KYSELINA FYTOVÁ A NAŠE ZDRAVÍ

Anna Strunecká, Jiří Patočka

Souhrn

Kyselina fytová je přirozeně vznikající sloučenina v buňkách a v rostlinných vlákninách. Je známá pod jinými názvy, jako je fytát nebo inositolhexakisfosfát (IP₆). Zatímco je dosud známo relativně málo o její úloze v lidském těle, mnohé studie na zvířatech ukazují, že má významné antioxidační vlastnosti, kromě dalších dosud málo prozkoumaných prospěšných účinků. Může působit preventivně proti některým typům rakoviny, jako je například rakovina prsu a střev. Injekce kyseliny fytové redukovaly velikost rakovinových tumorů u myší. Kyselina fytová má rovněž prospěšné účinky v regulaci hladiny glukózy v krvi a může omezovat vznik ledvinových kamenů.

Phytic acid is a naturally forming component found in cells and plant fiber. It is known by several other names, including phytate and inositol hexakisphosphate (IP₆). While relatively little human research with phytic acid has been conducted, many animal studies have shown that phytic acid it is believed to possess some of the properties of well-known antioxidants, in addition to other as-yet-unknown benefits. It can protect against some types of cancer, including cancers of the breast and colon. Injections of phytic acid have also demonstrated the ability to reduce the size of cancerous tumors in mice. Phytic acid may also have a beneficial effect on controlling blood sugar and may reduce the incidence of kidney stones.

Úvod
Kyselina fytová je esterem myo-inositolu a kyseliny fosforečné (myo-inositolhexakisfosfát, IP6) (Raboy 2003). Je nejrozšířenějším inositolfosfátem na Zemi (Strunecká 2005) a je hlavní formou zásobního fosforu v semenech rostlin: představuje 50 - 85% fosforu v semenech obilovin, olejnin a luštěnin (Irvine 2005). Na jedné straně je považována za antinutriční látku, která snižuje využití fosforu, zinku, vápníku a mědi u zvířat a lidí. Na druhé straně potlačuje tvorbu reaktivních hydroxylových radikálů katalyzovanou železem a má rovněž hypo-cholesterolemický účinek (Graf, Eaton 1990).

Kyselina fytová v lidské výživě

Z oblasti studia výživy se nahromadily poznatky, které ukazují na význam IP6 jako fyziologicky významné složky výživy hospodářských zvířat i člověka. Tato kyselina představuje zdroj 50 – 85% fosforu v semenech obilovin, olejnin a luštěnin. Soli s ionty vápníku nebo hořčíku nazývané fytiny, se nacházejí ve vlákninách. Mnohé literární i internetové zdroje (např. Oatway et al., 2001) uvádějí, že suplementace potravy dostatečným množstvím IP6 má prospěšné účinky v prevenci rakoviny tlustého střeva a rakoviny prsu, snižuje krevní srážlivost, hladinu cholesterolu a triglyceridů (Vucenik et al. 1997; Vucenik, Shamsuddin 2003). Uvádějí se i prospěšné účinky IP6 v prevenci infarktu myokardu, stimulace funkcí lymfocytů a prevence tvorby ledvinových kamenů. IP6 zasahuje i do regulace hladiny glukózy v krvi. Většina těchto tvrzení je však zatím založena na experimentech s laboratorními zvířaty a je proto obtížné rozhodnout, zda je kyselina fytová užitečnou nebo naopak nebezpečnou složkou lidské výživy (Harnad, Morris 1995).

Vysoký chelatační potenciál IP6 nabádá k určité opatrnosti vzhledem k možným interakcím s ionty železa, hořčíku a vápníku (Sandberg et al. 1999). Na druhé straně je tímto mechanismem IP6 účinný v prevenci vzniku ledvinových kamenů a inhibuje produkci iontů amonných, čímž má deodorizační účinky, snižuje zápach z úst i zápach moči. Pro své chelatační účinky je IP6 také používán například v potravinářském průmyslu. Jeho přidání zkracuje potřebnou dobu fermentace a brání změnám v barvě různých potravin a vína. Vzhledem k vysoké schopnosti chelatace s Mg2+ se patrně udržuje v živočišných buňkách koncentrace volného a rozpustného IP6 v rozmezí 10-60 mM (Irvine, 2005). Předpokládá se, že část IP6 je v buňkách vázána na proteiny.

Kyselina fytová a CNS

Chemická struktura IP6 (obr. 1) ukazuje, že se jedná o vysoce polární sloučeninu se šesti fosfátovými skupinami. Lze tedy předpokládat, že nemá schopnost být snadno vstřebávána aniž by byla ve střevě defosforylována na inositol a pronikat přes soustavy plasmatických membrán buněk střevního epitelu a kapilár do krevního oběhu a odtud do různých tkání. Grases et al. (2002) však překvapivě zjistili, že IP6 se u krys velmi rychle vstřebává z potravy v nezměněné formě. Zajímavé je zjištění, že se přednostně akumuluje v mozku. Jestliže byly krysy krmeny dietou bez IP6, jeho hladiny v plasmě byly 0.023 ± 0.008 mmol . L-1, v mozku 3.35 ± 0.57 mmol.kg-1. Dodání IP6 do diety výrazně zvýšilo jeho hladiny v mozku, kde byly 100 krát vyšší než v plazmě (36.8 ± 1.8 vs 0.29 ± 0.02). Funkce IP6 v mozku, kde jsou jeho koncentrace 8,5 krát vyšší než koncentrace IP3, však zatím zůstává nevysvětlená. V buňkách hipokampu IP6 zvyšuje aktivitu L-typu Ca2+-kanálů (Yang et al. 2002), má zřejmě rovněž významnou úlohu jak při apoptóze, tak v regulaci neurogeneze. Fascinující jsou nejnovější nálezy, které svědčí pro možnost, že IP6 a vyšší fosforylované inositoly, které obsahují ve své molekule pyrofosfáty, se mohou podílet na fosforylaci proteinů (Saiardi et al. 2005). Dosud není s jistotou vyřešeno, zda a jak vzniká IP6 v organismu živočichů de novo, avšak je zřejmé, že je prekursorem pro difosfoinositol-pentakisfosfát (InsP7) a bis-difosfoinositol-tetrakisfosfát (InsP8), které se vyznačují vysokým obratem fosfátových skupin. Funkce vyšších inositolfosfátů v jemných regulačních fosforylacích různých proteinů by mohla vysvětlit rozmanité účinky IP6 pozorované na úrovni celého organismu.

