WETERYNARIA W PRAKTYCE ŻYWIENIE
dr inż. Jacek Wilczak, dr n. wet. Michał Jank, mgr inż. Dariusz Kamola, mgr inż. Adam Prostek
Zakład Dietetyki Katedry Nauk Fizjologicznych Wydziału Medycyny Weterynaryjnej SGGW w Warszawie
ZwiÄ…zki biologicznie
czynne w dietoterapii
chorób dietozależnych  cz. I
Bioactive compounds in a nutritional therapy of diet depending diseases  part I
W ostatnich latach w żywieniu zwierząt nie długi okres stają się związki biolo-
Streszczenie
towarzyszących człowiekowi dominują gicznie czynne zarówno pochodzenia
W ostatnich latach, na podstawie ba- takie same tendencje jak w przypadku zwierzęcego, jak i roślinnego, a zdoby-
dań epidemiologicznych populacji ludzi,
żywienia człowieka. Duży nacisk jest ta wiedza pozwala tak zmieniać spo-
stwierdzono dodatnią korelację między
kładziony przede wszystkim na sto- soby produkcji żywności, aby zacho-
ilością spożywanych warzyw i owoców
sowanie takich strategii i programów wać najwyższą wartość odżywczą lub
a zmniejszoną zachorowalnością, szcze-
żywieniowych, które ograniczą za- wprowadzać do niej związki biologicz-
gólnie na niektóre choroby cywilizacyjne:
chorowalność na wybrane jednostki nie czynne, tworząc w ten sposób tzw.
choroby naczyniowo-sercowe, niektóre
chorobowe, u podstaw których leży z
le żywność funkcjonalną. Pojęcie to jest
nowotwory, alergie, obniżenie odporno-
ści czy przyspieszone starzenie się. Tak zbilansowana dieta  i to niezależnie, dobrze zakotwiczone w nauce o żywie-
pozytywny wpływ przypisuje się biolo- czy jest to dieta sucha, mokra, czy przy- niu człowieka  żywność funkcjonalną
gicznie aktywnym substancjom wystÄ™-
gotowywana w domu na bazie produk- stanowią produkty spożywcze, które
pujÄ…cym w owocach, warzywach i nie-
tów spożywczych. Właściciele zwierząt poza wartością odżywczą wnoszą tak-
których surowcach spożywczych. Wśród
najczęściej nie mają dostatecznej wie- że składniki tzw. prozdrowotne. Żyw-
tych związków najszersze spektrum wła-
dzy na temat zasad prawidłowego ich ność funkcjonalna jest podstawą pre-
ściwości biologicznych posiadają związki
żywienia. Stąd też zaufanie do produ- wencji chorób dietozależnych zarówno
polifenolowe, wśród których najliczniejsze
centów karm gotowych  którzy dys- w żywieniu człowieka, jak i zwierząt
sÄ… flawonoidy.
ponujÄ…c wiedzÄ…, mogÄ…/mogliby wy- mu towarzyszÄ…cych.
SÅ‚owa kluczowe
znaczać trendy w racjonalizacji metod W rozwoju większości chorób dieto-
zwiÄ…zki biologicznie czynne, flawonoidy,
żywieniowych  oraz do lekarzy i diete- zależnych, chorób bezpośrednio uza-
choroby dietozależne, dietoprofilaktyka,
tyków, którzy poprzez konstruowanie leżnionych od braku lub nadmiaru
karmy dla zwierzÄ…t
zbilansowanych diet mogą nie dopusz- wybranych składników pokarmowych
czać do powstawania chorób z niedo- w diecie, najistotniejsze znaczenie od-
Abstract
borów lub z nadmiaru składników od- grywają dwa powiązane ze sobą me-
Recent epidemiological studies on hu-
żywczych. chanizmy zachodzące w organizmie:
mans have revealed a positive correlation
between the amount of fruits and vege- Mimo znaczących postępów w na- przeciwutleniający i przeciwzapalny.
