2019.02.12.

1

Táplálkozás – vitaminok(69-70. tétel)

2019. február 12.

Sántha Péter

A szervezet energiaforgalmának vázlata

Táplálék

Strukturális/funkcionális makromolekulákenergiaraktárak

lebontó folyamatok

(katabolizmus)ATP

Fizikai munka

felépítő folyamatok

(anabolizmus)

Hőtermelés

Végtermékek

Naponta ~10.000 KJ (2500 kCal)

2019.02.12.

2

Energia és tápanyagforgalom

Táplálék

struktúrális/funkcionális makromolekulákenergiaraktárak

lebontó folyamatok

(katabolizmus)ATP

Fizikai munka

felépítő folyamatok

(anabolizmus)

Hőtermelés

Végtermékek

Naponta ~ 10.000 KJ (2500 kCal)

Tápanyagok

Makrotápanyagok:

Fehérjék17,2 kJ/g

Zsírok38,9 kJ/g

Szénhidrátok17,2 kJ/g

Izodinámia: energianyerés szempontjából ez egyes makrotápanyagokhelyettesíthetik egymást

Kémiai energia felszabadítás:

Anabolikus folyamatok alapanyag igényének biztosítása:A izodinámia törvénye nem érvényesülhet maradéktalanul (esszenciális táplálékösszetevők, szénhidrátok antiketogén hatása, stb.)

Max Rubner, 1883.

2019.02.12.

3

A napi energiaszükséglet fedezése - elméletileg

Napi energiaszükséglet: ~10.000 kJ/nap (könnyű fizikai munka)

Ez fedezhető:256 g zsírból (310 g vaj), vagy

588 g szénhidrátból (3,4 kg burgonya), vagy

588 g fehérjéből (3 kg lazac), vagy

333 g alkoholból (1 üveg pálinka), vagy

4,5 tábla csokoládéból (450 g)

További tápanyagok

Vitaminok: olyan életfontosságú szerves molekulák, amelyeket a szervezet nem,vagy nem kielégítő mennyiségben képes előállítani. Biológiai hatásuk, de nemenergiatartalmuk miatt fontosak.

Víz (1,2-2 l/nap)

Alap ásványi sók, ionok: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, HPO42-

Nyomelemek: életfontosságú elemek (ionok), amelyeket a táplálék és a szervezetünk csak nagyon kis mennyiségben tartalmaz

vas, jód, fluor; réz, mangán, cink, szelén, molibdén

Fűszerek: illat- és aromaanyagok (neurális reflexek, „kefalikus fázis”)

Ballasztanyag: a táplálék nem megemészthető része (volumenképzés, abszorpció)

Szennyeződések, bomlástermékek: élelmiszeripari kemikáliák, adalékanyagok, stb.

2019.02.12.

4

Szénhidrátok

Mono- és diszaharidokGlukóz (neuronok, vörösvértestek „glukóz-dependens” sejtek)Szaharóz („finomított szénhidrát”; édességek, italok)Laktóz (anyatej, tehéntej, tejtermékek)Fruktóz- gyümölcsök, gyümölcslevekCukoralkoholok (szorbitol, mannitol) – egyes gyümölcsök, édesítőszerek, nem metabolizálódnak

OligoszaharidokDextrinek: pl. kétszersültek, kekszek

PoliszaharidokNövényi eredet: keményítő – gabonafélék, burgonya, kukorica, rizs, bab

fő energiaforrás normál táplálkozás eseténcellulóz rostok – ballasztanyag (bélmotilitás, epesav lekötés)

Állati eredetű: glikogénSzénhidrát bevitel kontrollja – cukorbetegek, elhízás!Glikémiás index/glikémiás terhelés – validitás??

Fehérjék

Szervezet nitrogén (fehérje) egyensúlya kb. 30-50 g/napos fehérje bevitellel tartható fenn (kopási kvóta)A WHO által javasolt napi bevitel azonban: 1g fehérje / testsúly kg –nitrogén egyensúly!! – speciális élethelyzetekEsszenciális aminosavak (az emeberi szervezet nem szintetizálja de novo):Lys, Trp, Phe, Met, Tre, Leu, Ile, Val (szemi-esszenciális: His, Arg)

Fehérjék biológiai értéke: a fehérjék esszenciális aminosav tartalmától (összetételétől) függ (teljes értékű – nem teljes értékű fehérjék)

Állati eredetű fehérjék – teljes értékű fehérjék (minden esszenciális aminosavat tartalmaznak, optimálishoz közeli arányban)

húsfélék (75%), tej/tejtermékek (laktalbumin, laktoglobulin, kazein; ~85%)tojás (ovalbumin; 94%), savó fehérje ~ 100%

Növényi fehérjék – általában alacsony biológiai érték

búzaliszt (gliadin, glutein; 52%), hüvelyesek (szójabab; 73%), burgonyade pl. kukorica – alacsony triptofán tartalom

2019.02.12.

