Wolne rodniki kontra przeciwutleniacze

Zdrowe zakupy

Suplementy diety

Andrographis ParActin®

Suplementy diety

Ashwagandha KSM-66 BIO

Suplementy diety

AstaZine® Astaksantyna

Suplementy diety

Koenzym Q10

Suplementy diety

Kolagen UC-II®

Suplementy diety

Kurkuma BCM-95®

Suplementy diety

Żeńszeń fermentowany GS15-4®

Wolne rodniki to atomy bądź cząsteczki mające na zewnętrznej orbicie pojedynczy elektron. Dążą one do przyłączenia elektronu "do pary", czyli odebrania go innemu atomowi czy cząsteczce, lub do oddania własnego "singla".

Reaktywne formy tlenu i azotu

Są w związku z tym niestabilne i wykazują dużą aktywność chemiczną (mówimy, że są bardzo reaktywne) - utleniają, czyli uszkadzają związki, z którymi mają kontakt. Początek temu łańcuchowi w naszym organizmie dają wolne rodniki tlenowe. Tworzą się one w procesach biochemicznych, zwłaszcza związanych z oddychaniem. Powstawanie wolnych rodników z białek, lipidów, kwasów nukleinowych i cukrowców obecnych w komórkach jest następstwem reakcji z wolnymi rodnikami tlenowymi. Oksydacja to swego rodzaju reakcja łańcuchowa - zabranie elektronu z danej cząsteczki sprawia, że ona z kolei staje się wolnym rodnikiem i uszkadza inne cząsteczki, z którymi się styka.

Wolne rodniki zalicza się do reaktywnych form tlenu (RFT) lub reaktywnych form azotu (RFA), czyli związków, które nie muszą mieć niesparowanych elektronów (ale mogą i wtedy są wolnymi rodnikami), by powodować utlenianie lub - w przypadku form azotu - nitrację bądź nitrozylację.

W literaturze medycznej często nie wyodrębnia się wolnych rodników spośród reaktywnych form tlenu czy azotu - wiele badań traktuje tę grupę jako całość.

Do wolnych rodników zalicza się m.in. rodnik hydroksylowy, anionorodnik ponadtlenkowy, tlenek azotu, dwutlenek azotu, rodnik peroksyalkoksylowy i lipidowy rodnik nadtlenkowy. Przykładami substancji zaliczanych do RFT i RFA, które nie są wolnymi rodnikami, ale powodują utlenianie, są np. nadtlenek wodoru, ozon (O₃), tlen singletowy, kwas podchlorawy, kwas azotawy, anion nadtlenoazotynowy, tritlenek diazotu czy nadtlenek lipidowy. Mogą one uczestniczyć w reakcjach powodujących powstanie wolnych rodników - są ich prekursorami.

Skąd się biorą wolne rodniki

Podstawowym źródłem wolnych rodników w organizmie jest oddychanie tlenowe. Szacuje się, że organizm dorosłego człowieka przekształca aż 15% wdychanego tlenu w jego reaktywne formy (podczas wysiłku znacznie więcej)¹. Endogenne (wewnętrzne) źródła wolnych rodników to m.in. mitochondria, czyli malutkie organella, w których w wyniku oddychania komórkowego powstają związki chemiczne (ADP) będące źródłem energii dla komórki. Organizm produkuje więcej wolnych rodników, kiedy zachodzi w nim proces zapalny, a także wtedy, gdy jest w stresie (fizycznym, np. wskutek dużego wysiłku, lub psychicznym).

Egzogenne (zewnętrzne) źródła oksydantów to zanieczyszczenia środowiska, nieodpowiednia dieta (produkty wędzone, grillowane, mięso lub sery zawierające utlenione tłuszcze, potrawy smażone na głębokim tłuszczu), alkohol, dym tytoniowy, metale ciężkie, metale przejściowe (pewna grupa pierwiastków chemicznych), rozpuszczalniki przemysłowe, pestycydy, niektóre leki (np. paracetamol, wybrane antybiotyki, np. nitrofurantoina czy halotan - środek stosowany do znieczulenia ogólnego) oraz promieniowanie, zwłaszcza jonizujące i ultrafioletowe, chociaż niektórzy autorzy wymieniają tutaj po prostu promieniowanie elektromagnetyczne.

