Kemiallinen katsaus vegaaniruokavalion mahdollisesta puutteellisesta ravintoaineiden saannistaja sen aiheuttamista oireista

KEMIALLINEN KATSAUS VEGAANIRUOKAVALION MAHDOLLISESTA

PUUTTEELLISESTA RAVINTOAINEIDEN SAANNISTA JA SEN AIHEUTTAMISTA OIREISTA

Tiina Repo

PRO GRADU -TUTKIELMA Materiaalikemia

Kemian aineenopettajan koulutusohjelma

660/2020

Kemiallinen katsaus vegaaniruokavalion mahdollisesta puutteellisesta ravintoaineiden saannista ja sen aiheuttamista oireista

Chemical Overview of the Possible Insufficient Nutrient Intake of the Vegan Diet and Its Symptoms

Tiina Repo, 258664

Itä-Suomen yliopisto, Kemian laitos

Ohjaajat: professori Mika Suvanto, yliopistonlehtori Leila Alvila ja vanhempi yliopistonlehtori Kari Sormunen

Joensuu 08.06.2020

Tiivistelmä

Tämän tutkielman tarkoituksena on perehtyä eri ruokavalioita noudattavien ihmisten ravintoainei- den saantiin tarkastelemalla aiempaa tutkimuskirjallisuutta. Erityisesti perehdytään vegaaniruokava- lioon ja siihen, minkä ravintoaineiden puutteita sitä noudattavilla henkilöillä mahdollisesti esiintyy.

Kasvissyönti on yleistynyt tämän päivän yhteiskunnassa. Kasvissyöjiä on monenlaisia ja heidät voi jakaa erilaisiin ryhmiin sen mukaan, mitä he syövät. Nämä eri ryhmät ovat semi-vegetaristi, pesco- vegetaristi, lakto-ovo-vegetaristi, ovo-vegetaristi, lakto-vegetaristi ja vegaani. Vegaani noudattaa näistä eri ryhmistä tiukinta ruokavaliota. Tutkielmassa tarkastellaan ravintoaineita, joita vegaanit saavat mahdollisesti puutteellisen määrän. Näiden ravintoaineiden kemiallinen rakenne esitetään, niiden biokemiallinen rooli ihmiskehossa käydään läpi ja lopuksi käsitellään, minkälaisia oireita ravintoaineiden puutetila voi aiheuttaa. Tutkimusten mukaan ja kirjoittajan mielenkiinnosta käsitel- täviksi ravintoaineiksi valikoituivat B12-vitamiini, D-vitamiini, kalsium, rauta, sinkki, jodi ja n-3- rasvahapot. Tutkimusten mukaan nämä ravintoaineet jäivät vegaaniruokavaliossa vähäiselle tai vä- hemmälle saannille kuin muita ruokavalioita noudattavilla henkilöillä. Näiden ravintoaineiden puu- tetiloista johtuvia mahdollisia oireita ovat anemia, luiden murtuminen, lapsilla mahdolliset kehityk- sen ja kasvun häiriöt sekä heikentynyt immuunipuolustus. Vegaaniruokavalion hyötyjä ovat tutki- musten mukaan runsas ravintokuitujen, C- ja E-vitamiinien saanti sekä parempi rasvaprofiili. Nämä hyödyt voivat pienentää vegaanien riskiä sairastua sydän- ja verisuonitauteihin sekä muihin sairauk- siin, kuten syöpään. Tutkielma on tiivis tietopaketti erilaisista ravintoaineista, niiden kemiallisista rakenteista, biokemiallisista ominaisuuksista kehossa ja puutetilojen oireista. Tämän vuoksi tut- kielmaa voisi käyttää hyödyksi esimerkiksi osana lukiokoulutusta suunniteltaessa integroituja mo- duuleita. Näissä integroiduissa moduuleissa eri oppiaineina voisivat olla kemia, biologia, terveystie- to, yhteiskuntaoppi ja kotitalous. Eri ruokavalioiden sisältämien ravintoaineiden saannin tutkimusta tulee jatkaa, jotta saadaan lisää tietoa ja varmuutta ruokavalioiden terveellisyydestä. Vegaaniruoka- valiota on mahdollista harjoittaa siten, että se takaa ravintoaineiden päivittäiset suositellut saannit.

Abstract

The meaning of this study is to familiarize people with different types of diets and the nutrient in- takes of these diets. We examine results of researches made of this topic. Specific interest in this study is to vegan diet and which nutrients are the ones they consume the least. A vegetarian diet is common in modern society and there are plenty of types of vegetarian diets. These types are semi- vegetarian, pesco-vegetarian, lacto-ovo-vegetarian, ovo-vegetarian, lacto-vegetarian and vegan.

Vegan is the strictest of these types of diets. In this study the insufficient nutrients of the vegan diet are being examined. The chemical structure, the biochemical role of these nutrients and the effects in the human body are also being examined. According to researches and writer's interest the next nutrients were chosen: vitamin B12, vitamin D, calcium, iron, zinc, iodine and n-3 fatty acids. Ac- cording to researches those were the nutrients that people consuming the vegan diet had insufficient amount. The symptoms of these insufficient nutrient intakes are anemia, in children possible disor- ders in development and growth and impaired immune system. According to researches the benefits of vegan diet are a generous amount of dietary fiber, vitamin C, vitamin E and better fat profile.

These benefits can reduce vegans' risk to get cardiovascular disease and other diseases for example cancer. This study is a firm package of information of different nutrients and their chemical struc- ture, their biochemical properties and the symptoms of insufficient intakes of these nutrients. Be- cause of this the study can be utilized in planning of multidisciplinary learning modules in high school. The modules can consist of chemistry, biology, health education, social studies and home economics. There needs to be more research about this nutrient intakes of different types of diets to get more information about the healthiness of diets. The vegan diet is possible to follow in the way that you get sufficient amount of different nutrients.

Sisällysluettelo

1. Johdanto ... 1

2. Kemiallinen katsaus vegaaniruokavalioon ... 2

2.1. Yleisimmät ravintoainepuutokset vegaaniruokavaliossa ... 2

2.1.1. B12-vitamiini ... 3

2.1.2. D-vitamiini ... 7

2.1.3. Kalsium, Ca ... 10

2.1.4. Rauta, Fe ... 13

2.1.5. Sinkki, Zn ... 16

2.1.6. Jodi, I ... 19

2.1.7. n-3-Rasvahapot ... 22

2.2. Vegaaniruokavalion hyödyt ... 25

3. Yhteenveto ... 26

4. Viitteet ... 28

Lyhenteet

ALA = α-Linoleenihappo DHA = Dokosaheksaeenihappo DIT = Dijodityrosiini

DPA = Dokosapentaeenihappo EPA = Eikosapentaeenihappo LA = Linolihappo

MIT = Monojodityrosiini

NAD⁺ = Nikotiiniamidiadeniinidinukleotidi

NADH = Pelkistynyt nikotiiniamidiadeniinidinukleotidi T3 = Trijodityroniini

T4 = Tyroksiini

Kiitokset

Suuret kiitokset pro gradu -tutkielman ohjaajilleni professori Mika Suvannolle, yliopistonlehtori Leila Alvilalle ja vanhemmalle yliopistonlehtori Kari Sormuselle, jotka ovat jaksaneet auttaa ja kannustaa minua saamaan tutkielmani valmiiksi tavoitteeksi asetetussa ajassa. Iso kiitos myös avo- puolisolleni Tonille, joka on koko tämän yliopisto ajan tukenut ja kannustanut minua jaksamaan eteenpäin opinnoissani silloinkin, kun opintojen teko on tuntunut raskaalta sekä muulle perheelleni, joka on tukenut opintopolkuani alusta tähän päivään saakka.

1

1. Johdanto

Kasvissyönti on tämän päivän trendi, mikä näkyy viimeisen vuosikymmenen aikana lisääntyneestä kasviperäisten elintarvikkeiden määrästä sekä kasvissyöntiin ja vegaaniuteen liittyvästä uutisoinnin paljoudesta.¹ Kasvissyönti tarkoittaa yleisesti sitä, että lihatuotteita vältetään ja proteiinin lähteinä käytetään palkokasveja, pähkinöitä sekä viljatuotteita. Hedelmien ja vihannesten määrä ruokavali- ossa on yleensä suurempi kuin lihansyöjillä. Maidon sijaan kasvissyöjät käyttävät vaihtoehtoisia kasvisperäisiä juomia, kuten soija- ja kaurajuomia.^1,2 Kasvissyöjien tarkkaa lukumäärää on vaikea kartoittaa, mutta maailmalla kasvissyöntiä harjoittavia henkilöitä ajatellaan olevan vähemmän kuin 10 % maan väestöstä.³ Tämä tieto on maakohtainen ja toisissa maissa luku voi olla suurempi ja toi- sissa huomattavasti pienempikin. Suomessa aikuisten kasvissyöjien määrä on vuoden 2016 tutki- muksen mukaan ollut 4,1 %, mistä vegaanien määrä noin 1 %.⁴

Kasvissyönti on siis yleistynyt ja erilaisia kasvissyöntiin liittyviä ruokavalioita on paljon. Vaihtoeh- toina ovat semi-vegetaristi, pesco-vegetaristi, lakto-ovo-vegetaristi, ovo-vegetaristi, lakto- vegetaristi ja vegaani. Nämä eri etuliitteet, jotka vegetaristi sanan eteen on liitetty viittaavat siihen, mitä eri ruoka-aineita henkilö voi syödä, vaikka noudattaa muuten vegetaristista ruokavaliota. Se- mi-vegetaristi syö lihaa, kalaa tai siipikarjan tuotteita silloin tällöin, kun taas pesco-vegetaristi ei syö lihaa eikä siipikarjaa, mutta syö kalaa. Lakto-ovo-vegetaristi ei syö mitään lihatuotteita, mutta voi käyttää maitotuotteita ja syödä kananmunia. Tästä muunnoksena ovat ovo-vegetaristi ja lakto- vegetaristi, mistä ensimmäinen ei syö lihatuotteita eikä käytä maitotuotteita, mutta syö kananmunia.

