Omega elimistössä

lipidien hapettuminen

”lipidien hapettuminen” on termi, joka selittää erityyppisiä reaktioita, joilla on sekä positiivisia että negatiivisia vaikutuksia ihmiskehoon. Elimistössä lipidien hapettuminen on tärkeää useissa fysiologisissa reaktioissa, esimerkiksi käytettäessä rasvahappoja energian tuottamiseen β-hapettumisen kautta. Hapetus osallistuu myös eikosanoideiksi kutsuttujen merkinantoaineiden

tuotantoon. Näitä muodostuu omega-3-rasvahappo eikosapentaeenihaposta (EPA) ja omega-6-rasvahappo arakidonihaposta (AA) erityisten entsyymijärjestelmien vaikutuksesta. Lipidien hapettumisella voidaan viitata myös elektroneja varastavien vapaiden radikaalien käynnistämään lipidien hallitsemattomaan oksidatiiviseen hajoamiseen, joka on ensimmäinen vaihe useiden sytotoksisten ja mutageenisten aineiden muodostumisessa elimistössä. Hallitsemattomat oksidatiiviset vauriot vaikuttavat myös elintarvikkeisiin vaikuttaen yleiseen laatuun.

rasvahapot ja hapettumiseen vaikuttavat kaksoissidosten lukumäärä

rasvahapot ovat pitkiä alifaattisia ketjuja, jotka koostuvat hiilestä ja vedystä. Hiiliketjun pituus, kestämättömyysaste ja rakenne vaihtelevat. Elintarvikkeissa rasvahappoja esiintyy pääasiassa lipidikomplekseissa, joita kutsutaan triglyserideiksi (Lue lisää ”lipidien pilkkoutumisesta”). Osa rasvahapoista on tyydyttyneitä, kun taas toisilla on eriasteista tyydyttymättömyyttä. Lipidien hapettumisesta puhuttaessa kiinnostavat kuitenkin vain monityydyttymättömät rasvahapot. Monityydyttymättömät rasvahapot sisältävät kaksi tai useampia kaksoissidoksia, ja juuri nämä kaksoissidokset ovat alttiita hapettumiselle. Näin ollen hapettumisriski kasvaa rasvahapossa olevien kaksoissidosten lukumäärän kasvaessa. Esimerkiksi EPA (C20:5), jossa on viisi kaksoissidosta, on alttiimpi hapettumiselle kuin linoleenihappo (C18:3), jossa on vain kolme kaksoissidosta.

hapettuminen elintarvikkeissa-sensoriset ja ravitsemukselliset muutokset

hapettumisen vuoksi tyydyttymättömiä rasvahappoja sisältävät ruokaöljyt ovat elintarviketeollisuudessa erittäin huolestuttavia. Tyydyttymättömien rasvahappojen hajoaminen hapettumalla liittyy suoraan taloudellisiin, ravitsemuksellisiin, maku -, turvallisuus-ja varastointiongelmiin. Lipidejä sisältävissä elintarvikkeissa voi esiintyä kaksi merkittävää hapetusreaktiota; auto-oksidaatio ja foto-oksidaatio, joista auto-oksidaatio on yleisin. Automaattinen hapettuminen tapahtuu hapen läsnä ollessa ja sitä kuvataan vapaiden radikaalien autokatalyyttisenä generaationa. Se syntyy, kun vetyatomi abstrahoidaan initiaattoreiden kuten valon, lämmön, metallien tai hapen läsnä ollessa muodostaen lipidiradikaalin, joka reagoi hapen kanssa muodostaen lipidiperoksidiradikaalin. Nämä peroksidiradikaalit reagoivat toisen lipidin kanssa, jolloin muodostuu lipidiradikaali ja hydroksiperoksidi. Reaktio voidaan porrastaa hapettumisenestoaineilla, jotka tuottavat yhdistelmän radikaaleja lajeja, jolloin saadaan ei-radikaaleja ja ei-lisääntyviä lajeja. Fotohapetus tapahtuu, kun Norma-tripletin happi muuttuu UV-säteilyn vaikutuksesta singlettihapeksi. Singletin happi vuorovaikuttaa monityydyttymättömien rasvahappojen kanssa muodostaen hydroksiperoksidia, joka aloittaa auto-hapetusreaktion .

