Znaczenie autonomicznego układu nerwowego i nerwu błędnego na podstawie książki Stanleya Rosenberga „Terapeutyczna moc nerwu błędnego”

Znaczenie autonomicznego układu nerwowego i nerwu błędnego na podstawie książki Stanleya Rosenberga „Terapeutyczna moc nerwu błędnego”

utworzone przez | wrz 7, 2020 | Różne

Wiedza o autonomicznym układzie nerwowym i nerwie błędnym stanowi klucz do zrozumienia zjawisk, które mają miejsce w naszym organizmie. Wpływają bowiem na naszą reakcję na stres, trawienie i motorykę przewodu pokarmowego, oddychanie i pracę serca. Mimo to wciąż nie wiemy o nich wszystkiego. Próbę rozpracowania znaczenia autonomicznego układu nerwowego i nerwu błędnego oraz metody poprawiające ich funkcjonowanie otrzymujemy w książce Stanleya Rosenberga „Terapeutyczna moc nerwu błędnego. Praca z ciałem oparta na teorii poliwagalnej”, na której recenzję dzisiaj zapraszam.

„Nasze samopoczucie zależy od właściwego funkcjonowania i możliwości adaptacyjnych układu nerwowego. Istotny dla adaptacji, zwłaszcza wobec stresu, jest nerw błędny. Ten nerw czaszkowy zintegrowany jest z naszą strukturą fizyczną i neurologiczną. Nerw błędny znajduje się w centrum wszystkich aspektów życia.”

O autorze

Stanley Rosenberg, zanim napisał tę książkę, od ponad 45 lat zajmował się różnymi rodzajami terapii ciała. Życie zawodowe poświęcił poznawaniu i doskonaleniu różnych metod osteopatii, w tym rolfingu, czyli masażu tkanki łącznej czy terapii czaszkowo- krzyżowej. Ale dopiero poznanie nowej interpretacji działania autonomicznego układu nerwowego odkryło przed nim nowe możliwości pomocy pacjentom. Opisy przypadków zawarte w książce budzą respekt i świadczą o słuszności obranego kierunku.

Autonomiczny układ nerwowy

O autonomicznym układzie nerwowym często wspominam przy okazji omawiania zagadnień związanych z przewodem pokarmowym. Stanowi on część ludzkiego układu nerwowego. Bez udziału naszej woli reguluje działanie narządów wewnętrznych. Jeśli któryś z nich- serce, płuca, przewód pokarmowy czy nerki nie funkcjonują prawidłowo, winny może być niewłaściwie działający autonomiczny układ nerwowy.

Tradycyjnie w układzie nerwowym wyróżniamy dwa ramiona: współczulny i przywspółczulny, warunkujące stan stresu albo odprężenia. Reakcja stresowa uruchamiana w sytuacji zagrożenia ma na celu umożliwienie nam przetrwania na zasadzie: walcz lub uciekaj. W tym stanie nasze ciało reaguje zwiększonym napięciem mięśni (aby móc szybko biec lub efektywnie walczyć), rozszerzeniem oskrzeli (aby zwiększyć wymianę gazową w płucach), przyspieszeniem pracy serca (aby dostarczyć mięśniom odpowiedniej ilości krwi z tlenem i substancjami energetycznymi). Ale gdy zagrożenie mija, następuje odprężenie: serce zwalnia, a żołądek domaga się jedzenia. Ten stan sprzyja też rozmnażaniu.

Niestety problem pojawia się wówczas, gdy zagrożenie już dawno minęło, ale stan stresu się utrzymuje. Jest to efekt współczesnego sposobu życia, napiętych relacji, złej diety czy niedostatku snu. Co wówczas się dzieje na poziomie autonomicznego układu nerwowego, pomaga nam zrozumieć teoria poliwagalna.

Teoria poliwagalna

Zgodnie z teorią, której autorem jest jeden z nauczycieli Stanleya Rosenberga, Stephen Porges, układ autonomiczny oraz jeden z jego głównych elementów, nerw błędny posiada nie dwa, ale trzy ramiona: część współczulną, część brzuszną i część grzbietową. O części współczulnej wspominałam powyżej. Część brzuszna odpowiada za stan odprężenia połączony z postawą zaangażowania społecznego. Część grzbietowa powoduje stan wyciszenia porównywalny z zamieraniem. To z aktywnością tej części układu autonomicznego mogą wiązać się stany wycofania społecznego i zachowania depresyjne.

Do osiągnięcia prawidłowego zaangażowania społecznego konieczne jest prawidłowe funkcjonowanie pięciu nerwów czaszkowych. Sygnały świadczące o ich nieprawidłowym działaniu sugerują zaburzenia w funkcjonowaniu społecznym. Upośledzona mimika twarzy jest przecież charakterystycznym objawem pacjentów z depresją.

Dobrą wskazówką co do stanu układu autonomicznego drugiej osoby jest uścisk dłoni: zbyt lekki, zimny i wilgotny może wskazywać na nadaktywność części grzbietowej, zbyt silny- części współczulnej. Natomiast uścisk dłoni „w sam raz” sugeruje dominację części brzusznej układu autonomicznego, czyli stan, na jakim nam zależy w przeważającej części przypadków.

„Utrzymywanie się stanu aktywności części grzbietowej nerwu błędnego pomimo ustania zagrożenia pozbawia nas jednak jasności myślenia, produktywności i radości życia do czasu, gdy uda nam się powrócić do stanu zaangażowania społecznego.(…) Kiedy aktywność ta nie jest silna, ale długotrwała, odpowiada jej profil emocjonalny charakteryzujący się depresyjnymi uczuciami.(…) Ludzie ze zdiagnozowaną depresją, czyli osoby w stanie depresji, zazwyczaj tracą zainteresowanie czynnościami, które kiedyś sprawiały im przyjemność. Objadają się, tracą apetyt lub mają problemy z trawieniem. Zmniejsza się ich zasób energii, stają się bierne, introwertyczne, apatyczne, bezradne i aspołeczne. Mogą czuć się smutne, zaniepokojone, beznadziejne, bezwartościowe, winne, podenerwowane, zawstydzone lub niespokojne.”

Brzmi znajomo? Niestety, często tak.

Dlatego, mam nadzieję, rozumiecie moje zainteresowanie autonomicznym układem nerwowym i nerwem błędnym.

Nerw błędny

„Niewielu z nas sobie zdaje sprawę z tego, że nerw zwany błędnym reguluje większość funkcji organizmu koniecznych do zachowania zdrowia i dobrego samopoczucia emocjonalnego. Nerw ten musi działać prawidłowo, abyśmy byli zdrowi, czuli się dobrze pod względem emocjonalnym i wchodzili w pozytywne interakcje z rodziną, przyjaciółmi i innymi ludźmi.”

A dalej czytamy:

„W przypadku wielu zaburzeń może być zarówno przyczyną, jak i rozwiązaniem.”

Dotychczas nerw błędny był postrzegany jako pojedynczy nerw czaszkowy. Okazuje się natomiast, że część grzbietowa i część brzuszna nerwu błędnego biorą swój początek w innych częściach mózgu i rdzenia przedłużonego, biegną innymi drogami i pełnią inne funkcje. Mało tego, część brzuszna posiada osłonki mielinowe, co umożliwia szybsze przewodzenie impulsów, podczas gdy część grzbietowa, ewolucyjnie starsza, jest niezmielinizowana. Gdy przeważa aktywność tej części nerwu błędnego, krew spływa do brzucha i klatki piersiowej, przez co mamy zimne i lepkie dłonie, spada ciśnienie krwi i tętno, obniża się nastrój. Efektem mogą być zawroty głowy, omdlenia albo zespół posturalnej tachykardii ortostatycznej POTS czy problemy z trawieniem pokarmów.

Jak aktywować część brzuszną nerwu błędnego?

Na szczęście po lekturze książki nie jesteśmy pozostawieni wyłącznie z wiedzą teoretyczną. Autor podaje zestaw prostych badań służących ocenie aktywności poszczególnych części autonomicznego układu nerwowego oraz ćwiczeń, które pomagają aktywować część brzuszną nerwu błędnego. Pewnie nie zostaniemy już po pierwszym razie mistrzami w ich wykonywaniu, ale spróbować warto. Coraz więcej fizjoterapeutów zajmuje się terapią opartą na teorii poliwagalnej, bez trudu więc powinniśmy więc znaleźć specjalistę, który nam w tym pomoże.

Dla mnie książka Stanleya Rosenberga stanowi jeden z kluczy do lepszego poznania działania autonomicznego układu nerwowego. Dostarcza informacji nie całkiem medycznych, ale raczej praktycznych, jak wykorzystywać wiedzę na temat nerwu błędnego w leczeniu problemów zdrowotnych. To także dowód, że wiele chorób wymaga interdyscyplinarnego podejścia, a fizjoterapia może pełnić rolę niezbędnego ogniwa w procesie diagnostyczno- leczniczym.