tables in a diet and the incidence of dise- uce z zakresu wpływu diety na za- Są one zależne od siebie, bowiem przy-
ases, especially civilisation diseases, such
chowanie zdrowia zwierząt badania czyną rozwoju stanów zapalnych jest
as cardiovascular illnesses, some of the
statystyczne odnotowują wzrost zacho- m.in. zachwianie równowagi utleniają-
neoplasms, allergies, immunological defi-
rowalności na choroby dietozależne: co-redukcyjnej w komórkach, a ta z ko-
ciencies or premature senescence. The bio-
nowotworowe przewodu pokarmowe- lei może być przyczyną rozwoju stanu
active compounds of fruits, vegetables and
go, układu moczowo-płciowego, cho- zapalnego, chociażby poprzez nad-
some nutritional products are supposed
roby zapalne, obniżenie odporności, mierną aktywność enzymów z grupy
to be these positively acting factors. The
zwiększoną liczbę przypadków cho- cyklooksygenaz.
broadest spectrum of bioactive properties
have the polyphenol compounds, with the
rób niedoborowych związaną z niedo-
biggest subgroup of flavonoids.
stosowaniem norm żywieniowych lub Stres oksydacyjny jako
specyficznych wymogów dla poszcze- przyczyna powstawania
Key words
gólnych wymagań żywieniowych kon- wybranych jednostek
bioactive compounds, flavanoids, diet-
kretnych ras psów. chorobowych
responsive disease, dietary prophylaxis,
Perspektywą dla utrzymania zwie- Każdy żywy organizmy jest suweren-
pet food
rząt w stanie zdrowia przez maksymal- nym, samoutrzymującym się, złożonym
STYCZEC
-LUTY " 1-2/2012
65
www.weterynaria.elamed.pl
ŻYWIENIE WETERYNARIA W PRAKTYCE
układem, w którym w sposób ciągły od- gwałtowną produkcję rodników i do- łych produktów, a przez to są groz
niej-
bywają się procesy przekształcania róż- datkowe uszkodzenie tkanek; stanach sze dla składników komórki. Związki
nych form energii. Są one precyzyjnie stresu wywołanego czynnikami środo- te są również powszechnie stosowane
sterowane przez wiele układów regu- wiskowymi (np. zanieczyszczenie śro- jako markery utleniania lipidów w ma-
lacyjnych, obejmujących enzymy, hor- dowiska, obecność ksenobiotyków, za- teriale biologicznym.
mony, czynniki wzrostowe itp. Central- nieczyszczenia chemiczne i fizyczne
nym punktem przemian energii jest żywości) bądz
czynnikami fizjologicz- Flawonoidy
transport elektronów w szeregu reak- nymi (wzmożona aktywność hormo- Flawonoidy to grupa związków biolo-
cji utleniania  redukcji. Pośrednimi nów wywołujących stres metabolicz- gicznie czynnych o bardzo szerokim
produktami tych reakcji są cząstecz- ny, nadmierny wysiłek fizyczny, silny spektrum oddziaływania biologiczne-
ki o niestabilnym układzie elektro- stres psychiczny) (1, 3-7). go. Obecnie przypisuje się im korzystny
nów i wysokiej aktywności utleniają- Proces utleniania lipidów inicjowa- wpływ na zahamowanie wspomnianych
cej, noszą one ogólną nazwę wolnych ny przez wolne rodniki (peroksyda- niekorzystnych zmian oraz zachowanie
rodników. Pojawienie się jednej z form cja) niesie ze sobą najbardziej szko- zdrowia ludzi i zwierząt. Jest to bardzo
wolnych rodników prowadzi do two- dliwe skutki dla żywych organizmów. zróżnicowana pod względem struk-
rzenia się następnych, przy czym ko- Produkty utleniania białek bądz
kwa- tury i właściwości grupa naturalnych
lejne reakcje z udziałem tych cząste- sów nukleinowych są na ogół natych- przeciwutleniaczy. Flawonoidy są za-
czek nie zawsze przebiegają w miejscu miast usuwane/naprawiane, podczas liczane do związków polifenolowych
ich powstawania. Cząsteczki te, dążąc gdy produkty utleniania lipidów mogą  końcowych produktów szlaków me-
do uzyskania bardziej stabilnej struk- się kumulować w komórce, inicjując tabolicznych aminokwasów i lipidów.