lipidien hapettumisprosessi johtaa useiden komponenttien muodostumiseen, mikä aiheuttaa poikkeavia makuja ja heikentää ravitsemuksellista laatua. Näitä yhdisteitä ovat muun muassa vapaat radikaalit, joiden tiedetään olevan ”vetyvarkaita” ja steelaavan vetyä muista molekyyleistä. Tämä käynnistää edellä kuvatun autokatalyyttisen hapetusreaktion, joka johtaa primaaristen hapetustuotteiden kuten hydroksiperoksidien muodostumiseen . Hydroksiperoksidit hajoavat sekundaarisiksi hapetustuotteiksi, joilla on paha haju ja maku, mikä vaikuttaa myös ruoan ulkonäköön . Sekundaarisilla hapetustuotteilla, kuten reaktiivisilla aldehydeillä, alkoholeilla ja ketoneilla, on myös ehdotettu olevan kielteisiä terveysvaikutuksia niiden sytotoksisen, mutageenisen ja neurotoksisen vaikutuksen vuoksi . Lipidien hapettuminen voi myös merkittävästi muuttaa elintarvikkeiden ravitsemuksellista laatua heikentämällä vitamiineja ja monityydyttymättömiä rasvahappoja.

ravinnon mukana saatavat PUFA: t ovat alttiita hapettumiselle sekä käsittelyn että varastoinnin aikana. Oksidatiiviset reaktiot riippuvat ympäristöstä. Ensinnäkin rasvahappokoostumus vaikuttaa hapetusnopeuteen, sillä Pufoissa käytettävissä olevien kaksoissidosten lisääntyminen tarkoittaa myös sitä, että on enemmän paikkoja, joissa hapetusreaktio voi tapahtua. Yleisesti elintarvikkeissa on myös useita muita pro-hapettimia, kuten happi-ja metalli-ioneja. Korkea lämpötila on myös tekijä, joka voi aloittaa lipidien hapettumisen. Siksi PUFA-valmisteita käytettäessä on noudatettava erityisiä varotoimia ravitsemuksellisen laadun säilyttämiseksi ja säilyvyyden pidentämiseksi. Yksi lähestymistapa on välttää ympäristön pro-hapettimia, kuten valoa, korkea lämpötila ja happi. Toinen lähestymistapa on poistaa hapettavat tuotteet ja pro-oxidants jalostamalla öljytuotteiden (Lue lisää ”Fish oil and health”). Hapettumista on myös mahdollista viivyttää lisäämällä itse hapettuvia antioksidantteja.

hapettuminen elimistössä (in vivo)

kun syödään elintarvikkeita, hapettuminen jatkuu ruoansulatuskanavaan. Aikaisemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että mahassa on pro-hapettimia, kuten happi, metalli-ionit (esim.Fe2+ ja Cu2+), reaktiiviset typpi -, sulfiitti-ja nitriittilajit. Tämä yhdistettynä alhaiseen pH: hen vapauttaa rasvahappoja mahalaukun lipaasin vaikutuksesta ja hapen läsnäolo tekee mahasta potentiaalisen hyvän hapettavan ympäristön . Näin ollen on todennäköistä, että ruoan lipidien hapettuminen jatkuu myös kehon sisällä. Tietyt sappisuolat ovat osoittautuneet hyviksi Pro-hapettimiksi. Tämä yhdistettynä lipidien emulgoitumiseen ohutsuolessa, mikä lisää lipidipisaran pintaa, viittaa siihen, että on mahdollista aloittaa hapettuminen myös ohutsuolessa .

oksidatiivinen stressi

kuten edellä on mainittu, hapettuminen on luonnollinen prosessi, kun keho tuottaa energiaa rasvahapoista eli viestimolekyyleistä kuten eikosanoideista. Koska vapaiden radikaalien kulkeutuminen elimistössä voi aiheuttaa mahdollisia haittoja, ihmissolut ovat kehittäneet useita suojamekanismeja hapettumisen vahingollisia vaikutuksia vastaan. Esimerkiksi vapaiden radikaalien accu – molekyyliä estävät antioksidantit ja erityiset entsyymijärjestelmät, jotka pilkkovat lipidiperoksidit hapeksi ja vedeksi, jotka molemmat ovat vaarattomia molekyylejä. Ihmiskehon suojajärjestelmät ovat kuitenkin rajalliset. Epätasapaino reaktiivisten happilajien ja organismin kyvyn neutraloida ja eliminoida vapaita radikaaleja voi johtaa oksidatiivisen vaurion kertymiseen, jota kutsutaan yleisesti oksidatiiviseksi stressiksi, jonka tiedetään olevan potentiaalisesti haitallinen. Oksidatiivinen stressi vahvistaa oksidatiivista reaktiota tukahduttamalla hapetuspuolustukseen kuuluvia proteiineja ja heikentämällä antioksidanttien, kuten E-vitamiinin ja karotenoidien, solujen varastointia . Tämä on syy, miksi se on niin tärkeää päivittäin saanti elintarvikkeita, jotka sisältävät antioksidantteja, erityisesti atlets aikana restitution vaiheessa. Oliivista saatavat polyfenolit, kuten hydroksityrosoli, ovat erittäin aktiivisia ja hyvin dokumentoituja antioksidantteja, jotka haalivat elimistöstä reaktiivisia happi-ja typpilajeja .

