Feliratkozás hírlevélre
Print Friendly and PDF

Frecskáné Dr. Csáki Katalin:
Tenzid élelmiszeradalékok (szintetikus emulgeáló szerek) szerepe allergiás és autoimmun megbetegedésekben

Forrás: Csáki KF. Synthetic surfactant food additives can cause intestinal barrier dysfunction. Med Hypotheses (2011), in press, doi:10.1016/j.mehy.2011.01.030

Az ételallergiák, autoimmunbetegségek, autizmus kialakulásában kulcsszerepet játszik az un. szivárgó bélszindróma, azaz, amikor a bélfal fokozottan áteresztővé válik. A paleolit táplálkozás betegségelmélete szerint a szivárgó bélszindrómát a nyugati táplálkozás megannyi összetevője okozza több mechanizmuson keresztül. Az alábbi tanulmánykivonat bemutatja a tenzideket, ezt az adalék vagy segédanyagcsoportot, amely a modern élelmiszeripar azon "vívmányai" közé tartozik, amely jelentősen hozzájárul a civilizációs betegségek további alattomos terjedéséhez. A cikk olvastán minden paleolit táplálkozást folytató megkönnyebbülten dőlhet hátra: "na legalább ebből kimaradok". Egyre világosabbá válik, hogy miért terjedtek el a 19-20. század során oly rohamosan a civilizációs betegségek. Nem csupán az ősi táplálkozási rendszernek fordított hátat a nyugati világ, hanem egyre több ártalmas adalékanyag fogyasztásával terheli szervezetét. A cikk fényében a paleolit táplálkozás ismét új megvilágításba kerül: a nyugati étrenddel szemben sokkal alacsonyabb a szervezetünk elkerülhetetlen vegyi terhelése. Köszönettel tartozok Frecskáné Dr. Csáki Katalinnak, aki a Medical Hypothesis-ben megjelenő tanulmányát megírta a hírlevél olvasóknak közérthető formában is.
Rendkívül fontos gesztus ez egy tudós részéről, amit sajnos kevesen tesznek meg. Az átlagember csupán az irányított média által zanzásított, üzleti megfontolásokból közreadott tudományos eredményeket ismerheti meg, miközben a tudósok csak szűk kör által olvasható, halandónak drága pénzért megszerezhető szaklapokban a tudomány tolvajnyelvén értekeznek egymással a húsba vágó legújabb eredményekről.

 

 

Az utóbbi négy évtizedben a fejlett országokban az allergiás és sok autoimmun (pl. cöliákia, 1-es típusú cukorbetegség, Crohn betegség, fekélyes vastagbélgyulladás) megbetegedés száma jelentősen megnőtt. Annak érdekében, hogy ezt a növekedést meg lehessen állítani, fontos felderítenünk azokat a környezeti, táplálkozásbeli tényezőket, amelyek ezen betegségék kialakulásához és fenntartásához hozzájárulnak. Ezért nézzük meg, hogy mik a legfontosabb faktorok, amik az autoimmun betegségek kialakulásához vezetnek:

  • genetikai hajlam - ezen nem tudunk változtatni
  • a táplálékban jelenlévő antigén - nehéz kivédeni, mert legtöbbször (a cöliákiát kivéve) nem tudjuk azonosítani
  • a bélrendszer áteresztőképességének a megnövekedése

A bélhám a legnagyobb felületű nyálkahártya az emberi szervezetben, amely elválaszt minket a külvilágtól. A béltartalomban óriási mennyiségű megbetegítő baktérium, toxin és allergén van, ezért a bélrendszer egyik alapvető feladata, hogy megakadályozza ezeknek az ellenséges anyagoknak a bejutását a szervezetbe (barrier funkció). Ha ez a barrier funkció megsérül, azaz a bél áteresztővé válik, akkor az antigén átjut a nyálkahártyán, és az arra érzékeny embereknél gyulladásos és autoimmun folyamatokat indít el. A gyulladás pedig a bél áteresztőképességének további növekedését eredményezi, így ördögi kör alakul ki. Kutatók keresik a választ, hogy vajon mik lehetnek a mai modern élelmiszereinkben azok a komponensek, amelyek a bélrendszer áteresztőképességét jelentősen megnövelik. Logikusnak tűnik az a válasz, hogy az egyik főbűnös az a vegyülettípus, amelyet a gyógyszeripar felhasznál arra, hogy a gyógyszerhatóanyagok számára a bélrendszer áteresztőképességét megnöveljék; és az élelmiszeripar nagy mennyiségben alkalmaz élelmiszeradalékként a leggyakrabban fogyasztott élelmiszerekben is: ezek a tenzidek.

