenoszenia elektronów. Mogą reagować z tlenem cząsteczkowym. Obecnie znanych jest ponad 100 flawoprotein. Częściej w nich występuje FAD niż FMN. W wielu przemianach enzymy flawinowe pośredniczą w przenoszeniu elektronów na NAD (pochodna witaminy B₃). Poniżej wymieniam przykładowo kilka oksydoreduktaz mających kluczowe znaczenie w metabolizmie. Reduktaza dihydroliponamidowa (NAD⁺, stanowiąca element wieloenzymatycznego układu dehydrogenazy pirogronianowej, dehydrogenazy 2-okso-glutaranianiowej i dehydrogenazy (zapraszam „Czy płukać ryż -witamina B₁”).

Dehydrogenaza NADH (to nazwa enzymu, ma jako grupę aktywną FMN), katalizuje przeniesienie elektronu z NADH na odpowiedni akceptor, np. na układ cytochromów w „łańcuchu oddechowym”. Dehydrogenaza bursztynianowa (z FAD), katalizująca proces utleniania bursztynianu do fumaranu w cyklu Krebsa przekazuje energię na „łańcuch oddechowy”. Z katabolizmu kwasów tłuszczowych i aminokwasów FADH₂ będzie dowoził energię do łańcucha oddechowego.

Na poniższym schemacie pokazuję udział pochodnych B₂ (żółte koła) w generowaniu energii w mitochondriach (5):

Fosforylacja oksydacyjna, czyli powstanie ATP w wyniku działania łańcucha oddechowego łączy się z chemiosmozą

Fosforylacja oksydacyjna polega na przemieszczaniu protonów przez błony białkowo-lipidowe (błony mitochondrialne) z wytworzeniem ATP na drodze chemiosmozy. Pojęcie to wprowadził Peter D. Mitchell, tłumacząc powstawanie ATP w mitochondriach, polegające na zamianie energii zgromadzonej w postaci gradientu elektrochemicznego na energię wiązań w ATP. W 1978 otrzymał za tę pracę Nagrodę Nobla. Mitchell zaproponował, że transport elektronów i fosforylacja oksydacyjna (synteza ATP) są powiązane ze sobą przez gradient protonów w poprzek wewnętrznej błony mitochondrium. Zgodnie z tym stopniowy przepływ elektronów z NADH lub FADH₂ przez układ przenośników elektronów na tlen powoduje uwalnianie energii. Jest ona wykorzystywana do przepompowania protonów przez wewnętrzną błonę mitochondrium do przestrzeni międzybłonowej.

Poznano ponad 100 enzymów

Z pośród ponad 100 enzymów mających w swej cząsteczce nukleotyd FMN lub FAD (częściej) podam kilka przykładów. 

Reduktaza metylenotetrahydrofolianu (MTHFR) wpływa na metabolizm pochodnej kwasu foliowego (zapraszam: „Liście życia – kwas foliowy”)

Flawoproteiny katalizują pierwszy etap, tj. odwodorowanie kwasów tłuszczowych w procesie ich utleniania (beta-oksydacji), czyli katabolizmu;

Z kolei w katabolizmie aminokwasów biorą udział oksyksydazy aminokwasowe (zapraszam: „Criminal story…”).

W produkcji kwasu moczowego jest oksydaza ksantynowa, katalizująca proces utleniania ksantyny do kwasu moczowego.

Oksydaza monoaminowa (MAO) i oksydaza diaminowa (DAO), katali­zują odpowiednio oksydatywną deaminację monoamin i diamin; są one zaangażowane w metabolizm neuroprzekaźników.

Monooksygenazy flawoproteinowe, monooksygenaza kinureninowa, której działanie prowadzi do syntezy amidu kwasu nikotynowego (witamina B₃) z egzogennego aminokwasu tryptofanu (zapraszam: „Criminal story…”).

Enzymy flawinowe są zaangażowane w procesy wolnorodnikowe i są istotne u nas w procesie fagocytozy.

Działanie pochodnych witaminy B₂ to utlenianie i redukcja, „przeskakiwanie elektronów”. Procesy te są rozpowszechnione we wszystkich naszych komórkach.

Zalecane dobowe spożycie witaminy B₂ u różnych grup wiekowych człowieka (bez uwzględnienia ciąży) (7) :

Najbardziej wydajne naturalne źródła witaminy B₂ (w kolejności malejącej zawartości): drożdże, nabiał, mięso ssaków, ptaków i ryb („owoców morza”), zboża.

Gotowanie, wysoka temperatura nie niszczy witaminy B₂, natomiast jej straty w żywności powoduje wystawianie jej na działanie promieni słonecznych; na przykład podczas jej suszenia, ponieważ ryboflawina jest fotolabilna (uszkadza ją ultrafiolet). Ubytki B₂ powstają także w wyniku przemiału zbóż, ponieważ najwięcej jej jest w zarodkach i otrębach (3).

Osoby powyżej 50. roku życia powinny zażywać 1,6 – 2,2 mg ryboflawiny na dobę w celu zredukowania ryzyka rozwinięcia się u nich zaćmy (6).

Ryboflawina jest niewątpliwie niezbędna dla naszej kondycji i zdrowia. Aktywność jej pochodnych jest potrzebna we wszystkich komórkach, gdzie „przeskakują” elektrony. Nie odnotowuję się jej niedoborów i nie podkreśla szkodliwości nadmiaru. Ten ostatni można spowodować tylko droga iniekcji ogromnych ilości ryboflawiny. Zapraszam na drugą część, w której przedstawię powiązanie aktywności FMN i FAD z pochodnymi witaminy B₃ i jej udziale w naszym metabolizmie .

Dla szczególnie zainteresowanych polecam opracowanie z 2020 roku: „Ryboflavin: The Health Benefits of Forgotten Natural Vitamin” (z ang: „Ryboflawina: zdrowotna korzyść z zapomnianej naturalnej witaminy”) (2).  

Literatura

1. Marks’Basic Medical Biochemistry ISBN 9781496387721
2. Int J Mol Sci, 2020, 21, 950; doi: 103390/ijms21030950
3. Moszczyński P., Pyć R, “Biochemia witamin”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Łódź 1999.
4. Cząsteczka ryboflawiny witaminy B2 Model 3D – TurboSquid 1422556
5. Riboflavin metabolism: role in mitochondrial function (jjggjournal.com)
6. Riboflavin | Linus Pauling Institute | Oregon State University
7. Szostak W.B, Walczak A, „Witaminy w profilaktyce miażdżycy”, BIBLIOTECZKA LEKARZA FARMACEURTY, WYDAWNICTWO LEKARZA FARMACEUTY HOLBEX Sp. z o.o., Warszawa 2001 W szerokim zakresie korzystałam z WIKIPEDIA [pvc_1]

problem alternatywnych źródeł białka zwierzęcego, którym byłyby owady. To przypomniało mi słynnego swego czasu kryla antarktycznego (skorupiak) i pewien problem z witaminą B₁. Podczas pory deszczowej w Nigerii ludzie chorowali na tak zwaną sezonową ataksję. Ataksja to niezborność ruchów (ze staro greckiego: ἀταξία, ataxiā, łac. ataxia) − zespół objawów określających zaburzenia koordynacji ruchowej ciała. Stanowi jedną z manifestacji wielu chorób ośrodkowego układu nerwowego (1). Okazało się, że spowodowane jest to zjadaniem dużych ilości larw ćmy afrykańskiej (Anaphe venatana zwanych African silk worm) obficie pojawiających się w tym okresie. Jest to bardzo dobre źródło białka. Tylko, że niespecjalnie przeznaczonego dla człowieka. Dlaczego larwy są trujące dla człowieka? Zawierają one bardzo aktywny enzym niszczący witaminę B₁, a mianowicie tiaminidazę. Okazało się, że szybkie podanie witaminy B₁ znosi objawy patologiczne w 72 godziny. Istotna okazała się edukacja żywieniowa w tym zakresie.   

Witamina B₁ to tiamina.

Składa się ona z pierścienia pirydynowego i tiazolowego połączonych mostkiem metylenowym. Organizmy zwierzęce, w tym człowiek, mają zdolność syntezy pirofosforanu tiaminy z tiaminy przy udziale kolejno fosforylujących dwóch kinaz współdziałających z ATP-Mg ²⁺. Powstały u nas pirofosforn tiaminy (TPP) i trójfosforan tiaminy (TPPP) obok samej tiaminy (T) są aktywne metabolicznie. Na poniższym schemacie pokazuję pirofosforan tiaminy.

Dlaczego nie należy płukać ryżu i innych kasz?

Tiamina jest pierwszą opisaną witaminą z rozpuszczalnych w wodzie. W ogóle od nie zaczęło się zwracanie uwagi na substancje odżywczych.  

Na przełomie XIX i XX wieku w japońskiej marynarce generał Takaki Kanehiro zauważył związek między stosowaniem w diecie marynarzy „ryżu polerowanego” a chorobą ber-beri (śmiertelna choroba układu nerwowego).

Ryż polerowany to biały ryż poddany procesowi tzw. polerowania, podczas którego pozbawiany jest łupiny, otrębów i zarodka. Jest on uboższy w składniki odżywcze, ale za to cechuje się dłuższym okresem przydatności do spożycia, delikatnym smakiem, jest tani i ma krótki czas gotowania: 10-15 min. (2) Ryż – co warto wiedzieć o jego rodzajach i właściwościach – Kuchnie Świata S.A. (kuchnieswiata.com.pl).                                                                       Od 1905 roku generał usunął z diety marynarzy ”ryż polerowany”, ponieważ wykrył, że w otrębach ryżowych znajduje się czynnik anty ber-beri i zastąpił go pełnym ryżem oraz jęczmieniem (3). W związku z tym nazwano go „Jęczmienny Baron”.

W 1897 Christiaan Eijkman stwierdził, że niełuszczony ryż zawiera czynnik zapobiegający beri-beri, nazwany później witaminą B₁. W 1929 za to odkrycie otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny, równocześnie z odkrywcą witaminy A, Frederickiem Hopkinsem.

W 1910 roku japoński chemik Umetaro Suzuki z Tokijskiego Uniwersytetu Cesarskiego wyizolował tiaminę z otrębów ryżu i nazwał ją najpierw „aberic acid”, a później „orizanin”. Niestety, były trudności z rozpowszechnieniem tej wiedzy na cały świat ze względu na izolację Japonii.

Na polu odkrywania witaminy B₁ zasługi odniósł też polski biochemik Kazimierz Funk, który wyizolował tę substancję z otrębów ryżu i został twórcą nauki o witaminach. On właśnie wymyślił nazwę „witaminy” –  aminy życia. Jednak nie scharakteryzował całkowicie tego związku. W 1926 roku chemik Barend Coenraad Petrus Jansen wraz z Willemem Frederikiem Donathem wyizolowali tę aktywną substancję, a jej strukturę opisał dopiero w 1934 chemik z USA Robert Runnels Williams. Też on wymyślił nazwę tiamina – „thio” (z greckiego:  θεῖον theîon = siarka, czyli substancja zawierająca siarkę). W tym wypadku wzorował się na Funku, bo dodał: „amina”. Po ustaleniu struktury przyszedł czas na badanie metabolizmu. Zadawano sobie pytanie o chorobę beri-beri. W moim artykule skupię się na metabolizmie tiaminy w naszym organizmie, a zajmowano się nim intensywnie do późnych lat pięćdziesiątych XX wieku, a i obecnie pozostaje on przedmiotem badań.

Teraz odpowiedź na pytanie „dlaczego nie należy płukać ryżu” jest prosta. Ponieważ wypłukiwana jest z ziaren witamina B₁. Także nie powinno się gotować kasz w dużej ilości wody, którą się potem odlewa razem z witaminami rozpuszczalnymi w wodzie. Podkreślam, że gotowanie kasz w „systemie torebkowym” pozbawia je substancji odżywczych rozpuszczalnych w wodzie i zubaża naszą dietę.

Wchłanianie i stojące na jego drodze przeszkody

Tiamina pochodząca z żywności jest rozpuszczalna w wodzie i wchłaniana z przewodu pokarmowego na drodze aktywnego transportu. Mechanizm działania błonowego transportera (hTHTR-1 i hTHTR-2 – human thiamin transporter – z ang. ludzki tiaminowy transporter) tiaminy jest zależny od pH i jonów sodowych (Na⁺) (4)).

Szkodliwe dla naszej diety jest wypłukiwanie witaminy B₁, z produktów spożywczych i łączenie pokarmów zawierających ją z tymi, które mają aktywną tiaminazę lub substancje dezaktywujące ją.

Zawsze ostrzegam przed piciem soków owocowych produkowanych bezpośrednio z surowych warzyw i owoców. Poza tym, że mogą zawierać różne niepożądane substancje z gleby, to jeszcze do tego ich naturalne związki nie są odpowiednie dla naszego przewodu pokarmowego i mogą zaburzać wchłanianie jedne drugich. 

Gotowanie w wodzie (nie na parze) powoduje wypłukanie witaminy B₁ do wywaru, czyli zupa nie jest jej pozbawiona. Chlorowanie wody przyczynia się do zmniejszenia jej ilości. Podczas obróbki kulinarnej pokarmów utracie ulega 20-50% tej witaminy (11). Mąka jest zwykle wzbogacana w tiaminę w celu zrekompensowania strat podczas obróbki ziarna.

Często groszek i fasola są przygotowywane w środowisku zasadowym i to źle wpływa na tiaminę. Również kwaśny odczyn szkodzi tej witaminie. Tiaminę destabilizują też czynniki utleniające stosowane jako konserwanty (pirosiarczyn sodu) przy suszeniu owoców lub w winie. Powstają wtedy tiochromy i inne produkty oksydacji (5)

Czynniki antytiaminowe występują w wielu roślinach. W betelu – rodzaj znanej od starożytności używce – są to taniny. Nie powinno się pić herbaty podczas posiłku, ponieważ jest w niej kwas taninowy, kwas kawowy i kwas chlorogenowy. Ten ostatni jest też w yerba mate.  

W niektórych owocach występuje kwas chlorogenowy i flawonoidy (należy do nich kwercetyna i rutyna) źle wpływające na tiaminę. W brukselce są izocjaniany, a w burakach antocjany. Tiamina tworzy z nimi nieprzyswajalne przez nas dwusiarczki. Zawsze ostrzegam przed tak obecnie modnym piciem soków z surowych roślin.

Z kolei obecna w wielu naszych pokarmach witamina C (kwas askorbinowy) może chronić tiaminę. 

Teraz należy wrócić do tiamianzy. Kiedyś nazywanej „aneurynaza”. Są znane dwa enzymy tiaminaza I (Pirydynylaza tiaminy należąca do klasy transferaz) i tiaminaza II (aminohydrolaza aminopirymidyny należąca do klasy hydrolaz)). (zapraszam:” Działanie bez sił witalnych – enzymy”). Enzymy te produkowane są przez mikroorganizmy (tiaminaza II) i występują też w tkankach zwierząt (tiaminaza I). Właśnie tiaminaza I występuje w larwach afrykańskich ciem, będących tak szkodliwym pokarmem dla człowieka. Enzym ten występują też w niektórych rybach i skorupiakach.

Dystrybucja ogólnoustrojowa

W osoczu tiamiana występuje w połączeniu z albuminą. Podkreślam, że nie magazynujemy tej witaminy. W związku z tym musimy ją jeść codziennie. U osób zdrowych stężenie tiaminy w surowicy wynosi 0,5-1,3 µg/100 ml (14,8-38,5 nM). We krwi znajduje się tylko około 1% całkowitej ustrojowej tiaminy, z czego 90% występuje w erytrocytach. Fosforany tiaminy występują w naszym organizmie w połączeniu z enzymami i na bieżąco może to być 25 – 30 mg. Najwięcej jest w mięśniach szkieletowych, sercu, mózgu (10% z tej ogólnoustrojowych zasobów), w wątrobie i nerkach. Monofosforan tiaminy i wolna tiamina są obecne w mleku koniecym, płynie mózgowo-rdzeniowym i innych płynach pozakomórkowych. Wapń i magnez wpływają na ogólnoustrojową dystrybucję witaminy B₁ . Niedobór magnezu może powodować deficyt tej witaminy.

Oddziaływanie w komórce – udział w metabolizmie

Do komórek tiamina dostaje się poprzez transport aktywny, czyli wymagający energii z ATP i tam ulega fosforylacji. U nas aktywne biologicznie są dwa fosforany tiaminy, a mianowicie dwufosforan tiaminy, czyli pirofosforan tiaminy (TPP; związany z enzymami) i trójfosforan tiaminy oraz wolna tiamina w postaci kationu (T⁺)

Tworzenie fosforanów wymaga ATP, a z kolei od aktywnego metabolitu TPP zależy produkcja tego związku w komórce. Koło się zamyka. We wszystkich komórkach zachodzi glikoliza i cykl Krebsa, przemiany kataboliczne generujące właśnie ATP. Rolą TPP jest bycie koenzymem w kompleksach enzymatycznych, czyli układach wieloenzymatycznych, mających różne obok tej substancji pochodne witamin. TPP związany jest też z pojedynczym enzymem transketolazą.

Czego dotyczy dekarboksylacja alfa-ketokwasów

Podczas przemian katabolicznych w komórce powstają alfa-ketokwasy: pirogronowy(ostatnia reakcja glikolizy i katabolizm innych związków między innymi aminokwasów) i a-ketoglutaranowy (2-oksoglutarowy) (katabolizm wielu związków, między innymi aminokwasów i przemiana w cyklu Krebsa) oraz alfa-ketokwasy z aminokwasów rozgałęzionych (leucyna, izoleucyna i walina; zapraszam: „Criminal story – aminokwasy”). Ulegają one oksydatywnej dekarboksylacji katalizowanej przez układ enzymatyczny występujący w mitochondriach o nazwie dehydrogenaza plus nazwa alfa-ketokwasu do odpowiedniego acylo-CoA. Jest to reszta kwasu połączona z koenzymem A (pochodna witaminy B₅) skrócona o jeden węgiel właśnie w wyniku działania kompleksu dehydrogenazy. Na każdy kompleks enzymatyczny składa się podjednostka E1 właśnie z TPP, E2 z kwasem liponowym, E3 z pochodna witaminy B₂. Z trzeciej podjednostki energia przekazywana jest na pochodną witaminy B₃, zaangażowaną w procesy redukcji, między innymi daje energię do łańcucha oddechowego. W wyniku przemian w tym łańcuchu generowana jest energia kumulowana w postaci ATP. Ciąg przemian rozpoczyna się od przyłączenia alfa-kwasu do TPP, a następnie odłącza się CO₂. Powstały związek jest przeniesiony z TPP na kwas liponowy i tu kończy się rola witaminy B₁. Dalsze przemiany prowadzą do powstania odpowiedniego w stosunku do substratu acylo CoA i przeniesienia energii poprzez FAD (pochodna witaminy B₂) na NAD (witamina B₃) z wytworzeniem NADH. Z kolei NADH towarzyszy enzymom redukującym. Na poniższym schemacie pokazuję udział witaminy B₁ w metabolizmie komórki.

Oksydacyjna dekarboksylacja alfa-ketokwasów jest przemianą istotną dla katabolizmu komórki, a co za tym idzie pozyskiwania w wyniku tego procesu energii z żywności oraz niezbędnego do życia ATP. Jeśli nie ma witaminy B₁, to cała nasza „maszyneria” podąża niekorzystnym dla nas torem. Poza brakiem życiodajnej energii powstają toksyczne metabolity. Należy do nich między innymi nadmiar kwasu mlekowego. Istnieją wady uwarunkowane genetycznie dotykające dekarboksylazy alfa ketokwasów powstających z aminokwasów rozgałęzionych i wtedy udaje się polepszyć stan zdrowia terapeutycznymi (dużymi) dawkami tiaminy. Niestety, produkcja toksycznych metabolitów pogłębia stan patologiczny. Taką wadę metaboliczną nazwano Chorobą Syropu Klonowego (Maple syrup urine disease – MSUD), ponieważ najbardziej charakterystyczną cechą choroby jest słodki, podobny do syropu klonowego zapach moczu. Jest to choroba bardzo rzadka w USA 1 noworodek na 180 000, a w Australii nawet na 250 000 noworodków.   

Przeniesienie fragmentu dwuwęglowego

W cyklu heksozomonofosforanowym (fosforanów monocukrów i cukrów pięciowęglowych, inaczej nazywany „cyklem pentozowym” ) istotną rolę odgrywa enzym związany z tiaminą, a mianowicie transketolaza. Reaguje on z odpowiednim fosforanem cukru (ketozą) i tworzy produkt pośredni, będący połączeniem TPP z resztą aldehydu glikolowego (jednostką dwuwęglową mającą grupę ketonową). Dwuwęglowy fragment jest przenoszony na kolejny fosforan cukru (aldozę). Na przykład na 5-fosforybozę i wtedy może powstać fosfosedoheptuloza lub fosfofruktoza.

„Cykl pentozowy” zachodzi w wątrobie, erytrocytach, tkance tłuszczowej, jądrze (gonadzie męskiej), korze nadnerczach i gruczołach mlekowych. W jego wyniku dostarczana jest komórce energia pochodząca z przemian fosforanów cukrów w postaci NADPH (pochodna witamina B₃) i wytwarzane są fosforany monocukrów. Należy do nich fosforyboza, która jest substratem do syntezy nukleotydów wchodzących w skład koenzymów i kwasów nukleinowych. Z kolei NADPH w erytrocycie potrzebne jest do utrzymania jonu żelaza w hemoglobinie na odpowiednim stopniu utlenienia, tak aby reagowała z tlenem. W innych tkankach NADPH dostarcza energii do syntez, a wątrobie dodatkowo do detoksykacji.