kalaöljyjen ja kalaöljyjen

hapettuneiden lipidien on aiemmin ehdotettu osallistuvan kroonisten sairauksien patologiaan ja kehittymiseen , ja monityydyttymättömien rasvahappojen lisääntyneeseen saantiin on suhtauduttu epäilevästi. Norjan elintarviketurvallisuuskomitea (VKM) arvioi tämän huolenaiheen perusteella ravintolisien ja väkevien elintarvikkeiden sisältämien omega-3-rasvahappojen myönteisiä ja kielteisiä terveysvaikutuksia käyttämällä European Food Safety Authoriy (EFSA)-guideline for risk-benefit assessment of foods-ohjetta . Norjan terveysviranomaiset totesivat, että välttämättömien meren omega-3-rasvahappojen, EPA: n ja DHA: n, nauttiminen rasvaista kalaa tai kalaöljyjä on turvallista.

kirjoittanut tohtori Kristi Ekrann Aarak ja tohtori Linda Saga, BioActive Foods

1. Frankel, E. N., Lipid Oxidation, ed. E. N. Frankel. Vol. 10. 2005, Bridgewater, Iso-Britannia: the Oily Press.
2. Gueraud, F., et al., Lipidiperoksidaatiotuotteiden kemia ja biokemia. Ilmainen Radic Res, 2010. 44(10): s. 1098-124.
3. Esterbauer, H., R. J. Schaur, and H. Zollner, Chemistry and biochemistry of 4-hydroxynonenal, malonaldehyde and related aldehydes. Ilmainen Radic Biol Med, 1991. 11(1): s. 81-128.
4. Long, E. K. ja M. J. Picklo, Sr., Trans-4-hydroksi-2-heksenaali, N-3-rasvahappoperoksidaation tuote: tee tilaa HNE: lle. Ilmainen Radic Biol Med, 2010. 49(1): S. 1-8.
5. Uchida, K., reaktiivisen aldehydin rooli sydän-ja verisuonitaudeissa. Ilmainen Radic Biol Med, 2000. 28(12): s. 1685-96.
6. Halliwell, B., K. Zhao ja M. Whiteman, ruoansulatuskanava: tärkein sivusto antioksidantti toimintaa? Ilmainen Radic Res, 2000. 33 (6): s. 819-30.
7. Larsson, K., et al., Kalanmaksaöljyn hapettuminen ruuansulatuskanavan in vitro digestion aikana. J Agric Food Chem, 2012. 60(30): s. 7556-64.
8. Jones, P. J. H. ja S. Kubow, lipidit, sterolit ja niiden metaboliitit, in Modern Nutrition in Health and Disease, M. E. Shils, et al., Muokkaus. 2006, Lippincott Williams ja Wilkins: USA.
9. Cicerale, S., L. Lucas ja R. Keast, Biological activities of phenolic compounds present in virgin olive oil. Int J Mol Sci, 2010. 11(2): s. 458-79.
10. Kanner, J., Dietary advanced lipid oxidation endproducts are risk factors to human health. Mol Nutr Food Res, 2007. 51(9): s. 1094-101.
11. Son, Y., et al., Mitogeeni-aktivoidut Proteiinikinaasit ja reaktiiviset Happilajit: miten ROS voi aktivoida MAPK-reittejä? J Signal Transduct, 2011. 2011: s. 792639.
12. Cohn, J. S., hapettunut rasva ruokavaliossa, aterian jälkeinen lipemia ja sydän-ja verisuonitaudit. Curr Opin Lipidol, 2002. 13(1): s. 19-24.
13. Drake, J., et al., 4-Hydroxynonenal oxidatively modifies histones: implications for Alzheimer ’ s disease. Neurosci Lett, 2004. 356(3): s. 155-8.
14. Hu, W., et al., Tärkein lipidiperoksidaatiotuote, trans-4-hydroksi-2-nonenaali, muodostaa mieluiten DNA-addukteja kodonissa 249 ihmisen p53-geenissä, joka on ainutlaatuinen mutaatio hepatosellulaarisessa karsinoomassa. Karsinogeneesi, 2002. 23(11): s. 1781-9.
15. Frøyland, L., et al., Evaluation of negative and positive health effects of n-3 fatty acids as composers of food supplements and väkevöity foods. 2011, Norwegian Scientific Committee for Food Safety.
16. Barlow, S., et al., Guidance on human health risk-benefit assessment of foods. 2010, European Food Safety Autohrities (EFSA).