Czym są antyoksydanty?

Antyoksydanty, czyli przeciwutleniacze, są substancjami przeciwdziałającymi utlenianiu. Mają one zdolność oddawania elektronu wolnym rodnikom, dzięki czemu przerywają reakcję łańcuchową oksydacji, ale same nie stają się przez to rodnikami. Przeciwutleniaczem jest każdy związek chemiczny, który występując w stężeniu niższym niż substancja ulegająca oksydacji, hamuje lub opóźnia jej utlenienie². Warto zauważyć, że każdy przeciwutleniacz może wystąpić również w roli prooksydanta³.

Antyoksydanty są aktywne jako⁴:

• substancje zapobiegawcze - przeciwdziałają reakcji utleniania wolnych rodników oraz powstawania wolnych rodników kwasów tłuszczowych;
• związki interwencyjne - hamują reakcje samoutleniania;
• wygaszacze tlenu singletowego (forma tlenu o bardzo wysokiej reaktywności);
• substancje synergistyczne (współdziałają z innymi antyutleniaczami);
• reduktory - substancje zamieniające wodoronadtlenki w stabilne związki;
• związki chelatujące metale - przekształcają prooksydanty metali (np. pochodne żelaza i miedzi) w stabilne produkty;
• inhibitory enzymów będących prooksydantami.

Obrona antyoksydacyjna ludzkiego organizmu składa się niejako z trzech etapów⁵. Pierwszy to zapobieganie inicjacji łańcucha reakcji, w których powstają wolne rodniki, drugi obejmuje przerywanie zapoczątkowanej już oksydacji (działają tu takie przeciwutleniacze jak witaminy A, C i E, glutation, bilirubina, kwas moczowy, karnityna i flawonoidy), a w trzecim uaktywniają się enzymy naprawiające uszkodzenia wyrządzone przez wolne rodniki, np. w DNA (należy do nich m.in. polimeraza DNA).

Antyoksydanty możemy podzielić na endogenne (wytwarzane przez nasz organizm) i egzogenne (pochodzące wyłącznie z pożywienia). Antyoksydanty egzogenne znajdują się głównie w owocach i warzywach, ale także w innych produktach roślinnych: orzechach, nasionach i zbożach. Rafinowane produkty zbożowe zawierają ich zdecydowanie mniej. Nawet w mięsie, jajach i przetworach mlecznych są obecne pewne ilości antyoksydantów pochodzących z bogatych w te substancje pasz dla zwierząt. Im bardziej naturalny sposób karmienia zwierząt, tym więcej antyoksydantów w pochodzących z nich produktach.

Naruszenie równowagi

Organizm dysponuje, jak widać, mechanizmami chroniącymi go przed szkodliwym działaniem wolnych rodników. Mimo to, gdy wolnych rodników jest zbyt dużo lub gdy mechanizmy obronne są osłabione, dochodzi do naruszenia równowagi redoks (między potencjałem utleniania a potencjałem redukcji) i rozwija się tzw. stres oksydacyjny lub - w przypadku nadmiaru reaktywnych form azotu - nitrozacyjny. To właśnie temu zjawisku przypisuje się powodowanie wielu niekorzystnych zmian zdrowotnych. Należą do nich:

• starzenie się organizmu;
• choroby neurodegeneracyjne, takie jak choroba Alzheimera czy Parkinsona, pląsawica Huntingtona, stwardnienie rozsiane, stwardnienie zanikowe boczne, depresja;
• choroby układu krążenia, np. miażdżyca, zawał serca, udar mózgu;
• choroby nowotworowe, zwłaszcza związane ze starzeniem się organizmu;
• cukrzyca; niektóre choroby oczu, takie jak zaćma, jaskra, zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem;
• choroby układu oddechowego (np. astma, przewlekła obturacyjna choroba płuc);
• choroby stawów;
• choroby nerek, wątroby i trzustki;
• niepłodność u mężczyzn i kobiet;
• zespół chronicznego zmęczenia.

