Stres oksydacyjny i wolne rodniki- jak się przed tym uchronić?
Stres, to rodzaj odchylenia od fizjologicznego stanu równowagi (homeostazy) w organizmie w odpowiedzi na środowisko wewnętrzne i zewnętrzne. Uruchomienie mechanizmów obronnych w odpowiedzi na niesprzyjające czynniki to zjawisko normalne dla organizmu. Sprawa komplikuje się, gdy czynnik szkodliwy działa długotrwale, lub z dużym nasileniem. Wtedy może dochodzić np. do uszkodzeń komórkowych, bo metabolizm komórki przekierowany jest na niefizjologiczne, alternatywne tory. Zwykle wtedy dochodzi do ciągu zdarzeń/zaburzeń na zasadzie kaskady niekorzystnych reakcji.
Stres oksydacyjny i wolne rodniki- oba te pojęcia są ze sobą połączone. Stres oksydacyjny jest spowodowany nadmiarem wolnych rodników w organizmie. Wolny rodnik to samodzielnie egzystująca cząsteczka, posiadająca przynajmniej jeden niesparowany elektron. Można sobie to wyobrazić na zasadzie czegoś, co wymknęło się spod obowiązujących zasad i samodzielnie, bez żadnej kontroli, dołącza się do ważnych cząsteczek w organizmie, zmieniając je.
Reaktywne formy tlenu wykazują właściwości destrukcyjne, gdyż utleniają główne składniki komórki (białka, lipidy, DNA)
Efekty nadmiaru wolnych rodników.
Poprzez niezliczoną ilość przemian biochemicznych, zawsze powstają wolne rodniki i jest to zjawisko powszechne. W optymalnych warunkach wolne rodniki mogą nas chronić przed intruzami jak np. nadlenek wodoru H2O2, czyli powszechna woda utleniona. W celu przeciwdziałania szkodzącym ich działaniu, organizm wykształcił sporo mechanizmów obronnych. Problem pojawia się, gdy jest znaczny wzrost wolnych rodników, a mechanizmy obronne nie dają sobie z nimi rady. Wtedy pojawia się stres oksydacyjny, który jest elementem wielu chorób. Nadmiar tych substancji jest wyjątkowo szkodliwy dla każdego.
Zbyt duża ilość rodników może powodować:
- inaktywację wielu enzymów (substancji niezbędnych do przyspieszenia różnorakich procesów w organizmie)
- uszkodzenia DNA (zbioru genów)
- modyfikacje właściwości antygenowych komórek (ochronnych)
- transformacje nowotworowe komórek (przekształcenie zdrowych komórek w chorobowo zmienione)
- utlenianie hemoglobiny (transportera tlenu)
- peroksydację błon lipidowych (utlenianie ważnych tłuszczów w żywej komórce)
- inaktywację wielu białek transportowych (zatrzymanie pewnych procesów chemicznych w komórkach)
Te czynniki przyspieszają starzenie się organizmu i mają wpływ na pogorszenie się jakości życia oraz skrócenie czasu jego trwania. Ponadto badania wskazują, że nadmiar reaktywnych form tlenu w organizmie może zwiększać szanse na zapadnięcie na wiele chorób.
Istnieją naukowe przesłanki wskazujące na to, że stres oksydacyjny może odgrywać rolę w powstawaniu chorób neurodegeneracyjnych, takich jak: stwardnienie rozsiane, choroba Alzheimera czy też choroba Parkinsona.
Reaktywne formy tlenu mają także wpływ na depolimeryzację kwasu hialuronowego, co zmniejsza lepkość płynu stawowego. Wolne rodniki uszkadzają także kolagen (główny składnik ścięgien) oraz chondrocyty (komórki tkanki chrzęstnej), znacznie pogarszając stan stawów, co może w bardzo wielkim stopniu pogorszyć stan zdrowia osób chorujących na reumatoidalne zapalenie stawów.
Na wskutek stresu oksydacyjnego lipoproteiny niskiej gęstości LDL (zawierające dużo cholesterolu) ulegają utlenieniu, co powoduje szereg zmian, które prowadzą do odkładania się blaszki miażdżycowej.
