mgr Dominika Gier

WPŁYW DIETY
na enzymy detoksykacji organizmu

Życie w wysokorozwiniętej cywilizacji Zachodu daje wiele korzyści, ale też obfituje w wiele zagrożeń środowiskowych. Co dzień jesteśmy narażeni na ekspozycję zanieczyszczeń obecnych w powietrzu, glebie, wodzie czy w żywności. Wszechobecne metale ciężkie i związki chemiczne wymagają od organizmu stałej i sprawnej detoksykacji. W krajach wysokorozwiniętych czy szybko rozwijających się spożycie leków i produktów aptecznych z roku na rok wzrasta. Polacy w 2014 r. wydali ponad 31 mld zł na produkty apteczne [21]. Najchętniej kupowane są leki przeciwbólowe, a ich metabolizm w dużej mierze zależy od sprawności enzymów DMEs metabolizujących leki w wątrobie i nerkach [1]. Ważnym elementem w procesach odtruwania organizmu są enzymy XMEs metabolizujące ksenobiotyki środowiskowe.

Ksenobiotyki (gr. ksenos – obcy) są to związki chemiczne niewyprodukowane przez organizm, w naturalnych warunkach nie powinny być przyjmowane z pożywieniem, są to substancje obce. Do organizmu dostają się przez skórę, układ pokarmowy czy drogę oddechową.

Do ksenobiotyków zalicza się leki, kosmetyki, chemię gospodarczą i przemysłową, konserwanty w żywności, środki ochrony roślin, mykotoksyny i inne związki. Okazuje, się że wielu pacjentów coraz częściej ma problem z układem immunologicznym, odnotowuje się coraz większy wzrost zachorowań na choroby z autoagresji, takie jak wrzodziejące zapalenie jelita grubego, stwardnienie rozsiane, toczeń i inne. Współczesnym problemem są również nowotwory, jak wynika ze światowego raportu WHO, w 2025 r. liczba zachorowań wzrośnie z 14 do 19 mln rocznie, a 10 lat później może być jeszcze o 10 mln zachorowań więcej.

Ksenobiotyki środowiskowe, takie jak benzopiren, znajdujący się m.in. w dymie tytoniowym i zanieczyszczonym powietrzu, zaliczane są do kancerogenów, mają silne działanie immunosupresyjne, czyli osłabiają nasz układ odpornościowy. Większość toksyn środowiskowych również ma działanie immunotoksyczne. Chroniczna immunosupresja – osłabienie układu odpornościowego – zwiększa ryzyko infekcji i może prowadzić do powstawania nowotworów.

Enzymy detoksykujące

Największe stężenie enzymów detoksykujących znajduje się w wątrobie, w innych tkankach poziomy są znacząco niższe [2]. Proces odtruwania przebiega zasadniczo w trzech fazach: pierwsza to biotransformacja – przemiany związku toksycznego przygotowujące go do neutralizacji, druga to wiązanie i neutralizacja toksyny, a trzecia to wyrzucenie zneutralizowanych toksyn z komórki [3]. Pierwszy etap obrony przed toksynami to ponad 400 enzymów cytochromowych i ponad 50 osobniczych genów. W drugim etapie toksyny są sprzęgane z glutationem przy udziale siedmiu różnych rodzin enzymów glutationowych, za usuwanie toksyn w końcowym etapie odpowiada ponad 250 genów transporterów błonowych.

Wpływ składników aktywnych na detoksykację

Aktywność enzymów detoksykacji w dużej mierze zależna jest od składników codziennej diety. Największy wpływ mają składniki roślinne zawarte w warzywach i owocach, takie jak niektóre flawonoidy, izotiocyjany. Flawonoidy doskonale sprawdzają się jako antyoksydanty mające właściwości przeciwzapalne, przeciwalergiczne czy antynowotworowe. Dotychczas poznano ponad 7000 związków zaliczanych do tej grupy. Bogate w flawonoidy są rośliny o ciemnym zabarwieniu, takie jak aronia, winogrona, porzeczka, borówka czy jagoda, ale również czerwona papryka. Dobrze znana jest m.in. kwercetyna, występująca naturalnie w cebuli, głogu, liściach szczawiu, szpinaku, oregano czy zielu estragonu [4]. Kwercetyna ma silne właściwości immunomodulujące, promuje odpowiedź komórkową i hamuje odpowiedź humoralną [5], czyli ułatwia nam zwalczanie zakażeń wirusowych czy bakteryjnych. Jedynym przeciwwskazaniem do jej stosowania w nadmiarze (szczególnie w postaci wyciągu w suplementach) są choroby autoimmunizacyjne zależne od limfocytów Th1, jak Hashimoto czy choroba Leśniowskiego-Crohna.