Według artykułu⁶ z 2010 r. zamieszczonego w czasopiśmie "Methods of Molecular Biology", nie istnieją żadne oficjalnie uznane objawy stresu oksydacyjnego. Lekarze naturopaci, jak np. Donielle Wilson⁷, twierdzą natomiast, że jego symptomami są m.in. zmęczenie, bóle głowy, wrażliwość na hałas, utrata pamięci, otępienie umysłowe, ból mięśni i stawów, zmarszczki i siwe włosy, problemy ze wzrokiem i obniżona odporność.

Niektóre laboratoria diagnostyczne, także działające w Polsce, oferują możliwość określenia poziomu stresu oksydacyjnego za pomocą takich badań jak np. FORT (free oxygen radicals testing - stężenie wolnych rodników tlenowych), FORD (free oxygen radicals defense - ocena potencjału antyoksydacyjnego), analiza poziomu poszczególnych antyoksydantów (np. glutationu, peroksydazy glutationowej, katalazy i mioglobiny), oznaczenie stosunku glutationu zredukowanego do glutationu utlenionego oraz markerów peroksydacji (utleniania) lipidów.

Wolne rodniki a system odpornościowy

Czy wolne rodniki to rzeczywiście samo zło, a w najlepszym razie niepotrzebny produkt uboczny metabolizmu? Nic bardziej mylnego. Jak mówi dr Jeffrey Blumberg, dyrektor laboratorium antyoksydantów przy Uniwersytecie Tufts (USA, Massachusetts), "wolne rodniki są nam absolutnie niezbędne do życia. Na przykład komórki odpornościowe obrzucają atakujące nas bakterie wolnymi rodnikami, aby je unicestwić. Rodniki stanowią ważną część systemu obronnego organizmu"⁸.

O tym, jak ważną funkcję pełnią wolne rodniki w układzie immunologicznym, może świadczyć przewlekła choroba ziarniniakowa. Jest to rzadkie schorzenie (dotyczy jednej na 200-250 tys. osób) uwarunkowane genetycznie. W jego wyniku organizm produkuje zbyt mało oksydazy NADPH (rodzaj enzymu), co powoduje, że granulocyty obojętnochłonne charakteryzują się upośledzonym wytwarzaniem nadtlenków (rodzaj wolnych rodników), koniecznych do walki z drobnoustrojami.

W następstwie tego zaburzenia pacjenci zapadają na ciężkie, nawracające infekcje, wywoływane głównie przez bakterie katalazo-dodatnie (przede wszystkim gronkowce), grzyby i prątki gruźlicy. Infekcje te często zagrażają życiu, dlatego dawniej, gdy nie stosowano jeszcze profilaktycznie środków antymikrobiotycznych, chorzy nie dożywali dziesiątych urodzin. Obecnie nadal wiele osób cierpiących na tę chorobę umiera w drugiej lub trzeciej dekadzie życia, choć według danych pochodzących z USA pacjenci średnio przeżywają 40 lat. Jedynym leczeniem przyczynowym jest nowatorska terapia genowa (w Europie zabieg przeprowadzono z dobrym skutkiem w 2004 r.)⁹.

Starzenie się organizmu to ich sprawka?

Czy rola wolnych rodników w procesach starzenia jest jednoznacznie negatywna? David Gems przeprowadził doświadczenie na nicieniach (Caenorhabditis elegans) zmienionych genetycznie tak, aby nie produkowały pewnych enzymów antyoksydacyjnych. Spodziewał się, że robaki pozbawione obrony przed wolnymi rodnikami będą żyły zdecydowanie krócej niż zwykłe nicienie. Okazało się jednak, że zmutowane osobniki żyły równie długo, jak niezmutowane. Zdziwiony poprosił kolegę o powtórzenie doświadczenia. Wynik był identyczny. Mimo nagromadzenia wielkich ilości wolnych rodników i powodowanych przez nie uszkodzeń oksydacyjnych, nicienie nie zdychały wcześniej.