5

A szervezet fehérje forgalma – nitrogén egyensúly

http://www.ucl.ac.uk/~ucbcdab/Nbalance/Nbalance.htm

100% biológiai érték

50% biológiai érték

Biológiai érték származtatása: azon saját (testi) fehérjemennyiség, amit 100 g táplálékfehérjéből a szervezet elő tud állítani

szervezet fehérjéi

1. tápanyag fehérjéi

2. tápanyag fehérjéi

2019.02.12.

6

Zsírok

Magas energiatartalom (energia denzitás)

Felvételre elsősorban trigliceridek kerülnek: glicerin + zsírsavak

Zsírsavak – telített zsírsavak (káros: transz zsírsavak – hidrogénezés)- telítetlen zsírsavak: számos közülük esszenciális (pl. linolénsav)

Koleszterin és koleszterin származékokZsíroldékony vitaminok (A,D,E,K)

Állati eredetű zsírok:„látható” (zsír, szalonna, vaj, stb.) – rejtett zsír (pl. izomrostok között)Halolaj: EPA (eikoza-pentaénsav), DHA (dokoza-hexaénsav)MCT: middle chain triglycerideNövényi zsírok, olajok:Gazdagok esszenciális zsírsavakban (PUFA - poly unsaturated fatty acid)olajos magvak (napraforgó, repce, földimogyoró)margarinok (mesterségesen hidrogénezett olajok)

A kiegyenlített normál táplálkozás

1. A tápanyag energiatartalma fedezze a napi energiaszükségletet2. A legalább a szükséges minimális mennyiségeket tartalmazza fehérjéből, szénhidrátból

és zsírokból 3. A vitamin, ásványi anyag és nyomelem tartalom is érje el, vagy haladja meg a

beviteli minimum értékeket4. A toxikus határértékeket ne haladják meg az egyéb összetevők (sem)

Fehérje (kb.: 1 g/kg; ~60-80 g)

15%

Zsírok (~50-100g; 1/3 esszenciális,telítetlen zsírsav)

25%

60%Szénhidrátok

(~300g; min. 10%)

Energiatartalom szerinti felosztás:

2019.02.12.

7

Meat, Poultry, Fish,Dry Beans, Eggs,& Nuts Group2-3 Servings

Fruit Group2-4 Servings

Bread,Cereal,Rice, & PastaGroup6-11 Servings

Milk, Yogurt,& Cheese Group2-3 Servings

Fats, Oils & SweetsUse Sparingly

VegetableGroup3-5 Servings

A táplálkozási piramis – ez egészségnevelés szükségessége!

http://www.oeti.hu/index.php?

2019.02.12.

8

http://health.gov/dietaryguidelines/2015/guidelines/

Nyomelemek:

Vas:(12-18 mg/d) – húsfélék, tojás, zöldségek (spenót, brokkoli)

Jód: (180 - 200 µg/d) – ivóvíz, jódozott sóhypothyreosis, struma földrajzi környezet: endémiás struma:

Fluor:(1 mg/d) – fogkrémek, tabletták – ivóvíz fluorozása:

2019.02.12.

9

Vitamin elmélet (Hopkins)

„Az állatok nem élnek túl tisztán zsír, fehérje és szénhidrát keverékéveltörténő táplálással, még akkor sem, ha azt anorganikus anyagokkalegészítik ki. Az állatok növényi, illetve állati eredetű szöveteketigényelnek, amelyek a zsír, fehérje és szénhidrát tartalmuk mellettmás, kiegészítő anyagokat („accessory substances” ) is tartalmaznak.

Hiánybetegségek (Funk és Hopkins)

eredetileg: “Vital amine” - „Vitamine” (Casimier Funk, 1912)1913 E.V. McCollum: alfabetikus besorolás (A, B, C, D)1920: Jack Cecil Druommond: „Vitamin” (nem csak amin jellegű molekulák)

Általános jellemzők:•életfontosságú anyagok – (tartós) hiányuk megbetegedéshez vezet •exogén -”esszenciális” (kivételek: Vit. D, B3)•kis mennyiségben vesszük fel (mikrogram - 100 mg/d)•nincsen jelentős energiatartalmuk

2019.02.12.