Jeśli podobała Ci się recenzja, może zainteresują Cię też inne zamieszczone na blogu:

A jeśli chcesz otrzymywać powiadomienia o najnowszych wpisach oraz wartościowe wskazówki na tematy związane ze zdrowiem odżywianiem, zapisz się do newslettera:

Stanley Rosenberg, Terapeutyczna moc nerwu błędnego. Praca z ciałem oparta na teorii poliwagalnej, przeł. Andrzej Homańczyk, Kraków, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, 2020, ISBN 978-83-233-4773-6.

Bisfenol A- źródła ekspozycji i wpływ na zdrowie człowieka

Bisfenol A- źródła ekspozycji i wpływ na zdrowie człowieka

utworzone przez | sie 10, 2020 | Różne

Bisfenole stosuje się do produkcji przedmiotów codziennego użytku. Są tak powszechne w naszym środowisku, że każdy z nas, zazwyczaj nieświadomie, znajduje się pod ich wpływem. Ale nawet niewielkie ich ilości mogą być szkodliwe dla zdrowia, a przewlekła ekspozycja wywiera wpływ na praktycznie każdy układ i narząd w organizmie. Działają one na receptory dla hormonów, wpływają na produkcję wolnych rodników tlenowych, utlenianie lipidów, dysfunkcje mitochondriów oraz zmiany sygnałów komórkowych.
Chciałabym ten temat Czytelnikom nieco przybliżyć, dlatego dziś proponuję wpis na temat bisfenolu A- źródła ekspozycji i jego wpływ na zdrowie człowieka.

Bisfenole- czyli co?

Bisfenole są grupą organicznych związków chemicznych wykorzystywanych do produkcji tworzyw sztucznych. Poza najczęściej stosowanym bisfenolem A (BPA) należą do tej grupy także bisfenol B, C, S i F. Bisfenol A wykorzystywany jest do produkcji materiałów mających bezpośredni kontakt z żywnością, jak opakowania do napojów i żywności, czy sprzęt kuchenny. Jest także składnikiem tworzywa pokrywającego wewnętrzną powierzchnię metalowych puszek na żywność i napoje. Służy ponadto do produkcji papieru termalnego, akcesoriów kuchennych, zabawek czy szczeliwa dentystycznego.

To powoduje, że jesteśmy niemal stale narażeni na działanie bisfenolu A, co potwierdzają dodatnie wyniki badań płynów ustrojowych na ich obecność. Ma to miejsce nawet bez świadomego narażenia na ich działanie. Bisfenol A ma liczne zalety. Jest tani, łatwy w produkcji i nie zmienia smaku przechowywanych produktów. Przez ostatnich kilkadziesiąt lat, wraz z rozwojem plastiku na świecie, zrobił więc zawrotną karierę. Jednak jego wadą jest łatwość, z jaką przechodzi z opakowania do żywności i napojów.

BPA- dlaczego jesteśmy narażeni na jego działanie?

Ważnym źródłem bisfenolu A są puszki, w których jest składnikiem wewnętrznej powłoki chroniącej przed kontaktem między metalem a żywnością, zapewniającej stabilność temperatur oraz wytrzymałość mechaniczną. Jednak działanie wysokich temperatur podczas procesu sterylizacji lub przygotowywania produktu do spożycia powoduje, że BPA z łatwością przechodzi do jedzenia. Osiągnięta temperatura ma tu większe znaczenie niż czas podgrzewania. Sterylizacja żywności w puszce powoduje, że aż 80-90% niezwiązanego BPA przechodzi do żywności. Podobnie jak temperatura, znaczenie ma tu pH zawartego w puszce produktu (jak niektóre znane napoje gazowane) czy wysoka zawartość tłuszczu. Te czynniki powodują, że więcej BPA przedostaje się do napoju czy żywności.

Identyczna sytuacja dotyczy plastikowych pojemników na żywność i napoje, np. butelek dla niemowląt czy jednorazowych kubków do kawy. Ich podgrzewanie albo kontakt z gorącym napojem powoduje zwiększone przechodzenie BPA do jedzenia i picia.

Głównym źródłem ekspozycji człowieka na bisfenol A pozostaje więc żywność. Mimo to u osób dorosłych, po 6-9,5 godzinach poszczenia, nie stwierdzano istotnego spadku stężenia tej substancji w moczu (to mocz stanowi główną drogę usuwania metabolitów bisfenolu A). Sugeruje to możliwość kumulacji bisfenolu A w tkankach i jego powolne uwalnianie. Przez to tkanki ludzkie stanowią kolejne ważne źródło ekspozycji. Badania przeprowadzone w Unii Europejskiej wykazały, że w Belgii przeciętny mieszkaniec wydala z moczem 132 mg bisfenolu A rocznie, we Francji – 127 mg, w Danii – 112 mg, a w Szwecji – 71 mg. Ustalona norma wynosi 100 mg. Co także ciekawe, bisfenol A stwierdza się nie tylko u osób bezpośrednio narażonych na ekspozycję. Istotne ilości bisfenolu A stwierdzano we krwi pępowinowej, płynie owodniowym, łożysku, a także w mleku matek karmiących.

Jak działa bisfenol A?

Bisfenole wywierają swoje toksyczne działanie poprzez indukowanie stresu oksydacyjnego, dysfunkcję mitochondriów oraz zaburzenia gospodarki hormonalnej. Zwiększona pod ich wpływem produkcja wolnych rodników tlenowych prowadzi do zahamowania aktywności enzymów o działaniu antyoksydacyjnym, nasila stres oksydacyjny, uszkodzenia materiału genetycznego, śmierć komórki poprzez aktywację kaskady kapsaz (enzymów, które degradują białka komórkowe) oraz szlaku kinaz aktywowanych mitogenami MAPK (odgrywają rolę w odpowiedzi komórki na sygnały zewnętrzne, np. działanie czynników wzrostu pobudzających komórkę do nowotworzenia).

Ekspozycja na bisfenole stymuluje produkcję cytokin o działaniu prozapalnym, a hamuje powstawanie cytokin o działaniu przeciwzapalnym.

Ze względu na swą fenolową strukturę BPA wykazuje zdolność do interakcji z receptorami dla estrogenów. Może działać na nie pobudzająco (jako agonista) lub hamująco (jako antagonista). W wyniku takiego działania BPA odgrywa rolę w patogenezie zaburzeń endokrynnych włączając zaburzenia płodności u kobiet i mężczyzn, przedwczesne dojrzewanie, nowotwory hormonozależne, jak rak piersi oraz rak prostaty oraz schorzeń metabolicznych, m.in. zespół wielotorbielowatych jajników (PCOS).

Biorąc pod uwagę stałe, codzienne narażenie na BPA z wielu źródeł oraz tendencję do bioakumulacji uzasadniony jest monitoring biologiczny tego związku. Powinien on w szczególności uwzględniać monitoring BPA w moczu, jako skuteczną metodę szacowania narażenia na tę substancję, umożliwiając jednocześnie badanie zależności pomiędzy narażeniem na BPA a ryzykiem występowania niektórych chorób wynikających z zaburzenia czynności układu endokrynologicznego.

Wpływ na układ hormonalny

Bisfenole wykazują zdolność do wiązania się nie tylko z receptorami estrogenów, ale też dla androgenów, progesteronu, hormonów tarczycy oraz węglowodorów aromatycznych. W ten sposób wpływają na gospodarkę hormonalną, ale też na pracę układu rozrodczego, oddechowego czy nerwowego. Ekspozycja na bisfenole wpływa na aktywność hormonów płciowych, tarczycy, insuliny powodując różne niepożądane efekty na poziomie narządów i tkanek. Zwiększają ryzyko otyłości, cukrzycy, uszkodzenia wątroby, chorób sercowo- naczyniowych, zaburzenia płodności czy rozwojowe. Co ciekawe, mogą też wpływać na działanie leków, przez co zmieniają efekty ich stosowania, co stwierdzono np. w przypadku chemioterapii.

Dużo uwagi w literaturze poświęca się wpływowi bisfenolu A na układ rozrodczy. Ekspozycja na nawet małe dawki tego związku zmniejsza poziomy LH i FSH (hormonów gonadotropowych produkowanych przez przysadkę), prolaktynę, zwiększa poziom estrogenów, hamuje spermatogenezę. Częste zaburzenia wywołane działaniem BPA obejmują przedwczesne dojrzewanie płciowe, dysfunkcję jajników, zaburzenia nasienia, upośledzenie implantacji zarodka, zaburzenia równowagi w zakresie hormonów płciowych, przedwczesne porody, niską masę urodzeniową noworodków.

W badaniu z udziałem 1841 ciężarnych kobiet wykazano, że bisfenole (i to nie wyłącznie szeroko stosowany bisfenol A) zwiększa ryzyko cukrzycy ciążowej (Zhang i wps.). Z kolei w badaniu z udziałem mężczyzn stwierdzono zależność między poziomem BPA w moczu a stosunkiem estradiol: testosteron (im więcej BPA tym bardziej zaburzone proporcje hormonów płciowych).

