Czym są nukleotydy?Nukleotydy są związkami organicznymi, które stanowią podstawowe elementy budulcowe dla informacji genetycznej komórek naszego organizmów, kwasów nukleinowych DNA i RNA oraz innych złożonych nukleotydów (tzw. polinukleotydy), jak Adenozynotrójfosforan (ATP) i guanozynotrójfosforan (GTP), a także ich cykliczne odpowiedniki, cykliczny adenozynomonofosforan (cAMP) i cykliczny guanozynomonofosforan (cGMP), które stanowią główne źródło energii a także uczestniczą w szlakach sygnałowych.
Cząsteczka nukleotydu składa się z reszty cukrowej – pentozy (w przypadku DNA jest to deoksyryboza, natomiast w RNA jest to ryboza), co najmniej jednej reszty fosforanowej połączonej z jedną z pięciu heterocyklicznych zasad azotowych. Te z kolei, w zależności od struktury, możemy podzielić na zasady purynowe – adenina (A) oraz guanina (G), oraz zasady pirymidynowe – cytozyna (C), tymina (T), i uracyl (U).
Nukleotydy mogą zostać wytworzone bezpośrednio w komórce (tzw. synteza de novo) lub mogą zostać odzyskane w ramach rozpadu RNA i DNA, a także mogą zostać dostarczone w ramach źródeł pokarmowych (nukleotydy dietetyczne). Warto dodać, że w zależności od rodzaju tkanki oraz fazy jej cyklu udział poszczególnych procesów w utrzymaniu niezbędnej ilości nukleotydów będzie się różnił. Istotny jest fakt, że pobranie nukleotydów z pokarmu jest jednym z najefektywniejszych i najmniej energochłonnych sposobów ich pozyskania przez organizm.
Rola nukleotydów w organizmie ludzkim
Podstawową funkcją nukleotydów w organizmie człowieka jest synteza/wytwarzanie DNA oraz RNA, co może mieć znaczenie dla regeneracji i naprawy tkanek, syntezy białek i cyklu komórkowego.
Główne role nukleotydów w organizmie człowieka²³:
• Stanowią substraty dla kwasów nukleinowych i są podstawą odbudowy komórek
• Uczestniczą w procesie wytwarzania, magazynowania i przekazywania energii (tzw. metabolizm energetyczny)
• Pośredniczą w komunikacji między komórkami
• Uczestniczą w procesach enzymatycznych
• Stanowią składniki budulcowe dla enzymów i koenzymów
Czym są nukleotydy dietetyczne?
Nukleotydy dietetyczne (dNT) są to formy nukleotydów dostarczanych do organizmu drogą pokarmową. Źródłem nukleotydów dietetycznych mogą być określone typy pożywienia np. podroby, kawior, owoce morza, soja i wołowina. Niestety współczesna dieta może w określonych przypadkach okazać się niewystarczająca do zapewnienia organizmowi ich wystarczającej ilości. Dlatego właśnie nukleotydy dietetyczne są określane mianem warunkowo niezbędnych składników pokarmowych.
Zewnętrzna podaż nukleotydów dietetycznych może być wskazana w sytuacjach obciążenia organizmu, w szczególności wzrostu i rozwoju, regeneracji po urazie, infekcji i niektórych stanach chorobowych.
W takich sytuacjach organizm często nie ma zasobów wewnętrznych do wytworzenia wystarczającej ilości DNA i RNA wymaganej do utrzymania, naprawy i odbudowy komórek w celu swojego odpowiedniego funkcjonowania. W szczególności dotyczy to komórek podlegających szybkiej rotacji, np. w tkankach nabłonka jelita, czy też komórek w układzie odpornościowym.
Badania naukowe, w których oceniano podawanie preparatów odżywczych, które w swoim składzie zawierały nukleotydy w połączeniu z innymi substancjami odżywczymi, sugerują, że mogą one mieć wpływ na wsparcie organizmu w przypadku konieczności regeneracji, przy spadku odporności lub w innych przewlekłych dolegliwościach.
Historia badań nad nukleotydami
W ostatnich latach prowadzony był szereg badań dotyczących możliwości zastosowania nukleotydów i ich wpływu na poszczególne obszary funkcjonowania różnych układów organizmu.
