Uroda 40 plus – Antyoksydanty – podstawowe informacje

Antyoksydanty, czyli przeciwutleniacze lub antyutleniacze, to substancje chemiczne bądź naturalne, posiadające zdolność usuwania z ludzkiego organizmu nadmiaru utleniaczy (oksydantów), popularnie zwanych wolnymi rodnikami. Przez 50 lat funkcjonowała teoria, zgodnie z którą wolne rodniki powodują starzenie, a antyoksydanty wstrzymują niepożądane procesy utleniania, przez co opóźniają procesy starzenia organizmu oraz zapobiegają rozwojowi chorób cywilizacyjnych. Jednak badania przeprowadzone w ciągu ostatnich lat poważnie podważyły tę teorię i być może uszkodzenia komórek w wyniku stresu oksydacyjnego to skutek, a nie przyczyna starzenia. Starzenie nie jest więc najprawdopodobniej zjawiskiem jednorodnym, o jednej przyczynie i jednym środku zaradczym. Jednak na tym etapie rozwoju nauki wszystkie rozważania należy traktować bardziej jako spekulacje niż fakty.

Wolne rodniki

Uroda 40 plus – wolne rodniki

Czym w takim razie są utleniacze, czyli wolne rodniki?

Większość elektronów w atomach i cząsteczkach występuje parami, natomiast wolne rodniki to układ posiadający niesparowane (wolne) elektrony. Ten jeden elektron jest zazwyczaj bardzo nietrwały i dąży do oddania elektronu lub przyjęcia go z sąsiadujących komórek. Oznacza to, że rodniki są bardzo reaktywne – błyskawicznie wchodzą w reakcje z cząsteczkami w zdrowych tkankach i zabierają potrzebny elektron, odzyskując stabilność, ale jednocześnie uszkadzając białka, tłuszcze i kwasy nukleinowe sąsiednich, zdrowych komórek. Są przyczyną degradacji DNA i rozważało się je jako przyczynę starzenia się organizmu.

Wolne rodniki powstają w wyniku fizjologicznych procesów biochemicznych w organizmie, zwłaszcza tych związanych z oddychaniem. Część z nich produkowana jest w niewielkich fizjologicznych ilościach, pozostałe są skutkiem ubocznym naturalnych procesów fizjologicznych. U zdrowego człowieka około 5% tlenu przekształca się w wolne rodniki.

Wolne rodniki pełnią w organizmie wiele pożytecznych funkcji – współtworzą niektóre enzymy i hormony, utleniają substancje toksyczne, pomagając pozbyć się ich z organizmu, osłabiają bakterie i wirusy, dzięki nim w organizmie toczą się procesy zapalne uczestniczące w zwalczaniu choroby. Po spełnieniu swojej funkcji wolne rodniki powinny zostać zneutralizowane przez antyoksydanty. Organizm ludzki sam produkuje fizjologiczne antyoksydanty – naturalną broń do walki z wolnymi rodnikami. Są to przeciwutleniacze endogenne, czyli enzymy i hormony, m.in. glutation, dysmutaza nadtlenkowa, katalaza, witaminy C i E, estrogen, koenzym Q10. Najważniejszą rolę wśród nich pełni glutation (GSH) – enzym, który potrafi oddać aż dwa elektrony i zneutralizować dzięki temu wiele rodników. I dopóki komórki posiadają zdolność redukowania utleniaczy (potencjał oksydoredukcyjny) nic złego się nie dzieje. Z upływem czasu jednak nasze naturalne mechanizmy obronne przestają być wystarczające i produkcja endogennych przeciwutleniaczy jest zbyt mała w stosunku do potrzeb. Dochodzi wówczas do stanu zaburzonej równowagi pomiędzy antyoksydantami a oksydantami i przeciwutleniaczy jest zbyt mało w stosunku do wolnych rodników. Taki niebezpieczny dla organizmu stan zaburzonej równowagi nazywany jest stresem oksydacyjnym, w wyniku którego może nastąpić uszkodzenie błony komórkowej i materiału genetycznego.

