[2007/Nr 1] Bromatologia 1/2007

(1)

Regina Ole˛dzka

NUTRACEUTYKI, Z

˙

YWNOS

´

C

´

FUNKCJONALNA –

ROLA I BEZPIECZEN

´

STWO STOSOWANIA*

) Katedra i Zakład Bromatologii Akademii Medycznej w Warszawie

Kierownik: prof. dr hab. Andrzej Tokarz

Hasła kluczowe: nutraceutyki, z˙ywnos´c´ funkcjonalna, regulacje prawne

bezpiecz-nego stosowania.

Key words : nutraceuticals, functional foods, law regulation of safety uses.

Koncepcja produkcji z˙ywnosći posiadaja˛cej, obok podstawowych składniko´w odz˙ywczych, dodat-kowe substancje o działaniu fizjologicznym na organizm powstała w Japonii w pocza˛tkach lat osiemdziesia˛tych XX wieku. Miała ona na celu otrzymanie z˙ywnosći, dostarczaja˛cej nie tylko składniki potrzebne do normalnego rozwoju i funkcjonowania organizmu ale ro´wniez˙, podnosza˛cej kondycje˛ zdrowotna˛. Idea ta została naste˛pnie rozpowszechniona w Stanach Zjednoczonych i w Europie. Zaproponowana koncepcja zakładała wprowadzenie „optymalnego z˙ywienia”, kto´rego celem jest polepszenie funkcji fizjologicznych dla osia˛gnie˛cia maksymalnie lepszego samopoczucia i stanu zdrowia oraz jednoczesnego zmniejszenia ryzyka choroby (1 – 7). Inspiracja˛ do podje˛cia takiej koncepcji rozwoju produkcji z˙ywnosći był z jednej strony intensywny wzrost badan´ nad fizjologicznymi własćiwosćiami składniko´w z˙ywnosći i wykazanie ich funkcji prozdrowotnych, a z drugiej strony alarmuja˛ce statystyki zapadalnosći i s´miertelnosći z powodu choro´b cywilizacyjnych, powstałych w wyniku niewłasćiwego stylu z˙ycia i odz˙ywiania.

Powstałe produkty zyskały nazwe˛ „z˙ywnosći funkcjonalnej”, „nutraceutyko´w” itp. Argumentem przemawiaja˛cym za promowaniem nutraceutyko´w i z˙ywnosći funkcjonalnej jest moz˙liwosć´ poprawy stanu zdrowia i profilaktyka choro´b przewlekłych (7, 8).

Troche˛ dziwnym moz˙e wydac´ sie˛ fakt, z˙e poje˛cia „nutraceutyki” czy „z˙ywnosć´ funkcjonalna” sa˛ obecnie mało popularne w Japonii, natomiast przyje˛ły sie˛ one w innych krajach przemysłowo rozwinie˛tych gło´wnie w Stanach Zjednoczonych i obecnie w Europie. Nalez˙y jednak wspomniec´, z˙e sam termin „z˙ywnosć´ funkcjonalna” pochodzi oczywisćie z Japonii, gdzie w 1984 r. Ministerstwo Edukacji zainicjowało program badawczy pos´wie˛cony rozwojowi jej produkcji. Uz˙ywanie tej nazwy jednak zostało po´zńiej zaniechane, jako stwarzaja˛ce moz˙liwosć´ wprowadzania w bła˛d konsumenta i mylenia z funkcja˛ lecznicza˛. Natomiast sama koncepcja „z˙ywnosći funkcjonalnej” została wykorzystana w utworzonym programie/systemie „z˙ywnosći specjalnego zdrowotnego stosowania” („Foods for Specified Health Use” czyli FOSHU system), kto´ry obejmuje regulacje prawne jej produkcji i bez-pieczen´stwa stosowania (5).

D e f i n i c j e n u t r a c e u t y k o´ w i z˙ y w n o s´ c i f u n k c j o n a l n e j

Termin nutraceutyki (nutraceuticals) powstał z poła˛czenia dwo´ch sło´w „nutrition” i „farmaceutical” i wprowadził go w 1989 r. S. DeFelice – przewodnicza˛cy amerykan´skiej organizacji „Fundacji dla Innowacji w Medycynie”, maja˛cej cele szkoleniowe w zakresie popierania nowos´ci w medycynie (6). Nazwa ta szybko przyje˛ła sie˛ w badaniach biomedycznych. Definicja „nutraceutyko´w” sformułowana

*) _{Referat plenarny wygłoszony na Ogo´lnopolskim Sympozjum Bromatologicznym „Bezpieczna Z}˙_{ywnos´c´ –}

Racjonalne Z˙ywienie”, Ustron´, 8–9 czerwca 2006.

(2)

przez DeFelicego (6, 9, 10) okres´la „nutraceutyk – jako kaz˙da˛ substancje˛, kto´ra moz˙e byc´ uwaz˙ana za z˙ywnosć´ lub cze˛sć´ z˙ywnosći i dostarcza korzysći zdrowotne, wła˛czaja˛c zapobieganie i/lub leczenie choro´b”.

Do nutraceutyko´w moz˙na zaliczyc´ izolowane składniki z z˙ywnosći, suplementy diety, produkty ziołowe, a gło´wnie substancje izolowane z zio´ł (substancje fitochemiczne). Moga˛ byc´ one stosowane pojedynczo lub w poła˛czeniach. Sa˛ sprzedawane w postaci farmaceutycznej – tabletek, kapsułek, syropo´w, proszko´w itp. lub/ i stosowane jako dodatek do s´rodko´w spoz˙ywczych. Jest wie˛c to produkt usytuowany pomie˛dzy z˙ywnosćia˛ a lekiem. Nutraceutyki nie sa˛ oczywisćie lekami i sa˛ uwaz˙ane za z˙ywnosć´. Posiadaja˛ substancje aktywne biologicznie, kto´re moga˛ wzmacniac´ osłabiac´ lub modyfikowac´ funkcje fizjologiczne i metaboliczne organizmu a tym samym oddziaływac´ korzystnie na organizm dzie˛ki zapobieganiu przed powstaniem choro´b przewlekłych (3, 6, 7, 8).

Poje˛cie z˙ywnosći funkcjonalnej okres´lane jest ro´z˙nie, a sformułowanie dobrej definicji jest trudne, biora˛c pod uwage˛ ro´z˙norodnosć´ produkto´w z˙ywnosći, kto´re w przyszłosći moga˛ byc´ z˙ywnosćia˛ funkcjonalna˛ oraz mnogosć´ ro´z˙nych składniko´w funkcjonalnych poprawiaja˛cych stan zdrowia lub działaja˛cych profilaktycznie. Oryginalna definicja powstała w Japonii w ramach programu FOSHU w 1991 r. (2). Podawała ona, z˙e jest to „z˙ywnosć´, kto´ra w oparciu o udokumentowana˛ wiedze˛ dotycza˛ca˛ istnienia dowodo´w zalez˙nosći pomie˛dzy z˙ywnosćia˛ lub jej składnikami a zdrowiem moz˙e miec´ korzystny wpływ na stan zdrowia. Fakt ten upowaz˙nia do odpowiedniego oznakowana z˙ywnosći stwierdzaja˛cego, z˙e ludzie ja˛ stosuja˛cy dla szczego´lnych celo´w zdrowotnych moga˛ oczekiwac´ uzyskania sprecyzowanych rezultato´w”.

The International Food Information Council (IFIC) definiuje z˙ywnosć´ funkcjonalna˛ jako „z˙ywnosć´ daja˛ca˛ korzysći zdrowotne poza z˙ywieniowymi (odz˙ywczymi)” (11, 12).

Najszerzej opracowana definicja z˙ywnos´ci funkcjonalnej została opublikowana w 1998 r. w wyniku przyje˛tego Konsensusu Naukowej Koncepcji Z

˙

ywnos´ci Funkcjonalnej. Był on rezultatem pracy Europejskiej Komisji „Functional Food Science in Europe” (FUFOSE), koordynowanej przez ILSI Europe (International Life Science Institute) (13 – 16). Definicja ta brzmi naste˛puja˛co: „Z

˙

ywnosć´ moz˙e byc´ okres´lona jako funkcjonalna, jes´li naukowo udowodniono, korzysći zdrowotne ponad odpowiednio wystarczaja˛cy efekt z˙ywieniowy oraz z˙e posiada ona składniki działaja˛ce w zakresie poprawy jednej lub wie˛cej funkcji organizmu człowieka, wpływaja˛c korzystnie na stan zdrowia i samopoczucia i / lub na obniz˙enia ryzyka choroby”, jednoczesńie dodaja˛c, z˙e „działanie to musi byc´ udowodnione metodami naukowymi” (13 – 16).

Nalez˙y jednak stwierdzic´, z˙e „z˙ywnosć´ funkcjonalna” jest raczej „koncepcja˛” niz˙ dobrze zdefiniowa-na grupa˛ z˙ywnosći. Poje˛cie to jedzdefiniowa-nak zostało zaakceptowane, jako ro´z˙nia˛ce z˙ywnosć´ funkcjozdefiniowa-nalzdefiniowa-na˛ od innych nowo wprowadzonych produkto´w z˙ywnosći takich jak „nutraceuticals, pharmafood, medifood, designer food lub vitafood”. Nie obejmuje tez˙ suplemento´w. Jest akceptowana przez producento´w i konsumento´w w wie˛kszym stopniu niz˙ inne propozycje nazw nadawane z˙ywnosći o tych cechach. Wynika z nich, z˙e za z˙ywnosć´ funkcjonalna˛ moz˙na uznac´ taka˛ z˙ywnosć´, kto´ra ma wprowadzone składniki o znanych własćiwosćiach fizjologicznych, ma tez˙ działac´ profilaktyczne ale nie leczyc´. Według Europejskiego Konsensusu Naukowej Koncepcji dla Z

˙

ywnosći Funkcjonalnej musi ona posiadac´ naste˛puja˛ce własćiwosći:

1. pozostaje ona z˙ywnos´cia˛ konwencjonalna˛, nalez˙a˛ wie˛c do niej produkty spoz˙ywcze przeznaczone do ogo´lnego, codziennego stosowania i jest cze˛s´cia˛ normalnej diety czyli nie moz˙e byc´ podawana w formie tabletek, draz˙etek, kapsułek itp.,

2. powinna posiadac´ obok naturalnych składniko´w zwie˛kszone ste˛z˙enie składnika aktywnego w niej wyste˛puja˛cego lub dodatek takiego składnika aktywnego, kto´ry nie jest zawarty w danym s´rodku spoz˙ywczym,

3. powinna posiadac´ naukowo udowodnione korzystne działanie na stan zdrowotny organizmu ponad efekt z˙ywieniowy, wynikaja˛cy ze spoz˙ycia takiej z˙ywnos´ci w ilos´ciach charakterystycznych dla danego s´rodka spoz˙ywczego,

4. moz˙e polepszac´ samopoczucie i stan zdrowia lub obniz˙ac´ ryzyko choroby, wpływaja˛c na poprawe˛ jakos´ci z˙ycia,

5. ma posiadac´ odpowiednie os´wiadczenia z˙ywieniowe i zdrowotne oparte na badaniach naukowych z zastosowaniem odpowiednich bio-markero´w, charakterystycznych dla okres´lonego procesu przemian lub funkcjonowania narza˛du (14, 16).

Wprowadzenie tych nowych nazw i definicji z˙ywnos´ci spowodowało pewne zamieszanie w ich zrozumieniu przez konsumento´w. Wynika ono z braku niekto´rych unormowan´ prawnych. Uz˙ywane

(3)

bowiem od pewnego czasu poje˛cia takie jak „z˙ywnosć´ wzbogacona” „fortyfikowana” mieszcza˛ sie˛ cze˛sćiowo w koncepcji stworzonej dla z˙ywnosći funkcjonalnej. Natomiast „suplementy z˙ywnosći” ro´z˙nia˛ sie˛ zasadniczo od z˙ywnosći funkcjonalnej przyje˛ta˛ forma˛ produktu, ale odpowiadaja˛ one w pewnym zakresie poje˛ciu nutraceutyko´w (2). Sprawa ta jest jednak dosć´ skomplikowana i wymaga odre˛bnego omo´wienia.