Ponad połowa Polaków może nie radzić sobie z usuwaniem toksyn środowiskowych z organizmu

Związkami aktywnie pobudzającymi enzymy detoksykacji, które powinny znaleźć się w codziennej diecie, są pomidory, brokuły, brukselka czy jabłka. Ogromny wpływ na odtruwanie organizmu mają typowe składniki diety śródziemnomorskiej, takie jak oliwa z oliwek, rozmaryn, kapary czy świeże figi. W literaturze naukowej można znaleźć informacje o chemioprewencyjnych właściwościach flawonoidów, co zawdzięcza się właśnie aktywacji enzymów drugiej fazy detoksykacji w wątrobie [6]. Jak pokazały badania, związki zawarte w roślinach krzyżowych (indole i izotiocyjaniny), takich jak czerwona kapusta czy brukselka, aktywuje enzymy zarówno pierwszej, jak i drugiej fazy detoksykacji [7, 8]. Związki te pobudzają silnie glutation, chronią przed toksycznym i rakotwórczym działaniem amin heterocyklicznych powstających m.in. podczas długiej obróbki termicznej pokarmów – smażone i grillowane mięso, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, takich jak benzen, używany w produkcji lakierów, barwników i pestycydów do ochrony roślin, czy nitrozoaminy obecne w peklowanym mięsie i źle przechowywanej żywności. Badania na zwierzętach pokazały, że szczury, u których w diecie znajdowało się dużo HCA (amin heterocyklicznych), częściej zapadały na nowotwory wątroby, jelita grubego, żołądka czy na chłoniaki [9]. Obecność w diecie białej i zielonej herbaty również wpływa korzystnie na zmniejszenie działania karcinogenów. Badania przeprowadzone u mężczyzn, którzy spożywali 3 g świeżego czosnku dziennie, przez osiem dni, wykazały wzrost aktywności N-acetyl-transferazy o 25% [23]. Czosnek włączony do diety nie tylko będzie miał działanie bakteriobójcze i przeciwzapalne, ale również pobudzi enzymy detoksykacyjne.

Za związki hamujące poniekąd działanie enzymów detoksykacji uznano furokumaryny, obecne m.in. w soku grejpfrutowym , selerze czy pasternaku [10]. W badaniach odnotowano spadek aktywności enzymu pierwszej fazy o nawet 25% po spożyciu zwiększonej ilości selera czy korzenia pietruszki w diecie. Podniesienie aktywności tego enzymu nawet o 37% uzyskano w wyniku diety zwierającej kapustę, brokuły i brukselkę. Abstrahując od aktywności enzymatycznej, należy pamiętać, że warzywa korzeniowe uprawiane w warunkach przemysłowych mogą zawierać spore ilości kadmu czy pozostałości pestycydów [11]. Wprowadzając je do codziennej diety, należy pamiętać, by bardzo dokładnie myć warzywa i owoce, tak aby zminimalizować dostanie się toksycznych związków do organizmu. Codzienne spożywanie koktajli z nieoczyszczonych prawidłowo warzyw może okazać się niezdrowe.

Silne działanie aktywacyjne procesów detoksykacji wykazuje galusan epigallokatechiny zawarty w zielonej herbacie, podobnie jak sulforafan, którego bogatym źródłem w naszej diecie mogą być kiełki brokułu, rzodkiewki, rzepy czy rzeżuchy [12, 13]. Dobrym wyborem dietetycznym, w celu usprawnienia mechanizmów detoksykacji na pewno jest jarmuż. Z bardziej egzotycznych produktów, które można ująć w diecie, na pewno są owoce papai zawierające BITC, który spośród 20 przebadanych izotiocyjanianów wykazuje najsilniejsze działanie na enzymy glutationowe [14]. Badania przeprowadzone na zwierzętach pokazały, że częste spożywanie imbiru może przynieść działanie ochronne przed toksycznym wpływem ksenobiotyków i polepszyć enzymatyczny mechanizm detoksykacji [22].