Näistä jälkimmäinen ei syö lihatuotteita eikä kananmunia, mutta voi käyttää maitotuotteita. Vegaani on näistä ruokavalioista kaikista tiukin. Vegaaniruokavaliossa ihminen välttää kaikkia eläinperäisiä ruokia.^2,5,6,7

Kasvissyönnin ja vegaaniuden suosion noususta johtuen näihin ruokavalioihin liittyviä tutkimuksia löytyy paljon. Tutkimusten mukaan kasvissyöjät ja vegaanit ovat useimmiten naisia.^7-10 Tutkimuk- siin osallistuneet kasvissyöjät ja vegaanit ovat keski-iältään 30-40-vuotiaita.^8,9 Kasvissyöjät ja eri- tyisesti vegaanit ovat tutkimusten mukaan myös paremmin koulutettuja.^7,11 Kasvissyöntiä ja ve- gaaniruokavaliota noudattavilla henkilöillä on monenlaisia syitä, minkä vuoksi he ovat alkaneet noudattaa kyseistä ruokavaliota. Näihin syihin lukeutuvat eettiset ja ekologiset syyt, terveyshuolet, filosofiset syyt, taloudelliset syyt ja perheen vaikutus.² Eläinten hyvinvointiin ja ruuan turvallisuu- teen liittyvät kysymykset, kuten antibioottien ja kasvuhormonien käyttäminen lihataloudessa, kuu-

2

luvat näihin eettisiin syihin.^2,12 Filosofisiin syihin liittyvät esimerkiksi tiettyjen uskontojen harjoit- taminen², missä kielletään jonkin eläimen lihan syönti. Nuorilla kasvissyöjillä syyt ruokavalionsa noudattamiseen ovat ennemmin ideologisia ja eettisiä kuin terveydellisiä.^10,13

Tämän tutkielman tarkoituksena on perehtyä eri ruokavalioiden makro- ja mikroravintoaineiden saantiin liittyviin tutkimuksiin ja koota niiden pohjalta tiivis ja informatiivinen kooste vegaaniruo- kavaliosta. Tutkielmassa painotetaan erityisesti niitä ravintoaineita, jotka jäävät tutkimusten mu- kaan vegaaniruokavaliossa vähäiselle tai minimaaliselle saannille. Tavoitteena on tarkastella ravin- toaineiden kemiallista rakennetta ja biokemiallista roolia ihmiskehossa. Kemiallisen ja biokemialli- sen tarkastelun lisäksi käydään läpi minkälaisia oireita näiden tiettyjen ravintoaineiden puutetilat ihmiskehossa aiheuttavat ja mitä ihmisten, jotka noudattavat vegaaniruokavaliota, tulisi ottaa huo- mioon. Lopuksi tutkielmassa käydään läpi myös, mitä hyötyä vegaaniruokavaliosta on ihmiselle.

2. Kemiallinen katsaus vegaaniruokavalioon

Seuraavassa osiossa tarkastellaan ravintoaineita, joita vegaanit saavat tutkimusten mukaan vähem- män kuin muita ruokavalioita noudattavat henkilöt. Nämä ravintoaineet, B12- ja D-vitamiini, kalsi- um, rauta, sinkki, jodi ja n-3-rasvahapot, on valittu sen mukaan, mitkä ovat painottuneet eniten mo- nissa eri tutkimuksissa. Myös kirjoittajan oma mielenkiinto kyseisiä ravintoaineita kohtaan on ollut osasyy, miksi juuri kyseiset ravintoaineet päätyivät osaksi tutkielmaa. Viimeisenä osiona käydään vielä läpi vegaaniruokavaliosta saatavat mahdolliset hyödyt.

2.1. Yleisimmät ravintoainepuutokset vegaaniruokavaliossa

Tutkimusten mukaan B12- ja D-vitamiini ovat vitamiineista yleisimmät, mitä vegaanit saavat vähi- ten tai vähemmän kuin muita ruokavalioita noudattavat henkilöt.4,8,9,11,13-15 Kalsium, rauta, sinkki, jodi ja n-3-rasvahapot ovat yleisimpiä ravintoaineita, mitä vegaanit saavat vähiten tai vähemmän kuin muita ruokavalioita noudattavat henkilöt.4,8,9,11,13-15 Seuraavaksi näitä vitamiineja ja ravintoai- neita käsitellään erikseen käymällä läpi niiden kemialliset rakenteet, biokemiallinen osallistuminen kehon toimintoihin sekä mitä erilaisia terveydellisiä haittoja näiden vitamiinien ja ravintoaineiden puutetilat voivat ihmiselle aiheuttaa.

3 2.1.1. B12-vitamiini

B12-vitamiini tunnetaan nimellä kobalamiini. Se on vesiliukoinen vitamiini², jota ihminen tarvitsee elääkseen. Se on rakenteeltaan hyvin monimutkainen.¹⁶ Kuvassa 1 on B12-vitamiinin kob(III)alamiinin (C62H88CoN13O14PR) kemiallinen rakenne.¹⁷ B12-vitamiinissa on keskusatomina koboltti, joka voi muodostaa neljästä kuuteen sidosta, joista neljällä sidoksella se sitoutuu aina typ- piatomeihin. Tämän lisäksi kuvan 1 koboltti muodostaa sidoksen emäkseen, 5,6- dimetyylibentsimidatsoliin, ja kobolttiin voi olla liittyneenä joku ryhmä R, kuten metyyli-, adenosyyli- tai syanoryhmä.^16,18 Kuvan 1 kob(III)alamiini muodostaa siis kuusi sidosta ympärillä oleviin atomeihin. B12-vitamiinin muoto, joka muodostaa viisi sidosta muihin atomeihin, on kob(II)alamiini, ja muoto, joka muodostaa neljä sidosta muihin atomeihin, on kob(I)alamiini.¹⁶ B12-vitamiinin rakenne yleisesti koostuu koboltista, riboosista, fosfaatista ja emäksestä, 5,6- dimetyylibentsimidatsolista.

Kuva 1. B12-vitamiinin kob(III)alamiinin kemiallinen rakenne.¹⁷

B12-vitamiinin määrä kasvipohjaisessa ruokavaliossa on vähäistä², minkä vuoksi vegaaneilla on suurempi riski saada B12-vitamiinin puutetila kuin kaikkiruokaisella henkilöllä. B12-vitamiinia saadaan pääosin lihasta sekä maitotuotteista ja kananmunista.^2,12,19 Tästä syystä kasvissyöjien, kuten lacto-ovo-vegetaristien, on todettu saavan keskiarvona hieman enemmän B12-vitamiinia kuin ve- gaanien.⁷ Tutkimustulosten mukaan vegaanit saivat keskiarvona vähiten B12-vitamiinia verrattuna

4

sekasyöjiin ja muihin kasvissyöjiin.4,8,11,13,14,20 Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että kaikilla tutkimuk- siin osallistuneilla vegaaneilla olisi ollut B12-vitamiinin puutetila, sillä osa sai tarvittavan määrän B12-vitamiinia suositusten mukaisesti.^4,11,20 Näistä tutkimustuloksista voidaan päätellä, että vegaa- neilla on suurempi riski saada B12-vitamiinin puutetila kuin muilla kasvissyöjillä ja sekasyöjillä.

B12-vitamiinia tarvitaan kehossa esimerkiksi entsyymien toimintaan eli se toimii kofaktorina. Seu- raavat kaksi entsyymiä, metioniinisyntaasi ja L-metyylimalonyylikoentsyymi-A-mutaasi, tarvitsevat B12-vitamiinin toimiakseen. Näiden entsyymien katalysoimat reaktiot tapahtuvat solussa.^16,18,21 B12-vitamiinia on tarpeellista saada verisolujen normaaliin muodostumiseen ja kehon neurologisiin toimintoihin.¹⁸ Useiden tutkimusten mukaan on todettu, että ihmisillä, joilla B12-vitamiinin saanti on ollut vähäistä, on ollut korkeammat tasot homokysteiiniä veressä.^20-22 Erityisesti tämä koskee vegaaneja, joilla on todettu olevan matalampi B12-vitamiinin saanti kuin muilla kasvissyöjillä ja kaikkiruokaisilla.^4,8,11,20

B12-vitamiinin tärkeys solunsisäisissä reaktioissa on merkittävä. Näistä B12-vitamiinin tehtävistä käydään läpi kaksi reaktiota, joista toista aktivoi entsyymi metioniinisyntaasi ja toista entsyymi L- metyylimalonyylikoentsyymi-A-mutaasi. B12-vitamiini toimii näissä reaktioissa kofaktorina. Tämä tarkoittaa sitä, että tietyt entsyymit tarvitsevat B12-vitamiinia tai jotain sen johdannaista toimiak- seen. Käsitellään ensiksi reaktio, jonka entsyyminä toimii metioniinisyntaasi. Metioniinisyntaasi tarvitsee toimiakseen B12-vitamiinista muodon metyylikobalamiini.16,18,21,22 Tämä reaktio tapahtuu solun sytosolissa eli solulimassa.^16,21 Kyseinen reaktio on esitetty kuvassa 2.²³ Kuvan 2 reaktiossa homokysteiinistä (C4H9NO2S) ja 5-metyylitetrahydrofolaatista (C20H25N7O6) muodostuu tetrahyd- rofolaattia (C19H23N7O6) ja metioniinia (C5H11NO2S). Tämä tapahtuu siten, että B12-vitamiinin pelkistetyin ja reaktiivisin muoto kob(I)alamiini sitoo metyyliryhmän itseensä reaktion lähtöainees- ta 5-metyylitetrahydrofolaatista, minkä jälkeen se luovuttaa metyyliryhmän homokysteiinille, jol- loin muodostuu metioniinia.^16,22,24

Kuva 2. Metioniinisyntaasin aktivoima reaktio.²³

5

B12-vitamiinin kob(I)alamiinin reaktiivisuuden vuoksi se hapettuu helposti muodostaen kob(II)alamiinia.²⁴ Tämä hapettunut kobalamiinin muoto on ei-aktiivinen ja voidaan uudestaan ak- tivoida metioniinisyntaasireduktaasilla.^16,24 Tämä tapahtuu kuvan 3 reaktiolla.²⁵ Tässä reaktiossa S- adenosyyli-L-metioniini luovuttaa metyyliryhmän, jolloin syntyy metioniinisyntaasissa tarvittavaa kob(I)alamiinia.^16,25 Kyseisessä reaktiossa lähtöaineina ovat S-adenosyyli-L-metioniini (C15H22N6O5S), metioniinisyntaasissa käytetyn kob(I)alamiinin hapettunut muoto kob(II)alamiini, pelkistynyt nikotiiniamidiadeniinidinukleotidifosfaatti (C21H30N7O17P3, NADPH) sekä vetyioni (H⁺). Reaktion lopputuotteita ovat nikotiiniamidiadeniinidinukleotidifosfaatti (C21H29N7O17P3, NADP⁺) metioniinisyntaasisssa tarvittava kob(I)alamiini sekä S-adenosyyli-L-homokysteiini (C14H20N6O5S).