P r z y k ł a d y n u t r a c e u t y k o´ w i z˙ y w n o s´ c i f u n k c j o n a l n e j

Do „nutraceutyko´w” zaliczane sa˛ substancje biologicznie czynne o udowodnionym działaniu prozdrowotnym (7, 12, 17 – 19). Nalez˙a˛ do nich: błonnik pokarmowy, oligosacharydy a zwłaszcza fruktany, bakterie kwasu mlekowego – waz˙ne dla poprawy funkcjonowania przewodu pokarmowego; wielonienasycone kwasy tłuszczowe (olej rybi), białka, peptydy, aminokwasy, ketokwasy, substancje antyoksydacyjne (w tym witaminy o takim działaniu), skoniugowany kwas linolowy (CLA), flawonoidy i inne zwia˛zki fenolowe, karotenoidy (beta-karoten i likopen), ros´linne sterole i stanole, stilbeny (3, 7, 11, 18, 20).

Zgodnie z podana˛ definicja˛ z˙ywnosćia˛ funkcjonalna˛ sa˛ owoce i warzywa w stanie nieprzetworzonym. Nalez˙a˛ do nich, np. brokuły i inne warzywa z rodziny Cruciferae, marchew czy pomidory, a takz˙e szpinak, kapusta czerwona bogate w aktywne fizjologiczne substancje takie jak suforafan, beta-karoten, likopen, czy luteina. Moz˙na tez˙ do z˙ywnosći funkcjonalnej zaliczyc´ czarna˛ i zielona˛ herbate˛ bogata˛ w polifenole oraz soje˛ a takz˙e produkty z owsa z beta-glukanem – redukuja˛ce poziom cholesterolu całkowitego i cholesterolu LDL, jak ro´wniez˙ sok z˙urawinowy działaja˛cy odkaz˙aja˛co na flore˛ bakteryjna˛ w przewodach moczowych. Lista przykłado´w takich produkto´w jest dosć´ duz˙a (17).

Produkcja z˙ywnos´ci funkcjonalnej polega na wzbogaceniu s´rodko´w spoz˙ywczych w substancje aktywne fizjologicznie i/lub eliminacji a takz˙e na stosowaniu zamienniko´w składniko´w niepoz˙a˛danych (np. tłuszczu). Do najcze˛s´ciej spotykanych tego typu produkto´w nalez˙a˛:

– fermentowane produkty mleczne lub zawieraja˛ce dodatek bakterii probiotycznych – lactobacillus, bifidobacterium,

– tłuszcze do smarowania pieczywa, zawieraja˛ce estry fitosteroli i fitostanoli – powoduja˛ce obniz˙enie poziomu LDL-chol. i zmniejszaja˛ce ryzyko choro´b kra˛z˙enia (Benecol),

– napoje wzbogacone o zawartos´c´ witamin A, C i E lub wapn´, magnez – zmniejszaja˛ce ryzyko miaz˙dz˙ycy, opo´z´niaja˛ce procesy starzenia sie˛ oraz osteoporozy,

– wołowina wzbogacona obecnos´cia˛ skoniugowanego kwasu linolowego (CLA), kto´ry moz˙e zapobie-gac´ postaniu nowotworo´w,

– jaja wzbogacone w wielonienasycone kwasy tłuszczowe omega-3 (EPA i DHA) – podwyz˙szaja˛ce poziom HDL-cholesterolu, obniz˙aja˛ce cis´nienie krwi – zmniejszaja˛ce ryzyko choro´b kra˛z˙enia (12, 19, 21 – 23).

R y n e k z˙ y w n o s´ c i f u n k c j o n a l n e j i n u t r a c e u t y k o´ w

Rozwo´j rynku z˙ywnosći funkcjonalnej i nutraceutyko´w jest zro´z˙nicowany w zalez˙nosći od kraju i wielkosći popytu. Najbardziej dynamicznie rozwina˛ł sie˛ on w Stanach Zjednoczonych, a naste˛pnie w Japonii. Szacuje sie˛, z˙e globalna wartosć´ rynku z˙ywnosći funkcjonalnej wynosiła w 2000 r. – 33 mld $ z czego 50% przypadało na Stany Zjednoczone. Prawie połowa populacji Amerykano´w, bo około 158 mil oso´b regularnie spoz˙ywa suplementy dla podtrzymania lub/i poprawienie stanu zdrowia. Wielkosć´ sprzedaz˙y suplemento´w (tylko) osia˛gne˛ła sume˛ 29,5 mld $ w 2004 r. co stanowi podwojenie popytu w cia˛gu 10 lat (od 1994 r). Sprzedaz˙ nutraceutyko´w w Stanach Zjednoczonych ocenia sie˛ na około 30 mld $ US rocznie przy 5% wzrosćie (3). Stanowi to około 2% w stosunku do całego rynku handlu z˙ywnosćia˛. W 2006 r. rynek z˙ywnosći funkcjonalnej i suplemento´w oceniany jest ła˛cznie odpowiednio na 63,3 mld $ i 71,9 mld $ (24, 25).

W Stanach Zjednoczonych najwie˛kszym powodzeniem ciesza˛ sie˛ produkty obniz˙aja˛ce zapadalnos´c´ na choroby sercowo-naczyniowe, zawieraja˛ce błonnik ro´z˙nego pochodzenia, białka soi i ros´linne estry steroli i stanoli oraz kwasy tłuszczowe ε-3, oraz takz˙e produkty zapobiegaja˛ce powstawaniu nowo-tworo´w (26, 27).

W Japonii liczba produkto´w z˙ywnosći funkcjonalnej zatwierdzonej przez FOSHU w 2000 r. obejmowała 174 produkty wartosći około 2 mld $ US. Całkowita ilosć´ produkto´w wprowadzonych na rynek w latach 1988 – 1998 obejmuje 1700 produkto´w. O dynamice wzrostu popytu na produkty zatwierdzone przez FOSHU s´wiadczy osia˛gnie˛ta wartosć´ rynku w 2005 r. oceniana na 5,7 mld $ (5). Ponad 90% z˙ywnosći o potwierdzonej jakosći przez FOSHU dotyczy regulacji funkcjonowania

(4)

przewodu pokarmowego, a naste˛pnie duz˙a˛ grupa˛ sa˛ produkty obniz˙aja˛ce cis´nienie krwi i zawartos´c´ lipido´w w surowicy krwi (27).

W Europie produkcja z˙ywnosći funkcjonalnej w 2000 r. obejmowała około 1% globalnego rynku z˙ywnosći i napojo´w. Pod wzgle˛dem wielkosći rynku z˙ywnosćia˛ funkcjonalna˛ do przoduja˛cych krajo´w w Europie nalez˙a˛ Niemcy, Francja, Wielka Brytania i Holandia (24).

W Europie dominuja˛ w handlu produkty pomagaja˛ce w funkcjonowaniu przewodu pokarmowego, a w szczego´lnosći probiotyki. Druga˛ grupa˛ najcze˛sćiej spoz˙ywanych produkto´w np. w Niemczech sa˛ niealkoholowe napoje zawieraja˛ce dodatek witamin A, C i E oraz innych składniko´w funkcjonalnych. Ostatnio rosńie popyt na tłuszcze do smarowania pieczywa zawieraja˛ce estry fitosteroli. Rozwija sie˛ takz˙e popyt na z˙ywnosć´ funkcjonalna˛ dla małych dzieci a dotyczy produkto´w niskoalergizuja˛cych oraz pre- i probiotyko´w (24).

R e g u l a c j e l e g i s l a c y j n e p r o d u k t o´ w p r o z d r o w o t n y c h w J a p o n i i

Sprawa tak gwałtownego rozwoju rynku z˙ywnosćia˛ o cechach maja˛cych walory zdrowotne wymagała stworzenia odpowiednich regulacji prawnych chronia˛cych konsumenta przed ro´z˙nymi nieprzewidziany-mi skutkanieprzewidziany-mi zdrowotnynieprzewidziany-mi. Najwczesńiej i dosć´ konsekwentnie działało w tym zakresie Ministerstwo Zdrowia w Japonii. Naste˛puja˛ce po sobie regulacje ustawowe produkcji i obrotu tego typu z˙ywnosćia˛ w 1991 r., 1999 r., a naste˛pnie w 2001 r. doprowadziły do utworzenia jednoznacznych przepiso´w prawa. I tak w 2001 r. jako kontynuacja systemu tzw. „Z

˙

ywnos´ci FOSHU” z 1991 r. („foods for specified health use”) powstał nowy system regulacji „z˙ywnos´ci z os´wiadczeniami zdrowotnymi” (foods with health claims – FNFO (5).

Naste˛pnie w 2005 r. Ministerstwo Zdrowia, Pracy i Opieki Społecznej dokonało zmian tworza˛c podsystemy FOSHU: 1. produkt standaryzowany GMP, 2. kwalifikowany FOSHU i 3. produkt FOSHU z os´wiadczeniami obniz˙enia ryzyka choroby.

E u r o p e j s k a r e g u l a c j a p r a w a s t o s o w a n i a n u t r a c e u t y k o´ w, s u p l e m e n t o´ w i z˙ y w n o s´ c i f u n k c j o n a l n e j

Brak jest wydzielonych akto´w prawnych dotycza˛cych nutraceutyko´w i z˙ywnos´ci funkcjonalnej w Prawie Z

˙

ywnos´ciowym Unii Europejskiej. Podlegaja˛ one regulacjom zawartym w Rozporza˛dzeniu (WE) nr 178/2002 Europejskiego Parlamentu i Rady z 28.01.2002 (28), ustanawiaja˛ce ogo´lne zasady prawa z˙ywnos´ciowego w zakresie Europejskiego Bezpieczen´stwa Z

˙

ywnos´ciowego, powołuja˛ce Europej-ski Urza˛d ds. Bezpieczen´stwa Z

˙

ywnosći oraz ustanawiaja˛ce procedury w zakresie bezpieczen´stwa z˙ywnosći. Celem Rozporza˛dzenia jest „ustalenie podstaw zapewnienia wysokiego poziomu ochrony zdrowia ludzi i intereso´w konsumento´w w odniesieniu do z˙ywnosći. Przedstawione sa˛ zasady odpowiedzialnosći oparte na podstawach naukowych, sprawnej organizacji i procedurach, czynia˛c z˙ywnosć´ i pasze bezpiecznymi”.

Regulacja odnosi sie˛ do wszystkich s´rodko´w spoz˙ywczych i obejmuje dodatkowo własćiwosći funkcjonalne z˙ywnosći (sta˛d np. „z˙ywnosć´ funkcjonalna˛, nutraceutyki, suplementy z˙ywnosći”). Za-stosowanie odpowiednich przepiso´w zalez˙y od natury i własćiwosći s´rodka spoz˙ywczego. Pod-stawowym warunkiem jest zachowanie bezpieczen´stwa z˙ywnosći. Dlatego powinna byc´ ona poddana ocenie zwia˛zanej z ryzykiem istnienia niebezpieczen´stwa dla zdrowia a wie˛c ocenie analizy ryzyka, oszacowania ryzyka, zarza˛dzania ryzykiem oraz komunikacji ryzyka (29, 30).

W interpretacji tego rozporza˛dzenia Gulati (29) podaje, z˙e przepisy odnosza˛ce sie˛ do s´rodko´w spoz˙ywczych specjalnego przeznaczenia z˙ywieniowego (PARNUTS), jak ro´wniez˙ przepisy dotycza˛ce „nowej z˙ywnosći moga˛ miec´ pewne zastosowanie do z˙ywnosći funkcjonalnej” w zalez˙nosći od czasu jej stosowania (tzn. w stosunku do preparato´w zarejestrowanych w UE przed 15 maja 1997 r.) (30).

