Kromi, NNR2012

KROMI NNR2012 , Chromium

LÄHDE. NNR 2012, ISBN: 978-92-893-2670-4. Chapter 38; 617-11.

1. Johdanto. Introduction
2. Ravintolähteet ja saanti. Dietary sources and intake
3. Fysiologia ja aineenvaihdunta. Physiology and metabolism
4. Tarve ja suositeltu saanti. Requirements and recommended intake
5. Suurin hyväksyttävä saanti ja myrkyllisyys. Upper intake levels and toxicity

1. Johdanto. Introduction

Ionimuotoisella kromilla (chromium ioni) on monta valenssitilaa. Trivalentti kromi, Cr (III), on kaikkein stabiilein muoto ja juuri se on ravinnon ja ravintolisien pääasiallinen kromimuoto. Kromi on luonnossa tavallinen: sitä on ilmassa, vedessä, maaperässä ja biomateriaalissa.

Hexavalenttinen kromi, Cr (VI), muodostaa kromaatteja ja dikromaatteja, jotka ovat vahvoja oksidantteja ja menevät biologisten kalvojen läpi. Hexavalenttisia kromiyhdisteitä esiintyy ympäristössä vain harvoin ja silloinkin ne ovat miltei aina ihmisten tekemiä. Ne ovat myrkyllisiä, mutaatioita aiheuttavia ja miljöösaasteita.

In ionic form chromium exists in many valence states. Trivalent chromium (III) is the most stable form and the principal form of chromium found in foods and supplements. It is ubiquitous in nature, occurring in air, water, soil and biological materials. Hexavalent chromium (VI) makes chromates and dichromates, which are strongly oxidizing and transverse biological membranes. Hexavalent chromium compounds occur only rarely in the environment and are almost always man made. They are toxic, mutagenic and environmental contaminants.

2. Ravintolähteet ja saanti. Dietary sources and intake

Elinarvikkeiden kromia analysoitaessa täytyy käyttää erityisiä näytteenottomentelmiä, jotta voitaisiin välttää näytteen saastuminen ympäristöperäisistä kromikontaminaatioista (ilma, ruostumattomat teräsastiat jne) Siksi entisiin ( n 1980 - aikaisiin) ravintokromin arvoihin pitää suhtautua varauksella. .

Hyviä kromilähteitä ovat kala, täysjyvätuotteet, pähkinät, palkokasvit, mausteet ja prosessoitu liha. Mutta useimmissa muissa elintarvikkeissa on – jos yhtään niin ainakin matalia kromiarvoja Eikä ainoastaan kromiköyhää ravintoa ole yksinkertaisia sokereita sisältävät ruoat, kuten virvokejuomat ja siroteokeri, vaan ne vieläpä edistävät kromin menetyksiä kehosta (Kozlovsky et al. 1986). On vain niukasti analyysitutkimuksia Pohjoismaitten dietääristä kromin saannista, mutta arvioidaan, että saanti olisi 20 ug- 160 ug luokkaa päivittäin (Jorhem et al. 1998). Moni ravintolisä sisältää kromia 50ug -100 ug yhtä annosta kohden.

Analysis of chromium in foods requires special sampling procedures to avoid chromium contamination from the environment (air, stainless steel, etc.). Old data on chromium contents of foods should therefore be used with care. Fish, whole grain products, nuts, pulses and spices along with processed meats, are the goodsources, while most other foods have low concentrations (< 100 ug/kg). Foods high in simple sugars, such as soft drinks and table sugar, are not only low in chromium content, but also promote chromium losses (Kozlovsky et al 1986). Analysed or estimated intakes of chromium in the diet of the Nordic countries are scarce, but are in the range 20-160 ug/day (Jorhem et al 1998). Many food supplements contain chromium in doses from 50-100 ug per serving unit.