Tenzidek élelmiszeripari felhasználása

A tenzidek szintetikus felületaktív anyagok. Molekuláik jellemző tulajdonsága, hogy a molekula egyik része hidrofil (vízkedvelő) másik része lipofil (zsírkedvelő). Így a tenzidmolekula egyik része igyekszik a vizes fázisban maradni, a másik része pedig próbál lipofil környezetet keresni magának. Ezért a tenzidmolekulák felhalmozódnak a különböző vizes és zsíros tartalmak találkozásának határfelületén, ahol irányítottan tudnak elhelyezkedni (Az egész olyan, mint amikor a dugó úszik a vízen: egyik fele a vízben, másik fele a levegőben van). Ennek során a határfelületek tulajdonságait nagymértékben megváltoztatják. Tenzideket ennélfogva gyakran alkalmaznak arra, hogy nagy határfelülettel rendelkező rendszereket (pl. emulziókat, habokat) stabilizáljanak. A tenzideket szokás az ún. HLB (hydrophilic lipophilic balance, 0-20) értékkel jellemezni, amely megmutatja, hogy az adott tenzid inkább vízoldékony (magasabb HLB) vagy inkább olajoldékony (alacsony HLB). Érdemes megemlíteni, hogy a tenzideknek többféle elnevezése is használatos (pl. detergens, emulgeátor), ami elsősorban az adott anyag felhasználására utal. A tenzideket legtöbben a háztartásban előforduló tisztító, mosó, tisztálkodó szerekből ismerjük. Kevésbé köztudott azonban, hogy igen nagy mennyiséget használ fel az élelmiszeripar is ezekből az anyagokból adalékként.

A tenzidek korai élelmiszeripari felhasználása az 1930-as években kezdődött, amikor mono-és diglicerideket kezdtek használni margarinok előállítására (a margarin egy emulzió, melyben a tenzidek abban segítenek, hogy az apró vízcseppek különállóan maradjanak). Az igazi áttörés azonban az 1960-as években következett be, miután Angliában új kenyérgyártási eljárást vezettek be (Chorleywood Bread Process). Ennek lényege, hogy nincs szükség kelesztési időre, a tésztát egy nagyon gyors keverő berendezésben készítik el. Ezzel a módszerrel az angliai, kis sikértartalmú búzából is lehet megfelelő minőségű kenyeret gyártani. Az eljárás azonban sok adalékanyagot - többek között tenzideket - igényel. A tenzidek javítják a tészta gépi feldolgozhatóságát, erősítik a tészta szerkezetét, növelik a termék eltarthatóságát és puhaságát, adagolásukkal sokkal több levegő keverhető a tésztába, sok apró egyforma lyuk képződik benne, így a termék nagyobb lesz. Tenzidek alkalmazásával gyengébb minőségű alapanyagból is kívánt minőségű termék állítható elő. Ez a módszer gyorsan elterjedt a világon és számos országban ma is ezt használják. Azokban az országokban, ahol a búza sikértartalma nagyobb, a módszer teljes egészében nem alkalmazható, azonban az adalékanyagok használatát szintén bevezették, így a kelesztési idő is jelentősen lecsökkent.

Mára világviszonylatban évente kb. 500 000 tonna tenzid élelmiszeradalékot gyártanak, ennek kb. 50%-át pékárukhoz adják. A különféle alkalmazások számára kb. 20 fajta, különböző szerkezetű, fizikai-kémiai tulajdonságú tenzidet állítanak elő; vannak közöttük igen alacsony és magas HLB értékűek is. Többféle tenzid egyidejű alkalmazása sok esetben hatékonyabb a kívánt cél elérésére, ezért gyakran alkalmaznak tenzid keverékeket.