Rozporza˛dzenie 2002/46/EC (31) – dotycza˛ce suplemento´w z˙ywnosći moz˙e byc´ stosowane do nutraceutyko´w. Umoz˙liwia to takz˙e „Ustawa o bezpieczen´stwie z˙ywnosći i z˙ywienia z dnia 25 sierpnia 2006 r.” (32). Definicja tam podana stwierdza, z˙e „suplementem diety jest s´rodek spoz˙ywczy, kto´rego celem jest uzupełnienie normalnej diety, be˛da˛cy skoncentrowanym z´ro´dłem witamin i składniko´w mineralnych lub innych substancji wykazuja˛cych działanie odz˙ywcze lub inne fizjologiczne, pojedyn-czych lub złoz˙onych, wprowadzonych do obrotu w formie umoz˙liwiaja˛cej dawkowanie, w postaci: kapsułek, tabletek, draz˙etek i w innych podobnych postaciach, saszetek z proszkiem , ampułek z płynem, butelek z kroplomierzem i w innych podobnych postaciach płyno´w i proszko´w przeznaczonych do spoz˙ywania w małych, odmierzanych ilosćiach jednostkowych, z wyła˛czeniem produkto´w posiadaja˛-cych własćiwosći produktu leczniczego w rozumieniu przepiso´w prawa farmaceutycznego”.

(5)

I aczkolwiek nutraceutyki podobnie, jak suplementy zaliczane sa˛ do s´rodko´w spoz˙ywczych, to oczywisćie nie rozwia˛zuje to sprawy rozgraniczenia produkto´w o zaleceniach medycznych od suplemen-to´w zalecanych za wzgle˛do´w z˙ywieniowych. Waz˙nym elementem branym pod uwage˛ w poszukiwaniu podobien´stw mie˛dzy nutraceutykami a suplementami jest to, z˙e produkty te powinny zawierac´ substancje o z˙ywieniowym fizjologicznym działaniu oraz, z˙e wg prawa z˙ywnosćiowego suplementy podobnie jak nutraceutyki powinny byc´ w formie koncentrato´w podawanych w mierzalnych, dozowa-nych ilosćiach. Rozporza˛dzenie okres´la pierwszy stopien´ harmonizacyjnego procesu, kto´ry obejmuje tylko witaminy i składniki mineralne. Dla innych substancji stosowanych jako suplementy komisja jest zobowia˛zana przedstawic´ wnioski nie po´zńiej niz˙ do 12.06.2007 r. Europejskiemu Parlamentowi i Radzie czyli raport odpowiedzialnych ustalen´ specjalistycznych odnosńie ich roli przedstawiaja˛c odpowiednie pozytywne listy dla innych kategorii s´rodko´w odz˙ywczych oraz substancji o fizjologicz-nych i z˙ywieniowych własćiwosćiach (30).

W przypadku stwierdzenia działania szkodliwego dla zdrowia z˙ywnosći funkcjonalnej lub nut-raceutyko´w powinny byc´ one wycofane z obrotu. Jez˙eli natomiast istnieja˛ podejrzenia o szkodliwe działanie kto´rejs´ z substancji czynnej, to powinna ona znalezć´ sie˛ na lisćie zwia˛zko´w niebezpiecznych i ponowne jej wprowadzenie be˛dzie moz˙liwe po uzyskaniu odpowiednich danych i zebraniu opinii eksperto´w o jej bezpiecznym zastosowaniu.

W 1998 r. w Unii Europejskiej powstał raport przeprowadzony na zlecenie Komisji Europejskiej, a sporza˛dzony przez Europejskie Stowarzyszenie Przemysłu Medycznego (AESGP) stwierdzaja˛cy, z˙e mie˛dzy krajami członkowskimi brak jest uzgodnien´ dotycza˛cych identycznos´ci stosowania i działania leczniczego w obre˛bie tych samych produkto´w pochodzenia ros´linnego (29).

R e g u l a c j e p r a w n e n u t r a c e u t y k o´ w p o c h o d z e n i a r o s´ l i n n e g o w U n i i E u r o p e j s k i e j

Waz˙na˛ sprawa˛ jest regulacja prawna stosowania nutraceutyko´w pochodzenia ros´linnego (zioła), kto´ra jest dosć´ skomplikowana ze wzgle˛du na ich skład i działanie. Istnieje cały szereg problemo´w zwia˛zanych z uzyskaniem surowca a naste˛pnie wykazaniem ilosćiowym i jakosćiowym substancji czynnej fizjologicznie, na jej odpowiednim wyizolowaniu oraz przeprowadzeniu badan´ in vitro i in vivo pod ka˛tem wykazania roli zdrowotnej i wyznaczenia zakresu dawki bezpiecznej. Wymagania, kto´re sa˛ im stawiane to: jakosć´, bezpieczen´stwo i skutecznosć´. Nutraceutyki zawieraja˛ce materiał pochodzenia ros´linnego stanowia˛ wie˛kszosć´ wszystkich tego typu produkto´w. Moga˛ one zwierac´ całe fragmenty ros´lin, alg, grzybo´w, porosto´w lub/i preparaty wyekstrahowane z tego materiału poddane destylacji, frakcjonowaniu, oczyszczaniu, zate˛z˙aniu i innym procesom. Sprawa regulacji statusu substancji pochodzenia botanicznego jest zro´z˙nicowana w krajach Unii Europejskiej. W jednych z nich sa˛ one sprzedawane jako z˙ywnosć´ lub sa˛ wprowadzane do z˙ywnosći funkcjonalnej/ fortyfikowanej albo sa˛ suplementami z˙ywnosći, wobec czego nie posiadaja˛ os´wiadczen´ zdrowotnych. W innych krajach te preparaty sa˛ postrzegane jako zioła lecznicze wprowadzane do obrotu po uzyskaniu pozytywnej opinii w rygorystycznym procesie rejestracji (29).

Z dotychczasowych regulacji i zarza˛dzen´ wynika, z˙e nutraceutyki ziołowe moga˛ byc´ dodawane do z˙ywnos´ci np. funkcjonalnej jako dodatki w oparciu o Rozporza˛dzenie dotycza˛ce Nowej Z

˙

ywnos´ci i składniko´w Nowej Z

˙

ywnosći z 1997 r. (32), ratyfikowanej przez Stały Komitet Unii Europejskiej w 2005 r. Z ustalen´ tych wynika, z˙e te przepisy moga˛ miec´ zastosowanie do tego typu z˙ywnosći, kto´ra była stosowana w Unii Europejskiej przed 15 maja 1997 r. Zgodnie z ustaleniami moz˙e byc´ ona nadal sprzedawana, ale tylko w tej samej kategorii z˙ywnosći jak do 1997 r. Jes´li producent be˛dzie chciał zmienic´ rodzaj kategorii z˙ywnosći i stosowana˛ substancje˛ czynna˛ dodac´ do innej kategorii z˙ywnosći np. do napoju, to musi uzyskac´ pozwolenie w oparciu o badania toksykologiczne. Jes´li substancje pochodza˛ce z zio´ł były uz˙ywane tylko w suplemencie, czy nutraceutyku przed 1997 r. to prawdopodob-nie be˛dzie potrzebprawdopodob-nie uzupełprawdopodob-nieprawdopodob-nie danych dla uzyskania zgody na stosowprawdopodob-nie ich do z˙ywnosći. Poziom i typ substancji czynnej w nutraceutyku maja˛cym zastosowanie jako dodatek do z˙ywnosći – musi odpowiadac´ jej ilosći w normalnym z˙ywieniu oraz nie moz˙e byc´ klasyfikowany jako „s´rodek leczniczy przez funkcje”, poniewaz˙ taka klasyfikacja wyklucza jego uz˙ycie w z˙ywnosći (30).

Trwaja˛ prace nad unormowaniem prawnym leko´w ros´linnych a zwłaszcza zio´ł stosowanych jako suplementy z˙ywnosći i maja˛ byc´ zakonćzone w 2012 r. Zaproponowano utworzenie list pozytywnych zio´ł, kto´re moga˛ byc´ dodawane do z˙ywnosći oraz list negatywnych zabraniaja˛cych stosowania niekto´rych z nich jako dodatki do z˙ywnosći.

Ro´z˙norodnos´c´ problemo´w powstaja˛cych przy stosowaniu składniko´w pochodza˛cych z surowco´w ros´linnych zwłaszcza posiadaja˛cych substancje czynne jest niezmiernie duz˙a. Poza wymienionymi

(6)

musza˛ byc´ wzie˛te pod uwage˛. moz˙liwosći wysta˛pienia ich interakcji z lekami czy suplementami. Na ogo´ł lekarze i pacjenci nie posiadaja˛ wiedzy o działaniu składniko´w suplemento´w czy nutraceutyko´w. Fakt ten moz˙e byc´ przyczyna˛ zaburzen´ organizmu w wyniku niepoz˙a˛danych działan´ ubocznych. Istnieja˛ tez˙ substancje o zawe˛z˙onej granicy bezpiecznego stosowania. Przykładem moz˙e byc´ preparat otrzymany z prze˛s´li – Ephedra sp. uz˙ywany w medycynie chin´skiej w dawkach niskich i nie toksycznych. Ephedra została dopuszczona przez DSHEA w Stanach Zjednoczonych jako suplement do z˙ywnosći redukuja˛cej mase˛ ciała. Jednak młodzi sportowcy stosowali ten suplement w ilosćiach przekraczaja˛cych zalecane dawki dla otrzymania szybszego efektu, co spowodowało przypadki s´miertelne. Wobec czego w 2004 r. stosowanie tego preparatu zostało zabronione (11).

Rozpatruja˛c sprawe˛ badan´ nad nutraceutykami pochodzenia ros´linnego nalez˙y wzia˛c´ pod uwage˛ fakt, z˙e cze˛sto zawieraja˛ one substancje izolowane z produktu ros´linnego i stanowia˛ pojedynczy składnik. Powoduje to, z˙e wynik badan´ nad skutecznos´cia˛ ich działania bywa odwrotny od oczekiwanego ze wzgle˛du na uz˙ycie oczyszczonego materiału botanicznego. Przykładem takiego efektu sa˛ badania kliniczne działania β-karotenu w zapobieganiu wyste˛powania raka płuc. W badaniach tego typu powinny byc´ brane pod uwage˛ interakcje zachodza˛ce mie˛dzy składnikami diety (11).

B a d a n i e b e z p i e c z e n´ s t w a s t o s o w a n i a n u t r a c e u t y k o´ w i z˙ y w n o s´ c i f u n k c j o n a l n e j p o s i a d a j a˛ c y c h s k ł a d n i k i p o c h o d z e n i a b o t a n i c z n e g o Bezpieczen´stwo stosowania tego typu z˙ywnosći wymaga badan´ przeprowadzanych zaro´wno in vitro (izolowane komo´rki, mikroorganizmy, enzymy, receptory i DNA) oraz in vivo na zwierze˛tach (badanie toksycznej ostrej, przewlekłej, reprodukcji, genotoksycznosći), kto´re moga˛ wykazywac´ potencjalne niebezpieczen´stwo dla ludzi. Waz˙ne sa˛ tez˙ badania kliniczne w kto´rych zwraca sie˛ baczna˛ uwage˛ na wyste˛powanie działan´ niepoz˙a˛danych w wyniku stosowania danych substancji. Badania epidemiologicz-ne sa˛ wymagaepidemiologicz-ne zwłaszcza w odniesieniu do z˙ywnosći funkcjonalepidemiologicz-nej (30, 33). Przeprowadzoepidemiologicz-ne sa˛ tez˙ badania skutecznosći działania, co zwia˛zane jest sćis´le z os´wiadczeniami producento´w z˙ywnosći umieszczanymi na etykietach i reklamach. Dla ochrony konsumento´w waz˙ne sa˛ tresći os´wiadczen´ z˙ywieniowych i zdrowotnych przedstawionych w przekazach o charakterze komercyjnym. Stosowanie tych os´wiadczen´ powinno byc´ potwierdzone ogo´lnie akceptowanym danymi naukowymi (16, 30, 34). Ostateczne dane powinny byc´ weryfikowane dokładna˛ analiza˛ doboru metod stosowanych w badaniach oraz doboru grup (np. oso´b) badanych, analiza˛ wiarygodnosći i powtarzalnosći wyniko´w oraz krytyczna˛ ocena˛ sformułowanych wniosko´w z uz˙yciem odpowiednich biomarkero´w w ocenie działania z˙ywnosći funkcjonalnej (16, 33).

