Biologia ludzkiego organizmu od dawna przedstawiana bywa w mocno sfabularyzowany sposób. Dominuje przy tym prosty podział na dobrych i złych bohaterów biochemicznej manifestacji naszej egzystencji. I zgodnie z kanonem tego zero-jedynkowego ujęcia omawiane są niemal wszystkie newralgiczne procesy zachodzące w przestrzeniach wewnątrz- i zewnątrzkomórkowych. Okazuje się, że takie dychotomiczne ujmowanie rzeczywistości prowadzić może do tak dalekich uproszczeń, że finalne wnioski oraz podejmowane na ich podstawie działania stają się nierzadko karykaturą przyświecających im intencji. Znakomicie obrazuje to casus stresu oksydacyjnego i jego konsekwencji.
Złe wolne rodniki….
W obiegowym ujęciu „wolne rodniki” przedstawiane są zazwyczaj jako „złośliwe szkodniki”, których jedynym celem jest niszczenie struktur naszych komórek i zaburzanie prawidłowego przebiegu procesów biochemicznych zachodzących w obrębie naszego organizmu. W nieprzeniknionych czeluściach Internetu znaleźć można niezliczone ilości wypowiedzi, artykułów, a nawet prac naukowych opisujących, w jaki sposób wspomniane indywidua chemiczne niszczą nasze zdrowie, powodując rozwój licznych chorób, z nowotworami włącznie, a przy tym dodatkowo sprawiają, że upływ czasu odciska na nas nieporównywalnie większe piętno. W latach pięćdziesiątych minionego stulecia powstała i natychmiast upowszechniła się koncepcja wiążąca procesy starzenia ze stresem oksydacyjnym [1]. Zatem wolne rodniki zaczęły skupiać uwagę również i tej części społeczeństwa, która nie troszczyła się zbytnio swoim zdrowiem, ale chciała młodo i świeżo wyglądać. Wspomniana koncepcja ewoluowała wraz z upływem czasu i rozwojem nauki, w praktyce jej treść szybko została zmodyfikowana i mówiła już nie tyle o fragmentarycznie przedstawianym stresie oksydacyjnym, co koncentrowała się na braku równowagi między tworzeniem reaktywnych form tlenu i azotu, a ich neutralizacją [2-4]. Późniejsze badania dodatkowo pokazały, że wolne rodniki nie zawsze są szkodliwe, ale o tym za chwilę. Generalnie w powszechnym przekonaniu stres oksydacyjny stał się synonimem ogólnoustrojowej degrengolady i jako taki utracił fachową definicję na rzecz nacechowanego pejoratywnie wyobrażenia rodem z ciemnogrodu. I tak jest do dziś.
… i dobre antyoksydanty
Skoro stres oksydacyjny oraz nierozerwalnie z nim związane wolne rodniki postrzegane są jako śmiertelne zagrożenie dla naszego zdrowia i… urody, to oczywiste jest, że wszelkie substancje pozwalające na ich neutralizację, traktuje się jako związki zdecydowanie pozytywne. W myśl tej zasady antyoksydanty bywają przedstawiane w samych superlatywach i to często nie tylko w obiegowych opracowaniach, ale nierzadko również w publikacjach pretendujących do miana fachowych. Szczególnym uznaniem cieszą się witaminy C i E, a także karotenoidy (w tym beta-karoten), a także związki fenolowe. Okazuje się jednak, że ta bezwarunkowa miłość do przeciwutleniaczy może niekiedy prowadzić na manowce, a beztroskie aplikowanie sobie preparatów w nie zasobnych, w skrajnych wypadkach jest źródłem poważanych problemów zdrowotnych, co ma wsparcie nie tylko w jednostkowych badaniach, ale i pracach przeglądowych [5, 6]. Żeby zrozumieć istotę tej zależności, trzeba jednak najpierw precyzyjnie zdefiniować stres oksydacyjny, następnie wypunktować jego pozytywne oraz negatywne skutki, a przede wszystkim konieczne jest odrzucenie tak pociągającego i jednocześnie tak fałszującego obraz rzeczywistości dychotomicznego podziału na „dobrych” i „złych” bohaterów historii o procesach leżących u podłoża naszej codziennej egzystencji.
