Nukleotydy dietetyczne cieszą się dużym zainteresowaniem jako ważny element współczesnej dietoterapii. Nic w tym dziwnego, gdyż stanowią one ważny element budulcowy komórkowego kodu genetycznego DNA, są wykorzystywane do produkcji białek, a także w procesach wytwarzania energii.
Współczesne badania sugerują, że suplementacja nukleotydami pozytywnie wpływając na funkcjonowanie układu odpornościowego, sprzyja gojeniu ran i regeneracji tkanek po urazach.
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, gdzie z kolei stanowią kofaktory dla enzymów (np. NAD+, FMN, FAD oraz koenzym A).
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. Warto dodać, że w zależności od rodzaju tkanki oraz fazy jej cyklu udział tych procesów w utrzymaniu niezbędnej puli komórkowego ATP będzie się różnił.
Podstawową funkcją nukleotydów w organizmie człowieka jest synteza/wytwarzanie DNA oraz RNA, co może mieć kluczowe znaczenie dla regeneracji i naprawy tkanek, syntezy białek i cyklu komórkowego.
Zwłaszcza w okresach charakteryzujących się zwiększonym zapotrzebowaniem na syntezę kwasów nukleinowych, w tym uszkodzenie jelit, okresy szybkiego wzrostu, immunosupresja lub zmniejszone spożycie białka, mogą wyczerpywać zasoby endogenne. Tak więc w takich okolicznościach nukleotydy można określić jako warunkowo niezbędne, a źródła egzogenne mogą przynosić wyraźne korzyści biologiczne tkankom, które ulegają szybkiemu obrotowi, szczególnie tkankom przewodu pokarmowego (GI) i układu odpornościowego.
Rola nukleotydów dietetycznych w organizmie człowieka:
Nukleotydy dietetyczne można podawać w ramach żywienia pozajelitowego, w formie doustnej, za pośrednictwem suplementów dietetycznych lub bezpośrednio z diety (Grimble i Westwood, 2001).
Suplementacja nukleotydów dietetycznych w ramach żywienia pozajelitowego to najlepiej opisana forma podawania nukleotydów. Została ona opracowana przez profesora Shohei Ogoshi i pierwotnie ich skład zawierał inozynę, monofosforan guanozyny, cytydynę, urydynę i tymidynę w stosunku molowym 4:4:4:3:1. Formuła ta, jest najczęściej wykorzystywana w leczeniu uszkodzonych tkanek, zwłaszcza serca (Iwasaj i wsp., 2000), wątroby (Usami i Saitoh, 1997) mięśni i błony śluzowej jelita (Tsujinaka i wsp., 1999)).
Nukleotydy dietetyczne podawane za pośrednictwem suplementów doustnych są mniej skuteczną formą ich podawania, w porównaniu z żywieniem pozajelitowym. Jest to związane z faktem, że zarówno błona śluzowa jelit, jak i wątroba, stanowią bariery dla transportu nukleotydów (zwłaszcza adenozyny) z układu pokarmowego do tkanek docelowych (Hess i Greenberg, 2012).
Nukleotydy dietetyczne są uważane za niezbędne w obecności różnych stresów fizjologicznych, w tym wzrostu i rozwoju, regeneracji po urazie, infekcji i niektórych stanach chorobowych. Badania kliniczne, w których oceniano skuteczność preparatów odżywczych, które w swoim składzie zawierały nukleotydy w połączeniu z innymi substancjami odżywczymi, sugerują, że mogą one pomóc w poprawie wyników klinicznych u krytycznie chorych pacjentów, u których wystąpił spadek odporności lub inne przewlekłe dolegliwości. Podobnie w przypadku niemowląt, pojawiły się również doniesienie, że mogą one pozytywnie wpływać na proces dojrzewania i rozwoju, a także wspierać odporność, zwłaszcza u wcześniaków i dzieci odstawionych od mleka kobiecego.
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 (McNaughton i wsp., 2006; McNaughton i wsp., 2007)
Ponadto, zwiększenie dostępności nukleotydów na wykorzystanie organizmu pomaga w przywróceniu 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).
Włączenie do standardowej diety opartej na białku kazeinowym mieszanki zawierającej 0,5% nukleotydów przyczyniło się do zmniejszenia śmiertelności z powodu infekcji Cryptosporidium parvum u myszy, u której wcześniej zastosowano immunosupresję (Adjei i wsp., 1999).
Zastosowanie suplementacji nukleotydami (uracyl lub adenina) zwiększa odporność na infekcje bakteryjne i grzybicze, zwłaszcza w przypadku Staphylococcus aureus i Candida albicans (Kulkarni i wsp., 1986; Fanslow i wsp., 1988).