Okres´lono trzy grupy biomarkero´w: wskaz´niki ekspozycji na organizm składnika funkcjonalnego, markery biologicznej odpowiedzi organizmu na obecnos´c´ składnika aktywnego, markery efektu zdrowotnego, wywołanego działaniem tego składnika. Ten ostatni nalez˙y do najwaz˙niejszych.

Pierwszy z wymienionych markero´w daje odpowiedz´ charakteryzuja˛ca˛ poziom wskazńiko´w bio-chemicznych – jest to informacja niewystarczaja˛ca. Markery biologicznej odpowiedzi organizmu na obecnosć´ składnika aktywnego daja˛ wiedze˛ dotycza˛ca˛ docelowego jego działania np. ge˛stosć´ mineralna kosći, jako wskazńik spoz˙ycia produkto´w zawieraja˛cych wapn´. Markery efektu zdrowotnego okres´lane sa˛ przez badanie powstałych zmian procesu fizjologicznego zwia˛zanego ze spodziewanym efektem np. pomiar wskazńika BMI, jako dowodu zmniejszania ryzyka otyłosći w wyniku podawania diety, zawieraja˛cej składnik o takim działaniu (16).

P r z y s z ł o s´ c´ r o z w o j u p r o d u k c j i n u t r a c e u t y k o´ w i z˙ y w n o s´ c i f u n k c j o n a l n e j Obecna wielkosć´ produkcji i popytu na nutraceutyki i z˙ywnosć´ funkcjonalna˛ wskazuje na dalszy intensywny ich rozwo´j. Sa˛ nimi zainteresowani zaro´wno konsumenci, jak i producenci z˙ywnosći pomimo, iz˙ obecnie brak jest jednolitych uregulowan´ prawnych. W dalszym rozwoju nutraceutyko´w i z˙ywnosći funkcjonalnej znacza˛ca˛ role˛ be˛da˛ odgrywac´ badania naukowe.

Wiele składniko´w z˙ywnosći funkcjonalnej jest znanych z ich działania prozdrowotnego, ale jeszcze wie˛ksza grupa zwia˛zko´w jest mało lub niezupełnie poznana pod wzgle˛dem ich własćiwosći fizjologicz-nych – prozdrowotfizjologicz-nych. Potrzebne jest wypracowanie odpowiednich metod identyfikacji samych substancji, jak i opracowanie biomarkero´w charakterystycznych dla kaz˙dej z nich w organizmie człowieka. Do waz˙nych czynniko´w warunkuja˛cych dalszy rozwo´j nalez˙a˛: dobra jakosć´ produkcji i bezpieczen´stwo produkto´w oparte na rzetelnych podstawach naukowych, opracowanie odpowiednich wielkosći podaz˙y substancji stosowanych jako nutraceutyki, aby nie spowodowac´ działan´ niepoz˙a˛da-nych, stały rozwo´j nowoczesnych metod kontroli bezpieczen´stwa z˙ywnosći (35).

(7)

Istnieja˛ tez˙ pewne wa˛tpliwosći w odniesieniu do szerokiego stosowania z˙ywnosći funkcjonalnej jak i nutraceutyko´w. Wielu specjalisto´w wyraz˙a obawy, z˙e z˙ywnosć´ funkcjonalna jest zbytnio przesycona dodawanymi składnikami odz˙ywczymi i funkcjonalnymi. Dlatego niezbe˛dne sa˛ badania, kto´re rozstrzyg-na˛, kto´re dodatki do z˙ywnosći zawieraja˛ce substancje biologicznie aktywne i jakie ich ilosći sa˛ korzystne lub wre˛cz szkodliwe dla ludzi w ro´z˙nych przedziałach wiekowych, zaro´wno dla ludzi zdrowych jak i chorych. Dotyczy to zwłaszcza tych składniko´w, kto´re powinny byc´ stosowane regularnie i w długim okresie czasu (36).

Nalez˙y tez˙ stwierdzic´, z˙e o ile w produkcji z˙ywnos´ci funkcjonalnej be˛dzie gło´wnie uczestniczył przemysł spoz˙ywczy, to w produkcja nutraceutyko´w odbywac´ sie˛ be˛dzie w wie˛kszym stopniu w wytwo´rniach farmaceutycznych pod nadzorem farmaceutycznym, a mniejszym stopniu pod nadzorem prawa z˙ywnos´ciowego. Dalszy rozwo´j tych produkto´w spowoduje pojawienie sie˛ nowych regulacji prawnych dbaja˛cych o bezpieczen´stwo konsumenta.

R. O l e˛ d z k a

NUTRACEUTICALS, FUNCTIONAL FOOD – THE ROLE AND SAFETY OF USING

PIS

´

MIENNICTWO

1. Kwak N.S., Jukes D.J.: Functionał Foods. Part 1.: The development of regulatory concept, Food Control, 2001; 12: 99-107. – 2. Kwak N.S., Jukes D.J.: Functional Foods. Part 2: The impact of current regulatory terminology, Food Control, 2001; 12: 109-117. – 3. Andlauer W., Furst P.: Nutraceuticals: a piece of history, present status and outlook, Food Research, 2002; 35: 171-176. – 4. Hardy G.: Nutraceuticals and functional foods: introduction and meaning, Nutrition, 2000; 16: 688-689. – 5. Ohama H., Ikeda H., Moroyoshi H.: Health foods and foods with health claims in Japan, Toxicol, 2006; 221: 95-111. – 6. DeFelice S.L.: The nutraceutical initiative: a recommendation for use economic and regulatory reforms, Genetic Enginering News 1992; 12: 13-25. – 7. Jones P.: Clinical Nutrition: 7. Functional foods – more than nutrition. CMAJ; 2002; 166(12): 1555-1563. – 8. Hasler C.M.: Functional foods: their role in disease prevention and health promotion, Food Technol., 1998; 52: 63-70. – 9. DeFelice S.L.: The nutraceutical revolution, its impot on food industry research and development Trends Food Sci. Technol. 1995; 6: 59-61. – 10. DeFelice S.L.: http://www.fimdefelice.org/archives/arc. researchact.html.-9

11. Barnes S., Prasain J.: Current progress in the use of traditional medicines and nutraceuticals. Current Opinion in Plant Biology, 2005; 6: 324-328. – 12. Position of the American Dietetic Association: Functional Foods. J. Am. Diet. Assoc., 2004; 104: 814-126. – 13. Bellisle F.,Diplock S.T., Hornstra G., Kolezko B., Roberfroid M.B., Salmine S., Saris W.H.M.: Functional Food Science in Europe Consensus Dokument., Brit. J. Nutr., 1998; 80(81): 1-80. – 14. Roberfroid M.B.: A Europan Consensus of Scienific Concepts of Functional Foods, Nutr. 2000; 16(7/8): 689-691. – 15. Diplock A.T.,Aggett P.J., Ashwell M.,Bornet F., Fern E.B., Roberfrioid M.P.: Scientific concepts of functional foods in Europe: consensus dokument. Br. J. Nutr. 1999; 81(S1): 1-32. – 16. Ashwell M.: Concepts of functional foods.ILSI Europe 2002. – 17. Pennington J.A.T.: Food composition databases for bioactive components. J. Food Comp. Anal., 2002; 15: 419-434. – 18. Kritchevsky D., Chen C.S.: Phytosterols-health benefis and potential concerns: a review. Nutrit. Res. 2005; 25: 413-429. – 19. Stan´czak A., Ochocki Z.: Z

˙

ywnos´c´ funkcjonalna i nutraceutyki. Bromat. Chem. Toksykol. 2003; 36: 185-101. – 20. Gosslau A., Chen K.Y.: Nutraceuticals, apoptosis and disease prevention. Nutr. 2004; 20: 95-102.

21. Hasler C.M.: The chanching face of functional foods. J. Amer. Coll. Nutr. 2000; 19: 499S-506S. – 22. Kolanowski W.: Z

˙

ywnos´c´ funkcjonalna – nowe propozycje. Bromat. Chem. Toksykol. 2003; 36: 185-191. – 23. Ferrari C.K.B, Torres E.A.F.S.: Biochemical pharmacology of functional foods and prevention of chronic diseases of aging. Biomed. Pharmacotherapy 2003; 57: 251-260. – 24. Menrad K.: Market and marketing of functional food in Europe. J. Food Ingin. 2003; 56: 181-188. – 25. Bagchi D.: Nutraceuticals and functional foods regulations in the Unites States and around the Word. Toxicol. 2006; 221: 1-3. – 26. Noonan Ch., Noonan P.W.: Marketing dietary supplements in the United States: A review of requirements for new dietary ingredients Toxicol. 2006; 221: 4-8. – 27. Hilliam M.: Functional food. How big is the market? The World of Food Ingredients 2000; 12: 50-52. – 28. Regulation (EC) No.

(8)

178/2002 of the European Parliament and the Council of 28 January 2002 – laying down the general principles and requirements of food law, establishing the European Food Safety Authority and laying down procedures in matters of food safety. Official Journal L. 031, 01/02/2002, str. 0001-0024. – 29. Gulati O.P., Ottaway P.B.: Legistlation relating to nutraceuticals in the European Union with a particular focus on botanical – sourced products. Toxicol. 2006; 221: 75-87. – 30. Coppens P., da Silva M.F., Pettman S.: European regulation on nutraceuticals dietary supplements and functional foods: A frame-work based on safety. Toxicol. 2006; 221: 59-74.

31. Directive 2002/46/EC of the European Parliament and of Council of 10 June 2002 on the approximation of the laws of the Member States relating to food supplements. Official Journal L 183. 12/07/2002, str. 0051-0057. – 32. Ustawa o bezpieczen´stwie z˙ywnos´ci i z˙ywienia z dnia 25 sierpnia. Dz.U. z 2006 r. Nr 171, poz. 1225. – 33. Kruger C.L., Mann S.W.: Safty evaluation of functional ingredients. Food Chem. Toxicol., 2003; 41: 793-805. – 34. Rozporza˛dzenie (WE) Nr 1924/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 20 grudnia 2006 r. w sprawie os´wiadczen´ z˙ywieniowych i zdrowotnych dotycza˛cych z˙ywnos´ci. – 35. Noonan W.P., Noonan Ch.: Legal requirements for „functional foods” claims. Toxicol. Letters, 2004; 150: 19-24. – 36. Erbersdobler H.F.: Summarising lecture and prospects for future research and development. Food Res. Internat., 2002; 35: 323-325.

Adres: 02-097 Warszawa, ul. Banacha 1.

(9)

Dorota Przybylska, Anna Długosz

WPŁYW FLUORKU SODU NA PROCESY WOLNORODNIKOWE

Katedra i Zakład Toksykologii Akademii Medycznej we Wrocławiu Kierownik: prof. dr hab. A. Długosz

Przeprowadzono badania nad wpływem fluorku sodu na parametry stresu oksydacyj-nego w mitochondriach z łoz˙ysk ludzkich. Zaobserwowano, z˙e fluorek sodu powoduje zwie˛kszenie ste˛z˙enia dialdehydu malonowego i zmniejszenie zawartos´ci grup tiolowych białek, natomiast nie wpływa na generacje˛ rodnika hydroksylowego (•_OH).