Kuva 3. Reaktio, joka aktivoidaan metioniinisyntaasireduktaasilla.²⁵

6

Toinen reaktio, jossa tarvitaan B12-vitamiinin johdannaista kofaktorina, on entsyymin L- metyylimalonyylikoentsyymi-A-mutaasin katalysoima reaktio. Tässä reaktiossa kofaktorina toimii adenosyylikobalamiini. Kyseinen reaktio tapahtuu solun mitokondriossa.^16,21 Reaktio on esitetty kuvassa 4.²⁶ Reaktiossa L-metyylimalonyylikoentsyymi-A (C25H40N7O19P3S) muunnetaan sukki- nyylikoentsyymi-A:ksi (C25H40N7O19P3S).¹⁶ Reaktiotuote sukkinyylikoentsyymi-A on tärkeä kofak- tori sitruunahappokierrossa. Tämä reaktio on välivaiheineen monimutkainen, joten se on esitetty yksinkertaistettuna kuvassa 4. Tähän reaktioon kuuluisi välivaiheita, joihin kuuluisi mm. kofaktori- na toimivan adenosyylikobalamiinin homolyyttinen fissio ja erilaisten radikaalien muodostusreakti- oita.²⁷

Kuva 4. Reaktio, joka aktivoidaan L-metyylimalonyylikoentsyymi-A-mutaasilla.²⁶

B12-vitamiini ja sen johdannaiset ovat osana monissa muissakin kemiallisissa reaktioissa, joita ih- miskehossa tapahtuu. Tämän vuoksi on merkittävää, että ihminen saa tarpeeksi tätä ihmiskeholle tarpeellista vitamiinia. Vegaanien tapauksessa tutkimustulokset näyttivät, että osalla vegaaneista oli B12-vitamiinin puutostila siitä huolimatta, että he käyttivät B12-vitamiinin ravintolisää.⁴ B12- vitamiinin puutostila voi ilmetä näivetysveritautina¹⁸, homokysteiinin määrän nousuna veressä^19-22, megaloblastisena anemiana^2,12 hyperhomokysteinemiana²² ja väsyneisyytenä². B12-vitamiinin puu- tetila ei välttämättä näy heti olotilassa ja voi jäädä huomaamatta.² Puutostilan oireet ovat siis ane- mian eri muotoja ja liittyvät hermoston toimintaan. Tämän vitamiinin ravintolisää mainostetaan erityisesti iäkkäämmälle väestölle muistin tueksi, mutta myös vegaanien tulisi ottaa huomioon se, että he saavat tarvittavan määrän B12-vitamiinia. Tämän vuoksi vegaanien olisi tärkeää syödä ra- vintolisää, joka sisältää tätä vitamiinia.^4,14,21

7 2.1.2. D-vitamiini

D-vitamiini eli kalsiferoli luokitellaan rasvaliukoisiin vitamiineihin² ja se sisältää rasvaliukoisen sekosteroidin.²⁸ Se ei kuitenkaan ole vitamiini kuten sen nimi antaa ymmärtää, vaan se on esihor- moni.²⁸ Sitä esiintyy luonnossa kahdessa muodossa D2- ja D3-vitamiinina.^2,28-30 D2-vitamiinia (C28H44O) eli ergokalsiferolia löytyy kasviperäisistä ruoka-aineista kuten sienistä ja ihminen val- mistaa sitä teollisesti, kun taas D3-vitamiinia (C27H44O) eli kolekalsiferolia löytyy eläinperäisistä ruoka-aineista kuten lihasta ja erityisesti kalasta. Molempia D-vitamiinin muotoja lisätään myös ruoka-aineisiin, jotta D-vitamiinin saantisuositukset täyttyisivät.^2,28,29 D2- ja D3-vitamiinien raken- teet on esitetty kuvassa 5.^31,32 D2-vitamiini eroaa kemialliselta rakenteeltaan hieman D3-vitamiinista.

D2-vitamiinin rakenteessa on yksi kaksoissidos ja yksi metyyliryhmä enemmän kuin D3-vitamiinin rakenteessa. Nämä kyseiset eroavaisuudet on ympyröity kuvassa 5.

Kuva 5. (a) D2- ja (b) D3-vitamiinien kemialliset rakenteet.^31,32

D-vitamiini on siitä erikoinen vitamiini, että keho voi itse tuottaa sitä auringon valon avulla. Tämä valmistus tapahtuu ihmisen ihossa 7-dehydrokolesterolista (C27H44O), joka muuntuu auringon ult- raviolettivalon, UVB:n, vaikutuksesta pre-D3-vitamiiniksi (C27H44O). Tämän jälkeen tapahtuu läm- pöherkkä reaktio, jossa pre-D3-vitamiini isomeroituu D3-vitamiiniksi.^28-30,33 Kyseinen D3-vitamiinin valmistusreaktio on esitetty kuvassa 6.29,32,34,35

8

Kuva 6. D3-vitamiinin valmistusreaktio.29,32,34,35

D-vitamiini on biologisesti ei-aktiivinen sen D2- ja D3-muodoissa. Nämä D-vitamiinin eri muodot käyvät läpi kaksi eri prosessia, joiden jälkeen ne ovat biologisesti aktiivisia. Nämä kaksi prosessia ovat entsymaattisia hydroksylaatioreaktioita. On todettu, että D2- ja D3-vitamiini käyvät läpi nämä samat entsymaattiset reaktiot aktivoituakseen, joten reaktiot voidaan käsitellä puhumalla D- vitamiinista.^28,30 D-vitamiini ei kierrä D2- tai D3-muotonaan pitkään verenkierrossa, joten se varas- toidaan nopeasti rasvakudokseen tai muokattavaksi maksaan.³⁰ Ensimmäinen D-vitamiinin muok- kausreaktio tapahtuu 25-hydroksylaasientsyymin katalysoimana maksan mitokondriossa, missä D- vitamiinista muodostuu 25-hydroksi-D-vitamiinia eli kalsidiolia (C27H44O2). Kalsidioli on D- vitamiinin muodoista se, joka kiertää eniten verenkierrossa. Kalsidioli käy läpi toisen reaktion, mis- sä D-vitamiini saa biologisesti aktiivisen muodon, munuaisen mitokondriossa. Siellä 1α- hydroksylaasientsyymi katalysoi reaktiota, jossa kalsidiolista muodostuu 1α,25-dihydroksi-D- vitamiinia eli kalsitriolia (C27H44O3).^28-30,33 Tämä D-vitamiinin aktivoitumisreaktio D3-vitamiinille on esitetty kuvassa 7.30,32,33,36,37 D-vitamiini, kalsidioli ja kalsitrioli kulkeutuvat verenkierrossa D- vitamiinin sitojaproteiiniin liittyneinä, kun ne siirretään kohdesoluun. Kohdesolussa jokin D- vitamiinin aktiivisista muodoista liittyy D-vitamiinireseptoriin. Tämä liittyminen saa aikaan tapah- tumien sarjan, jonka avulla pidetään yllä esimerkiksi kalsium- ja fosfaattitasapainoa.²⁸

Kuva 7. D₃-vitamiinin muokkaus biologisesti aktiiviseen muotoon, kalsitrioliksi.30,32,33,36,37

9

D-vitamiini siis toimii kehossa kalsium- ja fosfaattitasapainon säätelijänä. Tämä tapahtuu yhdessä parathormonin eli lisäkilpirauhashormonin kanssa. D-vitamiinin muodoista kalsitrioli on se, joka toimii tässä kehon kalsium- ja fosfaattitasapainon säätelyssä. Tämän tasapainon säätely on tärkeää luun mineralisoinnissa. Plasman normaalit kalsium tasot ovat myös edellytys hermostolliselle toi- minnalle, hormonaaliselle erittämiselle ja vasodilataatiolle.²⁸ Kalsiumin ja fosfaatin säätelyssä kalsi- trioli stimuloi kalsiumin ja fosfaatin imeytymistä suolistoon. Kalsitriolilla yhdessä parathormonin kanssa on myös tärkeä tehtävä, kun kalsiumia siirretään luusta verenkiertoon. Tämän lisäksi kalsi- trioli ja parathormoni auttavat kalsiumin uudelleen imeytymisessä munuaisiin.^28,30,33

Vegaaniruokavalioon liittyen on tarkasteltu vegaanien D-vitamiinin saantia ruoasta. Tutkimustulos- ten mukaan vegaanit saivat D-vitamiinia ruokavaliostaan keskimäärin vähemmän kuin muut, kuten kasvissyöjät tai sekasyöjät. Yleisesti vegaanit saivat keskiarvona vähiten D-vitamiinia ruoasta ver- rattuna muihin kohderyhmiin.4,8,9,11,13,14,38 Tämä selittyy sillä, että vegaanien ruokavalioon ei kuulu D3-vitamiinia sisältäviä ruoka-aineita, kuten kala tai kananmunat.² Nykyään D-vitamiinia on kui- tenkin lisätty eri ruoka-aineisiin, mikä edesauttaa D-vitamiinin saantia ruuasta.^2,28,29 D-vitamiinia on lisätty esimerkiksi maitotuotteisiin Suomessa.³⁹ Tämä ei kuitenkaan auta vegaaneja saamaan ruoasta D-vitamiinia, koska vegaanit eivät syö mitään eläinperäistä ruokaa.² Onneksi myös osaan vegaa- neille soveltuvista maidon korvikkeista, kuten kaura- ja soijajuomiin, on lisätty D-vitamiinia, mikä helpottaa vegaanien D-vitamiinin saantia.³⁹

