Summary:
Lipids are an important group of nutrients of energy-providing and mediating importance. Lipid mediators influence inflammation processes, fluido-coagulant balance and immune functions. Therefore, they constitute an important part of metabolism and pharmaconutrition control.
Key words: triacylglycerols, lipids, macronutrients, resolvins
Lipidy hrají v lidském organizmu mnoho rolí, z nichž můžeme vymezit čtyři hlavní: Mezi ně patří jejich využití jako zdroje energie, jsou také nepostradatelnou strukturální komponentou buněčných membrán všech tělesných tkání a plní roli ochranného substrátu a lubrikantu. Konečně mají vícečetné role jako signální molekuly a mediátory.
Lipidy jsou z hlediska chemické struktury velmi různorodé (triacylglyceroly, steroidy, fosfolipidy), ale mají společnou fyzikální vlastnost, kterou je lipofilní/hydrofobní charakter.
Objemově velmi významnou roli hrají estery glycerolu a mastných kyselin – triacylglyceroly, ve kterých je uskladněno přibližně 85 % tělesné energie, primárně ve formě tukové tkáně. Triacylglyceroly v dietě zajišťují koncentrovaný obsah energie. Výhodou je, že tuky při malé hmotnosti obsahuje velké množství energie (přibližně 9 kcal na 1 g triacylglycerolu, což je více než dvojnásobek energie obsažené v sacharidech a aminokyselinách). Další výhodou je objemová a hmotnostní úspornost triacylglycerolů jako zdrojů energie, neboť jsou málo hydratovány (0,1 g vody na 1 g tuku), zatímco sacharidy a proteiny jsou silně hydratované (4 g vody na 1 g glykogenu nebo proteinu), a tím projevují značné nároky na objemovou a hmotnostní potřebu.
Z chemického hlediska, ale také nutričního pohledu, se triacylglyceroly dělí na několik skupin podle délky a charakteru využití mastných kyselin. Triacylglyceroly obsahující mastné kyseliny s dlouhým řetězcem (LCT – long chain triacylglycerols) jsou mastné kyseliny s počtem uhlíků C14–C20. Část těchto mastných kyselin je plně saturovaná. Jinou skupinu tvoří polyenové mastné kyseliny s dlouhým řetězcem, které vytvářejí řadu omega-6 a omega-3. Obě tyto skupiny jsou prekurzory mediátorových metabolitů, které mají efekt na reaktivitu cévního systému, inflamatorní proces a hemokoagulační rovnováhu.
Z praktických důvodů jak v parenterální, tak enterální výživě jsou použity mastné kyseliny se středním řetězcem (MCT – medium chain triacylglycerols). Tyto mastné kyseliny se získávají frakcionovanou destilací oleje s kokosu nebo ze světlice barvířské. Tuky s mastnými kyselinami s krátkým řetězcem MCT jsou z gastrointestinálního traktu vstřebávány poměrně rychle přímo do portálního oběhu. Tím se liší od triacylglycerolů, respektive mastných kyselin s dlouhým řetězcem, které po resorpci v gastroinstestinálním traktu jsou transportovány do systémového krevního oběhu lymfatickými cestami. Mastné kyseliny se středním řetězcem (MCT) nejsou v lidském organizmu ukládány do tukové tkáně, ani nevytváří depo v játrech. Jsou bezprostředně oxidovány a jejich cesta ze střevního traktu do jater nevyžaduje součinnost lymfatického systému. Další specifickou vlastností triacylglycerolů se středním řetězcem je skutečnost, že jsou neutrální ve vztahu k tvorbě prostaglandinů a tromboxanů, tzn., že neovlivňují v pozitivním ani negativním smyslu fluidokoagulační rovnováhu, vazokonstrikci či vazodilataci, ani intenzitu inflamatorního procesu. Z tohoto důvodu jsou MCT jako složka parenterální tukové emulze i enterální výživy přednostně indikovány pro pacienty v intenzivní péči.
Polyenové nenasycené mastné kyseliny (PUFA) n-3 a n-6
Velmi specifickou roli hraje v nutriční farmakologii skupina polyenových mastných kyselin řady omega-3 a omega-6. Tyto mastné kyseliny patří mezi esenciální složky výživy (tabulka č. 1) a jsou důležitými prekurzory v regulaci inflamatorního procesu, imunitních reakcí a udržení fluidokoagulační rovnováhy.