Hasła kluczowe: fluorek sodu, wolne rodniki, stres oksydacyjny.

Key words: sodium fluoride, free radicals, oxidative stress.

Fluor i zwia˛zki fluoru sa˛ substancjami toksycznymi. Moga˛ pochodzic´ ze z´ro´deł

naturalnych – minerało´w skorupy ziemskiej (fosforyty, apatyty), gleb

powulkanicz-nych, duz˙ych zbiorniko´w wodpowulkanicz-nych, wo´d gruntowych i z´ro´deł o zwie˛kszonej

zawartos´ci fluoru. Kolejnym z´ro´dłem fluoru sa˛, zwia˛zane z działalnos´cia˛

człowie-ka, emisje przemysłowe oraz komunalne i przemysłowe spalanie we˛gla (1).

Zwia˛zki fluoru wyste˛puja˛ takz˙e w z˙ywnos´ci. Stwierdzono ich obecnos´c´ w herbacie,

mie˛sie ryb, lis´ciastych warzywach, napojach chłodza˛cych, np. coca coli (2).

Odre˛bnym z´ro´dłem fluoru sa˛ s´rodki stosowane w terapii osteoporozy oraz do

egzo-i endogennej profegzo-ilaktykegzo-i pro´chnegzo-icy ze˛bo´w w postacegzo-i past do ze˛bo´w, roztworo´w do

wcierania w powierzchnie ze˛bo´w albo do płukania ust, fluorowych z˙eli, pianek,

lakiero´w, a takz˙e woda sztucznie fluorowana lub tabletki zawieraja˛ce zwia˛zki

fluoru (3). Fluor i jego pochodne dostaja˛ sie˛ do organizmu droga˛ oddechowa˛ i przez

przewo´d pokarmowy.

Fluor podawany w duz˙ych dawkach hamuje oddychanie tkankowe, przemiany

we˛glowodano´w, lipido´w, synteze˛ hormono´w gruczoło´w przytarczycznych, tarczycy

oraz przysadki (4). Zwia˛zki fluoru wykazuja˛ takz˙e działanie mutagenne; przyczyna˛

jest zahamowanie aktywnos´ci enzymu odbudowuja˛cego DNA. Zmniejszaja˛

inten-sywnos´c´ procesu fagocytozy o ok. 50%, w efekcie czego zwie˛ksza sie˛ podatnos´c´ na

infekcje, szczego´lnie w tkankach i narza˛dach, z kto´rymi fluor bezpos´rednio sie˛

kontaktuje (2). Zatrucie fluorkami jest zwia˛zane z osłabieniem produkcji energii

poprzez zahamowanie cyklu Krebsa, zanik mie˛s´ni, uszkodzenie wa˛troby i nerek (5).

Mechanizm toksycznego oddziaływania fluoru na organizm nie jest całkowicie

wyjas´niony. Prawdopodobne jest, z˙e jednym z mechanizmo´w moz˙e byc´ generacja

przez zwia˛zki fluoru wolnych rodniko´w, w tym reaktywnych form tlenu i wpływ na

ro´wnowage˛ oksydacyjno-redukcyjna˛ organizmu.

W prezentowanej pracy badano in vitro wpływ fluorko´w na procesy

wolnorod-nikowe i dokonano podsumowania dotychczasowych badan´. Celem było okres´lenie

(10)

wpływu fluorku sodu na niekto´re parametry stresu oksydacyjnego, tj. ste˛z˙enie

dialdehydu malonowego (MDA), zawartos´c´ grup tiolowych białek czy zdolnos´c´ do

generowania rodnika hydroksylowego (

•

_{OH). Chociaz˙ wiele wiemy o toksycznos´ci}

fluorko´w nie jest poznany ich wpływ na procesy wolnorodnikowe w komo´rkach

ludzkich. Badania in vivo na zwierze˛tach wskazuja˛ na zdolnos´c´ fluorko´w do

generacji wolnych rodniko´w.

MATERIAŁ I METODY

Badania przeprowadzono na modelu in vitro – mitochondriach z łoz˙ysk ludzkich. Łoz˙yska uzyskano od pacjentek z Kliniki i Katedry Rozrodczos´ci i Połoz˙nictwa we Wrocławiu. Mitochondria izolowano metoda˛ Radi i Lass i przechowywano w temp. –80°C do momentu wykonania oznaczen´ (nie dłuz˙ej jednak niz˙ 3 mies.) (6, 7). Stopien´ peroksydacji lipidowej mierzony był ste˛z˙eniem MDA, kto´re oznaczono metoda˛ z kwasem tiobarbiturowym (TBARS). Stopien´ uszkodzenia białek oszacowano przez oznaczenie zawartos´ci grup tiolowych białek metoda˛ Ellmana. Generacje˛ rodnika hydroksylowego (•_{OH) badano przez pomiar stopnia degradacji dezoksyrybozy (8).}

Do badan´ uz˙yto fluorku sodu (cz.d.a M:41,99 g/mol POCh Gliwice,) w roztworach wodnych o naste˛puja˛cych ste˛z˙.µmol/dm3_{: 3, 6, 12 i 24.}

O c e n a w p ł y w u f l u o r k u s o d u n a s t e˛ z˙ e n i e M D A w m i t o c h o n d r i a c h Zawiesine˛ mitochondrialna˛ w ilos´ci 1 cm3 _{pobudzano poprzez inkubacje˛ z 30 mm}3_{1% roztworu}

nadtlenku t-butylu (t-BOOH) w temp. 37°C przez 30 min. i oznaczenia wykonano analogicznie jak opisano poprzednio (9). Zawartos´c´ grup tiolowych białek oznaczono za pomoca˛ odczynnika Ellmana metoda˛ wg. Rice-Evans i wspo´łpr. (8).

A n a l i z a s t a t y s t y c z n a

Wyniki oceniono statystycznie za pomoca˛ programu Statistica PL 6,0. Zmiennos´c´ rozkładu spraw-dzono testem Lilleforsa. Istotnos´c´ ro´z˙nic badanych zmiennych o rozkładzie normalnym oceniono testem t-Studenta. Ro´z˙nice uznawano z istotne statystycznie przy p< 0,05.

WYNIKI I ICH OMO

´

WIENIE

Wpływ fluorku sodu na peroksydacje˛ lipido´w oceniano przez pomiar MDA. Wszystkie zastosowane w dos´wiadczeniu ste˛z˙enia fluorku sodu, a mianowicie 3-, 6-, 12- i 24µmol/dm3_{powodowały istotny}

statystycznie (p = 0,00004 – 0,02146) wzrost poziomu MDA w mitochondriach w stosunku do kontroli K1 (ryc. 1).

Otrzymane wyniki potwierdzaja˛ inne badania in vitro nad apoptoza˛ w komo´rkach Hl-60 indukowana˛ fluorkiem sodu. Wykazały one, z˙e po naraz˙eniu na fluorek sodu wzrasta ste˛z˙enie MDA, 4-hydroksy-nonenalu (4-HNE) i spada potencjał błonowy mitochondrium. Naste˛pował znacza˛cy wzrost cytochromu c w cytozolu. Antyoksydanty, tj. N-acetylocysteina (NAC) czy glutation (GSH) ochraniały komo´rki przed zmiana˛ potencjału błonowego i uwalnianiem cytochromu c, co sugerowało, z˙e antyoksydanty moga˛ zapobiegac´ apoptozie indukowanej przez NaF. Dos´wiadczenie pozwala wnioskowac´, z˙e byc´ moz˙e NaF indukuje apoptoze˛ w komo´rkach nowotworowych przez zwie˛kszenie poziomu stresu oksydacyj-nego, czego skutkiem była peroksydacja lipido´w i kaskada kaspazy prowadza˛ca do apoptotycznej s´mierci komo´rek HL-60 (10). Podobne wyniki dotycza˛ce wpływu NaF na peroksydacje˛ uzyskano z badan´ in vivo. Podawanie os´miotygodniowym samcom szczuro´w Wistar fluorku sodu w wodzie pitnej w ste˛z˙. 5 i 25 mg/dm3_{przez 12 tyg. spowodowało wzrost ste˛z˙enia MDA w nerkach, wa˛trobie, mo´zgu,}

ja˛drach i krwi w stopniu zalez˙nym od dawki i czasu naraz˙enia oraz znacza˛cy spadek aktywnosći peroksydazy glutationowej (GPx) (11). Takz˙e w mo´zgu szczuro´w z chroniczna˛ fluoroza˛ wykazano wzrost zawartosći MDA i zuz˙ycia tlenu w tkankach mo´zgowych oraz zmniejszenie ilosći wielo-nienasyconych kwaso´w tłuszczowych (12). Podawano ro´wniez˙ szczurom rasy Wistar fluorki w dawce 30 lub 100 ppm w wodzie pitnej podczas ich z˙ycia płodowego, po odstawieniu od karmienia az˙ do osia˛gnie˛cia dojrzałosći płciowej. Wyniki odnoszono do grup kontrolnych, kto´rym podawano dopuszczal-na˛ dawke˛ (0,5 ppm) fluorko´w. Zaobserwowano wzrost poziomu MDA u szczuro´w suplementowanych

(11)

Ryc. 1. Wpływ fluorku sodu – NaF na poziom MDA w zawiesinie mitochondrialnej. * wyniki statystycznie istotnie ro´z˙ne od pro´by kontrolnej K1 (p = 0,00004 – 0,02146). Fig. 1. Effect of natrium fluoride (NaF) on MDA concentration in the mitochondrial suspension. * statistically significant difference when compared to the control sample K1 (p = 0,00004 – 0,02146). fluorkami w dawce 100 ppm, natomiast 30 ppm fluorku nie powodowało znacza˛cych zmian w poziomie MDA w krwinkach czerwonych (13). W obydwu grupach traktowanych fluorkiem wzrosła aktywnosć´ peroksydazy glutationowej w krwinkach, szczego´lnie przy dawce 100 ppm. Aktywnosć´ dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) w krwinkach czerwonych (RBC) obniz˙yła sie˛ znacza˛co po wysokich dawkach fluorku, natomiast stosunek zredukowanego do całkowitego glutationu w RBC i poziom kwasu moczowego obniz˙yły sie˛ w obu grupach. Wyniki tych badan´ sugeruja˛, z˙e długoterminowe naraz˙enie na fluorki we wczesnych stadiach rozwojowych zwie˛ksza stres oksydacyjny we krwi, zaburzaja˛c antyok-sydacyjna˛ obrone˛ u szczuro´w. Wzrost stresu oksydacyjnego moz˙e byc´ jednym z pos´rednich czynniko´w w patogenezie toksycznych objawo´w powodowanych przez fluorki. Prezentowane wyniki dowodza˛, z˙e fluorek sodu moz˙e wywoływac´ stres oksydacyjny u szczuro´w lub w komo´rkach ludzkich in vitro. Redy i wspo´łpr. badaja˛c obrone˛ antyoksydacyjna˛ (enzymatyczna˛ i nieenzymatyczna˛) i peroksydacje˛ lipido´w zaro´wno u ludzi z obszaro´w obje˛tych endemiczna˛ fluoroza˛ (5 ppm fluorku w wodzie pitnej) i u kro´liko´w otrzymuja˛cych wode˛ zawieraja˛ca˛ 150 ppm przez 6 mies., nie zaobserwowali znacza˛cych ro´z˙nic w poziomie peroksydacji lipido´w, glutationu i witaminy C we krwi wzgle˛dem kontroli. Nie zanotowali ro´wniez˙ zmian w aktywnosći katalazy, dysmutazy ponadtlenkowej, peroksydazy glutationowej i trans-ferazy S-glutationowej (14). Wyniki te ro´z˙nia˛ sie˛ od innych dotycza˛cych stresu oksydacyjnego we fluorozie. Wie˛kszosć´ badaczy wskazuje na stres oksydacyjny jako jeden z mechanizmo´w toksycznego działania fluorko´w.