Erityistä huolta vähäisestä D-vitamiinin saannista vegaanien kohdalla aiheuttaa mahdollinen D- vitamiinin puutetila, josta voi seurata vakaviakin oireita. Näitä puutetiloista aiheutuvia sairauksia ovat esimerkiksi lapsille kehittyvä riisitauti ja aikuisille kehittyvä osteomalasia.^2,28,29 D-vitamiinin puutetilalla onkin paljon vaikutuksia luun terveyteen. Erään tutkimuksen mukaan vähäisellä D- vitamiinin saannilla on yhteys luun tiheyteen, kun tarkastellaan asiaa pitkällä aikavälillä.³⁸ Toinen asia, mikä vegaanien tulisi ottaa huomioon suunnitellessaan ruokavaliotaan, on kesän ja talven vai- kutus D-vitamiinin saantiin. D-vitamiinin puutetilan mahdollisuus on tutkimusten mukaan selvästi suurempi talvikuukausina kuin kesäkuukausina, koska auringon valoa ei ole saatavilla talvikuukau- sina yhtä paljon kuin kesällä.^38,40 Tutkimusten mukaan vegaanit saivat huomattavasti vähemmän D- vitamiinia talvikuukausina kuin kesäkuukausina.^38,40 Vegaanien tulisikin ottaa tämä asia huomioon ruokavalintoja tehdessään.

10

Vegaanien on hankala saada D-vitamiinia ruokavaliostaan, koska kasviperäisissä ruoka-aineissa on vähän tai ei ollenkaan D-vitamiinia.² Siksi onkin hyvä, että on olemassa vegaaneille soveltuvia ruo- ka-aineita, joihin on lisätty D-vitamiinia.³⁹ Tämä D-vitamiini, jota vegaanit suosivat, on D2- vitamiini.^2,41 D2-vitamiini on joidenkin tutkimusten mukaan todettu olevan huonommin imeyty- vämpää kuin eläinperäisestä ruuasta saatava D3-vitamiini.^2,42 Toisten tutkimusten mukaan D2- ja D3- vitamiini toimivat kehossa samalla tavalla ja yhtä tehokkaasti ainakin, kun puhutaan pienistä annok- sista D-vitamiinia.²⁸ Olisikin ensiluokkaisen tärkeää saada lisätietoa näiden D-vitamiinin eri muoto- jen imeytyvyydestä ja siitä, onko väliä kumpaa D-vitamiinin muotoa ihminen nauttii saavuttaakseen suositellun päivittäissaannin.

Vegaanien onkin syytä kiinnittää huomiota D-vitamiinin saantiin, koska ei ole varmuutta siitä, toi- miiko D2-vitamiini kehossa yhtä tehokkaasti kuin D3-vitamiini. Tämän lisäksi vegaanien olisi hyvä ottaa huomioon D-vitamiinin riittävä saanti erityisesti talvikuukausina, jolloin Suomessa ei saada riittävästi auringon valoa eikä iho altistu UVB-säteilylle tarpeeksi, jotta iho voisi tuottaa tarvittavan määrä D3-vitamiinia.³⁸ Tämän vuoksi olisikin tärkeää, että vegaanit käyttäisivät tuotteita, joihin on lisätty D-vitamiinia tai ravintolisiä, jotta he saisivat riittävän määrän D-vitamiinia kehon tarpeellisil- le toiminnoille.^2,13

2.1.3. Kalsium, Ca

Kalsium, Ca, on alkuaine, jonka järjestysluku on 20. Se kuuluu maa-alkalimetalleihin, ryhmään 2.⁴³ Sen elektronikonfiguraatio on 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s².⁴⁴ Kalsium esiintyy luonnossa enimmäkseen suo- loina esimerkiksi sulfaatteina ja karbonaatteina.⁴³ Melkein kaikki ihmiskehon kalsiumista on luissa kalsiumhydroksiapatiittina (Ca10[PO4]6[OH]9).²⁸ Kalsiumia esiintyy kehossa myös kalsiumioneina, Ca²⁺.^28,43,45 Ihminen saa kalsiumia enimmäkseen maitotuotteista, mutta kalsiumia on myös kasvipe- räisissä ruoka-aineissa kuten vihreissä vihanneksissa, palkokasveissa ja viljoissa. Lisäksi kalsiumia saa esimerkiksi tofusta, lihasta ja kalasta.^2,28,41 Kalsium imeytyy huonosti kasviperäisestä ruokavali- osta.^11,38 Liiallisen ravintokuitujen määrän nauttiminen, fytiinihappo ja oksaalihappo voivat häiritä kalsiumin imeytymistä.^11,46 Kalsiumia on kuitenkin lisätty erilaisiin maidon korvikkeisiin kuten soija- ja kaurajuomiin, mikä auttaa vegaaneja saavuttamaan päivittäisen kalsiumannoksen.⁴⁷

Kehon kalsiumtasapainon säätelyä käsiteltiin jo D-vitamiinista kertovassa osiossa 2.1.2.. Kalsium- tasapainon säätelystä vastaa D-vitamiinin aktiivinen muoto kalsitrioli yhdessä parathormonin kans- sa.²⁸ Kalsium on tärkeä luuston rakennusaine ja kehossa on monia erilaisia toimintoja, jotka ovat

11

riippuvaisia kalsiumista. Ihminen siis tarvitsee liikkumiseen vahvan luuston. Luustossa on paljon mineraaleja, minkä vuoksi se on tärkeä kehon mineraalitasapainon kannalta. Kalsium on myös olennainen osa solujen sisäistä viestintää kaikkialla kehossa, lihasten ja hermoston toiminnassa, hormonien erityksessä, suonten supistumisessa ja vasodilataatiossa sekä solujen uusiutumisessa ja lisääntymisessä.^28,45

Käsitellään seuraavaksi kaksi sellaista reaktiota, jotka tarvitsevat kalsiumionin tapahtuakseen. En- simmäinen reaktio on tärkeä sileän lihaskudoksen supistumisen kannalta ja reaktion entsyyminä toimii myosiinin kevytketjun kinaasi. Tämän entsyymin toiminta riippuu kahdesta elementistä, kal- siumionista ja kalmoduliinista. Myosiinin kevytketjun kinaasin katalysoimassa reaktiossa tapahtuu myosiinin kevytketjun fosforylaatio.^48,49 Tämä reaktio on esitetty kuvassa 8.⁵⁰ Reaktio tapahtuu siten, että kalsiumioneja sitoututuu kalmoduliiniin, jolloin kalmoduliini reagoi myosiinin kevytket- jun kinaasin kanssa aktivoimalla kinaasin. Aktivoitu kinaasi saa aikaan kuvan 8 mukaisen fosfory- laatioreaktion. Kalsium siis toimii kofaktorina kyseiselle reaktiolle.^48,49 Reaktiossa lähtöaineina ovat adenosiinitrifosfaatti (C10H16N5O13P3, ATP) ja myosiinin kevytketju. Reaktion lopputuotteiksi saa- daan adenosiinidifosfaattia (C10H15N5O10P2, ADP)sekä myosiinin kevytketjun fosfaatti.⁵⁰

Kuva 8. Myosiinin kevytketjun kinaasin katalysoima myosiinin kevytketjun fosforylaatioreaktio.⁵⁰

Toinen entsyymi, joka tarvitsee kalsiumionin kofaktorikseen, on fosfolipaasi C. Tämän entsyymin katalysoima reaktio on esitetty kuvassa 9.⁵¹ Yksinkertaistettuna reaktiossa tapahtuu fosfatidyyli- inositoli-4,5-bisfosfaatin (PIP2) hydrolyysireaktio.⁵² Lähtöaineina ovat siis fosfatidyyli-inositoli- 4,5-bisfosfaatti ja vesi. Reaktiossa muodostuu inositolitrisfosfaattia (C6H15O15P3, IP3) ja diasyyli- glyserolia (DAG).⁵¹ Inositolitrisfosfaatti ja diasyyliglyseroli ovat molemmat tärkeitä yhdisteitä solu- jen toimintojen kannalta.⁵² Inositolitrisfosfaatti toimii viestinvälittäjänä solunsisäisessä kalsium-

12

kanavien säätelyssä ja diasyyliglyseroli aktivoi solussa entsyymin proteiinikinaasi C. Täten inosito- litrisfosfaatilla on myös tärkeä osa solujen toiminnoissa kuten immuunipuolustuksessa ja geenieks- pressiossa.⁵³

Kuva 9. Fosfolipaasi C -entsyymin katalysoima fosfatidyyli-inositoli-4,5-bisfosfaatin hydrolyysireaktio.⁵¹

Yllä olevien tietojen perusteella kalsiumin saanti on ihmiskeholle välttämätöntä. Kun tutkittiin ve- gaanien kalsiumin saantia heidän ruokavaliostaan, todettiin, että vegaanit saivat muita vertailuryh- miä vähemmän kalsiumia.8,9,11,13-15 Näitä muita vertailuryhmiä olivat sekasyöjät eli henkilöt, jotka söivät kaikenlaista ruokaa ja muut kasvissyöjät. Näihin tutkimustuloksiin vedoten voidaan todeta, että vegaaneilla voi olla suurempi taipumus altistua kalsiumin puutetilalle kuin muita ruokavalioita noudattavilla henkilöillä. Kalsiumin puutetila voi aiheuttaa seuraavia oireita: lihaskramppeja, kynsi- en lohkeilua, ihon kuivumista, voimakkaampia PMS-oireita ja luiden murtumista.⁴³ Pitkittynyt kal- siumin puutetila voi aiheuttaa samoja oireita kuin D-vitamiinin puutetila. Tämä johtuu siitä, että D- vitamiini on tärkeä osa kehon kalsiumtasapainoa. Nämä samat oireet ovat lapsilla havaittu riisitauti ja aikuisilla havaittu osteomalasia.²⁸ Hypokalsemia aiheutuu veren alhaisesta kalsiumtasosta. Se voi pitkittyneenä johtaa luiden ohentumiseen ja osteoporoosiin.⁴³