RNS, ROS – antyoksydanty w fachowym ujęciu
Bez tlenu nie byłoby życia, przynajmniej takiego, jak współcześnie znamy, mimo to jednak pierwiastek ten może mieć dobre, a także złe oblicze. Powyższy fakt jest niezwykle wymowny, bo przecież stres oksydacyjny, jak sama nazwa wskazuje, powiązany jest z… tlenem. Wolnymi rodnikami nazywa się indywidua chemiczne posiadające na swojej zewnętrznej orbicie niesparowany elektron, którego obecność odpowiada za ich niesamowitą skłonność do łatwego wchodzenia w rozmaite reakcje [7]. Tutaj jako ciekawostkę można zaznaczyć, że termin „wolne rodniki” w powszechnym ujęciu okazał się wyjść istotnie poza treść chemicznej definicji. I tak oto dzisiaj rodnikami nazywane bywają indywidua chemiczne, które w rzeczywistości nimi nie są, bo do tej grupy zaliczane są zarówno reaktywne formy tlenu (ROS – reactive oxygen species), jak i reaktywne formy azotu (RNS – reactive nitrogen species). Stąd też postuluje się, by adekwatnie do sytuacji używać określeń fachowych, czyli – reaktywne formy tlenu zamiast wolne rodniki, ale postulat ten zazwyczaj ugina się pod presją „terminologicznej tradycji”.
Z definicją przeciwutleniaczy także wiążą się pewne dysonanse terminologiczne, ale o tym za chwilę. Najpierw warto wspomnieć, iż przeciwutleniaczem nazwana być może każda substancja, która już w dość małej ilości – w stosunku do utlenianego substratu – znamiennie opóźnia lub hamuje jego utlenianie. Efekt ten może wynikać z różnych mechanizmów. Przykładowo niektóre substancje wywierają działanie antyoksydacyjne poprzez [7-9]:
- wiązanie jonów Fe2+ lub Cu1+ (co hamuje inicjację reakcji Fentona i tworzenie -OH),
- neutralizację rodników (np. -OH, hamując tym samym peroksydację lipidów),
- zmianę rodników peroksylowych w produkty nierodnikowe, np. w alkohole,
- obniżenie zużycia tlenu.
Powyżej wspomniane właściwości posiadają nie tylko powszechnie znane i często wymieniane witaminy E i C, karotenoidy czy polifenole, ale także [7-9]:
- enzymy antyoksydacyjne – SOD, katalaza, GSH-Px,
- białka nośnikowe – transferyna, ceruloplazmina,
- kwas moczowy,
- bilirubina,
- no i oczywiście glutation, o którym w sumie pisze i mówi się wiele.
Drobne nieporozumienie terminologiczne dotyczące antyoksydantów polega na używaniu tego terminu zamiennie z pojęciem „zmiatacze wolnych rodników”. Tak naprawdę jednak zmiataczami wolnych rodników nazywać powinno się związki chemiczne, które wpływają na przebieg reakcji oksydacyjnych poprzez błyskawiczne wiązanie się z wolnymi rodnikami, co prowadzi do ich neutralizacji.
Reaktywne formy tlenu i ich biologiczna rola
Skoro faktem jest, iż bez tlenu nie byłoby życia (w znanej nam postaci), to trzeba podkreślić, że zasada ta dotyczy również… wolnych rodników. Powstawanie reaktywnych form tlenu, bo gwoli ścisłości o nich tutaj mowa, to nieodłączny element metabolizmu, czego przykładem jest oksydaza zredukowanego fosforanu dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego (NADPH), pełniąca kluczową rolę w procesach oddychania komórkowego [10]. Mówiąc wprost – te chemiczne indywidua powstają również i w ludzkim organizmie i nie jest to samo w sobie czymś z gruntu szkodliwym. Mało tego, niekiedy reaktywne formy tlenu dosłownie mogą uratować nasze zdrowie, a nawet – nasze życie. Za przykład posłużyć może tutaj anionorodnik ponadtlenkowy, który produkowany jest przez komórki naszego układu immunologicznego (makrofagi, granulocyty obojętnochłonne i eozynofile), w mechanizmie tlenowego zabijania drobnoustrojów chorobotwórczych [11]. Gdybyśmy zablokowali proces powstawania wspomnianego związku, to pierwsza linia obrony przed inwazją bakterii byłaby w zasadzie z góry skazana na porażkę. Co więcej, nasz układ immunologiczny wykorzystuje ROS w walce z komórkami nowotworowymi (w zamian komórki nowotworowe mogą wykorzystywać tak wychwalaną obecnie autofagię do naprawy swoich uszkodzonych struktur, ale to temat na osobny artykuł) [11, 12].