3. Fysiologia ja aineenvaihdunta. Physiology and metabolism

Trivalentin kromin absorptio ravinnosta on matala, 0.4-2.5 % (Lukaski et al. 1999). Tämä epäorgaaninen alkuaine erittyy pääasiassa virtsan mukana ja pieni määrä poistuu kehosta hiessä ja sapessa. Orgaaniset kromiyhdisteet imeytyvät kyllä tehokkaammin, mutta erittyvät myös nopeasti sapen kautta. Samanaikainen C-vitamiinin käyttö lisää kromin ottoa kehoon niin ihmisillä kuin eläimillä. Kromin imeytyminen eläimissä on suurempi sekä sinkin että raudanpuutteessa.

Kromin tarkkaa biologista funktiota ei ole vielä määritelty. Kokeellisesta kromivajeesta seurasi koe-eläimillä alentunutta glukoositoleranssia, vaikka insuliinitasot olivat normaalit. Muita puutteen merkkejä koe-eläimillä oli häiriintynyt kasvu, kohonneet seerumin kolesteroli ja triglyseridit (TG), aorttaplakkien lisääntynyt muodostuminen, sarveiskalvon vauriot ja alentunut fertiliteetti ja vähentynyt spermioitten lukumäärä.

Kromia pidetään insuliinin kofaktorina (cofactor), mahdollisesti sillä on vaikutusta kalvoreseptoreihin. Arvellaan, että prosessiin osallistuu jokin matalamolekyylipainoinen kromia sitovan aine (Sun et al. 2000). Insuliiniaktioon vaikuttamalla kromin arvellaan osallistuvan myös hiilihydraattien, lipidien ja proteiinien metaboliaan.

Kolme mahdollista krominpuutetapausta on ihmisiltä raportoitu ja ne on havaittu pitkäaikaisen pelkän parenteraalisen (suoneen annetun) ravitsemuksen yhteydessä (Jeejeebhoy et al. 1997, Freund et al. 1979, Brown et al. 1989). Havaitut oireet olivat ekä glukoosin siedon että glukoosin hyväksikkytön huononema, painonmenetys, neuropatia, kohonneet plasman rasvahapot, alentunut respiratorinen osamäärä ( RQ, resp.quotient) ja typpiaineenvaihdunnan poikkeavuudet. Nämä oireet paranivat kun oli annettu kromilisää 200 ug päivässä. Kuitenkin raportoidut veren ja virtsan kromipitoisuudet olivat korkeammat jo ennen kuin kromisupplementaatio alettiin.

Enne vuotta 1980 tehtyihin kromin elintarvikeanalyyseihin tulisi suhtautua varauksella, koska näytteissä ja prosessoinneissa on ollut mahdollista virheellisen korkeisiin kromiarvoihin johtanutta kontaminaatiota (Lukaski et al. 1999).

Nykyiseen epävarmuuteen kromin biologisesta merkitsevyydestä essentiellinä hiven aineena vaikuttaa myös sekin, että puuttuu luotettavia biologisia merkitsijöitä kromistatuksen määrittämiseksi eikä ole selkeitä raja-arvojakaan krominvajetiloille.

On julkaistu lukuisia tutkimuksia kromilisän vaikutuksista insuliiniin ja verensokeritasoihin (Althuis et al. 2002, Balk et al. 2007). Kaksikymmentä sokkokontrollikoetta (RCTs) sisältyi erääseen vuodelta 2002 olevaan meta-analyysiin (Althuis et al. 2002) ja niissä ei havaittu mitään kromivaikutusta glukoosin tai insuliinin pitoisuuksissa ei-diabeettisilla henkilöillä Vaikka eräät tutkimukset viittaavatkin kromilisien suotuisiin vaikutuksiin 2- tyypin diabetesta potevilla yksilöillä (Balk et al. 2007), niin tulokset ovat vielä sen verran ristiriitaisia että jatkotutkimuksia tarvitaan, jotta kromilisää voitaisiin tälle ryhmälle puoltaa (Althuis et al. 2002, Balk et a. 2007, Mullee et al. 2012).