Näiden tietojen perusteella voidaan todeta, että vegaanien kannattaa kiinnittää huomiota kalsiumin saantiin. Vegaaniruokavaliota noudattamalla voi kuitenkin saada tarvittavan päivittäisen määrän kalsiumia, kunhan suunnittelee ruokavalion siten, että se sisältää tarpeeksi kalsiumia sisältäviä ruo- ka-aineita ja ruoka-aineita, joihin sitä on lisätty.^2,41 Huomiota tulee kiinnittää myös niihin ruoka- aineisiin, jotka voivat häiritä kalsiumin imeytymistä. Näitä ruoka-aineita ovat ravintokuidut ja fy- tiinihappoa sisältävät ruoka-aineet kuten täysjyvätuotteet ja palkokasvit.⁵⁴ Jos kuitenkin käy niin, että keho ei saa tarpeeksi kalsiumia, voi olla hyvä käyttää lisäravinteita päivittäisen kalsiummäärän saavuttamisen tueksi.^2,55

13 2.1.4. Rauta, Fe

Rauta, Fe, on alkuaine, jonka järjestysluku on 26. Se sijaitsee jaksollisessa järjestelmässä keskellä ja kuuluu siirtymämetalleihin, ryhmään 8. Sen elektronikonfiguraatio on 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s².⁴⁴ Raudan yleisimmät hapetusluvut ovat +II ja +III, mutta ne voivat vaihdella -II:sta +VI:een. Ylei- simmät ligandit yhdisteille, joissa rauta toimii keskusatomina, ovat happi-, typpi- ja rikkiatomit.⁵⁶ Rauta on ihmiskeholle välttämätön hivenaine. Ihminen saa rautaa ruoasta kahdessa eri muodossa, jotka ovat hemirauta ja ei-hemirauta. Hemirautaa ihminen saa lihatuotteista ja kalasta, kun taas ei- hemirautaa ihminen saa kasviperäisistä ruoka-aineista sekä maitotuotteista.2,5,54,56,57 Hemirauta kuu- luu hemiproteiineihin, joihin kuuluvat hemoglobiini, myoglobiini sekä sytokromit.⁵⁶ Hemin rakenne on esitetty kuvassa 10.⁵⁸ Hemin rakenne koostuu raudasta, joka toimii keskusatomina. Rautaan on liittyneenä porfiinirengas, johon on liittyneenä monenlaisia sivuketjuja.⁵⁶

Kuva 10. Hemin kemiallinen rakenne.⁵⁸

Ei-hemirauta päätyy ihmiskehoon pääsääntöisesti erilaisina rautasuoloina. Nämä rautasuolat tulee muuttaa kehossa liukeneviksi muodoiksi, jotta ne voivat imeytyä.⁵⁶ Ei-hemiraudan rautasuolat ovat yleensä rauta(II)- tai rauta(III)yhdisteitä. Näistä yhdisteistä rauta(II)yhdisteet voivat imeytyä ohut- suolesta. Rauta(III)yhdisteet täytyy pelkistää rauta(II)yhdisteiksi ennen imeytymistä. Tämä pelkis- tys voidaan tehdä esimerkiksi sytokromi b reduktaasilla. Tämän jälkeen pelkistetty rautayhdiste siirretään pohjukaissuolen solun sisään rauta(II)yhdisteen siirtimellä, minkä jälkeen rauta(II) voi- daan käyttää hyödyksi kehon eri toimintoihin. Siitä voidaan valmistaa hemimolekyylejä, sitä voi- daan varastoida ferritiininä tai sitä voidaan kuljettaa kehossa paikkaan, missä sille on tarvetta.^56,59

14

Ihmiskeho tarvitsee rautaa mm. DNA- ja entsyymisynteesiin, hapen kuljetukseen ja immuunipuo- lustukseen.^57,60 Raudan tarve selittyy sillä, että ihmiskehossa on paljon erilaisia proteiineja, joiden osana on rautaa. Näitä proteiineja ovat esimerkiksi hemiproteiinit, rauta-rikki-entsyymit ja proteiinit raudan varastointiin sekä kuljetukseen. Hemiproteiineista hemoglobiini on vastuussa hapen kulje- tuksesta kehossa. Happi liittyy porfiinirenkaaseen ja kulkeutuu tarvittavaan paikkaan. Myoglobiini on toinen hemiproteiini. Se osallistuu myös hapen kuljetukseen kehossa. Myoglobiini on lihassolu- jen solulimassa ja se nostaa hapen diffuusiotasoa solussa. Sytokromit ovat kolmas hemiproteiinei- hin kuuluva ryhmä. Sytokromit voivat auttaa raudan pelkistämisessä.⁵⁶ Rauta-rikki-proteiineja tarvi- taan entsyymiaktiivisuudessa, proteiinien säätelyssä ja translaatiossa. Rauta-rikki-proteiinien muo- dostuminen kehossa on monimutkainen prosessi, jota ei käsitellä tässä sen tarkemmin. On kuitenkin hyvä tietää, että tällaisia proteiineja on olemassa ja ne sisältävät esimerkiksi seuraavanlaisia rauta- rikki-klustereita: 2Fe-2S-, 4Fe-4S- ja 3Fe-4S-muotoja.⁶¹ Rauta varastoidaan kehossa ferritiininä tai hemosideriininä. Kaikki ihmiskehon solut voivat toimia rautavarastoina, mutta rautaa varastoidaan pääasiassa maksaan, pernaan ja luuytimeen.^56,59 Rauta kulkeutuu kehossa raudan siirtäjäproteiinien avulla kohdesoluihin. Nämä raudan siirtäjäproteiinit ovat transferriinejä.^56,59

Hemiraudan ja ei-hemiraudan imeytyvyydessä on todettu olevan eroja. Ei-hemiraudan imeytyvyys on tutkimusten mukaan matalampaa kuin hemiraudan. Tämän vuoksi erityisesti vegaanien suositel- laan kiinnittävän huomiota riittävään raudan määrän saantiin ruokavaliostaan.^2,54,56,59 Vegaanien ruokavalio ei sisällä hemirautaa ja tämän vuoksi onkin tärkeää, että vegaanit syövät tarvittavan mää- rän rautapitoisia ruoka-aineita kuten palkokasveja, leipää ja viljatuotteita.⁵⁷ Vegaanien saama ei- hemirauta on herkkä erilaisille imeytymistä parantaville ja estäville tekijöille.^2,5 Imeytymistä paran- tavia tekijöitä ovat C-vitamiini (askorbiinihappo), A-vitamiini (retinoli) ja karotenoidit, kun taas imeytymistä estäviä tekijöitä ovat fytiinihappo, oksaalihappo, tanniini, kalsium, soijaproteiini ja kananmunan keltuainen.2,5,54,59,62,63

Vegaaniruokavalio sisältää paljon vihanneksia ja hedelmiä, jotka ovat hyviä A-vitamiinin, C-vitamiinin ja karoteenien lähteitä.² Tutkimusten mukaan nämä paranta- vat ei-hemiraudan imeytymistä kehossa.⁶³ Toisaalta raudan imeytymistä estävää fytiinihappoa on täysjyvätuotteissa, palkokasveissa, linsseissä ja pähkinöissä. Imeytymistä estävää tanniinia vastaa- vasti on teessä, kahvissa, punaviinissä sekä joissakin vihanneksissa ja mausteissa.⁵⁴ Nämä ruoka- aineet, joissa on ei-hemiraudan imeytymistä estäviä yhdisteitä, ovat myös tärkeä osa vegaaniruoka- valiota.² C-vitamiinin vaikutus ei-hemiraudan imeytymistä parantavana tekijänä perustuu rautake- laatin muodostumiseen.^56,59,62 Kypsentämällä C-vitamiinipitoisia ruoka-aineita voidaan heikentää tai jopa poistaa niiden ei-hemiraudan imeytymistä parantava vaikutus.⁶² Erilaisilla ruuan valmistustek-

15

niikoilla voidaan parantaa fytiinihappopitoisten ruoka-aineiden ei-hemiraudan imeytyvyyden estä- vää vaikutusta eli fytiinihappo muuntuu näissä tapauksissa sellaiseen muotoon, että se ei estä enää niin voimakkaasti ei-hemiraudan imeytymistä.^2,59

Vegaanien vitamiinien ja hivenaineiden saantia on tutkittu monenlaisilla tutkimuksilla. Näiden tut- kimusten mukaan vegaanit saivat rautaa ruoasta keskiarvona enemmän kuin muut tutkittavat ryhmät kuten sekasyöjät.^8,9,14,15 Erään tutkimuksen mukaan vegaanimiehet saivat keskiarvona tarvittavan määrän rautaa ruokavaliostaan.¹¹ Toisen tutkimuksen mukaan vegaaninaiset saivat enemmän rautaa ruokavaliostaan kuin muita ruokavalioita noudattavat naiset.¹³ Kuitenkin tutkimustulokset ovat osoittaneet, että vegaanien rautavarastot ovat matalammat kuin kaikkiruokaisilla henkilöillä.^4,41 Ai- kaisemmin todettiin vegaaniruokavaliosta saatavan ei-hemiraudan olevan huonommin imeytyväm- pää kuin hemiraudan. Tämän vuoksi vegaaniruokavaliota noudattavien henkilöiden suositellaan nauttivan rautaa rautapitoisten ruoka-aineiden tai ravintolisien kanssa 1,8 kertaa enemmän kuin se- kasyöjien.^5,11,14

Jos rautaa ei saa tarpeeksi ruokavaliosta tai ravintolisien avulla, kehoon voi kehittyä raudan puuteti- la. Raudan puutetilan oireita ovat huonontunut fyysisen rasituksen kesto, kognitiivisten toimintojen ja immuunipuolustuksen heikentyminen sekä anemia.^56,57 Kuitenkin täytyy muistaa, että rauta va- rastoituu maksaan, pernaan ja luuytimeen ja sen erittyminen kehosta on vähäistä.⁵⁶ Tämän vuoksi on tärkeää, että ihminen ei saa liikaa rautaa ruokavaliostaan. Jos rautaa kuitenkin saa liikaa ja rauta- tasot kehossa pysyvät korkealla pidemmän aikaa, voi se altistaa kehon esimerkiksi maksa- ja sydän- sairauksille.^59,60