tury, reagują z różnymi składnikami utlenianie innych składników komór- Rozpowszechnione w świecie roślin,
komórek (1), mogą także reagować kowych i przyczyniając się do nieod- natomiast niesyntetyzowane w organi-
z białkami i lipidami, atakować DNA, wracalnych zmian w całym organi- zmach zwierząt. Jeszcze do niedawna
mitochondria, modyfikować aktyw- zmie (8). uważano, że w warunkach in vitro związ-
ność niektórych enzymów oraz utle- Rozprzestrzenianie się utleniania ki polifenolowe w zakresie hamowania
niać nienasycone kwasy tłuszczowe lipidów w błonach komórkowych pro- procesów utleniania  redukcji są ak-
w błonach komórkowych (2). Jedyną wadzi ostatecznie do powstawania tywne we wszystkich kierunkach prze-
skuteczną  bronią przeciwko kaska- karbonylowych pochodnych. W cza- mian, podczas gdy in vivo były zaliczane
dowemu rozprzestrzenianiu się reakcji sie utleniania n-6 i n-3 wielonienasyco- tylko do przeciwutleniaczy uzupełnia-
utleniania w komórce i całym organi- nych kwasów tłuszczowych niestabilne, jących, działających pozakomórkowo.
zmie sÄ… substancje o charakterze prze- a przez to potencjalnie niebezpieczne, Badania ostatnich 2-3 lat dokumentu-
ciwutleniającym. Podstawowa cecha nadtlenki lipidowe są przekształcane ją możliwości wewnątrzkomórkowe-
każdego przeciwutleniacza to zdol- do bardziej stabilnych pochodnych go, bezpośredniego oddziaływania fla-
ność do inaktywacji utleniacza po- karbonylowych, takich jak: n-alkenale, wonoidów na aktywność enzymów lub
przez zmianę układu elektronów w sa- 2-alkenale, 2,4-alkadieny, alkatrieny, ekspresję genów (14).
mym przeciwutleniaczu, dzięki czemu hydroksyalkenale, hydroperoksyalka- Obecnie obowiązujący podział flawo-
oszczędzane są inne cenne składni- nale, 4-hydroksyalkenale, aldehyd di- noidów obejmuje: flawanony, flawony,
ki komórki, a utleniony w ten sposób malonowy, (nie)nasycone ketony, al- flawonole, izoflawony, antocyjaniany,
przeciwutleniacz nie jest szkodliwy dla keny i alkany (9). ZwiÄ…zki te wykazujÄ… katechiny i biflawony (biflawonoidy).
komórki. Aktywność wszystkich prze- silne właściwości cytotoksyczne albo Flawonoidy naturalnie występują
ciwutleniaczy (enzymatycznych i nie- genotoksyczne (10, 11), mogÄ… reago- w owocach, warzywach, orzechach
enzymatycznych) sumuje się w organi- wać z biomolekułami (12) bądz
zakłó- i kwiatach, stanowiąc integralną część
zmie i stanowi o całkowitym potencjale cać przekaz
nictwo receptorowe (13). diety człowieka (15, 16, 17, 18).