Ilość wolnych rodników rośnie, a efektywność ich neutralizowania przez przeciwutleniacze endogenne maleje wraz z upływem czasu oraz pod wpływem rozwoju cywilizacyjnego i niefizjologicznych procesów, takich jak:

• palenie papierosów
• picie alkoholu
• promieniowanie rentgenowskie
• promieniowanie słoneczne
• dziura ozonowa
• ekspozycja na metale ciężkie (ołów, kadm, rtęć), tlenki azotu (żywność, spaliny)
• intensywne uprawianie sportu
• zażywanie niektórych leków (antydepresantów, tabletek antykoncepcyjnych, steroidów, antykoagulantów)

Rozwój teorii rodników

(Uwaga, długi tekst, tylko dla wytrwałych! ;))

Autorem teorii starzenia wywoływanego przez rodniki jest amerykański chemik Denham Harman. Już w 1945 roku zafascynował się artykułem o potencjalnych przyczynach starzenia się, przeczytanym w kobiecym magazynie swojej żony “Ladies Home Journal”. A kilka lat później, po ukończeniu medycyny, rozpoczął swoje badania nad starzeniem się. To on wysnuł wniosek, że za uszkodzenia komórek prowadzące do starzenia się organizmów odpowiedzialne są rodniki, a antyoksydanty mogą ten proces opóźnić. Sformułował on swoją teorię obserwując prowadzone w tamtych czasach badania nad sposobami łagodzenia skutków promieniowania jonizującego, po wybuchu bomby jądrowej. Wiadomo było, że to promieniowanie pobudza wytwarzanie rodników, a jego skutki łagodzi dieta bogata w antyoksydanty. A skoro uszkodzenia komórek, jak i poziom rodników, jako produktów ubocznych oddychania i metabolizmu, zwiększają się wraz z upływem czasu, czyli wiekiem, Harman sformułował swoją tezę i rozpoczął prace badawcze, w czasie których karmił myszy antyoksydantami, w efekcie czego myszy żyły dłużej. 

Inni naukowcy także zajęli się tą teorią i w 1969 r. na Duke University odkryto pierwszy endogenny antyoksydant – enzym kodowany przez geny, zwany dysmutazą ponadtlenkową (SOD). Wyciągnięto wniosek, iż jej istnienie sprowadza się do znoszenia niekorzystnych skutków gromadzenia rodników i w ten sposób upowszechniła się teoria rodników jako przyczyny starzenia i antyoksydantów jako lekarstwa “na starość”. I to pomimo, że naukowcom nie udało się nigdy powtórzyć wyników doświadczeń Harmana i nie istniały dowody na to, że karmienie zwierząt antyoksydantami wydłuża ich życie.

W latach 90-tych, dzięki rozwojowi genetyki, udało się zmodyfikować genom zwierząt i zmienić ilość wytwarzanych przez nich enzymów antyoksydacyjnych. Arlan Richardson, dyrektor Barshop Institute For Longevity And Aging Studies w University Of Texas Health Science Centre w San Antonio uzyskał w ten sposób 18 różnych szczepów myszy, z których każda wytwarzała inną niż fizjologiczna ilość przeciwutleniaczy endogennnych. Okazało się, że nie miało to żadnego wpływu na długość życia zmodyfikowanych myszy – ani te o wyższym poziomie enzymów antyoksydacyjnych nie żyły dłużej, ani odwrotnie – te o zmniejszonej produkcji enzymów wcale nie żyły krócej.

Inne badania nad teorią starzenia spowodowanego uszkodzeniami komórek w wyniku utleniania przeprowadził David Gems, zastępca dyrektora Institute of Healthy Aging na University College London. Pragnął udowodnić, że niekontrolowane utlenianie niszczy z czasem coraz większe ilości białek, lipidów, fragmentów DNA i innych składowych komórki, co uszkadza tkanki i narządy, a w efekcie upośledza funkcjonowanie całego organizmu. W tym celu badał on obleńca Caenorhabditis elegans, którego dzięki inżynierii genetycznej zmodyfikował tak, aby przestał wytwarzać enzymy pełniące funkcje naturalnych przeciwutleniaczy dezaktywujących rodniki. Spodziewał się, że zmutowane robaki, produkujące nadmierne ilości rodników, będą żyły znacznie krócej niż normalnie. A jednak tak się nie stało – życie obleńców nie skróciło się. Eksperyment powtórzono w innym laboratorium i otrzymano takie same wyniki – rodniki gromadziły się,  a mimo to obleńce nie umierały wcześniej.

