Основните хранителни вещества се разпределят за предпочитане към развиващия се плод, което води до изчерпване на запасите в майката, състояние, което остава известно време след раждането.

преглед

Свързани термини:

  • Въглехидрати
  • Метаболитен път
  • Холин
  • Хром
  • Вложен ген
  • Бактерия
  • Инфекциозен агент
  • Метаболит
  • Микроорганизъм

Изтеглете като PDF

За тази страница

Хранителни изисквания и подходящо използване на добавки

Jane M. Greene, Patricia A. McAdam, в Nutrition in the Middle and Later Years, 1983

Резюме на издателя

Свободни радикали и антиоксиданти

Мартин Колмайер, в Хранителен метаболизъм, 2003

Механизми на антиоксидантно действие

Метални йонни хелати: Образуването на ROS ефективно се намалява чрез поддържане на желязо и мед в плътно обвързана форма, която не може да участва в реакции от типа на Фентън. Капацитетът на хелатиране на метали на някои съединения, получени от храна, като флавоноиди, може да осигури допълнителна защита. Уместността на този ефект на клетъчно ниво обаче остава неясна.

Ензимно катализирани реакции: Тялото има сложна система за защита срещу ROS. Тези системи са най-активни в сайтовете с най-голямо освобождаване на ROS. Каталазата (EC1.11.1.6), която съдържа хем и манган, разсейва водородния пероксид в пероксизомите до кислорода и водата. Този ензим с високия си капацитет и нисък афинитет е най-подходящ за детоксикация на препълнени количества и внезапни изблици на водороден прекис. Други ензими с пероксидазна активност имат по-нисък капацитет, но високият им афинитет към субстрата поддържа концентрациите на водороден пероксид много ниски. Тази група високоафинитетни пероксидази включва пероксиредоксините (Prx), които са тясно свързани хем ензими.

Различни изоензими на супероксиддисмутаза (EC1.15.1.1) в цитозола и извънклетъчното пространство превръщат супероксидните радикали във водороден пероксид (уравнение на реакцията 4). Всички изоензими съдържат мед и втори преходен метал. Изоензимът в митохондриите съдържа манган, тези в цитозола и извънклетъчните течности съдържат цинк или желязо.

Друг поглъщател на свободни радикали с висок капацитет в извънклетъчната течност е медно-ензимната фероксидаза (церулоплазмин, желязо (II): кислородна оксидоредуктаза, EC1.16.3.1).

Тиоредоксин редуктазата (EC1.6.4.5) е повсеместен NADPH-зависим селеноензим в цитозол, който редуцира както дехидроаскорбат, така и полудехидроаскорбатния радикал до аскорбат (May et al., 1998).

Различна защитна стратегия има за цел да отстрани щетите. Четири различни селенсъдържащи глутатион пероксидази (EC1.11.1.9) с различно разпределение в тъканите и профили на активност използват глутатион (GSH) за редукция на пероксиди на свободни мастни киселини и други липиди. Друг пример е активността на арилестеразата (параоксоназа 1, PON1, EC3.1.1.2) в липопротеин с висока плътност (HDL). Този ензим разцепва мастните алдехиди от увредените фосфолипиди и ги освобождава от липопротеиновите частици за по-нататъшно метаболитно лечение в черния дроб и други тъкани (Ahmed et al., 2001).

Антиоксиданти: Тялото използва както мастноразтворими, така и водоразтворими съединения, за да достигне до всички клетъчни отделения.

Основният хранителен аскорбат е особено гъвкав антиоксидант, тъй като може да гаси радикали, които имат един или два излишни електрона. Системите за регенерация на окислените форми включват NADH-зависима монодехидроаскорбат редуктаза (EC 1.6.5.4), тиоредоксин редуктаза (EC 1.6.4.5) и NADH-зависим дехидроаскорбат редуциращ транспортер в еритроцитите (May el al., 1998) . Тиоредоксинът е малък пептид с два редокс-активни цистеина, който силно потушава синглетните кислородни и хидроксилни радикали. Окисляването на неговите цистеини намалява окислителите или окислените съединения. Той също така детоксикира водородния пероксид заедно с група ензими, пероксиредоксините. Тиоредоксин редуктазата (EC 1.6.4.5) използва NADH за бързо регенериране на окисления тиоредоксин. Липоат, тетрахидробиоптерин, пикочна киселина, феноли, флавоноиди и изофлавони, допълнителни протеинови дисулфиди и евентуално мелатонин добавят към сместа от водоразтворими антиоксиданти.

