Co je to cholin a jaké jsou jeho účinky? Znáte příznaky jeho nedostatku. Zdroje potravy a doplněk stravy?

Co je cholin?

Cholin je organická esenciální mikroživina s mnoha biologickými funkcemi. Podílí se na různých fyziologických procesech v lidském těle, a proto je důležitý pro naše celkové zdraví a správné fungování.

Často bývá řazen mezi vitaminy skupiny B (někdy se označuje také jako vitamin B4), a to především kvůli určité podobnosti. Cholin ovšem není ani vitamin, ani minerál.

Z chemického hlediska je cholin kladně nabitý kvartérní amin se třemi vázanými metylovými skupinami. Jeho molekulová hmotnost je 104 g/mol a je rozpustný ve vodě. Právě struktura cholinu je klíčová pro jeho regulační činnost v organismu.

Cholin je nezbytnou součástí buněčných membrán. Zajišťuje fungování orgánů, jako jsou játra, mozek, nervový systém a svaly. Podílí se na metabolických procesech. Je prekurzorem dalších důležitých látek, jako je acetylcholin, fosfatidylcholin a další. V těhotenství je nezbytný pro správný vývoj a vývoj plodu.

Lidské tělo si také dokáže určité malé množství cholinu vyrobit samo, konkrétně v játrech z aminokyseliny serinu. Toto množství však nestačí k pokrytí dostatečné denní potřeby.

Proto je cholin považován za esenciální látku. Aby se předešlo jeho nedostatku a následným zdravotním problémům, je člověk závislý na příjmu dostatečného množství cholinu ve stravě nebo v doplňcích stravy.

Mezi nejbohatší zdroje cholinu ve stravě patří živočišné produkty, např. živočišná játra, různé druhy masa, vejce, losos, mléko a rostlinné produkty, jako jsou pšeničné klíčky, luštěniny, růžičková kapusta, brokolice, květák, mandle, celozrnné obiloviny nebo semena.

Přestože byl cholin poprvé objeven v roce 1862, jeho nutriční význam byl objasněn teprve relativně nedávno.

O objev cholinu se zasloužil německý chemik Adolph Strecker, který izoloval dusíkatou sloučeninu ze žluči prasat a volů. Vařením žluči obsahující lecitin pozoroval vznik nové látky, kterou pojmenoval cholin. Název byl odvozen z řeckého slova pro žluč (chole).

O několik let později byl cholin syntetizován i v laboratorních podmínkách. Navzdory objevu cholinu si však lidé po dlouhá desetiletí neuvědomovali jeho význam pro lidský organismus a příčinu nemocí způsobených jeho nedostatkem.

Od 30. let 20. století bylo provedeno mnoho pozorování a studií na zvířatech. Tyto studie potvrdily funkci cholinu jako esenciální živiny, jejíž nedostatek vedl u zvířat především k poškození jater způsobenému jejich ztučněním.

Avšak ani tato pozorování nevedla až do roku 1998 k domněnce, že cholin působí stejně i u člověka.

Po sérii pozorování, při nichž se u lidí s nedostatkem cholinu objevilo poškození a ztučnění jater, byl cholin v roce 1998 uznán za esenciální mikronutrient nezbytný pro správné fungování organismu. Zároveň byla stanovena oficiální doporučení pro jeho denní referenční příjem ve stravě.

Cholin je pro organismus nezbytný po celý život. Potřebujeme ho ve všech fázích vývoje, v dospělosti i ve stáří. Je nezbytné zajistit jeho příjem ve správném množství.

Jeho nedostatek nebo naopak nadbytek může vést k řadě poruch a poškození organismu. Od vrozených vývojových poruch u dětí až po kardiovaskulární onemocnění, poruchy jater, nervové poruchy nebo vznik nádorů u dospělých.

Proč je pro nás cholin důležitý?

Cholin je pro naše tělo nepostradatelnou živinou. Míru jeho potřebnosti lze přirovnat například k potřebě vitaminů nebo minerálních látek.

Jeho působení je komplexní. Podílí se na celé řadě procesů, zejména metabolických.

Jednou z hlavních rolí cholinu je, že působí jako donor methylových skupin (ve své struktuře má 3 methylové skupiny). To znamená, že tyto methylové skupiny poskytuje jiným látkám v různých reakcích za vzniku několika klíčových sloučenin.

Je součástí struktury důležitého neurotransmiteru acetylcholinu.