Detoksykacja a genetyka

Procesy detoksykacji organizmu zależą od bardzo złożonych procesów enzymatycznych. Indywidualne reakcje organizmu i sprawność enzymów zależą natomiast w dużej mierze od codziennej diety, jej urozmaicenia i zawartości w niej związków aktywnych. Nie można również zapominać o uwarunkowaniach genetycznych. Obecnie wiele osób jest nosicielami różnych polimorfizmów genowych, które mogą powodować znaczące różnice w szybkości i sprawności detoksykacji. Polimorfizmy genów kodujących enzymy detoksykacji mogą w znaczący sposób wpłynąć na zdrowie człowieka, np. w kontekście częstotliwości i nadmiaru przyjmowania leków czy suplementów diety. Należy pamiętać, że enzymy detoksykacji odpowiadają nie tylko za oczyszczanie organizmu np. z metali ciężkich, ale również z leków – większość ksenobiotyków środowiskowych i leków metabolizowana jest przez te same enzymy detoksykacji.

Jeden z polimorfizmów dotyczy cytochromu CYP2D6 biorącego udział w metabolizmie ponad 40 różnych leków, w tym bardzo popularnych. U osób mających dwie wadliwe kopie genu zaobserwowano zwiększoną częstość występowania różnych postaci raka [15]. Szacuje się, że 7% populacji europejskiej jest nosicielami niekorzystnego profilu genetycznego. W literaturze medycznej można znaleźć kilkadziesiąt opisanych polimorfizmów genowych, które mogą powodować w procesach detoksykacji u różnych osób nawet 40-krotne różnice w szybkości i sprawności usuwania ksenobiotyków środowiskowych z organizmu [16]. Dość powszechnym w niektórych populacjach jest polimorfizm NAT2, tzw. polimorfizm powolnej acetylacji, co u nosicieli tego profilu oznacza powolną acetylację wielu leków, ale przede wszystkim wspomnianych już wcześniej, karcinogennych amin aromatycznych, a to z kolei może zwiększać ryzyko zachorowania na raka u tych osób. W populacji japońskiej ten polimorfizm posiada ok. 5% ludzi, natomiast wśród Polaków częstotliwość tego polimorfizmu dochodzi do 60%. To oznacza, że ponad połowa Polaków może nie radzić sobie ze sprawną detoksykacją amin aromatycznych i ewidentnie powinna unikać w diecie głęboko smażonych potraw, grillowanego mięsa oraz zminimalizować kontakt z dymem tytoniowym czy unikać kontaktu z toksycznymi oparami, a przede wszystkim zwiększyć spożycie warzyw i owoców zawierających polifenole. U palących papierosy nosicieli tego polimorfizmu, wolno acetylujących, ryzyko raka pęcherza moczowego wzrasta trzykrotnie i jest większe niż u osób z prawidłowym genotypem [17]. Obecność polimorfizmu dotyczącego enzymu glutationowego GSTT1 w pewnych przypadkach może prowadzić do przedwczesnej śmierci pacjentów po chemioterapii [18]. Prawidłowy profil genu enzymów detoksykacji UGT1A7 posiada niespełna 9% pacjentów z rakiem jelita grubego, nieprawidłowy gen może wiązać się ze zmniejszonym usuwaniem kancerogennych substancji z organizmu, a to może zwiększać ryzyko raka jelita grubego [19].

Dieta bogata w kapustę, brokuł i brukselkę może poprawić sprawność naszych enzymów detoksykacji nawet o 37%.