Таблица 9.2. Антиоксидантни ензими

Каталаза (EC1.1 1.1.6, хем)
Супероксиддисмутаза (EC1.1 S.1.1, желязо, манган, цинк)
Пероксидаза (EC1.11.1.7, хем)
Глутатион пероксидази (EC1.11.1.9, селен)
Тиоредоксин редуктаза (EC1.6.4.S, селен)
Арилестераза (EC3.1.1.2)

Таблица 9.3. Антиоксидантни съединения

АскорбатВитамин Е
ТиоредоксинУбихинон
ЛипоатКаротеноиди
ТетрахидробиоптеринКонюгирана линолова киселина
Пикочна киселинаПротеинови дисулфиди
Феноли, флавоноиди/изофлавониМелатонин

Витамин Е е особено важен за антиоксидантната защита в липопротеините, мембраните и други липофилни среди. Тъй като взаимодействието на ROS с витамин Е генерира токофероксилния радикал, нетната ефективност зависи от адекватната наличност на аскорбат и други ко-антиоксиданти за регенерация (Terentis el al., 2002). Убихинонът и тетрахидробиоптеринът имат значителен антиоксидантен потенциал, несвързан с тяхната функция като ензимни кофактори. В допълнение към тези ендогенни метаболити е известно, че широк спектър от съединения, получени от храна, осигуряват допълнителна защита. Стотици каротеноиди от плодове и зеленчуци повишават устойчивостта на тъканите към вредното въздействие на ROS.

Хроничен хепатит

Селен

Дозировка

Типичната доза селен е 200 mcg/ден под формата на високоселенова мая или L-селенометионин.

Предпазни мерки

UL за селен е 400 mcg/ден, 63 въпреки че нежеланите реакции са необичайни при дози под 900 mcg/ден. 78 Симптомите, свързани с токсичността на селен, включват чупливост и загуба на коса и нокти, обрив, умора, раздразнителност, гадене, повръщане и диария. 79

Водоразтворими витамини и основни хранителни вещества

Резюме

Витамините са основни хранителни вещества, които са необходими в много области на биохимичния метаболизъм, включително синтеза на ДНК, производството на енергия и биосинтетичните пътища. По-голямата част се получава от диетата или синтетичните препарати, тъй като тялото не може или не прави достатъчни концентрации за оптимална функция. Водоразтворимите витамини от група В включват тиамин, рибофлавин, ниацин, пантотенова киселина, пиридоксал фосфат, биотин, фолиева киселина и кобаламин. В организма тези витамини функционират като активирани носители на молекулни фрагменти или електрони или като ензимни кофактори. Холинът, макар и да не е витамин, е основен микроелементен компонент на мембранните липиди и също е важен невротрансмитер като ацетилхолин.

Храносмилане и абсорбция на липиди

Липиди и хранене

Преглед на екологичната стехиометрия: основни познания и постижения

Стехиометрия на множество елементи в растенията

Всички основни хранителни елементи имат своите специфични функции в организмите, но стехиометричните проучвания са фокусирани повече върху взаимоотношенията C, N и P в организмите, тъй като N и P са често срещани ограничения в сухоземните екосистеми (Ågren et al., 2012; Harpole et al., 2011; Sistla and Schimel, 2012). Напоследък проучванията започнаха да включват стехиометрично поведение на други хранителни вещества. Например, Han et al. (2011) ни показаха казус със стехиометрия на 11 елемента (N, P, K, Ca, Mg, S, Si, Fe, Na, Mn и Al) в листа от 1900 растителни вида в Китай, показващи, че концентрациите от тези елементи показват значителни вариации по надлъжен и надлъжен градиент, като климатик, почва и функционален тип растения като движещи сили. Сред тези фактори на околната среда валежите обясняват повече вариации от температурата за всички елементи с изключение на P и Al. 11-те елемента се различават по отношение на климата, почвата и функционалния тип. Например, с увеличаване на MAP, Mn показва отрицателна връзка, но други елементи показват положителни с различни наклони (Han et al., 2011).