10

Vitaminok biológiai funkciói

• Enzimek alkotórésze (prosztetikus csoport – pld. thiamin) vagy koenzimek (pantoténsav – KoA)

• Nem enzimatikus fehérjekomplex alkotója– (retinol –rhodopsin)

• antioxidáns: reaktív oxigéngyökök semlegesítése (vit. E, C) - lipidperoxidáció – atherosclerosis, gyulladásos folyamatok, hypoxia-reperfúzió stb.

• Vitaminhormon: Vit. D – Ca2+ forgalom szabályozása

Provitaminok

Egyes vitaminokat előalakjuk formájában vesszük fel és aszervezetben alakulnak biológiailag aktív anyaggá

példák:

ß-karotin – retinol (Vit. A)

D - vitamin:koleszterin – dehydrokoleszterol –kolekalciferol (D3)ergokalciferol (D2, növényi eredetű)

hidroxilálás (máj, vese) - 1,25-dOH-kolekalciferol (aktív hormon)

2019.02.12.

11

Antivitaminok

Olyan hatóanyagok, amelyek szelektíven gátolják egyes vitaminokbiológiai hatásait

példák:

Vit. K – kumarin származékok (antikoagullánsok): syncumar

avidin (tojásfehérje) – a biotint (vit. B7) köti nagy affinitással

methotrexát (cytostatikum) – a fólsav (vit. B9) hatását gátolja– (a dihydrofolát-reduktáz enzim aktivitását gátolja)

Mérgezés esetén antidotum: a megfelelő vitamint kell adni!

Vitaminszükséglet

nemzetközi ajánlások (WHO, FDA, DGE) – irányértékek

RDA – Recommended Daily Allowance

A legtöbb vitamin esetében az RDA a mg/d tartományba esik

kivételek: B12, D: microgramm/d nagyságrend

C vit.: 75-100 mg/d

IE (IU) – International Unit (nemzetközi egység): olyan esetekben

használják, ha a biológiai aktivitást több, eltérő kémiai szerkezetű

anyag fejti ki

2019.02.12.

12

Fig. 1. The risks of adverse health effects from decreasing intakes and the risks of adverse health effects with increasing intakes. The Estimated Average Requirement (EAR) reflects the intake where 50% of a population group is at risk of inadequacy, whereas the Tolerable Upper Intake Level (UL) is set an uncertainty factor lower than the No Observed Adverse Effect Level (NOAEL) or Lowest Observed Adverse Effect Level (LOAEL). The Recommended Nutrient Intake (RNI) is set at two standard deviations above the EAR and reflects the intake level at which 2.5% of a population group is at risk of inadequacy.

Az RDA (RNI) érték származtatása

Hypo- vagy avitaminózis• Hiánytünetek vagy hiánybetegségek megjelenése.

Az RDA függ az életkortól, testtömegtől, nemtől, fizikai aktivitástól, stresszoroktól, terhesség, szoptatás, betegségek, klíma stb.

• Általános tünetek: a fizikai és a szellemi teljesítmény beszűkülése (pld. tavaszi fáradtság)

• Különösen érzékenyek a nagy sejtosztódási rátával (bőr, szaruhártya, GIT nyálkahártya, csontvelő), vagy magas metabolikus aktivitással rendelkező szervek (szívizom, idegrendszer, immunrendszer)

2019.02.12.

13

Hypovitaminózis okai lehetnek:• Csökkent bevitel: egysíkú táplálkozás (alkoholizmus!),

parenterális táplálás, élelmiszerek nem megfelelő előkészítése, tárolása

• Malabszorpció: gyomorbetegségek (IF-hiány), krónikus GI gyulladás, pancreas és epeút betegségek stb.

• Fokozott szükséglet: terhesség, szülés, gyermekek, posztoperatív időszak, stb.

• Különleges esetek: UV-besugárzás hiánya (Vit. D)A bélflóra károsodása (szélessprektumú antibiotikum terápia) – Vit. B12 és K hiány

• Prophylaxis hiánya: csecsemők - Vit. K és D

Túladagolás - Hypervitaminózis

No-Observed-Adverse-Effect Level (NOAEL)

Lowest-Observed-Adverse-Effect Level (LOAEL)

Tolerable Upper Intake Level (UL): „az a legmagasabb napitápanyagbevitel amelynél még tartós bevitel esetén sem várhatókáros mellékhatás vagy mérgezés. Nem azonos az ajánlott napibevitellel.