Z podobnym problemem zetknął się Arlan Richardson. Wyhodował on 18 odmian transgenicznych myszy - w porównaniu z niezmutowanymi gryzoniami jedne z nich wytwarzały więcej enzymatycznych antyoksydantów, a inne mniej. Gdyby to wolne rodniki i stres oksydacyjny odpowiadały za proces starzenia, osobniki wytwarzające więcej antyoksydantów żyłyby znacznie dłużej niż te, które wytwarzały ich zdecydowanie mniej. Tymczasem Richardson wyznał: "patrzyłem na wykresy długości życia i nie widziałem między nimi różnicy"¹⁰.

Ciekawe obserwacje dotyczące starzenia się poczyniła także Rochelle Buffenstein. Bada ona najbardziej długowieczne gryzonie - golce piaskowe, osiągające wiek ponad 28 lat. Buffenstein odkryła, że zwierzęta te charakteryzują się niższym poziomem naturalnych antyoksydantów niż myszy i akumulują większe ilości uszkodzeń oksydacyjnych w młodszym wieku niż inne gryzonie, a jednak, paradoksalnie, żyją od nich o wiele dłużej i o wiele rzadziej chorują (także na raka)¹¹.

Naukowcy stawiają jednak tezę, że być może to nie stres oksydacyjny wpływa w ten sposób na stan zdrowia i długość życia, tylko istnieją inne mechanizmy chroniące komórki przed uszkodzeniami oksydacyjnymi, które pozwalają takim zwierzętom jak golec piaskowy cieszyć się długim i stosunkowo zdrowym życiem mimo wysokiego poziomu wolnych rodników w organizmie¹². Jeszcze ciekawsze wyniki uzyskali W. Yang i S. Hekimi¹³. Wyhodowali oni nicienie wytwarzające o wiele więcej anionorodnika ponadtlenkowego niż zwykłe osobniki i spodziewali się w związku z tym, że szybko one zginą. Okazało się jednak, że życie mutantów wydłużyło się o 32% w porównaniu z przeciętnymi nicieniami. Co więcej, leczenie zmutowanych osobników za pomocą antyoksydantu w postaci witaminy C likwidowało efekt wydłużenia życia.

Ci sami naukowcy wywołali u grupy nicieni podwyższony poziom mitochondrialnego wytwarzania anionorodnika ponadtlenkowego nie przez mutacje genetyczne, ale za pomocą pewnego herbicydu (parakwatu). I znowu efekt był odwrotny do oczekiwanego - skąpane w toksynie robaki żyły aż o 58% dłużej niż osobniki niemające z nią kontaktu! Podawanie antyoksydantu usuwało także ten efekt.

Autorzy badania spekulują, że zwiększona produkcja anionorodnika ponadtlenkowego działa jak sygnał wywołujący u młodych zwierząt ekspresję genów, które zapobiegają efektom starzenia się organizmu lub je zmniejszają, i że ten wolny rodnik generowany jest jako sygnał ochronny w odpowiedzi na uszkodzenia molekularne także u niezmutowanych osobników.

Z drugiej strony istnieją badania potwierdzające hamujący wpływ endogennych antyoksydantów na przebieg procesu starzenia. Na przykład Schriner i Linford¹⁴ wykazali, że w przypadku myszy transgenicznych wytwarzających w mitochondriach więcej katalazy (enzymu biorącego udział w rozkładzie nadtlenku wodoru) maksymalna długość życia zwiększyła się o 10% w porównaniu ze zwykłymi myszami. U zmutowanych zwierząt stwierdzono niższy poziom uszkodzeń oksydacyjnych w mitochondriach, a także stosunkowo późne wystąpienie patologicznych zmian w sercu oraz katarakty.

Simon Melov, biochemik pracujący w Buck Institute for Research on Aging w Novato (USA), tłumaczy, że wolne rodniki mogą w pewnych warunkach oddziaływać dobroczynnie, a w innych szkodliwie. Badania wykazały, że wysoki poziom stresu oksydacyjnego powoduje raka i uszkodzenie organów oraz że uszkodzenia oksydacyjne przyczyniają się do rozwoju niektórych chorób przewlekłych. Melov zwraca jednak uwagę na różnicę między stwierdzeniem, że w pewnych przypadkach uszkodzenia oksydacyjne przyczyniają się do starzenia się organizmu, a poglądem, że to one napędzają ten proces. Starzenie się jest bardzo złożonym zjawiskiem i niewątpliwie ma więcej niż jedną przyczynę.