To jeszcze nic!
Istnieją dowody wskazujące, iż suplementacja dużymi dawkami antyoksydantów w formie suplementów diety może zwiększać ryzyko chorób nowotworowych [13-15]. Za przykład mogą posłużyć badania z użyciem preparatów selenu czy beta-karotenu, gdzie suplementacja zamiast zmniejszać to zwiększała ryzyko powstawania nowotworów. Nie, to nie jest żart: suplementacja antyoksydantami w niektórych studiach badawczych okazywała się szkodliwa.
Najbardziej dobitne, a zarazem tragiczne okazały się w tej materii wyniki randomizowanego, podwójnie ślepego badania klinicznego „CARET” (Beta-Carotene and Retinol Efficacy Trial), zaprojektowanego i prowadzonego w latach 90. ubiegłego wieku przez ekspertów z U.S. National Cancer Institute. Autorzy postanowili sprawdzić, czy suplementacja beta-karotenem może zmniejszyć prawdopodobieństwo wystąpienia raka płuc u aktualnych lub byłych palaczy papierosów oraz u osób narażonych na kontakt z azbestem. W badaniu wzięło udział ponad 18 tys. ochotników. Grupa eksperymentalna codziennie przyjmowała beta-karoten (30 mg na dobę) wraz z witaminą A (25 IU na dobę), natomiast grupa kontrolna otrzymywała placebo. Studium przerwano już po 4 latach, ponieważ okazało się, że liczba zachorowań na raka płuc w grupie otrzymującej beta-karoten jest o 28% wyższa niż w grupie kontrolnej, a liczba zgonów z tego powodu jest wyższa o 17% [14]. Jakby tego było mało, pomimo zaniechania suplementacji negatywne jej skutki okazały się być trwałe. Stan zdrowia uczestników badania monitowano jeszcze przez 6 lat po zakończeniu interwencji. Zwiększone ryzyko zachorowania na raka płuc i śmierci utrzymywały się dalej. Po 6 latach od przerwania suplementacji ryzyko wystąpienia raka płuc było o 12 proc. większe niż u osób z grupy placebo, a ryzyko zgonu nowotworowego o 8 proc. większe. Najprawdopodobniej u osób palących i osób narażonych na kontakt z azbestem beta-karoten i witamina A powodują nieodwracalne niekorzystne zmiany w komórkach. Badania z zastosowaniem witaminy E oraz selenu także okazywały się być niepokojące [15]. Oczywiście fakt ten nie przeszkadza w reklamowaniu suplementów zawierających przeciwutleniacze jako środków poprawiających „ogólny stan zdrowia” i chroniących przed rozwojem wielu groźnych chorób.
Czy to zatem znaczy, że antyoksydanty są szkodliwe, a reaktywne formy tlenu są nam bezwzględnie przyjazne?
Niestety, tak jak wcześniej wspomniałem, żeby zrozumieć istotę omawianych zagadnień trzeba wyzbyć się naiwnej, dychotomicznej fabularyzacji, w ramach której świat podzielony jest symetrycznie na „dobrych” i „złych”. Reaktywne formy tlenu, podobnie jak Ksiądz Robak w „Panu Tadeuszu”, to bohaterowi dynamiczni. I skutki aktywności ROS oraz RNS mogą być zarówno pożądane, jak i mogą być również niekorzystne. Przykładowo w etiopatogenezie miażdżycy kluczową rolę odkrywa powstawanie oxLDL, czyli utlenionych form lipoproteiny o niskiej gęstości. Podobnie też nadmierny stres oksydacyjny wiązany jest z procesami neurodegeneracyjnymi. Chociaż – jak wspomniałem – układ immunologiczny może używać anionorodnika ponadtlenkowego do uszkadzania struktur rozmaitych patogenów oraz do hamowania procesów nowotworowych, to nadmierny i permanentny stres oksydacyjny może sprzyjać kancerogenezie.