Wyniki badan´ nad wpływem fluorku sodu na peroksydacje˛ lipidowa˛ skłaniaja˛ do podje˛cia pro´by wyjas´nienia mechanizmu tego zjawiska. Waz˙ne jest zidentyfikowanie rodzaju rodniko´w wytwarzanych pod wpływem fluorku sodu. Dotychczas nie opisano badan´ nad wpływem fluorko´w na generacje˛ rodnika hydroksylowego. Natomiast nieliczne prace wskazuja˛ na stymulowanie przez fluorki generacji anionoro-dnika ponadtlenkowego. Dlatego przeprowadzono badania własne nad wpływem fluorku sodu na wytwarzanie rodnika hydroksylowego (•_{OH). W badaniach tych stwierdzono, z˙e NaF w zastosowanych}

ste˛z˙eniach nie powoduje istotnego statystycznie wzrostu wytwarzania tego rodnika w poro´wnaniu z kontrola˛ K3 (ryc. 2).

Ryc. 2. Wpływ fluorku sodu – NaF na poziom rodnika hydroksylowego (•_OH)

w zawiesinie mitochondrialnej.

* wyniki statystycznie istotnie ro´z˙ne od pro´by kontrolnej K3 (p< 0,05). Fig. 2. Effect of natrium fluoride (NaF) on hydroxyl radical (•_{OH) concentration}

in the mitochondrial suspension.

* statistically significant difference when compared to the control sample K3 (p< 0.05).

(12)

Mechanizm zwie˛kszania peroksydacji moz˙e byc´ zwia˛zany z wpływem na faze˛ inicjacji poprzez np. generacje˛ rodnika hydroksylowego. Moz˙e tez˙ polegac´ na hamowaniu aktywnos´ci enzymo´w SOD, GPx czy katalazy, co skutkuje zwie˛kszonym wytwarzaniem anionorodnika ponadtlenkowego i nadtlenku wodoru. Wyniki naszych badan´ przemawiaja˛ za drugim mechanizmem oddziaływania fluorku sodu. Do takiego wniosku skłaniaja˛ takz˙e badania in vitro na mastocytach izolowanych ze szczuro´w i in-kubowanych z fluorkiem, kto´re wykazały, z˙e komo´rki te pod wpływem fluorko´w uwalniały histamine˛ oraz wytwarzały anionorodnik ponadtlenkowy. Proces był tak intensywny, z˙e nie hamowało go nawet dodanie adenozyny, znosza˛cej wpływ na neutrofile znanego induktora wytwarzania nadtlenku, jakim jest N-formylometionyloleucylo-fenyloalanina (fMLP) (15).

Dla sprawnego usuwania nadtlenku wodoru, wytwarzanego m.in. z anionorodnika ponadtlenkowego, potrzebny jest zredukowany glutation. Interesuja˛cym wydało sie˛ zbadanie wpływu fluorko´w na grupy tiolowe białek, co pos´rednio pozwala okres´lic´ ich wpływ na zredukowany glutation. W naste˛pnym etapie badan´ oznaczono zawartos´c´ grup tiolowych białek w błonach mitochondrialnych. Wyniki wykazały, z˙e fluorek sodu w dawkach 3 – 12µmol/dm3 _{powoduje istotne statystycznie (p = 0,001857 – 0,031779)}

zmniejszenie zawartos´ci grup tiolowych w błonach mitochondrialnych (ryc. 3).

Moz˙e to s´wiadczyc´ o wzmoz˙eniu proceso´w utlenienia grup SH pod wpływem fluorko´w. Działania takiego nie zaobserwowano natomiast przy zastosowaniu dawki NaF ro´wnej 24µmol/dm3_.

Ryc. 3. Wpływ fluorku sodu – NaF na zawartos´c´ grup tiolowych w zawiesinie mitochondrialnej. * wyniki statystycznie istotnie ro´z˙ne od pro´by kontrolnej K2 (p = 0,002 – 0,03).

Fig. 3. Effect of natrium fluoride (NaF) on sulfhydryl groups concentration in the mitochondrial suspension.

* statistically significant difference when compared to the control sample K2 (p = 0,002 – 0,03). Rezultaty badan´ wykonanych in vitro koreluja˛ z wynikami badan´ in vivo, przeprowadzonych na szczurach, kto´rym podawano fluorek sodu (Wang i wspo´łpr.). Wykazano, z˙e nadmierne ilosći fluorku moga˛ indukowac´ peroksydacje˛ lipido´w, kto´ra powoduje zmniejszenie ilosći wielonienasyconych kwaso´w tłuszczowych, a przez to wpływa na funkcje i skład błony komo´rkowej. Doniesiono ro´wniez˙, z˙e fluorki moga˛ obniz˙ac´ aktywnosć´ dysmutazy ponadtlenkowej i peroksydazy glutationowej, co moz˙e powodowac´ duz˙e nagromadzenie wolnych rodniko´w. Badanie wykazało, z˙e obniz˙ony poziom fos-folipido´w i nienasyconych kwaso´w tłuszczowych oraz spadek ilosći ubichinonu moz˙e byc´ zwia˛zane z peroksydacja˛ lipido´w wynikaja˛ca˛ z ataku wolnych rodniko´w na składniki błony komo´rkowej (16). Poziom całkowitego glutationu, zredukowanego glutationu i kwasu askorbowego był podwyz˙szony w homogenatach mo´zgo´w szczuro´w otrzymuja˛cych 30 ppm fluorku, podczas gdy poziomy te obniz˙yły sie˛ u zwierza˛t przyjmuja˛cych 100 ppm tego zwia˛zku. Aktywnosć´ peroksydazy glutationowej była znacza˛co podwyz˙szona w obu przypadkach (30 i 100 ppm). Aktywnosć´ S-transferazy glutationowej w mo´zgu wzrosła zaro´wno przy dawce 30, jak i 100 ppm, jednak wie˛kszy wzrost wyste˛pował przy dawce 30 ppm NaF. Rezultaty te wskazuja˛, iz˙ fluorki zwie˛kszaja˛ stres oksydacyjny w mo´zgu, co moz˙e byc´ jednym z rozwaz˙anych czynniko´w w patogenezie toksycznosći fluorko´w (17).

Efekty działania fluorko´w na peroksydacje˛ lipido´w, uszkodzenie DNA i apoptoze˛ badane na modelu in vitro – komo´rkach hepatocyto´w płodo´w ludzkich zdaja˛ sie˛ potwierdzac´ uzyskane w naszej pracy wyniki. Poziom lipidowych produkto´w peroksydacji (LPO), zredukowanego glutationu (GSH), uszko-dzenie DNA, apoptoza i analiza cyklu komo´rkowego były mierzone po naraz˙eniu komo´rek na fluorek sodu w dawkach 40 – 160µg/cm3_{. Fluorek powodował podwyz˙szenie poziomu LPO i obniz˙enie poziomu}

GSH zawartego w komo´rkach oraz uszkodzenie DNA i apoptoze˛ (18).

(13)

WNIOSKI

1. Fluorek sodu w ste˛z˙. 3, 6, 12 i 24

µmol/dm

3

_{powoduje wzrost poziomu}

peroksydacji lipido´w w mitochondriach mierzonej ste˛z˙eniem dialdehydu

malono-wego.

2. Fluorek sodu w ste˛z˙. 3, 6, 12

µmol/dm

3

_{powoduje obniz˙enie zawartos´ci grup}

tiolowych w błonie mitochondrialnej, co moz˙e byc´ zwia˛zane ze zwie˛kszonym

poziomem stresu oksydacyjnego.

3. Fluorek sodu w ste˛z˙. 3, 6, 12 i 24

µmol/dm

3

_{nie powoduje zwie˛kszenia}

wytwarzania rodnika hydroksylowego (

•

_OH).

4. Mechanizm zwie˛kszania peroksydacji lipidowej przez fluorek sodu wydaje

sie˛ byc´ bardziej zwia˛zany z ewentualna˛ generacja˛ anionorodnika ponadtlenkowego

i obniz˙eniem zawartos´ci grup tiolowych białek niz˙ zwie˛kszeniem generacji rodnika

wodorotlenowego.

D. P r z y b y l s k a, A. D ł u g o s z

INFLUENCE OF NATRIUM FLUORIDE ON FREE RADICAL PROCESSES S u m m a r y

Increasing presence of fluorine compounds in the environment and the growing human exposure require continuous monitoring. The aim of the study was to assess natrium fluoride (NaF) influence on some of the oxidative stress parameters, such as: malonedialdehyde (MDA) concentration, content of protein sulfhydryl groups (SH) and the ability to generate the hydroxyl radical, (•_{OH). The assays were}

performed by spectrophotometry on mitochondria from human placenta. It was noted that NaF caused MDA level increase, SH groups content decrease, and had no influence on hydroxyl radical generation. To sum up, the mechanism of lipid peroxidation increase caused by NaF seems to be connected with generation of superoxide radical and reduction of SH groups content rather than with increased hydroxyl radical generation.

PIS

´

MIENNICTWO

1. Machoy-Mokrzyn´ska A.: Znaczenie toksycznos´ci wziewnej zwia˛zko´w fluoru w Polsce. Bromat. Chem. Toksykol., 2000; 33(2): 133-136. – 2. Brandys J.: Toksykologia wybrane zagadnienia. Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellon´skiego Krako´w, 1999; 236-239. – 3. Opydo-Szymaczek J.: Znaczenie oceny ekspozycji na fluorki w profilaktyce stomatologicznej. Stomatologia Wspo´łczesna, 2003; 10(5): 44-48. – 4. Sen´czuk W.: Toksykologia. Pan´stwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa, 2003; 546-549. – 5. Ghosh D., Das Sarkar S., Maiti R., Jana D., Das U.B.: Testicular toxicity in sodium fluoride treated rats: association with oxidative stress. Reprod. Toxicol., 2002; 16(4): 385-390. – 6. Radi R., Sims S., Cassina A., Turrens J.R.: Role of catalase and cytochrome c in hydroxyperoxide-dependent lipid peroxidation and chemiluminescence in rat heart and kidney mitochondria. Free Rad. Biol. Med., 1993; 15: 653-659. – 7. Długosz A., Piotrowska D.: Lipid peroxidation stimulated by Solvesso, Bavanol and methanol and its counteraction by antioxidants in human placental mitochondria. Toxicol. in Vitro, 2002; 16: 649-656. – 8. Bartosz G.: Druga twarz tlenu. Wydawnictwo Naukowe, PWN, Warszawa 1995; 301-302 i 365. – 9. Długosz A., Sawicka E., Marchewka Z.: Styrene and ethylene glycol have a synergetic effect on lipid peroxidation that is better protected than repaired by CoQ10.

Toxicol. in Vitro, 2005; 19: 581-588. – 10. Anuradha C.D., Kanno S., Hirano S.: Oxidative damage to mitochondria is a preliminary step to caspase-3 activation in fluoride-induced apoptosis in HL-60 cells. Free Radic. Biol. Med., 2001; 31(3): 367-373.

