Wolne rodniki - czym są i jak się ich pozbyć?

Nawet 90% chorób cywilizacyjnych jest wynikiem nadmiaru wolnych rodników gromadzących się w organizmie. Powstają one w naszym ciele każdego dnia w wyniku reakcji utleniania (oksydacji) podczas procesów przemiany materii, oddychania czy wysiłku fizycznego i są wykorzystywane przez układ odpornościowy do walki z bakteriami, a także do utleniania substancji toksycznych. Mają one wolny (niesparowany) elektron, w związku z czym próbują odebrać go pierwszej napotkanej komórce ludzkiego organizmu. Właśnie dlatego ich nadmierna aktywność może prowadzić do zachwiania stabilności komórek i degeneracji praktycznie wszystkich tkanek.

Oczywiście nasz organizm dysponuje swego rodzaju buforami bezpieczeństwa, czyli systemem naturalnych antyoksydantów, które trzymają wolne rodniki w ryzach. To przede wszystkim dysmutaza nadtlenkowa, katalaza czy peroksydaza glutationowa, które, oddając wolnym rodnikom swój elektron, usuwają je z organizmu. Jeśli dojdzie do zniszczeń, są one naprawiane na bieżąco. Odpowiada za to m.in. glutation - związek chemiczny, który ma zdolność odwracania procesu utleniania białek. W połączeniu z substancjami antyoksydacyjnymi dostarczanymi z dietą związki te powinny utrzymywać równowagę oksydacyjną.

Wolne rodniki - czemu są złe?

Problem zaczyna się wtedy, gdy wolnych rodników hydroksylowych zaczyna nadmiernie przybywać, a ten system naturalnych substancji przestaje sobie radzić z ich neutralizowaniem. Wówczas pojawia się stres oksydacyjny, który w aspekcie chemicznym oznacza spadek możliwości redukcyjnych glutationu i jemu podobnych związków¹. Przykładowo organizm produkuje więcej wolnych rodników, kiedy zachodzi w nim proces zapalny, a także pod wpływem stresu (fizycznego, np. wskutek dużego wysiłku, lub psychicznego).

Kiedy w organizmie jest za mało antyoksydantów, dochodzi do dezintegracji zdrowych komórek, zaburzenia ich funkcjonowania oraz degradacji DNA². Nawet umiarkowany proces oksydacji (przyłączania tlenu) może powodować apoptozę, a im większy stres, tym wyższe ryzyko martwicy komórek³.

Dlatego też stres oksydacyjny uważa się współcześnie za jedną z głównych przyczyn procesów starzenia, ale również epidemii chorób cywilizacyjnych na świecie, w tym metabolicznych i nowotworowych, neurodegeneracyjnych itp.

Przykładowo prawdopodobnie proces rozwoju raka zaczyna się właśnie pod wpływem oksydacyjnych modyfikacji DNA, spowodowanych działaniem wolnych rodników tlenowych (RFT). Wyniki badań wskazują, że są one istotne nie tylko na etapie inicjacji procesu kancerogenezy, ale również jego progresji. Zmiany w DNA sprzyjają również przekształceniu nowotworu łagodnego w złośliwy i zwiększają ryzyko przerzutów⁴.

Jednak pierwsze oznaki stresu oksydacyjnego widać zwykle na skórze, ponieważ wolne rodniki utleniają najpierw kwasy tłuszczowe (lipidy) jej błon komórkowych oraz białka strukturalne - głównie kolagen. W efekcie włókna kolagenowe budujące skórę ulegają osłabieniu, co powoduje także wolniejsze gojenie się ran, rozstępy i cellulit. Na szczęście na tym etapie możesz jeszcze wiele zrobić, by przywrócić organizmowi równowagę.

Co ma wpływ na wolne rodniki?

Styl życia - spożywaj antyoksydanty

Do groźnego w skutkach zaburzenia naturalnej równowagi między RFT a antyoksydantami dochodzi w związku z narastającym narażeniem na takie czynniki środowiskowe, jak spaliny, zanieczyszczenia, metale ciężkie oraz niektóre leki (np. paracetamol, wybrane antybiotyki czy środki hormonalne - kobiety stosujące antykoncepcję hormonalną, zwłaszcza z użyciem estrogenów, mają w organizmie bardzo wysoki poziom reaktywnych form tlenu)⁵.

Nieodpowiednia dieta - więcej wolnych rodników

Ogromne znaczenie ma również dieta, stres oksydacyjny indukują: nadmiar wysokoprzetworzonej żywności, nawożone owoce i warzywa, smażone lub wędzone mięso oraz używki (alkohol i papierosy).