2019.02.12.

14

A vitaminok stabilitása

A vitaminok többsége reakcióképes, instabil molekulák.

Ezért az élelmiszerek vitamintartalma függ:

Fizikai faktoroktól: hőmérséklet, UV (fény) besugárzás

Kémiai faktorok: pH, oxidáló/ redukálószerek, fémek

Vitamin szinonimák Kémiai név

Vitamin A Axerophtol, Retinol Retinol

Vitamin B1 Aneurin Thiamin

Vitamin B2 Lactoflavin, Vitamin G Riboflavin

Vitamin B3 Vitamin PP, Vitamin B5 Niacin

Vitamin B5 Vitamin B3 Pantothensav

Vitamin B6 Adermin, Pyridoxol Pyridoxin, Pyridoxal és Pyridoxamin

Vitamin B7 Vitamin H, I vagy Vitamin Bw Biotin

Vitamin B9 Vitamin M vagy Vitamin Bc Folsav

Vitamin B12 Erythrotin Kobalamin

Vitamin C Aszkorbinsav

Vitamin D Kalciferol

Vitamin E Tocopherol

Vitamin K Phyllokinon és menakinon

2019.02.12.

15

Vitaminok felosztása

1/ Zsíroldékony vitaminok: A, D, E, K, (F)

•A felszívódás a lipidek felszívásához kötött (epesav, pankreasz funkció, lipáz)

•A zsírszövetben akkumulálódnak (a tartalékok több hónapig elégségesek)

•Vérben a lipoproteinek transzportálják

•Kiválasztás máj, epe

2/ Vízoldékony vitaminok: B-csoport és a C vitamin

•A bélben a felszívódás karrier mediált (pld.: B12) vagy passzív (B2)

•Raktárak korlátozottak (néhány hét)

kivéve B12 - máj

•Kiválasztás: vese

Vitamin C (aszkorbinsav, anti -skorbut vitamin)

Hiány: skorbut, Möller-Barlow betegség

Hypovitaminózis: vérzések (fogágy, ízületek), aorta aneurizma

immundeficiencia

Hatása: hydroxilációs reakciókhoz szükséges, prolin és lysin

hidroxiláció, kollagén szintézis

dopamin béta hydroxiláció (katekolamin szintézis)- depresszió (?)

vas felszívódás

antioxidáns

szükséglet: 70-100 mg/d

Előfordulás: zöldségek, gyümölcsök, paprika, savanyúkáposzta,

citrusfélék

2019.02.12.

16

Emberben, főemlősökben és a tengerimalacban genetikailag hiányzik a gulonolaktonoxidáz enzim, ezért ezekben a fajokban az aszkorbinsav vitamin

2019.02.12.

17

Vitamin A (Axerophthol, Retinol)

1,5 mg/nap (5000 IE)Előfordulás: máj, tojás sárga, tej, vaj, csukamájolajKarotin: sárgarépa, sütőtök, brokkoli, zöldborsó

retinol (retinal) – fotopigmentek, rodopszin, fotopszin

retinoid receptorok – auto- és parakrin hatások

epidermisz védelme (bőrkrémek, akne kezelése)Hiánybetegségek::

•Xerophtalmia, keratomalácia (szaruhártya károsodása)

•Hemeralopia (szürkületi vakság)

•Növekedési zavarok

•A vitamin hiányában a nyálkahártyák epithel sejtjei mucin helyett

keratint szecernálnak

•Szabadgyökfogó

Hypervitaminozis (sarki exp.: hajhullás, dermatitis, ICP nő)

Terratogén hatás – magzat fejlődési rendellenessége

2019.02.12.

18

Keratomalácia – a kornea hámrétegének súlyos károsodása

2019.02.12.

19

Vitamin D (rachitis ellenes vitamin)

12 µg/nap (500 IE)előfordulás: csukamájolaj, tej, tejtermékek

D2 (ergokalciferol) növényi olajak

D3 (kolekalciferol) állati zsiradékok

Aktív forma: 1,25 dihydroxi-kolekalciferol (vese, máj)

Hatás: GIT transzepitheliális Ca2+ transzport (Calbindin, Ca++

pumpa)

Hiány: rachitis, osteomalácia

D-hypervitaminózis (hyperkalcémia)

2019.02.12.

20

2019.02.12.

21

2019.02.12.