Odporność organizmu
Zastosowanie przez 60 dni suplementu nukleotydowego, składającego się urydyny, cytydyny, tyminy, prekursorów nukleotydów adenozyny i guanozyny oraz RNA, u wytrenowanych mężczyzn, poddanych dodatkowo treningowi o wysokiej intensywności, przyczynił się do zwiększenia poziomu immunoglobuliny IgA w ślinie w porównaniu z placebo i grupami kontrolnymi. Co ciekawe, suplementowana grupa miała również niższy powysiłkowy poziom kortyzolu.²⁴,²⁵ (McNaughton i wsp., 2006; McNaughton i wsp., 2007)
Ponadto, zwiększenie dostępności nukleotydów w diecie wpływało na przywrócenie sprawności odpowiedzi immunologicznej. W tym przypadku suplementacja AMP, GMP i UMP przyczyniła się do zwiększenia produkcji immunoglobulin, w tym IgG i IgM (Navarro i wsp., 1996).²⁶
Zapobieganie infekcji
Zastosowanie suplementacji nukleotydami (uracyl lub adenina) wpływało na odporność na infekcje bakteryjne i grzybicze, zwłaszcza w przypadku Staphylococcus aureus i Candida albicans (Kulkarni i wsp., 1986; Fanslow i wsp., 1988).²⁷,²⁸
Redukcja stanów zapalnych
Nukleotydy dietetyczne mają związek z redukcją stresu oksydacyjnego, który towarzyszy stanom zapalnym i immunosupresji. W tym przypadku, podanie adenozyny i ATP w ramach wlewów dożylnych, poprzez rozszerzenie naczyń krwionośnych, wspomagało leczenie wstrząsu krwotocznego, nadciśnienia płucnego, a także niedokrwienia tkanek (Harkema i wsp., 1992; Kato i wsp., 1999; Sommerschild i wsp., 2000).²⁹,³⁰,³¹
Regeneracja mięśnia sercowego po zawale
Wlewy dożylne będące mieszaniną nukleozydów i nukleotydów (CMP, 72,2 mmol/l; UMP) 38,6 mmol/l, IMP 120,4 mmol/l i TMP 9,5 mmol/l, ale bez źródła guanozyny) wpływały na zmniejszenie markerów świadczących o chorobie niedokrwiennej serca, a także miały pozytywny wpływ na przywrócenie kurczliwość mięśnia sercowego (Usami i wsp., 1997; Iwasa, 2000).³²
Regeneracja jelita po przeszczepie jelita cienkiego
Wzbogacenie diety o mieszaninę złożoną zarówno z nukleotydów jak i nukleozydów, w składzie inozyna, cytydyna 5'-guanylanu sodu, urydyna i tymidyna pozytywnie wpłynęła na rozwój kosmków jelitowych we fragmencie przeszczepionego jelita, jak i części natywnej (Tsujinaka i wsp., 1999)³³.
Co więcej, przyjmowanie nukleotydów w diecie sprzyjało przyspieszonej regeneracji błony śluzowej jelit u starszych szczurów nawet w przypadku, kiedy były one okresowo pozbawione dostępu do pokarmu (Ortega i wsp., 1995)³⁴.
Suplementacja nukleotydami wpływała na naprawę błony śluzowej jelit uszkodzonej w wyniku przewlekłej biegunki (np. u osób z nietolerancją laktozy) i niedożywieniu (Nunez i wsp., 1990; Bueno i wsp., 1994).³⁵,³⁶
Suplementacja nukleotydami dietetycznymi poprawiała czynność jelit podczas przewlekłej biegunki (Nunez i wsp., 1990; Uauy i wsp., 1990).³⁷,³⁸
Regeneracja i wsparcie funkcji wątroby
Suplementacja nukleotydami wpływała na profilaktykę stłuszczenia wątroby u zwierząt, po poprzedniej ekspozycji na działanie czterochlorku węgla (Fontana i wsp., 1999).³⁹
Suplementacja nukleotydami dietetycznymi pozytywnie wpływała na wzrost i naprawę wątroby (Carver, 1994).⁴⁰
Dodanie mieszaniny nukleozydów i nukleotydów do aminokwasów i glukozy, podawanych w ramach żywienia pozajelitowego pozytywnie wpłynęła na metabolizm azotu i czynność wątroby u zwierząt z uszkodzeniem wątroby wywołanym; porównywalnym z wirusowym zapaleniem wątroby u ludzi (Ogoshi i wsp., 1988).⁴¹
Suplementacja nukleotydami dietetycznymi pomagała w naprawie uszkodzeń strukturalnych komórek (hepatocytów) spowodowanych przez marskość wątroby w ciągu 2 tygodni (Torres-Lopez i wsp., 1996).⁴²
Natomiast zwiększenie podaży adenozyny w diecie przyczyniło się do zwiększenia ilości energii w formie ATP w hepatocytach zwierząt z niedokrwieniem wątroby; co z kolei ułatwiło powrót do zdrowia po przebytym urazie (Palombo i wsp., 1993).⁴³
Promujący wpływ na wzrost mikroflory jelitowej
Suplementacja nukleotydami dietetycznymi przyczyniła się do modulacji wzrostu mikroflory jelitowej (Uauy, 1994)⁴⁴, poprzez zwiększenie ilości bifidobakterii, pożytecznego szczepu bakteryjnego, który chroni przed infekcją wywołaną przez enerobakteriami. (Tanaka i wsp., 1980)⁴⁵.
Odżywianie specjalistyczne (immuno-żywienie)
Włączenie nukleotydów do składu diet specjalistycznych skierowanych na wspieranie układu odpornościowego (tzw. immuno-żywienie), w którego w skład wchodziły nukleotydy dietetyczne, arginina i olej rybi, potencjalnie przyczyniło się do zmniejszenia epizodów infekcji a także liczby dni wymagających hospitalizacji w szpitalu u pacjentów w stanie krytycznym (Beale i wsp., 1999)⁴⁶.
Pomimo, że pojawia się coraz więcej dowodów na to, że nukleotydy dostarczane w ramach diety lub bezpośredniej suplementacji mogą wspierać niektóre z funkcji organizmu, a także wspomagać procesy regeneracji, zawsze warto skonsultować ich stosowanie z lekarzem.