Na poniższym schemacie pokazuję udział witaminy B₁ w cyklu pentozowym komórki i jak to się wiąże z pracą mitochondriów.

Fosforany monocukrów w zależności od zapotrzebowania komórki na energię ulegają przemianom w cyklu pentozowym i/lub w glikolizie, z której pirogronian jest wykorzystywany w cyklu Krebsa.

Wpływ witaminy B₁ na układ nerwowy                                                           10% ogólnoustrojowego fosforanu tiaminy występuje w tkance nerwowej. Przyczynia się on tam do powstania w wyniku dekarboksylacji kwasu pirogronowego – acetylo-CoA. Właśnie ten związek jest substratem obok choliny dla acylotransferazy cholinowej i w wyniku jej działania syntetyzowana jest acetylocholina, będąca neurotransmiterem zarówno w tkance nerwowej, jak i w płytce motorycznej (połączenie nerwowo-mięśniowe).                   Jednak to nie jedyne działanie witaminy B₁ w układzie nerwowym. W tej tkance obok pirofosforanu tiaminy aktywny jest jeszcze trójfosforan tiaminy. Oddziałuje on na kanał chlorkowy w komórkach nerwowych poprzez wpływ na fosforylację i aktywację tego kanału. (6).

Funkcja nieenzymatyczna samej tiaminy (T⁺) jest związana z błonami: aksonalną, mitochondrialną i synaptyczną. Wiadomo, że witamina uczestniczy w procesach mielinogenezy, wzrostu aksonów i formowaniu synaps (7,8). Wspominany kation T⁺ oddziałuje na transmisję sygnału w tkance nerwowej, wpływając na przewodnictwo błony oraz uczestniczy w pobudzaniu funkcji i aktywności móżdżku i rdzenia kręgowego. Kation T+ jest aktywny również w przewodnictwie nerwowym jako cząsteczka wahadłowa w transporcie przez błony biologiczne, przekazując swój ładunek dodatni. Tiamina bierze udział w naprawie tkanki nerwowej i modulacji sygnału nerwowego (6). Ponadto redukuje stężenie RNS (z ang.: reactive nitrogen species – reaktywne formy azotu – zapraszam: „Starzenie – a na co nam to? resweratrol rsv”), ale nie ROS (z ang.:reactive oxygen species – reaktywne formy tlenu) w komórkach nerwowych. Tiamina uczestniczy w wychwycie neuroprzekaźników, m.in. serotoniny, która wpływa na działalność móżdżku, podwzgórza i hipokampa. Jej brak prowadzi do dysfunkcji neuronalnych oraz chorób zwyrodnieniowych układu nerwowego. Tiamina bierze udział w wychwycie GABA (neuroprzekaźnik), niedobór którego zaburza czynność móżdżku i stanowi o strukturze i aktywności jego komórek. TD (łagodny niedobór tiaminy – z ang.: thiamine deficyte) upośledza funkcje poznawcze i ruchowe w wyniku uszkodzenia obszarów wzgórza, tj. kory, rdzenia i struktur układu limbicznego (9). 

Wydalanie                                                                         Tiamina jest dobrze rozpuszczalna w wodzie i wydalana jest z moczem. Istniej niebezpieczeństwo wystąpienia awitaminozy przy nadmiernym wydalaniu moczu na przykład przy stosowaniu leków moczopędnych.

Zalecane dzienne spożycie

Zapotrzebowanie dobowe przedstawiam w tabeli; zostały w niej uwzględnione obok płci grupy wiekowe (bez uwzględnienia ciąży) (10)

Wyższe zapotrzebowanie na witaminy B₁ mają:

– osoby ciężko pracujące fizycznie

– sportowcy

– kobiety ciężarne i karmiące

– palący wyroby tytoniowe

– osoby nadużywające alkohol.

Niedobór tiaminy powoduje większą podatność na ukąszenia owadów – przyczyną jest niższy poziom substancji odstraszających owady w skórze. Tiamina przyspiesza gojenie się ran. Wykazuje działanie uśmierzające ból.

Naturalne źródła pokarmowe

Najbardziej wydajne naturalne źródła witaminy B₁ (w kolejności malejącej zawartości) znajdują się w poniższej tabeli

Jak widać powyżej godny polecenia jest pasztet z drożdży, czy z soczewicy. Przecież coraz mniej osób jada mięso.

Aż strach pomyśleć, jakie są konsekwencje płukania ryżu, a także dodawania do naszej normalnej diety różnych „niesprawdzonych” organizmów. Możliwości nowoczesnych technik badawczych pozwalają dostarczać nowych dowodów na rzeczywistą rolę tiaminy w naszym metabolizmie. Polecam preparaty zawierające duże ilości witaminy B₁, które są na receptę. Szczególnie ważne jest wspomaganie się tą witaminą w obliczu Covid 19.

Literatura

1. Ataksja – Wikipedia, wolna encyklopedia
2. Ryż – co warto wiedzieć o jego rodzajach i właściwościach – Kuchnie Świata S.A. (kuchnieswiata.com.pl).
3. Thiamine – Wikipedia
4. Said H.M., Balamurugan K., at al., Expression and functional contribution of hTHTR-2 in thiamin absorption in human intestine,, Am. J. Physiol. Gastrointest Liver Physiol., 2004, 286, G491-G498
5. Thiamine Triphosphate – an overview | ScienceDirect Topics)
6. Rola tiaminy w chorobach neurodegeneracyjnych, Postepy Hig Med Dosw 2015; 69 : 1096-1106
7. [ Alexi T., Borlongan C.V., Faull R.L., Williams C.E., Clark R.G., GluckmanP.D., Hughes P.E.: Neuroprotective strategies for basal gangliadegeneration: Parkinson’s and Huntington’s diseases. Prog. Neurobiol.,2000; 60: 409-47;
8. Fattal-Valevski A.: Thiamine (vitam ;in B1). J. Evid. Based ComplementaryAltern. Med., 2011; 16: 12-20; ].
9. Manzetti S., Zhang J., van der Spoel D.: Tiamin function, metabolism,uptake, and transport. Biochemistry, 2014, 53: 821-835) 
10. Szostak W.B, Walczak A, „Witaminy w profilaktyce miażdżycy”, BIBLIOTECZKA LEKARZA FARMACEURTY, WYDAWNICTWO LEKARZA FARMACEUTY HOLBEX Sp. z o.o., Warszawa 2001
11. Moszczyński P., Pyć R, “Biochemia witamin”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Łódź 1999.
    Liczba odwiedzin: 2103

Fosforan pirydoksalu

Oczywiste jest to, że witaminy działają w naszym organizmie. Współdziałają ze sobą, wspierając się w kształtowaniu przemian. Pisałam wcześniej o witaminie B₁₂ (zapraszam: „Czy jeść witaminy garściami? Witamina krwiotwórcza”) i kwasie foliowym (zapraszam: „Liście życia”), a ten artykuł będzie o kolejnej witaminie, która tak jak poprzednie jest między innymi zaangażowana w przemianę homocysteiny (zapraszam: „Cryminal story – aminokwasy”). O wielu innych procesach metabolicznych z jej udziałem opowiem poniżej. Na tytułową witaminę B₆ składa się kilka substancji pochodnych pirydyny: pirydoksal, pirydoksyna, pirydoksamina. Pokazuję to na poniższym schemacie

Aktywna metabolicznie forma związana z licznymi enzymami powstaje u nas i jest nią fosforan pirydoksalu  – PLP (z ang. – Pirydoksal Phosphate) (wzór poniżej).

Fosforan pirydoksalu występuje w ponad 100 enzymach i to w dodatku należących do różnych klas (zapraszam: „Działanie bez sił witalnych – enzymy”).

Witaminę B6 odkrył w 1934 roku węgierski lekarza Paula Gyoergy przy okazji choroby skóry u szczurów (1).Wyizolował ją w 1938 Samuel Lepkovski (polski żywieniowiec) z ryżu. 

W suplementach diety witamina B6 łączona jest z magnezem (jonem metalu). Zarówno do transportu do komórek, jak i do powstania fosforanu pirydoksalu (działanie kinaz) potrzebny jest ATP. Z kolei ATP i ADP występują zawsze w połączeniu z jonami magnezu (Mg⁺⁺). Może stąd wziął się pomysł na preparat „MagneB₆”, który zawiera witaminę i magnez. Na poniższym schemacie pokazuję mój ulubiony schemat, na którym właśnie jest ATP z jonem magnezu (2).

Wszędzie tam gdzie ATP/ADP – tam magnez

Udział witaminy B6 w ogólnym metabolizmie aminokwasów

Od aminokwasów odłączane są grupy aminowe (zapraszam „Criminal story..) i mogą one być przenoszone na kwasy karboksylowe, W wyniku działania enzymów transaminaz z PLP powstają nowe aminokwasy. Nie ma tylko transaminazy dla aminokwasów lizyny (Liz) i proliny (Pro). W diagnostyce oznacza się aktywność naszej aminotransferazy alaninowej (ALT) i asparaginianowej (AST) (tak zwane enzymy wątrobowe). W wyniku ich działania powstanie alanina i asparaginian – aminokwasy endogenne oraz do wykorzystania w przemianach energetycznych pojawi się pirogronian i alfa-ketoglutaran.

Po to, aby zdegradować aminokwas serynę i cysteinę, używamy enzym z PLP. Odpowiednio jest to dehydrataza serynowa i sulfhydraza cysteinowa. W wyniku ich działania otrzymujemy pirogronian.

Przypominam, że w naszym metabolizmie używamy tylko izomery aminokwasów L-aminokws. Jednak czasami trafiają do nas D-aminokwasy i wtedy enzym z PLP racemaza przekształca izomer D- w izomer dla nas przydatny L-.

Reakcja anafilaktyczna – uczulenie

Fosforan pirydoksalu jest zaangażowany w aktywność enzymów dekarboksylaz odłączających grupę karboksylową od aminokwasów. Powstają wtedy aminy biogenne, czyli nasze. Histydyna po dekarboksylacji daje histaminę. Aby powstrzymać reakcję uczuleniową podaje się „sterydy” i one właśnie hamują ten enzym (dekarboksylazę histaminy), powstrzymując na przykład powstawanie obrzęku. Histamina jest także neuroprzekaźnikiem na obwodzie.

Działanie na poziomie neurologicznym

W tytule napisałam o działaniu witaminy B₆ dla naszych spokojnych nerwów. Chodzi o to, że PLP bierze udział w powstawaniu neuroprzekaźników. A z kolei one są niezbędne do funkcjonowania naszego układu nerwowego. Ich działanie wiąże się z przekazywaniem impulsów nerwowych w ośrodkowym układzie nerwowym (oun – mózgu). W wyniku dekarboksylacji aminokwasów powstaną aminy biogenne będące neuroprzekaźnikami GABA z kwasu glutaminowego i serotonina z pochodnej tryptofanu (5-hydroksytryptofanu). GABA jest neuroprzekaźnikiem w ośrodkowym układzie nerwowym (oun) hamującym wiele niepożądanych reakcji. Z kolei serotonina jest neuroprzekaźnikiem także w oun , ale regulującym nasze zachowanie, zdolności poznawcze, antydepresyjne i jest też czynnikiem działającym na obwodzie.

PLP również uczestniczy w powstawaniu L-Dopy (droga do syntezy noradrenaliny, a z niej adrenaliny) i kilku innych neuroprzekaźników będących aminokwasami.

Z powyższego wynika, że witamina B6 jest niezbędna dla naszych spokojnych nerwów, czyli funkcjonujących bez zaburzeń rzutujących na naszą psychikę.

Podwójne oblicze aminoketonów

Aminoketony są substancjami wpływającymi na nasz metabolizm. Mogą potęgować stres oksydacyjny (3). Przy działaniu syntazy aminoacetonu z PLP powstaje z acetylo-CoA i glicyny aminoaceton (aminoketon). Szczęśliwie dla nas rzadko pojawia się nadmiar acetyl-CoA, który będzie kierowany do tej syntezy. Również do aminoketonów należy kwas deltaminolewulinowy (z and. – ALA – delta-aminolevulinic acide), o którego korzystnym u nas zastosowaniu piszę poniżej.

Synteza porfiryn

Syntezę ALA, który także jest aminokwasem, ale niebiałkowym, katalizuje enzym wyposażony w PLP. Substratami dla niego są glicyna i bursztynylo-CoA (może to być ten powstały przy udziale witaminy B₁₂ – zapraszam: „Czy jeść witaminy garściami? Witamina krwiotwórcza”). Jest to pierwsza przemiana prowadząca do powstania porfiryn. Można powiedzieć, że „naczelną” porfiryną u nas jest hem w hemoglobinie znajdującej się w erytrocytach, czerwonych komórkach krwi, transportujących związany z nią życiodajny tlen do wszystkich tkanek.   

W mięśniach hem wchodzi w skład mioglobiny – białka wiążącego tlen dla ich metabolizmu. We wszystkich typach komórek porfiryny wchodzą w skład cytochromów „łańcucha oddechowego”. Są też w cytochromach P-450, katalazie, peroksydazach, syntazie tlenku azotu (NOS – zapraszam: „Obojętny składnik powietrza azot i jego zaskakujące tlenki”), oraz w cyklazie guanylanowej na terenie cytoplazmy (sGC z z ang.:soluble Guanylate Cyclase; przekazywanie sygnału w komórce).

PLP, a witamina B₃

Niewielkie ilości witaminy B₃ powstają u nas z tryptofanu przy udziale PLP. Przy jego deficycie i braku podaży z dietą witaminy B₃ grozi nam katastrofa àpelagra.

Glicyna a PLP, kwas foliowy i DNA

Napisałam w „Liście życia – kwas foliowy” o tym, że witamina kwas foliowy przekształcana jest w tetrahydrofolian (THF) i staje się u nas składową enzymów przenoszących grupy jednowęglowe. W zależności od sytuacji metabolicznej są to różne grupy. Właśnie enzymy z PLP katalizują reakcje przyłączania tych grup do THF.

W syntezie DNA (replikacji) jednym z substratów niezbędnych do zajścia tego procesu jest zasada zawierająca tyminę (tymidylan – nukleotyd z tyminą i deoksyrybozą) i właśnie w syntezie tej substancji bierze udział metylenoTHF (N⁵N¹⁰metylenoTHF) otrzymujący grupę metylową z aminokwasu glicyny (Gly) przy udziale enzymu z PLP

Selen

Podczas biosyntezy białka powstaje u nas selenocysteina znajdująca się w wybranych białkach (zapraszam: „Zrozumieć białko – metabolizm”). Ten niezwykły aminokwas powstaje przy udziale PLP

Sieć witamin B₁₂, kwas foliowy i B₆ a choroby

Istotny w chorobie niedokrwiennej serca jest metabolizm homocysteiny (zapraszam: „Criminal story – aminokwasy”). Składa się na niego przekształcenie metioniny (Met) w homocysteinę (Hcy) i dalszy metabolizm homocysteiny. Podkreślam, że przy za niskiej podaży w diecie B₆ grozić nam może niedobór aminokwasu cysteiny (Cys) i homocystynemia (za dużo Hcys we krwi). A za tym idące patologie, jak aterogeneza, choroby serca, rak jelita grubego, udar mózgu (4). Na poniższym schemacie podkreślam zależności między witaminami działającymi na korzyść naszego systemu obronnego – B₁₂, kwas foliowy, B₆ (5).

Przypomnę dla zaciekawionych referencyjne stężenie (tak zwana „norma”) homocysteiny w surowicy powinno być 5–15 μmol/L, w zależności od płci i wieku. Niedobór jednej z witamin, czyli B₁₂, kwas foliowy lub B₆ może spowodować poważny uszczerbek na zdrowiu. Patologią wywołaną przez nadmiar Hcys może być wrzodziejące zapalenie jelit, a nawet rak jelita grubego. Na schemacie GALT (z ang. – gut-associated lymphoid tissue) – określenie na całość tkanki limfatycznej występującej w obrębie przewodu pokarmowego; Hcys – homocysteina.

U zdrowych młody osób przejściowe obniżenie PLP nie jest istotne (6), ale u osób powyżej 50. roku życia zaleca się zwracanie uwagi na tę witaminę, jako składnika zdrowej diety w ilości 2 – 3mg na dobę (7).

Metabolizm lipidów

Do powstania substancji lipidowych, którymi jest grupa sfingolipidów potrzebna jest sfingozyna, a łańcuch syntezy tego związku rozpoczyna reakcja aminokwasu seryny z palmityloCoA. Palmitylo-CoA to zaktywowany koenzymem A (pochodna witaminy B₅) kwas tłuszczowy palmitynowy. Wspomniana reakcję katalizuje enzym z PLP.

Receptory hormonów steroidowych

Spostrzeżono, że PLP jest modulatorem receptorów dla hormonów steroidowych (estrogen, progesteron, testosteron) (8). Okazuje się, że B₆ to ciągle aktualny temat, ponieważ w opracowaniu z 2020 zwraca się uwagę na jej powiązanie z zależnym od hormonów steroidowych rakiem piersi, macicy i prostaty. Odnotowano, że wysokie dawki tej witaminy mogą potęgować niepożądane efekty uboczne stosowania estrogenów (9).

Oszczędzanie PLP

Fosforan pirydoksalu, ani witamina B₆ (pirydoksal, pirydoksyna, pirydkasina) nie są u nas magazynowane. PLP niezwiązany z enzymami jest niezwłocznie defosforylowany, a jego katabolit wydalany. Jednak nasz organizm jest „zapobiegliwy” i może pozostawić PLP w ilości od 3,7 do 250 mg/kg masy naszego ciała. Co ciekawe około 80% tych zasobów związane jest z enzymem fosforylazą glikogenu mięśni szkieletowych. Nie jest to przechowywanie, ale swoista konieczność metaboliczna. Mianowicie w wątrobie i w mięśniach szkieletowych glukoza jest magazynowana w postaci glikogenu (polimer glukozy). Przy okazji wyjaśnię jaką rolę odgrywa u nas fosforylaza glikogenu (10). Uwalnianie glukozy, katabolizm glikogenu, jest regulowane hormonalnie i z tego powodu też istotne fizjologicznie i na przykład w cukrzycy. Co za tym idzie fosforylaza glikogenowa zarówno w wątrobie, jak i w mięśniach szkieletowych jest regulowana hormonalnie, a więc ogólnoustrojowo, jednak nie tak samo. Fosforylaza glikogenu odłącza glukozę od glikogenu w postaci glukozo-1-fosforanu przy udziale PLP. Następnie glukozo-1-fosforan przekształcany jest do glukozo-6-fosforanu, który może być włączony w przemiany komórkowe prowadzące do pozyskania energii. Tak dzieje się w mięśniach szkieletowych. Trochę inaczej może być w wątrobie, gdzie występuje enzym glukozo-6-fosfataza, która odłącza resztę fosforanową od glukozy, a ta w „wolnej” postaci może przejść do krwi i zasilić nasze różne tkanki. Podkreślam tylko „wolna” glukoza jest transportowana do komórek, a w mięśniach szkieletowych nie ma enzymu glukozo-6-fosfataza. W związku z tym, jeżeli glukoza dostanie się do nich, to ich już nigdy nie opuści. Czasowo będzie zmagazynowana w postaci glikogenu, a w razie potrzeby użyta, ale tylko w przemianach energetycznych mięśni szkieletowych. W wątrobie glukoza zmagazynowana również w postaci glikogenu będzie dostępna dla całego organizmu, ponieważ w postaci „wolnej” dostanie się do krwi. Zależności te pokazuję na poniższym schemacie (11).

To, że 80% fosforanu pirydoksalu naszego organizmu znajduje się w mięśniach szkieletowych związane z fosforylazą glikogenu nie znaczy, że jest to rezerwa PLP dla naszego organizmu. Nie jest ona uwalniana z tej struktury podczas jej deficytu, natomiast z mięśni szkieletowych do krwi dostaje się pirydoksal podczas głodu i to wtedy, gdy rezerwa glikogenu jest w nich wyczerpana. Na marginesie dodam, że substratem energetycznym dla mięśni obok glukozy są kwasy tłuszczowe. Nie ma już „zajęcia” dla fosforylazy glikogenu, ponieważ nie ma glikogenu (brak substratu – enzym nie jest potrzebny). Powoduje to drastyczne obniżenie aktywności fosforylazy glikogenowej (nie ma glikogenu, nie ma substratu, nie ma „co robić”). W takiej sytuacji witamina pirydoksal może być jest wykorzystywana w wątrobie i nerce do przemian aminokwasów. Na przykład do syntezy z nich glukozy, która będzie mogła zasilić podczas głodu tkankę nerwową.   

Dieta – dostępność

Najbogatszym źródłem witaminy B₆ są drożdże (polecam pasztet wegański z suszonych drożdży), wątroba, mięso, rośliny strączkowe, warzywa liściaste i produkty zbożowe pełnoziarniste. W poniższej tabeli zamieściłam kilka informacji o zawartości witaminy B₆ w różnych produktach spożywczych.

