Jaký je přívod vlákniny v ČR Výsledky studií a úskalí metodik Definice Historie  1953 – Hipsley: „Dietary fibre“  1972 – Trowel: „Zbytky složek rostlinných buněk, odolných hydrolýze lidskými zažívacími enzymy.“  1975 – Burkitt a Trowell: Vliv na rozvoj civilizačních chorob.  1976 – Trowell: „Polysacharidy a lignin, které nejsou tráveny lidskými zažívacími enzymy v tenkém střevě.“  1980 – Rozpustná a nerozpustná vláknina.  1992 – Englyst: Polysacharidy částečně fermentovatelné střevní mikroflórou. (Dnes jako prebiotika.)  1993 – Robefroid: Oligosacharidy.  1994 – Asp: Nestravitelné polysacharidy. Americká asociace cereálních chemiků  Vlákninu potravy tvoří jedlé části rostlin nebo analogické sacharidy, které jsou odolné vůči trávení a absorpci v lidském tenkém střevě a jsou zcela nebo částečně fermentovány v tlustém střevě. Vláknina potravy zahrnuje polysacharidy, oligosacharidy, lignin, a přidružené rostlinné složky. Vláknina potravy vykazuje prospěšné fyziologické účinky: laxativní a/nebo upravující hladinu cholesterolu v krvi a/nebo upravující hladinu glukózy v krvi, a další vlastnosti. (AACC 2001) CODEX Alimentarius: Guidelines on nutrition labelling (Rev. 2011, Amendment 2013)  Vlákninu potravy představují sacharidové polymery* z deseti a více monomerních jednotek**, které nejsou hydrolyzovány endogenními enzymy v tenkém střevě člověka a náleží do následujících skupin:  jedlé uhlovodíkové polymery přirozeně se vyskytující v přijímané potravě,  uhlovodíkové polymery, které byly získány z potravinových surovin fyzikálními, enzymatickými nebo chemickými prostředky a které mají prospěšný fyziologický účinek na zdraví prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky,  syntetické uhlovodíkové polymery, které mají prospěšný fyziologický účinek na zdraví prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky. * Pokud jsou polymery odvozeny z rostlinného původu, vláknina potravy může zahrnovat frakce ligninu a/nebo další sloučeniny asociované s polysacharidy uvnitř buněčných stěn rostlin. Tyto sloučeniny mohou být stanoveny analytickými metodami určenými pro stanovení vlákniny potravy. Avšak tyto sloučeniny nejsou zahrnuty do definice vlákniny, i když byly extrahovány a znovu zavedeny do potravin. ** Rozhodnutí, zda mají být zahrnuty sacharidy složené ze 3 až 9 monomerních jednotek by mělo být ponecháno na rozhodnutí národních autorit. Nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 1169/2011, Příloha I  Vlákninou“ se rozumějí uhlovodíkové polymery s třemi nebo více monomerními jednotkami, které nejsou tráveny ani vstřebávány v tenkém střevě lidského organismu a náleží do těchto kategorií:  jedlé uhlovodíkové polymery přirozeně se vyskytující v přijímané potravě,  jedlé uhlovodíkové polymery, které byly získány z potravinových surovin fyzikálními, enzymatickými nebo chemickými prostředky a které mají prospěšný fyziologický účinek prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky,  jedlé syntetické uhlovodíkové polymery, které mají prospěšný fyziologický účinek prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky. Energická hodnota vlákniny Vláknina 8 kJ/g nebo 2 kcal/g (Nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 1169/2011, Příloha XIV: Převodní faktory pro výpočet energetické hodnoty) Rozpustnost 1980 – dělení na rozpustnou a nerozpustnou