Nauka o hrani i ishrani

Nauka o hrani i ishraniznacaj u zemljama u razvoju slepilo, ostecenja mozga, nesposobnost za rad, velika smrtnost dece u razvijenim zemljama gojaznost, koronarne bolesti, kancer, karijes sirenje bolesti hranom - BSE

Nauka o ishrani (nutrition)

razumevanje efekata nutrijenata na organizam (pri dobrom zdravlju, i u bolesti)

priroda i distribucija nutrijenata metabolicki efekti nutrijenata posledice neadekvatne ishrane

Doprinos hranljivih i nehranljivih supstanci zavisi od

koncentracije odredjenog hemijskog sastojka u hrani kolicine hrane koja se konzumira ucestalost konzumiranja

Nutritivna vrednost = kvantitet x kvalitet

Metode odredjivanja potrebe u nutrijentima zavise od

kolicine neophodne za prevenciju/oporavak deficijencije (minimalne potrebe) kolicine potrebne za odrzavanje nutritivnog balansa kolicine neophodne za optimalno odvijanje biohemijskih procesa (zavise od odredjenih nutrijenata, najcesce vitamina)

Nedostatak ovih metoda: moguci stetni efekti od vece kolicine; ne uzimaju u obzir uticaj genetskih faktora, pola, starosti, fizioloskog stanja, uticaja sredine (stres, pusenje, alkoholizam)

Referentne vrednosti ishrane (DRV)

odredjuju potrebe za nutrijentima i preporuke za ishranu odredjene grupe ljudi ili populacije ukljucuju prosecne potrebe preporucene kolicine najnize referentne vrednosti bezbedne kolicine i gornju granicu

Za obelezavanje namirnica prosecne dnevne preporucene kolicine (RDA)

Nutrijentihemijska jedinjenja hrane koja se usvajaju i koriste za ocuvanje zdravlja obezbedjuju odrzavanje telesnog sastava (strukture) i daju visok potencijal za fizicki i mentalni rad neesencijalni i esencijalni nutrijenti makronutrijenti i mikronutrijenti

Makronutrijenti

najzastupljeniji u hrani izvor energije i esencijalnih nutrijenata ugljeni hidrati masti (ukljucujuci i esencijalne masne kiseline), proteini (ukljucujuci i esencijalne aminokiseline) makrominerali (Na, Cl, K, Ca, P, Mg) voda (1 ml/kcal potrosene energije;

2500ml/dnevno)

energetska vrednost nutrijenata ugljeni hidrati (4 kcal/g) masti (9 kcal/g) proteini (4 kcal/g), mogu biti zamena kao izvor energije etanol (ne smatra se nutrijentom) 7 kcal/g ugljeni hidrati i masti stede tkivne proteine

Proteini

esencijalne amino kiseline - 9 (8 je potrebno svima, + histidin bebama) 2,2 g/kg (tromesecne bebe) (32% esencijalnih amino kiselina) 1,2 g/kg (do 5 godina starosti) (20% esencijalnih amino kiselina 0,8 g/kg (odrasli) (11% esencijalnih amino kiselina)

Bioloska vrednost proteina (BV)

podudarnost u amino kiselinskom sastavu sa animalnim tkivom

proteini jaja BV 100 mleko i meso BV 90 proteini zitarica i povrca BV 40 prosecna hrana BV oko - 70

Esencijalne masne kiseline

6 10% unetih masti - 6 masne kiseline (linolna i arahidonska) i - 3 (linoleinska i dr.) neophodne za sintezu eikozanoida (prostaglandina, tromboksana, prostaciklina, leukotriena)

Mikronutrijenti

vitamini

u vodi rastvorni, vitamin C i 8 vitamina B kompleksa u mastima rastvorni, A, D, E i K samo A,E i B12 se deponuju u vecoj kolicini

mikroelementi

Fe, J, F, Zn, Cr, Se, Mn, Mo, Cu svi, osim F i Cr su kofaktori enzima Al, As, B, Co, Ni, Si, Va mogu se naci u animalnoj ishrani, ali nisu neophodni svi su toksicni u vecim koncentracijama Pb, Cd, Ba, Sr su toksicni Au i Ag su inertni

Ostale supstance hrane

dnevno se hranom unese - 100 000 hemijskih jedinjenja (300 nutrijenti, 45 esencijalni)

aditivi pobiljsavaju produkciju, skladistenje,pakovanje stabilnost

komponente u tragovima za bolji izgled, ukus, vlakna poboljsavaju rad GI trakta, smanjujuholesterol, glukozu, eliminisu kancerogene supstance nastale delovanjem bakterija u crevima

Dnevne potrebe u ishrani

godine, pol, visina, tezina, metabolicka i fizicka aktivnost mora postojati balans izmedju unosa hrane i energetskih potreba (disbalans povecanje ili smanjenje tezine) osnovne 4 grupe namirnica zitarice i hleb mlecni proizvodi meso i proteinima bogato povrce voce i povrce

Vegeterijanska ishrana

deficit u obezbedjivanju dovoljno kalorija uobicajeno 30 do 50 kcal/100g prema 150 do 300 kcal/100g proteina 10 puta manje proteina male bioloske vrednosti slaba digestija nekih biljnih namirnica

kod dece, trudnica i za vreme dojenja moze doci do malnutricije tri principa za obezbedjenje dovoljno energije za decu dovoljno jaja, mleka pasulj, grasak, orasi, lesnici, suvo voce povrce sa mnogo proteina

Klinicke korelacije

manji unos proteina kod hronicnih bubreznih bolesnika (smanjenje toksicne ureje) minimum proteina velike BV kalorije uglavnom kroz ugljen. hidr. i masti obezbedjenje adekvatne kolicine proteina i kalorija za bolesnike u bolnicama kontrolisana ishrana infuzija parenteralna ishrana