Leggyakoribb alkalmazási területek

Mint már említettem legjelentősebb alkalmazási területet a pékáruk jelentik. Piskóták előállítása során a tenzidek nemcsak az egyenletes lyukszerkezet kialakítását segítik, hanem a gyártási folyamat leegyszerűsíthető, a különféle összetevőket egy lépésben lehet a tésztához adni. Másik fontos alkalmazási terület a csökkentett zsírtartalmú zsiradékok, majonézek előállítása. Ezen kívül használnak tenzideket instant élelmiszerek, rekombinált tej (tejporból visszaalakított), tejszínhabpótlók gyártásánál.
Fontos megemlítenünk, hogy sok esetben adnak tenzideket az allergiás csecsemők számára készült tápszerekhez is. A normál csecsemőtápszerekben az emulzió stabilizálására a jelenlévő tejfehérjék elegendőek. Az allergiás csecsemők számára azonban olyan tápszereket állítanak elő, ahol a tejfehérjéket lebontották. Ezért az emulziót gyakran tenzidekkel stabilizálják. Ez azért különösen sajnálatos, mert ezen csecsemők bélrendszerének áteresztőképessége már eleve nagyobb.

A leggyakrabban alkalmazott tenzid élelmiszeradalékok:

 

E szám

felhasználás

HLB

zsírsavak mono- és digliceridjei

E471

pékáru, piskóta, margarin, jégkrém, rágógumi, instant termékek, rekombinált tej

3–4

zsírsavak mono- és digliceridjeinek diacetil-borkősav észterei (DATEM)

E 472e

pékáru, speciális csecsemőtápszer

8

nátrium-sztearoil-2-laktilát

E481

pékáru, keksz, reggeliző pehely, gyorsrizs, instant termékek

8

kalcium-sztearoil-2-laktilát

E482

pékáru, keksz, reggeliző pehely

5

zsírsavak szacharóz-észterei

E473

pékáru, piskóta, öntet, szósz, csökkentett zsírtartalmú majonéz, jégkrém, krémpor, rágógumi, speciális csecsemőtápszer

1–18

zsírsavak poliglicerin-észterei

E475

csökkentett zsírtartalmú margarin, sütőmargarin, vajkrém, reggeliző pehely, piskóta

6–11

szorbitán-zsírsavészterek (Span sorozat)

E491-496

pékáru, sütemény, keksz, fagylalt, instant élesztő, margarin

2–9

Poliszorbátok (Tween sorozat)

E432-436

pékáru, jégkrém, krémek, instant termékek, tejszínhelyettesítő

10–17

Tenzidek hatása a bél barrier (elhatároló) funkciójára - a négyfrontos támadás

A gyógyszeripar régóta alkalmaz tenzideket többek között abból a célból, hogy a bélrendszert a hatóanyag számára áteresztővé tegye. Számos esetben a gyógyszeriparban erre a célra használt tenzidek azonosak azokkal, amelyeket az élelmiszeripar adalékként alkalmaz. Így annak ellenére, hogy a tenzid élelmiszeradalékok hatását a bél barrier funkciójára kevesen vizsgálták, több adat is rendelkezésünkre áll erre vonatkozóan. A tenzidek négyféle módon is növelik a bélrendszer áteresztőképességét, vegyük most sorra ezeket a mechanizmusokat.

1. Az első védvonal: a hidrofób nyálka réteg

A bélhámot egy folyamatosan termelődő, sűrű nyálkaréteg védi a béltartalom ellenséges baktériumaitól és a nagymolekulájú allergénektől. Ez a nyálkaréteg többek között foszfolipideket tartalmaz. Szerkezetük hasonló a tenzidekéhez, tehát van egy vízbarát (hidrofil) és egy zsírbarát (lipofil) részük. Ezek a foszfolipidek úgy helyezkednek el a nyálkarétegben, hogy a réteget zsírbaráttá (lipofillé) teszik. Ezáltal a vízoldható makromolekulák (a legtöbb antigén ilyen) nehezen jutnak át ezen a rétegen. A tenzidek azonban ezt a zsírhatást (lipofilitást) lerontják, megkönnyítve az allergén makromolekulák számára, hogy a bél hámsejtjeihez jussanak. Továbbá a tenzidek szerkezeti hasonlóságuk miatt erős kölcsönhatásba léphetnek a foszfolipidekkel, és ki is oldhatják ezeket a nyálkarétegből.