przeciwutleniającym. W przeciwieństwie do wolnych rod- Flawonoidy wykazują następujące
Zaburzenia równowagi między re- ników aldehydy są stabilne, dlatego właściwości biochemiczne:
akcjami niekontrolowanego utlenia- mogą dyfundować z/do komórek, nisz- 1. chelatują niektóre prooksydacyj-
nia i aktywnością przeciwutleniaczy cząc te cele, które nie były wcześniej ne jony metali  np. miedzi, żela-
w organizmie na korzyść reakcji utle- dostępne dla wolnych rodników. Alde- za  przez co blokują ich zdolność
niających są określane mianem  stre- hydy reagują z grupami tiolowymi bia- do generowania wolnych rodni-
su oksydacyjnego . Jest on przyczyną łek oraz z grupami aminowymi białek, ków;
wielu chorób, a w szczególności wystę- lipidów, aminocukrów i zasad azoto- 2. wykazują właściwości antyalergicz-
puje w stanach zapalnych, kiedy po- wych, wchodzących w skład kwasów ne (blokują reakcje alergiczne i ha-
budzone komórki fagocytujące uwal- nukleinowych. Wykazano reakcję al- mują wydzielanie histaminy) oraz
niają rodniki tlenowe, uszkadzające dehydu dimalonowego z adeniną, cy- aktywność antyastmatyczną po-
nie tylko atakujące organizm patoge- tozyną i guaniną. W wyniku reakcji przez hamowanie aktywności AT-
ny, ale także sąsiadujące komórki; sy- aldehydów z grupami aminowymi po- P-azy zależnej od wapnia i fosfodie-
tuacji niedokrwienia/reperfuzji, kiedy wstają połączenia typu zasad Schiffa, sterazy cAMP;
wznowienie dopływu krwi do tkanek które następnie mogą ulegać dalszym 3. występujące częściowo w błonie
po okresie niedokrwienia powoduje przekształceniom do bardziej trwa- komórkowej i poza nią flawono-
STYCZEC
-LUTY " 1-2/2012
66
www.weterynaria.elamed.pl
WETERYNARIA W PRAKTYCE ŻYWIENIE
idy mogą  zmiatać wolne rodniki działające na komór-
kÄ™ z zewnÄ…trz i od wewnÄ…trz;
4. wykazują właściwości przeciwzapalne poprzez bloko-
wanie cyklooksygenaz i lipoksygenaz w szlaku kwasu
arachidonowego, zmniejszają następstwa stosowania le-
ków przeciwzapalnych  nie powodują owrzodzeń prze-
wodu pokarmowego;
5. wykazują właściwości przeciwnowotworowe;
6. stabilizując kolagen, wpływają na zahamowanie rozwoju
choroby wieńcowej i ograniczają przerzuty nowotworo-
we;
7. działają promieniochronnie poprzez ochronę DNA
przed uszkodzeniami spowodowanymi promieniowa-
niem UV;
8. mają zdolność hamowania replikacji niektórych wiru-
sów, aktywności polimerazy DNA i RNA, odwrotnej
transkryptazy (RT), a także do wzmacniania antywiru-
sowej aktywnoÅ›ci interferonu i TNF-að, co potwierdza
ich właściwości onkogenne;
9. wpływają na aktywność wielu enzymów: hamują aktyw-
ność kinazy białkowej C, reduktazy glutationowej, re-
duktazy aldozowej, lipooksygenazy (co w konsekwen-
cji ogranicza syntezę leukotrienów), a także oksydazy
ksantynowej;
10. w niskich stężeniach flawonoidy pobudzają proliferację
i aktywność limfocytów, ale hamują te procesy przy stę-
żeniach wyższych;
11. wywierają ochronne działanie na hepatocyty oraz zwięk-
szają aktywność enzymów wątrobowych uczestniczą-
cych w detoksykacji;
12. mają zdolność blokowania odpowiedzi immunologicz-
nej;
13. wykazują zdolność hamowania rozwoju guzów induko-
wanych karcinogenami, np.: w skórze, płucach, żołądku,
wÄ…trobie, dwunastnicy, jelicie cienkim, jelicie grubym,
trzustce czy gruczole mlekowym;
14. flawonoidy rozpuszczone we frakcji lipidowej błony
komórkowej mogą ją zabezpieczać przed utlenianiem
i zwiększać aktywność witaminy E, spowalniając utle-
nianie LDL;
15. uczestniczą w utrzymaniu integralności ścian naczyń
krwionośnych i ich odporności mechanicznej;
16. hamują agregację płytek krwi;
17. wykazują działanie spazmolityczne na mięśnie gładkie
naczyń krwionośnych;
18. wywierają wpływ uszczelniający i wzmacniający na ścia-
ny naczyń włosowatych poprzez hamowanie aktywności
hialuronidazy, dzięki czemu mogą być wykorzystywane
jako środki zapobiegające krwawieniom, wybroczynom,
żylakom, a także miażdżycy;
19. mogą działać hipoglikemicznie i hipotriglicerolemicz-
nie w przypadkach cukrzycy;
20. działają przeciwbakteryjnie i przeciwwirusowo, wyka-
zują działanie bakteriostatyczne w stosunku do bakte-
rii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych, a także inakty-
wują wytworzoną już botulinotoksynę, mogą hamować
wzrost prątków gruz
licy.
