Omega w organizmie

utlenianie lipidów

„utlenianie lipidów” to termin wyjaśniający różne rodzaje reakcji, mające zarówno pozytywne, jak i negatywne konsekwencje dla ludzkiego ciała. W organizmie utlenianie lipidów jest ważne dla kilku reakcji fizjologicznych, na przykład przy wykorzystaniu kwasów tłuszczowych do produkcji energii poprzez β-utlenianie. Utlenianie bierze również udział w wytwarzaniu sygnalizacji

substancji zwanych eikozanoidami. Powstają one z kwasu tłuszczowego omega-3 kwasu eikozapentaenowego (EPA) i kwasu tłuszczowego omega-6 kwasu arachidonowego (AA) w wyniku działania określonych układów enzymatycznych. Utlenianie lipidów może również odnosić się do niekontrolowanej oksydacyjnej degradacji lipidów inicjowanej przez wolne rodniki kradnące elektrony, co jest pierwszym krokiem w tworzeniu kilku substancji cytotoksycznych i mutagennych w organizmie. Niekontrolowane uszkodzenia oksydacyjne wpływają również na produkty spożywcze, wpływając na ogólną jakość.

kwasy tłuszczowe i utlenianie – wpływ liczby podwójnych wiązań

kwasy tłuszczowe są długimi łańcuchami alifatycznymi składającymi się z węgla i wodorów. Łańcuch węglowy różni się długością, stopniem nienasycenia i strukturą. W żywności kwasy tłuszczowe znajdują się głównie w kompleksach lipidowych zwanych trójglicerydami (Czytaj więcej w „trawienie lipidów”). Niektóre kwasy tłuszczowe są nasycone, podczas gdy inne mają różne stopnie nienasycenia. Jednak mówiąc o utlenianiu lipidów, interesujące są tylko wielonienasycone kwasy tłuszczowe. Wielonienasycone kwasy tłuszczowe zawierają dwa lub więcej podwójnych wiązań i to właśnie te podwójne wiązania są podatne na utlenianie. W konsekwencji ryzyko utleniania wzrasta wraz z liczbą podwójnych wiązań obecnych w kwasie tłuszczowym. Na przykład EPA (C20:5) posiadający pięć podwójnych wiązań jest bardziej podatny na utlenianie niż kwas linolenowy (C18:3), posiadający tylko trzy podwójne wiązania.

utlenianie w produktach spożywczych-zmiany sensoryczne i żywieniowe

ze względu na utlenianie oleje jadalne zawierające nienasycone kwasy tłuszczowe są głównym problemem w przemyśle spożywczym. Degradacja nienasyconych kwasów tłuszczowych przez utlenianie jest bezpośrednio związana z problemami ekonomicznymi, odżywczymi, smakowymi, bezpieczeństwa i przechowywania. Istnieją dwie główne reakcje utleniania, które mogą wystąpić w produktach spożywczych zawierających lipidy; autoutlenianie i fotoutlenianie, z których autoutlenianie jest najczęstsze. Automatyczne utlenianie występuje w obecności tlenu i jest opisane jako autokatalityczne wytwarzanie wolnych rodników. Jest inicjowany, gdy atom wodoru jest pobierany w obecności inicjatorów, takich jak światło, ciepło, metale lub tlen, tworząc Rodnik lipidowy, który reaguje z tlenem, tworząc Rodnik nadtlenku lipidów. Te rodniki nadtlenkowe reagują z drugim lipidem, dając Rodnik lipidowy i hydroksyperolenek. Reakcja może być rozłożona przez przeciwutleniacze wytwarzające kombinację gatunków rodnikowych w celu uzyskania gatunków nierodnikowych i nie rozmnażających się. Fotoutlenianie występuje, gdy tlen trójpłytowy norma jest przekształcany w tlen singletowy przez ekspozycję na promieniowanie UV. Tlen singletowy oddziałuje z wielonienasyconymi kwasami tłuszczowymi, tworząc hydroksyperoxide, który inicjuje reakcję autoutleniania .