Useassa tutkimuksessa tutkimuksia on selvitetty kromilisää suhteessa kehon koostumukseen ja lipidien aineenvaihduntaan (Mullee et al. 2012). On mahdollista, että 200- 240 mikrogramman päivittäisestä kromilisästä on suotuisia vaikutuksia totaalikolesterolin ja LDL-kolesterolin pitoisuuksiin (Mullee et al. 2012). Kuitenkin tämän alan tutkimukset ovat lukumäärältään rajalliset ja tutkimukset, joihin olettamukset pohjautuvat, ovat korkeaa riskiluokkaa systeemivirheen (bias) suhteen. (Mullee et al. 2012) Siis kromilisän vaikutukset kehonkokoomukseen pysyvät edelleen ristiriitaisena asiana (Mullee et al. 2012).

The absorption of trivalent chromium from the diet is low, 0.4-2.5 % (Lukaski et al 1999). The element is mainly excreted via urine, with only small amounts being eliminated in sweat and bile. Organic chromium compounds are absorbed more efficiently but are rapidly excreted via bile. Simultaneous ascorbate administration increases chromium uptake both in humans and animals. Chromium absorption is also higher in both zinc-and iron-deficient animal

The exact biological function of chromium has not yet been determined. Experimental chromium deficiency in animals results in reduced glucose tolerance in spite of normal insulin levels. Other deficiency signs in animals include impaired growth, elevated serum cholesterol and triglycerides, increased incidence of aortic plaques, corneal lesions and decreased fertility and sperm count. Chromium is considered to be a cofactor for insulin, possibly through influencing membrane receptors. A low molecular weight chromium-binding substance is believed to be involved in the process (Sun et al 2000). It has also been suggested that chromium influences carbohydrate, lipid and protein metabolism via its effect on insulin action.

Three cases have been reported of possible chromium deficiency in humans after long-term, parenteral nutrition(Jeejeebhoy et al 1977, Freund et al 1979, Brown et al 1986). The symptoms observed were impaired glucose tolerance and glucose utilization, weight loss, neuropathy, elevated plasma fatty acids, depressed respiratory quotient and abnormalities in nitrogen metabolism. The symptoms improved after chromium supplementation (200 ug/day). However, the reported concentrations of chromium in blood and urine were above those considered normal even before the supplementation was initiated. As with foodstuffs, analytical data on chromium concentrations in biological specimens produced before approximately 1980 should be regarded with caution, as possible contamination in sampling and processing may have led to spuriously high values of chromium (Lukaski 1999)

The lack of reliable biomarkers for chromium status combined with the absence of clear -cut chromium deficiency conditions are the main reasons for the current uncertainties about the biological significance of chromium as essential trace element.

A number of chromium supplementation studies have been published investigating effects on insulin and blood glucose levels.(Althuis et al. 2002, Balk et al. 2007). In 20 randomized controlled trials (RCTs)included in a meta-analysis from 2002 (Althuis et al. 2002),no effect of chromium on glucose or insulin concentrations was seen in non-diabetic subjects. Although some studies suggest beneficial effects of chromium supplementation in individuals with type 2 diabetes (Balk et al. 2007), the results are yet inconclusive, and further studies are needed in order to make any claims about chromium supplementation in this group (Althuis et al. 2002, Balk et al. 2007, Mullee et al. 2012) There are also quite a few studies looking at chromium supplementation in relation to body composition and lipid metabolism (Mullee et al. 2012) Possible benefits to total and LDL cholesterol concentrations at supplementation of 200 to 240 μg chromium/day have been suggested (Mullee et al. 2012) . However, the number of studies in this area is still limited and the studies which the suggestion is based on are defined as being at high risk of bias (Mullee et al. 2012). The effects of chromium supplementation on body composition therefore remain inconclusive (Mullee et al. 2012).

4. Tarve ja suositeltu saanti. Requirements and recommended intake

Kuten edellä on kuvattu kromin asema essentiellinä ravintoaineena on edelleen epäselvä. Jos kromi on essentielli metalli, sillä täytyy olla jokin spesifinen tehtävä jonkin entsyymin kofaktorina (cofactor) ja sen puutteen pitäisi aiheuttaa sairaus tai toiminnan huonontuma. Puuttuu menetelmiä kromistatuksen arvioon. Sitä paitsi on vielä epäselvää, miten ihmisen krominpuute ilmenee. Täten kromin tarvetta ei tällä hetkellä tunneta.