Je také hlavní složkou fosfolipidů, konkrétně fosfatidylcholinu a sfingomyelinu. Jedná se o lipidy, které jsou základními stavebními kameny buněčných membrán a přispívají k jejich tekutosti, propustnosti a strukturální integritě. Tím udržuje správnou funkci buněk různých částí těla.

Fosfatidylcholin je mimo jiné součástí lipoproteinů o velmi nízké hustotě (VLDL). Ty se tvoří v játrech za přítomnosti dalších tuků (triacylglycerolů) a následně cirkulují v krvi. Tímto způsobem dochází k odstraňování tuků z jater.

Cholin je také prekurzorem pro syntézu betainu, který v ledvinách působí jako osmolyt. Jeho úlohou je regulovat osmotický tlak a udržovat homeostázu v buňkách.

Obecně má tedy cholin následující úlohy:

• ve struktuře a signální funkci buněčných membrán
• ve správném fungování mozku a nervového systému
• v udržování kognitivních funkcí (paměť, pozornost, vnímání, myšlení, učení)
• ve zdraví jater a metabolismu tuků
• při pohybu, kontrakci hladkého svalstva nebo regulaci srdeční frekvence

Cholin hraje nezastupitelnou roli také během těhotenství a kojení. V těchto obdobích přispívá k životně důležitým procesům, jako je tvorba neurální trubice (základ centrální nervové soustavy plodu), exprese genů a raný vývoj mozku. Po narození dítěte přispívá k podpoře kognitivního vývoje nebo funkce jater.

Naše tělo je také zdrojem cholinu

Syntéza cholinu de novo v lidském těle probíhá v játrech. Nejprve probíhá proces metylace sloučeniny fosfatidylethanolaminu, při kterém vzniká fosfatidylcholin (nazývaný také lecitin). Následně se z fosfatidylcholinu působením enzymu fosfolipázy tvoří cholin.

Tuto reakci katalyzuje enzym transferáza, který je syntetizován pomocí estrogenů.

Ženy mají ve srovnání s muži vyšší hladinu estrogenů v těle. Díky tomu jsou obecně odolnější vůči nedostatku cholinu.

Druhým způsobem, jak cholin vzniká, je jeho uvolňování při biosyntéze fosfatidylserinu z fosfatidylcholinu.

Při těchto endogenních procesech však vzniká pouze malé množství cholinu. Protože denní potřeba cholinu pro lidský organismus je vyšší, je nutné jej také doplňovat ve stravě.

Zatímco v těle se cholin tvoří především ve formě fosfatidylcholinu, ve stravě jsou hlavními zdroji cholinu sloučeniny jako například:

• fosfatidylcholin rozpustný v tucích a sfingomyelin
• ve vodě rozpustný fosfocholin, glycerofosfocholin nebo volný cholin

Co se děje s cholinem v našem těle?

Po požití potravy se volný cholin uvolňuje z některých sloučenin v trávicím traktu pomocí trávicích enzymů. Některé sloučeniny cholinu se vstřebávají celé.

Ve vodě rozpustné formy (tj. volný cholin, fosfocholin a glycerofosfocholin) se vstřebávají v horní části tenkého střeva pomocí specifických transportérů. Vstupují do portálního oběhu a končí v játrech.

Formy rozpustné v tucích (tj. fosfatidylcholin a sfingomyelin) se vstřebávají v nezměněné formě. Jsou začleněny do chylomikronů a v této formě se vstřebávají a přenášejí lymfatickým oběhem do tělesných tkání.

Volný cholin cirkuluje v krvi v nevázané formě. Fosfatidylcholin, sfingomyelin nebo fosfocholin vždy cirkulují v krvi jako součást lipoproteinů.

Průměrná koncentrace cholinu v krevním séru je přibližně 10 μmol.

Následně je cholin metabolizován čtyřmi různými způsoby. Při každém z těchto způsobů vzniká koncová sloučenina s důležitou fyziologickou funkcí.

Hlavní využití cholinu v těle je pro syntézu fosfatidylcholinu. Fosfatidylcholin je nejrozšířenější fosfolipid v těle. Tvoří hlavní složku buněčných membrán, žluči nebo krevních lipidů.

Je důležitý pro udržení zdravého mozku, normální funkce jater nebo také hladiny cholesterolu v krvi.

Druhou metabolickou cestou cholinu je oxidace, jejímž výsledkem je tvorba betainu. Tento proces probíhá v játrech nebo ledvinách a je nevratný. To znamená, že z betainu se již nemůže zpětně vytvořit žádný další cholin.