Sun et al. (2012) демонстрираха стехиометрични характеристики на множество елементи в дъбовите семена в регионален мащаб и потвърдиха, че растителните семена показват пространствени модели на вариация в хранителните вещества (например съотношение Ca, Mg, K и S: N) с променливи на околната среда. По този начин са необходими допълнителни проучвания, за да се направи по-общо заключение и да се провери хипотезата за „стабилност на ограничаващи елементи“.

Проектиране на биосинтеза на метаболити с ниско молекулно тегло за качествени характеристики (основни хранителни вещества, фитохимикали, които насърчават здравето, летливи вещества и ароматни съединения)

Фумихико Сато, Кенджи Мацуи, в Растителни биотехнологии и земеделие, 2012

Първичните метаболити като основни хранителни вещества се изучават по-интензивно и тяхното инженерство често се преразглежда. Метаболитите с ниско молекулно тегло са важни компоненти на културните растения както за потребителите, така и за производителите. По този начин тази глава първо очертава метаболитното инженерство на основни хранителни вещества, като незаменими аминокиселини, липиди, витамини и минерали, а след това обобщава последните постижения в модификацията на по-специфичен вторичен метаболизъм за подобряване на качествените качества. Основната биосинтеза на аминокиселини е строго регулирана от някои ключови ензими, като дихидродипиколинат синтаза (DHDPS) в биосинтеза на лизин (Lys) и антранилат синтаза в синтеза на триптофан (Trp). Фолатът е получил значително внимание, тъй като неговият дефицит предизвиква дефекти на нервната тръба по време на ранна бременност. Мастните киселини са друга цел за подобряване на храненето, защото някои от тях са от решаващо значение за метаболизма, сърдечно-съдовото здраве, възпалителните реакции и регулирането на кръвното налягане.

Системна терапия за рак на дебелото черво

Бевацизумаб и ангиогенеза

Ангиогенезата доставя основни хранителни вещества и кислород за устойчив растеж и метастази в туморите и представлява рационална цел в терапията на рака. 93 Тези индуцирани от тумор кръвоносни съдове често са структурно и функционално ненормални, затруднявайки ефективното доставяне на химиотерапевтични агенти към рака. 94 Счита се, че анормалният процес се дължи на дисбаланс на про- и антиангиогенни фактори, а нарушаването на процеса чрез неутрализиране на съдовия ендотелен растежен фактор, ключов лиганд за ангиогенезата, е фокус в терапията на колоректалния рак. 95

Бевацизумаб е хуманизирано рекомбинантно моноклонално антитяло, което свързва съдовия ендотелен растежен фактор и инхибира лигандзависимата ангиогенеза. Ефективността на лекарството е демонстрирана в две рандомизирани контролирани проучвания, които доведоха до одобрение от FDA за използване с който и да е интравенозен режим, съдържащ 5-FU при първа или втора линия на метастатичен колоректален рак. 96 Няколко механизма са спекулирани, за да се обясни активността на бевацизумаб и други антиангиогенни агенти, включително гладуване на тумора от основни хранителни вещества и кислород чрез инхибиране на образуването на туморна васкулатура и подобряване на доставката на химиотерапевтични средства чрез нормализиране на туморната васкулатура и намаляване на интерстициалното налягане при тумори.

В малко рандомизирано проучване фаза II 104 пациенти са рандомизирани да получават седмично болус 5-FU и левковорин (5-FU/LV) (контролно рамо), бевацизумаб 5 mg/kg или 10 mg/kg плюс 5-FU/LV ( ниски и високи дози бевацизумаб, съответно). 97 В сравнение с тези в контролното рамо, пациентите и в двете рамена на бевацизумаб са имали по-добра степен на отговор (контрол 17%; ниски дози 40%, високи дози 24%), по-голяма медиана на TTP (съответно 5.2, 9.0 и 7.2 месеца), и по-дълга средна преживяемост (съответно 13,8, 21,5 и 16,1 месеца). Интересно е, че рамото с ниски дози бевацизумаб изглежда превъзхожда рамото с високи дози и отчасти се дължи на известен дисбаланс при рандомизацията, което води до повече пациенти с лоши прогнозни фактори във втората група. По този начин дозата от 5 mg/kg за бевацизумаб е избрана за последващото изпитване фаза III. Кръвоизливи (стомашно-чревни и епистаксис), хипертония, тромбоза и протеинурия са по-чести в рамената на бевацизумаб.