Nadmiar wolnych rodników wpływa także na częstotliwość występowania cukrzycy typu drugiego, nieswoistych zapaleń jelit, kamicy nerkowej, zaćmy czy zwłóknienia płuc.[1]
Narządami szczególnie narażonymi na stres oksydacyjny są: układ oddechowy, układ krążenia, mózg i narząd wzroku. [8]
Kogo może dotknąć problem stresu oksydacyjnego?
W dzisiejszych czasach – właściwie każdego. Czynniki stymulujące wzmożoną produkcję wolnych rodników to przewlekły stres psychiczny, nieprawidłowa dieta, zanieczyszczenie środowiska, długotrwałe stosowanie środków farmakologicznych (antybiotyków, leków przeciwbólowych, środków antykoncepcyjnych), nadużywanie alkoholu, promieniowanie UV, palenie papierosów.
Jak widać, każdy może być narażony na stres oksydacyjny. Poziom wolnych rodników w organizmie znacząco wzrasta także u osób chorujących na wiele chorób cywilizacyjnych, takich jak nowotwory wszelkiego rodzaju, zespół metaboliczny, astma czy cukrzyca.
Zbyt duża masa ciała (BMI powyżej 25, szczególnie u kobiet) ma także przełożenie na wzrost ilości wolnych rodników.[2]
Jak badać poziom stresu oksydacyjnego?
Zbadanie ilości wytwarzanych wolnych rodników nie do końca rozwiązuje problem, gdyż badana osoba może mieć organizm doskonale wyszkolony i przygotowany do radzenia sobie z powstającym problemem oraz odżywiać się w wyjątkowo korzystny sposób. Jest to bardzo podobne do przyjmowania dużych ilości kilokalorii. Jeśli słyszy się, że jakiś człowiek spożywa pięć czy siedem tysięcy kilokalorii dziennie, przed oczyma od razu pojawia się obraz osoby otyłej. Jest to bardzo możliwe, ale co, jeśli ten konkretny człowiek jest zawodowym kolarzem albo olimpijskim pływakiem?
Ta sama sytuacja tyczy się stresu oksydacyjnego. Należy zmierzyć stężenie wolnych rodników tlenowych, a następnie porównać to z wynikiem badania potencjału antyoksydacyjnego.
Oba te parametry mierzy się poprzez analizę kilku kropli krwi włośniczkowej pobranej z palca. Metoda FORT (free oxygen radical test) oznacza stężenie wolnych rodników na podstawie zawartości pośrednich produktów oksydacji lipidów, białek czy kwasów nukleinowych (DNA).
Metoda FORD (free oxygen radicals defense) bada zdolność antyoksydantów znajdujących się w osoczu (takich jak witamina C, albuminy czy glutation) do neutralizacji wolnych rodników.
Następnie porównuje się oba wyniki i na tej podstawie można określić, czy u badanego pacjenta występuje zaburzenie równowagi pomiędzy liczbą powstających wolnych rodników a potencjałem antyoksydacyjnym.
Owe badania można wykonać w wielu laboratoriach w Polsce.
Jak zaradzić problemowi?
Są na to dwa sposoby. Wiemy już, że za problem są odpowiedzialne dwa czynniki – ilość wolnych rodników oraz potencjał antyoksydacyjny.
Łatwiejszym do wytłumaczenia jest zmniejszenie wytwarzania reaktywnych form tlenu. Pomocny zdecydowanie byłby odpoczynek od stresów życia czy też zmniejszenie liczby swoich obowiązków. Bardzo korzystnie byłoby także zredukować ilość spożywanego alkoholu oraz wypalanych papierosów. [4]
Jak natomiast zwiększyć możliwości organizmu do neutralizacji rodników tlenowych? Na ratunek przychodzą tutaj przeciwutleniacze.
Antyoksydanty.
Czym są te związki i skąd je pozyskać? Antyoksydanty, inaczej przeciwutleniacze, to związki chemiczne, które zapobiegają utlenianiu związków chemicznych. Same łączą się z wolnymi rodnikami, neutralizując je i powstrzymując przed wyrządzeniem szkody w organizmie człowieka.
Witaminy A, C oraz E są antyoksydantami, zatem zwiększenie zawartości produktów spożywczych zawierających te witaminy w diecie korzystnie wpłynie na problem stresu oksydacyjnego.