Witamina B₆ jest rozpowszechniona w przyrodzie i występuje w bardzo wielu produktach żywnościowych. Osobami szczególnie zagrożonymi jej niedoborem są kobiety w ciąży, ludzie nadużywający alkohol, a także osoby w podeszłym wieku (powyżej 75 lat), chorzy na miażdżycę oraz różne neuropatie. Szczególnie ważne jest zabezpieczenie pod względem witaminy B₆ rekonwalescentów po Covid19.

Szkodliwość

Wykazano zaistnienie neurologicznych problemów bólowych tylko przy nadmiernej podaży jednej z form witaminy B₆, a mianowicie pirydoksysny (). Przy pewnych terapiach podawano 200 -1000 mg na dobę i to u niektórych powodowało zaburzenia neurologiczne. Obecnie zaleca się ograniczenie pirydoksyny do 100 mg/dobę.                                                                                                

Pierwszy raz o szkodliwości nadmiaru witaminy rozpuszczalnej w wodzie dowiedziałam się z książki Olivera Sacksa „Mężczyzna, który pomylił swoją żonę z kapeluszem”. Tytułowe spostrzeżenie nie dotyczy witaminy B₆.

Oliver Sacks to angielski psychiatra i neurolog, który w przedstawianej publikacji porusza trudne i równocześnie niezwykle ciekawe problemy związane z neurologią i neuropsychologią. Dzięki ostatniej z wymienionych dziedzin poszerzana jest wiedza dotycząca ludzkich zachowań. Poprzez analizowanie opisanych w tej książce postaw czytelnik skłonny jest do zadawania sobie podstawowych pytań związanych z egzystencją i, co ważne, poszukiwania odpowiedzi na nie. Na tę niezwykle ciekawą pozycję szczególną uwagę powinni zwrócić ci, którzy są zainteresowani szeroko pojętą psychologią czy neurologią (tyle recenzja – taniaksiazka.pl), a ja dodam od siebie – i witaminami.

Literatura

1. A History of the Isolation and Identification of Vitamin B-6 | Request PDF (researchgate.net)
2. J M Berg, J L Tymoczko, L Stryer, „Biochemia” Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005).
3. doi:10.1016/j.cbpc.2006.07.004 (ucla.edu)
4. Water Soluble Vitamins Clinical Research and Future Applications, ed. O.H. Stanger, Springer 2012 ; ISBN 978-94-007-2198-2
5. Homocysteine and Folate in Inflammatory Bowel Disease: Can Reducing Sulfur educe Suffering? | SpringerLink
6. Dietary vitamin B-6 restriction does not alter rates of homocysteine remethylation or synthesis in healthy young women and men – PubMed (nih.gov)
7. (Vitamin B6 | Linus Pauling Institute | Oregon State University)
8. http://lpi.oregonstate.edu/infoceter/vitamins/
9. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-375083-9.00275-0)
10. Glycogen Phosphorylase – an overview | ScienceDirect Topics
11. Biochemia. Ilustrowany przewodnik – J Koolman, K-H Röhm, PZWL, Warszawa 2005)
12. Vitamin B6 | Linus Pauling Institute | Oregon State University [pvc_1]

Wszystkie organizmy odżywiają się, ale tylko człowiek gotuje, preparuje i modyfikuje żywność oraz poszukuje nowych kompozycji smakowych. W pierwszej połowie XIX wieku Jean Anthelme Brillat-Savarin francuski prawnik, polityk i pisarz, zdobył sławę jako epikurejczyk i gastronom. Jest on autorem dzieła, które Balzac uznał nie tylko za wspaniały traktat kulinarny, ale również za jedno z najciekawszych stylistycznie dzieł stworzonych w języku francuskim. „Fizjologia smaku, lub, medytacja nad transcendentnością gastronomii; teoretycznie, historycznie i poprzez aktualne prace, dedykowana gastronomom Paryża przez profesora, członka wielu oficjalnych i naukowych towarzystw” (J.A. Brillant-Savarin, Physiologie du gout, J.P. Meline, Bruksela 1835; wyd polskie A. Brillant-Savarin, Fizjologia smaku albo Medytacje o gastronomii doskonałej, przeł. J Guze, PIW, Warszawa 2015). Autor stwierdzał w niej: „Powiedz mi, co jesz, a powiem Ci, kim jesteś”. Propagował pogląd: „Rozkosze stołu są przywilejem każdego wieku, każdej kondycji, każdego kraju, każdego dnia, mogą być w zgodzie z wszelką przyjemnością i one na ostatek są nam pociechą po utracie innych”. Przez dziesiątki lat powstała ogromna literatura kulinarna fachowa, beletrystyczna i biograficzna oraz wiele programów telewizyjnych, filmów, a nawet całych kanałów poświęconych gotowaniu.

Jeżeli chodzi o beletrystykę, to należy podkreślić książkę „Anegdoty o przeznaczeniu”, później wydawane jako „Uczta Babette” (1958), Karen Blixen, autorki „Pożegnania z Afryką”, jak twierdziła dla pieniędzy wydała książkę o jedzeniu na konsumpcyjnym rynku amerykański (film powstał w 1987 rok).

Czy jemy tylko, aby zaspokoić głód?   

Z całą pewnością zaspakajamy głód i musimy poprzez odpowiednie dania dostarczyć organizmowi konieczne składniki odżywcze. Często jemy zbyt dużo, z łakomstwa, czasem kompulsywnie i potem mamy wyrzuty sumienia. Demon obżarstwa czyha – trzeba być czujnym.

Poniżej pokazuję wyniki ankiety przeprowadzonej przez Ośrodek SW Research dla Tesco Polska opublikowanej w piśmie KUCHNIA, październik 2018.

Jak widać niespełna 30% ankietowanych uważa, że jedzenie jest tylko zaspokojeniem głodu. Dla niektórych może być nawet sztuką. W swej książce profesor Charls Spence (GASTROFIZYKA Nowa wiedza o jedzeniu, Świat książki, Warszawa 2018) pisze, że immersyjność – obcowanie z posiłkami wykracza poza sferę doznań fizjologicznych, a wkracza w sferę odczuć psychologicznych.  

Gdzie jest granica przejścia ze sfery fizjologicznej do psychicznej? Pewnie się zaciera, ale wtedy, gdy już nie jesteśmy głodni.

Postrzegamy otoczenie wszystkimi danymi nam zmysłami. Tak też analizujemy jedzenie. 

„Kuchnia molekularna”, która nie jest dziedziną biologii molekularnej, ale została stworzona nie tylko przez kucharzy, ale przez chemika, fizyka, neurologa – uwzględnia doznania polisensoryczne i kształtowanie sensoryczne potraw. Dla niektórych jest sztuką, ponieważ oddziałuje na nasze poczucie estetyki.

Powstał „Food pairing” (za ang. łączenie w pary). Metoda ta oparta jest na zasadzie, według której poszczególne produkty spożywcze komponują się w przyjemną w naszym odczuciu całość, gdy w swoim składzie mają podobne cząsteczki związków chemicznych.
Kucharzem, który zapoczątkował trend „food pairingu” jako dziedziny z przełomu nauki i gastronomii, był Heston Blumenthal, szef kuchni w restauracji „The Fat Duck”, o którym po dziś dzień jest głośno w środowisku kucharzy gotujących molekularnie. W latach 90. poprzedniego stulecia rozegrała się historia, która miała ogromny wpływ na kształtowanie się nauki o kombinacjach smaków. Wtedy to właśnie Blumenthal nauczony, że odrobina soli dodana do czekolady wzmacnia jej smak i łagodzi słodycz, postanowił odnaleźć inne słone dodatki, które spełnią tę rolę równie dobrze. W tym celu wypróbował m.in. marynowaną szynkę z kaczki, anchois i wreszcie kawior, który okazał się być najlepszą kombinacją: „Głęboka gładkość czekolady i maślana słoność kawioru rozpuściły się i pysznie połączyły w ustach . Po tym odkryciu, Blumenthal, posiłkując się bazą Volatile Compounds in Food (z ang: Lotne związki w żywności) oraz Perfume and Flavour Materials of Natural Origin (z ang. – Wonie i smaki materiałów naturalnego pochodzenia) Steffena Arctandera, zaczął sporządzać swoją własna bazę molekularnych profili żywności. Rozpoczęło to ogólnoświatową kulinarną modę. Nie tylko szefowie kuchni, ale także specjaliści od miksologii przetrząsali naukową literaturę, próbując ustalić, jakie smaki mogą dać dobre połączenia. W efekcie powstało mnóstwo zaskakujących kombinacji. Prezentuję kilka z nich według Blumenthala: kawa i czosnek, truskawka i kolendra,
mandarynka i tymianek, ogórek i fiołek, łosoś i lukrecja, karmelizowany kalafior i kakao, banan i pietruszka, ziemniak, kawa i kapary, mango i ekstrakt sosnowy, ostrygi i marakuja, mięta i musztarda

Wzrok

Czy „jedzenie oczami” może sprzyjać tyciu?           TAK!            Podczas jedzenia zmysł wzroku może zakłócać inne sygnały odbierane przez nasz mózg, także ten o poczuciu sytości. Przeprowadzono eksperyment naukowy, który polegał na tym, że jedna grupa osób zjadała posiłek z przewiązanymi oczami, a druga widząc zawartość talerza. Osoby pozbawione podczas posiłku zmysłu wzroku zjadały średnio o 25% mniej w porównaniu z widzącymi. Jedni i drudzy zapewniali, że czują się w pełni nasyceni (Thibault L, Dieta dla mózgu, 2003 Francja,ISBN 83-7404-012-2). Ograniczenie zmysłu wzroku zmusza nas do zwracania większej uwagi na sygnały z innych, informujące o osiągnięciu stanu sytości, ale zazwyczaj traktujemy je drugoplanowo i przestajemy jeść dopiero na widok pustego talerza albo… dna torebki z czekoladkami.                                           

Są restauracje eliminujące zmysł wzroku – jest w nich zupełnie ciemno, a wyostrzone są zmysły: dotyku, słuchu, węchu i oczywiście smaku. Jednak taka sytuacja jest krepująca i nie sprzyja komfortowi biesiadowania.

Wolimy widzieć i być poinformowanym o jakości żywności oraz estetyce potraw. Ważne dla naszej degustacji jest kolorystyka potraw i otoczenia, a nawet barwa talerza. Niebieski (siny), ale nie kobaltowy, hamuje apetyt. Kiedyś w ramach eksperymentu zrobiłam pyszny sernik, jak zawsze, ale podkolorowany na niebiesko. Niestety, cieszył się mniejszym powodzeniem niż naturalny – żółtawy.

Powstał „plating” (z ang. plate – talerz)- po polsku „robienie talerza” – prezentacja dania na talerzu. Towarzyszą temu dekoracje i wypracowana estetyka, podnosząca jakość dania. Często łącząca się z nielogicznym wysiłkiem ustawiania kolumn na talerzu, dodawania „maźnięć” z sosu. W efekcie taka misterna „budowla” bywa trudna do pokonania sztućcami, a czasem jest tak piękna, że nie chce się jej tknąć. Podobno „plating” jest sztuką. Dla mnie szczytem pomysłowości jest podanie potrawy na laptopie. Dokonała tego Elana Arzak w modernistycznej restauracji „Arzak” w San Sebastian. Wykorzystuje ona elektronikę do wzmocnienia doznań podczas posiłków. W tle jest też muzyka (GASTROFIZYKA Nowa wiedza o jedzeniu, Charls Spence, Świat książki, Warszawa 2018).

Słuch – dźwięk

Lubimy chrupać i dźwięk chrupiących dań. Bodźce te dochodzą do nas z zewnątrz i z chrupania w jamie ustnej. Z psychologii wiadomo, że proces żucia powoduje relaksację napiętych mięśni twarzy. Pewnie dlatego lubimy sięgać po orzeszki i różne chrupki. Jest dostępna na telefon aplikacja „akustyczne chipsy” – chrupkość + kruchość = zwiększenie doznań i relaks („Gastrofizyka Nowa wiedza o jedzeniu” Charles Spence, Świat książki, Warszawa 2018).

Są producenci żywności, którzy zwracają szczególną uwagę na jej dźwięczność. Pojawiły się cukierki, lody, czekolada z cukrem „strzelającym”.

Wiadomo, że duży hałas wywołuje obniżenie zawartości potasu (potas bierze udział w przekazywaniu bodźca do narząd słuchu) i podwyższenie stężenia glukozy (niebezpieczne dla cukrzyka) we krwi, zmniejsza też percepcję barw. Taki wpływ na nas może mieć bardzo głośna dyskoteka.

30% pasażerów samolotu wybiera sok pomidorowym z sosem Worchesreshire (słodki i słony – może glukoza i potas). W hałasie samolotu najsłabiej czuje się smak umami (smakowity; zapraszam dalej).

Muzyka łagodzi obyczaje i też wzbogaca nasze biesiadowanie. Już od połowy XVI wieku wprowadzono „Tafelmusik” (muzyka do posiłku). Profesor Charles Spence w „Gastrofizyce” opisuje pozytywny wpływ na zwiększenie popytu w restauracji „włoskie na wynos” podczas puszczanej z głośnika arii śpiewanej przez Pavarottiego – „Nessun dorma” (Turandot Pucciniego). Z kolei „Feeling good” – Nina Simone i „One for My Baby” – Frank Sinatra – bez względu na rodzaj jedzenie zwiększało jego konsumpcję. W eleganckich restauracjach muzyka klasyczna powodowała to, że klienci wydawali o 10% więcej na jedzenie. Zwracanie uwagi na muzykę do jedzenia potraktowali bardzo poważnie właściciele sieci „Chipotle” (1500 restauracji) w USA. Zaangażowano specjalistę, który siedzi w jednej z restauracji i obserwuje: jaka muzyka sprzyja zamawianiu największej liczby potraw („Gastrofizyka Nowa wiedza o jedzeniu” Charles Spence, Świat książki, Warszawa 2018). Potem właśnie te utwory puszcza się w całej sieci.

Ważna jest zgodność rodzaju restauracji, klienteli i rodzaju muzyki. Jednak w zależności od obyczajowości nie odpowiadają nam niektóre odgłosy podczas posiłku. Czasem nawet preferowana jest cisza, jak w restauracjach koreańskich i japońskich.

Dotyk

Przyzwyczajeni jesteśmy do określonych kształtów, struktur i konsystencji potraw. Zadziwia nas makaron z zielonej herbaty, pianka z parmezanu, żurek lub mus owocowy w kulkach – „kawior”, „rawiolki”, purre ziemniaczane w postaci piany z syfonu.

Trudno nam pobierać pokarm bez sztućców, dotykać go. Aczkolwiek w kuchni arabskiej i niektórych innych jest preferowany ten sposób – je się ręcznie lepiąc kulki z ryżu lub zagarniając sos plackiem zbożowym. Pokarm bywa gorący, zimny, lepki, ociekający, szorstki, a taki pyszny. Niektórzy preferują żywy – ostrygi. Pewien pan mnie straszył, że jak ostryga nie piśnie podczas przełykania, to znaczy, że nie była świeża. Okropne!

Czujemy w ustach temperaturę, ilość pobranego pokarmu, objętość, masę, gęstość, suchość, szorstkość, kanciastość, lepkość, śliskość, galaretowatość, sprężystość, chrupkość, ból (często nazywany „ostrością”). Te wszystkie doznania przekazują nam komórki czuciowe, reagujące na dotyk.

Stosujemy od dawna w naszej kuchni zioła, jako przyprawy. Pamiętamy o ich aromacie (percepcja przez zmysł zapachu), okazuje się, że mięta powoduje uczcie zimna, tymianek, oregano, cząber i wanilia odczuwamy, jako ciepło. Czosnek bywa piekący, a papryka ostra, paląca. Z kolei substytut cukru ksylitol powoduje uczucie zimna. Te wszystkie doznania są percepowane przez zmysł dotyku.

Używamy paprykę i to co raz ostrzejszą, ale nie opisujemy wrażeń po kontakcie z nią, jako ból, tylko „ostry smak”. A tymczasem kapsaicyna substancja z papryki oddziałuje na receptory bólowe (zmysł dotyku) w całym przewodzie pokarmowym począwszy od jamy ustnej. Niestety, czujemy ją też wtedy, gdy nas „opuszcza”. Nie każdy ma do niej przystosowany organizm i może ją źle znosić (reagować podrażnieniem nabłonka). Zwyczajowo służyła ona do dezynfekcji jedzenia.

Na poniższej ilustracji pokazuję skalę wprowadzoną przez amerykańskiego chemika Wilbura Scoville’a w 1912 roku. Jest to skala ostrości, czyli pikantności, a właściwie bólu wywoływanego jedzeniem papryki SHU – Scoville Hotness Unit (ang.) – jednostka ostrości Scoville’a. Określa ona ilość kapsaicyny w roślinie. (Tabela wg Piotr Koluch „Świat Konsumenta”, KUCHNIA 2009).

Restauratorzy dbają nie tylko o muzykę, ale także o wygodne siedziska. Dla kontrastu – w sieci McDonald znajdują się krzesła, na których trudno wysiedzieć dłużej niż 10 minut („Gastrofizyka Nowa wiedza o jedzeniu” Charles Spence, Świat książki, Warszawa 2018). Konsument nie powinien gościć tu zbyt długo.

Istotne w zastawie stołowej są nie tylko talerze, ale też sztućce, ich kształt i masa.

Dla mnie najdziwniejszym sztućcem jest widelec HAPIfork (poniższa ilustracja; http://agdlab.pl/aktualnosci/Inteligentny.widelec,3292) do trenowania prawidłowych nawyków żywieniowych – diody rozbłyskują, a uchwyt wibruje, gdy posiłek jest spożywany zbyt szybko. Tempo jedzenia posiłku do 15-20 minut jest korzystne. Uważa się, że istotnym czynnikiem w dietetyce jest czas i szybkość wkładania jedzenia do ust. Dzięki temu widelcowi użytkownik zjada mniej kalorii i jednocześnie zaspokajając łaknienie.

Zapach

Zmysł informujący o środowisku i oczywiście jakości pokarmu – zmysł powonienia.                                                                                                            
Zapachy pobieramy przez nos i docierają one też z jamy ustnej.                                                                                                                               Odoranty są to związki chemiczne mające dla nas zapach – oddziałujące na odpowiedni receptor (Węch: Dlaczego świat nam pachnie | O zmyśle węchu i nie tylko (techlandlab.pl))

W roku 2004 przyznano Nagrodę Nobla za odkrycia związane z receptorami węchowymi i z organizacją układu węchowego dwojgu amerykańskim naukowcom: Lindzie B. Buck i Richardowi Axelowi. Na poniższym schemacie pokazuję położenie nabłonka węchowego, nie jest on w nosie, ale głębiej w kierunku mózgu (www.ppr.pl/wiadomosci/aktualnosci/skad-sie-biora-piekne-zapachy-152747).

U człowieka obszar ten zajmuje około 3 cm² i występuje w nim ponad 5 mln komórek węchowych. Większość estrów cechuje przyjemny, intensywny, owocowy aromat, np. ester kaprynowo-etylowy charakteryzuje przyjemny zapach koniaku, ester kapronowo-etylowy – trwały zapach owocowy a laurynian etylu – aromat kwiatowy. Zapach wielu estrów kojarzy się z konkretnym owocem, np. octan etylu z zapachem jabłka, maślan etylu z ananasem, czy octan amylu z zapachem gruszek (Dondela B, Chrząstek L. (2009) Wybrane estry zapachowe stosowane w kosmetyce, Chemia i Ochrona Środowiska, Prace naukowe Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie, 13, 29-34; https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5359574/)

Na poniższym schemacie pokazuję czułość naszego węchu, który odróżnia od siebie izomery chemiczne (skład, ten sam, ale inne ułożenie w przestrzeni) miętę i kminek (Berg JM., Tomyczko JL, Stryer L ,Biochemia,  PWN, Warszawa 2007).

Kwas kaprowy (sześciowęglowy, z ang. caproic acid) nadaje nieprzyjemny zapach serom („capi”, nazwa tego kwasu pochodzi od kozy – capra). Z kolei zjełczały zapach to kwas 3-metylo maślan, a gotowana kapusta to dimetylo trójsiarczek.

Na zapachu jedzenia – masy z orzechów arachidowych „maśle orzechowym” – opiera się test na chorobę Alzheimera. Jednym z pierwszych obszarów mózgu dotkniętych chorobą Alzheimera jest przednia część płata skroniowego, która wyewoluowała z układu węchowego i odpowiedzialna jest za tworzenie nowych wspomnień. Na poniższej ilustracji pokazuję przeprowadzenie testu. Testowany ma zamknięte oczy. Masło orzechowe (ok 14 g; łatwo dostępne) jest przysuwane wzdłuż centymetra do prawej dziurki nosa (lewa zatkana) potem do lewej (prawa zatkana). Jeżeli lewą dziurką czuje się bliżej nosa to prawdopodobnie mogą to być początki choroby Alzheimera (www.wuft.org/news/2013/10/09/uf-study-uses-peanut-butter-to-help-confirm-alzheimers-diagnoses/).

Czy test jest miarodajny – należy zapytać neurologa.

Lubię odwiedzać pewną sieć sklepów, w której na ogół kupuje się taniej markowe ubrania. Ja zawsze oglądam tam akcesoria kuchenne. Pewnego razu „odkryłam” bardzo dziwny widelec (na ilustracji poniżej).