Zaburzeniem endokrynnym, do którego rozwoju może przyczyniać się ekspozycja na BPA, jest zespół policystycznych jajników PCOS. Szczególnie u otyłych pacjentek z tym zespołem stwierdzano znacząco wyższe poziomy BPA w moczu w porównaniu z grupą kontrolną. Tłumaczy się to zwiększoną aktywacją wydzielania podwzgórzowego GnRH, co prowadzi do stale wysokiego poziomu LH we krwi, stymulacji produkcji androgenów przez jajniki oraz upośledzenia rozwoju pęcherzyka jajnikowego. Dodatkowo stwierdzono, że BPA może w sposób bezpośredni stymulować jajniki do produkcji androgenów.

Wpływ na rozwój nowotworów hormonozależnych

Istnieją dane na temat potencjalnej roli BPA w rozwoju nowotworów piersi. Badania in vitro wykazały, że ekspozycja ludzkich linii komórek nowotworu piersi na BPA nasilała ich proliferację i zwiększała poziom stresu oksydacyjnego. Wysokie poziomy BPA u kobiet po menopauzie korelowały z gęstością mammograficzną gruczołu piersiowego. Podobne dane uzyskano w odniesieniu do nowotworu prostaty- mężczyźni z nowotworem prostaty mieli wyższe poziomy BPA w moczu w porównaniu z grupą kontrolną. In vitro stwierdzono, że BPA nasila proliferację ludzkich komórek raka prostaty wrażliwych na działanie androgenów (męskich hormonów płciowych).

Otyłość i cukrzyca

Zaobserwowano, że bisfenol A zmienia wydzielanie insuliny w odpowiedzi na stymulację glukozą. Wang i wsp. wykazali, że ekspozycja na BPA wiąże się z upośledzeniem gospodarki węglowodanowej u kobiet po 40 rż. (nie wykazano takiej zależności wśród mężczyzn). Ponadto, poprzez wpływ na układ hormonalny, przyczynia się do otyłości. Wiąże się też z receptorami na komórkach tłuszczowych. W badaniu z udziałem ponad tysiąca dorosłych mieszkańców Szwecji w średnim wieku 70 lat stwierdzono, że poziom BPA we krwi był pozytywnie związany z poziomami adiponektyny i leptyny, a odwrotnie z poziomem greliny (o tych hormonach pisałam we wpisie „Czy otyłość jest zawsze winą pacjenta, a liczenie kalorii skuteczne?”. W ten sposób może wpływać na odczuwanie głodu i sytości.

Z kolei w USA wykazano, że poziomy BPA w moczu korelowały ze zwiększoną wagą ciała dzieci i młodzieży. Inne badanie populacyjne przeprowadzone w Chinach wykazało, że efekt ten zależy od poziomu BPA, czyli im większe narażenie tym wyższa waga. Podobne obserwacje dotyczą zależności między poziomem BPA we krwi a zwiększonym ryzykiem rozwoju cukrzycy typu 2. Obserwacje na zwierzętach sugerują podobny wpływ na rozwój cukrzycy typu 1.

Choroby układu sercowo- naczyniowego

Wykazano znaczenie bisfenoli dla rozwoju chorób sercowo- naczyniowych, jak zawał serca, kardiomiopatie czy nadciśnienie tętnicze. W badaniu przeprowadzonym w USA (Shankar i wsp.) stwierdzono, że podwyższony poziom BPA we krwi jest niezależnym od stylu życia (palenie papierosów czy picie alkoholu), BMI, nadciśnienia, poziomu cholesterolu czy obecności cukrzycy, czynnikiem ryzyka choroby naczyń obwodowych.

Uszkodzenie wątroby

Stres oksydacyjny, uszkodzenie mitochondriów oraz zapalenie to główne mechanizmy uszkodzenia wątroby pod wpływem bisfenoli. Związek potwierdziła obserwacja, w której wykazano zależność między poziomem BPA we krwi a markerami uszkodzenia wątroby. Najwięcej danych odnośnie hapatotoksyczności pochodzi jednak z prac nad zwierzętami.

Neurotoksyczność

Narażenie na działanie bisfenoli powiązano upośledzeniem funkcji poznawczych, zaburzeniami pamięci, nadaktywnością, zaburzeniami lękowymi, depresją, autyzmem oraz neurozapaleniem.
Dzieci są szczególnie wrażliwe na działanie tych związków i nawet małe dawki są szkodliwe dla rozwoju układu nerwowego w życiu płodowym, jak i wieku dziecięcym. Powiązano ekspozycję na bisfenol A we wczesnym okresie ciąży z zaburzeniami snu wśród dzieci w wieku przedszkolnym. Ponadto ekspozycja na bisfenol A w ciąży i we wczesnym dzieciństwie skutkowała zaburzeniami zachowania wśród dzieci, w tym lękami, depresją czy nadaktywnością. Szczególnie silny związek wykazano w odniesieniu do chłopców. Podwyższone poziomy BPA rejestrowano u dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu.

Immunotoksyczność

Bisfenole wpływają na układ immunologiczny na wiele sposobów. Pośrednio wpływają na odpowiedź układu immunologicznego poprzez działanie na receptory, np. dla estrogenów, węglowodorów aromatycznych, PPAR i toll-podobnych. Wiele z tych receptorów znajduje się na komórkach układu odpornościowego: komórkach dendrytycznych, makrofagach, limfocytach B, limfocytach Th17 i regulatorowych. W ten sposób BPA wpływa na oba ramiona układu odpornościowego: swoisty, realizowany przy udziale przeciwciał i nieswoisty, realizowany przy udziale komórek i cytokin. Braniste i wsp. wykazali, że ekspozycja na BPA zwiększa przesiąkliwość bariery jelitowej oraz zmienia skład mikrobioty jelitowej, co prowadzi do rozwoju stanów zapalnych. Bisfenole mogą przyczyniać się do rozwoju lub nasilenia chorób związanych z układem immunologicznym, jak alergie, astma, stwardnienie rozsiane.

Jeśli nie bisfenol A, to co?

Chociaż coraz głośniej mówi się o szkodliwości BPA, jest on obecnie już na tyle powszechny, a jego eliminacja ze środowiska na tyle długa, że jeszcze przez wiele lat będziemy narażeni na jego działanie, pomimo starań o wycofanie z użytku. Niestety, jego obecność jest zastępowana innymi postaciami bisfenoli, które, jak pokazują dane teoretyczne, mogą okazać się nie mniej szkodliwe od swojego pierwowzoru.

Gdy przeanalizowano dostępną literaturą na temat innych postaci bisfenoli (25 badań in vitro i 7 in vivo), większość z nich wykazała, że BPS i BPF posiadają aktywność hormonalną i mogą wywoływać podobny do BPA efekt w zakresie hormonów płciowych. Może się więc okazać, że produkty z tworzyw sztucznych bez BPA mogą nie być wcale zdrowszą alternatywą.

Jeśli spodobał Ci się artykuł i chcesz otrzymywać powiadomienia o kolejnych oraz wartościowe informacje na tematy związane ze zdrowiem i odżywianiem, zapisz się newsletter:

Literatura:

Konieczna A, Rutkowska A, Rachoń D. Health risk of exposure to Bisphenol A (BPA). Rocz Panstw Zakl Hig. 2015;66(1):5-11.

Rochester JR, Bolden AL. Bisphenol S and F: A Systematic Review and Comparison of the Hormonal Activity of Bisphenol A Substitutes. Environ Health Perspect. 2015;123(7):643-650. doi:10.1289/ehp.1408989

Siracusa JS, Yin L, Measel E, Liang S, Yu X. Effects of bisphenol A and its analogs on reproductive health: A mini review. Reprod Toxicol. 2018;79:96-123. doi:10.1016/j.reprotox.2018.06.005

Xu J, Huang G, Guo TL. Developmental Bisphenol A Exposure Modulates Immune-Related Diseases. Toxics. 2016;4(4):23. Published 2016 Sep 26. doi:10.3390/toxics4040023

Hwang S, Lim JE, Choi Y, Jee SH. Bisphenol A exposure and type 2 diabetes mellitus risk: a meta-analysis. BMC Endocr Disord. 2018;18(1):81. Published 2018 Nov 6. doi:10.1186/s12902-018-0310-y

Wazir U, Mokbel K. Bisphenol A: A Concise Review of Literature and a Discussion of Health and Regulatory Implications. In Vivo. 2019;33(5):1421-1423. doi:10.21873/invivo.11619

Transglutaminazy bakteryjne- co robią w naszym jedzeniu?

Transglutaminazy bakteryjne- co robią w naszym jedzeniu?

utworzone przez | paź 21, 2019 | Różne

Dzisiaj chciałabym nieco przybliżyć temat transglutaminaz pochodzenia bakteryjnego, a dokładniej- co robią w naszej w żywności. Chociaż ich obecność pozytywnie wpływa na jakość produktu, to istnieją obawy o bezpieczeństwo żywności, w której je zastosowano.

