Reishi a Shiitake při cukrovce

Diabetes mellitus česky cukrovka je metabolické onemocnění, které podle Centra pro kontrolu a prevenci nemocí [1] postihuje 8,3 % obyvatel USA (25,8 milionů lidí) a je sedmou nejčastější příčinou smrti. Zatímco cukrovka 1. typu je způsobena genetikou, 2. typ je získaný a dá se mu předcházet. Tuky a sacharidy jsou důležité pro tělesné funkce, ale strava s jejich přebytkem a absence pravidelného cvičení je recept na cukrovku. Dodržování zdravé stravy a cvičení jsou ty nejdůležitější činnosti, kterými můžete cukrovce předcházet, ale výzkum také ukázal, že konzumace určitých druhů hub může pomoci oddálit nástup cukrovky a může pomoct pacientům s cukrovkou udržovat normální hladinu krevního cukru.

Cukrovka – správné stravování je základem léčby

Už dlouho se ví, že špatné stravování má vliv na cukrovku 2. typu, ale vědci tento biochemický mechanismus odhalili teprve před několika lety. Příznakem cukrovky 2. typu je inzulinová rezistence, což je obranný mechanismus předcházející škodlivým účinkům nadvýživy. Inzulin je hormon zodpovědný za regulaci využití tuků a sacharidů pro vytváření buněčné energie. Když sníme cheeseburger, kyseliny a enzymy v naší trávicí soustavě ho rozdělí na chemické složky. Tyto menší částice proudí krevním oběhem, aby se dostaly do různých částí těla. Inzulin umožňuje odčerpání cukru z krve dovnitř buněk, kde se použije při výrobě energie. Jakmile jsou jednoduché cukry uvnitř buňky, projdou několika drahami, přičemž ta poslední z nich je elektronový transportní řetězec (ETC). Dráhy předcházející ETC cukry přeměňují na nové molekuly a během tohoto procesu je zbavují elektronů, které se naváží na molekuly přenašečů. Přenašeči elektronů je vezmou a vloží je do ETC. Elektrony jsou předávány z jednoho enzymu na druhý a při každém provedeném předání jsou přes membránu vytlačeny protony. Jelikož jsou kladné protony vytlačovány ven, prostor vně membrány se nabije kladně a prostor uvnitř má záporný náboj. Rozdíl v náboji znamená, že na obou stranách membrány je elektrochemický gradient. Na konci řetězce poslední enzym pustí tři protony přes membránu zpět dovnitř. Protony proudí dovnitř a roztočí rotor – mechanicky – a toto otáčení k sobě natlačí dvě molekuly. Tyto dvě molekuly se spojí a vytvoří ATP, což je hlavní energetická molekula v těle. Tento proces je jako vodní nádrž s turbínou. Protony jsou uloženy v nádrži a jejich vypuštění roztočí turbínu, čímž tělu vytvoří energii.

Nadvýživa vede k inhibici metabolických drah

Aby ETC fungoval správně, mělo by se využívat ATP, když je k dispozici, a živiny (tuky a cukry) by se měly předávat do nadřazených drah, jen když vznikne poptávka. Pokud je již k dispozici dostatek ATP a do nadřazených drah stále proudí tuky a cukry, vznikají problémy. Podle vědců z Metabolického institutu pro studium cukrovky a obezity [2] vede konzumace nadměrného množství tuků a cukrů bez vyčerpání energetických zásob k vytváření radikálových forem kyslíku, které poškozují naše buňky. Přetížení ETC přenašeči elektronů vede k unikání elektronů z řetězce. Elektrony unikají, váží se na kyslík a rozpouští vnitrobuněčné složky. Neustálá nadvýživa vede k inhibici metabolických drah. Je to jako výrobní linka, kde je příliš mnoho surovin a nedostatek dělníků. Pokud linka přetéká materiálem, který z ní padá a působí dělníkům zranění, vedoucí stiskne tlačítko bezpečnostního zastavení. Jediným problémem je, že vedoucí nezastaví přijímání dalších zásilek, takže i když se výrobní linka zastaví, sklad se dále plní přijatými zásilkami. Nadvýživa způsobuje, že tělo začne ignorovat inzulin; to je inzulinová rezistence. Jde o účinnou strategii, jak bránit tvorbě radikálových forem kyslíku, ale pokud jíme dál, naše krev se prosytí cukrem (hyperglykémie), protože už nemáme způsob, jak tento cukr zpracovat a vyčerpat z krevního oběhu.