Można go opisać: brzoskwinia w czekoladzie, ale tylko z zapachu oczywiście czekolada. Na końcu widelca umieszcza się kawałek brzoskwini, a do otworu wkłada zapach. Zamyka się oczy (bez zmysłu wzroku) zajada się brzoskwinię w czekoladzie według zapachu (bez zmysłu dotyku, który zidentyfikuje przecież „nagą” brzoskwinię). Przy świadomości spożycia mniejszej liczby kalorii osiągamy przyjemne uczucie jedzenia „brzoskwini w czekoladzie”.

Smak

Abyśmy poczuli smak, konieczna jest ślina. Oczywiście flora naszej jamy ustnej też nie pozostaje bez wpływu na nasze doznania smakowe.

Wielokomórkowe kubki smakowe zawierają receptory, które przekazują informację do oun (ośrodkowego układu nerwowego), ale smaków jest tylko 5 – 6, odorantów dających zapachy bardzo dużo. Na poniższym schemacie pokazuję porównanie małej liczby bodźców smakowych w porównaniu z bogactwem percepowanych przez nas zapachów.

Często opisujemy zapach jakiegoś dania, jak jego smak.

Po związaniu substancji smakowej z receptorem następuje kaskada reakcji przekazująca sygnał do odpowiedniego nerwu i dalej do naszego mózgu.

Nawet, jeśli jemy tylko po to, aby żyć, to musimy pozyskiwać różne związki z otoczenia i pomaga nam w tym zmysł smaku. Rozróżniamy ich tylko kilka. Słony zapewnia pobieranie jonów sodu (ok.1,5 g dziennie). Kwaśny ostrzega przed zepsutym pokarmem. Gorzki ostrzega przed truciznami. Słodki zapewnia substraty energetyczne. Smakowity (umami) zapewnia niezbędne aminokwasy. Tłusty ma nas chronić przed otyłością.

Na poniższym schemacie pokazuję uproszczony model detekcji smaków percepowanych przez receptory białkowe znajdujące się w błonach komórkowych (Inge Depoortere Gut 2014;63:179-190).

Te białka będące receptorami smaku nazwano alfa-gustducynami. Odpowiednie ich grupy są wyspecjalizowane do wiązania substancji słodkich, gorzkich, umami (smakowitych – tak tłumaczy się „umami”) i kwasów tłuszczowych. Tak kwasów tłuszczowych. Pierwsze doniesienia na temat odróżniania wśród smaków smaku „tłustego” ukazały się w 2010 roku. Osoby obdarzone tymi receptorami są szczuplejsze.

Smak kwaśny i słony są odbierane przez receptory w postaci kanałów błonowych. 

Różna jest czułość receptorów na „bodziec smakowy”. Na poniższej ilustracji pokazuję to (Tablice biologiczne,W. Mizerski, 2004 ISBN 83-7350-059-6). Wydaje się, że im bardziej niebezpieczny bodziec, tym reaktywność receptora jest większa przy niskim jego stężeniu. (przypominam: 1gram to 1000 miligramów, a 1 litr to 1000 mililitrów).

Gorzki smak ostrzega nas przed trucizną i pewnie dlatego czułość wykrywania go jest największa. Jednak nic nam nie zastąpi goryczy naszej ulubionej kawy (palona) czy herbaty (taniny). Gorzkawy przyjemny dla nas smak i aromat jest wynikiem reakcji Maillarda (odkryta przez niego w 1913 roku) – nieenzymatyczne oddziaływanie między resztą aminokwasu a cukrem. Chociaż reakcję Maillarda bada się od prawie stu lat, jej złożony charakter powoduje, iż wiele cząstkowych reakcji nie zostało jeszcze poznanych. Na zapach i barwę ostatecznego produktu ma wpływ wiele czynników. Należą do nich: pH, rodzaj aminokwasu i cukru, temperatura, czas, obecność tlenu, zawartość wody, aktywność wody i inne składniki żywności. W wielu produktach, na przykład w kawie, aromat tworzy mieszanina produktów reakcji Maillarda i karmelizacji. Jednakże, karmelizacja zachodzi w temperaturze powyżej 120-150 °C, podczas gdy reakcja Maillarda już w temperaturze pokojowej.

Wiele potraw (chleb czy inne wypieki, smażone mięsa, słodycze takie, jak: krówki, toffi, kajmak) dzięki niej uzyskuje swoje charakterystyczne cechy – barwę, smak i aromat. Powstające melanoidyny mają korzystne właściwości przeciwutleniające. Z kolei akrylamid, substancja nie zawsze obojętna dla zdrowia, powstaje też w reakcji reszty cukru z resztą aminokwasu w temperaturze od 180^oC. (Hervé This. Kuchnia i nauka, Warszawa 1998 (tyt. oryginału Les secrets de la casserole; ŻYWNOŚĆ. Nauka Technologia. Jakość, 2007,2 (51), 5 – 16.) Na poniższym schemacie pokazuje powstawanie akrylamidu.

Od roku 2002, kiedy to szwedzcy eksperci po raz pierwszy opublikowali dane o wysokiej zawartości akrylamidu w niektórych produktach spożywczych, problem ten interesuje i niepokoi wielu konsumentów. Niestety tak lubiane frytki, gdy są przegrzane (powyżej 180^oC) mogą zawierać niekorzystny dla naszego zdrowia akrylamid.

Cierpkość należy do smaku gorzkiego, ale też wiąże się nie tylko z pobudzeniem odpowiedniego receptora alfa-gustducyny. W produktach roślinnych występują taniny (garbniki roślinne, garbniki naturalne, E181). Są one grupą organicznych związków chemicznych, pochodnych fenoli, naturalnie wytwarzanych przez rośliny. Służą do garbowania skór. Masa cząsteczkowa tanin porównywalna jest ze średniej wielkości białkami. Wyróżniane są taniny łatwo hydrolizujące oraz skondensowane. Przypominam też o kongenerach występujących w napojach alkoholowych (zapraszam: „Puste kalorie – wódeczka”). Na poniższym schemacie pokazuję zachowanie się tanin w naszej jamie ustnej (https://talesofthecocktail.com/in-depth/ sandpaper-tea-science-astringency).

Oddziałują one z białkami śliny i powodują nieprzyjemne uczucie cierpkości i „trampka w gębie”. Okazuje się, że nie zawsze łączy się to z zaburzeniem gospodarki wodno-elektrolitowej.  

Słony

Kanały błonowe biorące udział w percepcji smaku słonego i kwaśnego nadal są badane. Świadczy o tym piśmiennictwo naukowe z 2020 (Taste transduction and channel synapses in taste buds | SpringerLink).

Słony jest jon Na⁺ i jest dla nas niezbędny do życia. Musimy zjeść codziennie jego odpowiednią ilość (towarzyszy mu także niezbędny dla nas jon chlorkowy – Cl^–). Źródłem sodu poza pokarmem są wody mineralne. Sól jest szeroko stosowanym konserwantem. Atrakcyjne sole smakowe, czyli z dodatkiem różnych substancji, nawet czerwonego wina (wysuszone) goszczą w Kuchni molekularnej.

Co jest interesujące, to fakt, że słony smak moduluje odczuwanie innych smaków i na to zwrócili uwagę twórcy Kuchni molekularnej.

Kwaśny

Kwaśny smak ostrzega nas przed zepsutą żywnością. Jednak nie stronimy od cytryn, kiszonej kapusty, ogórków, buraków, żurku, marynat oraz rozmaitych octów. Kiszenie potraw stało się sposobem na ich konserwację i okazało się, że tą drogą możemy otrzymać prozdrowotną żywność.

Kwaśny jest smakiem kwasu organicznego lub nieorganicznego, a kwas to protony [H+ ] i to one oddziałują na receptor.

Zaskakujące jest to, że bardzo słodka coca-cola ma pH 3,5, a ocet z grzybków też pH 3,5 (roztwór kwasu octowego – CH₃COOH). Okazuje się, że przy smaku słodkim kwaśny jest przyjemniejszy.

Umami, czyli smakowity

Na początku XX wieku profesor Kikunae Ikeda of Tokyo Imperial University zastanawiał się, jaki związek łączy smak szparagów, pomidorów, sera i mięsa, ale nie jest jednym z dobrze znanych smaków słodkim, kwaśnym, gorzkim czy słonym. Zbadał kombu – roślinę morską używaną do gotowania tradycyjnej japońskiej zupy. 100 g suszonego kombu zawiera l g glutaminianu sodu. Nazwał ten smak „umami” . To smak aminokwasów (Glu – glutaminianu, Asp – asparaginianu i pokrewnyh). Dopiero w 2000 roku opisano receptor przekazujący smak umami.

Jednosodowy Glu (glutaminian monosodowy, MSG, E621)dodany do wielu potraw poprawia ich smak (główny składnik sosu sojowego).  

Glutaminian (E620) w naszym organizmie jest składnikiem peptydów i białek oraz glutationu (GSH – działanie oksydoredukcyjne). Jest neuroprzekaźnikiem, substratem energetycznym, aminokwasem glukogennym, substancją do syntezy aminokwasów oraz wpływającą na ich metabolizm (zapraszam: „Criminal story”)

Obok wspomnianych aminokwasów również nukleotydy, jak IMP (inozynomonofosforan) i GMP (guanozynomonofosforan) wywołują podobne wrażenia. Są one stosowane w produkcji żywności.

Tłusty

Osoby odnajdujące tłusty smak w potrawach mają niższe BMI (body mass index – ang. = masa ciała podzielona przez kwadrat wzrostu) (Stewart JE, Feinle-Bisset C,Golding M, Delahunty C,  Clifton PM, Keast RSJ. Oral sensitivity to fatty acids, food consumption and BMI in human subjects. Brit J Nutr 104(2010) pp 145-152 doi:10.1017/S0007114510000267).  Generalnie są szczuplejsze.

Oleje to kwasy tłuszczowe i nie mają przyjemnego smaku, ale jesteśmy do nich przyzwyczajeni. Z kolei masło jest też tłuszczem, ale składa się głównie z trójacylogliceroli (ma znikome ilości wolnych kwasów tłuszczowych) i jedząc je odczuwamy smak substancji towarzyszących pochodzących z mleka. W maśle klarowanym jest ich bardzo mało i niespecjalnie jest ono dla nas smakowite.

Słodki

W percepcji glukozy, fruktozy i innych cukrów bierze udział 30% wszystkich receptorów smakowych wyposażonych w odpowiednią alfa-gustducyną.

Słodki smak mają też pochodne cukrów alkohole występują w owocach: sorbitol (sześciowęglowy, E 420), erytrol – erytrytol (czterowęglowy, E 967), ksylitol (pięciowęglowy, E 967). Substancja ta pozyskiwana z brzozy, oddziałuje też na zmysł dotyku, ponieważ rozpuszczając się w wodzie, absorbuje ciepło i to powoduje uczucie zimna (Kowalowski P, Kowalowska M, Stanowska K, Burczyk J, Naturalne środki słodzące w świetle dopuszczalności ich spożycia w Polsce i krajach Unii Europejskiej, Postępy Fitoterapii 1/2004, s. 4-9).

Na poniższym schemacie pokazuję naturalne substancje słodzące.

Na powyższym schemacie zwracam uwagę na kaloryczność i IG (indeks glikemiczny, tak ważny dla dietetyki).

Dla producentów żywności ważne jest odczuwanie przez konsumentów słodkiego smaku. W związku z tym nasze odczucie smaku słodkiego jest analizowane pod kątem hodowli odpowiednio słodkich odmian jabłek (Sweet taste in apple: the role of sorbitol, individual sugars, organic acids and volatile compounds Sci Rep. 2017; 7: 44950). Niestety, od roku 2021 będą opodatkowane produkty o dużej zawartości cukru (chyba chodzi o dwucukier sacharozę).

Oszukiwanie receptora słodkiego smaku – słodziki

Wiele dobrego dla osób „łaknących” słodyczy zrobiło wykrycie różnych słodzików. Na poniższym schemacie pokazuję przykłady: sacharyna (niesłusznie zniesławiona), aspartam i cyklaminian sodu.

Na poniższym schemacie pokazuję naturalne substancje słodzące – udające słodki smak (Kowalowski P, Kowalowska M, Stanowska K, Burczyk J, Naturalne środki słodzące w świetle dopuszczalności ich spożycia w Polsce i krajach Unii Europejskiej, Postępy Fitoterapii 1/2004, s. 4-9)

Ich słodycz odczuwamy z różną intensywnością. Na powyższym schemacie w owalach podałam informację ile razy bardziej są one dla nas słodsze od sacharozy, czyli cukru z cukierniczki.

Smak niezwykły – durian 

Poniższe zdjęcie duriana zrobiłam na targu w Pekinie

DURIAN (zybuczkowiec właściwy, Durio zibethinus z rodziny wełniakowatych, Bombacaceae) to olbrzymie drzewo, dochodzi do 50 m wysokości, o owocach owalnych, pokrytych grubymi kolcami, mogą mieć 30 cm długości i 15 cm średnicy, a ważyć ponad 2 kg. Owoc to torebka pięciokomorowa, w każdej komorze znajduje się kilka nasion wielkości kasztanów otoczonych kleistą, budyniowatą osnówką. Właśnie ta osnówka przyciąga smakoszy. Różne są opisy smaku durianu i rozkoszy związanych z jego jedzeniem. Prof. Pieniążek tak pisze: „Smak miąższu jest niezwykle wykwintny. Można w nim doszukać się smaku sera śmietankowego i migdałów, sosu cebulowego i sherry. Miąższ rozpływa się w ustach. Im więcej się je duriana, tym trudniej jest się go wyrzec. Podobno popełniano morderstwa dla zdobycia tych owoców. Nie nadaje się do transportu ze względu na nieprzyjemny zapach”.

Ojej nie czuję smaku czosnku

Właśnie tak, jak odbieramy zmysłami czosnek, tak opisujemy smak potraw. Czosnku w ogóle nie odbieramy zmysłem smaku. Może po upieczeniu czosnek jest trochę słodki i to jest jego jedyny smak. Czujemy jego silny odorant – zapach i czasami „ostrość”, ale tę oczywiście percepujemy zmysłem dotyku – receptorami bólowymi. Pytam: czy czosnek ma smak? O, tak dla nas, jak najbardziej, ale to nieprawda.

Obecnie w obliczu chorowania na Covid19 niektóre osoby tracą przejściowo smak i węch lub mają zaburzenia w ich odczuwaniu. Zadaję pytanie, czy rzeczywiście potrafimy oddzielić bogactwo węchu od skromnego odczuwania smaku?

W ciemnozielonych liściach szpinaku odkryto kwas foliowy nazywany też folacyną. Jest to witamina rozpuszczalna w wodzie i nie kumulująca się w naszym organizmie, jak np. witamina B₁₂. Wspominam tu o B₁₂, ponieważ działanie metaboliczne kwasu foliowego i tej witaminy jest ze sobą powiązane.   

Wracając do liści szpinaku, to właśnie z nich w 1941 roku Herschel K. Mitchell, Esmond E. Snell i Roger J. Williams wyizolowali poprzez ekstrakcję substancję, którą nazwali „folic”. Po łacinie folium znaczy liść. Nazywana ona była też witaminą B₉, B_c (od badań prowadzonych na kurczakach – z ang. chicken) i M (od badań prowadzonych na małpach – z ang. monkey).    

Produkowana jest przez rośliny, ale występuje w żywności dla nas dostępnej pochodzenia roślinnego i zwierzęcego.  

Struktura

Kwas foliowy to grupa związków pochodnych pterydyny, kwasu para-aminobenzoesowego (PABA) i kwasu glutaminowego (aminokwasy tworzą „ogon” z polimeru), z których powstaje kwas pteroiloglutaminowy – PteGlu. Na poniższym schemacie pokazuję ten związek

W naszym organizmie aktywność metaboliczną ma kilka pochodnych terahydrofolianu (THF). Duże znaczenie dla aktywności metabolicznej THF ma długość łańcucha z reszt glutaminianu (od 2 do 12). Na przykład: penta- i heksaglutaminian jest przenośnikiem grupy metylowej, podczas gdy heptaglutaminian występuje głównie w postaci wolnego THF. Można przypuszczać, że istnieje określony związek między rodzajem przenoszonego fragmentu jednowęglowego a długością łańcucha poliglutami­nianowego (Moszczyński P., Pyć R, “Biochemia witamin”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Łódź 1999).

Przetwarzanie w przewodzie pokarmowym

W żywności występuje forma pteroilo-poliglutaminianu (z „ogonem”od 3 do 7 cząsteczek kwasu glutaminianowego). Jest ona w jelicie hydrolizowana do monoglutaminianu. Folacyna jest wchłaniana w jelicie i duża jej część ulega redukcji do THF przy udziale enzymu reduktazy folianowej współdziałającej z NADPH (pochodna witaminy B₃). W osoczu najwyższe stężenie jest pochodnej 5-metyloTHF (5-MTHF). Ta substancja też występuje w suplementach diety w postaci soli wapnia. Nadmierna podaż tego produktu spożywczego może powodować zaburzenie wchłaniania witaminy z naturalnej żywności.

Dystrybucja ogólnoustrojowa

Foliany z nabłonka jelita z krwią dostają się do wątroby i tam ulegają przemianie w formę aktywną. Metabolicznie aktywne formy wydzielane są z żółcią do jelita (krążenie wątrobowo-jelitowe), w którym są wchłaniane, a następnie przenoszone przez krew do tkanek. Na poniższym schemacie pokazuję wędrówkę witaminy z przewodu pokarmowego do tkanek (Folate, Folinic Acid & Methyltetrahydrofolate | FX Medicine).

Poznano dwa transportery zaangażowane we wchłanianie do komórki docelowej pochodnych kwasu foliowego. Jeden transporter o wysokiej wydajności, ale małym powinowactwie RFC (folate reduced carrier – z ang.). Drugi transporter o wysokim powinowactwie dla 5-MTHF, który nazywa się folianowy receptor (FR – z ang folate receptor). RFC znajdowany jest w wielu tkankach, natomiast FR występuje w normalnie zróżnicowanej tkance nabłonkowej, w łożysku, nerce, nabłonku pigmentowym siatkówki, w mózgu (choroid plexus), w płucach. Wykrywany jest też w wielu tkankach nowotworowych pochodzenie nabłonkowego: macicy, jajników, sutka, jelita. (Michele M. Doucette M.M., Stevens V.L., Point Mutations Alter the Cellular Distribution of the Human Folate Receptor in  Cultured Chinese Hamster Ovary Cells,  J. Nutr., 2004, 134, 308 – 316).

Oddziaływanie w komórce docelowej – metabolizm

THF jest koenzymem enzymów należących do klasy Transferaz (zapraszam: „Działanie bez sił witalnych – enzymy”), które przenoszą fragmenty jednowęglowe.

Koenzymami są różne pochodne kwasu terahydrofoliowego. THF przyjmuje grupę jednowęglową i przenosi ją na odpowiednie akceptory. W organizmie występują następujące formy reaktywne THF : metylo-, metyleno-, metenylo-, formylo-, formimino- THF.) Forma metyleno-THF przekształcana jest w formę metenylo-THF, a ta druga przekształcana jest z kolei w formę metylo-THF przy udziale NADPH (witamina B₃). Z kolei metylo-THF jest przekształcany w THF pod wpływem działania syntazy metioniny (witaminaB₁₂). Jest to istotna dla ogólnoustrojowego metabolizmu droga regeneracji wolnego THF (Meisenberg G., Simmons W.H.„Principials of  Medical Biochemistry”, 2. wydanie , Mosby Elsevier, 2006).                                                                       Głównymi dawcami jednowęglowych grup, które przenoszą THF, są: glicyna, seryna (aminokwas egzogenny), cholina (amina czwartorzędowa), histydyna (aminokwas względnie egzogenny) oraz mrówczan (przy zatruciu alkoholem metylowym). Jednowęglowa grupa przenoszona przez THF ze względu na swą strukturę chemiczną występuje na jednym z trzech poziomów utlenienia — mrów­czanu, formaldehydu lub metanolu. Na poniższym schemacie pokazuję te zawiłe zależności.

Z lewej strony na schemacie znajdują się „dawcy” grupy jednowęglowej, a po prawej stronie „biorcy”. Zawsze w przenoszenie zaangazowany jest jeden z folianów.

Dla czytelników bardziej wnikliwych zamieściłam schemat bardziej „drobiazgowy” z Biochemii Harpera.

Na powyższej ilustracji zaznaczone jest, jak niedobór różnych substancji wpływa na metabolizm i dostępność folianów.

THF jest przenośnikiem jednowęglowych grup potrzebnych do syntezy puryn, pirymidyn i niektórych aminokwasów.

We wszystkich reakcjach, poza jedną, THF nie ulega degradacji i dezaktywacji. Tą jedyną przemianą jest utlenienie THF do dihydrofolianu podczas syntezy nukleotydu –deoksytymidylanu (dTTP), który jest niezbędny do powstania DNA. Reakcję tę katalizuje syntaza tymidylanowa, której koenzymem jest metyleno-THF. Do deoksyurydylanu zostaje przyłączona grupa jednowęglowa i jednocześnie następuje redukcja. W efekcie powstaje deoksytymidylan i dihydroterahydrofolian DHF. Następnie w celu zregenerowania THF działa na DHF reduktaza (z koenzymem będącym pochodną witaminy B₃). Istotną reakcją dla przeżywalności komórki jest regeneracja tetrahydrofolianu (THF), czyli redukcja dihydrofolianu (DHF à THF).