W tym samym czasie światło dzienne ujrzały wyniki badań fizjologa Rochelle Buffensteina, który usiłował dowieść dlaczego gryzoń golec (Heterocephalus glaber), najbardziej długowieczny gryzoń na świecie, żyje średnio 8 razy dłużej niż podobnej wielkości mysz. Wykazał on, że golec posiada znacznie niższy poziom endogennych przeciwutleniaczy niż myszy, a uszkodzenia związane z utlenianiem następuje u niego wcześniej i w większym nasileniu niż u innych gryzoni, a mimo to, do końca swojego 25 a nawet 30-letniego życia niemal nie choruje, zachowując dobre zdrowie do końca swoich dni.

Jakiś czas później biolog z McGill University, Siegfried Hekimi, zmodyfikował obleńca znanego już badań Davida Gemsa, tak, aby wytwarzał nadmierną ilość rodnika ponadtlenkowego, co miało wykazać, że stres oksydacyjny wywołuje starzenie. Ale i tym razem nie udało się osiągnąć wyników potwierdzających tę teorię. Zmodyfikowane obleńce nie tylko nie uległy większym uszkodzeniom oksydacyjnym, ale także żyły o 32% dłużej niż osobniki ze środowiska naturalnego. Hekimi poszedł dalej – podał zmutowanym obleńcom witaminę C, popularny antyoksydant, w efekcie czego czas życia obleńców przestał się wydłużać! Pozwoliło to na wysnucie teorii, iż rodnik ponadtlenkowy jest naszym sprzymierzeńcem – sygnałem ochronnym dla organizmu, uruchamiającym geny naprawcze uszkodzonych komórek. Hekimi przeprowadził również inny eksperyment – poddał obleńce ekspozycji na środek ograniczający wzrost chwastów – herbicyd. Powoduje on w organizmach zwierzęcych i roślinnych wzmożoną produkcje rodników. I tu także otrzymał sprzeczne z oczekiwaniami wyniki – obleńce poddane kąpieli w tym roztworze żyły 58% dłużej niż te, którym w trakcie kąpieli podawano w karmie antyoksydanty. Hekimi wykazał również, że wyłączenie u obleńców wszystkich 5 genów kodujących dysmutazę ponadtlenkową (SOD), w jakie wyposażone są mitochondria, w żaden sposób nie wpływa na długość ich życia. Jednak po wyłączeniu tylko jednego z nich – SOD-2, długość życia robaków wydłużyła się o 30%.

Odkrycia te stały się rewolucją w dotychczasowym spojrzeniu na temat starzenia, wolnych rodników i antyoksydantów, jednak naukowcy przyznają, że nie dają jednoznacznych dowodów na to, że wolne rodniki nie uczestniczą w procesie starzenia. Jednak ich udział może być znacznie mniejszy niż pierwotnie sądzono. Rodniki mogą mieć korzystny wpływ na niektóre procesy zachodzące w organizmach, a niebezpieczny na inne. Istnieją twarde dowody na to, że poważne uszkodzenia powodowane przez rodniki prowadzą do niektórych chorób, w tym nowotworów, uszkodzeń narządów czy przewlekłych chorób serca.