22

Vitamin E

(Tokoferol)

10 mg/nap

Előfordulás: leveles saláta, olajos magvak

Antioxidáns – neutralizálja a reaktív oxigén gyökök hatásait

Hiánybetegség:

•Emberben nem tisztázott

•Állatmodelleken: abortusz, sterilitás

A reaktív oxigén gyökök (ROS- reactive oxygene radicals, „free radicals”)Membránkárosító hatásának mechanizmusa

2019.02.12.

23

Vitamin K

(Fillokinon, antihemorrhágiás vitamin)

10 µg/nap

előfordulás: növények, endogén (bélflóra)

hiánybetegség: vérzékenység

(Antivitamin: kumarin származékok)

Biológiai hatás:

K vitamin függő alvadási faktorok II. VII. IX. X., protein S,C

Csontképzés: – osteokalcin (Gla-fehérje)

Kumarin Kumarin

2019.02.12.

24

(Vitamin F)

Legalább 3.5 %-a a teljes energiabevitelnek

Többszörösen telítetlen zsírsavak

(Poly Unsaturated Fatty Acid; PUFA):

linolsav, linolénsav (esszenciális zsírsavak)

hatása:

Foszfolipid és prosztaglandin szintézis

Vitamin B1

(thiamin, aneurin)

10mg/nap

előfordulás: húsfélék, teljesőrlésű lisztfélék

termolabilis

piruvát-dehydrogenáz komplex koenzime – dekarboxyláció

hiánybetegség: beri beri (ld. hántolatlan rizs)

Polyneuritis, kardiális tünetek, KIR tünetek

2019.02.12.

25

Vitamin B2

(riboflavin)

1.5 mg/d

előfordulás: tej, hús, tojás, halhús

Termostabil flavin mononukleotid

Flavin Adenine Dinucleotid (FAD), Flavin-Mononucleotid

Proton-elektron transzportfolyamatok koenzime

hiánytünet: száj (nyelv) nyálkahártya gyulladása, fejfájás

2019.02.12.

26

Niacin, nikotinsav, B3

dehidrogenázok koenzime (NADH)

redox folyamatok koenzime

15-30 mg/d

Hiány csak akkor alakul ki, ha a triptofán bevitel is korlátozott

pelle agra (durva bőr, dermatitis), fekete nyelv (glossitis)

3D: Dermatitis, Diarhea (hasmenés)‚ Dementia, (Death)

Előfordul: tej, mogyoró, élesztő

2019.02.12.

27

A pellagra bőrtünetei – hiperkeratózis, dermatitis, elszíneződés

Vitamin B6 (pyridoxal, pyridoxamin, pyridoxol)

koenzim – amino-transzferázok

Hiány: emberben nagyon ritka

dermatitis, görcsök, émelygés, hányás

előfordulás: hús, máj, élesztő, mogyoró

2.0-2.2 mg/d

2019.02.12.

28

Pantoténsav (B5): CoA- koenzim része

hiány: őszülés,

memória zavarok

Védi a bőrt

10-15 mg

előfordulás: általános

pantotensav

Biotin (H vagy B7 vitamin)

koenzim (biotinil-lizil enzim)

karboxylázok (piruvát dekarboxiláz)

hiánybetegség: dermatitis, neuromuszkuláris zavarok (izomgyengeség)

(nyers tojás fogyasztása: Avidin!)

Napi bevitel: 100 µg

Előfordul: máj, vese, élesztő

2019.02.12.

29

B12 vitamin (cyanocobalamin, antipernicioza vitamin)

hiány: anaemia perniciosa, funikuláris myelosis (hátsókötegi rsz.)

•vérképzés – nukleotid (purine), szintézis (DNA), C1 csoportok szállítása

threonin, valin, isoleucin, methionin anyagcsere

előfordulás: húsfélék, máj

Napi bevitel: 3 µg – (nagy raktárak a májban)

Folsav (B9 vitamin)

(tetrahydrofolsav, FH4)

C-1 csoportok transzportja (nukleotid, aminosav anyagcsere)

hiány: anaemia perniciosa (mint B12 hiány esetén)

Terhesség alatt: csökkenti a velőcső záródási zavarok gyakoriságát

Napi bevitel: 0.3 mg

Előfordulás: máj, növényi levelek (saláta, spenót, brokkoli, stb.)

Antivitamin: Methotrexat (citosztatikum)

Szulfonamidok: para-amino benzoesav analóg - antibakteriális hatásúak