Działanie pozostałych enzymów z THF nie powoduje jego utlenienia – pozostaje zawsze tetrahydrofolian. Do tych enzymów należy hydroksymetylo transferaza serynowa, która katalizuje odwracalną przemianę seryny w glicynę (potrzebna jest też witaminaB₆) z wytworzeniem metyleno-THF.

Z kolei ważna dla metabolizmu metioniny i jej pochodnych jest aktywność syntazy metioninowej (metylotransferazy tetrahydropteroilo-glutaminianowej), katalizującej metylowanie homocysteiny do metioniny, przy czym dawcą grupy metylowej jest metylo-THF. W wyniku tej reakcji następuje też powstawanie wolnego THF (forma wolna od reszt jednowęglowych). Syntaza metioniny (zapraszam „Ciriminal story – aminokwasy” i „Czy jeść witaminy garściami? Witamina krwiotwórcza”) jest cytoplazmatycznym enzymem związanym z witaminą B₁₂. Forma aktywna tego enzymu powstaje w wyniku metylacji kobalminy przy udziale 5-metylo-THF. Produktami tej reakcji jest metylokobalamina związana z enzymem i wolny THF. Następnie syntaza metioniny wchodzi w reakcję z homocysteiną. Produktem przemiany są metionina i kobalamina połączona z enzymem. Ostatecznie na stężenie homocysteiny w osoczu wpływają trzy witaminy: folacyna, B₁₂ i B₆. Poniżej pokazuję te zależności (Proceedings of the Nutrition Society (2019), 78, 449–462). Ten schemat jest według artykułu naukowego z 2019 roku, okazuje się, że ciagle kwas foliowy jest w kręgu zainteresowań badaczy.

Na schemacie są cztery koła/cykle metaboliczne, a elementem wspólnym jest folian. Krąg fioletowy to opisana już przemiana homocysteiny w metioninę, która z kolei wchodzi w skład koenzymu S-adenozylo metioniny (SAM). SAM ostarcza do wielu metabolitów resztę jednowęglową, podobnie jak enzymy z folianami, ale tylko metylową (-CH₃). Pośrednio ma to wpływ na homeostazę oksydoredukcyjną komórki. Pewna ilość homocysteiny (nie zużyta do syntezy metioniny i jednocześnie regeneracji THF) będzie uczestniczyć poprzez kilka przemian w syntezie glutation (GSH). Istotnej dla naszych komórek substancji redukującej (GSH) i utleniającej (GSSG). W zielonym kole pokazany jest cykl folianowy. Należy zwrócić uwagę na wpływ metabolizmu folianów: jedna pochodnaTHF uczestniczy w syntezie deoksytymidylanu (substratu w syntezie DNA), a inne pochodne THF w syntezie puryn. Jak już wspomniałam tylko w syntezie deoksytymidylanu THF towarzyszący enzymowi syntazie tymidylanowej jest degradowany do DHF (THF ma 4 wodory, a DHF 2). Jest to kluczowa reakcja ograniczająca metabolizm folianów. Gdyby nie natychmiastowa regeneracja THF z DHF poprzez działanie enzymu reduktazy THF (DHFR – z ang. dihydro tetrafolic reductase) współpracującej z pochodną witaminy B₃ praca metaboliczna witaminy folacyny na naszą rzecz skończyłaby się. Działanie DHFR jest wykorzystane w leczeniu meteotrekastem osób z reumatoidalnym zapaleniem stawów. Metotreksat jest podobny w swej budowie do DHF i skutecznie hamuje kompetycyjnie działanie DHFR. Metabolizm komórek szybko dzielących się na rzecz patologii jest uszkadzany, a ich namnażanie jest zredukowane. Lek ten jest z powodzeniem stosowany od blisko czterdziestu lat.

W zielonym kole znajdują się też puryny, które są substratami w syntezy nukleotydów, a te z kolei substratami do powstawania DNA, RNA i wielu kofaktorów, między innymi też SAM i tetrahydrobiopteryny (HB₄). BH₄ jest substancją endogenną wyprodukowana przez nasz organizm z nukleotydu GTP. Bierze ona udział w następujących reakcjach enzymatycznych:

– hydroksylaza tryptofanu (TPH) – przekształcenie tryptofanu w 5-hydroksytryptofan – z niego powstaje serotonina – neuroprzekaźnik i hormon tkankowy,

– hydroksylaza fenyloalaniny PAH) – przekształcenie fenyloalaniny w tyrozynę – aminokwas o wielu zastosowaniach, między innymi bierze udział w powstawaniu hormonów jodowanych tarczycy,

– hydroksylaza tyrozyny (TH) – przekształcenie tyrozyny w DOPA – z niego powstaje neuroprzekaźnik dopamin, noradrenalina i barwniki naszego ciała,

– syntaza tlenku azotu (NOS) – powstanie z argininy tlenku azotu (zapraszam: „ Starzenie – a na co nam to? resweratrol rsv”) – regulatora metabolicznego,

– monoksygenaza alkiloglicerolu (AGMO) – przekształcenie alkiloglicerolu w hydroksy alkilo glicerol (przemiany lipidów).

 W reakcjach metabolicznych tetrahydrobiopteryna oddaje dwa z czterech wodorów (utlenia się), a jej regeneracja może być katalizowana przez specyficzny w stosunku do BH₂ enzym reduktazę dihydropterydyny (QDPR – z ang.: quinoid dihydropteridine reductase) (QDPR) (MedlinePlus Genetics). Drugi enzym katalizujacy tę reakcje to wspomniany już enzym regenerujący THF z DHF, czyli ten kluczowy dla przemian folianów DHFR. Co prawda DHFR ma większe powinowactwo do DHF (woli ten substrat), ale zawsze konkurencja pozostaje. Szczególnie w sytuacji nadmiernej suplementacji właśnie BH₄. Na poniższej ilustracji pokazuję tę zależność i znaczenie jej dla ogólnego metabolizmu.

Podkreślam, że powstanie tetrahydrobiopteryny zależy od syntezy puryny guaniny (składnik GTP, w syntezie puryn uczestniczą pochodne THF), a z kolei jej regeneracja jest konkurująca o enzym z dihydrofolianem. Z kolei BH₄ bierze udział w syntezie neuroprzekaźników. Łatwo więc o wniosek, że stosowanie folianów w depresji może być pomocne (Fava M, Mischoulon D. Folate in depression: efficacy, safety, differences in formulations, and clinical issues. J Clin Psychiatry 2009;70 Suppl 5:12-17). W tym miejscu, jak zawsze, pragnę przestrzec przed suplementami – odżywkami. Można zmierzyć we krwi stężenie homocysteiny, która podkreślam, jest wskaźnikiem niedoboru kwasu foliowego, a także oznaczyć kwas foliowy i witaminę B₁₂. Suplementowanie się BH₄ też jest dostępne, ale to temat na inny artykuł. Tu skupiam się na folianach.

Nawiązując do oznaczeń stężeń i popularnej używki etanolu, to stężenie witaminy B₁₂ u osób nadużywających alkoholu jest wyższe niż w grupie kontrolnej (gdzie średnie spożycie alkoholu nie przekraczało 20 g dziennie (poniżej 140 g/ tydzień). Nadużywanie alkoholu zwiększa też stężenie homocysteiny we krwi. Paradoksem jest to, że w takich przypadkach występuje dużo B₁₂ , ale za mało kwasu foliowego, aby przekształcić homocysteinę w metioninę i może to wiązać się ze znacznym niedoborem folianów w diecie. W opisanej sytuacji korzystnie poprawi stan zdrowia podaż folianów, która zmniejszy hyperhomocystynemię (http://kosmos.icm.edu.pl/PDF/2012/57.pdf). Jednak nie można pozostawić suplementacji bez kontroli stężenia homocysteiny we krwi.

Naturalne źródła pokarmowe folacyny

Folacyna w żywności występuje w postaci mono- i poliglutaminianów. Najbardziej wydajne naturalne źródła folacyny to: szpinak, jarmuż, brokuły, brukselka, kalafior, sałata, drożdże oraz żółtko jaj i wątroba.

Oczywiście warzywa są najlepszym i najważniejszym źródłem folianów dla naszego organizmu, a na szczególną uwagę zasługuje szpinak, który jest jednym z najbogatszych źródeł kwasu foliowego, ale jednocześnie zawiera bardzo aktywną koningazę — enzym, katalizujący rozkład poliglutaminianowych pochodnych folianu. Inaktywacja tego enzymu, np. przez blanszowanie mikro­falowe, w istotnej mierze zmniejsza straty folianów.

Podczas gotowania warzyw powstają straty kwasu foliowego, ponieważ jest on wypłukiwany do wody, w której się gotuje. Przykładowo: surowa kapusta zawiera 30 mg kwasu foliowego w 100 g surowca, a po ugotowaniu w wodzie już tylko 16 mg; brokuły surowe 170 mg, a po ugotowaniu już tylko 65 mg.

Uważa się, że w społeczeństwie mogą być niedobory folianów i tak, jak kiedyś zaczęto dodawać jod do soli spożywczej – NaCl (co obecnie jest zupełnie bez sensu), tak chciano je dodawać do mąki. Robi się tak w niektórych krajach. Należy pamiętać, że folacyna – jest doskonale rozpuszczalna w wodzie – w zależności od sposobu przygotowywania potraw do gotującej wody może przejść nawet ponad 90% kwasu foliowego. Należy gotować krótko w małej ilości wody i wykorzystywać ją do sporządzania np. zup, sosów. W czasie przemiału zbóż na jasną mąkę lub podczas produkcji kasz wysokooczyszczonych (kasza manna) tracone jest 60-80% witaminy.

W celu oceny spożycia folianów FAO i WHO wprowadziły pojęcie równoważnika folianów (DFE, ang. dietary folate equivalents). Przyjmuje się, że 1 μg syntetycznego kwasu foliowego, obecnego w spożytej żywności wzbogaconej, dostarcza 1,7 μg równoważnika folianów, a w formie suplementu diety pobranego na czczo – 2 μg równoważnika folianów (ROCZN. PZH 2011, 62, Nr 3, 247 – 256). Obecnie dla osób dorosłych proponuje się spożycie folianu na poziomie 400 mikrogramów dziennie. Zalecane jest zwracanie uwagi na kwas foliowy u osób planujących prokreację i to zarówno u przyszłych mam, jak i ojców. Kobiety w ciąży i karmiące też na ogół suplementują się tą witaminą w ilości zalecanej przez terapeutę.

Argumenty za zwracaniem uwagi nasz kwas foliowy

Istnieje kilka mechanizmów wyjaśniających skuteczność terapii kwasem foliowym (Kosmos Tom 68 2019 Numer 2 (323) Strony 249–257). Jak już wspomniałam foliany wpływają na metaboliz BH₄, niezbędnego kofaktora w mechanizmie produkcji tlenku azotu przez śródbłonkową syntazę tlenku azotu. Tlenek azotu jest odpowiedzialny za rozszerzenie tętnicy ramiennej (indukowanej przepływem) wyłącznie u ludzi. Ponad to kwas foliowy obniża stężenia homocysteiny (jest przekształcana przy jego udziale w metioninę), która może być czynnikiem rozwoju zmian miażdżycowych. Folacyna może przyczyniać się do poprawy funkcji śródbłonka. Mając na uwadze wielokierunkowe biologiczne działanie folianów, ich wpływ na nasze zdrowie oraz ryzyko niedoboru, ocena ich spożycia oraz oznaczanie stężenia we krwi, a szczególnie homocysteiny (wskaźnika niedoboru folianu) powinny być cyklicznie wykonywane w ramach monitoringu medycznego i dietetycznego.

Na zakończenie pytanie: „jesz zielone”? Odpowiedź: „jem zielone dla pozyskania folianu”

Obywatel USA,  Linus Carl Pauling (ur. 1901– zm. 19 sierpnia 1994) (https://pl.wikipedia.org/wiki/Linus_Pauling) dwukrotnie dostał nagrodę Nobla:- jedną w dziedzinie chemii (1954) za prace nad wiązaniami chemicznymi i ich zastosowanie w wyjaśnieniu budowy związków kompleksowych oraz Pokojową Nagrodę Nobla (1962) za wysiłki na rzecz rozbrojenia i kampanię przeciwko próbom jądrowym. W latach 1935–1939 koncentrował się  na problemach z obszaru interdyscyplinarnego – między fizykochemią i biologią, czyli nauką o życiu.  Interesowała go biologia molekularna, ściśle powiązana z genetyką, biochemią, biofizyką, cytologią i innymi obszarami nauki, w których istotne jest pojęcie aktywności biologicznej. Pauling był zwolennikiem kontroli sprzedaży i reklamy witamin, jednak sprzeciwiał się traktowaniu ich jako leki. Sam jadł je podobno garściami i gdy miał 80 lat, nadal aktywnie uczestniczył w konferencjach dotyczących zagadnień naukowych, obrony pokoju i innych. Propagował podawanie dożylnie dużych dawek witaminy C w celu leczenia osób chorych na raka, a z kolei przy schizofrenii zalecał witaminę B₃ (podawaną doustnie).

Zaproponował kontrowersyjną zmianę w medycynie – wprowadzenie „medycyny ortomolekularnej” (Science 1968, Orthomolecular medicine describes the practice of preventing and treating disease by providing the body with optimal amounts of substances which are natural to the body). Można obecnie porównać to do stosowania w rozsądny sposób suplementów będących naturalnymi składnikami naszego organizmu w celu zapobiegania chorobom i podczas terapii. Instutut imienia Linusa Pauling zajmuje się nadal witaminami (Higdon J., Drake V. J., Mock D., Linus Pauling Intitute’s Micronutrient Information Center, Oregon State University, 2000 – 2008, http://lpi.oregonstate.edu/infoceter/vitamins/).

Witaminy należą do tych substancji, których organizm ludzki nie wytwarza, a występują one w naturalnych dla nas pokarmach. W sytuacjach, w których uważamy, że nasza dieta jest niewystarczająca, sięgamy po witaminy syntetyczne lub ich oczyszczone i zagęszczone formy, pochodzenia naturalnego. Występują one nie tylko w postaci preparatów doustnych, czy iniekcjach, ale także w kremach.

Tabletki lub krople dostają się do naszego przewodu pokarmowego. Tam, podobnie jak inne składniki żywności ulegają strawieniu, a następnie wchłonięciu. Z krwią żyłą wrotną dostają się do wątroby, największej przetwórni naszego organizmu. W tym narządzie witaminy ulegają właściwym dla każdej z nich przemianie metabolicznej prowadzącej do ich „uzdatnienia”, jako substancji biologicznie czynnej. W wątrobie też syntetyzowane są białka osocza, będące transporterami witamin we krwi. Z osoczem witaminy lub ich metabolity dostarczane są do komórek docelowych.

Substancje rozpuszczalne w tłuszczach i oczywiście też witaminy rozpuszczalne w tłuszczach mogą dostawać się do organizmu nie tylko przez przewód pokarmowy, ale też bezpośrednio poprzez nabłonek (błony śluzowe) i skórę (krem, maść na przykład z witaminą A). Witaminy z tej grupy w przewodzie pokarmowym, w którym jest środowisko wodne, podlegają takiemu transportowi, jak inne substancje tłuszczowe. Wymagają formowania micelli z udziałem kwasów  żółciowych. Jeżeli witaminę rozpuszczalną w lipidach naniesie się na powłoki naszego ciała, to powinna ona być wchłonięta do organizmu człowieka, podobnie jak niektóre leki (na przykład nitrogliceryna – związek dobrze rozpuszczalny w tłuszczach). Z kolei witaminy rozpuszczalne w wodzie nie powinny pokonywać bariery, jaką jest skóra, chroniąca nas przed środowiskiem zewnętrznym, ale czasami w kosmetykach lub lekach występują liposomy (lipidowe kuleczki) wypełnione związkami rozpuszczalnymi w wodzie. Właśnie zastosowanie liposomów jest specjalną drogą podawania substancji rozpuszczalnych w wodzie poprzez bariery lipidowe do komórek. Są takie preparaty witaminy C o zwiększonej przyswajalności dzięki zastosowaniu liposomów.           Jeśli zaś chodzi o stosowanie kremów z witaminami rozpuszczalnymi w wodzie to stworzono z nich preparaty lipofilne („tłuszczolubne”). Przykładem tego jest ester kwasu askorbinowego (witamina C) z kwasem palmitynowym (palmitynian askorbinylu nie jest z kolei rozpuszczalny w wodzie). Związki transdermalne dostają się do krwi obwodowej i z nią docierają do tkanek. Omijają w ten sposób wątrobę i nie ulegają tam transformacji przed bezpośrednim kontaktem z komórka docelową.

Dla właściwego zaopatrzenia naszego organizmu w witaminy istotne jest utrzymanie w należytej kondycji mikroflory jelitowej, ponieważ ona generuje dla człowieka niektóre witaminy.  Jednak ostatnio propaguje się dla wegan rozważną suplementację. Należy zwrócić uwagę na fakt, że substancje uwalniane przez symbiotyczne bakterie jelitowe dostają się do tkanek obwodowych z pominięciem wątroby lub nie są w ogóle wchłaniane. Konsekwencje tego faktu mogą być różne.

Witaminy są niewielkimi cząsteczkami organicznymi, które na terenie naszego organizmu stają się istotnymi elementami struktur biorących udział w katalizowaniu wielu reakcji anabolicznych  i katabolicznych. Należą do nich  kofaktory reakcji, bywają związane z białkami enzymatycznymi i strukturalnymi oraz działają jak antyoksydanty, a także hormony.  Niektóre z nich mogą być magazynowane na terenie naszego organizmu, ale mimo to  powinny być składnikami naszej codziennej diety. W ciągu wielu dziesięcioleci badań naukowych prowadzonych nad naszym „uzależnieniem” od tych substancji egzogennych wykryto, że ludzki organizm jest w stanie syntetyzować niektóre z nich (A, D, B₃).

Witaminy podzielono bardzo dawno temu na rozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalne w tłuszczach, ale badania ostatnich dziesięcioleci przyniosły nowe spojrzenie na niektóre z tych substancji egzogennych. Przykładem wyników tych badań jest witamina D. Otóż, podczas jednego z posiedzeń Konferencji Polskiego Towarzystwa Biochemicznego na początku lat 90-tych zeszłego wieku padło pytanie, kiedy powinniśmy opisywać ją, jako witaminę, a kiedy jako hormon. Wtedy profesor Edward Bańkowski odpowiedział, że jeżeli nasz organizm potrafi wyprodukować związek w ilościach utrzymujących nas w zdrowiu to jest to hormon, a jeżeli pobieramy go z zewnątrz, staje się witaminą. Obecnie podobnie, jak z witaminą D, jest też z witaminą A, którą nasz organizm wytwarza z b-karotenu.

Pojęcia określające stan organizmu pod względem zawartości w nim witamin

Awitaminoza – bardzo duży niedobór jednej lub wielu witamin, na przykład powodujący szkorbut (brak witaminy C), krzywicę (brak witaminy D), pelagrę (brak witaminy B₃), anemię złośliwą (brak B₁₂), ber-beri (brak B₁), kurzą ślepotę (brak witaminy A, beta-karotenu).

Hipowitaminoza – patologiczny stan wywołany zbyt małą ilością jednej lub kilku witamin w organizmie. Występuje na skutek niedoboru witamin w diecie (hipowitaminoza pierwotna) lub w efekcie upośledzenia wchłaniania witamin z pokarmu, działania leków albo zwiększonego zapotrzebowania w przebiegu chorób lub w czasie ciąży (hipowitaminoza wtórna).

Subkliniczny niedobór – długotrwały stan niewielkich niedoborów witaminy lub witamin rzutujący na zaburzenia metaboliczne stające się chorobą.

Hiperwitaminoza – patologiczny stan wywołany nadmiarem witamin w organizmie. Najczęściej dotyczy witaminy A (nadmiar beta-karotenu uszkadza wątrobę) i D.

Zapotrzebowanie człowieka na witaminy

Zapotrzebowanie na witaminy utrzymujące człowieka w zdrowiu powinno odnosić się do jego grupy wiekowej, płci i trybu życia oraz ciąży i karmienia przez kobietę oseska własnym mlekiem. Powinno też uwzględniać naszą masę i stan zdrowia. Przy okazji opisywania poszczególne witamin będę podawała nasze na nie zapotrzebowanie. Nasze dobowe zapotrzebowanie na witaminy jest rzędu mikro- i miligramów w zależności od witaminy. Pewnie związane jest to z ich funkcją. Jest ono znacznie mniejsze niż na inne składniki pokarmu.  Ilości witamin konieczne do prawidłowego funkcjonowania organizmu są niewielkie, ponieważ ich biodostępność (pozyskiwanie z naturalnej żywności) jest odpowiednio mało wydajne. Dopiero pojawienie się witaminowych leków i suplementów diety, czyli żywności stanowiącej skoncentrowane źródło substancji odżywczych, oferowanych w celu uzupełnienia spożycia, spowodowało zagrożenie związane z przedawkowaniem witamin. Aczkolwiek już od bardzo dawna są znane przykłady związane z zatruciem witaminami rozpuszczalnymi w tłuszczach – hiperwitaminoza. Ekstremalnym  przykładem jest zatrucie witaminą D po zjedzeniu przez człowieka wątroby niedźwiedzia polarnego, będącej magazynem bardzo dużych ilości tej substancji. Jednak nie są znane przypadki zatrucia witaminami rozpuszczalnymi w wodzie, jeżeli jest to żywność naturalna biologicznie. Inaczej jest z suplementacją witaminową. Wtedy nadmierne ilości nawet witamin rozpuszczalnych w wodzie mogą być groźne. Przykładem są zaburzenia neurologiczne przy nadmiarze witaminy B₆, mimo to, że nie jest kumulowana w organizmie i teoretycznie szybko powinna nas opuścić z moczem. Z kolei nadmiar witaminy C powoduje uszkodzenie nerek. Problemem dla wegan może stać się nadmiar witaminy B₁₂, (magazynowana w wątrobie), którą z lęku przed niedoborem będą się suplementować w nadmiarze.