Jednak są okoliczności, w których wolne rodniki są naszymi sprzymierzeńcami, gdyż stanowią element mechanizmu obronnego, a ich podwyższony poziom może wręcz prowadzić do dłuższego życia, gdyż rodniki przekazują sygnały w sieciach naprawy komórek. Potwierdza to znaną od lat teorię, że niewielkie problemy mogą ułatwiać organizmowi pokonywanie dużych, co w doskonały sposób obrazuje tzw. paradoks atlety. Podczas ćwiczeń wszystkie reakcje w organizmie zachodzą szybciej, także powstawanie wolnych rodników. Mimo to osoby trenujące nie są bardziej narażone na choroby wywoływane nadmiarem wolnych rodników, a dzieje się tak dlatego, że organizm osoby właściwie uprawiającej sport i utrzymującej zbilansowaną dietę, w naturalny sposób adaptuje się do zadań przed nim stawianych i mobilizuje silniejsze systemy obronne.

Antyoksydanty – wróg czy przyjaciel?

Zmiana w podejściu do teorii starzenia powodowanego nadmiernym gromadzeniem wolnych rodników w organizmie spowodowała też rewolucję w podejściu do tak pożądanych przez lata antyoksydantów. Owszem, zapobiegają one powstawaniu uszkodzeń na poziomie komórkowym, jednak ich udział w spowalnianiu procesów starzenia nie jest dla naukowców oczywisty.

Badania przeprowadzone na suplementach syntetycznych jednoznacznie wykazały, że ich nadmierna ilość wręcz może nam szkodzić. Zresztą sam twórca rodnikowej teorii starzenia, Denham Harman, wątpił w przeciwstarzeniowe działanie syntetycznych antyoksydantów. Już w 1972 r. ogłosił, że antyoksydanty dostarczane w pigułkach nie przedostają się do mitochondriów, a tam właśnie powstaje większość wolnych rodników, więc nie mogą zapobiegać starzeniu.

Już w 1996 roku pojawiły się przeprowadzone na grupie 18.000 kobiet i mężczyzn, przez 18 miesięcy, które wykazało, że wśród osób stosujących suplementację retinolu i beta-karotenu, wystąpił wzrost zachorowań na raka płuc o 28% i wzrost liczby zgonów o 18% w stosunku do osób nieprzyjmujących witamin. Wzrost ryzyka dotyczył szczególnie nałogowych palaczy. Następnie, w roku 2007 duńscy naukowcy przeanalizowali 68 różnych badań naukowych dotyczących witamin i opublikowali swoje wyniki na łamach  “Journal of American Medical Association”. Wynika z nich jednoznacznie, iż nadmierna suplementacja syntetycznego beta-karotenu, witamin E i A istotnie zwiększa ryzyko przedwczesnej śmierci. Przeprowadzano kolejne badania i wszystkie potwierdzały szkodliwość nadmiernej suplementacji witamin. Okazało się, że beta-karoten zamiast zmniejszać, zwiększa ryzyko raka płuc wśród palaczy, witamina E, zalecana w chorobach serca, może zwiększać ryzyko zgonu na skutek chorób układu krążenia, a selen może przyczyniać się do skrócenia życia. Onkolodzy zaś są zdania, że suplementacja witaminy C, zamiast hamować rozwój guza u osób chorych na raka, może go przyspieszać, wchodząc w reakcje z lekami onkologicznymi. Z kolei osoby zdrowe przyjmujące w sposób nieumiarkowany suplementy diety i witaminy w pigułkach osłabiają swój system odpornościowy.

To co niezwykle ważne i wymagające wyraźnego podkreślenia – wszystkie te badania dotyczyły wyłącznie preparatów chemicznych, nie przeciwutleniaczy pochodzących z jedzenia, ze zdrowej i zbilansowanej diety. Lekarze zalecają więc obecnie dietę bogatą w warzywa, owoce i ryby, produkty z pełnego ziarna, a zamiast tłuszczów zwierzęcych – roślinne, głównie olej rzepakowy i oliwę, która dostarczy nam wystarczającej ilości wszystkich witamin i minerałów, a tym antyoksydantów, które rozprawią się z wolnymi rodnikami bez konieczności wspierania się dodatkowo suplementami diety.

Źródło:

• Świat Nauki
• Wprost
• Poradnik Zdrowie
• Poradnik Zdrowie

photo credits: Let Ideas Compete via photopin cc