Zatímco skupina polyenových mastných kyselin řady omega-6 je zdrojem proinflamatorních a prokoagulačních mediátorů, je řada mastných kyselin omega-3 protiváhou, která tvorbou vyšších mastných kyselin dokosahexaenové a eikosapentaenové (DHA, EPA) umožní zabrzdit rozvoj v určité fázi onemocnění již neúčelné inflamatorní reakce specifickými mediátory typu resolvinů, protektinů a maresinů (obrázek č. 1). Vzhledem k tomu, že jak zdroj proinflamatorních mediátorů z řady omega-6, tak prekurzory antiinflamatorních a antikoagulačních mediátorů mají charakter esenciálních složek výživy, je jejich potřeba i zásoba v těle zajišťována výhradně z nutričních zdrojů. Proinflamatorní a antiinflamatorní rovnováha zajišťovaná těmito dvěma skupinami polyenových mastných kyselin hraje mimořádnou úlohu v kritické péči a závisí na ní např. rozvoj celé symptomatologie sepse, multiorgánové dysfunkce až multiorgánového selhání i selhání jednotlivých orgánových systémů, jako je vznik šokové plíce, rozvoj diseminované intravaskulární koagulace, případně systému inflamatorní reakce. Protiváhou, která je významně ovlivněna přívodem esenciálních polyenových mastných omega-3, je vytvoření tlumicího nárazníkového antiinflamatorního systému typu kompenzatorní antiinflamatorní odpovědi (CARS – compensatory antiinflammatory response syndrome). Poznatky z této oblasti vedly v poslední době k vývoji četných nutričních přípravků pro parenterální i enterální výživu s antiinflamatorním efektem, které jsou schopné snížit výskyt komplikací a snížit letalitu v kritických stavech (obrázek č. 1, tabulka č. 2).
Mezi další účinky n-3 PUFA patří i efekt snižující citlivost myokardu k arytmiím, dále potlačují steatózu svalstva a tím zlepšují citlivost tkání na inzulin a současně zlepšují steatózu jater různé etiologie od steatózy způsobené parenterální výživou s vyšší dávkou glukózy až po steatózu jater vznikající při syndromu krátkého střeva.
Mezi velmi významné účinky polyenových mastných kyselin řady n-3 je i snížená tvorba kolagenu. Tento účinek je velmi nadějný v aplikaci k potlačení rozvoje fibrózy plic, např. po poškození plicního parenchymu agresivním režimem umělé plicní ventilace.
Další velmi důležitou skupinou mastných kyselin s metabolickým účinkem jsou mastné kyseliny s krátkým řetězcem – SCFA (short chain fatty acids). Tyto mastné kyseliny, vznikající v tlustém střevě fermentací solubilní vlákniny, jsou energetickým substrátem pro sliznici tlustého střeva. Zároveň jsou metabolitem, který reguluje diferenciaci kolonocytu a umožňuje v tlustém střevě transport natria a bikarbonátu.
Tukové emulze vyšší generace, jejichž formule obsahuje n-3 mastné kyseliny živočišného původu, mají další výhody – ve stresové zátěži se oxidují snadněji než ostatní zdroje energie (s výjimkou ketolátek), dále tukové emulze s obsahem rybího tuku mají snížený podíl rostlinných tuků, a tím i xenobiotik - fytosterolů (sitosterol, campesterol), které jsou doprovodnými látkami rostlinných olejů. Fytosteroly jako cizorodé látky se metabolizují odlišně od živočišných sterolů a mohou být při dlouhodobém podávání zdrojem vedlejších, až nežádoucích účinků.
Zavedení nutriční farmakologie do arzenálu parenterální a enterální výživy je značným přínosem, podpořeným četnými studiemi, které splňují požadavky randomizovaných zaslepených, kontrolovaných prospektivních studií. Pokud jde o dávky polyenových mastných kyselin omega-3, změnila se strategie v tom smyslu, že dávky pro intenzivní péči vysoce přesahují hodnoty doporučených dávek u zdravých jedinců a pohybují se podle současných doporučení v hodnotách 100 mg / 1 kilogram tělesné hmotnosti / 1 den a více.
Podpořeno MZ ČR – RVO (FNHK, 00179906).
prof. MUDr. Zdeněk Zadák, CSc.
Centrum pro výzkum a vývoj Fakultní nemocnice Hradec Králové
e-mail: zdenek.zadak@fnhk.cz
LITERATURA
• Calder, P. C. (2002). Dietary modification of inflammation with lipids. The Proceedings of the Nutrition Society, 61(3) 345–358.
• Heller, A. R., Striebel, J. P., & Koch, T. (2003). Effects of fish-oil supplementation on the clinical course of critical illness – a multicenter trial. European Journal of Anaesthesiology, 20, 157.
• Koch, T., & Heller, A. R. (2005). Benefits of ω-3 fatty acids in parenteral nutrition. Clinical Nutrition Supplements, 1, 17–24.
• Mayer, K., Fegbeutel, C., Hattar, K., Sibelius, U., Krämer, H. J., Heuer, K. … Seeger W. (2003). Omega-3 vs. omega-6 lipid emulsions exert differential influence on neutrolils in septic shock patients: impact on plasma fatty acids and lipid mediator generation. Intensive Care Medicine, 29(9), 1472–1481.
• Zadák, Z. (2008). Výživa v intenzivní péči (2nd ed.). Praha, Česká republika: Grada Publishing.
• Zadák, Z., & Květina, J. (2011). Metodologie předklinického a klinického výzkumu v metabolismu, výživě, imunologii a farmakologii. Praha, Česká republika: Galén.