proces utleniania lipidów prowadzi do powstawania kilku składników powodujących niesmaczne aromaty i obniżoną jakość odżywczą. Wśród tych związków są wolne rodniki znane jako „złodziej wodoru”, odparowujący wodór z innych cząsteczek. Spowoduje to zainicjowanie opisanej powyżej reakcji autokatalitycznego utleniania, prowadząc do powstania pierwotnych produktów utleniania, takich jak hydroksyperoxides . Hydroksyperoxides rozkładają się na drugorzędne produkty utleniania o nieprzyjemnym zapachu i smaku, wpływając również na wygląd żywności . Sugerowano również, że wtórne produkty utleniania, takie jak reaktywne aldehydy, alkohole i ketony, mają negatywny wpływ na zdrowie ze względu na ich działanie cytotoksyczne, mutagenne i neurotoksyczne . Utlenianie lipidów może również poważnie zmienić jakość odżywczą żywności przez upośledzenie witamin i wielonienasyconych kwasów tłuszczowych.

dietetyczne PUFA są podatne na utlenianie zarówno podczas przetwarzania, jak i przechowywania. Reakcje oksydacyjne zależą od środowiska. Przede wszystkim skład kwasów tłuszczowych wpłynie na szybkość utleniania, ponieważ wzrost dostępnych wiązań podwójnych w Pufa oznacza również, że istnieje więcej miejsc, w których może wystąpić reakcja utleniania. Ogólnie rzecz biorąc, istnieje również kilka innych pro-utleniaczy w żywności, takich jak tlen i jony metali. Wysoka temperatura są również czynnikiem, który może zainicjować utlenianie lipidów. W związku z tym podejmowane są specjalne środki ostrożności dla produktów zawierających PUFA w celu utrzymania jakości odżywczej i przedłużenia okresu przydatności do spożycia. Jednym z podejść jest uniknięcie pro-utleniaczy środowiskowych, takich jak światło, wysoka temperatura i tlen. Innym podejściem jest usuwanie produktów utleniających i proutleniaczy poprzez rafinację produktów naftowych (Czytaj więcej w „olej z ryb a zdrowie”). Możliwe jest również opóźnienie utleniania poprzez dodanie przeciwutleniaczy, które same są utleniane.

utlenianie w organizmie (in vivo)

podczas spożywania żywności utlenianie nadal w przewodzie pokarmowym. Wcześniejsze badania wykazały, że w żołądku obecne są proutleniacze, takie jak tlen, jony metali (np. Fe2+ i Cu2+), reaktywny azot, siarczyny i azotyny. To, w połączeniu z niskim pH, wolne kwasy tłuszczowe z działaniem lipazy żołądkowej i obecność tlenu sprawia, że żołądek potencjalne dobre środowisko oksydacyjne . Tak więc, jest prawdopodobne, że utlenianie lipidów żywności nadal również wewnątrz ciała. Wykazano, że niektóre sole żółciowe są dobrymi proutleniaczami. To, w połączeniu z emulgowaniem lipidów w jelicie cienkim, zwiększając powierzchnię kropel lipidowych, sugeruje, że istnieje potencjał inicjowania utleniania również w jelicie cienkim .

stres oksydacyjny

jak wspomniano powyżej, utlenianie jest naturalnym procesem, gdy organizm wytwarza energię z kwasów tłuszczowych lub cząsteczek sygnalizacyjnych, takich jak eikozanoidy. Ponieważ Podróżowanie wolnych rodników w organizmie może prowadzić do potencjalnych szkód, komórki ludzkie opracowały wiele mechanizmów ochrony przed szkodliwym działaniem utleniania. Na przykład obecność przeciwutleniaczy, które hamują mutację wolnych rodników accui specyficzne układy enzymatyczne, które rozkładają nadtlenki lipidowe na tlen i wodę, oba są nieszkodliwymi cząsteczkami. Jednak systemy ochronne ludzkiego ciała są ograniczone. Brak równowagi między reaktywnymi formami tlenu a zdolnością organizmu do neutralizacji i eliminacji wolnych rodników może prowadzić do kumulacji uszkodzeń oksydacyjnych, powszechnie zwanych stresem oksydacyjnym, który jest dobrze znany jako potencjalny szkodliwy. Stres oksydacyjny wzmacnia reakcję oksydacyjną przez tłumienie białek wchodzących w skład obrony oksydacyjnej i przez zubożenie komórkowego magazynowania przeciwutleniaczy, takich jak witamina E i karotenoidy . To jest powód, dlaczego jest tak ważne w przypadku dziennego spożycia żywności zawierającej przeciwutleniacze, zwłaszcza w przypadku atletów w fazie restytucji. Polifenole z oliwek, takie jak hydroksytyrozol, są bardzo aktywnymi i dobrze udokumentowanymi przeciwutleniaczami, które usuwają reaktywne formy tlenu i azotu w organizmie .