Poprzez unikanie powyższych czynników ryzyka możemy redukować ilość powstających w organizmie wolnych rodników. Jednak najlepszym sposobem ochrony jest dostarczenie organizmowi większej ilości antyoksydantów.

Flawonoidy - największy potencjał antyoksydacyjny

To największa grupa polifenoli, czyli związków występujących naturalnie w roślinach. Należą do niej m.in. taniny, katechiny, antocyjany, izoflawony i sylimaryna. Uważa się, że spośród przeciwutleniaczy obecnych w żywności to flawonoidy, a zwłaszcza antocyjany, mają największy potencjał antyoksydacyjny⁶.

Zarówno flawonoidy rozpuszczalne w wodzie, jak i te nierozpuszczalne wymiatają wolne rodniki, chronią lipidy i zapobiegają oksydacji lipoprotein LDL. Antocyjany przeciwdziałają tworzeniu się wolnych rodników, a ich właściwości chelatujące pomagają usunąć z organizmu metale ciężkie⁷.

Resweratrol - odpowiedzialny za metabolizm lipidów

Podobnie jak flawonoidy należy do rodziny polifenoli. Wpływa na metabolizm lipidów, hamuje utlenianie lipoprotein, agregację płytek krwi i aktywność enzymów oksydacyjnych (katalizujących reakcje utleniania), hamuje rozwój nowotworów i przerzutów⁸.

W innych badaniach wykazano, że zwiększa sześciokrotnie stężenie i czternastokrotnie aktywność dysmutazy ponadtlenkowej w mitochondriach⁹. Ma to duże znaczenie, ponieważ enzym ten katalizuje rozpad reaktywnej formy tlenu powstającej w mitochondriach, czyli anionorodnika ponadtlenkowego (O2-).

Kurkumina - silne działanie przeciwutleniające

To kolejny polifenol o silnym działaniu przeciwutleniającym, występujący jako barwnik w kurkumie. Badania wykazują, że oddziałuje szczególnie na mózg i funkcje poznawcze. Kurkumina podawana w postaci suplementu zapobiegała powstawaniu cząsteczek beta-amyloidu i rozkładała te już powstałe¹⁰. Z kolei u zwierząt już zmagających się z tym schorzeniem jej podanie przełożyło się na lepsze wyniki testów pamięciowych (np. w labiryntach)¹¹.

Inne laboratoryjne obserwacje zwierząt, tym razem chorych na cukrzycę, pokazały, że związek ten usprawnia działanie receptorów insuliny w mózgu¹².

Obecny przede wszystkim w podrobach CoQ10 ma szczególne znaczenie w procesie wytwarzania energii w mitochondriach (ATP). Wpływa jednak na funkcjonowanie całego organizmu, ponieważ znajduje się we wszystkich jego komórkach - głównie w sercu, nerkach i wątrobie¹³.

W formie zredukowanej (ubichinolu) jest uważany za silny antyoksydant, który chroni błonę komórkową i lipoproteiny przed utlenianiem¹⁴. Przyczynia się również do regeneracji innego silnego przeciwutleniacza, czyli α-tokoferolu, a tym samym jego obecność zwiększa skuteczność działania witaminy E.

Potwierdziły to doświadczenia na szczurach: po podaniu im α-tokoferolu razem z koenzymem Q10 w nerkach, sercu, płucach i śledzionie zwierząt stwierdzono istotne podwyższenie zdolności antyoksydacyjnych witaminy E¹⁵.

Ubichinol znajduje się również w lipoproteinach krwi, gdzie jest podstawowym antyoksydantem zmniejszającym ryzyko miażdżycy¹⁶.

ALA - jeden z najsilniejszych przeciwutleniaczy

Występujący naturalnie w organizmie kwas α-liponowy należy do najsilniejszych antyoksydantów, chroni przed stanami zapalnymi i odwraca niektóre efekty procesu starzenia. Na razie spowolnił utratę pamięci w badaniach na szczurach, co autorzy tłumaczą jego zdolnością do zmniejszania oksydacyjnych uszkodzeń mitochondriów, białek i kwasu nukleinowego w hipokampie, powstających w mózgu wraz z wiekiem¹⁷.

Wykazuje zdolność wymiatania rodników hydroksylowych, ale nie jest aktywny wobec nadtlenku wodoru¹⁸.

