Agnieszka Białek, Andrzej Tokarz, Alicja Wiśniowska
WPŁYW RÓŻNORODNYCH CZYNNIKÓW DIETETYCZNYCH NA ZAWARTOŚĆ KWASU ŻWACZOWEGO (cis -9, trans-11 CLA) I PROFIL KWASÓW TŁUSZCZOWYCH W SUROWICY SZCZURÓW.
Cz. I.
Katedra i Zakład Bromatologii Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego Kierownik: prof. nadzw. dr hab. A. Tokarz
W pracy zbadano zależności pomiędzy dietą zróżnicowaną pod względem wartości odżywczej i podaży kwasów tłuszczowych na zawartość kwasu cis-9, trans-11 oktadekadienowego i profi l kwasów tłuszczowych w surowicy szczurów. Dodatek olejów roślinnych i rybnych istotnie wpływał na zawartość kwasu żwa-czowego w surowicy.
Hasła kluczowe: sprzężone dieny kwasu linolowego (CLA), kwas żwaczowy, kwa-sy tłuszczowe.
Key words: conjugated linoleic acid (CLA), rumenic acid, fatty acids.
Dieta stanowi główne źródło kwasów tłuszczowych niezbędnych dla prawidło-wego funkcjonowania organizmu, nie tylko jako najwartościowszego źródła energii, ale także jako związków o różnorodnych funkcjach fi zjologicznych. Grupą kwa-sów tłuszczowych o niebagatelnym znaczeniu dla zachowania zdrowia są sprzężo-ne dieny kwasu linolowego (CLA – ang. Conjugated Linoleic Acid). Stanowią osprzężo-ne grupę izomerów kwasu oktadekadienowego, w łańcuchu węglowym których wiąza-nia podwójne tworzą układ sprzężony, tzn. oddziela je jedno wiązanie pojedyncze. Na podstawie licznych badań stwierdzono, że wykazują one działanie przeciwno-wotworowe, przeciwmiażdżycowe, redukujące masę tkanki tłuszczowej, popra-wiające przyrost masy mięśniowej, stymulujące wzrost organizmu (m.in. poprzez przyrost masy kostnej) itd. (1). Ich naturalnym źródłem dietetycznym są mleko i przetwory mleczarskie oraz mięso zwierząt poligastrycznych, gdzie ponad 90% całkowitej puli CLA stanowi kwas cis-9, trans-11 oktadekadienowy – tzw. kwas żwaczowy (RA – ang. Rumenic Acid). Powstaje on na drodze przemian nienasyco-nych kwasów tłuszczowych w żwaczu przeżuwaczy pod wpływem enzymów bak-terii symbiotycznych, oraz endogennie z kwasu trans-11 oktadekenowego – kwasu wakcenowego (VA – ang. Vaccenic Acid) przy udziale Δ9 – desaturazy (2, 3). O ile u zwierząt poligastrycznych większość puli CLA jest pochodzenia endogennego, o tyle u ludzi podstawowe znaczenie ma pobranie CLA z dietą (4). Oznaczenie po-ziomu CLA w surowicy może stanowić dobry wskaźnik jego pobrania z dietą (5). Jednocześnie ze względu na podobieństwo w budowie CLA może np. wchodzić w interakcje z innymi kwasami tłuszczowymi (6), czego obrazem może być zmiana profi lu kwasów tłuszczowych w surowicy krwi.
Celem podjętych badań było określenie wpływu diety na zawartość sprzężonych dienów kwasu linolowego i innych kwasów tłuszczowych w surowicy krwi szczu-rów, których dietę modyfi kowano poprzez zastosowanie dodatkowego czynnika dietetycznego.