Energetski sadrzaj namirnica i energetski balans

Energetski sadrzaj hrane

masti masne kiseline i glicerol ugljenihidrati monosaharidi proteini aminokiseline

alkohol

Bruto energija - kompletno oslobodjena energija oksidacijom hrane

kcal/g ili Cal (kolokvijalno) kJ/g (strucno) 1cal = 4,18 J

Bruto energija komponenata najvaznijih nutrijenatakJ/g

kcal/g3,75 3,95 4,15 2,00

ugljeni hidrati monosaharidi disaharidi polisaharidi polioli

15,7 16,6 17,4 8,3

kcal/g

kJ/g9,3 6,1 7,5 7,4

masti prosecno palmitinska kis. oleinska kis. linolenska

39,1 27,5 31,6 30,8

kJ/g

kcal/g5,4 3,1 6,7 7,1

proteini prosecno glicin fenilalanin

etanol

22,9 13,0 28,1 29,8

Digestibilna energija stvarno apsorbovana energija

alkohol -100%glukoza, saharoza, skrob 99% vlakna 0% masti 95% (razlicito za pojedine masti) proteini zivotinjskog porekla 95% biljnog porekla 80%

Energija za metabolicke procese (kolicina energije za sintezu ATP)

digestibilna energija minus energija uree u urinu (Atwater faktori) kJ/g kcal/g raspolozivi ugljenihidrati 16 3,75 masti 37 9 proteini 17 4 etanol 29 7

Utrosak energije

oksidacija makronutrienata ATP biosintetski procesi, odzavanje elktrohemijskog gradijenta na membrani, mehanicki rad (kontraktilni misici) efikasnost ATP 75% se gubi kao toplotna energija oslododjena toplotna energija + energija za rad = utrosak energije meri se usvajanjem kiseonika

bazalni metabolizam (metabolizam u mirovanju) je energetski utrosak osobe koja lezi u potpunom psihickom i fizickom miru termoneutralnoj sredini 24 h bez hrane i pica

Glavne determinante bazalnog metabolizma

telesna masa sastav (drugacije za adipozno tkivo ili tkivo jetre) starost pol genetska komponenta (do 10% izmedju slicnih osoba)

Energetski balans razlika unete i utrosene energije

pozitivna (vise se unosi nego trosi) deca treba da su u umerenom pozitivnom gojazne osobe u prvoj fazi gojaznosti (aktivna faza gojaznosti) negativna (vise se trosi nego unosi) treba da je energetski bilans 0 (variranje < 1 kg/godina)

balansu

snazni mehanizmi za odrzavanje energetskog balansa (dokaz: brzo vracanje tezine posle dijeta)

opste prihvaceno da je energetski balans regulisan uglavnom unosom energije (hrane) razne dijete samo varijacije kako to postici

Proteini17% telesne mase (na II mestu posle vode) uloga katalizatori (enzimi) rezerva i transport feritin, Hb, transporteri amino kis., lipida strukturna kolagen, elastin kontraktilna miozin komunikacija hormoni, receptori

izvori proteina biljnog porekla (cerealije) zivotinjskog porekla (meso, jaja) kvalitet proteina digestibilnost prisustvo esencijalnih aminokiselina

Ugljenihidratiglavni izvor energije

seceri skrob vlakna (celuloza,hemiceluloza, pektinske supstance, lignini)

42% prosecno unete energije digestija i apsorpcija metabolizam glukoze i homeostaza rezerve glikogena konverzija do masti

Mastipojedine masti ne bas pozeljan sastojak hrane gojaznost, kardiovaskularne bolesti lipidi (klasifikacija) esencijalne masne kiseline fizioloska uloga izvor energije strukturna komponenta sinteza eikozanoida od arahidonske kiseline (prostaglandini, leukotrieni, tromboksani)

Minerali

makrominerali (0,3 2.0 g/d) katjoni Na, K, Ca i Mg odgovarajuci anjoni fosfat, hlorid mikrominerali (, mg /d) Fe, J, F, Zn, Cr, Se, Mn, Mo, Cu svi osim F i Cr su kofaktori enzima ili hormona svi su pri vecem unosu toksicni (As, Ni, Cr kancerogeni)

potrebne kolicine g/dan (Na, K, Cl) g/dan (Se, Cr)

deficijencija (retka pri raznovrsnoj ishrani) jednolicna ishrana nedostatak nekog elementa u zemljistu parenteralna ishrana neadekvatno usvajanje prekomerni gubitak moguca i trovanja prekomerno unosenje nedovoljna ekskrecija

Na, K, Cl

povezani sa balansom vode, odgovorni su za osmolarnost i zapreminu telesnih tecnosti intracelijske tecnosti (ICF) ekstracelijske tecnosti (ECF)

funkcionalno ucestvuju u prenosenju elektricnih impulsa i kontrakciji misica

sa HCO3- regulisu pH, acido-baznu ravnotezu Na i Cl ucestvuju u transportu kroz celijsku membranu neophodni u apsorpciji nekih nutrienata iz GIT

deficijencija retka povezanost visokog unosa Na (malog K) i hipertenzije

osoba od 70 kg (3,5 mol Na; 3,2 mol K; 2,1 mol Cl) Na

50% ECF (cini 95% katjona) 10% ICF ostatak u kostima (ne moze se mobilisati)

K Cl

uglavnom ICF (cini 85% katjona) ECF

Na+/K+ ATP-aza (u svim mebranama)

Balans Na

Na

g NaCl); 60 260 mmol/d NaCl; Na-bikarbonat; Na-sulfit i Napropionat (konzervansi); Na-glutamat za poboljsanje ukusa 80% Na kroz preradjenu hranu 95% se izlucuje urinom (bubreg; regulacija renin/angiotenzin/aldosteron sistem)

unosenje ~ 150 mmol/d (3,5 g Na+, ekviv. 9

Balans K

K

70 mmol/d povrce, voce (banane), meso, mleko, cerealije najveci deo se eliminise preko urina negativan balans < 25 mml/d diuretici, sinteticki steroidi povecavaju ekskreciju povracanje i dijareja smanjuju K posledice misicna slabost, mentalna konfuzija, srcane smetnje

Ca, P, Mg, F

u kostanoj masi malo kao rastvorni joni, ali sa vrlo vaznim funkcijama

Kalcijum

kostana masa odrasle osobe priblizno 1 kg Ca (oko 99% ukupnog Ca) kristalna supstanca hidroksiapatit depoziti na kolagenu (stvaraju ga osteoblasti, izgradjuju kost) balans aktivnosti osteoblasta i osteoklasta (odgovornih za resorpciju kosti), >30 god neto gubitak kostanog minerala

osteoporoza gubitak kostanih lamela (poroznost) funkcija osteoblasta nedovoljna osteoklasta normalna osteomalacija (kod odraslih), kod dece rahitis gustina lamela normalna sadrzaj kalcijumovih soli smanjen

