Działanie antyoksydacyjne. Wolne rodniki i naturalne antyoksydanty

Aktualizacja: 19 kwietnia, 2024

Wolne rodniki i antyoksydanty to związki, które są nieustannie obecne w naszym organizmie. Działając antagonistycznie wzajemnie na siebie oddziałują. O ile ich ilość względem siebie jest proporcjonalna, w organizmie występuje równowaga. Jeśli jednak stosunek zostanie zaburzony, szczególnie na korzyść wolnych rodników, powstały w organizmie stres oksydacyjny może wywołać wiele chorób. Jaki jest mechanizm powstawania wolnych rodników? Gdzie możemy je znaleźć? Co jest istotą działania antyoksydacyjnego oraz w czym zawarte są naturalne antyoksydanty?

Wolne rodniki

Wolne rodniki to atomy lub cząstki zawierające niesparowane elektrony. Powstają one na skutek homolitycznego rozpadu wiązań chemicznych. Po obu stronach rozerwanej cząsteczki zostaje wtedy po jednym z elektronów. Układ rodnikowy jest bardzo nietrwały, a rodniki reaktywne – przez cały czas dążą do przyjęcia lub oddania niesparowanego elektronu. Reakcje rodnikowe są reakcjami łańcuchowymi. Następujące po sobie fazy inicjacji, propagacji i terminacji mają na celu odpowiednio: powstawanie, reagowanie i rekombinację dwóch rodników do związku nierodnikowego.

Tak trudny mechanizm chemiczny mógłby wskazywać, iż reakcje rodnikowe to coś, co występuje poza ludzkim organizmem i bezpośrednio go nie dotyczy. Nic bardziej mylnego – wolne rodniki występują w przyrodzie naturalnie. Wszystkie procesy biochemiczne, zwłaszcza te w warunkach tlenowych (związane z oddychaniem) skutkują powstawaniem wolnych rodników tlenowych. Reakcjom rodnikowym w organizmie człowieka najczęściej ulegają białka, DNA, nienasycone kwasy tłuszczowe, polisacharydy oraz cholesterol. Szczególnie groźne jest utlenianie lipidów – wywołuje to bowiem reakcję łańcuchową z powstaniem nadtlenków lipidowych. Docierając do komórek skóry, reaktywne formy tlenu niszczą włókna kolagenowe, prowadząc do zwiotczenia tkanki skórnej i powstania zmarszczek. Oddziałując na naczynia krwionośne, niszczą ich nabłonek oraz stymulują rozwój zmian miażdżycowych przez utlenianie cholesterolu. Prowadząc do uszkodzeń DNA, mogą też powodować mutacje genetyczne i nowotwory.
Poza ciałem człowieka wolne rodniki powstają w atmosferze ziemskiej pod wpływem promieniowania słonecznego oraz podczas procesów spalania. Bardzo dużą ilość wolnych rodników znajdziemy też w dymie papierosowym – oszacowana liczba z jednego wydechu wynosi 1014. Są też obecne w skażonym powietrzu, lekach oraz wysokoprzetworzonej żywności (chipsy, frytki, krakersy, ciastka, pizza). Do powstania wolnych rodników w ciele przyczynia się również stres oraz już istniejące choroby.

Wolne rodniki przyczyniają się przede wszystkim do starzenia organizmów żywych. Stymulują też rozwój stanu zapalnego, którego przewlekłe trwanie stanowi podłoże wielu chorób, także tych przewlekłych. Oczywiście, w pewnej ilości wolne rodniki są potrzebne – utleniają bowiem również substancje toksyczne oraz niszczą bakterie chorobotwórcze. Szkodliwy jest ich nadmiar, który przy niedostatku antyoksydantów będzie promował przewagę wolnorodnikową – to zaś kreuje w organizmie stres oksydacyjny, który sprzyja rozwojowi chorób.

Antyoksydanty

Antyoksydanty, zwane też przeciwutleniaczami, są grupą związków chemicznych, które wstrzymują lub opóźniają proces utleniania substancji i powstawania wolnych rodników. Umownie można podzielić je na endogenne – wytwarzane przez organizm oraz egzogenne – przyjmowane z pożywieniem. Mimo, iż sprawnie funkcjonujący organizm ludzki powinien samodzielnie radzić sobie z obecnością wolnych rodników, z wiekiem wewnętrzny system obrony antyoksydacyjnej spada, a środowisko (stres, palenie papierosów, zła dieta) sprawia, że wolnych rodników jest znacznie więcej. Należy więc zwrócić uwagę również na te występujące naturalnie w pożywieniu. W ten sposób będziemy pewni, iż ilość antyoksydantów w ciele jest wystarczająca i chroni nas przed wystąpieniem przewagi reaktywnych form tlenu.