MATERIAŁ I METODY
Badania prowadzono na samcach szczurów Wistar. Zwierzęta pochodziły ze zwierzętarni Instytutu Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej im. M. Mossakow-skiego PAN w Warszawie. Badania uzyskały akceptację Komisji Etycznej ds. badań na zwierzętach Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego. Zwierzęta podzielono na 6 grup po 8 osobników każda:
– gr. kontrolna – pasza (Labofeed H) i woda w ilości ad libitum,
– gr. „1/2” – dieta o zredukowanej o połowę wartości odżywczej tj. każdy szczur otrzymywał dziennie 5 g paszy,
– gr. „omega 3” – od 70 dnia życia oprócz paszy preparat Omega 3 (fi rmy Lysi) w ilości 0,4 ml podawany za pomocą sondy dożołądkowej,
– gr. „słonecznikowy”, gr. „oliwa”, gr. „rzepakowy” – od 70 dnia życia oprócz paszy odpowiedni olej w ilości 0,4 ml podawany za pomocą sondy dożołądkowej,
Do badań wykorzystano surowicę krwi pozyskaną poprzez odwirowanie świeżo pobranej krwi przy 3000 obr/min przez 10 min, która do momentu badania była przechowywana w temperaturze –60°C. Z surowicy pochodzącej od jednego szczu-ra wykonano trzy równoległe oznaczenia. Estry metylowe kwasów tłuszczowych przygotowano według procedury zaproponowanej przez Bondia-Pons i współpr. (5). Profi l kwasów tłuszczowych oznaczono metodą chromatografi i gazowej z detekcją płomieniowo-jonizacyjną stosując kolumnę Rtx – 2330 (40 m × 0,18 mm i.d., 0,1 μm grubość fi lmu). Warunki analizy: temperatura komory nastrzykowej – 250°C, tem-peratura detektora – 270°C, program temperaturowy pracy kolumny – 140°C przez 1 min, przyrost temperatury do 170°C z szybkością 20°C/min., temperatura 170°C przez 20 min., przyrost temperatury do 230°C z szybkością 10°C/min, temperatura 230°C przez 15 min. Całkowity czas analizy – 41 min. Interpretację jakościową chromatogramów przeprowadzono porównując czasy retencji estrów metylowych kwasów tłuszczowych badanej próbki z czasami retencji wzorców estrów metylo-wych sprzężonych dienów kwasu linolowego (CLA Methyl fi rmy NuCheckPrep) oraz wzorcami estrów metylowych kwasów tłuszczowych Supelco 37 Component FAME Mix. Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej za pomocą programu Statistica 8.0 PL (StatSoft Polska).
WYNIKI I ICH OMÓWIENIE
Udział procentowy poszczególnych kwasów tłuszczowych w całkowitej puli kwa-sów tłuszczowych obecnych w surowicy zaprezentowano w tabeli I. Skład procento-wy poszczególnych diet stosowanych w badaniu przedstawiono w tabeli II. Wystą-piły istotne statystycznie różnice pomiędzy poszczególnymi grupami dietetycznymi w zawartości następujących kwasów tłuszczowych: C12:0, C14:0, C15:0, C16:0,
T
abela I
.
Skład puli kwasów tłuszczowych w surowicy krwi badanych grup dietetycznych (jednakowe litery oznaczają istotne statystycznie ró
żnice pomiędzy grupami
w zawartości danego kwasu tłuszczowego) Table I
.