Reishi a Shiitake zmírňují rozvoj inzulinové rezistence

Strava s menším množstvím tuku a cukru a cvičení je bezpochyby nejlepší strategií pro udržení citlivosti na inzulin, ale konzumace určitých hub může také pomoci. Některé druhy hub podporují vychytávání radikálů, snižují oxidační poškození buněk, a tím zmírňují rozvoj inzulinové rezistence. Studie na myších ukázaly, že polysacharidy v houbách druhu outkovka pestrá podporují činnost superoxid dismutázy, enzymu důležitého pro likvidaci superoxidových radikálů v mitochondriích – kde dochází k ETC[3]. Vědci z Institutu lékařských věd v Amale[4] také zjistili, že houby reishi snižují oxidační stres a zlepšují fungování ETC po poškození silnými oxidanty. Podle studie publikované v Journal of Food Chemistry[5] mohou polysacharidy z hub reishi svou schopností snižovat buněčnou oxidaci přímo nebo nepřímo zvyšovat hladinu inzulinu a snižovat krevní cukr. Bylo také zjištěno, že houby shiitake působí proti oxidačním účinkům stravy s vysokým obsahem tuku[6].

Reishi a Shiitake cílí na ETC

Antioxidační vlastnosti hub jsou farmakologicky zajímavé, protože cílí na zdroj problému: dovnitř mitochondrií, kde se uskutečňuje ETC. Inzulinová rezistence je odpovědí na oxidační poškození a polysacharidy v houbách toto poškození minimalizují. Pokud nastane inzulinová rezistence, hladina krevního cukru může dosáhnout nebezpečných úrovní. Určité druhy hub mohou pomoci obnovit citlivost na inzulin a zmírnit dopady nadvýživy.

KLÍČOVÉ POJMY:

• ATP: Oficiální název je adenosintrifosfát. Hraje mnoho různých rolí, ale nejčastěji se o něm mluví jako o „energetické molekule“ díky jeho schopnosti přenášet chemickou energii.
• Koncentrace krevního cukru: Množství glukózy v krvi. Glukóza vstoupí do glykolýzy, aby pak na konci elektronového transportního řetězce vytvořila velké množství ATP. Nízká hladina krevního cukru omezuje syntézu ATP, ale vysoká hladina krevního cukru přináší jiné problémy.
• Diabetes mellitus 2. typu (cukorvka 2.typu): Získaná forma cukrovky, která je vymezena inzulinovou rezistencí a vysokou hladinou krevního cukru způsobenou špatnou výživou a nedostatkem pohybu. Nedávný výzkum odhalil, že inzulinová rezistence je ve skutečnosti obranný mechanismus, který má bránit oxidačnímu poškození spojenému s nadvýživou.
• Elektrochemický gradient: Rozdíl mezi elektrickým nábojem na obou stranách membrány.
• Elektrony: Složka atomu, která má záporný náboj.
• Elektronový transportní řetězec: Dráha, na kterou se lidé spoléhají při tvorbě ATP (chemické energie). Bez elektronového transportního řetězce bychom se při vytváření energie museli spoléhat na glykolýzu a museli bychom sníst denně množství cukru odpovídající přibližně polovině naší hmotnosti. V elektronovém transportním řetězci se elektrony předávají z jednoho enzymového komplexu do druhého, kdy posledním příjemcem elektronu je molekulární kyslík. S každým přesunem jsou na druhou stranu membrány vháněny protony, což vytváří elektrochemický gradient. Na konci řetězce je poslední enzym mechanicky poháněný zpětným prouděním protonů. Posledním enzymem je ATP syntáza a ta má rotor, který se točí, když do enzymu proudí protony. Otáčení natlačí ADP na fosfátovou skupinu a umožní vytvoření ATP. Elektronový transportní řetězec se nachází ve vnitřní membráně mitochondrií.
• Enzymy: Bílkoviny, které katalyzují reakce snížením množství energie potřebné k tomu, aby reakce proběhla. Pokud by měly být reakce, ke kterým v našich tělech dochází, zopakovány v laboratoři bez použití enzymů, mnoho z nich by vyžadovalo extrémně vysokou teplotu – energii. Enzymy jsou velmi efektivní, neprodukují odpad a udržují nás při životě.
• Inzulin: Hormon, který se tvoří ve slinivce břišní a je zodpovědný za regulaci metabolismu. Přítomnost inzulinu stimuluje přemístění glukózy z krve do buňky, aby se použila pro syntézu ATP. Při nepřítomnosti inzulinu přeměňuje glukagon (další enzym) tuk na energii. Takže s inzulinem se krevní cukr použije na energii a bez něj spalujeme tuk.
• Inzulinová rezistence: Obranný mechanismus na ochranu mitochondrií před oxidačním stresem. Inzulinová rezistence znamená, že i když je inzulin přítomný, krevní cukr se nevyužívá pro metabolismus. Hladina krevního cukru dále roste, jako by inzulin nebyl přítomný. Inzulinová rezistence je příznakem cukrovky 2. typu.
• Mitochondrie: Vnitrobuněčná organela, o které se obvykle mluví jako o buněčné elektrárně. Tady vytváříme většinu energie – prostřednictvím elektronového transportního řetězce.
• Nadvýživa: Přesycování těla tuky a cukry, když se nevyužívají zásoby ATP. Jinými slovy když jíme více kalorií, než spotřebujeme.
• Polysacharidy: Dlouhé řetězce cukrů. Mohou být složité a větvené, nebo lineární a mohou se skládat z jednoho nebo více druhů cukru.
• Protony: Složka atomu, která má kladný náboj.
• Reaktivní formy kyslíku: Reaktivní molekuly, které mohou působit poškození našich buněk. Oxidační poškození je někdy považováno za příčinu stárnutí. Příklady reaktivních forem kyslíku jsou superoxidy a peroxid vodíku.
• Superoxid dismutáza: Enzym, který přeměňuje vysoce reaktivní superoxidy na peroxid vodíku a kyslík. Peroxid vodíku se pak dále katalyzuje jinými enzymy, aby se přeměnil na vodu. Superoxid dismutáza je nesmírně důležitá antioxidační molekula, která brání tomu, aby nám superoxidy poškozovaly buňky.

VYBRANÉ VÝZKUMY A ÚRYVKY:

• Sudheesh, N., Ajith, T., Mathew, J., Nima, N., & Janardhanan, K. (2012). Ganoderma lucidum chrání játra před mitochondriálním oxidačním stresem a zlepšuje činnost elektronového transportního řetězce u potkanů intoxikovaných tetrachlormethanem. Hepatology research : the official journal of the Japan Society of Hepatology, 42(2), 181-191.
• „Hladina reaktivních forem kyslíku v mitochondriích byla zvýšená a membránový potenciál mitochondrií byl značně snížený. Podávání Reishi značně chránilo mitochondrie jater nezávisle na dávce.“
• „Závěr: Zjištění naznačují, že ochranné účinky Reishi proti poškození jater by mohlo být způsobeno snížením oxidačního stresu, obnovením činnosti mitochondriálních enzymů a membránového potenciálu.“
• Fatmawati, S., Shimizu, K., & Kondo, R. (2011). Ganoderol B: silný inhibitor α-glukosidázy izolovaný z plodnice druhu Ganoderma lucidum. Phytomedicine, 18(12), 1053-1055.
• „Inhibitor α-glukosidázy má významný potenciál jako lék na diabetes mellitus 2. typu, protože brání trávení sacharidů. Hledání látek snižujících aktivitu α-glukosidázy vedlo k nalezení aktivních složek v plodnici druhu Ganoderma lucidum. Bylo zjištěno, že CHCl3 výtažek z plodnice druhu Reishi vykazuje inhibiční působení na α-glukosidázu in vitro.“
• „Sacharidy (např. polysacharidy), hlavní složky naší každodenní potravy, jsou přeměněny na jednoduché cukry a potom vstřebány ve střevě. α-glukosidáza (EC 3.2.1.20), enzym, který se nachází v epitelu tenkého střeva, katalyzuje štěpení disacharidů a oligosacharidů na glukózu. Inhibitor α-glukosidázy byl navržen jako léčba diabetu mellitu 2. typu, jelikož jeho účinek spočívá v zamezení trávení sacharidů. Skutečně bylo prokázáno, že akarbóza, známá jako inhibitor α-glukosidázy, brání vzestupu hladiny glukózy v krvi po jídle a snižuje postprandiální hyperglykémii a glykovaný hemoglobin (Martin a Montgomery 1996). V průběhu našeho zkoumání antidiabetických látek vyrobených z přírodních produktů jsme zjistili, že výtažek druhu Duanwood Red Reishi silně inhibičně působí na α-glukosidázu.“
• Handayani, D., Chen, J., Meyer, B. J., & Huang, X. F. (2011). Jedlá houba shiitake (Lentinus edodes) předchází ukládání tuku a snižuje triglyceridy u potkanů krmených stravou s vysokým obsahem tuku. Journal of Obesity, 2011, 1-8.
• „Tato studie také odhalila existenci negativní korelace mezi množstvím doplňků stravy z houby shiitake a nárůstem tělesné hmotnosti, TAG v plazmě a celkové hmotnosti tuku.“
• „Tato studie ukázala, že přidání HD-M k vysokoenergetické stravě obsahující 50 % tuku může u potkanů značně předcházet celkovému ukládání tuku a značně snižovat plazmový TAG v porovnání se stavem bez přidání houby shiitake do stravy. Také bylo zjištěno, že vliv na snížení plazmového TAG byl nepřímo závislý na množství doplňku z houby shiitake a přímo závislý na množství viscerálního tuku.“
• Anderson, E. J., Wasserman, D. H., Woodlief, T. L., Boyle, K. E., Lustig, M. E., Neufer, P. D., et al. (2009). Emise H2O2 z mitochondrií a buněčný redoxní stav spojuje nadměrný příjem tuků s inzulinovou rezistencí u hlodavců i u lidí. Journal of Clinical Investigation, 119(3), 573-581.
• „Vytváření přebytečných redukčních ekvivalentů by naopak pravděpodobně zvyšovalo redoxní stav komplexu I a/nebo zásoby ubichinonu. Za klidových podmínek je míra úniku elektronů z komplexu I nesmírně citlivá na redoxní stav/membránový potenciál (37–40), takže by se předpokládalo, že i malý nadbytek redukčních ekvivalentů by vyvolal exponenciální nárůst míry vytváření superoxidů a emisí H2O2 z mitochondrií.“