1% Ca van skeleta

u plazmi (50% jonizovan) ucestvuje u koagulaciji krvi u celiji (sekundarni glasnik) vazan za misicnu kontraktilnost ineuromuskulatornu nadrazljivost

Balans kalcijuma

260 1300 mg/d mleko i mlecni proizvodi (50%) zitarice (25%) tvrda voda za odrzanje balansa Ca vitamin D paratiroidni hormon (PTH) kalcitonin

nizak nivo Ca u plazmi povecava se formiranje 1,25dihidroksiholekalciferola (vit. D) vitamin D povecava usvajanje Ca nedovoljan unos Ca iz hrane vit. D i PTH stimulisu resorpciju kosti

Fosfor

priblizno P koliko i Ca metabolizam oba elementa povezan 85% u kostima (hidroksiapatit) ostatak kao fosfatna grupa nukleinske kiseline proteini fosfolipidi seceri ATP kreatin fosfat

siroko zastupljen u hrani 1,2 g/d u hrani biljnog porekla (leguminoze i integralne zitarice) P u formi fitinske kiseline (inozitolheksafosfat) fitinske kiselina gradi nerastvorne komplekse i sa Ca, Mg, Zn, Fe inhibira njihovu apsorpciju

Magnezijum

70% Mg u kostanoj masi 1% ECF (odrzava elektronski gradijent kroz membranu) ostalo u celijama (kofaktor enzima), vazan za neuromuskularnu transmisiju deficijencija (tremor, slabost, aritmija) u alkoholizmu odredjeni diuretici metabolicka acidoza

280mg/d (homeostaza se odrzava i na 50 mg/d) hrana biljnog porekla (zitarice, zeleno povrce)

visak fluoroza >1 ppm u vodi (tamne fleke na zubima, koji su slabi i lako ispadaju) >10 ppm (osteoskleroza posle dugog unosenja)

Gvozdje

Hb (50% Fe), Mb, citohromi, mnogi enzimi, neophodan za fagocitozu redistribucija u skoro zatvorenom sistemu (< 1 mg/d se gubi), apsorpcija iz hrane relativno slaba deponovan kao feritin (uglavnom u jetri), hemosiderin transferin transport Fe

10 mg/d (muskarci) 15 mg/d (zene u reproduktivnom periodu) 30 mg/d (trudnice, tesko obezbediti samo ishranom)

u hrani uglavnom kao Fe3+ (vezano za proteine ili organske kis.) u kiseloj sredini se odvaja od nosaca zatim redukuje do Fe2+ i usvaja C vitamin kao redukciono sredstvo samo 10 % se obicno apsorbuje iz hrane >20% kroz meso 40% zitarice otezavaju apsorpciju biljna vlakna, fitati, tanini anemija (najcesca nutritivna deficijencija)

Bakar

teski metal (slobodni joni toksicni) 150 mg u organizmu u plazmi kao ceruloplazmin (60% Cu u plazmi), ferooksidazni enzim Fe izlazi iz celije kao Fe2+, a onda ga ceruloplazmin oksiduje u 3+ da bi se vezao za transferin deficijencija u Cu uzrokuje hipohromnu anemiju (potrebna suplementacija sa smesom Cu i Fe)

redoks enzimi citohrom oksidaza dopamin -hidroksilaza (u sintezi noradrenalina) Cu,Zn-SOD ferooksidaza: Fe2+ Fe3+ (apsorpcija a zatim vezivanje za transferin) Lys oksidaza (oksid. -NH2 Lys u elastinu), zato nedost. Cu izaziva slabost vezivnog tkiva

Cu neophodan u formiranju S-S veza u keratinu (kosa krta) tirozinaza (ukljucena u sintezu melanina) desaturaza (prelazak stearinske u oleinsku)

mleko slab izvor Cu deficijencija kod prevremeno rodjenih beba (nedovoljne rezerve), uz dugotrajnu ishranu mlekom apsorpcija iz hrane je regulisana statusom Cu apsorpcija zavisna od metalotioneina interferencija vezivanja Cu i Zn za metalotionein (zato je cesta deficijencija Cu kod suplementacije Zn)

Zink

kofaktor preko 300 enzima (uglavnom akceptor e -) Cu,Zn-SOD; LDH; AD, aldolaza; karboanhidraza; AP, karboksipeptidaza, RNK i DNK polimeraza stabilizuje proteinsku strukturu (Zn-finger) ukljucen u vezivanje receptora (steroidni i tiroidni hormoni, vitamin D i A) za promotorsko mesto na DNK

stabilizuje strukturu insulina (u pankreasu), neke membranske strukture brojne funkcije u imunom sistemu (u defic. sporo zarastanje rana) neophodan za razvoj cula ukusa

apsorpcija Zn zavisi od metalotionenina u celijama crevne mukoze tacni mehanizam nedovoljno razjasnjen

2g u organizmu 60% u misicima 30% u kostima ostalo u drugim tkivima 0,1% u plazmi (zato nije dobar parametar statusa) meso (30%); mleko (25%) zitarice (mnogo gube mlevenjem, ali se odstranjuju i vlakna i fitati koji inhibiraju apsorpciju)

Zn i Fe inhibiraju apsorpciju (kompeticijom) His, Cys povecavaju rastvorljivost i tako apsorpciju voce i povrce slab izvor

Selen

geoloski neravnomerno rasporedjen komponenta preko 12 enzima glutation peroksidaza (GSH-Px); tiroksin 5dejodinaza deluje kao antioksidans (zajedno sa vitaminom E) 8 25 g/L (1 3,2mol/L) deficijencija retka (muskularna distrofija, kardiomiopatija) toksicnost > 900g/d (dermatitis, gubitak kose, periferna neuropatija)

unosi se uglavnom kao selenoamino kiseline (deo i kao neorganski selen) meso i riba (oko 25%) biljke varijabilan izvor Se (ostaje u zitaricama i nakon mlevenja)