F
atty acids profile in serum of investigated dietary groups (identical letters stand for significant differences among groups in
a specific fatty acid content)
Kwas tłuszczowy Gr . kontrolna Gr . „1/2” Gr . „Omega 3” Gr . „Słonecznikowy” Gr . „Oliwa” Gr . „Rzepakowy” X ± SD C6:0 nd. nd. nd. nd. 0 0,26 ± 0,17 nd. C8:0 nd. nd. nd. nd. nd. nd. C10:0 0 0,09 ± 0,09 nd. nd. nd. 0 0,07 ± 0,02 0 0,04 ± 0,00 C11:0 0 0,06 ± 0,02 nd. nd. nd. 0 0,06 ± 0,01 0 0,05 ± 0,01 C12:0 0 0,05 ± 0,0 a 0 0,04 ± 0,02 a 0 0,13 ± 0,22 a 0 0,04 ± 0,02 a 0 0,11 ± 0,04 a 0 0,05 ± 0,01 a C13:0 0 0,06 ± 0,03 0 0,05 ±0,04 0 0,07 ± 0,04 0 0,07 ± 0,05 0 0,08 ± 0,03 0 0,05 ± 0,02 C14:0 0 0,36 ± 0,04 a 0 0,31 ± 0,08 a 0 0,40 ± 0,04 a,b 0 0,33 ± 0,04 a 0 0,49 ± 0,03 a 0 0,29 ± 0,03 a,b C15:0 0 0,36 ± 0,05 0 0,26 ±0,02 a 0 0,36 ± 0,05 0 0,36 ± 0,00 0 0,47 ± 0,03 a 0 0,41 ± 0,02 C16:0 18,76 ± 1,04 19,60 ± 0,74 a 18,38 ± 1,22 18,76 ± 0,86 19,07 ± 1,31 16,96 ± 0,46 a C16:1 0 1,42 ± 0,2 a, b 0 1,40 ± 0,19 a, b 0 1,34 ± 0,15 a, b 0 1,31 ± 0,14 a 0 0,79 ± 0,14 a, b 0 0,49 ± 0,15 b C17:0 nd. 0 0,25 ± 0,02 0 0,40 ± 0,00 nd. 0 0,51 ± 0,06 nd. C17:1 0 0,09 ± 0,01 0 0,06 ± 0,01 nd. 0 0,09 ± 0,01 0 0,10 ± 0,03 nd. C18:0 10,32 ± 1,04 11,04 ± 0,39 a 10,59 ± 0,37 0 9,81 ± 0,62 a 11,03 ± 0,95 a 10,59 ± 0,26 C18:1 n9 OL 0 7,08 ± 1,40 0 7,86 ± 0,52 a 0 6,50 ± 0,47 a 0 7,39 ± 0,76 0 7,84 ± 1,21 0 7,48 ± 0,60 C18:2 n6 LA 18,54 ± 2,16 17,31 ± 0,65 17,44 ± 0,77 18,56 ± 1,18 17,66 ± 1,95 17,01 ± 0,47 C18:3 n6 GLA 0 0,17 ± 0,02 0 0,24 ± 0,04 a, b 0 0,15 ± 0,02 b 0 0,19 ± 0,03 0 0,17 ± 0,03 a 0 0,20 ± 0,02 C18:3 n3 ALA 0 8,88 ± 2,31 0 7,57 ± 1,17 a 0 9,83 ± 0,86 0 8,62 ± 1,58 0 6,46 ± 3,43 a 11,20 ± 0,97 a C20:0 nd. nd. nd. nd. nd. nd. cis -9, trans -11 CLA 0 0,09 ± 0,01 b, c 0 0,07 ± 0,01 a, b, c, d 0 0,08 ± 0,01 a 0 0,09 ± 0,01 b, d 0 0,10 ± 0,02 a, b 0 0,12 ± 0,00 b C20:1 nd. 0 0,36 ± 0,03 nd. nd. nd. nd. C21:0 nd. 0 0,10 ± 0,00 0 0,19 ± 0,08 0 0,11 ± 0,05 0 0,26 ± 0,00 0 0,14 ± 0,04 C20:2 nd. 0 0,13 ± 0,03 0 0,14 ± 0,01 nd. 0 0,15 ± 0,02 0 0,18 ± 0,01 C20:4 n6 AA 20,76 ± 2,94 20,34 ± 1,27 19,60 ± 1,55 22,23 ± 2,08 20,83 ± 2,20 21,02 ± 0,68 C22:0 0 0,21 ± 0,02 nd. nd. nd. 0 0,23 ± 0,04 0 0,22 ± 0,03 C22:1 nd. nd. nd. nd. nd. 0 0,05 ± 0,01 C20:5 n3 EP A 0 1,51 ± 0,19 c 0 2,33 ± 0,30 a, c, d 0 2,64 ± 0,68 a, c, e 0 1,09 ± 0,15 a, b, d, e 0 1,73 ± 0,25 a 0 1,89 ± 0,15 b C24:0 nd. nd. nd. nd. nd. nd. C24:1 nd. 0 0,12 ± 0,03 0 0,10 ± 0,02 0 0,10 ± 0,03 0 0,07 ± 0,04 nd. C22:6 n3 DHA 0 2,64 ± 0,39 a 0 2,75 ± 0,24 a 0 3,68 ± 0,52 a 0 2,65 ± 0,53 a 0 2,55 ± 0,54 a 0 2,37 ± 0,25 a