Význam betainu spočívá v tom, že poskytuje metylové skupiny pro syntézu aminokyseliny methioninu (vzniká z homocysteinu). Methionin se následně podílí na procesech souvisejících s expresí genů DNA.

Kromě toho tvorba methioninu z homocysteinu snižuje hladinu homocysteinu v krvi. Vysoká hladina homocysteinu je známým rizikovým faktorem kardiovaskulárních onemocnění. Cholin tak sekundárně působí preventivně proti vzniku infarktu nebo mozkové mrtvice.

Třetí metabolickou cestou cholinu je acetylace, jejímž výsledkem je tvorba acetylcholinu. Acetylcholin je klíčový neurotransmiter působící v centrálním i periferním nervovém systému. Jeho úlohou je zprostředkovávat komunikaci mezi nervovými buňkami a dalšími buňkami nebo tkáněmi v těle.

Acetylcholin ovlivňuje kognitivní funkce a vývoj mozku.

Umožňuje nám například pohyb, reguluje srdeční frekvenci a srdeční stahy, pomáhá průchodu potravy trávicím traktem, řídí uvolňování moči nebo také ovlivňuje sekreci ze žláz (sliny, slzy, mateřské mléko, pot, trávicí šťávy atd.).

Poslední metabolickou cestou cholinu je tvorba trimetylaminu. Tento proces probíhá ve střevech za přítomnosti střevních bakterií. Zahrnuje cholin, který se původně nevstřebal v trávicím traktu. Následně je trimetylamin oxidován v játrech na trimetylamin-N-oxid.

Vysoké hladiny trimetylamin-N-oxidu jsou spojovány s kardiovaskulárními chorobami, jako je srdeční infarkt, mrtvice atd.

Jaký je doporučený denní příjem cholinu?

Doporučení pro průměrný denní příjem cholinu nejsou vzhledem k nedostatku údajů stanovena.

Evropský úřad pro bezpečnost potravin však zveřejňuje hodnoty pro přiměřený příjem cholinu. Přiměřený příjem je průměrná hodnota stanovená na základě pozorování. Předpokládá se, že odpovídá potřebám populace.

Tabulkový přehled přiměřeného denního příjmu cholinu podle věku

Těhotné a kojící ženy mají ve srovnání s dospělými vyšší denní potřebu cholinu. Je to proto, že do konečné hodnoty jsou kromě potřeb ženy zahrnuty i potřeby plodu nebo kojeného dítěte.

Potraviny a další zdroje cholinu

Lidské tělo si dokáže určité malé množství cholinu vyrobit samo. Proces výroby probíhá v játrech.

Denní příjem cholinu by ovšem měl být vyšší a míra produkce v těle není schopna pokrýt přirozené potřeby. Proto je třeba cholin ve stravě přiměřeně doplňovat.

Existuje několik forem, ve kterých se cholin ve stravě vyskytuje. Nejčastěji se jedná o fosfatidylcholin a sfingomyelin rozpustné v tucích a fosfocholin, glycerofosfocholin a volný cholin rozpustný ve vodě.

Potraviny živočišného původu bohaté na přítomnost cholinu jsou např. živočišná játra, vejce, ryby (zejména losos), kuřecí, vepřové a hovězí maso, mléko.

Z rostlinných jsou to pšeničné klíčky, luštěniny (zejména sója, fazole), ořechy (zejména mandle), brokolice, růžičková kapusta, květák, brambory, bílá rýže, celozrnné obiloviny nebo semena.

Obecně platí, že živočišné produkty mají obvykle vyšší obsah cholinu než produkty rostlinné. Zároveň platí, že v živočišných produktech jsou přítomny převážně formy cholinu rozpustné v tucích, zatímco v rostlinných produktech jsou přítomny formy rozpustné ve vodě.

U kojenců do 6 měsíců věku je jediným zdrojem cholinu mateřské mléko. Novorozenci a kojenci obecně potřebují vyšší množství cholinu pro rychlý růst a optimální vývoj.

Celkový obsah cholinu v mateřském mléce se pohybuje od 125 do 166 mg/l.

Pokud jsou kojenci krmeni náhražkami mateřského mléka, je důležité, aby byl cholin obsažen ve složení těchto výrobků. Nejčastěji se používá ve formě chloridu nebo jako zdroj sójového lecitinu.

Dobrým zdrojem cholinu mohou být také volně prodejné léky (nootropika) a doplňky stravy. Jsou dobrým řešením v případech, kdy nejsme schopni získat dostatek cholinu ve stravě nebo pokud je potřeba cholinu v organismu vyšší než obvykle.