Oczywiście obok rzadko występującej hiperwitaminozy groźne są niedobory, a w naszym zindustrializowanym świecie niebezpieczne stają się, gdy są utajone (subkliniczny niedobór) trwające dłuższy czas.  Nie zawsze dają wyraźne objawy kliniczne i mogą stać się przyczyna choroby. Zauważyć możemy tylko „czubek góry lodowej”, która po wielu latach przeistoczy się w katastrofę metaboliczną ustroju.

Przetwarzanie żywności w przewodzie pokarmowym – pozyskiwanie witamin

W kolejnych etapach trawienia pokarm zawierający witaminy zawarte w naturalnych strukturach tkankowych podlega mechanicznemu rozdrabnianiu, nasycaniu sokami trawiennymi i hydrolizie enzymatycznej. Na tej drodze witaminy są uwalniane ze struktur komórkowych spożywanego pokarmu lub ze spożywanych preparatów, tabletek lub kapsułek. Witaminy rozpuszczalne w wodzie bez specjalnych nośników są wchłaniane w odpowiednim odcinku przewodu pokarmowego do krwiobiegu poza witaminą B₁₂, (zapraszam dalej „Witamina krwiotwórcza”). Z kolei  witaminy lipidowe (te rozpuszczalne w tłuszczach) wymagają uformowania micelli (struktur złożonych z lipidów i soli kwasów żółciowych). Tak pokrótce wygląda droga wędrówki witamin do naszego organizmu,  ale jeszcze nie do naszych komórek. Na tym etapie skład pokarmu i stopień przetworzenia składników pokarmowych ma wpływ na biodostępność witamin. Substancje, które będą obniżały wchłanianie lipidów (błonniki), będą też oddziaływały na wchłanianie witamin lipidowych. Również wewnątrzustrojowa przemiana lipoprotein (transportujących lipidy wraz z cholesterolem – zapraszam „Polub swój cholesterol,,,”) i metabolizm cholesterolu, a (w tym także synteza kwasów żółciowych) będą miały znaczący wpływ na wchłanianie witamin rozpuszczalnych w tłuszczach.

Jak już wspomniałam, produkty trawienia dostają się do krwi i żyłą wrotną  dostają się do wątroby. W tym narządzie są odpowiednio przetwarzane i na nośnikach białkowych lub w postaci wolnej z krwią  docierają do komórek docelowych.

Nasza wątroba jest też narządem magazynującym niektóre witaminy. Ma to miejsce też u zwierząt i z tego faktu wypływają tak znakomite właściwości odżywcze dań z „wątróbką” .                                                                                                         

 Oddziaływanie witamin w komórkach docelowych

Komórki docelowe dla substancji metabolicznie czynnych to te, w których dany związek będzie powodował efekt biologiczny. Efekty biologiczne można podzielić na szybkie i długotrwałe. Do efektów biologicznych szybkich należy bezpośredni wpływ na aktywność enzymów, a do długotrwałych – oddziaływanie na ekspresję genów, przejawiające się w biosyntezie określonego białka enzymatycznego lub strukturalnego.

Okres półtrwania poszczególnych witamin w naszym organizmie jest różny i odpowiednio regulowany. Ostatecznie katabolity witamin wydalane są z kałem oraz z moczem.

Diagnostyka laboratoryjna witamin

W poniższej tabeli pokazuję metody diagnostyki laboratoryjnej stosowane do oznaczania witamin (Gaw A., Murphy M.J., Cowan R.A., O’Reilly D. „Clinical biochemitry”, Churchill Livingstone, 2001).

Należy zwrócić uwagę na fakt, że nie zawsze jest oznaczane stężenie samej witaminy, często ich aktywność jest oceniana poprzez ilościowe efekty metaboliczne.

Witaminy – składniki żywności

Na poniższej ilustracji pokazuje te witaminy, które pozyskujemy z roślin.

Jak widać nie wszystkie witaminy są pochodzenia roślinnego, ale znakomita większość. Na naszą żywność składają się tkanki roślinne (w tym grzyby – szczególnie drożdże są dobrym źródłem niektórych witamin) i zwierzęce. W tabeli przedstawiam wartości procentowego udziału poszczególnych witamin w różnych rodzajach żywności. (Nadolna I., Zachowanie witamin w procesach kulinarnych i technologicznych, nowa Medycyna, Witaminy, 1995, 11, 20 – 23).

Dla biodostępności witamin istotna jest budowa anatomiczna i strukturalna spożywanej tkanki oraz obecność w niej naturalnych lub syntetycznych induktorów lub inhibitorów. Czasem jeden składnik spożywczy będzie zaburzał lub pobudzał wchłanianie innego. Tak też dzieje się w przypadku witamin. Ważny jest nawet skład śliny i oczywiście przyjmowane leki oraz ogólny stan zdrowia

Na ogół nasza żywność jest poddawana różnym obróbkom w celu sporządzenia z niej składników potraw odpowiadających nawykom żywieniowym danej grupy ludności.  W poniższej tabeli  przedstawiam straty w zawartości witamin w żywności powodowane  procesem przygotowywania potraw (Nadolna I., Zachowanie witamin w procesach kulinarnych i technologicznych, nowa Medycyna, Witaminy, 1995, 11, 20 – 23).

          . * z odlewaniem wywaru usuwamy witaminy rozpuszczone w wodzie   

 Pierwsza witamina, którą opiszę, to witamina B₁₂, ponieważ ma ona najbardziej skomplikowane przyswajanie i nie jest produkowana ani przez rośliny, ani przez zwierzęta, ale przez bakterie niesymbiotyczne, czyli nie naszą florę jelitową.

Witamina krwiotwórcza jest czerwona          

Co ciekawe w 1926 roku zaobserwowano, że spożywanie wątroby zwierzęcej leczy osoby cierpiące na anemię złośliwą. Wtedy rozpoczęły się badania nad kobalaminą. Wiemy, że magazynowana jest w wątrobie, także w naszej, w ilości 1 mikrogram na 1 gram tkanki. Blisko dwadzieścia lat później (rok 1948) otrzymano postać krystaliczną tej witaminy i jest ona czerwoną substancją (tak na marginesie hemoglobina jest ciemnobrązowa). Strukturę przestrzenną witaminy B₁₂ z trwałymi wiązaniami węgiel-metal rozwiązano za pomocą badań rentgenograficznych w 1956 roku, za co Dorothy Crowfoot Hodgkin otrzymała Nagrodę Nobla z chemii w 1964 roku. Witamina B₁₂ jest jedyną witaminą, która zawiera w swej bardzo rozbudowanej cząsteczce jon metalu kobalt. Cechuje jej budowę układ korynowy (cztery pierścienie pirolowe – nie jest porfiryną) i obecność jonu kobaltu (metal). Zapotrzebowanie dorosłego człowieka na witaminę B₁₂ wynosi 2-3 mikrogramy na dobę. Kobiety w ciąży i karmiące piersią powinny spożywać 4 mikrogramy witaminy na dobę (1) Prawidłowe stężenie witaminy B₁₂ w surowicy krwi wynosi od 200 do 1000 pmol/L (piko – 10 do minus 12). Za alarmujące uważa się stężenie poniżej 150 pmol/L (2). Nie zawsze musi to odzwierciedlać nasycenie nią enzymów komórkowych. Z tego powodu obok oceny stężenia kobalaminy oznacza się kwas foliowy, homocysteinę i kwas metylomalonowy (wytłumaczę w dalszej części dlaczego). Z kolei przy stosowaniu przez dłuższy czas bardzo dużych dawek tej witaminy zaobserwowano u niektórych ludzi objawy uczuleniowe i nieprawidłowości w obrazie krwi. Szczególnie narażone na to są osoby suplemenujące się witamina B₁₂ z powodu diety, w której nie ma produktów zwierzęcych. Przy bardzo wysokich dawkach może wystąpić krwotok z jam nosowych. Kobalamia w dużej części dostaje się do żółci i z niej może ponownie być wchłonięta do naszego organizmu. To jest swego rodzaju „oszczędzanie”. Wydalana jest przez nerki, ale w nich też jej część jest wchłaniana zwrotnie. Jej okres półtrwania (czas, w którym połowa substancji zniknie) w organizmie wynosi w przybliżeniu 6 dni, w wątrobie aż 400 dni. Zapasy 2-3 mg i wystarczają na 3–4 lata (3).

Zalecane do spożycia ilości obliczane są przy założeniu, że wchłonięcie witaminy wynosi 50 %. Zatem dawka dobowa 2 µg powinna wystarczyć, aby uniknąć u większości ludzi choćby najmniejszych oznak niedoboru tej witaminy. Cyjanokobalamina jest kumulowana w tkankach zwierzęcych, zwłaszcza w wątrobie, a jej niedobory mogą wystąpić co najwyżej po 5-6 latach od przyjęcia ostatniej dawki. Przy normalnym spożyciu mięsa dzienne zapotrzebowanie jest z zaspakajane w nadmiarze, jednak problemy mogą się pojawić u wegan, wegetarian i ludzi z zaburzeniami wchłaniania w przewodzie pokarmowym (4). Najbogatszym źródłem B₁₂ są ścieki, obornik, gleba i muł, w którym żyją odpowiednie bakterie zdolne do jej produkcji. Trudno to jeść! Nasuwa się pytanie, jak tę witaminę wprowadzić do naszych komórek. Spokojnie – dla nas jest dostępna w produktach zwierzęcych, zwierzęta pozyskują ją ze swej mikroflory przewodu pokarmowego. Jest nie tylko w mięsie, ale także w nabiale oraz produkuje ją nasza mikoroflora jelitowa (małe ilości).

Droga B₁₂ do naszych komórek jest skomplikowana i wymaga obecności kilku białek.

Na poniższym schemacie pokazuję tę wędrówkę.

Wchłanianie B₁₂ w 99% jest procesem aktywnym. Uwolniona ze strawionego pokarmu łączy się z białkiem utworzonym w śliniankach i spływającym do przewodu pokarmowego ze śliną – białko R (haptokoryna, transkobalamina I – TCI) (5). Wynika z tego, że dla uwolnienia kobalaminy z pokarmu ważne jest trawienie już w jamie ustnej, a następnie w żołądku. Białko śliny chroni witaminę B12 przed działaniem soku żołądkowego, ponieważ nie niszczy go ani kwas solny, ani pepsyna (enzym proteolityczny). Dopiero w dwunastnicy trypsyna z soku trzustkowego niszczy te strukturę, ale kobalamina od razu jest chroniona przez kolejne białko. Jest nim czynnik wewnętrzny (IF, z ang – Intrinstinc Factor) nazywany czynnikiem Castle’a. Ta glikoproteina jest produkowana przez komórki okładzinowe żołądka i wraz z treścią pokarmową dostaje się do dwunastnicy. Nowo powstały kompleks jest oporny na trawienie i przemieszcza się nietknięty do końca okrężnicy (ileum ). Tam łączy się ze specyficznym receptorem, który znajduje się na komórkach nabłonkowych rąbka szczoteczkowego. Przyłączenie do receptora zachodzi w pH neutralnym, do wchłonięcia (endocytozy) potrzebne są jony wapnia. Wchłanianie kompleksu jest ograniczone. Dawka 1 mikrograma jest wchłonięta w połowie w ciągu 6 godzin. We krwi wiązana jest przez kolejne białka transportujące osocza: haptokorynę (HC, TCI) i przez transkobalaminę (TCII). Transkobalamina jest syntetyzowana w wątrobie i innych tkankach. Kobalamina z białkiem chroniącym/transportującymi ją we krwi dociera do receptorów komórek docelowych i dostaje się do ich wnętrza.

Powodem niedoboru B₁₂ najczęściej jest zaburzenie wchłaniania – problemy w przewodzie pokarmowym. Czasem nawet nadmiernie rozbudowana flora bakteryjna może być szkodliwa (zużywa naszą kobalaminę). Zwracam uwagę na fakt, że nieobecność jednego z białek chroniących/transportujących zaburza dotarcie witaminy do celu i kończy się awitaminozą. Problemem jest stosowanie niektórych leków oraz uszkodzenie ślinianek, żołądka i jelita. Niestety, szkodliwe są bardzo popularne leki, obecnie nawet sprzedawane bez recepty, hamujące pompę protonową (na nadkwasotę), a także metformina (lek stosowany w cukrzycy typu 2 i czasem niestety w otyłości – tak zwany „glukożerca”) . Na poniższym schemacie pokazuję właśnie ten problem (2). Białka ochronno/transportujace na schemacie to HC (haptokoryna), IF (czynnik wewnętrzny), TCII (transkobalamina).

Bezpośredni wpływ kobalaminy na metabolizm komórki

W naszych komórkach współdziałają z enzymami dwie postacie kobalaminy. W cytoplazmie występuje metylokobalamina (MeCbl), a w mitochondriach deoksyadenozylokobalamina (dACbl) (2). Na poniższym schemacie pokazuję położenie w komórce enzymów z kobalaminą.

Metylokobalamina wchodzi w skład enzymu syntazy metioniny (z ang. Methionine Synthase – MS) (zapraszam „Criminal story…”), która katalizuje metylację homocysteiny do metioniny z jednoczesnym odebraniem właśnie grupy metylowej od 5-metylotetrahydrofolianu (Kwas foliowy – zapraszam do śledzenia „Cyklu o witaminach”) i powstania THF (tetrahydrofolianu) zdolnego do dalszych reakcji metabolicznych. Dzięki aktywności syntazy metioniny zmniejsza się stężenie szkodliwej homocysteiny i zyskujemy THF odgrywający kluczową rolę w reakcjach przenoszenia grup jednowęglowych w wielu przemianach. Między innymi prowadzącymi do syntezy DNA.

Z kolei deoksyadenozynokobalamina działa z enzymem mutazą metylo malonylo-CoA (z ang. Muthyl Malonyl CoA Mutase -MCM) (zapraszam „Criminal story…”) w mitochondriach i centralnie położony jon kobaltu musi być zredukowany do Co ⁺¹. W utrzymaniu kobaltu na odpowiednim w tym wypadku poziomie redukcji z Co⁺³ na Co⁺¹ zaangażowany jest mitochondrialny układ NADH/H+ i FADH₂ (koenzymy redukowane w wyniku działania „łańcucha oddechowego” zachodzącego w mitochondriach). Chcę przy okazji zwrócić uwagę na fakt, że w sporcie w ostatnich latach stosowano kobalt jako środek dopingujący nie tylko u ludzi, ale także u koni wyścigowych (Zapraszam też do lektury „Obojętny składnik atmosfery…”). Tam wspominam o wpływie podtlenku azotu na jon kobalt.

Fizjologicznie aminokwasy egzogenne, czyli metionina, treonina, izoleucyna oraz kwasy tłuszczowe o nieparzystej liczbie atomów węgla ulegają katabolizmowi i w wyniku szeregu przemian enzymatycznych powstaje z nich trzywęglowy kwas przyłączony do koenzymu A. Powstaje propionylo-CoA. Także w wyniku degradacji cholesterolu, odłączany jest od niego fragment trzy węglowy – propionian. W komórkach powstaje z niego też propionylo CoA i jest on utylizowany na drodze karboksylacji. Enzym katalizujący tę reakcję zawiera biotynę witaminę H (biotyna). Powstaje czterowęglowy metylomalonylo -CoA. Do tego też związku jest katabolizowana walina (też aminokwas egzogenny). Następnie metylomalonylo-CoA ulega przekształceniu w bursztynylo-CoA, także czterowęglowy, ale o innym ułożeniu w przestrzeni. Enzym (MCM) katalizujący tę reakcję posiłkuje się właśnie witaminą B₁₂. Nowo powstały bursztynylo-CoA może ulec katabolizmowi, jeżeli jest w komórce zapotrzebowanie na energię. Jeżeli komórka ma możliwości energetyczne do prowadzenia syntezy, to właśnie ten czterowęglowy związek stanie się substratem do syntezy porfiryn lub pójdzie w kierunku syntezy glukozy.

Konsekwencje niedoboru w komórce kobalaminy związane są przede wszystkim z brakiem wolnego THF, który w naszym metabolizmie jest uczestnikiem wielu przemian związanych z przenoszeniem grup jednowęglowych (C1). Dlatego nie bezpośrednio od witaminy B12 zależy wiele procesów, ale właśnie od THF, który dzięki niej powstaje w optymalnych ilościach dla naszego metabolizmu. Często uogólnia się znaczenie kobalaminy i odnosi się jej działanie do wielu procesów, a to właśnie chodzi o THF. Szczególnie istotny jest THF w komórkach szpiku kostnego, gdzie powstają szybko dzielące się komórki krwi i prekursory innych komórek tkanek łącznych. W związku z tym, aby ocenić niedobór witaminy B_12, należy oznaczyć u nas stężenie kwasu foliowego i homocysteiny oraz kwasu metylomalonowego. Zapraszam też do lektury „Criminal story…” tam opisuję wadę metaboliczną związana z enzymem, którego składową jest deoksyadenozynokobalamina.

Z przedstawionych opisów roli B₁₂ jako koenzymu w efekcie istotnego w przemianach węglowodanów, białek, tłuszczów czy nukleotydów wynika, że kumulujące się homocysteina i kwas metylomalonowy powinny być wszechstronnymi biomarkerami niedoboru B₁₂ wskazującymi, że działanie enzymów syntazy metioniny i mutazy metylomalonianowej i jest nieprawidłowe. Jednak z drugiej strony takim biomarkerem może być również brak metioniny i kwasu foliowego (6). Wiele badań z ostatnich lat wskazuje, że witamina B₁₂ jest niezbędna dla prawidłowego funkcjonowania mózgu. Niedobory B₁₂ w mózgu (ale nie w surowicy) zaobserwowano u osób w podeszłym wieku, obciążonych chorobą Alzheimera oraz u pacjentów z autyzmem, jak również cierpiących na schizofrenię (7) Za niedobory te może być odpowiedzialny wadliwy transport B₁₂ przez barierę krew-mózg.                                                                                     Podkreślam, że dla właściwego składu naszej krwi, naszej tkanki nerwowej – mózgu ważna jest witamina B₁₂, kobalt, kwas liponowy, witamina B₆ i wszystkie pozostałe niezbędne substancje egzogenne, które musimy po prostu zjeść. Często pytałam moich studentów, jakie witaminy potrzebne są do właściwego metabolizmu kości. Odpowiedź dziwi, ale wszystkie, ponieważ jesteśmy całością, a nie hodowlą odrębnych tkanek.

Literatura

1. H. Ciborowska, A. Rudnicka DIETETYKA ŻYWIENIE ZDROWEGO I CHOREGO CZŁOWIEKA, Polskie Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2010).
2. Nutrients 2013, 5, 5031-5045; doi:10.3390/nu5125031, Clinical Medicine 2015 Vol 15, No 2: 145–50)
3. W. S. Nowak, A.B. Skotnicki, Z. Salamańczuk „Podstawy diagnostyki hematologicznej” w „ Diagnostyka Laboratoryjna z elementami biochemii klinicznej, Red A. Dębińska-Kieć, J. W. Naskalski; wyd III, Elsevier& Urban Wrocław 2010).
4. ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 2010, 5 (72), 17 – 32
5. https://en.wikipedia.org/wiki/Haptocorrin   
6. Reynolds E., 2006, Vitamin B12, folic acid, and the nervous system, Lancet Neurol., 5, 949-960
7.  Zhang Y., Hodgson N. W., Trivedi M. S., Abdolmaleky H. M., Fournier M., Cuenod M., Do K. Q., Deth R. C., 2016, Decreased brain levels of vitamin B12 in aging, autism and schizophrenia, PLoS ONE 11, 1-19).
   Liczba odwiedzin: 2188

Kończy się lato, a wraz z nim beztroskie objadanie się owocami, które wszak zdrowe, ale kaloryczne są tak, jak drinki, zwłaszcza z sokiem i oczywiście inne napoje roślinne, jak wino i piwo, a nawet wódka.

Będę używała zamiennie w stosunku do słowa etanol i alkohol określenia EtOH. Oczywiście w chemii organicznej znanych jest wiele alkoholi, ale w języku potocznym wiadomo o jaki alkohol chodzi, oczywiście o rozcieńczony etanol, czyli wódeczkę.

Co to są kalorie?

Potocznie kilokalorie nazywane są kaloriami, czyli jednostki wykazywane na różnych opakowaniach są to kalorie x 1000 – kcal. Odpowiednio podaje się też wartości w kilodżulach – kJ.                                                                                                        Nasze przemiany metaboliczne to także przemiany energetyczne (zapraszam: „Metabolizm – co to jest?”). Wartość energetyczna to ilość energii w danym produkcie, jaką organizm może przyswoić przez trawienie. Wartość energetyczna wyrażana jest na etykiecie w liczbach (kcal) kilokalorii i kilodżuli (kJ) w przeliczeniu na 100 g lub 100 ml produktu. Czy ktoś to widział na etykiecie wódki, wina czy piwa? Nie ma nawet na piwie bezalkoholowym – alkohol „0”, a przecież na produktach spożywczych (bezalkoholowych) takie dane są obowiązkowo podawane.