• „To implikuje, že mitochondriální dysfunkce, podobně jako inzulinová rezistence, je důsledkem, spíše než primární příčinou, změny buněčného metabolismu v důsledku přehlcení živinami.“
• „Výsledky této studie naznačují, že biologický status svalových vláken kosterního svalstva včetně míry citlivosti na inzulin je funkčně propojen s redoxním stavem buňky. Tímto mechanismem umožňuje redukční potenciál elektronového transportního systému buňce vnímat metabolickou nerovnováhu, zatímco emise H2O2 z mitochondrií umožňují zahájení vhodné vyrovnávací reakce – posunutí redoxního stavu a snížení citlivosti na inzulin ve snaze obnovit metabolickou rovnováhu.“
• „Za prvé je důležité uznat, že farmakologické přístupy navržené ke zlepšení inzulinem stimulovaného vstřebávání glukózy bez příslušného nárůstu metabolických nároků může zhoršovat skrytý problém a posouvat vnitrobuněčné redoxní prostředí dál směrem k oxidovanému stavu. Za druhé tato studie ukazuje, že využití antioxidantů cílících na mitochondrie představuje potenciálně účinnou vyvažující strategii pro léčbu inzulinové rezistence a jiných chorob spojených s chronickou metabolickou nerovnováhou.“
• Boden, M., Brandon, A., Tid-Ang, J., Preston, E., Wilks, D., Stuart, E., et al. (2012). Zvýšená exprese mangan superoxid dismutázy zlepšuje inzulinovou rezistenci vyvolanou stravou s vysokým obsahem tuku v kosterním svalstvu potkanů. American Journal of Physiology Endocrinology and Metabolism, 303(6). Získáno 1. ledna 2013 z https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22829583
• „HF strava značně snižovala činnost inzulinu v celém těle i ve svalech TC, zatímco nadměrná exprese MnSOD u zvířat krmených HF stravou zlepšila tuto redukci absorpce glukózy ve svalech TC o 50 % (P < 0,05). Snížená karbonylace proteinu byla pozorována u svalu TC s nadměrnou expresí MnSOD u zvířat dostávajících HF stravu (20 % vs. kontralaterální kontrolní noha, P < 0,05), což naznačuje, že tento účinek byl zprostředkován změněným redoxním stavem. Zásahy vedoucí ke zvýšení mitochondriální antioxidační aktivity tedy mohou nabízet ochranu proti stravou způsobené inzulinové rezistenci v kosterním svalstvu.“
• Hoehn, K. L., Richardson, A. R., Salmon, A. B., James, D. E., Cooney, G. J., Kraegen, E. W., et al. (2009). Inzulinová rezistence je buněčný antioxidační obranný mechanismus. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(42), 17787-17792.
• „Tato data umisťují mitochondriální superoxid do průsečíku vnitrobuněčného metabolismu a řízení aktivity inzulinu, čímž ho potenciálně definují jako metabolický senzor nadbytku energie.
• Mitochondriální oxidační formy se primárně tvoří únikem elektronů s vysokou energií z komplexu I a/nebo komplexu III elektronového transportního řetězce (ETC). Tyto elektrony redukují molekulární kyslík a vytvářejí O2−. Inhibice tvorby superoxidů v mitochondriích ruší IR in vitro.
• „Zjištění ukazují, že mnoho modelů IR je spojeno se zvýšeným množstvím mitochondriálního O2•−, takže jeho snížení může obnovit citlivost na inzulin.“