EU SCF (1993) sääti seuraavaa: ”Koska tiedot kromin essentiaalisuudesta ja aineenvaihdunnasta ovat niin vähäiset, komitea ei pysty spesifioimaan kromin tarvetta.”

Englantilainen komitea (UK Committee on Medical Aspects of Food Policy) käytti tasapainotutkimuksia ja regressioyhtälöitä ja laski aikuisten teoreettisen kromintarpeen olevan 23 ug (mikrogrammaa) kromia päivässä ja totesi , että turvallinen ja riittävä krominsaantitaso olisi suurempi kuin 25 ug kromia päivässä aikuisille.

US FNB (2001) perustautui hyvin tasapainotettuihin dieetteihin laskiessaan päivittäisiä riittäviä kromin saanteja (Adequate Intakes, AI) eri ikäryhmille: 19-50 vuotiaille miehille riittävä päivittäinen kromin saanti olisi 35 ug ja naisille 25 ug.

Näistä arvioista huolimatta EFSA_lle (European Food Safety Authority) tieteellisen raportin toimittaneet olivat tulteet siihen johtopäätökseen, että vieläkin on näyttö niin riittämätöntä, ettei voida asettaa kromille dietäärisiä viitearvoja (Mullee et al. 2012). Johtopäätös perustui systemaattiseen katsaukseen, joka sisällytti tammikuun 1990 ja syys-lokakuun 2011 väliset relevantit julkaisut.

NNR2004 ei sisältänyt krominsaantiin suosituksia. Koska sen jälkeen on suoritettu vain hyvin harvoja relevantteja uusia ihmistutkimuksia, niin tälläkin kertaa on mahdotonta asettaa mitään suosituksia ja niin ollen millekään ikäryhmälle ei ole asetettu mitään suosituksia.

Raskauden ajan kromin tarpeista puuttuu myös tietoja, muta US FNB (1991) suosittelee raskauden aikana 5 ug kromilisää päivittäiseen kromin saantiin.

Euroopan alueella rintamaito sisältää kromia 0.09 – 19.8 ug litrassa (Mullee et al. 2012). Kromin pitoisuus rintamaidossa näyttää olevan riippumaton äidin kromin saannista. (Anderson et al. 1993, Wappelhorst et al. 2002, Mohamedshaha et al. 1998). Suomesta imettävillä äideillä tehdystä tutkimuksesta saatiin tuloksena 0.4 ug kromia litrassa ( 0.2- 0.7) ( Kumpulainen et Vuori 1980).

Imettäviltä suomalaisäideiltä tutkittu rintamaidon kromipitoisuus on ollut keskimäärin 0.4 ug kromia litrassa ( 0.2-0.7 ug/L).

As described above, the role of chromium as an essential nutrient is still unclear. If chromium is an essential trace elementit must have a specific role in an enzyme cofactor, and a deficiency should produce a disease or impairment of function. Methods for evaluating chromium status are missing. Furthermore, there is still uncertainty about how chromium deficiency in humans manifests itself, and the requirement for chromium is accordingly not known. The EU SCF (1993)stated that “Since data on the essentiality and metabolism of chromium are so sparse, the Committee is unable to specify any requirements”.

The UK Committee on Medical Aspects of Food Policy (1991) calculated a theoretical requirement for adults from balance studies of 23 ug/day by using regression equations and mentioned that a safe and adequate level of intake is believed to lie above 25 ug/day for adults.

The US Food and Nutrition Board (2001) estimated Adequate Intakes (AI) for chromium for different age groups based on calculations of well balanced diets: for men (19-50 years) 35ug/day and for women 25 ug/day.

Authors of a scientific report submitted to EFSA in 2012 came to the conclusion that evidence was still inadequate for setting dietary reference values for chromium (Mullee et al. 2012).

The conclusion was based on a systematic review including relevant publications from January 1990 to September/October 2011.