1 kaloria jest to ilość ciepła potrzebna do podniesienia temperatury 1 g wody o 1 stopień Celsjusza z 14,5°C do 15,5°C. W dietetyce dla wygody celowo stosuje się „kilokalorie”, zamiast prawidłowo „kalorie” np. 1 kcal = 1000 cal = podgrzanie 1 kg wody o 1°C. Wiedząc, że zapotrzebowanie na kalorię mało aktywnego dorosłego człowieka wynosi około 2000 kcal, daje to łącznie 2 000 000 cal (https://pl.wikipedia.org/wiki/Warto%C5%9B%C4%87_energetyczna). Czasami w literaturze anglosaskiej można spotkać się z określeniem „duża kaloria” (ang. large calorie) stosowanym w stosunku do kcal (1 kcal = 1 Cal = 1 Kaloria) i „mała kaloria” (ang. small calorie) w stosunku do cal (1 kcal = 1000 cal = 1000 kalorii). Zgodnie z Międzynarodowym Układem Jednostek Miar oraz konsensusem FAO/WHO/UNU z 1971 r. energia wyrażana jest w dżulach (J), oraz dodatkowo kaloriach (cal). 1 kcal jest równa 4,184 kJ. Wartość energetyczna produktów na etykiecie musi być wyrażona w kcal, jak i kJ w przeliczeniu na 100 g lub 100 ml produktu. Na początku XX wieku Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (ang. United States Department of Agriculture) opracował procedurę mierzenia wartości energetycznej, która pozostaje w użyciu do dziś. Badana żywność jest całkowicie spalana w kalorymetrze, a uwolnione w wyniku spalania ciepło jest mierzone. Ta wartość jest używana do określenia fizycznej wartości energetycznej żywności. Potem dokonuje się odpowiedniej korekty opartej na rzeczywistym sposobie przyswajania energii przez organizmy zwierzęce. W przypadku całkowitej resorpcji identycznej jak fizjologiczna wartość energetyczna (całkowita energia) wynosi ona dla węglowodanów 410 kcal/100 g, tłuszczów 930 kcal/100 g, natomiast dla białek z uwagi na fakt, że każde białko ma inny skład aminokwasowy, nie można wyznaczyć jednolitej wartości energetycznej, jednak jest ona zbliżona do wartości energetycznej węglowodanów. Przykładowo fizjologiczna wartość energetyczna białka z mleka kazeiny wynosi 425 kcal/ 100 g. Niestety, 100 g EtOH dostarcza nam aż 700 kcal, czyli 7 kcal na 1 gram. Ze 100 g 40-procentowej wódki uzyskamy 231 kcal. Ze 150 ml wina uzyskamy 100 – 130 kcal, a z 330 ml piwa – do 200 kcal. Mała butelka piwa jasnego pełnego (0,33 l) ma 162 kcal, a piwa ciemnego pełnego – 224 kcal. Duża butelka (500 ml) piwa jasnego to 245 kcal, a piwa ciemnego – 340 kcal. Dla porównania najbardziej kaloryczne wino białe słodkie w jednym kieliszku (120 ml) zawiera 114 kcal. W filmie dokumentalnym „Cała prawda o alkoholu” NETFLIX jest to bardzo obrazowo pokazane, ponieważ koło porcji trunku stoi porcja ciastek, które odpowiadają jej kaloryczności.

Należy zdawać sobie sprawę z umowności wartości energetycznej potraw. Policzenie energii posiłku na podstawie informacji o wartości energetycznej poszczególnych składników wcale nie oznacza, że właśnie tyle energii dostarczymy naszemu organizmowi. To, jak przebiegnie nasz metabolizm i ile energii wydobędzie z pożywienia nasz organizm, zależy od cech osobniczych każdego człowieka. Nie oznacza to jednak, że należy ignorować wartość energetyczną potraw. Szczególnie osoby otyłe nie powinny. Liczenie kalorii to świetny sprawdzian pomiaru wielkości posiłku. Często zdarza się, że jemy ogromne porcje, myśląc, że mają bardzo mało kalorii. Zwrócenie uwagi na to, ile energii pochodzi z tłuszczu, ile z węglowodanów i porównanie tej wiedzy z informacjami o zawartości tłuszczów i węglowodanów w produktach, może uchronić nas nie tylko od otyłości, ale także licznych chorób takich, jak np. nadciśnienie tętnicze czy cukrzyca.

Co to jest standardowa jednostka alkoholu (SJA)?

W napojach alkoholowych ilość alkoholu jest podana w procentach objętości. Czyli mamy na przykład 40% alkoholu w wódce, 5% alkoholu w piwie, 12% alkoholu w winie i tym podobnie. Nie jest to jednoznaczne z ilością gramów alkoholu w 100g napoju. Spirytus spożywczy zawiera maksymalnie 95,6% etanolu.To jest też etanol z apteczny z recept: Ethanolum 95°, Aethanolum 95°. Etanolowe płyny do dezynfekcji są 70-procentowe (procenty objętości). W takim stężeniu etanol wdziera się do organizmów, aby je zniszczyć. Z kolei etanol 99,9-procentowy (etylowy alkohol bezwodny) to roztwór specjalnie odwadniany – suszony. Użycie takiego EtOH do dezynfekcji spowodowałoby „przypieczenie” błony komórkowej bez możliwości dostania się do wnętrza komórki (poza tym szybko odparowuje) i dlatego stosuje się ten 70-procentowy.                                                      Funkcjonuje standardowa jednostka alkoholu (SJA, zwana także standardową porcją alkoholu) (https://pl.wikipedia.org/wiki/Standardowa_dawka_alkoholu). 1 SJA, w przeliczeniu na najczęściej spożywane rodzaje napojów alkoholowych zawarta jest w:                          200 g piwa 5-procentowego                                                                                                   100 g wina 10-procentowego                                                                                                                                                                                                       25 g wódki 40-procentowego.                                                                                                                                                                                                                                             Jej zastosowanie pomaga określić zawartość alkoholu w konkretnych objętościach napojów alkoholowych bez konieczności wykonywania przeliczenia jednostki objętości na jednostkę masy, to taka ściąga (dla uproszczenia SJA są zaokrąglone do pełnych wartości): 1SJA = 10 g lub 12,5 ml czystego alkoholu etylowego. Poniżej podaję SJA dla popularnych napojów:                                                                                       330 ml piwa (małe piwo) 4,5-procentowe to 14,85 ml/11,9 g EtOH (1,19 SJA)                                                                                              500 ml piwa (duże piwo) 4,5 – procentowe to 22,5 ml/18 g alkoholu (1,8 SJA),                                          175 ml wina (kieliszek) 12-procentowe to 21 ml/16,8 g alkoholu (1,68 SJA),                                                                                                                                                                                                                             50 ml wódki 40-procentowej to 20 ml/16 g alkoholu (1,6 SJA).                                                                                                                          Za niosące małe ryzyko zdrowotne dla mężczyzn uważa się spożywanie do 4 SJA dziennie (125 ml wódki albo 0,4 l wina albo 2 „duże” piwa), najwyżej 5 razy w tygodniu. W przypadku kobiet liczba ta wynosi 2-3 SJA. W nowoczesnych społeczeństwach zaleca się 14 SJA tygodniowo dla kobiet po 55 roku w celu poprawienia ich gospodarki hormonalnej.

Indeks glikemiczny rządzi

Indeks glikemiczny (IG) jest to pole pod krzywą opisującą stężenie glukozy po zjedzeniu tego cukru i innych posiłków. Na rysunku pokazuję wykres obrazujący pojęcie indeksu glikemicznego; cukrem jest oczywiście glukoza, dla której wartość indeksu glikemicznego jest 100 (całe szare pole pod krzywą – w przybliżeniu trójkąt). 

Podniesione stężenie glukozy we krwi indukuje wydzielanie insuliny z trzustki. Hormon ten „wtłacza” glukozę do komórek od niej zależnych, ale nie tylko. Otóż indukuje syntezę tłuszczu zapasowego gromadzonego w tkance tłuszczowej, jakim są trójglicerydy (TG). Ostatecznie powoduje otyłość. Na poniższym schemacie pokazuję zależność między kaloriami a IG.

W odniesieniu do IG glukozy równym 100 stworzono klasyfikację produktów żywnościowych w zależności od wysokości omawianego wskaźnika: IG <55 – produkty o niskim indeksie glikemicznym (na przykład surowa marchewka IG 30); IG 55–69 – produkty o średnim indeksie glikemicznym; IG od 70 – produkty o wysokim indeksie glikemicznym (na przykład marchewka ugotowana IG85). Alkohol z wodą – wódka, biały rum i aromatyzowany gin, whisky, tequila nie ma indeksu glikemicznego, ponieważ jest on zero.

Piwo to jedyny napój z indeksem glikemicznym wyższym niż czysta glukoza aż 110, ponieważ zawiera maltozę (jest dwucukrem z dwóch glukoz). Wódka (IG 0) pijana jest głównie z tak zwaną popitką, czyli colą lub „sokiem” kartonowym, czyli bombą cukrową (https://www.nie-slodka.pl/alkohole-czego-unikac-a-na-co-mozemy-sobie-pozwolic/). Jeśli już musimy, to należy wybierać jako dodatek colę zero, sok pomidorowy lub słodzony słodzikiem. Nalewki, to sama natura, ale niestety przepis na każdą nalewkę uwzględnia dodatek ogromnej ilości cukru (sacharozy – dwucukier z glukozy i fruktozy). Koktajle w stylu pinacolada czy mojito są bardzo dosładzane. Wino słodkie i półsłodkie, a nawet wytrawne zawiera czystą glukozę z winogron. IG wina czerwonego półsłodkiego i słodkiego ma wartość 30, a wina białego półsłodkiego lub słodkiego 50, bardzo wytrawnego podobno wynosi 0, a cydru 40. EtOH – podobnie jak hałas – powoduje obniżenie stężenia glukozy we krwi, hamując wydzielanie glukozy z wątroby. Wspominam o hałasie, ponieważ często zakrapiane imprezy odbywają się w hałasie. Jeżeli przyjmujemy leki na cukrzycę (w tym insulinę), powinniśmy bardzo uważać, ponieważ alkohol obniża poziom cukru we krwi, narażając nas na hipoglikemię. Wtedy to połączenie może być problemem. Zwracam uwagę na fakt, że następnego dnia po alkoholu hipoglikemia trwa i obfite śniadanie może poprawić nasze samopoczucie, a przy tym nasz metabolizm szybciej wróci do „normy” dla nas optymalnej.                                                                                 Kiedyś pewien neurofizjolog przeprowadził eksperyment, w którym udowodnił, że osoby, które odczuwają słodki smak po wypiciu wódki (40% etanol), mają duże szanse na zostanie alkoholikami. Pewnie tak jest, ale nie w każdym przypadku.

Wchłanianie etanolu

Po wypiciu etanol jest wchłaniany w jamie ustnej, przez śluzówki, w przełyku, w żołądku i w jelicie cienkim. Tłuszcz obecny w żołądku spowalnia ten proces. Jedzenie zawarte w żołądku rozcieńcza alkohol i powstrzymuje jego przemieszczenie do jelita. Należy podkreślić, że EtOH zaburza wchłanianie witamin (https://sites.duke.edu/apep/module-1-gender-matters/content/content-how-is-alcohol-absorbed-into-the-body/). Przeciętnie 20 procent wypitego alkoholu wchłaniane jest przez żołądek, a 80 procent przez jelito cienkie. Zapełnianie żołądka potrawami i napojami opóźnia jego ogólne wchłanianie, ale nie zmniejsza ilości. Wchłonie się tego alkoholu tyle, ile się wypiło. EtOH przemieszcza się drogą dyfuzji zgodnie z gradientem stężeń, czyli podąża tam, gdzie go nie ma. Szybko dostaje się do naszego krwiobiegu, a krew transportuje go do komórek. Etanol może też być wchłonięty przez skórę oraz drogą wziewną przez płuca i śluzówki. Tak też można się „napić” rozlewając alkohol w gorącej saunie. Nastąpi wchłonięcie oparów. Pamiętam fiński film o podróży w śniegach – bohater umieścił dwa tampony nasączone spirytusem na rozdrapanej łysej skórze głowy, których sznureczki zawiązał po brodą i tą drogą zakosztował nieco trunku.                                                                                          

Detoksykacja EtOH – metabolizm alkoholu

Niewielki związek organiczny, jakim jest alkohol etylowy, jest dobrze rozpuszczalny w wodzie i w tłuszczach. Dzięki tym własnościom w prosty sposób przenika do naszego organizmu. Na drodze do uwolnienie energii z EtOH są różne katarakty – spiętrzenia, nawet powstaje bardziej toksyczny związek aldehyd octowy (.https://www.chemistryviews.org/details/ezine/1076111/Chemistry_of_a_Hangover__Alcohol_and_its_Consequences_Part_2.html).

Etanol, którego wzór to – CH₃CH₂OH (C₂H₅OH), jest utleniany w naszych komórkach tak, jak wiele substancje, które katabolizujemy (zapraszam „Metabolizm – co to jest?”). W pierwszej reakcji powstaje z niego aldehyd octowy (acetaldehyd, etanal) – C₂H₃CHO. Jest to substancja podobna w swych właściwościach do formaliny, która z kolei powstaje z metanolu. Drugi etap katabolizmu (druga reakcja) to utlenienie aldehydu octowego do kwasu octowego – CH₃COOH. Ten związek jest dla nas naturalnym metabolitem i występuje w środowisku wodnym naszego organizmu w postaci anionu kwasu octowego CH₃COO^– (octanu). W komórkach jest łączony z koenzymem A (pochodna witaminy B₅) i może być wykorzystany jako źródło energii. Powstanie wtedy z niego woda metaboliczna i dwutlenek węgla, który opuści nas z wydychanym powietrzem i oczywiście energia – ATP i ciepło.                                                                                     W podstawowym katabolizmie etanolu biorą udział oksydoreduktazy (zapraszam „Działanie bez sił witalnych – enzymy”), których koenzymem jest NAD+ (pochodna witaminy B₃). Pierwszą reakcję, a mianowicie powstania aldehydu octowego, katalizuje dehydrogenaza alkoholowa (z ang.: alcohol dehydrogenase – ADH). Enzym o tej aktywności występuje nie tylko w wątrobie, ale i w wielu tkankach naszego organizmu. Są to izoenzymy, czyli enzymy o zbliżonej budowie i o tej samej aktywności w stosunku do EtOH. W skład enzymów wchodzą dwie podjednostki z różnych białek – alfa, beta, gamma – zawierające 374 aminokwasy. Są one kodowane na trzech genach w 4. chromosomie. Mamy kombinacje z białek: alfa alfa, beta beta, gamma gamma, alfa beta, alf gamma, beta gamma. U większości Europejczyków występuje podjednostka beta₁ utleniająca 110 mg EtOH w godzinę na kilogram masy ciała, a u większości Azjatów jest wersja beta ₂ utleniająca 130 mg/kg/godzinę.                                               W centrum aktywnym dehydrogenazy alkoholowej znajduje się jon cynku (Zn⁺⁺). Ostrzegam, że przy suplementacji cynkiem będzie wzrastała aktywność tego enzymu. Czyli szybciej z etanolu będzie powstawał acetaldehyd.

Chroniczne nadużywanie EtOH powoduje, że dehydrogenaza alkoholowa nie daje sobie rady z przetwarzaniem nadmiernej jego ilości. Zminiejsza się też dostępność koenzymu NAD+, przeważa koenzym w formie zredukowanej NADH. Wtedy włączają się dodatkowe dostępne w komórce mechanizmy metaboliczne. EtOH utlenia katalaza (oksydoreduktaza) znajdująca się w organellum komórkowym peroksysomach. Drugim mechanizmem wspomagającym jest tak zwany mikrosomalny (mikrosomy to fragmenty siateczki endoplazmatycznej) system utleniania etanolu (z ang.: microsomal ethanol oxidation system – MEOS). Elementem aktywnym jest tu cytochrom P450 (żelazoporfiryna). W tej przemianie metabolicznej powstają RFT (reaktywne formy tlenu (zapraszam „Starzenie – a na co nam to? Resweratrol – RSV”) jako szkodliwe półprodukty. Cytochrom P-450 2E1 (CYP2E1) jest kluczowym enzymem w MEOS.                                                                                                                                                     Energia z tego procesu nie jest utylizowana przez komórkę, tak jak to ma miejsce w przypadku działania ADH. Pokazano to w eksperymencie na trzech grupach osób: jedzących czekoladę i tych pijących alkohol w umiarkowanych ilościach oraz alkoholikach. Po dwóch tygodniach trwania doświadczenia u osób z dwóch pierwszych grup masa ciała wzrosła, natomiast u alkoholików nie zmieniła się.

W drugim etapie odtruwania organizmu z etanolu mamy do czynienia z bardziej od niego samego toksycznym acetaldehydem (aldehydem octowym podobnym do formaliny – aldehydu mrówkowego). Do przemiany tej substancji w nieszkodliwy dla nas anion octanowy jesteśmy wyposażeni w dwie dehydrogenazy acetaldehydu (z ang.: adehyde dehydrogenases – ALDH). ALDH1 znajdującą się w cytoplazmie i ALDH2 w mitochondriach. Te enzymy również współpracują z koenzymem NAD⁺, tak jak dehydrogenaza alkoholowa. Na poniższym schemacie pokazuję rozmieszczenie ADH i ALDH w komórce.

Każda z ALDH składa się z czterech podjednostek zbudowanych z 500 aminokwasów. Gen dla izoenzym ALDH1 (cytozolowy) jest na 9. chromosomie, a dla ALDH2 na 12. W 68 procentach ich białka są takie same. Enzym mitochondrialny jest bardziej aktywny.

Interesujący jest fakt, że typowe stężenie we krwi etanolu wynosi 5 milimola/L, a o wiele bardziej toksycznego aldehydu tylko 2 mikromole/L.

Na poniższym schemacie pokazuję przemiany zachodzące w wątrobie zaraz po spożyciu EtOH przez pijącego okazjonalnie i w zaawansowanym alkoholizmie. Intensywność aktywności ADH i ALDH określa stężenie etanolu w milimol/L (10 ^-3 ), acetaldehydu w mikromol/L (10 ^-6 ) i na koniec octanu w milimol/L (10 ^-3 ). Wynika z tego, że ALDH jest 1000 razy bardziej reaktywna niż dwa pozostałe enzymy, ponieważ do jej aktywności wystarczy 1000 razy mniej substratu, czyli acetaldehydu. Dla naszego organizmu najważniejsze jest usunięcie acetaldehydu, który jest bardzo toksyczny (https://www.intechopen.com/books/the-recent-topics-in-genetic-polymorphisms/genetic-polymorphisnd-alcohol-metabolism).

W konsekwencji przemiany 1. nieprzetworzony acetaldehyd uszkadza kwasy nukleinowe komórki, tworzy z nimi tak zwane addukty.                                                                          W konsekwencji przemiany 2. powstają niekorzystne ilości reaktywnych form tlenu (zapraszam Starzenie – a na co nam to? Resweratrol RSV”).                                                                    W konsekwencji przemianie 3. z powodu zwiększonej ilości NADH kosztem NAD⁺ zaburzony jest metabolizm w komórce i w organizmie.

Tempo przemian EtOH u pijących okazjonalnie i umiarkowanie jest zależne od ogólnego osobniczego metabolizmu i warunkuje je stan odżywienia, gospodarki hormonalnej, statusu energetycznego, tempa przemian acetyloCoA, stężenia ciał ketonowych, kwasów tłuszczowych i cholesterolu.

„Uczulenie” na alkohol

W Polsce pewna pani z dyplomacji źle się czująca nawet po małej ilości służbowego koniaczku była bardzo podejrzana. Na szczęście uwierzono w jej problem, jak teraz wiemy genetyczny, a nie związany z chęcią donoszenia na koleżeństwo, bo kto nie pije ten „kabluje”. Okazuje się, że w Polsce też może wystąpić tego rodzaju problem alkoholowy.

Nie jest to z pewnością alergia na EtOH, ale dysfunkcja w przetwarzaniu acetaldehydu w octan. Wadą genetyczną jest dotknięta ALDH2. Dotyczy ona wymiany tylko jednego aminokwasu (w białku enzymu w 487 pozycji zamiast glutaminianu występuje lizyna). U osób z wadą acetaldehyd jest metabolizowany znacznie wolniej, ponieważ tylko przez ALDH1. W konsekwencji w kilka minut po wypiciu EtOH wzrasta dramatycznie we krwi stężenie acetaldehydu wydostającego się z komórek. Które już przetworzyły – utleniły – skonsumowany EtOH. Podczas, gdy u Europejczyków dzięki aktywnej ALDH2 przy stężeniu EtOH 0,5 promila stężenie acetaldehydu będzie poniżej 2 milimoli/L, to u Japończyków z uszkodzoną ALDH2 wyniesie 35 milimoli/L. Oczywiście tak wysoka zawartość aldehydu powoduje szybko gwałtowne objawy kaca. Podobne objawy może wywołać antabus (lek stosowany w leczeniu alkoholizmu) u osób, które nie mają defektu genetycznego, ponieważ całkowicie hamuje aktywność ALDH2.