Ha egy anyag már eljutott a bélhámhoz, elvileg két lehetősége van, hogy bejusson a szervezetbe: vagy a sejteken keresztül, vagy a sejtek közötti bonyolult, fehérjékből álló szoros sejtkapcsolatokon (tight junctions) keresztül.

2. A bélhámsejtek membránja

A sejtmembrán vázát egy foszfolipid molekulákból álló kettősréteg alkotja. Ebben a molekulák úgy helyezkednek el, hogy a hidrofil részük kifelé a lipofil részük a réteg belseje felé néz. (Képzeljünk el sok dugót szorosan egymás mellett úszva a vízen!) Passzív diffúzió útján ezért elsősorban lipofil molekulák képesek a sejtmembránon áthaladni. Bár a legtöbb allergén vízbarát (hidrofil) óriásmolekula, számos lipofil toxikus, gyulladáskeltő vegyület lehet a béltartalomban. A tenzidek és a foszfolipidek szerkezeti hasonlóságuk miatt erősen kölcsönhatnak egymással. Ezért a gyógyszeripar gyakran alkalmaz tenzideket a sejtmembrán áteresztőképességének a növelésére. A tenzidek képesek behatolni a sejtmembránba, ezáltal megzavarják a membránszerkezetet, megnövelve ezzel a membrán áteresztőképességét.
A következő élelmiszer tenzidekre már kimutatták, hogy megnövelik a membrán áteresztőképességét: DATEM (E472e), zsírsavak poliglicerin-észterei (E475), gliceril 1-monooleát (E471), szorbitán-monooleát (E494.
Vannak olyan tenzidek is, amelyek nemcsak behatolnak a membránba, hanem egy bizonyos koncentráció felett képesek a membránlipidek feloldására is: poliszorbát 20 (E432), poliszorbát 80 (E433), zsírsavak szacharóz-észterei (E473).

3. P-glikoprotein: mérgek elleni védekezés

A p-glikoprotein a szervezet számos sejt membránjában, többek közt a bélhámsejt bélüreg felöli oldalán megtalálható fehérje. Fő feladata, hogy elcsípje és kitoloncolja a sejtbe bekerült mérgező anyagokat pl. baktérium toxinokat, növényvédő szereket és számos rákkeltő vegyületet. A p-glikoprotein azért került a gyógyszerkutatás fókuszába, mert a legtöbb kemoterápiás gyógyszert szintén ellenségként ismeri fel (hiszen valóban sejtmérgek), és kijuttatja a célsejtekből is. Ezért a kemoterápiás szerek hatékonyságának növeléséhez nagyon fontos, hogy ezeknek a transzportfehérjéknek a működését meggátolják. Sok esetben erre a feladatra tenzideket alkalmaznak, több közülük élelmiszeradalék is. A következő élelmiszer tenzidekre bizonyították, hogy gátolja a p-glikoprotein működését: gliceril-monooleát, gliceril-monosztearát (E471), szaharóz-monolaurát (E473), poliszorbát 20 (E432), poliszorbát 80 (E433), polioxietilén (40)-sztearát (E431).

Bár bizonyos súlyos, daganatos betegségek kezelésében a p-glikoprotein gátlók szükségesek a gyógyszerek megfelelő hatékonyságának biztosítására, ezek szükségtelen, mindennapi alkalmazása veszélyes lehet, hiszen lecsökkentik a szervezet védekezését a táplálékkal bejutó mérgekkel szemben.