Ottaen kaikki nämä asiat huomioon, on todettu, että raudan saanti ei välttämättä ole ruokavaliosta riippuvainen ongelma, vaan erityisesti niiden naisten ongelma, jotka eivät ole vielä saavuttaneet vaihdevuosia.¹³ Kuitenkin, kun tarkastellaan asiaa laajasti, on todettava, että vegaanien tulisi kiin- nittää ruokavaliossaan huomiota siihen, että he saavat rautaa tarpeeksi joko erilaisten ruoka- aineiden tai lisäravinteiden kautta. Se, tarvitseeko vegaaniruokavaliota noudattava henkilö rautara- vintolisää, on syytä tarkastella jokaisen henkilön kohdalla erikseen.⁵⁴ Vegaaniruokavaliota noudat- tavan henkilön on tärkeää suunnitella ruokavalionsa siten, että hän syö tarpeeksi rautaa ja muistaa ottaa huomioon raudan imeytymistä parantavat ja estävät ruoka-aineet syödessään rautapitoista ruo- kaa.¹⁹

16 2.1.5. Sinkki, Zn

Sinkki, Zn, on alkuaine, jonka järjestysluku on 30, se on metalli ja kuuluu ryhmään 12. Sen elektro- nikonfiguraatio on 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s².⁴⁴ Sinkkiä saadaan monista eri ruoka-aineista kuten lihas- ta, maitotuotteista ja leivästä sekä kasviperäisistä ruoka-aineista esimerkiksi soijatuotteista, palko- kasveista ja pähkinöistä.^2,5 On tutkittu, että kasvissyöjillä kuten vegaaneilla on huonompi sinkin imeytyvyys ruokavaliostaan.^5,54,55 Sinkin imeytyvyyteen vaikuttaa monenlaiset eri tekijät, kuten fytiinihappo, rauta, kalsium, proteiini ja ruoan valmistustavat. Näistä fytiinihappo, rauta ja kalsium voivat heikentää sinkin imeytymistä. Vegaaniruokavalio sisältää suuren määrän sellaisia ruoka- aineita, jotka sisältävät paljon fytiinihappoa. Näistä ruoka-aineista esimerkkinä palkokasvit, pähki- nät ja viljat.^5,41,54-56 Fytiinihappo sitoo sinkkiä ja tämän vuoksi erityisesti vegaaneilla sinkin imeyty- vyyden on todettu olevan heikompaa kuin sekasyöjillä.^41,64 Proteiinin ja tiettyjen ruoan valmistusta- pojen on tutkittu lisäävän sinkin imeytymistä kehossa. Tämä selittyy sillä, että palkokasvien ja vil- jojen liottaminen ja idättäminen vähentää fytiinihapon kykyä sitoa sinkkiä. Tällöin sinkin imeyty- vyys kehossa kasvaa.^5,56

Suurin osa sinkistä löytyy luusta ja luustolihaksista.⁵⁶ Sitä löytyy kehosta sen ionimuodossa, Zn²⁺, tai sitoutuneena erilaisiin proteiineihin.⁶⁵ Sinkki toimii kehossa monin eri tavoin. Se voi toimia ka- talyyttinä kehossa tapahtuville eri reaktioille, olla osana esimerkiksi jonkun proteiinin tai entsyymin rakennetta tai se voi toimia säätelevänä tekijänä jollekin kehon toiminnolle.^56,66 Sinkki voi siis olla osa jotain proteiinia. Tällaisilla proteiineilla on usein ns. sinkkisormirakenne.⁵⁶ Suurin sinkkiä sito- va proteiini nisäkkäillä on metallotioniini, joka luovuttaa sinkki-ionin entsyymeille tai transkrip- tiotekijöille, joilla on sinkkisormet.⁶⁵ Sinkin säännöstelyyn kehossa osallistuu monenlaisia eri teki- jöitä kuten sinkin siirtäjäproteiinit, metallotioniinit ja sinkin tunnistavat transkriptiotekijät.⁶⁶ Sinkkiä myös varastoidaan solussa esimerkiksi tumaan, mitokondrioon ja lysosomeihin.^65,66 Sinkki toimii säännöstelijänä esimerkiksi apoptoosin ja proteiinikinaasi C:n aktiivisuudessa.⁵⁶ Sinkki toimii myös osana solunsisäistä signaalin tunnistamista, viestinviejänä, osana proteiinien fosforylaatiota ja de- fosforylaatiota sekä tärkeänä osana immuunipuolustusta.^56,65,67 Sinkillä on oma roolinsa solujen kiertokulussa kuten solujen kasvussa, erilaistumisessa, lisääntymisessä sekä ohjelmoidussa solu- kuolemassa.⁶⁵

Käsitellään seuraavaksi kaksi reaktiota, joissa sinkki toimii osana entsyymiä, joka aktivoi tietyn reaktion kehossa. Sinkki periaatteessa toimii kofaktorina kyseiselle entsyymille, koska se on vält- tämätön entsyymin toiminnalle. Ensimmäinen reaktio käsittelee alkalinen fosfataasi -entsyymin

17

katalysoimaa reaktiota. Ihmisellä tämän reaktion entsyymi sitoo neljää metallia: kaksi sinkki-ionia, yhden magnesiumionin ja yhden kalsiumionin. Näitä entsyymejä esiintyy ihmiskehossa ainakin neljänlaisia ja ne ovat erikoistuneet tietyille kudoksille kuten istukalle, suolistolle ja maksalle. Tä- män entsyymin pitoisuutta voidaan mitata verestä ja sen tiedon avulla voidaan tehdä päätelmiä esi- merkiksi luusto- ja maksasairauksista.⁶⁸ Entsyymin katalysoima reaktio on esitetty kuvassa 11.⁶⁹ Yksinkertaisesti kuvan 11 reaktiossa tapahtuu hydrolyysireaktio. Reaktion lähtöaineina ovat jokin fosforimonoesteri ja vesi. Tällöin reaktion lopputuotteiksi saadaan fosforihappoa (H3PO4) ja jokin alkoholi.⁶⁹

Kuva 11. Alkalinen fosfataasi -entsyymin katalysoima fosforimonoesterin hydrolyysireaktio.⁶⁹

Toinen reaktio käsittelee alkoholidehydrogenaasi -entsyymin katalysoimaa reaktiota. Tämä entsyy- mi sisältää sinkkiä ja on täten riippuvainen sinkistä toimiakseen.^2,56 Ihminen juo alkoholia ja tämä alkoholi on etanolia. Alkoholidehydrogenaasi -entsyymi hapettaa etanolin etanaaliksi ihmisen mak- sassa.⁷⁰ Alkoholidehydrogenaasin katalysoimat reaktiot on esitetty primääriselle ja sekundääriselle alkoholille kuvassa 12.^71-74 Kuvan 12 ensimmäisessä reaktiossa tapahtuu primäärisen alkoholin, etanolin (C2H6O), hapetusreaktio. Lähtöaineina reaktiossa ovat etanoli ja nikotiiniamidiadeniinidi- nukleotidi (C21H28N7O14P2, NAD⁺). Reaktion lopputuotteita ovat pelkistynyt nikotiiniamidiadenii- nidinukleotidi (C21H29N7O14P2, NADH), etanaali (C2H4O) ja vetyioni (H⁺).^71-73 Kuvan 12 toisessa reaktiossa tapahtuu jonkin sekundäärisen alkoholin hapetusreaktio. Reaktion lähtöaineita ovat jokin sekundäärinen alkoholi ja NAD⁺. Reaktion lopputuotteita ovat NADH, jokin ketoni ja vetyioni (H⁺).⁷⁴

18

Kuva 12. Alkoholidehydrogenaasi -entsyymin katalysoimat reaktiot. Reaktiossa (1) on esitetty primääriselle alkoholille, etanolille, tapahtuva hapetusreaktio ja reaktiossa (2) on esitetty yleisesti sekundääriselle alkoho-

lille tapahtuva hapetusreaktio.^,71-74

Yllä mainittujen tietojen perusteella, voidaan todeta, että sinkki on ihmiselle välttämätön hivenaine.

Tämän vuoksi onkin tärkeää, että jokainen saa sinkkiä tarvittavan määrän ruokavaliostaan. Eri ruo- kavalioita noudattavien ihmisten sinkin saantia on tutkittu paljon. Tutkimustulosten mukaan vegaa- nit saivat keskimäärin vähemmän sinkkiä ruokavaliostaan kuin muita ruokavalioita noudattavat henkilöt.^8,11,14 Erään tutkimuksen mukaan vegaanimiehet saivat keskimäärin sinkkiä vähemmän kuin on suositeltu.⁸ Toisen tutkimuksen mukaan vegaanit saivat sinkkiä keskimäärin yhtä paljon kuin muita ruokavalioita noudattavat henkilöt.⁴ Kun tarkastellaan näitä tuloksia, voidaan todeta, että vegaaneilla on hieman suurempi riski altistua sinkin puutetilalle. Sinkin puutetila heikentää ihmis- kehon immuunipuolustuksen toimintoja esimerkiksi lisäämällä solujen apoptoosia, mikä voi johtaa B-solujen loppumiseen. Puutetila altistaa täten allergisille, tarttuville ja autoimmuunisairauksille.⁶⁷ Puutetila voi nuorilla aiheuttaa kasvun hidastumista ja seksuaalisen kypsymisen viivästymistä. Se voi myös aiheuttaa kaljuuntumista, ripulia ja ruokahalun vähenemistä.⁵⁶

