Ravitsemusmittaukset

Mikroravinteiden tason määrittäminen on tärkeä työkalu lääkäreille ravitsemushoidossa, oli sitten kysymys terveyden ylläpitämisestä tai sairauksien hoidosta. Vakavien sairauksien yhteydessä mikroravinteiden mittaaminen on entistä tärkeämpää, sillä ravitsemushoito on merkittävä osa kokonaisvaltaista hoitoa esimerkiksi infektiosairauksissa ja muissa autoimmuunisairauksissa. Suomessa Evira (Elintarviketurvallisuusvirasto) antoi mm. vuonna 2016 tiedotteen, jossa ilmeni, että yli 60 prosentilla väestöllä on jodinpuute.

Valtion ravitsemusneuvottelukunnan (VRN 2010) aalkusanat ravitsemushoitosuosituksiin sairaaloihin, terveyskeskuksiin, palveluja hoitokoteihin sekä kuntoutuskeskuksiin:

” Hyvä ravitsemus edistää terveyttä, toimintakykyä ja elämänlaatua. Se ehkäisee sairauksia, edistää toipumista sekä vähentää lisäsairauksien vaaraa. Ravitsemushoito on olennainen osa potilaiden hoitoa” 

Mikroravinteiden merkitys maailman laajuisesti

Vuonna 1992 oli 159 maata mukana päättämässä Maailman terveysjärjestössä (WHO) toimenpiteistä, joilla mikroravinteiden puutostilat maailman väestössä saadaan poistettua. He päättivät pääasiallisesta tavoitteesta poistaa raudan, jodin, A-vitamiini ja muiden tärkeiden mikroravinteiden puutostilat.

Puutostilat eivät koske ainoastaan kehitysmaita vaan myös kehittyneitä maita. Euroopassa todettiin jo 2006 että 57 prosentilla väestöstä oli jodinpuutos. WHO on todennut 2006, että jodin, raudan, A-vitamiinin ja sinkin puutokset maailmanlaajuisesti muodostavat vakavan terveysuhan, joka vaikuttaa tulehduksiin, metabolisiin oireyhtymiin sekä estävät henkisen ja fyysisen kehityksen. Jo pienikin puutostila voi vaikuttaa merkittävästi ihmisen toimintakykyyn.

Mikroravinteiden puutostilojen arviointi on osa vajaaravitsemuksen arviointia. Maailman terveysjärjestö on todennut, että mikroravinteiden puutostilojen mittaaminen on suhteellisen edullinen tapa selvittää ja korjata puutostiloja. Mikroravinteiden puute on käsitteenä Maailman Terveysjärjestössä MNM (micronutrientmalnutrition) ja eri puutostiloilla on omat tautiluokitukset Maailman terveysjärjestön ICD-10 tautiluokitusjärjestelmässä.

Euroopan neuvosto on todennut, että ravitsemushoito on osa potilaan lääketieteellistä hoitoa. Neuvosto on myös todennut, että senioriväestöllä on riski kärsiä B-vitamiinien, C – ja D – vitamiinien, seleenin, sinkin ja kalsiumin puutteesta.

Espen (European Society for Clinical Nutrition and Metabolism) on omissa suosituksissaan (Guidelines) todennut että vitamiini- ja hivenaineiden mittaus on tärkeä osa vajaaravitsemuksen määrittelyssä. Viime vuoden lopulla tuli suositukset ärtyneen suolen oireyhtymässä. Ote suosituksien kohdasta 6: Ärtyneen suolen oireyhtymän (IBD) potilailta tulisi säännöllisesti mitata mikroravinteiden (vitamiini- hivenaineet) puutostilat ja puutostilat tulisi asianmukaisesti korjata. Asiantuntijoilla oli vahva yhteisymmärrys (100 % ).

Mikroravinteiden mittaus kokoverestä

Hivenaineiden riittävyyden arviointi on ratkaisevan tärkeää potilaiden onnistuneen hoidon kannalta. Ravitsemushoidon, eli immunonutrition merkitys on erityisen korkea esim. syövässä, tulehduksellisissa suolistosairauksissa (Crohnin tauti ja haavainen paksusuolitulehdus), palovammapotilailla ja käytännöllisesti katsoen kaikissa kroonisissa monielinsairauksissa. Hivenaineiden riittävyyden kasvavaa merkitystä on korostettu myös potilailla, joilla on neuropsykiatrisia sairauksia.

Hiven- ja kivennäisaineet ovat jakautuneet epätasaisesti veren eri osissa.  Natriumia (Na) on paljon solun ulkopuolella, kun taas kalium (K) on pääasiassa solun sisällä. Kalsium (Ca) on pääasiassa solun ulkopuolisessa tilassa mutta magnesiumia (Mg) seerumissa on noin kolmasosa kokonaismagnesiumin määrästä. Sinkki (Zn), mangaani (Mn) ja seleeni (Se) ovat jakautuneet pääasiassa solunsisäiseen tilaan. Kuparia (Cu) löytyy sekä seerumista että punasoluista.