Jod

tiroidni hormoni T3 (trijodtironin) i T4 (tiroksin) regulisu brzinu bazalnog metabolizma deficicijencija vodi do hipertrofije tiroideje (gusavost,T4 TSH ), hipotiroidizam iskljucivo dobar izvor joda je morska riba, mleko (cesto bogatije zimi zbog suplement. stocne hrane jodom) u biljkama sadrzaj varijabilan (zavisi od tla) 60 g/d

hrom

Cr3+ komponenta kompleksa za regulaciju secera (glukozo-tolerant faktor, GTF) to je prirodni kompleks hroma, nikotinske kiseline i GSH GTF ubrzava vezivanje insulina za receptorska mesta Cr nije nadjen u metaloproteinima sa bioloskom funkcijom

oko 5 - 100 g/d (apsorbuje se samo 1 3%) bezbedno i adekvatno uzimanje je 50 do 200 g/d za odrasle Cr6+ toksican

mangan

komponenta nekoliko enzimskih sistema Mn-glikoziltransferaza piruvat karboksilaza esencijalan za normalnu strukturu kosti 2 5 mg/d (apsorpcija 5-10%) integr. zitarice, listovi zelenog povrca, caj deficijencija nepoznata, toksicnost (rudari) neuroloski simptomi

molibden

komponenta koenzima neophodnih za aktivnost ksantin oksidaze sulfit oksidaze aldehid oksidaze deficijencija retka 0,075 0,250 mg/d (odrasli); 0,025 0,075 mg/d (deca)

Tema ishrana i osteoporoza

kompleksan bioloski problem

10 35 godine gustina kostane mase

najveca to vreme najvaznije za smanjen rizik od osteoporeze u kasnijem dobu (unos Ca i vezbe)

povecan unos Ca u periodu postmenopauze (1,2 1,5 g/d) za specavanje osteoporoze diskutabilan samo uzimanje Ca ne mora da znaci i deponovanje razlicito deluje na razlicite tipove kosti povoljno na kosti karlice, sake i neke delove podlaktice ne i na neke delove kicme, rucnog zgloba zato je vazno gde se meri gustina

ipak unos Ca moze znacajno da smanji potrebu za estrogenima

za formiranje kosti potreban

vitamin C (za kostani matriks) Mg i P vitamin K Cu, Zn, Mn, B vitamin D !!

Vitamini

organska jedinjenja neophodna za zdravlje, normalan rast i reprodukciju ima ih 13 moraju se uneti hranom (, mg dnevno) neki su koenzimske forme deficijencija retka neki su u visku toksicni (vit A, D, B6)

Deficijencija u vitaminima

neadekvatna ishrana malapsorpcija vitamina povecane potrebe deficijencija uslovljena odredjenim lekovima vitamini A, D, E i B12 se deponuju i mogu trajati mesecima i godinama

Nomenklatura vitamina

istorijski faktor neophodan za rast rastvoran u mastima A rastvoran u vodi B vitamin B termolabilan B1; termostabilan B2 izraz B- kompleks (slican izvor vitamina) tiamin, riboflavin, niacin, biotin, B6 vise slicnih jedinjenja vitaminske aktivnosti B6 piridoksamin, piridoksal

Klasifikacija vitamina

u mastima rastvorni vitamini u hrani bogatoj mastima, manje rasprostranjeni, teze se eliminisu iz organizma u vodi rastvorni vitamini siroko rasprostranjeni, u nekim namirnicama u visokoj koncentraciji, lako se eliminisu iz organizma

U mastima rastvorni vitamini

A (A1- retinol; A2 - 3-dehidroretinol) D (holekalciferol) K (2-metil-1,4-naftohinon) E ( - tokoferol)

Dnevne doze

A

D 7-8.5g (deca) 5 g (odrasli) 10 g (trudnoca/laktacija) K 150 g E 4-8 mg

0.7-0.6 mg

U vodi rastvorni vitamini

vitamini kompleksa B tiamin (B1) riboflavin (B2) nikotinamid (niacin) piridoksin (B6) folat (pteroilglutamat) vitamini B12 kompleksa (kobalamini) biotin pantotenska kiselina askorbat (vitamin C)

Dnevne doze

riboflavin 1,2 1,7 mg/d niacin 13 19 niacin ekvivalenata (NE)/d (1NE = 1 mg slobodnog niacina)

B6 1,4 mg/d m. i 1,2 mg/d z.vitamin B12 0,5 1,0 g/d

U mastima rastvorni vitamini

vitamini A i D imaju direktni efekat na transkripciju gena osim vitamina K, ostali imaju znacajne rezerve u organizmu vitamini A i D su vrlo toksicni u visku

Vitamin A (all-trans-retinol)

neophodan za procese vidjenja (u formi retinala) rast i celijsku diferencijaciju u embrionalnom razvoju (u formi retinolne kiseline) pomaze epitelizaciju (retinil fosfat omogucava sintezu glikoproteina mukusa epitelnog tkiva) kao antioksidans (pri vecim koncentracijama)

avitaminoza kokosije slepilo poremecaj imunog sistema

Izvori vitamina A

hrana zivotinjskog porekla iz koje se dobro usvaja

jaja (zumance) mleko (puter) iznutrice riblje ulje velike kolicine u jetri riba (bakalar)

povrce - zuto, crveno, zeleno (usvaja se 30%)

sadrze karotenske pigmente - prekursore (provitamine) vitamina A sargarepa, spanac, zelena salata, listkoprive, paradajz, kajsija, kupus

U hrani najvazniji -karoten

u celijama mukoze se dioksigenazom

konvertuje do retinala retinal se redukuje do retinola i esterifikuje palmitinskom kis. iz lecitina -karoten 2 mola retinola, mala efikasnost apsorpcije (1mol karotena : 1 mol retinola) apsorbuje se kao estar, deponuje u jetri (retinil-palmitat)

Regulacija vitamina A u tkivu

depoi retinola u jetri (retinil-palmitat) delovanjem retinil estar hidrolaze oslobadja se retinol

ucirkulaciji se transportuje vezan za globulin (retinol-vezujuci protein, RBP) ili prealbumin (sprecava se oksidacija do retinolne kiseline)receptorskim sistemom dospeva u celije