Wydaje się jednak, że największe znaczenie ma jego pośrednie działanie. Okazuje się bowiem, że kwas α-liponowy istotnie zwiększa wchłanianie i syntezę innych antyoksydantów, takich jak glutation oraz witaminy C i E. Podawany starszym szczurom przywrócił im stężenie askorbinianu sodu do poziomu charakterystycznego dla młodych zwierząt i zwolnił tempo utleniania komórek¹⁹.

Glutation - odwraca proces utleniania białek

Ten tripeptyd stoi w pierwszej linii na polu walki z wolnymi rodnikami. Odpowiada bowiem za naprawę poczynionych przez nie zniszczeń i odwrócenie procesu utleniania białek.

Ten przeciwutleniacz m.in. zapewnia funkcjonowanie komórek zwanych naturalnymi zabójcami (ang. natural killers, NK), które mogą zapobiegać rozwojowi nowotworów. Ich sprawność zwiększyła się ponad dwukrotnie w grupie osób przyjmujących wysoką dawkę glutationu²⁰.

Wykazano również związek między jego obecnością a miażdżycą: im niższe stężenie tego antyoksydantu, tym większe ryzyko rozwoju choroby²¹.

Z wiekiem maleją możliwości organizmu do syntezy glutationu. Jego poziom i skuteczność podnosi nie tylko obecność kwasu α-liponowego, ale również selenu, witamin C i E oraz B12.

Jego naturalnymi źródłami są m.in. szparagi, awokado i brokuły.

Likopen - zmniejszenie ryzyka chorób serca

Ten roślinny składnik należy do grupy karotenoidów. Wykazano związek między ilością spożywanego likopenu a powstawaniem utlenionych lipidów i zmniejszeniem ryzyka chorób serca (zawału mięśnia sercowego i choroby wieńcowej)²².

Ten czerwony barwnik wykazuje zdolność wymiatania tlenu singletowego dwukrotnie większą niż beta-karoten (prowitamina A) i aż 10 razy wyższą niż α-tokoferol (witamina E), ponieważ charakteryzuje się dużą liczbą sprzężonych wiązań podwójnych²³.

Dzięki temu odgrywa kluczową rolę w ochronie takich biocząsteczek jak DNA, lipidy i lipoproteiny o małej gęstości (LDL).

W jednym z badań wykazano, że jego zdolność do hamowania peroksydacji (utleniania) lipoprotein LDL jest większa, kiedy współdziała synergistycznie z innymi przeciwutleniaczami, takimi jak flawonoidy²⁴.

Beta-karoten i witamina A - chroni przed procesami starzenia

Drugim istotnym karotenoidem jest beta-karoten, czyli prowitamina A. Jego pojedyncza cząsteczka może unieszkodliwić 250-1000 molekuł tlenu singletowego²⁵.

Chroni przed procesami starzenia, wzmacnia system immunologiczny, przeciwdziała miażdżycy, osłania przewód pokarmowy i drogi oddechowe przed infekcjami. Wpływa również na wzrok, choć badania epidemiologiczne wskazują, że przed zmianami oksydacyjnymi w siatkówce oka najskuteczniej chroni synergistyczne działanie karotenoidów (w tym luteiny i zeaksantyny) i witamin²⁶.

Z beta-karotenu powstają również cząsteczki retinolu, czyli witaminy A, wykorzystywanej głównie w kosmetologii. Regeneruje ona włosy, skórę i paznokcie właśnie dzięki zwalczaniu wolnych rodników, które zaburzają ich metabolizm i proliferację komórek27. Podobnie jak beta-karoten zapobiega też powstawaniu uszkodzeń tkanek pod wpływem utleniającego działania światła słonecznego.

Witamina C - neutralizuje rodniki białkowe

Kwas askorbinowy charakteryzuje się bardzo szerokim spektrum działania, m.in. neutralizuje reaktywne formy tlenu i azotu powstające w procesach metabolizmu komórkowego²⁸.

Uczestniczy też w regenerowaniu antyoksydantów hydrofobowych (czyli α-tokoferolu i beta-karotenu) z ich postaci rodnikowych²⁹.

Najnowsze doniesienia dostarczyły dowodów na to, że witamina C neutralizuje także długo żyjące rodniki białkowe, tworzące się z aminokwasów zawierających siarkę³⁰.

Jej obecność zmniejsza też liczbę uszkodzeń DNA, a niedobór sprzyja namnażaniu się wolnych rodników i osłabia ogólną wydolność organizmu.

Witamina E - najsilniejsze właściwości antyrodnikowe

Spośród wszystkich witamin najsilniejsze właściwości antyrodnikowe wykazuje jednak witamina E, będąca w istocie grupą organicznych związków chemicznych - głównie tokoferoli i tokotrienoli.