Po raz pierwszy wspominałam o transglutaminazach bakteryjnych przy okazji relacji z konferencji poświęconej chorobom glutenozależnym w Indiach (wpis ten przeczytasz TUTAJ). Nieprzypadkowo poświęcono im cały wykład: ich zastosowanie w przemyśle spożywczym może wpływać na coraz częstsze zachorowania na celiakię i przebieg choroby.

Zacznijmy jednak od początku.

Celiakia- co się zmieniło?

Celiakia jest chorobą autoimmunologiczną przebiegającą z procesem zapalnym w jelicie cienkim. Występuje u osób podatnych genetycznie pod wpływem spożywanego glutenu. Specyficzne sekwencje aminokwasów zawarte w glutenie są oporne na trawienie w przewodzie pokarmowym i nietknięte przechodzą przez nabłonek jelitowy drogą przez- i międzykomórkową do blaszki właściwej. Tutaj  spotykają tkankową transglutaminazę, która jest autoantygenem w celiakii.

Tak się działo i dzieje u każdego pacjenta z celiakią spożywającego gluten. Jednak w ostatnim czasie obserwujemy rosnącą częstość zachorowań (w ciągu ostatnich 50 lat ilość nowych zachorowań wzrosła czterokrotnie) oraz zmieniający się obraz kliniczny. Coraz rzadziej widzimy niedożywionego pacjenta z biegunką, a coraz częściej- osobę bez objawów ze strony przewodu pokarmowego, z zaburzeniami endokrynnymi, hematologicznymi, osteoporozą, zmianami skórnymi czy niepłodnością praktycznie w każdym wieku. Pytanie: dlaczego?

Geny, gluten i coś jeszcze?

Podczas gdy peptydy pochodzące z glutenu są znanym od lat czynnikiem wywołującym celiakię, tak bierze się pod uwagę istnienie dodatkowych czynników środowiskowych, które mogą sprzyjać rozwojowi odpowiedzi autoimmunologicznej. Do takich czynników należą m.in. infekcja rotawirusowa u niemowląt czy zakażenie bakterią Campylobacter jejuni u starszych, skrócony okres karmienia piersią, stosowanie antybiotyków czy oraz wiele innych.

Ale taką zmianą środowiskową, która może mieć swój udział w rosnącej liczbie zachorowań na celiakię, może być wprowadzenie transglutaminaz do żywności wysoko przetworzonej.

Czym są transglutaminazy?

Transglutaminazy są grupą enzymów należących do klasy transferaz. W dużym uproszczeniu katalizują one wiązanie fragmentów aminokwasów i powstawanie nowych białek. Uczestniczą też w procesach przenoszenia grup amidowych. Reakcje te w sposób znaczący zmieniają fizyczne i chemiczne właściwości białek, np. zapewniają większą odporność na skrajne temperatury czy lepszą sprężystość.

Z kolei deamidowane pod ich wpływem peptydy pochodzące z glutenu zostają rozpoznane przez komórki prezentujące antygen i pobudzają odpowiedź układu immunologicznego.

Transglutaminazy są enzymami szeroko rozpowszechnionymi w przyrodzie. Występują w organizmach ssaków, wielu bezkręgowców, w roślinach (np. soi) i bakteriach. Transglutaminazy pochodzenia zwierzęcego biorą udział w wielu procesach fizjologicznych, jak spermatogeneza czy krzepnięcie krwi. Nas dzisiaj interesują jednak te, które wyizolowano z bakterii.

O transglutaminazach pochodzenia bakteryjnego

W odróżnieniu od ludzkiego enzymu, aktywność bakteryjnych transglutaminaz nie zależy od obecności wapnia. Mają też prostszą budowę i mniejszą masę. Te ich cechy są wykorzystywane przez przemysł spożywczy do modyfikowania białek obecnych w pożywieniu. Udało się to dzięki opracowaniu technologii transferu genów. Rozpoczęto masową produkcję transglutaminaz bakteryjnych, które wykorzystuje się w różnych celach: do poprawy struktury, wyglądu, sprężystości oraz okresu przydatności do spożycia mięsa, wyrobów rybnych, mleka i nabiału, do redukcji kalorii, poprawy konsystencji słodyczy, poprawy objętości i konsystencji wypieków i pieczywa. Transglutaminazy bakteryjne wykorzystuje się jako swoistego rodzaju klej. Dzięki nim ze skrawków mięsa można uzyskać kształtnego kotleta. Nie powinno więc dziwić, że znaczenie transglutaminaz dla przemysłu spożywczego wciąż wzrasta.

Ocenia się, że aktualnie przeciętna dieta mieszkańca Zachodu może zawierać nawet do 15 mg transglutaminaz bakteryjnych.

Transglutaminazy bakteryjne w żywności a bezpieczeństwo

Jeśli chodzi o bezpieczeństwo stosowania transglutaminaz bakteryjnych zdania są podzielone: jedni twierdzą, że enzymy te są w pełni bezpieczne dla zdrowia, inni, że ich bezpieczeństwo powinno być dokładniej ocenione. Coraz więcej pojawia się doniesień o reakcjach alergicznych wśród pracowników zatrudnionych przy produkcji żywności z udziałem transglutaminaz. Ale warto wziąć pod uwagę nie tylko bezpieczeństwo samego enzymu, ale też bezpieczeństwo białek powstałych w wyniku ich działania.

Badania prowadzone przez Monogioudiego i współpracowników wykazały, że enzymatyczne wiązanie krzyżowe beta- kazeiny (białka mleka) było odporniejsze na trawienie przez pepsynę (enzym trawienny w przewodzie pokarmowym) od beta- kazeiny nie poddanej działaniu transglutaminazy. Z jednej strony poprawia to strukturalne właściwości produktu, z drugiej jednak powoduje, że w przewodzie pokarmowym pojawia się białko oporne na trawienie, nierozpoznawane przez układ odpornościowy.

Transglutaminazy bakteryjne a celiakia

Zaobserwowano korelację między rosnącym zachorowaniem na celiakię a rosnącym użyciem transglutaminaz w przemyśle spożywczym.

Spośród reakcji katalizowanych przez transglutaminazy bakteryjne reakcje deamidacji, czyli przenoszenia grup amidowych, są tymi najważniejszymi. Kluczowym z kolei etapem w patogenezie celiakii jest deamidacja gliadyny (frakcji glutenu) przez transglutaminazę tkankową. Nasuwa się więc pytanie, czy transglutaminaza bakteryjna może naśladować tkankową, prowadzić do deamidacji gliadyny i zwiększać tym samym toksyczność glutenu.

Wydaje się, że tak.

Skovbjerg badał procesy deamidacji i tworzenia wiązań krzyżowych cząsteczek gliadyny przez różne transglutaminazy. Te używane przez przemysł spożywczy, pochodzące od bakterii Streptoverticillium, przeprowadzały reakcję deamidacji w zależności od stężenia substratu (czyli gliadyny- im więcej substratu tym szybsza reakcja). Także badacze z Japonii wykazali, że aż 72% reakcji katalizowanych przez tranglutaminazy pochodzenia bakteryjnego było indukowanych przez gluten pochodzący z pszenicy.

Zaobserwowano też, że gluten poddany działaniu transglutaminaz tkankowych bardziej zwiększa poziom przeciwciał antygliadynowych i przeciw transglutaminazie tkankowej w klasie IgA u pacjentów z celiakią niż sam gluten.

Tak więc, chociaż to transglutaminaza tkankowa jest autoantygenem w celiakii i pełni kluczową rolę w rozwoju tej choroby, dodatkowa obecność transglutaminazy bakteryjnej może wywierać efekt addycyjny, potęgujący ryzyko zachorowania i niepomyślny przebieg choroby.

Transglutaminazy bakteryjne a bariera jelitowa

Dodatkowo obserwuje się negatywny wpływ transglutaminaz bakteryjnych na stan bariery jelitowej. Już sam gluten obecny w pożywieniu ma zdolność do otwierania połączeń ścisłych między enterocytami w jelicie cienkim. Natomiast transglutaminaza bakteryjna tworząc wiązania krzyżowe między różnymi składnikami jedzenia działa jak swoisty emulsyfikator. Sprawia to, że przechodzenie powstałych białek przez nieszczelną barierę jelitową staje się całkiem proste. To z kolei może być problemem dla pacjentów z chorobami autoimmunologicznymi (dlaczego, przeczytasz TUTAJ).

Transglutaminazy bakteryjne a żywność bezglutenowa

Podobnie, jak wykorzystuje się właściwości transglutaminaz bakteryjnych w ogólnej żywności, tak z powodzeniem stosuje się je także w produktach bezglutenowych w celu poprawy właściwości bezglutenowego ciasta.