Uloga vitamina A u procesu vodjenja

11-cis-retinal se kombinuje sa opsinom u rodopsin (prosteticka grupa fotoreceptornih pigmenata u retini)

Uloga vitamina A u transkripciji

u somatskim celijama retinol se konvertuje u retinolnu kis. vezuje se za receptore kompleks vitaminreceptor se vezuje za DNK regulise se ekspresija gena

Unos vitamina A se izrazava retinolskim ekvivalentima (r.e.)

unos vitamina A iz hrane se izrazava kao retinolski ekvivalent (r.e.)r.e. = g retinola + 0,167 g karotena

referentne vrednosti: 700 r.e./d odrasli m. 600 r.e./d odrasle z. 350 r.e./d za decu >3 300 r.e./d moguce teratogeno dejstvo bioloski ekvivalent je: 1 IU = 0,3 g retinola 1 g -karotena = 0,167 g retinola

Vitamin D

pri adekvatnom izlaganju sunca nije neophodan u hrani (10 min. izlaganje lica jakom suncu/d; SPF8 sprecava sintezu) forme vitamina D u hrani (preporucuje se 10 g/d) holekalciferol (D3) meso, riba ergokalciferol (D2) steroid gljiva (vegetarijanska ishrana)

Sinteza vitamina D

u kozi nakon izlaganja uv-B zracima od 7dehidroholesterola nastaje holekalciferolholekalciferol podleze hidroksilaciji (25 i 1, u jetri i bubrezima) samo 1,25 (OH)2 holekalciferol je aktivna vitaminska forma (kalcitriol)

Uloga vitamina D

prekursor steroidnih hormona vaznih za regulaciju homeostaze Ca i P (za mineralizaciju kosti) stimulise ekspresiju proteina (calbindin) koji omogucava prolazak Ca kroz intestinalne epitelne celije transkripcioni regulator proteina kostanog matriksa indukuje ekspresiju osteokalcina indukuje diferencijaciju osteoklasta (vazni za formiranje kosti)

avitaminoza hipokalcemija rahitis (kod dece) osteomalacija (kod odraslih) hipervitaminoza (> 250 g/d) hiperkalcemija

Vitamin K

K1 fitilmenahinon( u zelenom povrcu)K2 multiprenilmen ahinon (intestinalne bakterije)

vitamin K sintetisu bakterije u tankom crevu

deficijencija zbog nemogucnosti apsorpcije neki antibiotici menjaju crevnu floru

prisustvo vitamina siroko prisutno (kukuruzno ulje)

Uloga vitamina K

neophodan za post-translacionu modifikaciju nekih glikoproteina protrombin, faktori koagulacije VII, IX i X u jetri produzeno krvarenje i protrombinsko vreme deficijencija vitamina K faktor u nastanku osteoporoze

Vitamin E

8 tokoferola i tokotrienola najrasprostranjeniji - i - tokoferol u biljnim uljima (suncokretovo), integralne zitarice, orasi, bademi

transportuje se plazma LDL bezbedne kolicine 1g/d srednji unos 9,3 mg/d m. 6,7 mg/d z.

Uloga vitamina E

antioksidant (prekida radikalsku lancanu reakciju), regeneracija uz vitamin C stiti membrane, LDL deficijencija retka, simptomi hemoliticka anemija razgradnja skeletnih misica (povecanje kreatin kinaze) neuroloske promene

U vodi rastvorni vitamini1. vitamini B grupe koji su koenzimi enzima glavnih metabolickih puteva ugljenih hidrata i lipida (energetski metabolizam)

tiamin, niacin, riboflavin, biotin, pantotenska kis.

ne deponuju se ni kod biljaka ni zivotinja (zato nema posebno bogatog izvora), dopunjuju se redovnom ishranom

2. vitamini koji su koenzimske forme enzima metabolizma aminokiselina i nuklenskih kiselina u procesima hematopoeze

slicne metabolicke posledice deficijencije povecava se koncentracija homocisteina u plazmi

Tiamin (B1)

zastupljenost u hrani u integralnim zitaricama, kvascu (40% prosecnog dnevnog unosa) riba i meso (20%) mleko i mlecni proizvodi (10%) voce i povrce < 10% (krompir 17%) osetljiv na temperaturu (pri neutralnoj i baznoj sredini) i SO2 (dodaje se kao antifungal aditiv)

Koenzimska forma tiamin pirofosfat

difosfatna forma tiamina, TPP (enzimi dekarboksilacije keto kiselina i transketolaze) piruvat dehidrogenaza -ketoglutarat dehidrogenaza

deficijencija retka (u alkoholizmu, anoreksiji)avitaminoza umerena depresija, preosetljivost, zaboravnost izrazena Beri-beri (neuroloske promene, aritmije, edemi)

Niacin

nikotinska kiselina i nikotinamid stabilan pri visim temperaturama otkriven kao uzrok bolesti pelagra (posledica iskljucivog koriscenja kukuruza, malo Trp prekursora niacina) vezani niacin u kukuruzu se mora osloboditi tretiranjem bazama (priprema tortilja) u dovoljnim kolicinama u hrani biljnog i zivotinjskog porekla male kolicine se i sintetisu iz triptofana (endogeni) (kukuruz slab izvor Trp)

NAD+ i NADP+ (koenzimi dehidrogenaza)

Avitaminoza

pelagra: dermatitis, diareja, demencija promene na kozi sluznici CNS GI Hartnup-ova bolest (urodjeni nedostatak u celijskom transportu nekih aminokiselina-Trp)

Riboflavin (vitamin B2)

na toplotu otporan vitamin osetljiv na svetlost prisutan u namirnicama mleko, 27% zitarice, 22% meso (riba) 21% voce i povrce (grasak, pasulj), 8%

Uloga riboflavina

koenzimi flavoproteina

FMN, FAD (koenzimi oksidoreduktaza)

GR (glutation reduktaza)