Źródła toksyn

Należy pamiętać, że źródłem substancji potencjalnie toksycznych dla naszego organizmu mogą stać się nie tylko toksyny z powierza, wody, chemii przemysłowej czy zanieczyszczonego jedzenia, ale również niektóre suplementy diety, niespełniające kryteriów dotyczących zawartości niedozwolonych związków w produkcie. Wiele suplementów diety obecnych na naszym rynku, albo substancje użyte do ich produkcji, pochodzi z krajów azjatyckich. Zawartość szkodliwych substancji w powietrzu w Pekinie już jakiś czas temu przekroczyła tysiąckrotnie maksymalne i dopuszczalne stężenie, wyznaczone przez WHO. Substancje toksyczne z powietrza zasilają również glebę i wodę, co w efekcie powoduje przedostanie się toksyn do produkowanej żywności. Wielokrotne przekroczenie dozwolonych norm ołowiu i wolframu wykryto w preparatach miłorzębu czy w białku ryżowym stosowanym w niektórych odżywkach obecnych na rynku amerykańskim, znaczące przekroczenie dozwolonych ilości dla arsenu i ołowiu wykryto w niektórych preparatach zawierających popularną dziś wśród fanów zdrowej żywności spirulinę [20].

Jak uchronić się przed ksenobiotykami?

Co dzień jesteśmy wręcz bombardowani ksenobiotykami, dlatego tak ważne stają się sprawne mechanizmy detoksykacji w organizmie, a co za tym idzie – uwzględnienie warzyw i owoców w codziennej diecie. Można w ten sposób uchronić się przed spadkiem odporności organizmu, ale również przed chorobami nowotworowymi, i cieszyć się dobrym zdrowiem. Pamiętając jednocześnie, że nie tylko obecność aktywnych związków pożywienia ma wpływ na zdrowie, ale również unikanie długotrwałej i wysokiej obróbki termicznej potraw, w szczególności mięsa, dokładne mycie świeżej żywności, zwiększenie udziału w diecie ryb słodkowodnych lub pochodzących z czystych akwenów pełnomorskich, unikanie palenia papierosów i spożywania żywności wysokoprzetworzonej, zwierającej duże ilości konserwantów, przebywanie jak najczęściej na świeżym powietrzu poza miastem i zmniejszenie udziału chemii przemysłowej w codziennym życiu.

Sprawne usuwanie substancji obcych z organizmu w dużej mierze zależy od składników codziennej diety.
Kolejne pytania, na które psychodietetyk powinien znaleźć odpowiedź, to: Czy objadanie się ma związek ze stanami emocjonalnymi pacjenta? A może jest nieadaptacyjnym mechanizmem radzenia sobie ze stresem? Gdy okazuje się, że te tropy zawodzą, warto przyjrzeć się historii odżywiania podopiecznego – spora część pacjentów z otyłością i problemami z nadmiernym jedzeniem jest weteranami odchudzania, zazwyczaj są to osoby, które były na więcej niż 10 dietach odchudzających [5]. Takie tendencje do krótkoterminowych restrykcji dietetycznych również stanowią silny czynnik wyzwalający objadanie. U jego podłoża leżą fizjologiczny popęd głodu i psychologiczne napięcie związane z silną samokontrolą przekraczającą możliwości pacjenta. W ten sposób powstaje błędne koło restrykcji dietetycznych.
Bibliografia:

1. Kelada i wsp. The role of genetic polymorphism in environmental health. Environ. Health. Persp. 2003; 111: 1055–1064.
2. Starek A. Estrogens and organochloride xenoestrogens and breast cancer risk. Int. J. Occupat. Med. Eviron. Health 2003; 16: 113–124.
3. Waxmann D.J. P450 gene induction by structurally diverse xenochemicals; central role of nuclear receptors CAR, PXR and PPAR. Arch. Biochem. Biophys. 1999: 369: 11–23.
4. Kobylińska. A., Janas. K.M. Postępy Hig Med Dosw (online), 2015; 69: 51–62.
5. Nair M.P. i wsp. The flavonoid, quercetin, differentiali regulates Th1 and Th2 cytokine gene expression by normal peripheral blood mononuclear cells. Biochim. Biophys. Act. 2002; 1593: 29–36.
6. Krzystyniak K. Current strategies for anticancer chemoprevention and chemoprotection. Act. Poloniae. Pharmaceutica, Drug Res. Suppl. 2002; 59 (6): 473–478.
7. Manson D.M. i wsp. Mechanism of action of dietary chemioprotective agents in rat liver: induction of phase I and II drug metabolising enzymes and aflatoxin B1 metabolism. Carcinogenesis. 1997; 18: 1729–1738.
8. Steinkellner H. i wsp. Effects of cruciferous vegetables and their constituents on drug metabolising enzymes involved in the bioactivation of DNA reactive dietary carcinogens. Mutat. Res. 2001; 480: 285–297.
9. Woziwodzka A. Piosik J. Heterocykliczne aminy aromatyczne: charakterystyka i znaczenie w indukcji procesów nowotworowych. Biotechnologia 2009; 4(87): 133–151.
10. Lampe J.W. I wsp. Brassika vegetables increase and apiaceous vegetable decrease cytochrome P4501A2 activity in humans: changes in caffeine metabolite ratios in response to controlled vegetables diets. Carcinogenesis 2000; 21: 1157–1162.
11. Czeczot H. Majewska M. Kadm – zagrożenia i skutki zdrowotne. Toksykologia 2010; tom 66, 4: 243–250.
12. Szwejda-Grzybowska J. Antykancerogenne składniki warzyw kapustnych i ich znaczenie w profilaktyce chorób nowotworowych. Bromatologia i Chemia Toksykologiczna. XLIV (4), s. 1039–1046, 2011.
13. Zhang P. Talalay, Cho C.G., Posner G.H. A major inducer of anticarcinogenic protective enzymes from broccoli: isolation and elucidation of structure. „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”. 1992.89 (6), s. 2399–2403.
14. Nakamura Y. i wsp. Redox regulation of glutathione S-transferase induction by benzyl thiocyanate: correlation of enzyme induction with the formation of reactive oxygen intermediates. Cancer Res. 2000; 60: 219–225.
15. Grzybowska E. i wsp. The effect of the genetic polymorphism of CYP1A1, CYP2D6, GSTM1 and GSTP1 on aromatic DNA adduct levels in the population of healthy women. Mutat. Res. 2000; 469: 271–277.
16. Nebert D.W. Drug metabolising enzymes, polimorphism and interindyvidual response of enviromental toxocants. Lin. Chem. Lab. Med. 2000; 38: 857–861.
17. Bruning T. i wsp. Occurrence of urinary tract tumors in miners highly exposed to dinitrotoluene. J. Occup. Eviron. Med. 1999; 41: 144–149.
18. Naoe T. i wsp. Prognostic significance of the null genotype of glutathione s-transferaseT1 in patients with acute myeloid leukemia: increased early death after chemotherapy. Leukemia 2002; 16: 203–208.
19. Strasburg C.P. i wsp. Polymorphism of the human UGT1A7 gene in colorectal canser. Gut. 2002; 50: 851–856.
20. Adams M. Ukryte toksyny. Wydawnictwo Esprit, wydanie I, Kraków 2017.
21. http://www.pharmaexpert.pl/ /raport-dla-mediow
22. Nirmala K. i wsp. Modulation of xenobiotics metabolism in ginger fed rats. Internationa Journal of Nutrition and Metabolism, 2010; vol 2(3): 56–62.
23. Lampe J.W. Health effects of vegetables and fruit: assessing mechanisms of action in human experimental studies. Am J Clin Nutr 199; 70 (puppl.): 475–490.

mgr Dominika Gier

mgr Dominika GIER - Dietetyk medyczny, absolwentka Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, wykładowca akademicki na wydziale Nauk o Zdrowiu i Fizjoterapii w Wyższej Szkole Zdrowia w Gdańsku, na kierunku Dietetyka. Prowadzi autorskie szkolenia dla dietetyków, lekarzy i farmaceutów. Autorka prac oryginalnych, poglądowych i artykułów do czasopism branżowych. Współautorka książki „Kompendium nietolerancji pokarmowej”. Na co dzień pracuje w Poradni Dietetyki Medycznej GRMED w Sopocie. W kręgu jej zainteresowań naukowych leży immunologia, nadwrażliwości pokarmowe, probiotykoterapia i leczenie żywieniowe niepłodności. Jest zwolenniczką przyczynowego nie skutkowego leczenia.

Autor tego artykułu jest prelegentem na
Kongresie Food Forum 2019

" Dietoterapia w chorobach cywilizacyjnych - ŻYWIENIE | PROBIOTYKOTERAPIA | SUPLEMENTACJA"