Näihin tietoihin vedoten voidaan todeta, että sinkin saanti on keholle äärimmäisen tärkeää. Erityi- sesti vegaanien tulisi kiinnittää huomiota sinkin saantiin ruokavaliostaan, koska he syövät paljon sellaisia ruokia, jotka sisältävät sinkin imeytymistä haittaavia yhdisteitä kuten fytiinihappoa.^5,54,55 On todettu, että vegaanien tulisi saada puolitoista kertaa enemmän sinkkiä ruokavaliostaan kuin sekasyöjien, jotta sinkin päivittäissaannin suositukset täyttyisivät vegaaneilla.¹⁴ Vegaanien tulisikin kiinnittää huomiota ruokavalionsa suunnitteluun ja siihen, mitä ruoka-aineita he syövät ja kuinka he ruokansa valmistavat, jotta sinkin saantisuositukset täyttyisivät. Jos kuitenkin epäilee, että sinkin saanti jää alle suositusten, voi tarvittaessa käyttää ravintolisiä, jotka sisältävät sinkkiä.^9,14

19 2.1.6. Jodi, I

Jodi, I, on alkuaine, jonka järjestysluku on 53 ja se kuuluu halogeeneihin, ryhmään 17. Sen elektro- nikonfiguraatio on 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁵.⁴⁴ Jodia esiintyy luonnossa jodidiyhdisteinä ja jodin saanti ruuasta on vähäistä. Tämä johtuu osittain siitä, että tietyillä alueilla jodin määrä maa- perästä on vähentynyt tulvimisen ja eroosion myötä. Jodidiyhdisteitä löytyy eniten merivedestä ja tämän vuoksi meressä elävillä eläimillä ja kasveilla on suurempi jodipitoisuus kuin maalla elävillä lajeilla.^56,75 Jodia saadaan ympäri maailmaa erityisesti merenelävistä sekä vedestä, maidosta ja jodi- oidusta suolasta.2,4,56,75-77 Suomessa jodin saantia on parannettu lisäämällä sitä ruokasuolaan ja nau- takarjan rehuun. Tämä lisääminen on aloitettu noin viisikymmentä vuotta sitten.⁴

Koska maaperässä on suhteellisen vähän jodia maanosasta ja alueesta riippuen, vegaaneilla on suu- rempi riski altistua jodin puutetilalle kuin sekasyöjillä.⁷⁵ Tämä johtuu siitä, että vegaanien syömä kasviperäinen ruoka sisältää usein vain pieniä määriä jodia.⁵ Kasviperäinen ruokavalio sisältää myös goitrogeenisiä yhdisteitä kuten glukosinolaatteja ja syanogeenisiä glykosideja. Glukosinolaat- teja on eräissä vihanneksissa esimerkiksi kaalissa, kukkakaalissa, parsakaalissa, retiisissä ja rapsis- sa.^75,77 Bataatti, pellavansiemenet ja limanpavut ovat esimerkkejä ruoka-aineista, jotka sisältävät syanogeenisiä glykosideja.⁷⁵ Goitrogeenisiä yhdisteitä esiintyy myös soijatuotteissa ja pähkinöissä.² Nämä goitrogeenit kilpailevat jodin kanssa samoista reaktioista kehossa.^56,75 Jodi on ihmiskehossa oleellinen hivenaine ja se on tärkeä osa kilpirauhashormoneja.^56,77-79 Kilpirauhashormonien tyrok- siinin (C15H11I4NO4, T4) ja trijodityroniinin (C15H12I3NO4, T3) kemialliset rakenteet on esitetty kuvassa 13.^80,81 Ne eroavat rakenteeltaan toisistaan siinä, että T4-molekyylissä on yksi jodiatomi enemmän kuin T3-molekyylissä. Muuten yhdisteet T4 ja T3 ovat rakenteeltaan samanlaiset. Kilpi- rauhasen toimintaa säätelee aivolisäkkeestä erittyvä hormoni, tyrotropiini.⁵⁶

Kuva 13. (a) Tyroksiinin kemiallinen rakenne ja (b) trijodityroniinin kemiallinen rakenne.^80,81

20

Ihminen saa jodia ruuasta ja lisäravinteista kehoonsa erilaisina jodiyhdisteinä. Erilaiset jodisuolat kuten jodidit (I^-) ja jodaatit (IO3-) imeytyvät elimistössä eri tavoin. Jodidiyhdisteet imeytyvät sellai- senaan, mutta jodaattiyhdisteet pitää pelkistää suolistossa jodidiksi, jolloin ne voivat imeytyä. Kilpi- rauhanen ja munuaiset ovat pääasiallisia jodin käyttäjiä kehossa. Jodi siirtyy kilpirauhaseen natri- um-jodidi-yhteiskuljettajaproteiinin avulla. Kilpirauhashormonien T4 ja T3 valmistus alkaa kilpi- rauhassolussa jodidin hapettamisella, mikä tapahtuu tyroperoksidaasientsyymillä. Tämän jälkeen jodidi liittyy kilpirauhassolussa tuotettuihin tyroglobuliineihin. Tällöin muodostuu jodityrosyylimo- lekyylejä. Näistä molekyyleistä muodostuu kaksi erilaista molekyyliä tyroperoksidaasientsyymin katalysoimana, dijodityrosiini (C9H9I2NO3,DIT) ja monojodityrosiini (C9H10INO3, MIT). DIT:n ja MIT:n proteolyysi tapahtuu tyroperoksidaasientsyymin toimesta, minkä jälkeen kilpirauhashormo- nit T4 ja T3 voidaan muodostaa.^56,75,78 Nämä T4:n ja T3:n muodostumisreaktiot on esitetty yksin- kertaistettuna kuvassa 14.^82,83 Kuvan 14 reaktiossa (1) lähtöaineina ovat kaksi DIT-molekyyliä ja vetyperoksidi (H2O2). Reaktion (1) lopputuotteiksi saadaan kilpirauhashormonia T4, alaniinia (C3H5NO2) ja kaksi vesimolekyyliä (H2O).⁸² Kuvan 14 reaktiossa (2) lähtöaineina ovat yksi DIT- molekyyli, yksi MIT-molekyyli ja vetyperoksidi. Reaktion (2) lopputuotteiksi saadaan kilpi- rauhashormoni T3, alaniini ja kaksi vesimolekyyliä.⁸³ Molemmissa reaktioissa entsyymi tyroperok- sidaasi katalysoi reaktiota. Lyhyesti sanottuna kilpirauhashormoni T4 muodostuu kahdesta DIT- molekyylistä ja T3 muodostuu yhdestä DIT- ja yhdestä MIT-molekyylistä.^56,75,78 T3-hormoni on kilpirauhashormoneista biologisesti aktiivisempi ja sitä voidaan valmistaa myös T4-hormonista poistamalla yksi jodiatomi T4-hormonista.⁷⁶ T4-hormonia valmistetaan pelkästään kilpirauhasissa, mutta T3-hormonia valmistetaan suurimmaksi osaksi muualla perifeerisessa kudoksessa poistamalla yksi jodiatomi T4-hormonista.⁷⁸

Kuva 14. Kilpirauhashormonien valmistusreaktio pienemmistä yksiköistä, monojodityrosiinista ja dijodityro- siinista. Reaktiossa (1) on tyroksiinin ja reaktiossa (2) on trijodityroniinin valmistusreaktio.^82,83

21

Jodi on siis tärkeä kilpirauhasen toiminnan kannalta. Nämä kilpirauhasen erittämät hormonit, T4 ja T3, ovat osa tiettyjen entsyymien säätelyä, metabolisia prosesseja ja ne säätelevät esimerkiksi prote- iinisynteesiä.^56,77 Kehittyvät elimet kuten aivot, sydän ja munuaiset ovat jodin kohde-elimiä raskau- den aikana, minkä vuoksi onkin erityisen tärkeää, että raskaana oleva ihminen saa tarpeeksi jodia ruokavaliostaan.^56,75,77 Jodin riittävä saanti on tärkeää myös lapsen kehityksen kannalta, koska se vaikuttaa ihmisen kasvuun ja kehitykseen.^2,76,77

Jodi on siis välttämätöntä ihmisen normaalille kehitykselle.^2,77 Tämän vuoksi onkin tärkeää tutkia, että saavatko ihmiset tarpeeksi jodia ruokavaliostaan. Jodin saantia eri ruokavaliota noudattavien ihmisten ruuasta on tutkittu ja on havaittu, että vegaanit saivat ruuasta keskimäärin vähemmän jodia kuin muita ruokavaliota noudattavat henkilöt.^4,11,14 Erään tutkimuksen mukaan suurin osa vegaa- neista ei saavuttanut päivittäistä jodin saannin suositusta, vaikka lisäravinteet otettiin huomioon tutkimustuloksissa.¹¹ Toisen tutkimuksen mukaan jodin saanti oli alle suositusten melkein kaikilla tutkimukseen osallistuneista, kun lisäravinteetkin oli otettu huomioon tuloksissa.⁴ Vegaaneilla näyt- täisi siis olevan suurempi taipumus altistua jodin puutetilalle, mutta jodin puutetilalle voivat altistua myös muita ruokavalioita noudattavat henkilöt.