Kyselina fytová a buněčná signalizace

Úloha inositol 1,4,5-trisfosfátu (IP3) v buněčné signalizaci a v regulaci hladiny cytosolického vápníku se stala v posledních dvou dekádách všeobecně přijímanou a známou (Berridge, 2005). Poznání IP3 jako druhého posla poněkud zastínilo fakt, že prvním objeveným inositolfosfátem byla kyselina fytová. Rozvoj techniky HPLC, který umožnil studovat funkci IP3 v mnoha buňkách a tkáních při rozmanitých biologických procesech také odhalil vysoký obrat fosfátových skupin IP6 a jeho přítomnost ve tkáních živočichů. Úloha vyšších inositolfosfátů je v současné době intenzivně zkoumána, avšak stále není objasněná.

Kyselina fytová a životní prostředí

V místech s vysokou intenzitou živočišné výroby (chovy prasat a drůbeže) je IP6 hlavní příčinou znečištění povrchových vod fosfáty. U zvířat s jednoduchým žaludkem není většina kyseliny fytové strávena, s výkaly odchází do kejdy a teprve tam podléhá mikrobiálnímu rozkladu za uvolnění fosfátů. Z toho důvodu se do krmiva prasat a drůbeže často přidává fytasa (Vohra, Satyanarayana 2003). IP6 se využívá také jako součást kosmetických krémů, kde jsou zdůrazňovány její antioxidační a protizánětlivé účinky. Jako látka E 391 je kyselina fytová součástí energetických nápojů, její používání však není našimi předpisy povoleno.

Závěr

Studium fosforylovaných inositolů jistě přinese mnohá překvapující zjištění, která nám vysvětlí fyziologický a biomedicínský význam tohoto nejrozšířenějšího inositolfosfátu ve světě. Již dnes však víme, že přiměřený příjem obilovin, ořechů a luštěnin je našemu zdraví prospěšný v každém věku. Lze předpokládat významnou úlohu kyseliny fytové v prevenci civilizačních onemocnění.

LITERATURA

Berridge M.J. Unlocking the secrets of cell signaling. Annu Rev Physiol, 2005, vol. 67, s.1-21.

Graf E., Eaton J.W. Antioxidant functions of phytic acid. Free Radic. Biol. Med. 1990, vol. 8, s. 61-69.

Grases F., Simonet B.M., Vucenik I. et al. Effects of exogenous inositol hexakisphosphate (InsP(6)) on the levels of InsP(6) and of inositol trisphosphate (InsP(3)) in malignant cells, tissues and biological fluids. Life Sci. 2002, vol. 71, s. 1535 -1546.

Harland B.F, Morris E.R. Phytate: a good or a bad food component? Nutr. Res. 1995, vol. 15, s. 733-754.

Irvine R.F. Inositide evolution - towards turtle domination? J. Physiol. 2005, vol. 566, s. 295- 300.

Oatway L., Vasanthan T., Helm J.H. Phytic acid. Food Rev. Internat. 2001, vol. 17, s. 419-431.

Raboy V. Myo-Inositol-1,2,3,4,5,6-hexakisphosphate. Phytochemistry 2003, vol. 64, s. 1033-1043.

Saiardi A., Resnick A.C., Snowman A.M. et al. Inositol pyrophosphates regulate cell death and telomere length through phosphoinositide 3-kinase-related protein kinases. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, vol. 102, s. 1911 –1914.

Sandberg A.-S., Brune M., Carlsson N.-G., et al. Inositol phosphates with different numbers of phosphate groups influence iron absorption in humans. Am. J. Clin. Nutr. 1999, vol. 70, s. 240-246.

Strunecká A. Co víme a nevíme o kyselině fytové – nejrozšířenějším inositolfosfátu na Zemi. Čs. fyziol. 2006, vol. 55, s. 45-46.

Vohra A., Satyanarayana T. Phytases: microbial sources, production, purification, and potential biotechnological applications. Crit. Rev, Biotechnol. 2003, vol. 23, s. 29-60.

Vucenik I., Shamsuddin A.M. Cancer inhibition by inositol hexaphosphate (IP6) and inositol: from laboratory to clinic. J. Nutr. 2003, vol. 133, suppl. 1, s. 3778S-3784S.

Vucenik I., Yang G., Shamsuddin A.M. Comparison of pure inositol hexaphosphate and high-bran diet in the prevention of DMBA-induced rat mammary carcinogenesis. Nutr. Cancer 1997, vol. 28, s. 7-13.

Yang S.N.,Yu J., Mayr G.W. et al. Inositol hexakisphosphate increases L-type Ca2+ channel activity by stimulation of adenylyl cyclase. Faseb. J. 2001, vol. 15, s. 1753 -1763.