Najlepiej znamy aktywność antyoksydacyjną tokoferoli, zwłaszcza ich zdolność do przerywania łańcuchowej peroksydacji lipidów.

Niektóre z badań wskazują na jej udział w ochronie przed mutagennym działaniem reaktywnych form tlenu. W jednym z nich przyjmowanie witaminy E w dawce 280 mg na dobę przez 20 tygodni spowodowało spadek poziomu oksydacyjnie zmodyfikowanych pirymidyn w DNA limfocytów krwi obwodowej³¹.

Owoce i warzywa - źródła związków antyoksydacyjnych

Najbogatszym źródłem naturalnych i zróżnicowanych związków antyoksydacyjnych są owoce i warzywa, a ich spożywanie w dużych ilościach może przyczynić się do wzrostu poziomu tych substancji w osoczu o 15-20%³². By to osiągnąć, zaleca się 2-5 porcji owoców i 2-8 porcji warzyw dziennie. Oto najbardziej wartościowe:

Aronia - zarówno świeża, jak i w postaci soku - to najbogatsze źródło polifenoli, zwłaszcza antocyjanów, dzięki którym jej owoce działają protekcyjnie na układ krążenia³³. Zawiera również witaminy C i E oraz karotenoidy.

Borówka czarna obfituje przede wszystkim w związki fenolowe, karotenoidy i antocyjany. Jest owocem o najwyższym całko witym potencjale antyoksydacyjnym (TAS)³⁴.

Jeżyny również znajdują się na szczycie listy owoców o działaniu antyrodnikowym, głównie dzięki dużej zawartości związków fenolowych, przy czym nasiona wykazują nawet dwukrotnie większą aktywność niż owoce³⁵.

Dzika róża zawiera przede wszystkim bardzo duże ilości witaminy C (ok. 1,25 g/100 g suchej masy), ale również karotenoidy, witaminę E i flawonole³⁶.

Truskawki i maliny wykazują podobną, wysoką aktywność dzięki zawartości związków fenolowych, ale w truskawkach znajduje się nawet 3 razy więcej witaminy C (do 104 mg/100 g)³⁷.

Czerwone winogrona kryją w sobie głównie resweratrol i związki fenolowe. Aktywności przeciwrodnikowej nie tracą nawet po przetworzeniu: wykazują ją zarówno soki, jak i wina³⁸.

Kapustowate, czyli rodzina warzyw obejmująca m.in. kapustę włoską, brokuł i brukselkę, zawierają najwięcej polifenoli³⁹. Niewiele mniejszą ich ilość odkryto w szpinaku.

Pomidory, a przede wszystkim ich przetwory (sok, keczup, koncentrat) to główne źródło likopenu, którego przyswajalość zwiększa się przy użyciu oliwy z oliwek.

Jabłko w płynie

Naukowcy z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu porównywali właściwości jabłkowych soków klarownych i mętnych. Odkryli oni, że te drugie zawierają 4 razy więcej flawonoidów i innych związków z grupy polifenoli. Napój z dużą zawartością miąższu owoców ma również nawet pięciokrotnie większą zdolność wymiatania wolnych rodników⁴⁰.

Sok z marchwi

Inne badanie wykazało z kolei, że sok z marchwi obniża ryzyko chorób serca i zawałów, a u osób, które piły go w ilości 0,5 l dziennie przez 3 miesiące, doszło do obniżenia stresu oksydacyjnego i poziomu cholesterolu⁴¹. Tak naprawdę jednak w zasadzie wszystkie soki ze świeżych owoców i warzyw charakteryzują się wysoką zawartością antyoksydantów, a dzięki ich dostępności przez cały rok oraz udowodnionej obecności składników odżywczych (tokoferoli, karotenoidów, kwasu askorbinowego i flawonoidów) stanowią alternatywne uzupełnienie zalecanego udziału warzyw i owoców w diecie⁴².

Rośliny strączkowe

Nasiona soi, bobu, grochu, fasoli i soczewicy również charakteryzują się obecnością związków fenolowych. Największe ich zróżnicowanie ilościowe i jakościowe odkryto w soi⁴³. Z kolei wytłoczony z niej olej jest jednym z najbogatszych źródeł tokoferoli.

Zioła

Do przygotowywanych potraw warto dodawać przede wszystkim rozmaryn i szałwię, ale również oregano, tymianek, gałkę muszkatołową, cynamon, kminek, imbir i pieprz chilli - te przyprawy zapobiegają powstawaniu produktów utleniania⁴⁴.