vl. 1998 – WHO nedoporučuje členit (fyziol. efekt)  Poměr rozpustné: nerozpustné vlákniny je 3:1 (VÚP, Bratislava) – často uváděno chybně. Hlavní složky vlákniny  Neškrobové polysacharidy  Rezistentní oligosacharidy  Analoga sacharidů (rezistentní škroby, dextriny)  Lignin  Látky asociované s neškrob. polysacharidy a ligninem  Látky živočišného a syntetického původu Zdravotní přínosy vlákniny Podpora GIT (motilita, výživa enterocytů, aj.) Prevence kardiovaskulárních onemocnění Prevence obezity Prevence onko onemocnění Zdravotní přínosy vlákniny Prevence kardiovaskulárních onemocnění  Mechanismus není jasný  Zřejmě asociace s nižší rychlostí vyprazdňování žaludku, vyšší motilitou střev a vlivem na absorpci některých látek  Snížení LDL  Snížení celk. CH  Snížení diastolického TK  Typy vlákniny – bez efektu Zdravotní přínosy vlákniny Prevence kardiovaskulárních onemocnění  Studie jsou malé, krátkodobé  Chybí kvalitní RCT  Nejasný bias  Nejasně sledovaný vliv potravní vlákniny a vlákniny z DS Další zdravotní přínosy vlákniny  Vláknina a cholesterol + krevní tlak (Cochrane)  Vláknina a zánětlivé markery (+kognitivní funkce)  Vláknina a rakovina prsu  Role MK s krátkým řetězcem Vláknina a mikrobiota Střevní enterotypy Enterotyp 1: Bacteroides Enterotyp 2: Prevotella (Desulfovibrio) Enterotyp 3: Ruminococcu s Arumugam M. et al. Nature. 2011 May 12; 473(7346): 174–180. Hlavní zdroj energie: • Komplexní polysacharidy a proteiny Dominující geny/ dráhy: • galaktosidásy, hexosaminidázy, proteázy • glykolýza, pentózofosfátová dráha Hlavní zdroj energie: • Slizniční muciny Prevotella: degradace glykoproteinů Desulfovibrio: desulfatace slizničních glykoproteinů, rate-limiting step hlavní zdroj energie: • slizniční muciny • zvýšená exprese transportních proteinů pro jednoduché cukry Nebyla prokázána souvislost s pohlavím, věkem nebo BMI. Vliv mikrobioty na hostitele: SCFA Short chain fatty acid (SCFA) C1 – C7 linearní větvené acetát, propionát, butyrát pAk ≤ 4,8; ve střevě díky neutrálnímu pH převážně ve formě aniontů koncentrace butyrátu ileum cecum colon sacharolytické bakterie proteolytické bakterie • lineární SCFA • CO2 • H2S SCFA jsou produktem bakteriální fermentace • větvené SCFA (BCFA) • CO2 • CH4 • H2S • Fenoly, aminy, nitrosaminy …. Vliv mikrobioty na hostitele: SCFA pH ve střevě žaludek duodenum ileum proximální distální cecum rectumcolon pH = 2-3 pH = 6 pH = 6 pH = 7,4 pH = 5,5 pH = 6,7 1. Přímo: zvýšeným přísunem substrátu (inulin … ) 2. Nepřímo: metabolic cross-feeding polysacharidy laktát etanol sukcinát Bifidobacterium butyrát Eubacterium halii Anaerostipes caccae complex polysaccharides oligosaccharides (non-digestible) lactate pyruvate utilizing butyrate-producers BUTYRATE Bacteroides Lactobacillus Bifidobacter Mikrobiota a výživa GF zvířata potřebují o 20% větší energetický příjem než zvířata z konvenčního chovu 1. Získávání energie z jinak nestravitelných složek potravy (oligosacharidy) „rozpustná vláknina“, tj. neštěpitelné oligosacharidy, jsou substrátem pro tvorbu SCFA (short chain fatty acids) SCFA: významný zdroj energie signální molekula (váže se na GPR41, regulace příjmu potravy) Mikroflóra moduluje využití lipidů (dereprese LPL, syntéza kofaktoru pankreatické lipázy) 2. Zvýšení dostupnosti živin modulací absorpční kapacity střevního epitelu Mikrobiota a výživa: dietně