4. A sejtek közötti szoros kapcsolatok

A szomszédos bélhámsejtek között fehérjékből álló, bonyolult szerkezetű szoros sejtkapcsolatok (tight junctions) vannak, amelyek pórusmérete olyan kicsi, hogy makromolekulák számára átjárhatatlan. Ezek jelentik a legfőbb gátat az allergének (fehérjék, peptidek) bejutásának. Gyulladásos, autoimmun betegségeknél ezen sejtkapcsolatok pórusmérete azonban annyira megnő, hogy a makromolekulák ezeken keresztül bejuthatnak. Vannak azonban olyan anyagok, amelyek képesek a szoros sejtkapcsolatokat áteresztővé tenni, legalábbis egy rövid időre. Ilyen anyagokat - pl. tenzideket - használ a gyógyszeripar nagymolekulájú, vízoldható anyagok felszívódásának növelésére. Ebből a célból alkalmazott, élelmiszeradalékként is ismeretes tenzidek: poliszorbátok (E432-436), zsírsavak szacharóz-észterei (E473). Sokszor azonban a felszívódás növelő hatás mechanizmusa nem ismert, sok esetben egy adott tenzid mind a sejtmembrán, mind a szoros sejtkapcsolatok áteresztőképességét megnöveli. Whitehead és mtsai vizsgálták azt a mechanizmust, hogy a különböző tenzidek hogyan növelik meg a bél áteresztőképességét. Azt találták, hogy minél hidrofilebb (magas HLB) egy tenzid, annál inkább képes a szoros sejtkapcsolatokat megnyitni. Fontos itt megemlítenünk, hogy a természetes táplálékainkban előforduló ill. a zsíremésztés során keletkező természetes felületaktív anyagok alacsony HLB értékűek (olajoldékonyak, HLB=3-4), így sokkal kisebb hatásuk van a szoros sejtkapcsolatokra, mint némelyik mesterségesen előállított, sok esetben igen magas HLB értékű tenzid.

A tenzidek már kis koncentrációban is hatékonyan megnövelik a bél áteresztőképességét, így az élelmiszerekben alkalmazott mennyiségek jóval a hatásos koncentráció felett vannak. Mine és mtsai zsírsavak szacharóz-észtereinek (E473) a szoros sejtkapcsolatokra gyakorolt hatását vizsgálták. Ezt a tenzidet allergiás csecsemőknek szánt tápszerekben is alkalmazzák az emulzió stabilizálására. Azt tapasztalták, hogy ez a tenzid még olyan kis koncentrációban is, mint amennyi a csecsemőtápszerekben megengedett mennyiség, annyira megnövelte a bélhámsejtek szoros sejtkapcsolatainak áteresztőképességét, hogy a vizsgálatban szereplő makromolekulás allergén (egy tojásból származó fehérje) át tudott jutni a bélhámon.

Összefoglalás

A bélrendszer áteresztőképességének a kóros megnövekedése számos (elsősorban allergiás és autoimmun) betegség kialakulásában fontos szerepet játszik. A 60-as évektől kezdve az élelmiszeripar nagy mennyiségben alkalmaz tenzid adalékokat még a leggyakrabban fogyasztott élelmiszereinkben is. Az élelmiszer tenzid felhasználás növekedésével közel egyidőben jelentős növekedésnek indult az allergiás és autoimmun megbetegedések száma a fejlett országokban.
A tenzidek többféle mechanizmus szerint is megnövelhetik a bélrendszer áteresztőképességét. Mivel a legtöbb allergén vízoldható makromolekula, ezért azok a tenzidek, amelyek megnövelik a szoros sejtkapcsolatok átereresztőképességét és/vagy lecsökkentik a nyálka réteg lipofilitását, közvetlenül elősegítik az élelmiszer allergének bejutását a szervezetbe. Ezen kívül minden gyulladáskeltő folyamat a szoros sejtkapcsolatok áteresztőképességének növekedését vonja maga után. Mivel sok gyulladáskeltő toxin ill. rákkeltő anyag lipofil tulajdonságú, így azok a tenzidek, amelyek megnövelik a bélhámsejtek membránjainak áteresztőképességét és/vagy gátolják a p-glikoprotein működését, közvetve hozzájárulnak az autoimmun betegségek kialakulásához és fenntartásához. Több olyan tenzid élelmiszeradalék is van, amely többféle mechanizmus szerint is növeli a bélrendszer áteresztőképességét, ráadásul gyakran tenzid keverékeket használnak adalékként, ezért a többféle hatásra egyidőben is számítanunk kell. Fontos még megemlítenünk, hogy számos adat utal arra, hogy a tenzidek áteresztőképesség növelő hatása más tenzid vagy egyéb felszívódást növelő anyaggal (pl. nyákoldó gyógyszerek, acetilcisztein) együtt adva felerősödhet.