C16;1, C18;0, C18:1 n-9, C18:3 n-6, C18;3 n-3, cis-9, trans-11 CLA, C20:5 n-3, C22:6 n-3. Najwyższe poziomy kwasu cis-9, trans-11 CLA oznaczono w grupie su-plementowanej olejem rzepakowym (0,12±0,001%), zaś najniższą zawartością tego związku charakteryzowała się grupa „1/2” (0,07±0,01%). Spośród zastosowanych modyfi kacji diety pozytywnie na zawartość kwasu żwaczowego w surowicy oddzia-ływał dodatek oleju rzepakowego (p = 0,002275), zaś wyraźne negatywne działa-nie stwierdzono w przypadku obniżenia wartości odżywczej diety (p = 0,019820). Ponadto w grupie o obniżonej wartości odżywczej diety zaobserwowano wyższe stężenia długołańcuchowych kwasów n-3 oraz GLA. Grupa spożywająca preparat omega 3 charakteryzowała się najwyższymi stężeniami kwasów DHA i EPA, od-powiednio 3,68±0,52% i 2,64±0,68%, co było obrazem zdecydowanie większego pobrania tych kwasów z dietą. Jednocześnie w surowicy tych zwierząt notowano najniższe poziomy kwasu arachidonowego oraz kwasu oleinowego. Podobne wyni-ki uzyskali Jelińska i współpr., którzy po zastosowaniu wzbogacania diety szczurów w olej rybny obserwowali zdecydowanie wyższe poziomy kwasów DHA i EPA oraz niższe poziomy kwasu AA w fosfolipidach izolowanych z wątroby (7). Również udział kwasu żwaczowego w całkowitej puli kwasów tłuszczowych był niższy w tej grupie. Potwierdza to wyniki uzyskane przez Valeille i współpr., którzy wykazali, że CLA konkuruje z kwasami n-3 obecnymi w olejach rybnych na poziomie jądrowych czynników transkrypcyjnych, takich jak receptory PPAR, gdyż dodatek oleju rybne-go do diety wzbogaconej w CLA niweluje działanie terybne-go ostatnierybne-go (8). Najwyższy odsetek stanowił kwas α-linolenowy w surowicy szczurów z grupy z dodawanym olejem rzepakowym – średnio 11,20±0,97%, co jest wynikiem jego dużego pobra-nia z dietą z racji dużej zawartości tego kwasu tłuszczowego w oleju rzepakowym (11,25% całkowitej zawartości kwasów tłuszczowych) (9). Nieomal o połowę niższą Ta b e l a II. Udział procentowy poszczególnych kwasów tłuszczowych w stosowanych dietach
Ta b l e II. Percentage distribution of fatty acids in applied diets
Kwasy tłuszczowe Pasza Pasza + oliwa Pasza + ol. rzepakowy Pasza + omega-3 Pasza + ol. słoneczni-kowy C14:0 0,19 0,11 0,12 3,81 0,15 C16:0 15,80 13,89 11,41 17,29 12,18 C16:1 nd. 0,39 nd. 3,69 0,03 C18:0 3,83 3,16 3,25 3,56 4,00 C18:1 n9 18,34 39,06 33,57 14,54 20,66 C18:1 n7 nd. nd. 1,33 nd. 0,23 C18:2 n6 36,57 25,86 30,52 22,29 47,29 C18:3 n3 20,84 12,55 17,08 12,78 12,66 C20:1 nd. nd. nd. nd. 0,11 C20:4 AA 0,31 0,18 0,19 0,69 0,19 C20:5 EPA nd. nd. nd. 6,01 nd. C22:6 DHA nd. nd. nd. 3,92 nd.
zawartością ALA charakteryzowała się surowica grupy otrzymującej oliwę – 6,46± 3,43. Nie zaobserwowano zaś żadnych istotnych statystycznie różnic w poziomach kwasu linolowego pomiędzy badanymi grupami. Kwas linolowy stanowił głów-ny składnik puli kwasów tłuszczowych zawartych w paszy i jego pobranie z dietą w każdej grupie było duże.