indukovaná obezita GF recipient/standard diet (4 wks) Může dieta ovlivnit složení mikrobioty hostitele? Standard diet (4 wks) Konvencionalizace (healthy adult human or conventionally-raised mice microflora) Western diet (8 wks) (41% fat, 46% carbohydrates, z toho 18% sacharóza) standard diet (8 wks) (4% fat, 70% polysacharidy) Metatranscriptom: ABC transportes (transport cukrů, aminokyselin, kofaktorů) PTS systém (transport fruktózy, Nacetygalaktosaminu, cellobiosy, manózy) weight gain: + 5,3 g; body fat: 3,7 g PCA analýza: cluster dohromady Fenotyp: Firmicutes • Erysipelotrichi, Bacilli (lidský MB) • Mollicutes (myší MB) Bacteroidetes Metagenom: Metatranscriptom: Degradace N-glycanu Metabolismus sfingolipidů Degradace glycosaminoglycanů weight gain: + 1,5 g; body fat: 1,7 g PCA analýza: cluster dohromady Fenotyp: Firmicutes Bacteroidetes Metagenom: charakteristické pro Bacteroidetes Mikrobiota a výživa: dietně indukovaná obezita Jak ovlivní definovaná dietní změna mikrobiotu? Modifikovaná Western dieta: 1. CARB-R 2. FAT-R conventionally-raised (CONV) mice, WESTERN diet, 10 wks CARB-R, 4 wks WESTERN diet, 4 wks FAT-R, 4 wks FENOTYP weight gain: 2 ± 0,3 g epididymal fat: 2,8 ± 0,3% b.wt. FENOTYP weight gain: 0,0 ± 0,3 g epididymal fat: 1,9 ± 0,3% b.wt. METAGENOM • redukce zastoupení Mollicutes (Mollicutes = 6% z celkového počtu) • zvýšení zastoupení Bacteriodetes (2,2x vs Western diet) METAGENOM • zvýšení Mollicutes (kmen Firmicutes) • snížení Bacteriodetes (1) METAGENOM • redukce zastoupení Mollicutes (Mollicutes = 32% z celkového počtu) • zvýšení zastoupení Bacteriodetes (2,8x vs Western diet) FENOTYP weight gain: 0,6 ± 0,3 g epididymal fat: 1,9 ± 0,2% b.wt. Mikrobiota z CARB-R nepřenese obézní fenotyp na GF příjemce Mikrobiota z FAT-R nepřenese obézní fenotyp na GF příjemce Zvýšené SCFA?? METATRANSCRIPTOM PTS system host gut mucosa degradation ABC systEm Cell wall synthesis Cell division Obesity-associated microbial genom • obsahuje větší počet genů pro enzymy katalyzující štěpení polysacharidů • ve vzorcích stolice obézních zvířat je signifikantně méně využitelné energie než u hubených zvířat Obézní mikroflóra má větší schopnost získat z potravy využitelnou energii GF zvířata jsou rezistentní k obezitě indukované western-type dietou Microbiom a obezita: shrnutí Jak lze ovlivnit mikrobiotu? 1. Polyfenoly = lapače volných radikálů Pomáhají udržet střevní stěnu nepropustnou pro endotoxiny a bakterie, protektivní vliv k některým pozitivně působícím komensálům 2. ω-3 polynenasycené mastné kyseliny (n-3 PUFA) Protizánětlivé účinky, zvyšují zastoupení Lactobacillus a Bifidobacteria 3. Probiotika = lyofilizované kultury příznivě (doufejme) působících bakterií Lactobacillus (různé kmeny), Bifidobacter (různé kmeny), Akkermansia muciniphila Druhy („strains“) specificky selektované podle určitých vlastností, např. • imunomodulační vlastnosti (stimulace imunotolerantních makrofágů) • schopnost inhibovat peroxidaci lipidů • FFA-absorbing strains • kmeny se zvýšenou expesí lektinů proti gramm+ bakteriím, kmeny produkující fosfatázy defosforylující LPS, atd … 2. Prebiotika a SCFA Substráty pro Bifidobacteria (inulín, fructooligoacharidy, rezistentní škrob, pektiny …) „Targeted SCFA“ látky zajišťující transport SCFA až do proximálního tlustého střeva (inulinpropionate ester) – redukují