Należy również podkreślić, że tak jak w przypadku wolnych rodników – w ciele powinna występować równowaga związków antyoksydacyjnych. Nadmiar przeciwutleniaczy będzie miał bowiem działanie prooksydacyjne oraz utrudniał regenerację organizmu (poprzez zbyt szybkie neutralizowanie stanu zapalnego, który o ile nie występuje przewlekle, umożliwia organizmowi rozpoczęcie procesów samonaprawczych).

Działanie antyoksydacyjne

Stan braku równowagi pomiędzy działaniem reaktywnych form tlenu a biologiczną zdolnością do szybkiej neutralizacji reaktywnych produktów pośrednich lub naprawy wyrządzonych szkód nazywany jest stresem oksydacyjnym. Aby zapobiec jego rozwojowi, nasz organizm wykształcił wewnętrzny system radzenia sobie z wolnymi rodnikami. W tym celu produkuje enzymy – dysmutazę ponadtlenkową, peroksydazę i reduktazę glutationową oraz katalazę, które nieustannie unieszkodliwiają krążące w ciele wolne rodniki.

Działanie antyoksydacyjne przeciwulteniaczy zarówno tych egzogennych, jak i tych dostarczanych z żywnością polega na neutralizacji wolnych rodników poprzez przyłączenie do nich brakującego elektronu. Kiedy dojdzie do zetknięcia cząsteczki wolnego rodnika z cząsteczką przeciwutleniacza, przekazują one sobie niesparowany elektron. Wolny rodnik jest w ten sposób neutralizowany, a neutralna cząsteczka przeciwutleniacza jest wydalana z organizmu lub ulega regeneracji.

Naturalne antyoksydanty

Mimo, iż nasz organizm wykształcił endogenny system obrony przeciw wolnym rodnikom, z wiekiem ilość produkowanych przez organizm związków przeciwutleniających spada. Z tego względu ważne jest spożywanie pokarmów zawierających naturalne przeciwutleniacze. Antyoksydanty wprowadzone do przewodu pokarmowego wraz z pokarmem wiążą się z kwasem solnym, enzymami, kwasem żółciowym i solami żółciowymi oraz mikroflorą jelitową i jej metabolitami. Wszystkie te czynniki aktywują cząsteczki przeciwutleniaczy, powodując określone modyfikacje.

Antyoksydanty pokarmowe obecne w żywności reagują bezpośrednio z reaktywnymi formami tlenu, nie dopuszczając do powstawania wolnych rodników tlenowych. Należą do nich m.in. związki polifenolowe, koenzym Q10, niektóre witaminy (C, E, A, retinol, beta-karoten) i minerały (np. selen).

Za najbogatsze źródła związków przeciwutleniających uważa się owoce i warzywa oraz ich przetwory, nasiona zbóż i roślin strączkowych, herbatę, kawę, wino, piwo, a także zioła i przyprawy. Większość owoców jest bogatym źródłem witaminy C, karotenoidów i związków polifenolowych. Szczególnie wyróżniają się pod tym względem owoce jagodowe bogate w antocyjany oraz owoce cytrusowe – doskonałe źródło flawonoidów. Obie te grupy mają silny potencjał przeciwulteniający. Najwięcej naturalnych antyoksydantów znajdziemy więc w owocach aronii oraz borówki czernicy, jabłkach, wiśniach, truskawkach, jeżynach, owocach bzu czarnego i dzikiej róży.Warzywa, choć mają mniejszy potencjał antyoksydacyjny, również posiadają pewną ilość związków przeciwutleniających. W tej kategorii „na czele” znajduje się czosnek, jarmuż, szpinak, kapusta, brukselka, brokuły i buraki. Związki przeciwutleniające w warzywach to głównie kwercetyna, kempferol i likopen.

Codzienne spożywanie warzyw i owoców w ilości kilku porcji jest praktyką, która zapewni nam dużą dawkę antyoksydantów niezbędnych do nieustannej walki ze stresem oksydacyjnym.

W ciele ludzkim musi występować równowaga – dotyczy to również związków przeciwutleniających i wolnych rodników tlenowych, które działając przeciwstawnie muszą pozostawać w ilościowym balansie. Taka równowaga zapobiega rozwojowi stresu oksydacyjnego – przyczyny przedwczesnego starzenia i wielu chorób przewlekłych. Mimo iż nasz organizm wytworzył złożone systemy przeciwutleniające, neutralizujące reaktywne formy tlenu, codzienne spożywanie warzyw i owoców bogatych w egzogenne związki antyoksydacyjne jest praktyką, która pomoże nam zachować równowagę oksydacyjną w ciele.