W poniższym zestawieniu pokazuję występowanie uszkodzenia ALDH2 u różnych grup etnicznych:

Chińczycy w tym Mongołowie 30% , Zuang 25%, Han 45%, Indonezyjczycy 39%, Japończycy 44%, Koreańczycy Pdn 27%, Wietnamczycy 53%,                                                                                               a Egipcjanie, Kenijczycy, Liberyjczycy, Sudańczycy, Niemcy, Węgrzy, Turcy 0%

Generalnie ludzie różnie reagują na EtOH. W obliczu ogromnego rozwoju genetyki okazuje się, że wszystkie enzymy biorące udział w jego metabolizmie mogą być zróżnicowane w swej aktywności i jest to uwarunkowane genetycznie (https://www.intechopen.com/books/the-recent-topics-in-genetic-polymorphisms/genetic-polymorphism-and-alcohol-metabolism).

Tempo eliminacji EtOH – ostrzeżenie

Wiemy już ile jest gramów alkoholu w danej objętości. Przeliczanie tych wartości i ich zapamiętywanie jest dość kłopotliwe, dla ułatwienia więc zapamiętajmy ile standardowych jednostek alkoholu znajduje się w jednym trunku. Czy wypicie kieliszka wina (200 ml), czyli 2 jednostek alkoholu etylowego oznacza, że te 19,2g etanolu od razu zostanie usunięte z krwi? Nie!  Przykładowo po wypiciu 500 ml piwa 6,2-procentowego, które zawiera 25 g ETOH, znika on z krwi po 2 godzinach i 30 minutach, a po wypiciu100 ml „setki” 40-procentowej wódki, która zawiera 32 g EtOH, znika on z krwi po 3 godzinach i 15 minutach. To jest ostrzeżenie dla prowadzących samochód rano po nocnej imprezie.

Kongenery fermentacji alkoholowej

Podczas fermentacji, czyli przetwarzania przez drożdże cukru w EtOH, powstaje wiele innych substancji nazywanych kongenerami tego procesu. Właśnie one wpływają na smak trunku, ale nie jest w pełni udowodnione, że powodują kaca. Czysty roztwór alkoholowy, w pełni dobrze przedestylowany i nie zawierający kongenerów też powoduje kaca. Z kolei substancje towarzyszące EtOH w napoju, mogą być dla naszego organizmu przydatne, a nawet dobroczynne tak, jak niektóre nalewki i resweratrol z czerwonego wina (zapraszam – „Starzenie – a na co nam to? Resweratrol – RSV”).

Oczywiście w czystych napitkach alkoholowych, jak dżin, biały rum, wódka, tequila zawartość kongenerów jest zerowa. Wino białe ma ich 28 mg/g, czerwone 53 mg/g, whisky 26 mg/g, brandy 34 mg/g, cydr 16 mg/g, porter 30 mg/g, piwo Lager 21 mg/g. Oczywiście zawartość kongenerów zależy od producenta.

Ciągle dokładnie nie wiadomo, jak jest z kacem. Poza podrażnieniem śluzówki żołądka przez ETOH może być zatrucie aldehydem octowym lub reakcja alergiczna na wybrane kongenery. Etanol też indukuje markery stanu zapalnego w organizmie.

Znane nam jest dobroczynne działanie substancji wyekstrahowanych etanolem – syropy. Dużo zwraca się uwagi na polifenole i resweratrol zawarte w czerwonym winie (zapraszam „Starzenie – a na co nam to? Resweratrol – RSV”). Jednak „głód” tych substancji nie może usprawiedliwiać picia większych ilości tego alkoholu. Polifenole zjemy z wieloma pokarmami – na przykład z jabłkami, czy z orzechami włoskimi. Można chronić swoje naczynia krwionośne bez napoju alkoholowego – wina.

Puste kalorie z wódeczki

W czystym alkoholu nie ma cukrów, tłuszczów, białek, witamin, minerałów ani żadnych substancji odżywczych. Są tylko puste kalorie. Dodatkowo alkohol nie powoduje uczucia sytości i w konsekwencji pobudza apetyt. Piwo, które nie jest czystym alkoholem poza tym, że niesie w sobie cukier (4 kcal na 1 gram), to wzmaga apetyt i ma wysoki IG. Uważa się, że tycie wiscelarne, trzewne, centralne – wielki brzuch piwny powodowany jest właśnie obżarstwem przy kufelku.

Jak już wspomniałam ze 100 g etanolu wyprodukujemy sobie 700 kcal. Jeżeli napitek będzie słodki, drink z sokiem to wysoki IG spowoduje odkładnie się tłuszczu w naszym organizmie. Na kacu napijemy się znowu dużo słodkiego soku i zjemy obfite śniadanie. W konsekwencji, ale już nie bezpośrednio nasz organizm „dobrze” wszystko wykorzysta i odłoży jeszcze sporo na zapas. Zdecydowanie nie chcemy pustych kalorii. 

Do napisanie tego artykułu zainspirowało mnie pytanie czytelnika o obecny u nas na rynku od ładnych paru lat preparat – suplement diety – niemieckiej firmy, która ma za hasło przewodnie: „być na drodze natury, koncept żywieniowy”. Przeanalizowałam bardzo dokładnie skład proponowanej odżywki, która ma poprawić metabolizm ogólny, ale ze szczególnym uwzględnieniem regeneracji mięśni. Przy okazji przeszukiwania fachowej literatury natrafiłam na HAMLET (z ang. Human Alpha-lactalbumin Made LEthal to Tumor ) – Ludzka Alfa-laktalbumina Powodująca Śmierć Guza). Przypomniałam sobie wtedy, jak zbawienny wpływ ma ludzkie mleko podczas rekonwalescencji uszkodzonego organizmu po terapii w walce ze złośliwym nowotworem. Niestety, nie wystarczy, a może w ogóle nie koniecznie trzeba pić mleko, ale o tym w dalszej części.

Na poniższym schemacie przedstawiłam losy aminokwasów naszym organizmie, ponieważ o nie głownie chodzi w odżywce.

Oczywiście, jeżeli zjemy białko, to w konsekwencji zostaną uwolnione z niego w naszym przewodzie pokarmowym aminokwasy i w następstwie zasilą one nasz organizm. W poniższej tabeli zamieściłam porównanie zawartości aminokwasów egzogennych (zapraszam „Criminal story…”) w jajach kurzych, wołowinie (befsztyk), pszenicy (chleb/bułka – w mące może być 9-13% białka), soi (kotlety wegan) oraz krowiej serwatce (preparat z mleka), kazeinie (białko pełnego mleka). Umieściłam w tabeli także a-laktalbuminę, która jest składnikiem odżywki, o którą pytał czytelnik. Zawartość aminokwasów jest wyliczona w mg na 1 gram białka danego pokarmu (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5934683/).

*Mąki pszenne mają różną zawartość białka – od 9 do prawie 14% (mąka MANITOBA). 

Poniżej przedstawiam tabelę, w której jest porównane dzienne zapotrzebowanie człowieka o masie 70 kg na aminokwasy egzogenne i zawartość tych aminokwasów w jednej porcji dziennej odzywki, o którą pytał czytelnik. Przy czym prawdopodobnie aminokwasy są zawarte w 80% koncentracie a-laktalbuminy (opis preparatu) – cokolwiek to znaczy.

Wędrówka aminokwasów w naszym organizmie zależna jest od składu posiłku, trawienia,  wchłaniania, dystrybucji i metabolizmu komórkowego oraz regulacji tych procesów na kolejnych etapach przez wiele czynników. Na poniższym schemacie pokazuję wędrówkę aminokwasów między naszymi organami po posiłku (stan absorpcyjny) zawierającym białka.

Zwracam uwagę na to, że walina (Val), leucyna (Leu) i izoleucyna (Ile) – BCAA (z ang. Branched Chain Amino Acids – aminokwasy rozgałęzione), którym dietetyka dla sportowców poświęca wiele badań, tylko w 20% są przetwarzane w wątrobie, a reszta idzie na „obwód”. Zasilają one w niezmienionej formie inne tkanki. BCAA stanowią bardzo popularny suplement diety. Zmniejszają uczucie zmęczenia po treningu, poprzez obniżenie ilości tryptofanu we krwi, a to prowadzi do spadku stężenia serotoniny (odpowiedzialnej za uczucie senności i zmęczenia) w mózgu, dlatego są często spożywane w postaci suplementów przez sportowców. Wykazują również potencjał antykataboliczny (spowalniają katabolizm) w komórkach mięśniowych, gdyż zwiększają pobieranie energii z tkanki tłuszczowej przez organizm, ograniczając zużywanie aminokwasów do procesów energetycznych oraz pozytywnie wpływają na regenerację tkanki mięśniowej po treningu (https://pl.wikipedia.org/wiki/Aminokwasy_rozga%C5%82%C4%99zion).  Po stanie absorpcyjnym nie zwiększa się już ilość składników odżywczych, a organizm zadawala się substancjami, które przetworzył poprzez metabolizm ogólnoustrojowy następuje stan poabsorpcyjny. Na poniższym schemacie pokazuję wymianę aminokwasów między naszymi organami jakiś czas po posiłku.

Widać, że głównym źródłem aminokwasów dla organizmu są mięśnie szkieletowe, a z alaniną (Ala), glutaminą (Gln) i seryną (Ser) płynącymi do wątroby detoksykowany jest jon amonowy (powstawanie mocznika, zapraszam „Criminal story…”).  

Dużym wyzwaniem dla dietetyki jest opracowanie właściwej strategii żywieniowej dla osób dotkniętych chorobami wycieńczającymi organizm. Szczególnie w kacheksji, która dosłownie oznacza „zły stan ciała”. Jest to stopniowe wyniszczanie organizmu wynikające z choroby lub zażywania leków. Następuje przewlekłe osłabienie i wycieńczenie, a organy przestają prawidłowo pracować. Następuje wówczas intensywny katabolizm białek i zużywanie aminokwasów między innymi jako „paliwa energetycznego” i to powoduje spadek masy ciała połączony właśnie z zanikiem mięśni

Na wielkość masy mięśni ma przede wszystkim wpływ masa zawartych w nich białek (budujących je). W poważnych badaniach przeprowadzonych na zdrowych, dorosłych osobach wykazano, że dieta zarówno niskobiałkowa (0,7g /kg masy ciała), jak i dieta wysokobiałkowa (1,5 g/kg masy ciała) nie intensyfikuje biosyntezy białek mięśniowych po posiłku (Am J Clin Nutr 2017;105:332–42). Oczywiście podawane białka były pełnowartościowe. Podkreślam osobom zdrowym, u których parametry metaboliczne były w normie. Nasz organizm nie jest prostym naczyniem kuchennym, w którym powstanie danie zależne od ilości nawrzucanych składników. Ważnych jest wiele czynników.

Serwatka – białka terapeutyczne

Serwatka często dodawana do żywności w przemyśle spożywczym wzbogaca produkty spożywcze w składniki odżywcze – aminokwasy. Dodawany jest koncentrat, izolat (odżywka zawierająca do 90% białka), hydrolizat, frakcje białek.

Popularne jest suplementowanie białkami z serwatki otrzymywanymi w różnych procesach technologicznych i układanie różnych kompozycji z proteinowych podfrakcji odpowiednich w stosunku do profilu diety. Udało mi się znaleźć ilustrację, na której porównana jest serwatka z mleka krowiego i ludzkiego (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5934683/). Krowa i człowiek to gatunki. Stosuje się też określenie białka bydlęce.

Ludzka serwatka zawiera mniej białka niż krowia. Krowia zawiera b-laktoglobulinę, której w ludzkim nie ma. Niestety, może ona u człowieka powodować przykre w konsekwencji alergie. Zwracam uwagę na α-laktalbuminę, której u człowieka jest znacznie więcej.  

Wielką popularnością wśród odżywek cieszy się białko serwatki. http://bartoszguran.pl/2017/12/bialko-serwatki-aminokwasy/ według Pharmacol Res 144 (2019)245 – 256). Jest w nim dużo BCAA i EAA(z ang. essential amino acid – aminokwasy egzogenne), a szczególnie jest cenione za leucynę (zapraszam do tabeli powyżej; 122 mg/g białka). Być może jest ona odpowiedzialna za działanie anaboliczne. Spośród trzech aminokwasów rozgałęzionych tylko leucyna była w stanie samodzielnie stymulować wzrost mięśni. I tutaj mamy ciekawostkę. Przykładowo koktajl z 6 g  białka serwatki uzupełnionego leucyną lub mieszaniną EAA bez leucyny powodował stymulację syntezy białek mięśniowych, jak po zjedzeniu 25 g białka serwatkowego w warunkach spoczynku. Jednak po treningu siłowym najlepsze wyniki uzyskano po koktajlu z 20 g białka serwatki, 5 g leucyny i 10 g EAA. Wykazano, że koktajl z EAA można wypić przed i po treningu, oraz dodatkowo go wzbogacać o różne kombinacje, zależne od celu trenującego. Tu przypominam, że na nasz metabolizm składa się wiele przemian i nie żyjemy tylko aminokwasami.  Zwracam uwagę na organizmy nam towarzyszące w jelicie grubym. One, tak jak my, korzystają z naszej diety. Przy ich udziale powstają pofragmentowane białka, niewielkie peptydy, które są wchłaniane do naszego organizmu i nie pozostajemy wobec nich obojętni  (http://www.heraldopenaccess.us/openaccess/food-proteins-and-bioactive-peptides-functional-diets). Najczęściej ta symbioza nam pomaga, ale czasem pojawiają się problemy.  

Co z tym mlecznym cukrem – laktozą?

Mleczny cukier – laktoza, ponieważ występuje tylko w mleku prawie wszystkich ssaków, z wyjątkiem pewnego gatunku uchatki patagońskiej, której dzieci wolą dietę bezcukrową. Syntetyzowany jest w gruczole mlecznym podczas laktacji. Substratami są zaktywowana galaktoza (Gal) w postaci UDPGal (UDP – urydylodifosforan) i glukoza (Glc): UDP-Gal + Glc à laktoza + UDP. Katalizuje tę reakcję enzym galaktozylotransferaza, a zachodzi ona w aparacie Golgiego. Po zjedzeniu laktoza ulega strawieniu w naszym przewodzie pokarmowym do glukozy i galaktozy. Te cukry proste są wchłaniane. Hydrolizę katalizuje enzym laktaza. U dojrzałych osób aktywność tego enzymu maleje lub całkowicie zanika. Wówczas przetwarzaniem laktozy zajmują się bakterie jelitowe i wtedy pojawiają się przykre konsekwencje ich działania. Pokazuję to na poniższym schemacie.

Mikroflora jelitowa powoduje przetworzenie laktozy w związki powodujące problemy jelitowe (wzdęcia, gazy i biegunkę), ale nie u wszystkich.             

Dla celów przemysłowych laktozę pozyskuje się z serwatki. Krowie mleko zawiera w 100 g – od 4,6 do 4,9 g laktozy, jogurt 4,6-5 g, a ser żółty (tak zwany fermentowany) znikomą ilość – do 0,1g.

Po co nam jest α –laktalbumina?

Tak jak cukier laktoza, α -laktalbubina ( α LA), jest syntetyzowana w gruczole mlekowym podczas laktacji. Pobudza tę syntezę hormon przysadkowy prolaktyna. Już w końcu lat 60-tych zauważono związek między laktozą a α LA. Podczas syntezy laktozy białko to wiąże się odwracalnie z enzymem galaktozylotransferazą (beta4GALT) i  aktywuje go (https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/lactose-synthase). Laktoza powstaje w aparacie Golgiego przy normalnym stężeniu glukozy w jego świetle, a enzym katalizujący jej syntezę znajduje się w błonie. Glukoza jest transportowana do komórki i do błon aparatu Golgiego transporterem błonowym dla glukozy – (GLUT1), a UDPGal do błon aparatu Golgiego transporterem SLC352A (https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S001448271530135X). Pokazuję to na poniższym schemacie.

Enzymy: E1- glukokinaza HK (heksokinaza), E2 – PGM (fosfoglukomutaza), E3 – UGP2 (pirofosforylaza UDP:glukoza), E4 – GALE(4’-epimerzaz UDP galaktoza), E5 – beta4GALT(b-1,4-galaktozylotransferaza). Laktoza i αLA są pakowane do pęcherzyków sekrecyjnych, których zawartość jest uwalniana na drodze egzocytozy z komórek nabłonkowych podczas laktacji. Laktoza i αLA są wydzielane do mleka. Ludzka αLA okazała się niezwykłą substancją terapeutyczną, ale uwaga – nie bezpośrednio wypita z mlekiem, nawet ludzkim.

HAMLET

HAMLET (z ang. Human Alpha-lactalbumin Made LEthal to Tumor – Ludzka Alfa-laktalbumina Powodująca Śmierć Guza). Preparat medyczny jest kompleksem a- laktalbumiiny z ludzkiego mleka z nośnikiem lipidowym. Nie trzeba pić mleka, ponieważ w nim nie ma tego terapeutyku.

Badania rozpoczęte nad leczniczym działaniem ludzkiej α-laktalbuminy rozpoczęto w połowie lat 90-tych (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC41287/) i ciągle jeszcze są prowadzone. Praca, na której się opieram, jest z 2019 roku (Biol. Chem. 2019 294: 19511). HAMLET jest kompleksem ludzkiej α-laktalbuminy z kwasem tłuszczowym oleinowym (oleinianem) (18 węglowy, jednonienasycony, omega 9, występujący w oliwie i tranie). Pokazuję na poniższej ilustracji, jak HAMLET powstaje z połączenia z tłuszczem ułatwiającym mu przenikanie przez błony komórkowe (Biochemical and Biophysical Research Communications 482 (2017) 454e458).

 Preparat HAMLET jest zabójczy dla wielu bakterii Gram-dodatnich. Powoduje on zahamowanie procesów życiowych w tych bakteriach – glikolizę – produkcję ATP i kwasu mlekowego. Sama α-laktalbumina nie hamuje tych aktywności, ani sam oleinian. Musi być połączenie białka z nośnikiem lipidowym i dzięki temu cały kompleks może przeniknąć przez błony do wnętrza komórki. Wspomaga w niektórych przypadkach działanie antybiotyków na bakterie. HAMLET indukuje obumieranie komórek guza, natomiast nie oddziałuje na zdrowe komórki. Powoduje autofagię (apoptozę, samozniszczenie) komórek raka i to ma skutek terapeutyczny. Niszczy komórki guzów o różnej etiologii. Wśród terapeutyków jest też BAMLET (z ang – Bovin Alpha-lactalbumin Made LEthal to Tumor – Bydlęca Alfa-laktalbumina Powodująca Śmierć Guza), α -laktalbumina bydlęca ma podobny skład do ludzkiej (Mljekarstvo 66 (1), 3-11 (2016)).

Konkluzja

Poszukując odpowiedzi na pytanie o zwykłą, drogą, jak na polskie kieszenie, odżywkę – suplement diety można dowiedzieć się o niezwykłych odkryciach związanych z terapią nowotworową. Stosowanie mieszanek aminokwasów ma sens tylko przy odżywianiu osób wyjątkowo wycieńczonych lub przy specjalnych zaleceniach dla sportowców. Mieszanki witaminowe polecane w suplementach pozostają raczej bez wpływu na nasz organizm i możemy znaleźć też takie, które nie obciążą znacznie naszej kieszeni. Zwracam uwagę na fakt, że witamina C bez względu na to, z jakiej rośliny jest otrzymana, pozostaje tą samą substancją niezbędną dla naszego metabolizmu. Ciekawostka, że w Polsce głównym źródłem witaminy C są ziemniaki. Witamina C jest antyoksydantem i bierze udział w kilku przemianach enzymatycznych. Jest rozpuszczalna w wodzie, tak więc lepiej zjeść kartoflankę niż odlać witaminę do zlewu. Z kolei witaminay B₁₂ (jak i kobaltu, jej składnika) nigdy nie można brać bez sensownych wskazań medycznych, ponieważ mimo to, że jest rozpuszczalna w wodzie to (ciekawostka) jest kumulowana w wątrobie. Znajomi weganie podawali bez należytej kontroli tę witaminę swojemu dziecku i w konsekwencji miało zaburzenia w obrazie komórek krwi. Po odstawieniu witaminy B₁₂ wszystko wróciło do normy.             Zapraszam na opowiadanie o argininie i innych aminokwasach („Obojętny składnik powietrza…”,„Starzenie a na co…”, „Gdy zjemy białko…”,  „Zrozumieć białko…”,  „Criminal story… „ ). Suplementy mają nie szkodzić, a czy mogą pomagać? Na pewno oddziałują na naszą psychikę w postaci dobrze spełnionego w stosunku do siebie obowiązku i na naszą kieszeń, jak nie zapłacimy i to dużo – to nie działa, jakby natura tego chciała, W dodatku na naszą wyobraźnię oddziałują informacje o naturalnych składnikach zawartych w odżywkach, czyli tych pochodzenie roślinnego.

A dieta każda jest dobra, jeżeli się zwraca sensownie uwagę na to, co się je i szczególnie na to, ile się je (kilokalorie). Do właściwego utrzymania diety jedzenie należy ważyć. Trzeba mieć wagę dla kontroli naszej masy i dla masy substancji, które mamy zjeść.