nepříjemné vedlejší účinky prebiotik ( nadýmání) Stanovení vlákniny Metody stanovení vlákniny I  Všeobecné metody bez stanovení nízkomolekul. frakcí *  Všeobecné metody se stanovením nízkomolekul. frakcí *  Specifické metody *  Ostatní metody (Codex Alimentarius) * Převážně metody schválené Association of Analytical Communities Research Institute (AOAC) Metody stanovení vlákniny II  Neenzymaticko-gravimetrické  Enzymaticko-gravimetrické  Enzymaticko-chemické Enzymaticko-kolorimetrické Enzymaticko-chromatografické VÚP, Bratislava Metody stanovení vlákniny III  Kombinovaná metoda Enzymatické trávení při 37 °C. Gravimetrická izolace a kvantifikace. Kapalinová chromatografie.  AACC a AOAC.  Metoda byla v srpnu 2011 schválena (32.50.01). McCleary a kol. Collaborative Study Report: Determination of Insoluble, Soluble, and Total Dietary Fiber (Codex Definition) by an Enzymatic-Gravimetric Method and Liquid Chromatography. Cereal Foods World, sv. 56, č. 6, 2011, s. 238–247. Rozdíly při stanovení vlákniny  Anglie, Dánsko a Francie (EPIC)  1314 osob  UK – Southgateova metoda (kolorimetrie): 20,5 g  UK – Englystova metoda (chromatografie): 14,4 g  Tabulky Francie a Dánska (AOAC): 20,0 g  Problematická komparace mezi státy.  Rozdíly v potravinách: ovoce, chleba (obiloviny). Charrondière, Vignat, Riboli. Differences in calculatimg fibre intake of a british diet when applying the British, Danish and French food composition tables. In Nutrition and lifestyle: opportunities for cancer prevention. European Conference on Nutrition and Cancer held in Lyon, France on 21-24 June, 2002 s. 39–40. ISBN 92-832-2156-7. Zdroje chyb  Vynechání enzymatického štěpení.  Srážení etanolem.  Stanovení ligninu. Doporučený příjem vlákniny Doporučený příjem vlákniny – dospělí Stát Doporučený příjem [g/den] WHO > 25 (vláknina) > 20 (NSP) USA 38 ♂ 25 ♀ Anglie 18 (NSP) Skandinávie 25–35 Nizozemí 32–45 Dánsko 20–30 Francie 25–30 Německo 30 Řecko 15–20 Japonsko 20–30 Slovensko 30 ♂ 24 ♀ Doporučený příjem vlákniny – děti Stát Doporučený příjem USA 3,4 g/MJ nebo 14 g/1000 kcal 1–3 roky: 19 g 4–14 roků: 26 g 14–18 roků: 38 g Anglie Do 2 let nekonzumovat potraviny bohaté na vlákninu. Nizozemí 1–3 roky: 2,8 g/MJ nebo 12 g/ 1000 kcal 4–8 roků: 3,0 g/MJ nebo 13 g/ 1000 kcal 9–13 roků: 3,2 g/MJ nebo 13 g/ 1000 kcal 14–18 roků: 3,4 g/MJ nebo 14 g/ 1000 kcal Slovensko 4–6 měsíců: 1 g/den 7–12 měsíců: 3 g/den 1–3 roky: 10 g/den 4–6 roků: 14 g/den 7–10 roků: 17 g/den 11–14 roků: 20 ♂ 18 ♀ 15–18 roků: 22–25 ♂ 18–22 ♀ EFSA – Dietary reference values Věk Doporučený příjem [g/den] 1–3 10 4–6 14 7–10 16 11–14 19 15–17 21 Dospělí 25 DACH  30 g/den  Ženy: 3,8 g/MJ nebo 16 g/1000 kcal  Muži: 2,9 g/MJ nebo 12,5 g/1000 kcal  Děti: Od 5. měsíce 4 g/1000 kcal V 1 roce 10 g/den Zdroje vlákniny Zdroje vlákniny  Ovoce  Zelenina  Ořechy  Luštěniny  Výrobky z obilovin Potravina Obsah vlákniny (g/100g) Pšeničná mouka hladká (T 650) 3,2 Pšeničná mouka celozrnná 9,1 Mouka z ječmene 7,6 Chléb kmínový 4,3 Rohlík bílý 4,4 Čočka 11,4 Čočka naklíčená 5,0 Čočka vařená 3,7 Brambory rané 0,6 Brambory pozdní 3,2 Brambory vařené ve slupce 1,4 Špagety 3,1 Špagety vařené 0,7 Arašídy 7,5 Arašídy loupané, pražené, solené 7,5 Zdroj: Alimenta 4.3e Doporučený příjem vlákniny v jídelníčku Müsli – miska (4 g) Celozrnný chléb – krajíc (3 g) Salát z čerstvého ovoce – miska (4 g) Tmavý pšeničný sendvič (5 g) Ovoce, oříšky, rozinky (2 gramy) Porce luštěnin jako hlavní jídlo (3–6 g) Zeleninový salát 2x (4 g) Značení potravin Zdroj vlákniny > 3 g/100 g nebo > 1,5 g/100 kcal S vysokým obsahem vlákniny > 6 g/100 g nebo > 3 g/100 kcal Spotřeba Zdroj: MZe Zdroj: MZe Zdroj: MZe Zdroj: MZe Zdroj: MZe Zdroj: MZe Studie Zahraničí – spotřeba vlákniny (studie) USA – Willet (2007–2008) Ženy 14,3 g ± 8,49 g Muži 17,5 g ± 10,90 g Irsko (2001): 20,2 g vlákniny, 14,8 g NSP Belgie (2004): muži 21,0 g/den, ženy 17,3 g/den EPIC studie  Cust a kol. Total dietary carbohydrate, sugar, starch and fibre intakes in the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition. European Journal of Clinical Nutrition, roč. 2009, sv. 63, č. 4, s. 37–60. Stát Průměrná spotřeba vlákniny [g/den] Ženy Muži Portugalsko 23,7 ± 9,4 23,5 ± 9,0 Maďarsko 21,7 ± 5,6 24,2 ± 6,6 Finsko 21,0 ± 9,0 24,0 ± 11,0 Norsko 21,0 ± 8,0 25,0 ± 10,0 Rakousko 20,1 ± 9,3 19,5 ± 9,9 Polsko 19,7 ± 7,9 29,7 ± 11,4 Dánsko 19,0 21,0 Itálie 18,9 ± 6,1 21,8 ± 6,5 Česká republika: „not available data“ • Dospělí: Cifkova R and Skodova Z, 2004. [Longitudinal trends in major cardiovascular disease risk factors in the Czech population]. Casopis Lekaru Ceskych, 143, 219–226. • Děti: Tláskas, Hrstková.(unpublished data) (In: Elmadfa, 2009) Zdroj: Scientific Opinion on Dietary Reference Values for carbohydrates and dietary fibre. Parma: EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition, and Allergies. EFSA Journal, 2010; 8(3):1462. ČR – spotřeba vlákniny (studie) Ošancová, 1981* 28,8 g muži a 21,5 g ženy 2/3 obiloviny, 20 % brambory, 8 % zelenina, 5–8 % ovoce Chemické analýzy, převzaté hodnoty * Zamrazilová E. Vláknina potravy – význam ve výživě a v klinické medicíně. In: Novinky v medicíně. Praha: Avicenum, 1989, 39 s. ČR – spotřeba vlákniny (studie) Kohout 2001* Muži: 25–29 g/den, ženy: 19–21 g/den Kohout 2007** 13045 participantů (612 mužů, 12433 žen) „Vzorek české populace“ (redukční režim) 11,73 g/den vlákniny (gender. rozdíly minimální) 98 % čes. pop. přijímá méně než 25 g vlákniny. * Wilhelm a kol. Výživa v onkologii. Institut pro další vzdělávání pracov. ve zdravotnictví v Brně, 2001. ** Kohout, P., Chocenská, E.: Průzkum příjmu vlákniny v České republice. Výživa a potraviny 2007, č. 5. Hronek 2004* Těhotné: 7,16 g/den, chybný poměr rozp./nerozp. Zelinková 2006** 165 respondentů, recall, NutriDan Muži: 21,6 g/den, ženy: 21,3 g/den Chmelíková 2007*** 155 os. (88 obéz., 27 kontr.), záznam. metod., Nutrimaster Muži: 18,2 g/den, ženy: 15,2 g/den * Hronek M. Výživa ženy v obdobích těhotenství a kojení. Praha: Maxdorf, 2004. ** Zelinková L. Vláknina a její příjem. Bakalářská práce, Masarykova univerzita, 2006. *** Chmelíková M. Sledování příjmu vlákniny a jejího vztahu k množství tukové tkáně u obézních pacientů. Bakalářská práce, Masarykova univerzita, 2007. Možné důvody systematických chyb Chybějící definice vlákniny. Chybějící nebo nedostatečný popis metodiky. Metoda sběru nutričních dat. Nereprezentativní vzorek populace. Nerovnoměrné genderové/věkové zastoupení. Lokalita sběru dat. Zastoupení pacientů a kontrolní skupiny. Kontrolní mechanismy Energetický příjem. Závěr Na co si dávat pozor? Metodologie vědeckého výzkumu. Kontext a souvislosti dat. Kritický přístup a selský rozum. Děkuji za pozornost.