Niezbędne jak powietrze

Już ponad 90 lat temu Aleksander Czyżewski przeprowadził doświadczenie wykazujące, że obecne w powietrzu aniony (jony o ładunku ujemnym) są niezbędne do zachowania zdrowia i życia ssaków. Trzymał on myszy i szczury w pomieszczeniu z powietrzem normalnie natlenionym, lecz pozbawionym (przez filtrację) anionów. Zwierzęta bardzo szybko zaczynały chorować, a po 12-16 dniach zdychały wskutek chronicznego niedotlenienia¹⁵. Doświadczenie to powtórzono w 1997 r. z takim samym rezultatem: myszy przebywające w pomieszczeniach z powietrzem pozbawionym anionów przeżywały średnio 16 dni, a szczury - 23. Patologiczne zmiany wykryte u martwych zwierząt sugerują, że ich śmierć związana była z zakłóceniami neurohormonalnymi i niedoczynnością przysadki mózgowej. Najważniejszym anionem powietrza w odniesieniu do fizjologii ssaków w świetle tych i wielu innych badań jest anionorodnik ponadtlenkowy¹⁶.

Stres oksydacyjny a aktywność fizyczna

Wiadomo, że aktywność fizyczna może wydłużać życie i chronić przed chorobami - łącznie z infekcjami, demencją, atakiem serca, cukrzycą typu 2 oraz insulinoopornością. Z drugiej strony wiadomo, że ćwiczenia nasilają powstawanie wolnych rodników. Dlatego też, aby te rodniki zneutralizować, niektórzy sportowcy i osoby niestroniące od aktywności fizycznej przyjmują po treningu suplementy diety z antyoksydantami. Czy słusznie? Michael Ristow opublikował w 2009 r. wyniki interesującego badania¹⁷. Przez cztery tygodnie dwie 20-osobowe grupy przechodziły program ćwiczeń fizycznych - pierwsza z nich trenowała już wcześniej, dla drugiej ćwiczenia były czymś nowym. Połowa osób z każdej grupy przyjmowała po treningu suplementy z witaminą C (1000 mg dziennie) i witaminą E (400 IU dziennie).

Okazało się, że aktywność fizyczna poprawiała wrażliwość na insulinę (czyli zmniejszała ryzyko cukrzycy) wyłącznie u ćwiczących, którzy nie przyjmowali suplementów witaminowych (niezależnie od tego, czy przed eksperymentem byli aktywni fizycznie). Badacze wnioskują, że to wywołany wysiłkiem fizycznym stres oksydacyjny zmniejsza insulinooporność. Suplementacja antyoksydantami może zaś usuwać ten korzystny efekt. Potwierdza to m.in. Alan Aragon, specjalista ds. żywienia, ekspert w zakresie odchudzania pracujący dla "Men's Health": "Wytwarzanie wolnych rodników jest normalną odpowiedzią na ćwiczenia fizyczne, więc przyjmowanie dużych dawek antyoksydantów tuż po treningu mogłoby zaburzyć naturalną, korzystną reakcję organizmu na wysiłek"¹⁸.

Beth Levine¹⁹ odkryła, że ćwiczenia wzmagają proces zwany autofagią, w którym komórki recyklingują zniszczone fragmenty białek i inne subkomórkowe drobiny, a narzędziem do "trawienia" i rozkładania tych starych molekuł są właśnie wolne rodniki. Biolodzy od dekad wiedzą, że niedokarmianie zwierząt, bliskie ich głodzeniu, może spektakularnie wydłużać im życie. Doktor Levine była w zespole naukowców, którzy odkryli, że mechanizmem powodującym wydłużenie życia jest wzmożona autofagia, wywołana stresem ciągłego niedożywienia. Naukowcy spekulują, że korzystny efekt osiągany jest dzięki temu, iż w procesie tym usuwane są przede wszystkim zużyte mitochondria, a to sprawia, że powstaje mniej wolnych rodników.