Riboflavin, FMN, FAD

Avitaminoza (ariboflavinoza)

oralne, okularne, kozne i genitalne lezije ispucala, rapava koza, jezik natecen, crven primarna deficijencija neadekvatna ishrana mlekom i mesom sekundarna deficijencija hronicna dijareja, bolesti jetre, alkoholizam detektuje se povecanom aktivnoscu GR (>30%) u eritrocitima posle unosa B2

Biotin

prisutan u vecini namirnica rafinisane zitarice i voce slab izvor esencijalan faktor rasta mnogih mikroorganizama proizvod crevne flore (deo apsorbovanog biotina)

Biotin koenzim karboksilaza CO2)

(nosac

Pantotenska kiselina

siroko rasprostranjena u namirnicama glavna komponenta koenzima A (potreban za preko 70 enzima)

Piridoksin, Vitamin B6

prekursori piridoksal fosfata (PP; piridoksin) piridoksal piridoksamin

Uloga piridoksal fosfata

koenzim transaminaza i dekarboksilaza aminokiselina neophodan za sintezu serotonina i norepinefrina neophodan za sintezu sfingolipida neophodan za sintezu -aminolevulinske kiseline (prekursor hema) esencijalna komponenta glikogen fosforilaze

dobri izvori riba, integralne zitarice, banane, pasulj deficijencija retka dermatitis anemija (mikrocitna, Fe u serumu) depresija periferne neuropatije

Cijanokobolamin, vitamin B12

od svih vitamina jedini iskljucivo mikrobioloskog porekla (u hrani zivotinjskog porekla takodje) riba manje u mleku, jajima u pivu u bioloski neaktivnoj formi u jogurtu ga nema (nekim procesima se unistava)

u crevima urodjeni faktor za usvajanje vitamina B12 perniciozna anemija, nedostatak ovog faktora deficijencija cesto se srece kod vegeterijanaca ali nije izrazena megaloblastna anemija (deficijencija se odrazava na deobu celije, normalnu maturaciju eritrocita) demielinizacija (neuroloske promene)

Vitamin B12 korinoidi sa Co

Uloga vitamina B12

dva vazna koenzima sa kobalaminom metil kobalamin adenosil kobalamin metil kobalamin (kofaktor metionin sintaze) donor metil grupe je metil-tetrahidrofolat nastali folat je vazan kao kofaktor enzima za sintezu NK

adenosil kobalamin (kofaktor mutaza) vazan u metabol. nekih a.k. i neparnih m.k.

Vitamin B12 - kofaktor metionin sintaze

Folat

folacin familija folata tetrahidrofolat (THF) 5-metil THF 10-formiltetrahidrofolat prirodni folati imaju poliglutaminski lanac (u GI se delovanjem konjugaza odvaja, a u celijama vraca, metabolicki aktivna forma)

folna kiselina sinteticka forma vitamina (konvertuje se u THF nakon apsorpcije)

dobri izvori djigerica, bubrezi, sveze povrce (zeleno) kvasac integralne zitarice mnogo se gubi kuvanjem namirnica

Vitamin C

askorbinska kiselina (vitamin C) sveze voce, povrce oksidoredukcioni procesi, hidroksilacija Pro, Lys (kolagen) deficijencija skorbut (slab vaskularni zid, slabo zarastanje rana, nedostatak matriksa kosti vodi osteoporozi, anemija)

Deficijencija u vitaminima

neadekvatna ishrana malapsorpcija vitamina povecane potrebe deficijencija uslovljena odredjenim lekovima vitamini A,D, E i B12 se deponoju i mogu trajati mesecima i godinama

raznolikom ishranom smanjuje se mogucnost deficijencije, ipak moguca je kod postojanja nekih bolesti povecanog katabolizma povecanog izlucivanja jednolicna ishrana vodi u deficijenciju u ekonomski nerazvijenim zemljama alkoholicari, gubitak apetita, restrikcija ishrane

Antioksidaciona zatita i ishrana

Kiseonik i oksidativni stres

slobodni kiseonik u Zemljinoj atmosferi pre 2 milijarde godina pojava aeroba O2 u vecoj koncentraciji toksican 95-99% O2 se redukuje do H2O 1-5% se nepotpuno redukuje - delimicno redukovane forme kiseonika velike reaktivnosti

Reaktivne kiseonicne cestice

kiseonicni radikali (slobodni radikali) : superoksid anjon radikal (O2-) hidroksil radikal (HO.) lipid peroksid radikal (LOO.) vodonik peroksid H2O2 lipid peroksid LOOH

singlet kiseonik 1O2hipohlorna kiselina HOCl

Slobodni radikali

atomi ili molekuli koji poseduju nesparen elektron velika reaktivnostu bioloskim sistemima najznacajniji slobodni radikali kiseonika i azota (NO.) u celiji reaguju sa biomolekulima (proteini, nukleinske kiseline, lipidi) i uticu na njihovu funkciju

Moguca ostecenja prouzrokovana slobodnim radikalima

proteini: enzimi, jonske pumpe, receptori (inhibicija, inaktivacija) proteini ukljuceni u imunoloski sistem (imunoloski poremecaji)membranski lipidi (lipidna peroksidacija)

nukleinske kiseline (mutacije)

Oksidacioni stres

kompleks intracelularnih i ekstracelularnih uslova koji vode povecanom generisanju reaktivnih kiseonicnih cestica

OKSIDACIONI STRES

nastaje delovanjem faktora iz spoljasnje sredine (visokoenergetska zracenja, teski metali, pesticidi, lekovi)

procesima u samoj celiji (mitohondrijalna respiracija, fagocitna aktivnost leukocita, delovanjem nekih enzima, metabolizam ksenobiotika)

Zastita od slobodnih radikala - antioksidativni sistem

sistem antioksidacione zastite mehanizmi antioksidacione odbrane su: neenzimski enzimski zastita vezivanjem metalnih jona (metali, prooksidanti) sekundarna antioksidativna odbrana (repair mehanizmi)

Neenzimski mehanizmi antioksidacione odbrane

glutation (GSH) tripeptidL-askorbinska kiselina (vitamin C) -tokoferol (vitamin E) -karoten (provitamin A) urat

riboflavin (vitamin B2)