• „Základem tohoto mechanismu je poměr mezi přísunem živin a potřeby ATP, takže když je tento poměr nevyvážený, rychlá kompenzační reakce buněk může krátkodobě napravit nedostatek nebo přebytek energie řízením vstupu glukózy do buňky. Je obecně přijímáno, že když přísun živin do buňky/potřeba ATP jsou nízké (např. cvičení nebo omezení kalorického příjmu) doprovodný nárůst poměru AMP/ATP vede k aktivaci AMPK a následně k nárůstu vstřebávání glukózy nezávisle na inzulinu. V opačné situaci, kdy jsou přísun živin/potřeba ATP vysoké (např. nadměrný přísun živin nebo nečinnost), však navrhujeme, že následný vzestup produkce mitochondriálních superoxidů je signálem, který pohání buněčnou odpověď v podobě snížení vstřebávání glukózy prostřednictvím antagonismu GLUT4.“
• „Celkově shrnuto, skutečnost, že mitochondriální O2− je nadřazený IR je zásadní a naznačuje, že IR může být součástí antioxidačního obranného mechanismu k ochraně buněk před dalším oxidačním poškozením. IR lze tedy vnímat jako přiměřenou reakci na zvýšenou akumulaci živin.“
• Jia, J., Zhang, X., Hu, Y., Wu, Y., Wang, Q., Li, N., et al. (2009). Hodnocení antioxidačního působení polysacharidů z druhu Ganoderma lucidum in vivo u potkanů s STZ diabetem. Food Chemistry, 115(1), 32-36.
• „V plazmě neléčených kontrolních potkanů s diabetem byla pozorována snížená hladina sérového inzulinu a zvýšená hladina krevní glukózy (BG). Léčba polysacharidy z Ganodermy lucidum značně a dávce úměrně zvyšovala neenzymové a enzymové antioxidanty, hladinu inzulinu v séru a snižovala peroxidaci lipidů a hladinu krevní glukózy u potkanů s STZ diabetem. Závěrem této studie může být, že polysacharidy z Ganodermy lucidum lze považovat za silný antioxidant.“
• Xu, C., Haiyan, Z., Jianhong, Z., & Jing, G. (2008). Farmakologické účinky polysacharidů z druhu Lentinus edodes – Shiitake na oxidační status a expresi VCAM-1mRNA endotelových buněk hrudní aorty u potkanů se stravou s vysokým obsahem tuku. Carbohydrate Polymers, 74(3), 445-450.
• „Výsledek naznačuje, že podávání polysacharidů z L. edodes značně snižovalo celkový cholesterol (TC), triglycerid (TG), nízkodenzitní lipoprotein cholesterol (LDL-c) v séru a podporovalo aktivitu antioxidačního enzymu v séru a brzlíkový a jaterní index u potkanů se stravou s vysokým obsahem tuku. Podávání polysacharidů z Lentinus edodes navíc značně snižovalo zvýšenou úroveň exprese VCAM-1mRNA ve skupině (V) (P < 0,05). Závěrem naše data naznačují, že podávání polysacharidů z Lentinus edodes by mohlo snižovat zvýšený oxidační stres vyvolaný stravou s vysokým obsahem tuku a snižovat expresi VCAM-1mRNA endotelových buněk hrudní aorty u potkanů.“
• [1] https://www.cdc.gov/features/diabetesfactsheet/
• [2] Anderson, E. J., Wasserman, D. H., Woodlief, T. L., Boyle, K. E., Lustig, M. E., Neufer, P. D., et al. (2009). Mitochondrial H2O2 emission and cellular redox state link excess fat intake to insulin resistance in both rodents and humans. Journal of Clinical Investigation, 119(3), 573-581.
• [4] Sudheesh, N., Ajith, T., Mathew, J., Nima, N., & Janardhanan, K. (2012). Ganoderma lucidum protects liver mitochondrial oxidative stress and improves the activity of electron transport chain in carbon tetrachloride intoxicated rats. Hepatology research: the official journal of the Japan Society of Hepatology, 42(2), 181-191.
• [5] Jia, J., Zhang, X., Hu, Y., Wu, Y., Wang, Q., Li, N., et al. (2009). Evaluation of in vivo antioxidant activities of Ganoderma lucidum polysaccharides in STZ-diabetic rats. Food Chemistry, 115(1), 32-36.
• [6] Handayani, D., Chen, J., Meyer, B. J., & Huang, X. F. (2011). Dietary shiitake mushroom (Lentinus edodes) prevents fat deposition and lowers triglyceride in rats fed a high-fat diet. Journal of Obesity, 2011, 1-8.