Nukleotydy dietetyczne mają potencjał do redukcji stresu oksydacyjnego, który towarzyszy stanom zapalnym i immunosupresji. W tym przypadku, podanie adenozyny i ATP w ramach wlewów dożylnych, poprzez rozszerzenie naczyń krwionośnych, wspomaga leczenie wstrząsu krwotocznego, nadciśnienia płucnego, a także niedokrwienia tkanek (Harkema i wsp., 1992; Kato i wsp., 1999; Sommerschild i wsp., 2000).
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) przyczyniają się do zmniejszenia markerów świadczących o chorobie niedokrwiennej serca, a także pomagają przywrócić kurczliwość mięśnia sercowego (Usami i wsp., 1997; Iwasa, 2000).
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 (Iijima i wsp., 1996).
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).
Suplementacja nukleotydami może pomóc w naprawie błony śluzowej jelit uszkodzonej w wyniku przewlekłej biegunki (np. u osób z nietolerancją laktozy) i niedożywieniu (Nunez i wsp., 1990; Bueno i wsp., 1994).
Suplementacja nukleotydami dietetycznymi poprawia czynność jelit podczas przewlekłej biegunki (Nunez i wsp., 1990; Uauy i wsp., 1990).
Suplementacja nukleotydami zapobiega stłuszczeniu wątroby u zwierząt, po poprzedniej ekspozycji na działanie czterochlorku węgla (Fontana i wsp., 1999).
Suplementacja nukleotydami dietetycznymi pozytywnie wpływa na wzrost i naprawę wątroby (Carver, 1994).
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).
Suplementacja nukleotydami dietetycznymi pomaga naprawić uszkodzenia strukturalne komórek (hepatocytów) spowodowane przez marskość wątroby w ciągu 2 tygodni (Torres-Lopez i wsp., 1996).
Co więcej, zwiększenie podaży adenozyny w diecie może przyczynić się do zwiększenia ilości energii w formie ATP w hepatocytach zwierząt z niedokrwieniem wątroby; co z kolei ułatwia powrót do zdrowia po przebytym urazie (Palombo i wsp., 1993).
Suplementacja nukleotydami dietetycznymi przyczynia się do modulacji wzrostu mikroflory jelitowej (Uauy, 1994), poprzez zwiększenie ilości bifidobakterii, pożytecznego szczepu bakteryjnego, który chroni przed infekcją wywołaną enterobakteriami. (Tanaka i wsp., 1980).
U dzieci, u których włączono do żywienia mieszanki mleka z nukleotydami dietetycznymi, rzadziej występuje biegunka zakaźna (Brunser i wsp., 1994).
Włączenie nukleotydów do mieszanek dla niemowląt przyczynia się do poprawy składu mikroflory i może pomóc w zmniejszeniu częstotliwości infekcji w wieku niemowlęcym (Gil, 1986).
Wcześniaki, karmione na formułach niemowlęcych uzupełnionych nukleotydami (1,68 mg CMP, 1,98 mg AMP, 2,23 mg GMP, 5,13 mg UMP i 0,68 mg IMP /L) miały wyższy poziom immunoglobulin IgM i IgA w pierwszych 3 miesiącach życia, a także wyższe stężenia swoistej immunoglobuliny IgG przeciwko kazeinie α i β-laktoglobulinie w pierwszym miesiącu życia (Navarro i wsp., 1999; Martinez-Augustin i wsp., 1997).
Co ciekawe, włączenie suplementacji nukleotydami (31,2 mg CMP, 17,7 mg UMP, 9,8 mg AMP i 14,4 mg GMP/L) u niemowląt urodzonych o czasie, spowodował zwiększenie ilości immunoglobuliny IgG, czego nie zaobserwowano u dzieci karmionych mlekiem matki w pierwszym półroczu życia (Pickering i wsp., 1998).
Włączenie nukleotydów do składu diet specjalistycznych skierowanych na wspieranie układu odpornościowego (tzw. immuno-żywienie), jak ImpactI (Novartis UK), w którego skład wchodzą nukleotydy dietetyczne, arginina i olej rybi, może przyczynić się do zmniejszenia epizodów infekcji a także liczby dni wymagających hospitalizacji w szpitalu u pacjentów w stanie krytycznym (Beale i wsp., 1999).
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 regenerację narządów, które zostały uszkodzone w wyniku wystąpienia zaburzeń metabolicznych lub poprzez towarzyszące reakcje zapalne.
Należy jednak podkreślić, że suplementacja nukleotydami powinna stanowić element uzupełniający dla zdrowej diety i suplementacji.
Autor: Joanna Jurek
Bibliografia:
***
Wszelkie informacje zawarte w artykule mają charakter wyłącznie informacyjny i w żadnym wypadku nie zastępują porady lekarza. W przypadku choroby, zaleca się skonsultowanie suplementacji z lekarzem prowadzącym.