Niestety wiązać się to może z łączeniem tradycyjnego jedzenia zawierającego gluten z produktami bezglutenowymi. Znanych jest wiele przykładów takich połączeń. Jednym z nich jest chiński makaron (z mąki pszennej z dodatkiem sody oczyszczonej) związany z izolatem białka sojowego przy użyciu transglutaminaz bakteryjnych. Użycie tak przetworzonego białka z soi może być niebezpieczne dla pacjenta wymagającego diety bezglutenowej, chociaż na opakowaniu widnieje jedynie informacja o obecności potencjalnie bezpiecznych składników (nie ma żadnych regulacji prawnych w kwestii informowania konsumentów o udziale transglutaminaz bakteryjnych w produkcji żywności, dlatego producenci tych informacji nie podają).

Podsumowanie

  1. Temat transglutaminaz bakteryjnych jest stosunkowo świeży. Wszystkie dane na jego temat, do których dotarłam, pochodzą ze źródeł zagranicznych. Nie umiem powiedzieć, czy enzymy te są także wykorzystywane (a jeśli tak, to w jakiej skali) przez rodzimych producentów żywności.
  2. Trudno jednoznacznie ocenić bezpieczeństwo stosowania transglutaminaz bakteryjnych  w praktyce. Jednak na podstawie przedstawionych informacji istnieją obawy o bezpieczeństwo żywności poddanej modyfikacjom z udziałem transglutaminaz bakteryjnych. Trudno dzisiaj wydać jednoznaczną opinię na ich temat. Dlatego warto temat śledzić dalej (ja na pewno będę).
  3. W mojej opinii natomiast, pojawia się kolejny argument za spożywaniem żywności jak najmniej przetworzonej. Takie działanie może pomóc zmniejszać ryzyko rozwoju poważnych chorób przewlekłych oraz wspomóc ich leczenie.

To także kolejny sygnał podnoszący kwestię bezpieczeństwa wysoko przetworzonej żywności bezglutenowej (poza doniesieniami, że dieta bezglutenowa zwiększa ryzyko chorób serca czy otyłości). Dlatego przygotowuję dla pacjentów poradnik, jak DOBRZE prowadzić dietę bezglutenową, który powinien być już wkrótce gotowy. Jeśli ten temat Cię interesuje, zostańmy w kontakcie :-)- nie rozsyłam maili z wiadomościami, ale informacje o poradniku znajdziesz tutaj na stronie, na moim profilu na Fb oraz Instagramie.

Literatura:

Kieliszek M. Misiewicz A. Microbial transglutaminase and its application in the food industry. A review. Folia Microbiol (Praha). 2014; 59(3): 241–250. Published online 2013 Nov 8. doi: 10.1007/s12223-013-0287-x

Lerner A. Torsten M. Possible association between celiac disease and bacterial transglutaminase in food processing: a hypothesis. Nutr Rev. 2015 Aug; 73(8): 544–552. Published online 2015 Jun 16. doi: 10.1093/nutrit/nuv011

Torsten M Lerner A. Microbial Transglutaminase and Celiac Disease. Frontiers in Pediatrics | www.frontiersin.org 4 December 2018 | Volume 6 | Article 389

Glifosat w moim ogrodzie?- Nie, dziękuję

Glifosat w moim ogrodzie?- Nie, dziękuję

utworzone przez | mar 11, 2019 | Różne

Kilka miesięcy temu przeczytałam artykuł o tym, że glifosat jest obojętny dla zdrowia ludzi, bo ci nie mają mechanizmów, na które działa ta substancja. Postanowiłam to wówczas sprawdzić. Ale ponieważ była to już późna jesień, temat został odłożony na półkę. Aż do czasu, kiedy zrobiło się cieplej i starszy miły pan, w chęci pomocy w moim ogródku, zaoferował, że spryska chwasty środkiem z glifosatem. Niestety nie zrozumiał, dlaczego gwałtownie zaprotestowałam, bo przecież wszędzie mówią, że jest obojętny dla zdrowia.

Zdaję sobie sprawę, że temat bezpieczeństwa glifosatu należy do kontrowersyjnych, a werdykt na temat jego szkodliwości lub bezpieczeństwa jeszcze nie zapadł. Ale nie oznacza to, że nie warto się tym tematem zainteresować, aby wyrobić sobie własne zdanie i móc podejmować świadome wybory odnośnie tego, czy glifosat nam w ogródku przeszkadza czy też nie.

Co to jest glifosat?

Glifosat jest aktywnym składnikiem najpowszechniej stosowanego na świecie herbicydu. Niszczy rośliny- zarówno te uprawne, jak i chwasty. To dlatego metodą inżynierii genetycznej opracowano oporne na glifosat odmiany kukurydzy, soi, rzepaku, bawełny czy buraków cukrowych. Dzięki temu z łatwością można kontrolować uprawy tych roślin- glifosat niszczy chwasty, a nie rośliny odporne na jego działanie. Ale takie wybiórcze działanie skłania do często nadmiernego użycia glifosatu oraz rosnącą oporność roślin na jego działanie, co z kolei wymusza stosowanie coraz to większych dawek.  Ta wszechobecność glifosatu w jedzeniu i wodzie powoduje, że regularnie jesteśmy narażeni na jego działanie.

Jednym z powodów popularności herbicydu zawierającego glifosat jest deklarowany przez producenta brak toksyczności dla człowieka. Opiera się na założeniu, że glifosat działa jedynie na organizmy, które posiadają szlak szikimowy. Szlak szikimowy odgrywa ważną rolę w syntezie związków aromatycznych u roślin. Tą drogą powstają aminokwasy aromatyczne: fenyloalanina, tyrozyna, tryptofan wykorzystywane przez rośliny wyższe jako składniki budulcowe białek oraz jako prekursory metabolitów wtórnych, np. lignin (odmiana błonnika).

Glifosat i człowiek

Ponieważ szlak ten posiadają rośliny, a człowiek nie, teoretycznie wydaje się, że glifosat dla człowieka nie stanowi niebezpieczeństwa. Potwierdzają to rosnące granice normy obecności resztek glifosatu w żywności oraz brak regularnych badań jego zawartości w wodzie pitnej i jedzeniu.

Pierwszy na potencjalną szkodliwość glifosatu dla człowieka zwrócił uwagę Antoniou ze swoim zespołem, który sugerował potencjalną teratogenność (szkodliwe działanie na płód) glifosatu. Potem pojawiły się kolejne doniesienia potwierdzające te przypuszczenia. Zwracano także uwagę na znaczenie adjuwantów (substancji dodatkowych) obecnych w herbicydzie poza samym glifosatem, które na zasadzie synergii potęgowały swoje szkodliwe działanie.

Podkreślano też, że wymagany minimalny okres obserwacji substancji chemicznej pod kątem jej bezpieczeństwa wynosi 3 miesiące. Działania niepożądane glifosatu zwykle pojawiały się dopiero później.

Sposoby oddziaływania glifosatu na oganizm

W tej chwili jest niemal pewne, że glifosat nie pozostaje obojętny dla zdrowia człowieka. Istnieje kilka możliwych mechanizmów takiego działania.

1.Szlak szikimowy- czy to rzeczywiście nie nasz problem?

To, że człowiek nie posiada szlaku szikimowego, w który ingeruje glifosat, nie podlega wątpliwości. Ale posiadają go bakterie zamieszkujące nasz przewód pokarmowy, czyli mikrobiota.

O znaczeniu mikrobioty jelitowej dla zdrowia człowieka można przeczytać TUTAJ

W tym znaczeniu glifosat można traktować jako antybiotyk o szerokim spektrum działania, który niszczy bakterie jelitowe. Szczególnie wrażliwy na jego działanie jest Lactobacillus. Natomiast bakterie chorobotwórcze, np. Clostridia czy Salmonella cechują się większą opornością na jego działanie. Mało tego, bakterie takie jak Pseudomonas mogą wykorzystywać glifosat jako źródło substancji odżywczych potrzebnych do wzrostu.

Poprzez taki wpływ na bakterie produkcja wielu aktywnych substancji kluczowych dla zdrowia człowieka zależy od niezaburzonego działania szlaku szikimowego. Należą do nich serotonina, melatonina, melanina, epinefryna, dopamina, hormony tarczycy, kwas foliowy, koenzym Q, witamina K, witamina E.

2. Mangan

Wpływ glifosatu na szlak szikimowy częściowo jest spowodowany wiązaniem manganu, który jest konieczny do działania kluczowego enzymu na początkowym etapie tego szlaku. Prawdopodobnie podobne zjawisko wiązania manganu zachodzi w obecności glifosatu w przewodzie pokarmowym ssaków, co skutkuje jego upośledzonym wchłanianiem. Potwierdziło to badanie przeprowadzone w Danii na krowach karmionych paszą modyfikowaną oporną na działanie glifosatu, u których stwierdzono wyraźnie niższy poziom manganu.

Mangan należy do pierwiastków śladowych, ze znaczenia którego rzadko zdajemy sobie sprawę. Niezbędny jest natomiast w wielu procesach zachodzących w organizmie człowieka. Odgrywa rolę w ochronie przed stresem oksydacyjnym, jest konieczny do syntezy glutaminy, wpływa na rozwój kośćca, jakość nasienia i inne. Jego nadmiar jest jednak neurotoksyczny.