Jedz ryby i oleje rybne

utlenione lipidy już wcześniej sugerowano , że biorą udział w patologii i rozwoju chorób przewlekłych, i wyrażono pewien sceptycyzm dotyczący zwiększonego spożycia wielonienasyconych kwasów tłuszczowych. W oparciu o te obawy Norweski Komitet ds. bezpieczeństwa żywności (VKM) ocenił pozytywne i negatywne skutki dla zdrowia kwasów tłuszczowych omega-3 w suplementach żywnościowych i żywności wzbogaconej, stosując wytyczne Europejskiego Urzędu ds. bezpieczeństwa żywności (EFSA) dotyczące oceny ryzyka i korzyści żywności . Norweskie władze ds. zdrowia stwierdziły, że spożywanie niezbędnych morskich kwasów tłuszczowych omega-3, EPA i DHA, jest bezpieczne poprzez spożycie tłuszczowych ryb lub olejów rybnych.

autor: Dr Kristi Ekrann Aarak i dr Linda Saga, BioActive Foods

1. Frankel, E. N., Lipid Oxidation, ed. E. N. Frankel. Vol. 10. 2005, Bridgewater, UK: the Oily Press.
2. , Chemia i biochemia produktów peroksydacji lipidów. Free Radic Res, 2010. 44(10): p. 1098-124.
3. Esterbauer, H., R. J. Schaur, and H. Zollner, Chemistry and biochemistry of 4-hydroxynonenal, malonaldehyd and related aldehyds. Free Radic Biol Med, 1991. 11(1): s. 81-128.
4. Long, E. K. i M. J. Picklo, SR., Trans-4-hydroksy-2-heksenal, produkt peroksydacji kwasów tłuszczowych n-3: Zrób trochę miejsca HNE. Free Radic Biol Med, 2010. 49(1): p. 1-8.
5. Uchida, K., Rola reaktywnego aldehydu w chorobach sercowo-naczyniowych. Free Radic Biol Med, 2000. 28(12): p. 1685-96.
6. Halliwell, B., K. Zhao, and M. Whiteman, the gastrointestinal tract: główne miejsce działania antyoksydacyjnego? Free Radic Res, 2000. 33(6): s. 819-30.
7. , Utlenianie oleju z wątroby dorsza podczas trawienia przewodu pokarmowego in vitro. J Agric Food Chem, 2012. 60(30): s. 7556-64.
8. Jones, P. J. H. and S. Kubow, lipidy, sterole i ich metabolity, we współczesnym żywieniu w zdrowiu i chorobie, M. E. Shils, et al., Redakcja. 2006, Lippincott Williams and Wilkins: USA.
9. Cicerale, S., L. Lucas, and R. Keast, biologiczna aktywność związków fenolowych obecnych w oliwie z oliwek z pierwszego tłoczenia. Int J Mol Sci, 2010. 11(2): s. 458-79.
10. Kanner, J., dietetyczne zaawansowane produkty końcowe utleniania lipidów są czynnikami ryzyka dla zdrowia ludzkiego. Mol Nutr Food Res, 2007. 51(9): s. 1094-101.
11. , Mitogen-Activated Protein Kinases and Reactive Oxygen Species: How Can ROS Activate MAPK Pathways? J Signal Transduct, 2011. 2011: P. 792639.
12. Cohn, J. S., tłuszcz utleniony w diecie, lipemia poposiłkowa i choroby układu krążenia. Curr Opin Lipidol, 2002. 13(1): s. 19-24.
13. , 4-Hydroksynonenal utleniająco modyfikuje histony: implikacje dla choroby Alzheimera. Neurosci Lett, 2004. 356(3): s. 155-8.
14. , Główny produkt peroksydacji lipidów, trans-4-hydroksy-2-nonenal, preferencyjnie tworzy addukty DNA w kodonie 249 ludzkiego genu p53, unikalny mutacyjny punkt zapalny w raku wątrobowokomórkowym. Carcinogenesis, 2002. 23(11): p. 1781-9.
15. , Ocena negatywnego i pozytywnego wpływu na zdrowie kwasów tłuszczowych n-3 jako składników suplementów diety i żywności wzbogaconej. 2011, Norweski Komitet Naukowy ds. bezpieczeństwa żywności.
16. , Guidance on human health risk-benefit assessment of foods. 2010, European Food Safety Autohistics (EFSA).