Okazuje się więc, że autofagia obniża całkowity poziom wolnych rodników za pomocą innych wolnych rodników - może to oznaczać, że różne typy wolnych rodników pełnią rozmaite funkcje w określonych częściach komórki. Nie musimy się głodzić, aby wydłużyć sobie życie. Prace dr Levine wskazują, że podobny efekt do głodówki daje intensywna aktywność fizyczna. Levine nadal bada wpływ ćwiczeń i autofagii na długość życia, ale jest na tyle pewna wyniku, że kupiła już sobie stacjonarną bieżnię.

W podwójnej roli

Hakan Westerblad przeprowadził wraz ze współpracownikami badanie²⁰ na myszach, którego wyniki opublikował w artykule pt. "Produkcja reaktywnych form tlenu przez mitochondria przyczynia się do beta-adrenergicznej stymulacji kardiomiocytów u myszy". Wykazało ono, że stymulacja beta-adrenergicznych receptorów znajdujących się na powierzchni komórek mięśnia sercowego powoduje w mitochondriach zwiększone wytwarzanie wolnych rodników, które przyczyniają się z kolei do silniejszych skurczów serca. Gdy doprowadzono do kontaktu komórek z antyoksydantami, efekt tej stymulacji w większości przypadków zanikł.

Zdaniem prof. Westerblada mamy tu do czynienia z zasadą "wszystko z umiarem". W normalnych warunkach wolne rodniki działają jak substancje sygnałowe, ale bardzo wysoki ich poziom w organizmie, zwłaszcza gdy utrzymuje się długo, może prowadzić do choroby. Pełnią one ważną funkcję, ponieważ przyczyniają się do tego, że w stresujących sytuacjach serce może pompować większą ilość krwi. Z drugiej strony długotrwały stres, związany z chronicznie podwyższonym poziomem wolnych rodników, prowadzi do niewydolności serca²¹.

Rodniki w chorobach nowotworowych

Podwójną rolę wolnych rodników można również zaobserwować w procesie powstawania, przebiegu i leczenia chorób nowotworowych. Według Valko²² "jak na ironię przeróżne procesy zachodzące z udziałem reaktywnych form tlenu w rzeczywistości chronią komórki przed wywoływanym przez RFT stresem oksydacyjnym i przywracają lub utrzymują równowagę redoksową, nazywaną również homeostazą redoksową. Ten ambiwalentny charakter RFT został potwierdzony w badaniach. Na przykład coraz więcej dowodów wskazuje na to, że RFT wewnątrz komórek działają jak przekaźniki wtórne w wewnątrzkomórkowych kaskadach sygnałowych, które indukują i utrzymują onkogeniczny fenotyp komórek nowotworowych, jednakże RFT mogą także indukować starzenie się i programowaną śmierć komórek, dzięki czemu pełnią funkcję form antynowotworowych". To oznacza, że wolne rodniki mogą zarówno wywoływać raka, jak i mu zapobiegać.

Przykład antykancerogennej roli wolnych rodników zawiera badanie²³ opublikowane w 2010 r. Jego autorzy wykazali, że niektóre wolne rodniki aktywują gen HIF1, a on z kolei odpowiada za aktywację dużej liczby genów biorących udział w reparacji komórek, z których jeden przyczynia się do naprawy zmutowanego DNA.

Jeszcze dalej idzie James Watson, laureat Nagrody Nobla za odkrycie podwójnej helisy DNA. Sugeruje on, że w niektórych typach choroby nowotworowej, np. raka trzustki (chodzi przede wszystkim o nowotwory wywoływane przez onkogen RAS lub MYC), chore komórki nie reagują na terapię dlatego, że charakteryzują się wysokim poziomem antyoksydantów. Noblista zauważa, że działanie terapeutyczne (czy to naświetlanie, czy chemioterapia) indukuje wysoki poziom wolnych rodników - a antyoksydanty ten poziom obniżają, przez co terapia jest nieskuteczna²⁴. Na potwierdzenie tej teorii Watson przywołuje niedawne odkrycie.