Mangan jest potrzebny nie tylko człowiekowi. Niektóre bakterie, jak Lactobacilli używają manganu do ochrony przed stresem oksydacyjnym. Stąd potrzebują go więcej niż inne gatunki bakterii. Stwierdzono natomiast, że w obecności glifosatu jego dostępność spada o połowę.

Regulacją ilości manganu w krążeniu steruje wątroba, w której mangan zostaje związany z żółcią. Ta z kolei, gdy już znajdzie się w przewodzie pokarmowym, staje się nowym źródłem manganu dla bakterii jelitowych. Tyle, że produkcja żółci opiera się na enzymach CYP, które mogą być zablokowane przez glifosat.

3.Inaktywacja cytochromu p 450 (CYP)

Stwierdzono, że glifosat o 50% zmiejsza aktywność CYP w wątrobie w porównaniu do grupy kontrolnej. Enzym ten bierze udział w procesach detoksyfikacji różnych substancji chemicznych, z którymi mamy kontakt każdego dnia. Jego niewydolność powoduje, że organizm nie radzi sobie z usuwaniem toksyn, które kumulują się i wywierają swój szkodliwy efekt na organizm.

4.Zaburzona produkcja żółci

Mangan stymuluje syntezę cholesterolu w wątrobie, szczególnie dlatego, że pochodzące od niego kwasy żółciowe są potrzebne do wiązania manganu i jego powtórnego transportu do jelita. Ale do tego potrzebny jest sprawnie działający układ enzymów CYP. W sytuacji nadmiaru manganu, zarówno mangan jak i cholesterol gromadzą się w wątrobie osiągając toksyczne wartości, chyba że znajdzie się alternatywna droga opuszczenia wątroby. W przypadku cholesterolu może to być produkcja i uwolnienie do krążenia dużych ilości LDL.

6.Zwiększone przyswajanie arsenu i aluminium

Zasadnicze znaczenie obecności glifosatu w przewodzie pokarmowym opiera się na wiązaniu z metalami. Ale tak jak w przypadku manganu powoduje zmniejszoną jego przyswajalność, tak w przypadku arsenu czy aluminium, wiązanie ułatwia jego dłuższe przebywanie w przewodzie pokarmowym i lepsze przyswajanie.

Dodatkowo badany jest możliwy wpływ glifosatu na dysfunkcję mitochondriów (centrum energetycznego komórki) czy glikację białek.

Choroby i zjawiska powiązane ze stosowaniem glifosatu

Uczciwie trzeba przyznać, że najwięcej danych o potencjalnym wpływie glifosatu na organizm ludzki pochodzi wyłącznie z pracy Samsela i Seneffa. Wiążą oni ekspozycję na glifosat z wieloma chorobami przewlekłymi, m.in.:

  • nowotworami
  • cukrzycą
  • uszkodzeniami układu nerwowego
  • otyłością
  • astmą
  • osteoporozą
  • zaburzeniami płodności i defektami płodu
  • celiakią
  • nasilającym się zjawiskiem oporności bakterii chorobotwórczych na działanie antybiotyków

Zarzuca się im jednak formułowanie wniosków wyłącznie na podstawie przesłanek, a nie na twardych dowodach. O te jednak nie będzie łatwo. Po pierwsze, wydaje się, że nie wszyscy są nimi zainteresowani, a po drugie- nie będzie łatwo skonstruować badanie oceniające bezpieczeństwo glifosatu, skoro efekty jego działania mogą pojawić się dopiero w kolejnym pokoleniu. Już teraz jednak agenda WHO, Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (International Agency for Research on Cancer -IARC), zakwalifikowała glifosat do grupy możliwych karcynogenów (substancji sprzyjających powstaniu nowotworów) dla człowieka.

Podsumowanie

Zdaję sobie sprawę, że na ostateczny werdykt odnośnie bezpieczeństwa glifosatu jeszcze poczekamy. Ale biorąc pod uwagę łatwy dostęp do preparatów zawierających glifosat, jego wszechobecność, długie utrzymywanie się w środowisku oraz możliwe działanie szkodliwe warto temat obserwować i zająć stanowisko już dziś.

Wiem, że nie jestem w stanie usunąć go całkowicie ze swojego otoczenia. Ale w moim ogrodzie nie ma dla niego miejsca.

Literatura:

  1. Anthony Samseland Stephanie Seneff. Glyphosate, pathways to modern diseases III: Manganese, neurological diseases, and associated pathologies. Surg Neurol Int. 2015; 6: 45. Published online 2015 Mar 24. doi:  4103/2152-7806.153876
  2. Robin Mesnage i wsp. Facts and Fallacies in the Debate on Glyphosate Toxicity. Front Public Health. 2017; 5: 316. Published online 2017 Nov 24. doi: 3389/fpubh.2017.00316
  3. Urszula Guzik, Danuta Wojcieszyñska, Piotr Jaroszek. Biosynteza kwasu galusowego i jego zastosowanie. BIOTECHNOLOGIA 1 (88) 119-131 2010
Homocysteina- co to jest, o czym świadczy wynik nieprawidłowy oraz jak można poprawić go dietą?

Homocysteina- co to jest, o czym świadczy wynik nieprawidłowy oraz jak można poprawić go dietą?

utworzone przez | sty 28, 2019 | Różne

O homocysteinie słyszeli chyba wszyscy zainteresowani tematyka zdrowia. Nic dziwnego, że coraz chętniej ją badamy, niekoniecznie zdając sobie sprawę ze znaczenia uzyskanego wyniku. Dzisiaj więc postanowiłam nieco przybliżyć temat homocysteiny- co to jest, o czym świadczy wynik nieprawidłowy oraz jak można poprawić go dietą.

Co to jest homocysteina?

Homocysteina jest aminokwasem i powstaje z innego aminokwasu- metioniny. Bierze udział w przemianach związków z jednym atomem węgla. Powstaje jako produkt uboczny transferu grup metylowych, czyli reakcji związanych z metylacją. Zaburzenia metylacji DNA mogą leżeć u podstaw chorób związanych z wysokim poziomem homocysteiny.

Dlaczego metylacja jest ważna?

Metylacja polega na zamianie atomu wodoru na grupę metylową (-CH3). Podlegają jej DNA, RNA, białka, neurotransmitery, fosfolipidy. Metylacja przebiega stale, zmieniając miliony cząsteczek w naszym organizmie. Dzięki niej odbudowujemy też nasze komórki.

Metylacja DNA wpływa na procesy związane ze starzeniem się i długością życia. Jest regulowana przez enzymy- metylotransferazy DNA (DNMT 1, 3a i 3b) w obecności S- adenozynometioniny (SAM), która jest dawcą grup metylowych. SAM powstaje z metioniny i ATP przy udziale adenozynotransferazy metioniny. Zwiększona dostępność SAM zwiększa aktywność metylotransferaz, podczas gdy produkty ich aktywności, m.in. homocysteina, tę aktywność obniża. Dalsza przemiana SAM prowadzi do utworzenia homocysteiny.

Homocysteina może być z powrotem przekształcona do metioniny lub na nowo do cysteiny. Przekształcenie do metioniny wymaga dostępności betainy (obecnej w wielu pokarmach) oraz witaminy B12 (więcej o niej przeczytasz TUTAJ). Przekształcenie do cysteiny wymaga obecności witaminy B6.

Metionina, od której wszystko się zaczyna, należy do aminokwasów niezbędnych, czyli musi być dostarczona z pożywieniem. Występuje w warzywach, owocach, strączkach, orzechach, ale przede wszystkim w produktach pochodzenia zwierzęcego.

Te dane wskazują na duży udział pożywienia w regulowanie procesów związanych z przemianą homocysteiny.

Dlaczego nadmiar homocysteiny szkodzi?

Przewlekle wysoki poziom homocysteiny powoduje zwiększenie SAH. SAH jest inhibitorem metylotransferaz DNMT, co niekorzystnie odbija się na metylacji DNA. Iloraz SAM do SAH jest określany jako indeks metylacji i informuje o zdolności do metylacji. Wysokie stężenie homocysteiny i niski współczynnik metylacji są przyczyną problemów.

Stwierdzono bowiem, że wysoki poziom homocysteiny, czyli hiperhomocysteinemia jest niezależnym czynnikiem ryzyka wielu chorób, w tym sercowo- naczyniowych, zespołu metabolicznego, choroby Alzheimera, nowotworów i złamań kości związanych z osteoporozą.

Wysoki poziom we krwi homocysteiny zapoczątkowuje uszkodzenie komórek śródbłonka, co prowadzi do stanu zapalnego w ścianie naczynia, miażdżycy i niedokrwienia zaopatrywanego narządu.