The Nordic Recommendations of 2004did not include recommendations for chromium intake. As very few relevant new human studies have been conducted since then, requirements are also impossible to establish this time and accordingly, recommendations have not been set for any age group.

Data are also lacking on the requirements during pregnancy. The US Food and Nutrition Board(1991) suggests an increase of 5 ug/day during pregnancy. Within Europe, chromium concentration of human milk range between 0.09 to 19.8 ug/L, (Mullee et al. 2012). The chromium concentration seems to be independent of maternal chromium intake (Anderson et al 1993,Wappelhorst et al. 2002, Mohamedshah et al 1998 ). A study on lactating Finnish mothers found an average concentration of 0.4 ug/L (range 0.2-0.7) (Kumpulainen and Vuori 1980)

5. Suurin hyväksyttävä saanti ja myrkyllisyys. Upper intake levels and toxicity

Trivalenttisen kromin myrkyllisyys on vähäinen eikä Cr(III) :sta ole havaittu haittavaikutuksia, vaikka sitä olisi otettu 1000 -2000 ug päivässä (eli 1-2 mg). Riittävien tietojen puuttuessa ei EU SCF (2003) ole kuitenkaan antanut mitään siedettävän annoksen ylärajaa (Tolerable Upper Intake Level) kromi(III)suoloille. Samaan johtopäätökseen ovat päätyneet sekä US FNB (2001) että amerikkalainen ja englantilainen vitamiinien ja mineraalien asiantuntijaryhmä (UK Expert Group on Vitamins and Minerals (2003).

Kromipikolinaatti (Chromium picolinate), trivalentti kromiyhdiste, mikä on monessa ravintolisässä suosittu muoto, on kuitenkin joutunut kiistanalaiseksi mahdollisten terveyshaittojen takia. Se voi vaikuttaa keskushermostoon (CNS) ja täten käyttäytymiseen (Reading 1996). Yhden tutkimuksen mukaan uumoillaan liian suuresta kromipikolinattilisästä tulleen munuaisvauriota (Cerulli et al. 1998). Mahdollista clastogeenistä potentiaaliaon raportoitu (Baghi et al. 2002). Ei vielä tiedetä, johtuuko kyseiset vaikutukset pikolinaattiosasta vai suuremmasta kromin imeytymisestä. UK Food Standards Agency on antanut väestölle neuvon olla käyttämättä kromipikolinaattia (chromium picolinate) ja ruotinut ehdotusta, jossa kielletään tämän kromimuodon käyttö tehdasvalmisteisissa ravintolisissä, koska on mahdollista, että siitä voi aiheutua syöpää. Eräs tieteellinen työ vuodelta 2004 (Berner et al) arvioi kromipikolinaatista yhden valmisteen (tripicolinate) ja totesi sen turvalliseksi.

Chromium III has low toxicity, no adverse effects were observed at intakes of 1000

-2000 ug/day. Due to the lack of adequate data, the EU Scientific Committee for Food (2003) has not suggested a Tolerable Upper Intake Level (UL) for chromium (III) salts.The same conclusion was reached by the US Food and Nutrition Board (2001) and the UK Expert Group on Vitamins and Minerals (2003) Chromium picolinate, a trivalent chromium compound popular in many food supplements, is being discussed because of possible adverse health effects. It may influence the central nervous system and thus behaviour (Reading 1996) One study has suggested kidney damage as a result of high doses of chromium supplementation (Cerulli et al 1998). Potential clusterogenicity is being discussed (Bagchi et al 2002). It is still unclear whether these effects are due to the picolinate fraction or to the higher extent of chromium absorption. The UK Food Standards Agency (2003) advises people not to take chromium picolinate and has consulted on a proposal to ban the use of this form of chromium in the manufacture of food supplements because there is a chance that it could cause cancer. A paper from 2004 (Berner et al) evaluated one particular brand of chromium picolinate and found it safe.

Ref.

1.3. 2013 päivitetty NNR 5 draftin mukaan NNR2004 Kappale 39 suomennost. 12.11. 2011. ISBN 92-893-1062-6

Päivitys kirjasta NNR 2012 23.11. 2015