Příkladem může být těhotenství, kojení, různé potravinové alergie, vegetariánská nebo veganská strava.

V současné době jsou na trhu výrobky obsahující cholin, a to buď samostatně, nebo v kombinaci s dalšími látkami, jako jsou vitaminy skupiny B nebo minerály.

V těchto výrobcích se cholin nejčastěji vyskytuje ve formě cholin bitartrátu, fosfatidylcholinu (lecitinu) nebo chloridu. Případně se může vyskytovat ve formách s potenciálními kognitivními účinky, jako je L-alfa-glycerylfosforylcholin nebo CDP-cholin (známý také jako citikolin).

Při užívání cholinu je třeba mít na paměti, že volně prodejné léky a doplňky stravy s obsahem cholinu nenahrazují pestrou a vyváženou stravu. Měly by se vždy užívat podle doporučení výrobce a neměly by se užívat v nadměrných dávkách.

Pokud jste těhotná, kojíte nebo pokud užíváte léky a máte pochybnosti o vhodnosti užívání cholinu, poraďte se o užívání těchto přípravků se svým lékařem.

V současné době se můžeme setkat i s fortifikací některých potravin, zejména zpracovaných a balených. Cholin je do těchto potravin záměrně přidáván, aby se snížila rizika a důsledky nedostatku cholinu v populaci.

Co se však děje v těle, když je příjem a množství cholinu nedostatečné nebo naopak nadměrné?

Existuje několik faktorů, které ovlivňují množství cholinu v těle. Souvisejí tak s jeho nedostatkem nebo nadbytkem. Mezi tyto hlavní faktory patří pohlaví, věk, reprodukční stadium, genetika nebo individuální potřeby.

Nedostatek cholinu a jeho důsledky

Důsledky nedostatečného množství cholinu v lidském těle jsou zřejmé a klinicky prokázané.

Jedním z nejčastějších důsledků je poškození jater, kalcifikace jater a poškození svalů.

Poškození jater se v laboratorních výsledcích projevuje zvýšením jaterních enzymů v krvi, poškození svalů zvýšením kreatinfosfokinázy. Tyto obtíže jsou přičítány nedostatečné hladině fosfolipidů (např. fosfatidylcholinu) jako základních stavebních prvků buněčných membrán. Membrány jsou propustnější a mají narušenou integritu.

Příznaky se mohou objevit již po třech týdnech nedostatečného příjmu cholinu. Rovněž vymizí po obnovení optimálního příjmu cholinu ve stravě.

Syntéza lipoproteinů o velmi nízké hustotě (VLDL) v játrech může být také narušena v důsledku absence fosfatidylcholinu. Protože tvorba VLDL spotřebovává triacylglyceroly, způsobuje absence fosfatidylcholinu hromadění triacylglycerolů v játrech. To způsobuje jaterní steatózu.

Jaterní steatóza byla hlášena také u pacientů, kteří dostávali celkovou parenterální výživu, která neobsahovala cholin.

Jaterní steatóza může vést k závažnějším jaterním problémům, a to k zánětu jater, cirhóze, selhání jater nebo vzniku jaterních národů.

Riziko poškození jater je nižší u žen před menopauzou. Ty totiž mají vyšší hladinu estrogenů v těle, a tudíž endogenní de novo syntéza cholinu je vyšší.

Nedostatečná hladina cholinu v těle také představuje riziko pro kardiovaskulární systém. Riziko souvisí se zvýšením koncentrace homocysteinu. Protože se cholin podílí na syntéze aminokyseliny methioninu z homocysteinu, vede nedostatek cholinu k hromadění homocysteinu v krvi.

Zvýšené koncentrace homocysteinu jsou spojeny především s rizikem kardiovaskulárních onemocnění, jako je srdeční infarkt nebo mozková mrtvice, ale také se vznikem nádorů nebo osteoporotických zlomenin (v důsledku snížené hustoty kostí).

Některé studie také naznačují, že dlouhodobý nedostatečný příjem cholinu způsobuje zhoršení kognitivních funkcí a rozvoj neurologických poruch, jako je demence.

Mezi rizikové skupiny osob, u nichž je vyšší pravděpodobnost nedostatečné hladiny cholinu v těle, patří zejména těhotné ženy, osoby se změnami v genech nebo osoby závislé na příjmu celkové parenterální výživy.