Witaminy i geny

Do czynników, które wpływają na stężenie homocysteiny we krwi należą czynniki środowiskowe (np. obecność metioniny w diecie czy witamin z grupy B) i genetyczne (tzw. polimorfizmy genetyczne).

Jednym z ważniejszych czynników wpływających na powstanie hiperhomocysteinemii jest niedobór witamin B12, B6 i kwasu foliowego, ponieważ one właśnie są zaangażowane w metabolizm tego aminokwasu. Potwierdzono w badaniach, że kwas foliowy chroni przed stanem zapalnym wywołanym przez homocysteinę i śmiercią komórek śródbłonka naczyniowego. Ale nie u wszystkich.

Przyczyną niepowodzeń suplementacji kwasu foliowego na poziom homocysteiny mogą być mutacje w genie MTHFR (tzw. polimorfizmy genetyczne) kodującego enzym reduktazę metylenotetrahydrofolianową. Bierze on udział w przekształceniu kwasu foliowego do aktywnej (zmetylowanej) postaci. Ta postać jest niezbędna do przekształcenia potencjalnie toksycznej homocysteiny do metioniny. Mutacje tego genu powodują więc zaburzenia w wykorzystaniu kwasu foliowego i są przyczyną wysokich poziomów homocysteiny.

Lista potencjalnych innych problemów zależnych od mutacji tego genu jest długa: od bezpłodności i poronienia, wad płodu, poprzez nowotwory, choroby układu krążenia i układu nerwowego aż po zwiększone ryzyko zatruciem paracetamolem.

Ponadto to właśnie zaburzenie genetyczne może powodować, że dieta oparta na mięsie i jajach nie jest najlepszym wyborem dla pacjenta z polimorfizmem genu MTHFR. Pokarmy te bowiem dostarczają dużych ilości metioniny przekształcanej do homocysteiny.

Jak wyglądają zależności między homocysteiną a kwasem foliowym, można (mam nadzieję 😉 ) zobaczyć na tej najprostszej grafice świata:

homocysteina- najprościej

Co pomaga obniżyć poziom homocysteiny we krwi?

Wyniki badań są rozbieżne, jeśli chodzi o wpływ suplementacji witamin na zmniejszenie ryzyka chorób sercowo- naczyniowych. Część z nich wykazała korzyści, a część, w odniesieniu do prewencji udarów mózgu, zawałów serca czy upośledzenia funkcji poznawczych, nie wykazała korzyści z suplementacji witamin z grupy B. Niepowodzenia tych badań wskazują, że dostępność grup metylowych w prewencji chorób związanych z wiekiem jest niewystarczająca.

Podobne wnioski wyciągnięto z badań nad resweratrolem- chociaż znacząco obniżał poziom homocysteiny u szczurów karmionych dietą z dużą zawartością metioniny, to nie udowodniono jego działania hamującego rozwój chorób związanych z wiekiem czy wydłużenie życia.

Testowano również interwencję polegającą na zmniejszeniu dostępności grup metylowych poprzez zmniejszenie spożycia metioniny lub SAM. Stwierdzono bowiem, że suplementacja metioniny nasila produkcję wolnych rodników oraz uszkodzenie mitochondrialnego DNA. Z kolei ograniczenie spożycia metioniny wywiera efekty odwrotne zmniejszając poziom stresu oksydacyjnego i uszkodzenie DNA. Badania eksperymentalne potwierdziły, że ograniczenie spożycia metioniny wpływa korzystnie na metylację materiału genetycznego., zmniejsza rozwój nowotworów i wydłuża życie. Co ciekawe stwierdzono, że starsze zwierzęta karmione dietą z małą zawartością metioniny mają podobny poziom metylacji DNA jak osobniki młode.

Podsumowanie:

1.Homocysteina jest aminokwasem- produktem pośrednim przemiany związków z jednym atomem węgla.

2.Podwyższony poziom homocysteiny we krwi świadczy o zaburzeniach metylacji- procesach warunkujących prawidłowe funkcjonowanie komórek.

3.Na stężenie homocysteiny wpływają czynniki środowiskowe (dieta, dostępność witamin z grupy B w aktywnych formach) oraz genetyczne.

4.Wysokie stężenie homocysteiny we krwi wiąże się z podniesionym ryzykiem chorób sercowo- naczyniowych, choroby Alzheimera, zespołu metabolicznego i cukrzycy. Optymalny (według norm funkcjonalnych) poziom homocysteiny wynosi <7 μmol/l.

5.Brak jednoznacznych zaleceń odnośnie postępowania w przypadku wysokiego poziomu homocysteiny we krwi. Nie zaleca się powszechnie wykonywania badań genetycznych w celu wykrycia polimorfizmów genetycznych wpływających na zaburzenia metylacji. Warto natomiast zmniejszyć podaż metioniny w diecie (mięso i produkty pochodzenia zwierzęcego) oraz dostarczyć witaminy z grupy B- najlepiej w postaci naturalnej.

Jeśli spodobał Ci się wpis i chcesz otrzymywać powiadomienia o nowych wpisach na blogu wraz z informacjami na temat zdrowia i odżywiania, zapisz się na bezpłatny newsletter:

Literatura:

  1. Josiane Steluti i wsp. Genetic Variants Involved in One-Carbon Metabolism: Polymorphism Frequencies and Differences in Homocysteine Concentrations in the Folic Acid Fortification Era. Nutrients 2017, 9(6), 539; doi:10.3390/nu9060539.
  2. Mandaviya PR, Stolk L, Heil SG. OcHomocysteine and DNA methylation: a review of animal and human literature. 14Mol Genet Metab. 2014 Dec;113(4):243-52. doi: 10.1016/j.ymgme.2014.10.006. Epub 2014 Oct 14.
  3. Xun Wu i wsp. Homocysteine causes vascular endothelial dysfunction by disrupting endoplasmic reticulum redox homeostasis. Redox Biol. 2019 Jan; 20: 46–59.
    Published online 2018 Sep 26. doi:  [10.1016/j.redox.2018.09.021]
  4. Kuniyasu Soda Polyamine Metabolism and Gene Methylation in Conjunction with One-Carbon Metabolism. Int. J. Mol. Sci. 2018, 19(10), 3106; doi:10.3390/ijms19103106Published online 2016 Dec 10. doi: 10.3390/nu8120803

O tym, gdy żelaza jest za dużo oraz o mutacji, która działa na naszą korzyść

utworzone przez | lis 26, 2018 | Różne

Wracamy do tematu żelaza. Temat ten był podejmowany wcześniej, dziś jednak spróbuję opisać bardziej szczegółowo, co się dzieje, gdy żelaza w organizmie jest za dużo. Przy tej okazji wyjdzie na jaw mutacja, która może działać na naszą korzyść.

Jeśli zagadnienia z gospodarką żelazem są dla Ciebie obce, zachęcam do wcześniejszego przeczytania wpisów, w których jej szerzej opisuję:

Do czego jest nam potrzebne żelazo?

Żelazo pełni rolę w wielu procesach fizjologicznych i obecne jest we wszystkich komórkach ciała. Jego rola wiąże się z dużą reaktywnością chemiczną- bierze udział w procesach redukcji i oksydacji (jako biorca i dawca elektronów), np. w łańcuchu oddychania komórkowego w procesie powstawania energii. W czerwonych krwinkach, erytrocytach, żelazo obecne w cząsteczce hemoglobiny wiąże tlen, żeby przetransportować go do najodleglejszych miejsc organizmu.

O właściwą ilość żelaza dbają makrofagi, które każdego dnia odzyskują 25 mg żelaza z uszkodzonych lub starzejących się erytrocytów. Jedynie 1-2 mg dziennie przyjmujemy żelaza wraz z pożywieniem, ale powtarzające się krwawienia czy uszkodzenia skóry i tak powodują jego straty.

O ile szkodzi nam niedobór żelaza, tak i jego nadmiar jest niebezpieczny, ponieważ wolne żelazo powoduje stres oksydacyjny i niszczenie struktur wewnątrzkomórkowych. Nadmiar żelaza prowadzi do nadmiernego wysycenia miejsc wiążących żelazo w białku transportowym- transferynie. Przy wysyceniu transferyny powyżej 75% wolne żelazo pojawia się we krwi, a następnie jest wychwytywane przez narządy miąższowe: wątrobę, serce, trzustkę, gonady. Jest przyczyną stresu oksydacyjnego w tych narządach i ich uszkodzenia. Rozwija się choroba o nazwie hemochromatoza.

Co to jest hemochromatoza?

Chociaż pierwsze opisy choroby pochodzą z XIX wieku, wciąż nie do końca znamy jej przyczyny i następstwa.

Ustalono przyczyny genetyczne choroby, mianowicie mutacje genu HFE. Najczęstszym wariantem tej mutacji jest C282Y, obecny z częstością 1:16 (czyli u jednej na szesnaście) wśród osób pochodzenia kaukaskiego. Chociaż jest tak powszechny, chorobę wywołuje jedynie w nielicznych przypadkach.