Analytiikan näkökulmasta on tärkeätä, että mittausmenetelmä sisältäisi mahdollisimman vähän käsittelyvaiheita, koska jokainen käsittelyvaihe on potentiaalinen virhelähde. Solujen erottelu voi johtaa hemolyysiin, joka on tunnetusti virhelähde seerumista tapahtuvalle mittaukselle, mutta ei häiritse kokoveren mittausta. Jos verihiutaleita jää seerumiin voivat ne olla virhelähde. Esimerkiksi seerumin sinkkimääritykseen saattavat verihiutaleet aiheuttaa 30% virheen, kun taas kokoverinäytteessä verihiutaleet ovat mittauskohde eikä virhelähde. Eräänä kriteerinä kokoverianalytiikalle on myös se, että mikroravinne pitää olla ”löydettävissä” riippumatta siitä, kuinka syvä puutostila potilailla on. Esimerkiksi seerumin ja plasman mangaanin pitoisuus on hyvin matala, joten mittausvirheet ja kontaminaatio saattavat olla suurempia kuin mittauksella löydetty pitoisuus.

Matala-asteisen tulehduksen merkitys tulehduksellisissa suolistosairauksissa on tunnistettu, mutta tulehduksen vaikutuksia analyyttisten parametrien tarkkuuteen on tutkittu vähemmän. Solun itsesääntelyprosesseista johtuen matala-asteinen tulehdus voi tuoda epätarkkuutta ravitsemustilan arviointiin. Tulosten perusteella näyttää järkevämmältä mitata hivenaineita kokoverinäytteestä, joka on standardoitu hematokriitin suhteen, eikä seerumista. Yksityiskohtaiset perusteet seerumin, veren tai punasolujen käytölle spesifiselle hivenaineelle on kuvattu jo lähes kolmekymmentä vuotta sitten Kaarlo Jaakkolan kirjassa ”Amalgaamisairaudet ja antioksidanttihoito”.

Kokoveren mittausten hyvät ja huonot puolet

Punasolut ovat pitkäikäisiä, noin 120 päivää. Siksi kokoverestä tai punasoluista tehdyt mittaukset kertovat mikroravinteiden varastotilasta. Kokoveri- tai punasolumittaustapa ei ole siis altis esim. suonensisäisesti annettuun hoitoon ja tästä johtuvaan lyhyen aikavälin seerumitason nousuun. Lääkehoidon seurannassa on tärkeätä todeta pienetkin muutokset noin ½-1 vuoden välein. Kokoverianalytiikka antaa siihen mahdollisuuden, sillä se on toistettavampi kuin seerumimittaus.

Aikaisemmat tutkimustulokset ovat osoittaneet, että solunsisäisiä kivennäis- ja hivenaineita on mahdollista mitata joko kokoverestä tai pestyistä punasoluista, mutta kuparitaseen mittauksissa punasolujen määritys osoittautui ainoaksi luotettavaksi keinoksi. Kuparin pitoisuus mitataan parhaiten pestyistä punasoluista, koska tämä minimoi akuutin vaiheen reaktanttien vaikutusta.

Hiven- ja kivennäisaineiden mittaus kokoverestä tai punasoluista on perusteltua, koska ravitsemushoidon (immuninutrition) lääketieteellisenä tavoitteena on:

Selvittää aineiden pitkäaikainen puutostila ​

1. Korjata puutostila täydentämällä varastot
2. Ylläpitää mikroravinteiden pitoisuutta tavoitetasolla
3. Käyttää sellaista menetelmää, joka on helposti toistettava ja mahdollisimman vähän altis häiriötekijöille (esim. tulehdukselle)
4. Annosvasteen seuraaminen ravitsemushoidon aikana

Kirjallisuusviitteitä

1. Prieto I, Montemuiño S, Luna J, de Torres MV, Amaya E. The role of immunonutritional support in cancer treatment: Current evidence. Clin Nutr 2017;36:1457-1464.
2. Forbes A, Escher J, Hébuterne X, Kłęk S, Krznaric Z, Schneider S, et al. ESPEN guideline: Clinical nutrition in inflammatory bowel disease.  Clin Nutr 2017;36:321-347.
3. Nordlund MJ, Pham TN, Gibran NS. Micronutrients after burn injury: a review. J Burn Care Res 2014;35:121-33.
4. Adams JB, Audhya T, Geis E, Gehn E, Fimbres V, Pollard EL, Mitchell J,  et al.  Comprehensive Nutritional and Dietary Intervention for Autism Spectrum Disorder-A Randomized, Controlled 12-Month Trial. Nutrition. 2018;10(3). pii: E369. doi: 10.3390/nu10030369.
5. Ames BN. Low micronutrient intake may accelerate the degenerative diseases of aging through allocation of scarce micronutrients by triage.  Proc Natl Acad Sci 2006;103:17589-94.
6. Galloway P, McMillan DC, Sattar N. Effect of the inflammatory response on trace element and vitamin status. Ann Clin Biochem 2000;37:289-97.
7. Jaakkola K and Grans L.  Amalgam diseases and anti-oxidative treatment.  Amalgaanisairaudet ja antioksidatiivinen hoito (Finnish). Mividata Oy, 1994, 1^st Ed,  ISBN 952-90-5309-1.