Badacze²⁵ pracujący nad leczeniem nowotworów poszukiwali substancji, która wywoływałaby apoptozę (zaprogramowaną śmierć) chorych komórek, ale oszczędzała komórki zdrowe. Natrafili na piperlonguminę otrzymywaną z pieprzu długiego (łac. Piper longum - stąd nazwa substancji). Piperlongumina podnosi poziom reaktywnych form tlenu w komórkach nowotworowych, wywołując ich apoptozę, podczas gdy na komórki zdrowe ma jedynie nieznaczny, nieszkodliwy wpływ. Co ciekawe, działa ona przez wiązanie się z pewnymi kluczowymi komórkowymi antyoksydantami, takimi jak transferaza glutationu S czy reduktaza karbonylowa. Okazuje się, że komórki zdrowe charakteryzują się o wiele niższym poziomem tych przeciwutleniaczy - dzięki temu przeżywają kurację piperlonguminą.

Kontrowersje wokół suplementacji

Jak widać, wolne rodniki nie zawsze są złe, a antyoksydanty nie zawsze mogą uchodzić za dobre. Metaanaliza²⁶ randomizowanych badań z grupą kontrolną, które dotyczyły wpływu suplementów zawierających antyoksydanty na zapadalność na nowotwory jelita grubego, wykazała, że nie ma żadnych dowodów świadczących o ich dobroczynnej funkcji w profilaktyce tego typu raka. Jedynym suplementem, który może mieć właściwości antykancerogenne, jest selen.

W 2007 r. opublikowano w "Journal of American Medical Association" metaanalizę²⁷ randomizowanych badań nad najważniejszymi suplementami antyoksydacyjnymi. We wnioskach autorzy piszą, że przyjmowanie beta-karotenu oraz witamin A i E może zwiększać śmiertelność; witamina C i selen wymagają dalszych badań pod tym kątem.

Ci sami naukowcy opublikowali w 2013 r. kolejną metaanalizę²⁸ badań nad suplementacją witaminami A i E oraz beta-karotenem. Czytamy w niej, że najprawdopodobniej beta-karoten i witamina E w dawkach przekraczających rekomendowane dzienne spożycie znacznie zwiększają śmiertelność. Jeśli chodzi o witaminę A, brakuje wystarczających danych do wyciągania podobnych wniosków.

Metaanaliza²⁹ randomizowanych badań klinicznych nad wpływem suplementów antyoksydacyjnych na zapadalność na raka i śmiertelność przeprowadzona przez inny zespół uczonych pozwala przypuszczać, że suplementacja beta-karotenem zwiększa zapadalność na raka i śmiertelność z jego powodu wśród palaczy. Przyjmowanie selenu może zaś powodować antykancerogenny efekt u mężczyzn.

W związku z rezultatami badań nad trudnymi do leczenia nowotworami i piperlonguminą, James Watson uważa, że antyoksydacyjne suplementy diety, niszczące wolne rodniki, mogą w rzeczywistości wykazywać pronowotworowe działanie. "Skoro z najnowszych badań ewidentnie wynika, że trudności z leczeniem nowotworów w późnych stadiach wiążą się z występowaniem w nich zbyt wielu antyoksydantów, nadszedł czas, by zadać pytanie, czy przypadkiem stosowanie antyoksydantów nie przyczynia się do rozwoju raka w większym stopniu, niż mu zapobiega" - pisze noblista.

Najlepiej naturalnie

Czy to znaczy, że mamy unikać antyoksydantów? Absolutnie nie. Najkorzystniej jest jednak pozyskiwać te substancje z urozmaiconej diety bogatej w warzywa, owoce i źródła niezbędnych kwasów tłuszczowych. Dlaczego?

Barry Halliwell, biochemik z Narodowego Uniwersytetu Singapuru, mówi, że polifenole, karotenoidy i witaminy w owocach i warzywach wbudowane są w zwartą, włóknistą tkankę, dlatego pozostają w żołądku i jelitach dłużej niż suplementy, dzięki czemu są w stanie zneutralizować więcej wolnych rodników. Suplementy są trawione zbyt szybko, by uzyskać ten sam efekt. Zdaniem Paula Coatesa, pracownika Biura Suplementów Diety przy amerykańskim Narodowym Instytucie Zdrowia, "to, że produkt spożywczy zawierający jakiś składnik służy zdrowiu, nie znaczy, że pigułka z tym samym składnikiem też mu służy". Pozostaje jednak faktem, że osoby, których jadłospis obfituje w witaminy C i E, polifenole i karotenoidy, narażone są w mniejszym stopniu na atak serca, choroby naczyniowe, cukrzycę i raka³⁰.