Pośród tak wielu możliwości oddziaływania flawonoidów
na procesy biologiczne w żywych komórkach najważniejsze
STYCZEC
-LUTY " 1-2/2012
67
www.weterynaria.elamed.pl
ŻYWIENIE WETERYNARIA W PRAKTYCE
wydają się ich właściwości przeciwu- profilaktyce raka jelita grubego. Głów- wanie rozwoju nowotworu. Utlenianie
tleniające. nym miejscem, w którym zachodzą DNA jest także ważną przyczyną mu-
przemiany biochemiczne flawonoidów, tacji i potencjalnie może być reduko-
Wchłanianie związków jest wątroba, w której najprawdopodob- wane przez flawonoidy. Teoretycznie
flawonoidowych niej możliwe są wszystkie  ze względu wzmacnianie skuteczności fl awono-
Pomimo ustalenia, że istnieje ścisły na budowę chemiczną  przemiany fla- idów jako przeciwutleniaczy pocho-
związek przyjmowania flawonoidów wonoidów. Należą do nich reakcje me- dzi z hamowania utleniania lipiprotein
z ograniczeniem skutków wielu stanów tylacji, hydroksylacji i/lub glikozylacji LDL, prawdopodobnie z powodu ich
chorobowych, to stosunkowo mało (26, 27, 28, 29). Po licznych przemia- zdolności redukcyjnych oraz właściwo-
jeszcze wiadomo na temat ich wchła- nach w wątrobie flawonoidy w postaci ści wiązania białek (32).
niania i przemian w tkankach organi- sprzęgniętej prawdopodobnie z białka- Innym mechanizmem działania fla-
zmów. Prace ostatnich kilku lat dowo- mi, głównie frakcją albumin (30), do- wonoidów jest ochrona przed meta-
dzą, że flawonoidy są lepiej wchłaniane stają się do krążenia obwodowego. Ist- boliczną aktywacją kancerogenów.
w postaci aglikonów, glikozydy flawo- nieje hipoteza, że flawonoidy poprzez Flawonoidy są w stanie wchodzić w in-
noidów, czyli połączone z resztą cu- połączenia z białkami mogą wchodzić terakcje z enzymami pierwszej fazy de-
krową są trudniej wchłaniane (19, w skład lipoprotein, gdzie obok np. wi- toksykacji (np. cytochromem P450),
20). Aglikony flawonoidów lepiej roz- taminy E mogą zabezpieczać lipopro- które aktywują wiele prokancerogenów
puszczalne w lipidach niż w wodzie teiny przed utlenianiem (31). Dalsza do reaktywnych form przejściowych.
są transportowane przez błony ente- ich aktywność biologiczna w osoczu Formy te z kolei mogą wchodzić w in-
rocytów. Badania pokazały, że kwer- zależy od ilości wolnych  niezasłonię- terakcje z komórkowymi nukleofilami
cetyna podawana w glikolu etylowym tych grup funkcyjnych. i ostatecznie inicjować proces kance-
szybciej i w większej ilości jest wykry- rogenezy. Jak dowodzą badania, flawo-
wana w osoczu szczurów niż poda- Możliwości noidy hamują aktywność różnych izo-
wana w zawiesinie wodnej. Niektóre przeciwnowotworowego enzymów cytochromu P450, takich jak
prace dokumentują, że prawie połowa działania flawonoidów CYP1A1 czy CYP1A2. W ten sposób
spożytych flawonoidów ulega resorpcji Liczne badania wykazują także wpływ wykazują właściwości ochronne w sto-
z przewodu pokarmowego, pozostała żywności pochodzenia roślinnego, sunku do indukcji uszkodzeń komór-
część jest metabolizowana przez bak- bogatej we flawonoidy, na procesy kowych powodowanych przez aktywa-
terie okrężnicy (21). Glikozydy flawo- nowotworzenia. Flawonoidy mogą cję kancerogenezy.