Ihminen voi altistua jodin puutetilalle eri elämänvaiheissa. Jo sikiövaiheessa jodin puutetilalle altis- tuminen voi aiheuttaa keskenmenon, kuolleen lapsen synnyttämisen ja se voi haitata sikiön solujen lisääntymistä ja erilaistumista. Täten raskaana olevan henkilön tulisikin saada tarvittava määrä jo- dia, jotta sikiö ei altistuisi jodin puutetilalle.^75,76 Pahimmillaan raskauden aikainen jodin puutetila voi aiheuttaa kretismiä. Kretismissä sikiö kärsii neurologisesta vahingosta, mikä on seurausta sikiön kilpirauhasen vajaatoiminnasta. Kretismi voi aiheuttaa joitain seuraavista oireista: lyhytkasvuisuus, spastisuus, ominaisuuksien osittainen kehittyminen ja kuuromykkyys.^56,75,77 Jodin puutetilasta ai- heutuu riittämätön kilpirauhashormonien tuotanto. Lapsen kärsiessä jodin puutetilasta hänen moto- riset ja kognitiiviset toimintonsa eivät kehity normaalisti.^56,76 Aikuiselle jodin puutetilasta voi ai- heutua struumaa eli kilpirauhasen kasvua, kilpirauhasen vajaatoimintaa ja alentunutta työky- kyä.56,75,76,78 Jodia voi saada myös liikaa. Tämä jodin liikasaanti aiheuttaa esimerkiksi kilpirauhasen vajaa- ja liikatoimintaa, struumaa ja kilpirauhastulehdusta.^56,75 Todella suuri jodin saanti voi pa- himmillaan aiheuttaa jopa kooman, sydän- ja verisuonioireita sekä vatsavaivoja.⁷⁵

Kaikki tämä tieto huomioiden jodin saanti on tärkeää kaikille. Erityisesti vegaanien olisi syytä kiin- nittää huomiota jodin saantiin ruokavaliostaan. Tällainen rajattu ruokavalio voi vaarantaa kehon

22

jodin puutetilalle, jolloin olisi syytä ottaa huomioon ruuan sisältämät mahdolliset goitrogeeniset yhdisteet ja se, että nauttii tarpeellisen määrän jodia päivittäin. Päivittäisen jodin saannin voi pyrkiä turvaamaan syömällä ruokia, joihin on lisätty jodia tai ottamalla jodia sisältäviä lisäravinteita.^2,14,79

2.1.7. n-3-Rasvahapot

Ihmisen kehossa ja ruuassa, jota ihminen nauttii, on monenlaisia rasvahappoja ja niillä on erilaisia tehtäviä ihmiskehossa. Rasvahappoja voidaan saada eläinperäisistä ja kasviperäisistä ruoka-aineista.

Eläinperäisistä ruoka-aineista saadut rasvahapot ovat pääsääntöisesti tyydyttyneitä rasvahappoja eli ne sisältävät vain yksinkertaisia sidoksia hiiliatomien välillä. Tällaisia tyydyttyneitä rasvahappoja ovat esimerkiksi steariinihappo (C18H36O2), palmitiinihappo (C16H32O2) ja myristiinihappo (C14H28O2). Näistä steariinihappoa ja palmitiinihappoa ihminen saa lihatuotteista ja myristiinihap- poa voista.² Tyydyttymättömiä rasvahappoja ovat sellaiset rasvahapot, jotka sisältävät kaksoissi- doksia. Nämä rasvahapot voidaan jakaa kahteen kategoriaan monotyydyttymättömiin ja monityy- dyttymättömiin rasvahappoihin. Monotyydyttymättömissä rasvahapoissa on yksi kaksoissidos, kun taas monityydyttymättömissä rasvahapoissa kaksoissidoksia on useampia. Monityydyttymättömät rasvahapot voidaan jakaa vielä kahteen ihmiskeholle tärkeään ryhmään n-3- ja n-6-rasvahappoihin.

n-3- ja n-6-rasvahapot eroavat toisistaan siinä, kuinka monennessa hiilessä ensimmäinen kaksoissi- dos on metyylipäästä luettuna. n-3-rasvahapoissa tämä kaksoissidos sijaitsee kolmannessa ja n-6- rasvahapoissa kuudennessa hiilessä.⁸⁴ Kasviperäisistä ruoka-aineista saadaan paljon n-6- rasvahappoihin kuuluvaa linolihappoa (C18H32O2, LA) ja n-3-rasvahappoihin kuuluvaa α- linoleenihappoa (C18H30O2, ALA). LA:ta saadaan erilaisista siemenistä, kuten auringonkukan sie- menistä, valmistetuista öljyistä, kun taas ALA:a saadaan saksanpähkinöistä, pellavansiemenöljystä, soijasta ja avokadosta.^2,5,55 n-3- ja n-6-rasvahappoja voidaan saada myös eläinperäisistä ruoka- aineista.⁸⁵ Näitä n-3-rasvahappoja, jotka ovat ihmiskeholle tärkeitä, ovat eikosapetaeenihappo (C20H30O2, EPA) ja dokosaheksaeenihappo (C22H32O2, DHA). Niitä saadaan pääasiassa öljyisistä kaloista ja äyriäisistä.^2,85 Edellä mainittujen erilaisten rasvahappojen kemialliset rakenteet on esitet- ty kuvassa 15.^86-92

23

Kuva 15. Erilaisten rasvahappomolekyylien rakenteita. Rasvahapot 1-3 ovat tyydyttyneitä rasvahappoja ja 4-7 monityydyttymättömiä rasvahappoja. Rasvahappojen nimet ovat: 1 steariinihappo, 2 palmitiinihappo, 3 myristiinihappo, 4 linolihappo, 5 α-linoleenihappo, 6 eikosapentaeenihappo ja 7 dokosaheksaeenihappo.^86-92

Erilaisten rasvahappojen saantia on tutkittu paljon. Näitä tutkimuksia on tehty samalla, kun on ha- luttu tietää eri ruokavalioita noudattavien ihmisten makro- ja mikroravinteiden saantia. Tutkimusten mukaan vegaanit saavat ruokavaliostaan keskimäärin vähiten tyydyttyneitä rasvahappoja ja keski- määrin enemmän monityydyttymättömiä rasvahappoja.4,8,9,11,13-15 Tutkimusten mukaan vegaaneilla on matalampi EPA:n ja DHA:n saanti ja niiden pitoisuus veressä.^4,41,55

Näiden n-3-rasvahappojen, ALA, EPA ja DHA, tehtävät ihmiskehossa ovat monenlaisia. Ne ovat hyödyksi sydämen terveydelle, niitä tarvitaan silmien, aivojen ja keskushermoston normaaliin kehi- tykseen.^2,5,41,84 Ne voivat muuttaa solukalvon rakennetta, toimintaa ja ominaisuuksia sekä vähentää verenpainetta. Ne ovat myös tärkeitä solujen lisääntymisen ja erilaistumisen kannalta.⁸⁴ Erityisesti immuunipuolustuksen solut sisältävät monityydyttymättömiä rasvahappoja eli ne ovat tärkeitä solu- kalvon muodostumisen ja solujen lisääntymisen kannalta.⁹³ n-3-rasvahapoista esimerkiksi α- linoleenihappo löytyy solukalvosta ja sitä varastoidaan rasvakudokseen.⁹⁴

Tutkimustulosten mukaan vegaaneilla siis oli matalammat EPA- ja DHA-pitoisuudet kuin ei- kasvissyöjillä.⁴ Näillä n-3-rasvahapoilla on kuitenkin erittäin tärkeä rooli ihmiskehossa ja sen kehi- tyksessä kuten edellä on todettu. Tämä on herättänyt kysymystä siitä, mistä vegaanit voisivat saada näitä n-3-rasvahappoja. Eräs paljon tutkittu vaihtoehto on ALA:n muuttaminen EPA:ksi ja edelleen

24

DHA:ksi erilaisten desaturaatioiden ja ketjun pidentämisten avulla. ALA:n muuttaminen EPA:ksi alkaa ∆6-desaturaatiolla, jolloin yhdisteeseen tulee yksi kaksoissidos lisää kuudenteen hiileen kar- boksyyliryhmän päästä luettuna. Tämän jälkeen ketjua pidennetään kahdella hiiliatomilla, minkä jälkeen tapahtuu ∆5-desaturaatio, jolloin yhdisteeseen tulee yksi kaksoissidos lisää viidenteen hii- leen karboksyyliryhmän päästä luettuna. Tällöin on muodostunut EPA:a. Seuraavaksi ketjua piden- netään taas kahdella hiiliatomilla ja tämä pidennys toistetaan. Näiden toimenpiteiden jälkeen tapah- tuu ∆6-desaturaatio, jolloin kaksoissidos lisätään yhdisteen kuudenteen hiileen karboksyyliryhmän päästä luettuna. Lopuksi tapahtuu β-oksidaatio, jossa yhdiste lyhenee kahdella hiiliatomilla ja muo- dostunut yhdiste on DHA.^95-98 Reaktio on esitettynä yksinkertaistettuna kuvassa 16.⁹⁸

Kuva 16. Pitkäketjuisten n-3-rasvahappojen biosynteesi α-linoleenihaposta. EPA, eikosapentaeenihappo;

DPA, dokosapentaeenihappo; DHA, dokosaheksaeenihappo. (Muokattu alkuperäisestä kuvasta)⁹⁸

Tutkimusten mukaan tämän reaktion rajoittava tekijä on ensimmäinen ∆6-desaturaatio.⁹⁷ Tätä reak- tiota tutkittaessa on myös huomattu paljon vaihtelua tulosten välillä. Joidenkin tulosten mukaan lisääntynyt ALA:n määrä lisää hieman EPA:n ja DHA:n määrää, kun taas toisten tutkimusten mu- kaan lisääntynyt ALA:n määrä kasvattaa EPA:n määrää, mutta DHA:n määrä pysyy lähes vakiona tai jopa vähenee.^96,98 Onkin todettu, että tämä ALA:n muuttamisreaktio on melko rajoitettu.^97,98 Re- aktiota on tutkittu myös miesten ja naisten välillä ja on huomattu, että naisilla tämä reaktio tuottaa enemmän DHA:ta. Tämän uskotaan johtuvan sukupuolihormoni estrogeenista.^96-98 Reaktion rajoit- tavuuteen voi vaikuttaa myös, esimerkiksi vegaaneilla, n-6-rasvahapon LA:n aiheuttama kilpailu- asetelma kehossa. LA kilpailee samoista entsyymeistä, kun sitä muutetaan pidempi ketjuisiksi n-6- rasvahapoiksi. Näin ollen se voi haitata ALA:n muuttamista EPA:ksi ja DHA:ksi.^4,96,98

Kaiken kaikkiaan n-3-rasvahapot ja erityisesti EPA ja DHA ovat ihmiskeholle tärkeitä. Jokaisen tulisi saada niitä riittävästi ruokavaliostaan. Kuitenkin vegaanien, jotka eivät syö öljyistä kalaa tai äyriäisiä, on mahdotonta saada näitä rasvahappoja ruokavaliostaan. Vegaaniruokavalio kuitenkin sisältää sellaisia ruoka-aineita, jotka sisältävät ALA:a, joka on n-3-rasvahappo.² Jos tämän rasvaha-