Enzimski mehanizmi antioksidativne odbrane

superoksid dismutaza (SOD), supstrat O2katalaza (CAT), supstrat H2O2 glutation peroksidaza (GSH-Px), supstrati LOOH, H2O 2 glutation reduktaza (GR), redukuje GSSG

glutation S-transferaza (GST), supstrat ROOH

Svi mehanizmi antioksidativne odbrane su medjusobno povezani

Uloga metala u slobodnoradikalskim procesima

uloga dvostruka - mnogi metali (mikroelementi) ulaze u sastav enzima, a ako nisu vezani za proteinski molekul snazni prooksidanti bakar (Cu) cink (Zn) mangan (Mn) gvozdje (Fe) selen (Se)

Slobodni radikali i toksikologija

ksenobiotici - supstance iz spoljasnje sredine koje dospevaju u organizam, a nisu produkti normalnog metabolizma najcesce se transformisu u jetri - enzimi za detoksifikaciju (GST, citohrom P450 sistem) produkti detoksifikacije su najcesce manje toksicni postoji veza izmedju ksenobiotika i slobodnoradikalskih procesa

Ksenobiotici - izvor slobodnih radikala

herbicidi, insekticidi halogenovani ugljovodonici polutanti iz vazduha (azotovi oksidi, O3, SO2) teski metali (Cd, Hg, Pb) dim cigarete (1014 radikala u svakom dimu) antibiotici

Svi zivi organizmi izlozeni oksidativnom stresu

neophodna je ravnoteza izmedju produkcije slobodih radikala u celiji i njihovog uklanjanja poremecaj u ovoj ravnotezi - opasnost za celiju i organizam (bolesti - ateroskleroza, cancer, alegije, autoimune bolesti)

Sta mozemo da uradimo?

smanjiti slobodnoradikalsku produkciju usled delovanja faktora iz spoljasnje sredine (polutanti, zracenje) povecati antioksidativnu odbranu celije (organizma) - vitamini A, C, E, mikroelementi Fe, Cu, Se balansirana ishrana, priroda neopterecena polutanima - znacaj za citav ekosistem i coveka

Vlakna neophodna u ishrani

heterogena grupa organskih jedinjenja, koja ne podleze hidrolizi u digestivnom traktu sisara i coveka neka vlakna se ipak u maloj kolicini razlazu delovanjem enzima mikroflore digestivnog trakta mikroflora koristi vlakna kao supstrat i produkuje masne kiseline kratkog lance, ciji se manji deo apsorbuje

imaju istu ili slicnu fiziolosku ulogu uglavnom su biljnog, ali mogu biti i zivotinjskog porekla

neskrobni polisaharidi i ligninisredinom 70-tih intenzivna istrazivanja njihove funkcije

Vlakna neophodna u ishrani

u biljkama imaju ulogu strukturnih komponenti imaju zastitnu ulogu razlicite analiticke tehnike odredjivanja kolicine najnovija (2000) AOAC (Association of Official Analytical Chemists)

Podela

prema rastvorljivosti u vodi nerastvorna vlakna povecavaju peristaltiku creva, ubrzavaju praznjenje creva rastvorljiva vlakna usporavaju pasazu hipoglikemijsko i hipoholesterolsko dejstvo

U vodi nerastvorljiva vlakna

poticu iz dela celijskog zida biljaka celuloza deo hemiceluloze lignini (nisu ugljeni hidrati) psenicne i razene mekinje (hemiceluloza i celuloza), brokoli (lignin)

U vodi rastvorljiva vlakna

Nalaze se oko i unutar biljne celije apsorbuju vodu ili se rastvaraju u vodi prirodna pektini gume neke hemiceluloze zob, jabuke, pasulj, morske alge

U vodi nerastvorljiva vlakna

celuloza

polimer glukoze (,14), glikozidne veze vodonicne veze izmedju lanaca deo celijskog zida biljne celije za coveka nesvarljiva

hemiceluloza

heterogena grupa neceluloznih polisaharida razgranati polimeri heksoza, pentoza, uronske kiseline ksilani, galaktani, manani delimicno svarljiva za coveka

lignini

polimeri aromaticnih (fenolnih) alkohola hemijski inertni i nedigestibilni kovalentno vezani za polisaharide matriks kore drveta

Vlakna rastvorljiva u vodi

pektini

deo celijskog zida biljne celije heterogeni polisaharidi >Mr, (dekstrini) lanci (14) -D-anhidrogalakturonske kiseline sadrze i ramnozu, arabinozu, galaktozu, ksilozu

rastvorljivi u vodi, otporni na aktivnost enzima (amilaze) u tankom crevu coveka voce (jabuke, citrusi) dobar izvor pektina 15-20g/d

Delovanje pektina

na metabolicke procese snizavaju apsorpciju glukoze ( glikemicni odgovor na hranu) snizavaju nivo holesterola u serumu (LDL) na digestivne procese usporavaju praznjenje zeluca i pasazu kroz tanko crevo (za razliku od nerastvornih dijetnih vlakana)

Glukani

viskozan polisaharid (13) (14)- D-glukan >Mr celo zrno zobi, jecma i psenice

fiziolosko delovanje glukana

snizava holesterol u serumu smanjuje apsorpciju glukoze (smanjen postprandijalni nivo insulina) uticaj viskoznosti, Mr, rastvorljivosti, strukture vazno ali nedovoljno ispitano

gume heterogeni polisaharidi, >Mr duzim kuvanjem (H+) se hidrolizuju pentoze (arabinoza, ksiloza) heksoze (glukoza, galaktoza) glukuronsku i galakturonsku kiselinu u toploj vodi daju koloidnu do zelatinoznu lepljivu (adhezivnu) masu

sluzi amorfna supstanca koju cine heterogeni holisaharidi u toploj vodi pravi viskozni, koloidni, nelepljivi rastvor deluju kao laksativ senf povoljno utice na glikemiju, lipemiju smanjuje apetit

Namirnice bogate u vlaknima

zitarice (celo zrno, mekinje) voce (bobicasto, suve sljive, jabuke, kajsije, banane, pomorandza, suvo grozdje) povrce (grasak, brokoli, spanac, pasulj, sargarepa, kupus, kukuruz, krompir (sa ljuskom)