Są jednak substancje, które posiadają znacznie większy potencjał antyoksydacyjny niż wymienione wcześniej witaminy.
Owoce i, w mniejszym stopniu, warzywa zawierają polifenole, związki chemiczne wykazujące bardzo dużą aktywność antyoksydacyjną. Zawierające się w tej grupie antocyjany, katechiny czy taniny możemy odnaleźć także w winie (szczególnie w czerwonym), sokach uzyskanych z owoców, herbacie (w większym stopniu w zielonej, niż czarnej) czy ziołach. [5]
Wyjątkowo korzystne do spożywania w celu redukcji stresu oksydacyjnego są ciemne owoce (np. wiśnie, czereśnie, śliwki) oraz owoce jagodowe (porzeczki, jeżyny, maliny, borówki, żurawina, truskawka, poziomka czy aronia). Ta ostatnia wymieniona, spożywana w dzisiejszych czasach dość rzadko, wykazuje bardzo wiele pozytywnych właściwości – zawiera mnóstwo witamin i minerałów, wykazuje działanie ochronne w przypadku nowotworu jelita grubego, powoduje zahamowanie wzrostu komórek białaczki (badania przeprowadzone dotychczas na myszach), wpływa na obniżenie ryzyka powstania chorób układu sercowo-naczyniowego. [6] [7]
Warto dodatkowo podkreślić, że w sytuacjach wysokiego stresu oksydacyjnego, oraz u osób w podeszłym wieku, u których przyswajanie ważnych związków z pożywienia jest mocno ograniczone, syntetyczne witaminy dobrej jakości, będą miały uzasadnienie.
Podsumowanie.
Dbając o siebie i swoją przyszłość, warto zastanowić się, czy nasz styl życia i prowadzona przez nas dieta nie sprzyja nadmiernemu powstawaniu wolnych rodników. Dążmy do zachowania równowagi, pomiędzy powstaniem wolnych rodników, a ich usuwaniem. Jeśli mamy jakiekolwiek wątpliwości, możemy udać się na odpowiednie badania, albo po prostu podjąć właściwe zmiany w naszej diecie i życiu. Zwolnić w pędzie codziennego życia, zredukować niekorzystne nałogi, wprowadzić trochę koloru w postaci warzyw i owoców, szczególnie jagód, do naszej diety.
Autorzy:
- Alan Gasiński- przyszły dietetyk, pasjonat biochemii i zagadnień trudnych:) praktykant gabinetu dietetycznego Pracownia Zdrowych Zmian
- Monika Czerepak
Bibliografia:
[1] Esra Birben, Umir Murat Sahiner, Cansin Sackesen, Serpil Erzurum, Omer Kalayci, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3488923/ , „Oxidative Stress and Antioxidant Defense”, Pediatric Allergy and Asthma Unit, Hacettepe University School of Medicine, Ankara, Turcja, Department of Pathobiology, Lerner Research Institute, and the Respiratory Institute, Cleveland Clinic, Cleveland
[2] Finkel T., Holbrook N.J.: „Oxidants, oxidative stress and the biology of ageing”, Nature 2000, 408(6809): 239-47
[3] Pavlatou M.G. Et al.: „FORT and FORD: two simple and rapid assays in the evaluation of oxidative stress in patients with type 2 diabetes mellitus” Metab Clin Exp. 2009, 58: 1657-1662
[4] Rahman T., Hosen I., Islam M., „Oxidative stress and human health. Advances in bioscience and biotechnology 2012, 3:997-1019
[5] Szajdek A., Borowska J. „Właściwości przeciwutleniające żywności pochodzenia roślinnego”, Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2004; 4(41), 5-28
[6] Szajdek A., Borowska E. J. „Bioactive compounds and health-promoting properties of berry fruit: a review” Plant. Foods Hum. Nutr. 2008; 63, 147-156
[7] Kulling S. E., Rawel H. M., „Chokeberry (Aronia Melanocarpa) – A review on the characteristic components and potential health effects, a systematic review” Phytohter. Res 2010; 24 1107-1114.
[8] Czajka A. „Wolne rodniki tlenowe, a mechanizmy obronne organizmu”, Nowiny lekarskie 2006; 75,6, 582-586