A tenzidek által okozott áteresztőképesség növekedés egészséges embereknél gyorsan regenerálódik (1-2 óra). Így a legnagyobb probléma nem a tenzidek saját toxicitása, hanem az a tény, hogy ezeket az anyagokat a mindennapi ételeinkkel együtt fogyasztjuk. Ez azt jelenti, hogy a tenzidek éppen akkor növelik meg a bélrendszer áteresztőképességét egy rövid időre, amikor a bélben allergének, mérgek és kórokozók is jelen vannak. Maradandó károsodás akkor következik be, amikor ezek az ellenséges anyagok a megnövekedett áteresztőképességű bélhámon átjutva gyulladásos folyamatokat indítanak el. Ilyen módon a tenzid élelmiszeradalékok autoimmun ördögi kört indíthatnak el.

Megjegyzés:
A fent leírtak csak a szintetikus felületaktív anyagokra (tenzidek) vonatkoznak, és nem érintik a természetes (nem funkcionált) lecitineket, amelyek természetes felületaktív anyagok. A lecitinek, hasonlóan a sejtmembránhoz, főként foszfolipidekből állnak, így sem a sejtmembránt, sem a szoros sejtkapcsolatokat nem bántják.

 

 

Tetszett a cikk? Még nem regisztrált? Iratkozzon fel hírlevelemre!

Feliratkozás hírlevélre

 

 

Irodalom

  • Fasano A, Shea-Donohue T. Mechanisms of Disease: the role of intestinal barrier function in the pathogenesis of gastrointestinal autoimmune diseases. Nat Clin Pract Gastroenterol Hepatol, 2005; 2(9):416-22.
  • Arrieta MC, Bistritz L, Meddings JB. Alterations in intestinal permeability. Gut, 2006; 55:1512–20.
  • Hasenhuettl GL, Hartel RW. editors. Food Emulsifiers and Their Applications. New York: Springer; 2008.
  • Whitehurst RJ. Editor. Emulsifiers in Food Technology. Oxford: Blackwell Publishing Ltd; 2004.
  • Qin X, Caputo FJ, Xu DZ, Deitch EA. Hydrophobicity of mucosal surface and its relationship to gut barrier function. Shock. 2008; 29(3):372-6.
  • Tagesson C, Edling C. Influence of surface-active food additives on the integrity and permeability of rat intestinal mucosa. Food Chem Toxicol. 1984; 22(11):861-4.
  • Mine Y, Zhang JW. Surfactants enhance the tight-junction permeability of food allergens in human intestinal epithelial Caco-2 cells. Int Arch Allergy Immunol. 2003; 130(2):135-42.
  • Barta CA, Sachs-Barrable K, Feng F, Wasan KM. Effects of monoglycerides on P-glycoprotein: modulation of the activity and expression in Caco-2 cell monolayers. Mol Pharm. 2008;5(5):863-75.
  • Cornaire G, Woodley J, Hermann P, Cloarec A, Arellano C, Houin G. Impact of excipients on the absorption of P-glycoprotein substrates in vitro and in vivo. Int J Pharm. 2004; 278(1):119-31.
  • Abu-Qare AW, Elmasry E, Abou-Donia MB. A role for P-glycoprotein in environmental toxicology. J Toxicol Environ Health B Crit Rev. 2003; 6(3):279-88.
  • Whitehead K, Mitragotri S. Mechanistic analysis of chemical permeation enhancers for oral drug delivery. Pharm Res. 2008; 25(6):1412-9.