Prema uticaju na zdravlje nova klasifikacija ugljenih hidrata

glikemijski indeks

kako brzo i koliko dugo se povecava nivo glukoze u krvi nakon uzimanja obroka sa ugljenim hidratima

beli hleb ima visok glikemijski indeks brza digestija do glukoze, nagli porast glukoze u krvi braon pirinac ima nizak glikemijski indeks spora digestija, polagano povecanje glukoze u krvi

Dodaci ishrani (dietary supplement)

proizvodi koji se unose hranom, a sadrze vitamine, minerale, lekovite biljke, razne supstance biljnog porekla, aminokiseline, enzime, koncentrate, ekstrakte

u obliku tableta, kapsula, tecnosti, praha

to su dodaci ishrani a ne zamena za hranu namirnice obezbedjuju mnogo toga, cega nema u dodacima ishrani

ogroman broj razlicitih dodataka ishrani zakonska regulativa nije upotpunosti uvedena smatraju se kao namirnice, a ne lekovi i zato ne podlezu strogim zakonima za proizvodnju lekova variranje u koncentraciji, rastvorljivosti

bezbedna primena i efikasnost za mnoge nedefinisana problem potencijala delovanja da li je kolicina oznacena na pakovanju stvarno unutra

Dietary Supplement Health and Education Act (1994) (DSHEA) uvedeni standardi obelezavanja ko je nadlezan za proveru bezbedne primene? u SAD, FDA (Agencija za lekove i hranu) za nove sastojke na trzistu (posle 1994) preporuke za naucna ispitivanja

ime proizvoda mora da ukaze da je to dodatak ishrani (npr. dijetetski proizvod) etiketa koja svojim nazivom i sadrzajem ukazuje da se podaci odnose na dodatak ishrani (Supplement Facts)

Podaci koji se iskazuju

preporucena kolicina (doza uzimanja) kolicina po jednom uzimanju %dnevne potrebne kolicine (ili oznaka preporucene dnevne kolicine za sastojke kojima su odredjene ove vrednosti

poreklo dodatka prisutni drugi dodaci rok upotrebe i cuvanje proizvodjac i literatura

dozvoljeno je da se podaci odnose na

kolicinu dijetetskog proizvoda, npr. 20% dnevnog potrebnog unosa vitamina C; odlican izvor vitamina C

povezanost dodatka ishrani i bolesti kalcijum i osteoporoza natrijum i hipertenzija namirnice bogate vlaknima i kancer podaci koji se odnose na dodatak ishrani i bolesti usled deficijencije vitamin C sprecava pojavu skorbuta

Dnevne preporucene kolicine dodataka ishrani (Reference Daily Intakes)

vitamin A 5000 IU (1000g) vitamin C 60 mg tiamin 1,5 mg riboflavin 1,7 mg

niacin 20 mg kalcijum 1000 mg gvozdje 18 mg vitamin D 400 IU (10 g)

vitamin E 30 IU (10 mg) vitamin B6 2,0 mg folna kiselina 400 g vitamin B12 6 g

fosfor 1000 mg jod 150 g magnezijum 400 mg cink 15 mg

bakar 2 mg biotin 300 g pantotenska kiselina 10 mg vitamin K 80 g

hrom 120 g selen 70 g molibden 75 g mangan 2 g hloridi 3400 mg

Postoje hiljade dodataka ishrani

neki sadrze esencijalne nutrijente neki neesencijalne, ali prisutne u organizmu neki uticu na efekte makronutrijenata u hrani neki sadrze lekovite trave i druge biljne preparate

Raznolikost primene kao i sastava

za atletski izgled za sprecavanje deficijencije za gubljenje ili povecanje telesne mase za ublazavanje raznih simptoma i stanja neki promovisu duzi zivot sprecavaju hronicne bolesti

Podaci sa interneta

Supplements for Bones and Joints Supplements for Cholesterol Control and Heart Health Supplements for Memory and Mental Acuity Supplements for Menopause Symptoms Supplements for Prostate Problems Supplements for Sex Drive and Function Supplements for Sleep

Uputstva za pravilnu ishranu - vodic za namirnice -

Vodic u ishrani

vodic u ishrani za amerikance za sve starije od 2 godine revidira se svakih 5 godina obezbedjuje zvanicna uputstva za ishranu u cilju razvijanja zdravih navika za ocuvanje zdravlja u sprecavanju rizika od najrasirenijih hronicnih bolesti

obiman materijal se priprema u obliku brosurastandardi za sve drzavne programe (skole, bolnice)

pomaze u planiranju sredstava za industriju hranesadrzi imena eksperata za pojedine oblasti

Piramida ishrane (prva)

ugljeni hidrati u osnovi ishrane poruka - oni su dobri, a masti lose (?) posledica - epidemija gojaznosti i dijabetesa-2 voce i povrce odlicno za zdravlje kampanja 5 puta dnevno meso obezbedjuje potrebe za proteinima u istu grupu stavljeno i riblje i svinjsko meso ulja (masti) samo ponekad a sta je sa nezasicenim masnim kis.?

Sledeca piramida

2001. g. Studije nacionalnog zdravlja na Harvardu piramida zdrave ishrane u osnovu stavlja fizicku aktivnost

2005. g. nekoliko novih uputstava neophodnost kontrolisanja tezine i fizicka aktivnost savetuje se 20 35% dnevnog unosa kalorija kroz masti (nezasicene masne kiseline) preporuka uzimanja ugljenih hidrata kao integralne zitarice (celo zrno)

zitarice

povrce

voce

mleko& meso& mlecni proiz. mahun.povrce

Procena nutritivnog statusa

podaci o ishrani su tesno povezani sa bolescu i cesto otkrivaju uzrok bolesti potrebni podaci o ishrani (3 dana) kolicina, vrsta

fizicka ispitivanja funkcije pojedinih organa

povezanost deficita ili viska nekih visina, tezina, raspored masti imisicna masa

nutrijenata sa fizioloskim procesima

antropometrijska merenja

razna snimanja (rendgen, CT, NMR) biohemijski testovi

Antropometrijaska merenja

odnos tezine i visine (body mass indexBMI) masa (kg)/visina (m)2 >27 gojazna osoba 25 do 27 sa viskom kilograma (punacka) 20 do 25 normalne tezine 18 do 20 mrsava osoba