WNIOSKI
1. Skład puli kwasów tłuszczowych w surowicy szczurów zależy od składu puli kwasów tłuszczowych przyjmowanych z dietą.
2. Dodatek olejów roślinnych i rybnych wpływa na poziomy kwasu żwaczowego w surowicy.
3. Dieta o obniżonej wartości odżywczej negatywnie wpływa na poziomy kwasu cis-9, trans-11 CLA w surowicy.
A. B i a ł e k, A. T o k a r z, A. W i ś n i o w s k a
EFFECTS OF VARIED DIETARY FACTORS ON RUMENIC ACID (CIS -9, TRANS-11 CLA) AND FATTY ACIDS PROFILE IN RATS’ SERUM.
A b s t r a c t
Rumenic acid (cis-9, trans-11 octadecadienoic acid) is a basic CLA isomer which occurs in the greatest amount in dairy fat of all natural fats. CLA has been attributed many benefi cial effects in prevention of different types of cancer, atherosclerosis, hypertension and obesity reduction.
The aim of our study was to estimate the impact of olive oil, sunfl ower oil, rape oil and fi sh oil as well as nutritive value reduction on rumenic acid and other fatty acids profi le in serum of rats.
An increased consumption of rape and olive oil increased cis-9, trans-11 CLA concentration while addition of fi sh oil rich in omega 3 fatty acids decreased it’s amount. Reduction of nutritive value of diet also caused the decline in CLA content in rats’ serum.
Different dietary factors can infl uence the rumenic acid and other fatty acids content in serum.
PIŚMIENNICTWO
1. Bhattacharya A., Banu J., Rahman M., Causey J., Fernandes G.: Biologigal effects of conjugated Lin-oleic acids in health and disease. J. Nutr. Biochem., 2006; 17: 789-810. – 2. Tanaka K.: Occurrence of con-jugated linoleic acid in ruminant products and its physiological functions. Animal Science Journal, 2005; 76: 291-303. – 3. Mosley E.E., Shafi i B., Moate P.J., McGuireM.A.: cis-9, trans-11 Conjugated Linoleic Acid Is Synthesized Directly from Vaccenic Acid in Lactating Dairy Cattle. J. Nutr., 2006; 136: 570-575. – 4. Pariza M.W., Park Y., Cook M.E.: The biologically active isomers of conjugated linoleic acid, Progress in Lipid Research, 2001; 40: 283-298. – 5. Bondia-Pons I., Molto-Puigmarti C., Castellote A. I., Lopez
– Sabater M. C.: Determination of conjugated Linoleic acid in human plasma by gas chromatography,
J. Chromat. A, 2007; 1157: 422-429. – 6. Banni S., Angioni E., Casu V., Melis M. P., Carta G., Corongiu
F. P., Thompson H., Ip C.: Decrease in linoleic acid metabolites as a potential mechanism in cancer risk
reduction by conjugated linoleic acid, Carcinogenesis, 1999; 20(6): 1019-1024. – 7. Jelińska M., Tokarz
A., Olędzka R., Czorniuk-Śliwa A.: Effects of dietary linseed, evening primrose or fi sh ols on fatty acid and
prostaglandin E2 contents in the rat livers and 7,12-dimethylbenz[a]anthracene-induced tumours, Biochim.
Biophys. Acta, 2003; 1637(3): 193-199. – 8. Valeille K., Gripois D., Bloquit M.-F. et al.: Lipid atherogenic risk markers can be more favorably infl uenced by the cis-9,trans-11-octadecadienoate isomer than a conju-gated linoleic acid mixture or fi sh oil in hamsters. Br. J. Nutr., 2004; 91: 191-199. – 9. Jelińska M.: Kwasy tłuszczowe – czynniki modyfi kujące procesy nowotworowe, Biul. Wydz. Farm WUM, 2005, 1.