 

Kivennäis- ja hivenaineiden tehtävät elimistössä​

Kivennäisaineisiin kuuluvilla mikroravinteilla eli hivenaineilla on hyvin monenlaisia tehtäviä elimistössä.

Solun sisäinen sinkki on elämälle välttämätön aine ja olennainen osa monissa entsyymeissä. Sinkillä on tärkeä rooli proteiinisynteesissä ja solujen jakautumisessa. Sinkin on arvioitu olevan yli 300 proteiinin rakennusosa. Sinkki yhdessä kuparin kanssa on välttämätön metallokofaktori solun sytoplasmassa toimivan superoksididismutaasin (SOD) toiminnalle. Superoksididismutaasi hajottaa hapen aineenvaihdunnassa syntyvän haitallisen superoksidi-ionin ollen täten tärkeä elimistön redoksitilan ylläpidossa.

Kupari samoin kuin sinkki on elämälle välttämätön aine, jolla on tärkeä osa elimistön aineenvaihdunnassa. Kuparia tarvitaan energiansiirrossa, verisuonten kimmoisuuden säilyttämisessä, luuston kehittymisessä sekä hiilihydraatti- ja rasva-aineenvaihdunnassa. Kupari on välttämätön myös hemoglobiinin muodostumisen eri vaiheissa ja sillä on tärkeä rooli valkosolujen aineenvaihdunnassa tulehdustilan aikana.

Solun sisäinen kalium on tärkeä Na-K pumpun ylläpidossa. Tämä pumppu vastaa solun ja soluväliaineen ionitasapainosta ja kalvon jännitteestä. Na-K pumppu tuottaa solukalvon yli sähköjännitteen, koska eri määrää varauksia pumpataan ulos ja sisään. Joka syklillä pumpataan ulos 3 natriumionia ja sisään 2 kaliumionia. Näin ollen solun sisäpuoli tulee negatiiviseksi ulkopuoleen nähden. Kalium säätelee sydämen ja lihasten toimintaa ja on välttämätön sydämen normaalille rytmille.

Solun sisäinen magnesium on välttämätön energiaa sitovan adenosiinitrifosfaatin (ATP) tuotannossa, lihassupistuksessa ja hermoimpulssin siirrossa. Hermoimpulssin siirrossa magnesium toimii kalsiumin vastavaikuttajana ylläpitäen Mg-Ca pumppua. Magnesiumilla on kalsiumin ohella tärkeä merkitys sydänlihaksen toiminnassa estämällä ja korjaamalla sydämen rytmihäiriöitä. Magnesiumilla on lisäksi tärkeä osa immuunijärjestelmän toiminnassa ja vasta-ainemuodostuksessa.

Mangaani toimii elimistössä kofaktorina aminohappojen, rasvojen ja hiilihydraattien aineenvaihdunnassa. Mangaani on rakenneosana mitokondrioiden superoksididismutaasientsyymissä (MnSOD), joka toimii antioksidanttina neutraloiden superoksidi-happiradikaalia. Mangaani vaikuttaa syklisen AMP:n aineenvaihduntaan säädellen hermoston välittäjäaineiden tuotantoa aivoissa. Mangaania tarvitaan elimistön immuunipuolustuksessa ja sitä tarvitaan mm. B1-, B2- ja C-vitamiinien aineenvaihdunnassa.

Seleeni on välttämätön glutationiperoksidaasi-entsyymiperheen toiminnalle. Nämä toimivat elimistössä antioksidantteina. Dejodinaasientsyymit sisältävät myös seleeniä ja osallistuvat kilpirauhasen hormonien muodostamiseen. Nämä poistavat tyroksiinista (T4) jodiatomin muodostaen aktiivista trijodityroniinia (T3). Lisäksi yhdessä E-vitamiinin kanssa seleeni vähentää monityydyttämättömien rasvahappojen härskiintymistä. Seleeni suojaa perimäainesta ja edistää sen korjaamista sekä suojaa maksaa osallistuen solujen myrkynpoistojärjestelmään. Kuten monilla muillakin hivenaineilla myös seleenillä on tärkeä osa elimistön immuunijärjestelmän toiminnassa.

Erilaiset fosforisuolat osallistuvat lukuisiin elimistön aineenvaihdunnallisiin tapahtumiin ja niillä on suuri merkitys solujen energiataloudessa. Fosfori on rakenneosana nukleiinihapoissa (DNA ja RNA) ja solukalvojen fosfolipidiyhdisteissä. Fosfori on sekä välttämätön tekijä valkuaisaineiden tuotannossa, kasvussa ja soluvaurioiden korjaamisessa että energian tuotannossa ja kuljetuksessa. Fosfori on tärkeä sydänlihaksessa olevien mitokondrioiden aineenvaihdunnassa.