Zakrojone na szeroką skalę badanie populacyjne dostarczyło informacji, że większość nosicieli tej mutacji z umiarkowanym przeładowaniem żelazem nie ma żadnych cech choroby. Stąd pochodzi przypuszczenie, że do wywołania choroby nie wystarcza sam wadliwy gen, ale konieczny jest również wpływ czynników środowiskowych.

Inne rzadsze mutacje odpowiedzialne za wystąpienie hemochromatozy dotyczą białek związanych z gospodarką żelazem, jak hepcydyna czy ferroportyna.

Hepcydyna

W patogenezie hemochromatozy zasadniczą rolę odgrywa hormon regulowany przez żelazo- hepcydyna produkowana wątrobie i stąd wydzielana do krwi. Hepcydyna wiąże się ze swoim receptorem- białkiem „eksportującym” żelazo z komórki do krwi- ferroportyną. Hamuje to uwalnianie żelaza z enterocytów w dwunastnicy (gdzie odbywa się wchłaniaie), makrofagów (które przechwytują żelazo z rozpadłych erytrocytów) i hepatocytów (gdzie żelazo jest magazynowane). W ten sposób odbywa się regulacja zasobów żelaza, a mechanizm ten zapobiega nadmiarowi żelaza. U pacjentów z hemochromatozą ilość wydzielanej hepcydyny jest niewystarczająca, co powoduje zwiększony wychwyt żelaza z pożywienia i odzyskiwanie z makrofagów.

I ten właśnie mechanizm- zwiększony wychwyt żelaza z pożywienia jest kluczowy w hemochromatozie dziedzicznej.

Istnieją też wtórne przyczyny przeładowania żelazem, np. w następstwie nadmiernej suplementacji, częstych przetoczeń krwi czy schorzeń hematologicznych, te jednak rzadko prowadzą do uszkodzenia narządów.

Objawy choroby

Pierwsze pojawiają się nieprawidłowości w badaniach laboratoryjnych świadczące o nadmiarze żelaza i uszkodzeniu organów:

– wysokie stężenia ferrytyny oraz saturacja(wysycenie) transferyny

– podwyższone stężenia enzymów wątrobowych AspAT, AlAT.

Zwykle dopiero później obserwuje się objawy, które mogą być początkowo bardzo niespecyficzne: przewlekłe zmęczenie, ospałość, impotencja, bóle kostno- stawowe. Czasami pierwszym uchwytnym objawem choroby jest choroba zwyrodnieniowa stawów.

W następnej kolejności pojawiają się bardziej charakterystyczne objawy, jak brązowe przebarwienia skóry, cukrzyca w następstwie uszkodzenia trzustki oraz cechy uszkodzenia wątroby: włóknienie, marskość czy nawet rak wątrobowo- komórkowy. Ze strony serca może wystąpić kardiomiopatia restrykcyjna, niewydolność serca, zaburzenia rytmu i przewodzenia.

Objawy dziedzicznej postaci hemochromatozy rzadko występują u osób poniżej 40 roku życia. Poza tym powtarzające się krwawienia chronią kobiety przed gromadzeniem się żelaza w narządach. Dlatego u nich objawy często pojawiają się po menopauzie, zabiegach usunięcia narządu rodnego lub w następstwie przedłużonego stosowania doustnej antykoncepcji.

Badania i rozpoznanie

Jak wspomniałam wcześniej, do postawienia rozpoznania potrzebne jest stwierdzenie wysokiego stężenia ferrytyny oraz wysycenia transferyny. Nie zaobserwowano jednak korelacji między stężeniem ferrytyny czy saturacją transferyny a stopniem uszkodzenia narządów miąższowych. Zwykle jednak u pacjentów z objawami choroby stężenie ferrytyny wynosi > 1000 μg/l, co jest wskazaniem do wykonania biopsji wątroby w celu oceny zaawansowania choroby.

Badanie genetyczne nie jest konieczne do postawienia rozpoznania.

Leczenie hemochromatozy

Celem leczenia jest usunięcie nadmiaru żelaza z organizmu, a polega na wykonywaniu upustów krwi wprowadzonych do powszechniej praktyki w 1950 roku. Przeprowadza się je 1—2 razy w ciągu tygodnia przez 1-2 lata, potem już tylko kilka razy w roku. Chociaż znacząco poprawiły one przeżycie chorych z hemochromatozą, niestety nie zaobserwowano znaczącej poprawy w zakresie dolegliwości stawowych u chorych z hemochromatozą.

W przypadku przeciwwskazań do upustów krwi (np. niedokrwistość i małe stężenia białek surowicy), możliwe jest zastosowanie deferoksaminy, leku wiążącego (chelatującego) żelazo i umożliwiającego jego wydalanie z organizmu. Lek ten jest jednak mniej skuteczny w hemochromatozie niż upusty krwi i wykazuje szereg działań niepożądanych.

Przyjazne mutacje?

Naukowców natomiast zastanawia jedna rzecz: dlaczego pomimo dużej częstości występowania mutacji genu HFE, tylko niektórzy chorują. Możliwe, że w toku ewolucji mutacja ta okazała się po prostu korzystna dla przeżycia: po okresie diety paleolitycznej opartej na mięsie ludzie zaczęli żywić się zbożami z mniejszą zawartością żelaza. Mutacja ta mogła więc chronić nosicieli (szczególnie kobiety w okresie reprodukcyjnym) przez następstwami niedoboru żelaza.

Ale to nie jedyne wytłumaczenie.

Mutacja, która chroni przed infekcjami i bezpłodnością?

Przeżycie mikroorganizmów jest ściśle zależne od dostępności żelaza. U nosicieli allelu C282Y jego poziom w makrofagach jest obniżony, co powoduje, że żelazo jest mniej dostępne dla bakterii, takich jak prątek gruźlicy czy chlamydie. Powoduje to również poprawę właściwości żernych makrofagów i ich zdolności do obrony przed infekcjami. Prawdopodobnie więc nosiciele tej mutacji byli bardziej odporni na infekcje, co również może tłumaczyć, dlaczego ta mutacja jest dziedziczona z tak dużą częstością.

Obserwuje się także wpływ tej mutacji na kondycję fizyczną nosicieli. Przez analogię- jeśli objawem niedoboru żelaza jest zmęczenie, zaobserwowano, że suplementacja żelaza kobietom bez niedokrwistości z niskimi rezerwami żelaza poprawia ich samopoczucie. Wykazano nawet, że 80% odnoszących sukcesy sportowców z Francji jest heterozygotycznymi nosicielami mutacji w genie HFE. Na podstawie dużego badania przeprowadzonego wśród ludności sycylijskiej ustalono, że heterozygotyczni nosiciele, gł. kobiety, żyją dłużej w porównaniu z osobami bez tej mutacji. Leczenie pacjentów homozygotycznych ze stężeniem ferrytyny <1000 mcg/l zmniejsza ten efekt ochronny.

O ile homozygotyczni nosiciele mutacji w genie HFE często mają problemy z płodnością w wyniku hipogonadyzmu, osoby heterozygotyczne wykazują cechy przeciwne- u mężczyzn stwierdza się wyższe poziomy globulin wiążących hormony płciowe. Inne podejrzewane korzyści tej mutacji to mniejsze ryzyko miażdżycy czy chorób neurodegeneracyjnych.

Podsumowanie:

1.Hemochromatoza jest chorobą związaną z nadmiernym gromadzeniem żelaza w organizmie.

2.Ustalono najczęstszą- genetyczną przyczynę choroby. Istnieją również postaci sporadyczne, związane np. z częstymi przetoczeniami krwi lub nadmierną suplementacją żelaza. Te jednak zwykle nie powodują uszkodzenia narządów miąższowych.

3.Nosiciele genu mogą odnieść korzyści związane ze zwiększonym stężeniem żelaza, o ile przeładowanie żelazem jest tylko umiarkowane.

4.Istotne jest odróżnienie nosicieli bez objawów choroby od osób, u których przeładowanie żelazem wiąże się obecnością poważnych powikłań. Wczesne rozpoznanie i leczenie może uchronić pacjentów z hemochromatozą przed poważnymi powikłaniami.

Jeśli podobał Ci się wpis i chcesz otrzymywać informacje o innych wpisach na blogu, a także informacje dotyczące zdrowia i odżywiania, zapisz się do co dwutygodniowego newslettera:

Literatura

Ina Hollerer, André Bachmann, and Martina U. Muckenthaler. Pathophysiological consequences and benefits of HFE mutations: 20 years of research. Haematologica. 2017 May; 102(5): 809–817. doi:  [10.3324/haematol.2016.160432]

Papanikolaou G, Pantopoulos K. Systemic iron homeostasis and erythropoiesis. IUBMB Life. 2017 Jun;69(6):399-413. doi: 10.1002/iub.1629. Epub 2017 Apr 6.

Paulo Caleb Júnior de Lima Santos i wsp. Non-HFE hemochromatosis. Rev Bras Hematol Hemoter. 2012; 34(4): 311–316.