11. Inkielewicz I., Krechniak J.: Fluoride effects on glutathione peroxidase and lipid peroxidation in rats. Fluoride, 2004; 37(1): 7-12. – 12. Shao Q., Wang Y., Guan Z.: Influence of free radical inducer on

(14)

the level of oxidative stress in brain of rats with fluorosis. Zhonghua Yu Fang Yi Xue Za Zhi, 2000; 34(6): 330-332. – 13. Shivarjashankara Y.M., Shivarshankara A.R., Bhat P.G., Rao S.H.: Lipid peroxidation and antioxidant systems in the blood of young rats subjected to chronic fluoride toxicity. Indian J. Exp. Biol., 2003; 41(8): 857-860. – 14. Reddy G.B., Khandare A., Reddy P.Y., Rao G.S., Balakrishna N., Srivalli I.: Antioxidant defense system and lipid peroxidation in patients with skeletal fluorosis and in fluoride-intoxicated rabbits. Toxicol. Sci., 2003; 72(2): 363-368. – 15. Rzeuski R., Chlubek D., Machoy Z.: Interactions between fluoride and biological free radical reactions. Fluoride, 1998; 31(1): 43-45. – 16. Wang Y.N., Xiao K.Q., Liu J.L., Dallner G., Guan Z.Z.: Effect of long term fluoride exposure on lipid composition in rat liver. Toxicology, 2000; 146(2-3): 161-169. – 17. Shivarajashankara Y.M., Shivashankara A.R., Bhat P.G., Rao S.H.: Brain lipid peroxidation and antioxidant systems of young rats in chronic fluoride intoxication. Fluoride, 2002; 35(3): 197-203. – 18. Wang A.G., Xia T., Chu Q.L., Zhang M., Liu F., Chen X.H., Yang K.D.: Effects of fluoride on lipid peroxidation, DNA damage and apoptosis in human embryo hepatocytes. Biomed. Environ. Sci., 2004; 17(2): 217-222.

Adres: 50-417 Wrocław, ul. Traugutta 57/59.

(15)

Elz˙bieta Rusinek, Anna Czech

ZAWARTOS

´

C

´

AZOTANO

´

W(V) I (III)

ORAZ METALI CIE˛Z

˙

KICH

W WYBRANYCH WARZYWACH KORZENIOWYCH

W ZALEZ

˙

NOS

´

CI OD CZASU PRZECHOWYWANIA

CZE˛S

´

C

´

I

Katedra Biochemii i Toksykologii Akademii Rolniczej w Lublinie Kierownik: prof. dr hab. J. Truchlin´ski

Celem pracy było okres´lenie zawartosći azotano´w(V) i (III) oraz kadmu i ołowiu w s´wiez˙ych korzeniach marchwi, pietruszki, selera oraz buraka i po szesćiomiesie˛cznym przechowywaniu w kopcu ziemnym. Szesćiomiesie˛czne przechowywanie warzyw wpłyne˛ło na wzrost zawartosći azotano´w(III) i (V) w korzeniu pietruszki i selera, kadmu w korzeniu marchwi i buraka, a ołowiu w korzeniu marchwi i pietruszki.

Hasła kluczowe: warzywa korzeniowe, metale cie˛z˙kie, azotany(V), azotany(III),

przechowywanie.

Key words: root vegetables, heavy metals, nitrates V, nitrates III, storage.

Warzywa sa˛ bogatym z´ro´dłem witamin, zwia˛zko´w mineralnych oraz błonnika,

odgrywaja˛ istotna˛ role˛ w prawidłowym z˙ywieniu człowieka, powinny byc´ obok

składniko´w budulcowych i energetycznych stałym składnikiem diety. Opro´cz

składniko´w odz˙ywczych, warzywa moga˛ byc´ z´ro´dłem substancji niepoz˙a˛danych.

Moz˙emy tu wyro´z˙nic´ m.in. azotany(V) i (III) oraz metale cie˛z˙kie. Czynnikami,

kto´re w istotny sposo´b wpływaja˛ na zawartos´c´ azotano´w w warzywach sa˛: warunki

s´rodowiskowe, gatunek i odmiana ros´liny, sposo´b uprawy, rodzaj gleby, jej

wilgotnos´c´ i pH, nawoz˙enie, wegetacja, zawartos´c´ mikroelemento´w, czas i warunki

przechowywania (1, 2). Metale cie˛z˙kie zaliczane sa˛ do zanieczyszczen´ z˙ywnos´ci,

kto´rych wspo´lna˛ cecha˛ jest zdolnos´c´ do kumulowania sie˛ w organizmie i długi

okres biologicznego po´łtrwania (3). Uprawy warzyw oraz ich przechowywanie

powinny byc´ zlokalizowane na glebach niezanieczyszczonych, o niskiej naturalnej

zawartos´ci tych metali. Z uwagi na duz˙a˛ popularnos´c´ i wysokie spoz˙ycie warzyw,

jak ro´wniez˙ na wzrastaja˛ce zanieczyszczenie s´rodowiska zasadne staje sie˛ cia˛głe

kontrolowanie tych produkto´w.

Celem pracy było okres´lenie zawartos´ci azotano´w(V) i (III) oraz kadmu i ołowiu

w s´wiez˙ych warzywach korzeniowych i po szes´ciomiesie˛cznym przechowywaniu

w kopcu ziemnym.

(16)

MATERIAŁ I METODY

Materiał badawczy stanowiły s´wiez˙e i przechowywane warzywa korzeniowe: marchew, pietruszka, seler, burak. Warzywa pozyskano z terenu działki połoz˙onej w odległosći 1 km od trasy szybkiego ruchu w czasie konćowego okresu wegetacyjnego (1.07.2004) oraz po szesćiomiesie˛cznym przechowywaniu w kopcu ziemnym, niemetylowanym, o temp. s´redniej 278 K i wilgotnosći wzgle˛dnej powietrza 87%. Analizy przeprowadzono przed zakopcowaniem warzyw i po otwarciu kopca, tj. po szesćiu miesia˛cach. Dla kaz˙dego warzywa w obydwu okresach pobrano po 5 pro´bek w celu oznaczenia zawartosći azotano´w(V) i (III) oraz kadmu i ołowiu. Oznaczenia wykonano w dwoćh powto´rzeniach. Przebadano w sumie 40 pro´bek warzyw. Oznaczanie zawartosći azotano´w(III) i (V) przeprowadzono metoda˛ kolorymetryczna˛ wg PN-92/A-75112, polegaja˛cej na pomiarze intensywnosći zabarwienia, jakie daja˛ jony azotanowe(III) z odczynnikiem Griessa (4). Zawartosć´ ołowiu i kadmu oznaczono technika˛ bezpłomieniowa˛, metoda˛ atomowej spektrofotometrii absorpcyjnej (ASA). Uzyskane dane liczbowe poddano analizie statystycznej z wykorzystaniem programu Statistica wersja 5. Istotnosć´ ro´z˙nic mie˛dzy s´rednimi wyznaczono testem analizy wariancji jednoczynnikowej ANOVA, przyjmuja˛c poziom istotno-sći 0,05.

WYNIKI I ICH OMO

´

WIENIE

Korzenie selera i buraka cechowały sie˛ istotnie wyz˙sza˛ koncentracja˛ azotano´w(V) odpowiednio 1924,2 i 1790,3 mg kg–1_{s´.m (13422,5 i 11713,6 mg kg}–1_{w przeliczeniu na sucha˛ mase˛) w poro´wnaniu}

do korzenia marchwi oraz pietruszki (tab. I). W badaniach Lisiewskiej i Kmiecika (5) zawartosć´ azotano´w(V) w warzywach korzeniowych była natomiast bardzo zro´z˙nicowana w zalez˙nosći od roku zbioru i była zbliz˙ona do wyniko´w uzyskanych w prezentowanej pracy. Zawartosć´ azotano´w(V) w korzeniu marchwi, pietruszki, selera i buraka była znacznie wyz˙sza od ilosći, jakie otrzymała z upraw ekologicznych Rutkowska (6).

S

´

rednia zawartos´c´ azotano´w(V) zaro´wno w mie˛kiszu, jak i sko´rce marchwi była mało zro´z˙nicowana i wynosiła s´rednio 442,3± 4,85 mg kg1_{s´.m (2530,8}_{± 41 mg kg}–1_{s.m), (tab. I). Mie˛kisz pietruszki oraz}

buraka cechował sie˛ istotnie wyz˙sza˛ zawartosćia˛ azotano´w(V) w poro´wnaniu do sko´rki odpowiednio o ok. 81% i 165% (w s´wiez˙ej masie) oraz 84% i 83% (w suchej masie). Natomiast zaro´wno w s´wiez˙ej, jak i suchej masie w mie˛kiszu selera ilosć´ tego składnika była o ok. 45% mniejsza niz˙ w sko´rce (tab. I). Jak podaje Lisiewska i Kmiecik (5) wysokie zawartosći azotano´w V wykazuja˛ z reguły te cze˛sći ros´lin, kto´re biora˛ udział w transporcie substancji odz˙ywczych.

W czasie okresu szesćiomiesie˛cznego przechowywania nasta˛pił istotny wzrost zawartosći azota-no´w(V) w pietruszce i selerze odpowiednio o 46,5% i 120%, co zostało potwierdzone w wynikach uzyskanych w przeliczeniu na s.m. Natomiast w marchwi i buraku zaobserwowano istotny spadek zawartosći tego składnika odpowiednio: o 47% oraz 32,5% w s´wiez˙ej masie oraz (o 49% i 29% w suchej masie), (tab. I). Według Grobelnej i wspo´łpr. (7) zawartosć´ azotano´w(V) w cia˛gu 3 lat badan´ miesćiła sie˛ w przedziale: marchew bezpos´rednio po zbiorze 160 – 1500 mg kg–1_{s´.m, marchew po przechowaniu}

270 – 1170 mg kg–1_{s´.m. W badaniach Gonczarenki i Grzelki cytowanych przez Lisiewska˛i Kmiecika (5)}

obserwowano ro´wniez˙ obniz˙enie ilosći azotano´w (V) w burakach podczas kilkumiesie˛cznego prze-chowywania. Hata oraz Machackova i wspo´łpr. cytowani przez tych samych autoro´w (5) stwierdzili, z˙e podczas kro´tkoterminowego przechowywania warzyw obserwuje sie˛ wzrost poziomu azotano´w(V). Według Hillera i wspo´łpr. (8) podstawowa˛ przyczyna˛ pojawienia sie˛ tych zwia˛zko´w lub zwie˛kszania sie˛ ich ilosći jest mikrobiologiczna redukcja azotano´w(V) do azotano´w(III) i zalez˙y ona od warunko´w przechowywania. Redukcje˛ ta˛ przyspieszaja˛ podwyz˙szona temperatura, dłuz˙szy czas przechowywania, niskie ste˛z˙enie tlenu i duz˙a liczba bakterii redukuja˛cych. Ponadto wykazał on ro´wniez˙, z˙e w prze-chowywanych warzywach, w kto´rych stwierdzono wysoka˛ zawartosć´ azotano´w(III) dochodzi do obniz˙enia miana coli.

Korzen´ buraka i selera w poro´wnaniu z pozostałymi warzywami cechował sie˛ wie˛ksza˛ kumulacja˛ azotano´w(III) s´rednio: 4,00± 0,55 mg kg1 _{s´.m (27,3}_{± 3,3 mg kg}–1_{s.m) w poro´wnaniu z korzeniem}

pietruszki, w kto´rym to zawartos´c´ tego składnika wynosiła 2,41 mg kg–1_{s´.m (12,72 mg kg}– 1_s.m).

Istotnie mniejsza˛ ilos´c´ azotano´w(III) w poro´wnaniu do korzenia buraka i selera zanotowano w korzeniu marchwi 0,73 mg kg–1_{s´.m oraz 4,17 mg kg}–1_{s.m. Zbliz˙one ilos´ci azotano´w(III) w pietruszce i buraku}

zanotowali Szymczak i Prescha (2). W badaniach Lisiewskiej i Kmiecika (5) zawartos´c´ azotano´w(III) w warzywach korzeniowych była bardzo zro´z˙nicowana w zalez˙nos´ci od roku zbioru, ale była ona

(17)

(18)

zbliz˙ona do wartos´ci uzyskanych w prezentowanej pracy. W badaniach Rutkowskiej (6) zawartos´c´ azotano´w(III) w korzeniu marchwi, pietruszki, selera oraz buraka zaro´wno w uprawach ekologicznych jak i konwencjonalnych była znacznie mniejsza w poro´wnaniu do prezentowanych wyniko´w.