Podrobnosti o potřebě cholinu u těhotných žen jsou popsány v následující kapitole. Některé genetické změny mohou ovlivnit endogenní syntézu cholinu de novo a vést tak k potřebě vyššího příjmu v potravě. U osob, které dostávají celkovou parenterální výživu, je velmi důležité kontrolovat, zda strava obsahuje také potřebný podíl cholinu.

Ohroženi mohou být také lidé na vegetariánské nebo veganské stravě, lidé s poruchami vstřebávání živin v gastrointestinálním traktu, osoby závislé na alkoholu a vytrvalostní sportovci.

Vzhledem k nízké hladině estrogenů jsou k nedostatku cholinu náchylnější muži a ženy po menopauze (pokud nejsou léčeny estrogeny). U nich je důležité zajistit dostatečný příjem cholinu ve stravě.

Nadbytek cholinu a jeho důsledky

Stejně jako v případě nedostatku cholinu má nadměrné množství cholinu v organismu nepříznivý účinek.

Prvotními projevy nadměrného příjmu cholinu ve stravě jsou nevolnost, zvracení, tělesný zápach připomínající rybí pach, nadměrné pocení, slinění a snížení krevního tlaku. Dochází také k poškození jater, které však není navenek pozorovatelné.

Příjem vysokých dávek cholinu opět představuje riziko pro kardiovaskulární systém. V takové situaci je mechanismus poněkud odlišný od mechanismu v případě nedostatku.

V trávicím traktu je nevstřebaný cholin metabolizován střevními bakteriemi na sloučeninu trimetylamin, která je následně oxidována v játrech na trimetylamin-N-oxid.

Zvýšená hladina trimetylamin-N-oxidu je podezřelá z toho, že přispívá ke vzniku kardiovaskulárních onemocnění. Vzhledem k tomu, že hladinu trimetylamin-N-oxidu v těle regulují také ledviny, je riziko hromadění trimetylamin-N-oxidu o to nižší.

Horní hranice příjmu cholinu, která je považována za ještě tolerovatelnou a nepředstavuje riziko vzniku nežádoucích účinků, je:

• 3,5 gramu cholinu denně pro dospělé
• 1 gram denně pro děti ve věku 1–8 let
• 2 gramy denně pro děti ve věku 9–13 let
• 3 gramy denně pro dospívající ve věku 14–18 let

Potřeba cholinu v těhotenství a během kojení

Protože vyvíjející se plod má omezenou nebo žádnou schopnost syntetizovat vlastní cholin, je zcela závislý na příjmu cholinu matkou prostřednictvím placenty.

Cholin je v tomto období obzvláště důležitý kvůli zvýšené rychlosti dělení buněk, syntéze buněčných membrán a pro neurologický vývoj nejen plodu, ale i novorozence.

Přestože produkce estrogenů je u těhotných žen až 60krát vyšší, endogenní syntéza cholinu de novo nestačí k plnému uspokojení požadavků plodu. Proto je nutné, aby ženy během těhotenství cholin ve stravě dostatečně doplňovaly. K tomu může docházet také s pomocí vhodných doplňků stravy.

Mezi rizikové faktory nízkého příjmu cholinu ve stravě během těhotenství patří špatné stravovací návyky, těhotenská nevolnost, zhoršené vstřebávání živin v gastrointestinálním traktu a nedostatečné povědomí o potřebě vyššího množství cholinu.

Klíčovou roli při zvyšování povědomí o významu cholinu nejen během těhotenství musí sehrát zejména zdravotníci.

Pokud žena během těhotenství nedosáhne dostatečné hladiny cholinu ve svém těle, ohrožuje nejen sebe, ale i plod.

Nebezpečí pro plod spočívá v riziku vrozených vad (souvisejících se změnami v genech a DNA). Příkladem je rozštěp rtu, vývojové vady močové trubice nebo srdeční vady. Může dojít také k poruchám vývoje mozku a nervového systému, kognitivním změnám nebo poruchám jater.

Zvýšené hladiny homocysteinu v krvi matky představují riziko pro vznik těhotenských komplikací a nepříznivých výsledků těhotenství. Hrozí riziko rozvoje preeklampsie, předčasného porodu nebo nízké porodní hmotnosti dítěte.

Povědomí o potřebě dostatečného příjmu cholinu ve stravě ve všech věkových kategoriích je stále na poměrně nízké úrovni. Navzdory snahám v posledních letech tuto situaci změnit zůstává cholin nedostatečně konzumovanou a podceňovanou základní živinou.