Także Amerykańskie Stowarzyszenie Kardiologiczne i Amerykańskie Stowarzyszenie Diabetologiczne radzą, by suplementy diety zawierające witaminy przyjmować wyłącznie w przypadku zdiagnozowanego niedoboru.

Urozmaicona dieta to podstawa

Ważna jest jak największa różnorodność spożywanych owoców i warzyw. W 2006 r. opublikowano badanie³¹ przeprowadzone przez pracowników Uniwersytetu Stanu Kolorado z udziałem 106 kobiet. Wszystkie uczestniczki jadły codziennie 8-10 porcji owoców i warzyw, przy czym dieta jednej grupy kobiet obejmowała produkty aż z 18 rodzin botanicznych (wysoka różnorodność botaniczna), a w skład diety drugiej grupy wchodziły rośliny tylko z 5 rodzin botanicznych, wyselekcjonowanych ze względu na ich silne działanie antyoksydacyjne (niska różnorodność botaniczna). Okazało się, że choć w obu grupach odnotowano redukcję peroksydacji lipidów, to jedynie w grupie o wysokiej różnorodności botanicznej doszło także do znacznego obniżenia oksydacji DNA. Autorzy badania uważają, że mniejsze ilości wielu fitochemikaliów mogą dawać silniejsze efekty prozdrowotne niż większe ilości mniejszej liczby fitochemikaliów.

W duchu impresjonizmu

Jak widać, kwestii wolnych rodników i antyoksydantów nie da się sprowadzić do prostej dychotomii: dobre - złe. Nie mamy w tym przypadku do czynienia z czarno-białym światem westernu, tylko raczej z obrazami impresjonistów, wypełnionymi tysiącami różnokolorowych plamek, w których każda barwa jest tak samo ważna, jak inne. Niewątpliwie medyczne aspekty równowagi oksydacyjnej wymagają jeszcze wielu badań, ale już wiemy, że zarówno wolne rodniki, jak i antyoksydanty spełniają ważne funkcje w utrzymywaniu organizmu w dobrym zdrowiu. Jak zwykle, ważny jest umiar i różnorodność.

Mechanizmy powodujące powstawanie reaktywnych form tlenu w organizmie³²:

• ekspozycja na wysokie ciśnienie tlenu (zaburzenia oddychania, niedokrwienie serca; tlen pod zwiększonym ciśnieniem parcjalnym, czyli cząstkowym, staje się toksyczny dla organizmu człowieka; norma ciśnienia parcjalnego tlenu (pO₂) dla krwi tętniczej wynosi 80-100 mm Hg, a dla krwi żylnej 25-40 mm Hg)
• działanie związków chemicznych (pestycydy, benzopiren, barwniki azowe, czterochlorek węgla, skażenie ozonem, tlenkiem azotu, dymem papierosowym)
• promieniowanie (alfa, beta, gamma, ultrafioletowe, rentgenowskie, widmo światła widzialnego)
• procesy metaboliczne (np. fagocytoza, czyli proces pochłaniania przez komórki dużych cząsteczek pokarmowych, np. bakterii, czy peroksydacja - utlenianie lipidów)
• zaburzenia metaboliczne (awitaminoza, starzenie się organizmu, stany zapalne, infekcje, oparzenia, obrzęk mózgu, obrzęk płuc) choroby przewlekłe (nowotwory, cukrzyca, alkoholizm, choroba Alzheimera)
• autooksydacja związków biologicznie czynnych (m.in. epinefryny i hemoglobiny)
• mikrosomalna oksydacja niektórych leków (np. nitrofurantoiny)
• reakcje aktywowane przez takie enzymy jak oksydaza ksantynowa, lipooksygenaza, cyklooksygenaza