noidów mają stosunkowo dużą masę wspomagać profilaktykę chorób no- Badania na ludzkich liniach komórek
cząsteczkową i charakter hydrofilny, wotworowych, zaś przesłanką do ich nowotworowych ujawniły antyprolifera-
wskutek czego są słabo wchłaniane aktywnego działania jest fakt, że po- cyjne właściwości flawonoidów. Mecha-
w jelicie cienkim i przechodzą do dal- wstawanie nowotworu złośliwego jest nizm ten może obejmować hamowanie
szych jego odcinków w stopniu nie- procesem wieloetapowym, trwają- procesów prooksydacji odpowiedzial-
zmienionym, gdzie przy udziale bak- cym od kilku do kilkudziesięciu lat. nych za powstawanie guza. Powszech-
terii jelitowych, takich jak Eubacterium Tak długi okres rozwoju daje szansę nie uważa się, że tworzenie się związ-
ramulus (22), są hydrolizowane do agli- na zastosowanie środków interwencyj- ków utleniających (np. reaktywnych
konu i cukru. W niższych odcinkach nych, do których należy wprowadzenie form tlenu) jest głównym czynnikiem
jelita  okrężnicy  następuje rozsz- do codziennej diety produktów boga- inicjującym powstawanie nowotworu
czepienie heterocyklicznego układu tych w substancje czynne, ingerują- oraz stadium jego progresji. Enzymy
aglikonu i utworzenie floroglucynolu cych w złożone mechanizmy procesów prooksydacyjne, aktywowane różnymi
i kwasów fenolowych (m.in. fenylopro- nowotworowych. Powszechnie wiado- promotorami nowotworowymi, obejmu-
pionowego i fenylooctowego). mo, że spożywanie flawonoidów po- ją enzymy metabolizmu arachidonia-
Metoksylowane flawonoidy (np. ram- woduje obniżenie ryzyka zachorowal- nu, cyklooksygenazy (COX) i lipoksy-
netyna i izoramnetyna), powszechnie ności na nowotwory. Przypuszcza się, genazy (LOX). Flawonoidy okazują się
występujące w owocach cytrusowych, że mechanizmy tego procesu związane szczególnie efektywne jako inhibitory
są bardziej oporne na bakteryjną de- są głównie z antyoksydacyjnym działa- oksydazy ksantynowej, COX i LOX,
gradację. Podczas bakteryjnego roz- niem tych związków. są zatem inhibitorami namnażania ko-
kÅ‚adu wytwarzany jest także kwas MogÄ… one dziaÅ‚ać przeciwnowotwo- mórek nowotworowych (33). qð
p-hydroksybenzoesowy, który jest rowo poprzez ograniczanie uszkodzeń
Piśmiennictwo zostanie opublikowane
wchłaniany i wykorzystywany przez powodowanych reakcjami utleniania
z II częścią artykułu.
leukocyty do syntezy koenzymu zachodzącymi wewnątrz komórki, któ-
Q (23). Hydroliza wiązań glikozydo- re często predysponują do rozwoju no- dr inż. Jacek Wilczak
wych, np. przez mikroflorę jelitową, wotworu. Pochodne wolnych rodników Zakład Dietetyki
zwiększa aktywność flawonoidów, któ- tlenowych wydają się mieć skłonność Katedra Nauk Fizjologicznych
ra może być wykorzystana w reakcjach zarówno do inicjowania, jak i do pobu- Wydział Medycyny Weterynaryjnej
kontaktowych (24, 25). Stąd też możli- dzania kancerogenezy. Produkty perok- SGGW w Warszawie
wość stosowania flawonoidów lub ich sydacji lipidów, powstające z ginących 02-776 Warszawa
półsyntetycznych pochodnych w dieto- komórek, również wpływają na promo- ul. Nowoursynowska 159
STYCZEC
-LUTY " 1-2/2012
68
www.weterynaria.elamed.pl