Междувременно иринотекан плюс болус 5-FU и левковорин (IFL) станаха стандартната терапия от първа линия за метастатичен колоректален рак в Съединените щати (вж. По-рано). Като такова, последващото проучване на фаза III използва IFL като контролен режим и 813 пациенти с нелекуван преди това метастатичен колоректален рак са рандомизирани на IFL плюс плацебо, IFL плюс бевацизумаб 5 mg/kg и 5-FU/LV плюс бевацизумаб 5 mg/килограма. 98 Рамото 5-FU/LV/бевацизумаб е прекратено по време на планиран междинен анализ, когато комитетът за мониторинг на данни установи, че добавянето на бевацизумаб към IFL има приемлив профил на безопасност. Анализът за намерение за лечение показва превъзходна средна преживяемост за рамото IFL плюс бевацизумаб в сравнение с контролното рамо (20,3 срещу 15,6 месеца; P Фиг. 15-4). Изследваното рамо също е имало по-добър процент на отговор (44,8% срещу 34,8%; P = .004) и средна продължителност на отговора (10.4 срещу 7.1 месеца; P = .001). Обратимата хипертония и протеинурия са по-чести в проучваното рамо. Други редки, но сериозни нежелани събития включват тромботични събития, перфорация на стомашно-чревния тракт (1,5% от пациентите в рамото на бевацизумаб) и отслабване на рани.

Ролята на бевацизумаб с базиран на оксалиплатин режим за терапия от втора линия за пациенти с метастатичен колоректален рак е проучена в рандомизирано проучване фаза III (E3200). 99 В проучването, лекуваните преди това пациенти са разпределени на случаен принцип само с FOLFOX4 или с FOLFOX4 плюс високи дози бевацизумаб (10 mg/kg). Анализът на 829 пациенти показва превъзходна средна преживяемост в рамото на бевацизумаб плюс FOLFOX4 (12,9 срещу 10,8 месеца; P = .001). Намаляване на дозата на бевацизумаб до 5 mg/kg е разрешено в проучването за хипертония, кървене, тромбоза, протеинурия и абнормни чернодробни тестове. Около 56% от 240 пациенти в FOLFOX4 плюс бевацизумаб са имали намаляване на дозата на бевацизумаб и общата преживяемост не е била статистически различна от групата без намаляване на дозата. 100

С последните данни, показващи осъществимостта на иринотекан с бевацизумаб и цетуксимаб, няколко проучвания са изследвали комбинациите в конвенционална химиотерапия от първа линия и моноклонални антитела. 102–104 В рандомизирано проучване фаза III на химиотерапия/бевацизумаб със или без панитумумаб (проучване PACCE), медианата на PFS в експерименталното рамо с двете биологични препарати е била съответно 10 срещу 11,4 месеца в експерименталното и контролното рамо и общата преживяемост е била 19,4 срещу 24,5 месеца, също благоприятства контролното рамо. 102 Комбинацията отстъпва дори при пациенти от див тип с K-ras с повече смъртност и излишна токсичност. Резултатите са еднакви при друго голямо проучване, включващо цетуксимаб и бевацизумаб (проучване CAIRO 2). 103 В това проучване комбинацията от химиотерапия с капецитабин/оксалиплатин/бевацизумаб, със или без цетуксимаб, е тествана при 755 нелекувани пациенти с метастатичен колоректален рак. Първичната крайна точка беше PFS. Проучването демонстрира влошен PFS в двойното биологично рамо, 10,7 в контролното рамо и 9,5 в експерименталното рамо (P = .01). Резултатите за качество на живот са по-лоши и токсичността също е по-често срещана в експерименталната група. В анализа на подгрупата дори пациенти с див тип K-ras също не са се възползвали.

Повечето двойни биологични групи от текущи проучвания са затворени въз основа на последните резултати и такива комбинации не трябва да се използват извън клинично изпитване. Интергрупата 80405 на CALGB/Southwest Oncology Group, междугрупово проучване от фаза III, сравняваща FOLFOX или FOLFIRI-базирана химиотерапия (избор на изследователите) с бевацизумаб, цетуксимаб или и двете, също оценява ролята на двойните биологични лекарства. Това проучване е изменено сега, за да включва само пациенти с K-ras див тип.