W sko´rce pietruszki s´rednia zawartos´c´ azotano´w(III) była wyz˙sza i wynosiła 2,19 mg kg–1_{s´.m (11,61}

mg kg–1_{s.m) niz˙ w mie˛kiszu 0,21 mg kg}–1_{s´.m (1,12 mg kg}– 1_{s.m). W pozostałych warzywach wartos´ci}

zaro´wno w sko´rce jak i mie˛kiszu kształtowały sie˛ na zbliz˙onym poziomie (tab. I).

Podczas okresu przechowywania doszło do wzrostu ilosći tego składnika zaro´wno w przeliczeniu na s´wiez˙a˛ jak i sucha˛ mase˛ w pietruszce (p≥ 0,05) i selerze (p ≤ 0,05), natomiast w buraku i marchwi zanotowano spadek ilosći azotano´w(III) (tab. I). Podobne rezultaty uzyskali Zalewski i wspo´łpr. (9), kto´rzy zaobserwowali znaczny spadek zawartosći azotano´w(III) w przechowywanej marchwi, ro´wniez˙ Sikora i Mie˛dzybrodzka (10) podczas przechowywania marchwi w kopcu ziemnym zanotowali obniz˙enie zawartosći azotano´w(III) o ok. 99%. W badaniach Bresia i wspo´łpr. (11) zawartosć´ azotano´w(III) w marchwi, pietruszce i selerze była zro´z˙nicowana i zalez˙ała od terminu zbioru, ale była nieco niz˙sza od zawartosći tego składnika w prezentowanej pracy.

Wysokie nagromadzenie azotano´w(III) i (V) w warzywach mogło byc´ wynikiem niewłas´ciwej technologii uprawy warzyw, zwłaszcza błe˛do´w w nawoz˙eniu oraz w przechowywaniu i transporcie warzyw (11).

S

´

rednia zawartos´c´ kadmu w (marchwi, pietruszce, selerze, buraku) była zro´z˙nicowana. W pietruszce oraz buraku wynosiła ok. 0,072 mg kg–1_{s´.m (0,48 mg kg}–1_{s.m) i była istotnie wyz˙sza od jego zawartos´ci}

w marchwi oraz selerze. Zawartos´c´ kadmu w korzeniu pietruszki w badaniach Sokołowskiej i Kacprzaka (12) była zbliz˙ona do prezentowanych wyniko´w (wynosiła s´rednio 0,058 mg kg–1_{s´.m). W badaniach} Zalewskiego i wspo´łpr. (13) zawartos´c´ kadmu w burakach (s´rednio 0,203 mg kg– 1_{s´.m) była znacznie}

wyz˙sza od prezentowanych wyniko´w, natomiast zbliz˙ona ilos´c´ tego metalu (0,026 – 0,054 mg kg–1_s´.m)

była w korzeniu selera oraz pietruszki (0,043 – 0,089 mg kg–1_s´.m).

Najwyz˙sza˛ zawartos´c´ kadmu stwierdzono w sko´rce pietruszki (0,056 mg kg–1_{s´.m), natomiast (0,30}

mg kg–1_{s.m) w sko´rce buraka, a najniz˙sza˛ w sko´rce marchwi. W mie˛kiszu pietruszki zawartos´c´ kadmu}

była o 53% niz˙sza w poro´wnaniu do sko´rki. Ro´wniez˙ zawartosć´ kadmu w mie˛kiszu buraka i selera była niz˙sza odpowiednio o 26± 3% w poro´wnaniu do sko´rki zaro´wno dla s´wiez˙ej jak i suchej masy (tab. II). Natomiast w marchwi zawartosć´ tego pierwiastka w mie˛kiszu była o ok. 45% (dla s´wiez˙ej masy) i 50% (dla suchej masy), wyz˙sza niz˙ w sko´rce. Wyz˙sze zawartosći kadmu w sko´rce marchwi (0,115 mg kg–1

s´.m) w poro´wnaniu do mie˛kiszu (0,027 mg kg–1 _{s´.m) uzyskali Wieczorek i Kostrzewa (14), kto´rzy}

stwierdzili, z˙e kadm gromadzi sie˛ warstwowo w całym korzeniu warzyw, jednak jego wie˛ksze ilos´ci wyste˛puja˛ w sko´rce, w poro´wnaniu do rdzenia. Zwia˛zane jest to z wie˛ksza˛ absorpcja˛ pierwiastko´w przez sko´rke˛ warzyw. W procesie obierania warzyw dochodzi do utraty ze sko´rka˛ do 19% kadmu (14).

Okres przechowywania wpłyna˛ł istotnie na wzrost tego pierwiastka w marchwi oraz buraku odpowiednio o 45% i 28% w przeliczeniu na s´wiez˙a˛ mase˛ oraz 53% i 29% w przeliczeniu na sucha˛ mase˛. Natomiast w pietruszce i selerze w czasie przechowywania jego ilos´c´ uległa obniz˙eniu odpowiednio o 18% i 1,7% w przeliczeniu na s´wiez˙a˛ mase˛ oraz 15% i 5% w przeliczeniu na sucha˛ mase˛ (tab. II). W doste˛pnej literaturze nie napotkano danych dotycza˛cych wpływu okresu przechowywania na zawartos´c´ tego metalu.

S

´

rednia zawartos´c´ ołowiu w marchwi, pietruszce oraz selerze kształtowała sie˛ na zbliz˙onym poziomie (0,073± 0,001 mg kg–1_{s´.m) (0,43}_{± 0,06 mg kg}–1_{s.m) i była ona o ponad 100% wyz˙sza niz˙ w buraku}

(tab. II). Wyz˙sze wyniki zawartos´ci ołowiu w korzeniu pietruszki z upraw konwencjonalnych (od 0,21 do 0,56 mg kg–1_{s´.m) uzyskała Leszczyn´ska (15), ro´wniez˙ w warzywach z upraw ekologicznych}

ilos´c´ tego metalu była wyz˙sza (od 0,23 do 0,33 mg kg–1_{s´.m). Uprawy konwencjonalne cechowały sie˛}

znacznie wyz˙sza˛ zawartosćia˛ ołowiu w korzeniach marchwi i buraka w poro´wnaniu z otrzymanymi wynikami (15). W badaniach Zalewskiego i wspo´łpr. (13) zawartosć´ ołowiu w korzeniu pietruszki była niz˙sza, od uzyskanych w prezentowanych badaniach podobnie jak i zawartosć´ tego metalu w korzeniach marchwi, buraka oraz selera.

W sko´rce marchwi oraz selera s´rednia zawartosć´ ołowiu była znacznie niz˙sza (o ponad 100%) w poro´wnaniu z mie˛kiszem. W mie˛kiszu pietruszki i buraka ilosć´ tego pierwiastka była znacznie niz˙sza w poro´wnaniu do sko´rki odpowiednio o około 69% i 42% (tab. II). W badaniach Wieczorek i Kostrzewy (14) zawartosć´ ołowiu w sko´rce marchwi (0,075 mg kg–1_{s´.m) była znacznie wyz˙sza niz˙ w mie˛kiszu.}

Zatem w procesie obierania usuwane jest wraz ze sko´rka˛ s´rednio 25% ołowiu.

Podczas przechowywania zawartos´c´ ołowiu w marchwi oraz pietruszce wzrosła odpowiednio o ok. 96% i 13% dla s´wiez˙ej masy oraz 93% i 11% w przeliczeniu na sucha˛ mase˛. Natomiast zawartos´c´ tego pierwiastka w korzeniach selera oraz buraka istotnie obniz˙yła sie˛ odpowiednio o ok. 44% i 32%. Jak

(19)

(20)

podaje Pajdowski (16) przechowywanie warzyw w ro´z˙nych warunkach moz˙e wpłyna˛c´ na zawartosć´ metali cie˛z˙kich i np. przetrzymywanie marchwi w formie kostki w wodzie o temperaturze pokojowej w cia˛gu 24 h, zmniejszyła maksymalnie zawartosć´ ołowiu o 40%, a kadmu o 67% w stosunku do zawartosći stwierdzonej w surowcu. Wie˛ksze wymywanie kadmu z warzyw moz˙e wynikac´ z lepszej rozpuszczalnosći soli tego pierwiastka w wodzie w poro´wnaniu z solami ołowiu (16).

WNIOSKI

1. Istotnie wyz˙sza˛ zawartos´cia˛ azotano´w(III) i (V) cechował sie˛ korzen´ buraka

i selera w poro´wnaniu do korzenia marchwi i pietruszki, natomiast istotnie niz˙sza˛

kumulacje˛ ołowiu zanotowano w korzeniu buraka, a kadmu w korzeniu marchwi

oraz selera w poro´wnaniu do pozostałych warzyw.

2. Szes´ciomiesie˛czne przechowywanie warzyw korzeniowych w kopcu

ziem-nym wpłyne˛ło na wzrost zawartos´ci azotano´w(III) i (V) w korzeniu pietruszki

i selera, kadmu w korzeniu marchwi i buraka, a ołowiu w korzeniu marchwi

i pietruszki.

3. Mie˛kisz pietruszki i buraka cechował sie˛ mniejsza˛ kumulacja˛ azotano´w(III),

kadmu i ołowiu, a wie˛ksza˛ azotano´w(V) w poro´wnaniu do sko´rki, natomiast

w mie˛kiszu marchwi i selera znajdowała sie˛ mniejsza ilos´c´ azotano´w(V), a wie˛ksza

ołowiu.

E. R u s i n e k, A. C z e c h

NITRATE (V), NITRATE (III) AND HEAVY METAL CONTENTS IN SELECTED ROOT VEGETABLES DEPENDING ON THE SHELF LIFE

(PART I) S u m m a r y

The aim of this work was to analyse the contents of nitrates V, nitrates III, lead and cadmium in the fresh roots of carrot, parsley, celery and beet, and in the roots of the same vegetables stored during six months in the clamp. The beet root and celery were characterised by significantly higher levels of nitrates V and III compared with the carrot and parsley roots, while a significantly lower accumulation of lead was noted in the beet root, and of cadmium in carrot and celery compared with other studied vegetables. The six month storage of the selected root vegetables in the clamp increased the concentration of nitrates V and III in the root of parsley and celery, and of lead in the carrot and parsley roots. Compared with their skin, the parsley and the beet parenchyma showed lower nitrate III, cadmium and lead accumulation, while in the parenchyma of carrot an celery there was less nitrates V and more lead.

PIS

´

MIENNICTWO

1. Moc´ko A., Wacławek W.: Ocena zawartosći metali cie˛z˙kich oraz azotano´w (III) i (V) w wybranych gatunkach warzyw ogrodo´w działkowych miasta Ozimek. Bromat. Chem. Toksykol., 2005; 38 (1): 41-46. – 2. Szymczak J., Prescha A.: Zawartosć´ azotano´w i azotyno´w w warzywach rynkowych we Wrocławiu w latach 1996 – 1997. Roczn. PZH, 1999; 50(1): 17-23. – 3. Czech A., Rusinek E.: Zawartosć´ metali cie˛z˙kich oraz azotano´w i azotyno´w w wybranych warzywach z rejonu Lubelszczyzny. Roczn. PZH, 2005; 56(3): 229-236. – 4. Polska Norma. Owoce, warzywa i ich przetwory. Oznaczanie zawartosći azotano´w i azotyno´w. PN-92/A-75112. – 5. Lisiewska Z., Kmiecik W.: Azotany i azotyny w warzywach. Cz. I. Wpływ ro´z˙nych czynniko´w na zawartosć´ azotano´w i azotyno´w w warzywach s´wiez˙ych. Poste˛py Nauk Rolniczych, 1991; 3: 11-23. – 6. Rutkowska G.: Badania zawartosći azotano´w