Czy zatem istnieje salomonowa pointa?
Pomimo iż przedstawiony tu przeze mnie obraz sytuacji wydaje się dość niepokojący i może sprzyjać dezorientacji, to tak naprawdę – na podstawie dostępnych danych – możemy wyprowadzić pewne praktyczne wnioski i zasugerować określone działania. Jakie starania należy zatem poczynić, by zachować równowagę pomiędzy aktywnością ROS i RNS a podażą i działaniem przeciwutleniaczy? Po pierwsze należy unikać czynników, które generują nadmierny stres oksydacyjny, a więc poleca się unikać:
- palenia papierosów,
- nadmiernej konsumpcji alkoholu,
- nadmiernej podaży energii (nadwyżka kaloryczna także powoduje wzrost produkcji ROS),
- agresywnej obróbki termicznej (zwłaszcza z użyciem olejów zasobnych w PUFA).
Dodatkowo, w świetle dostępnej literatury, należy zachować daleko posuniętą ostrożność przy stosowaniu suplementów diety będących skoncentrowanym źródłem przeciwutleniaczy, zwłaszcza takich, jak przede wszystkim:
- beta-karoten,
- witamina E,
- selen.
Wiele wskazuje też na to, że dywersyfikacja dowozu przeciwutleniaczy i dostarczanie ich z konwencjonalnej żywności w ramach urozmaiconej, opartej w dużej mierze na pokarmach roślinnego pochodzenia diety, jest kluczem do zachowania ogólnie pojętego zdrowia i ustrojowej homeostazy. Zatem poleca się codzienne menu opierać na pokarmach takich, jak:
- świeże i poddane nieagresywnej obróbce warzywa,
- świeże owoce,
- pełnoziarniste produkty zbożowe,
- orzechy i nasiona,
- olej z oliwek extra virgin.
Korzystnym uzupełnieniem diety w antyoksydanty będą także:
- kawa,
- herbata,
- kakao,
- wybrane przyprawy.
Jak widać – w powyższych zaleceniach nie ma niczego innowacyjnego i rewolucyjnego. No niby jest to fakt, ale biorąc pod uwagę dzisiejsze okoliczności i informacyjny szum pełen sprzecznych komunikatów, z których znaczna część w sposób otwarty lub podstępem zachęca nas do odrzucenia „zasad zdrowego żywienia” na rzecz podejrzanych w swoich założeniach rozwiązań żywieniowych i suplementacyjnych, warto mieć na uwadze, że błędne wybory i beztrosko wprowadzane zabiegi mogą być po prostu szkodliwe. Dlatego warto wrócić do podstaw, kierując swój wzrok i swoje działania w stronę niskoprzetworzonej żywności, pamiętając o różnorodności i umiarkowaniu, powściągając hurraoptymizm względem „antyoksydacyjnych suplementów” mających rzekomo przedłużyć młodość i ochronić lub też przywrócić zdrowie. Wiara w to, że duże dawki antyoksydantów przyjmowanych w formie suplementów diety mogą sprzyjać poprawie ogólnego stanu zdrowia jest nie tylko naiwna, ale może niekiedy być wręcz potencjalnie szkodliwa, co pokazuje choćby przykład – zwiększającego ryzyko rozwoju raka płuc u palaczy – beta-karotenu.
Bibliografia
[1]. Harman D. Aging: a theory based on free radical and radiation chemistry. J Gerontol 11: 298–300, 1956.
[2]. Pérez VI, Van Remmen H, Bokov A, Epstein CJ, Vijg J, and Richardson A.The overexpression of major antioxidant enzymes does not extend the lifespan of mice. Aging Cell 8: 73–75, 2009.
[3]. Gems D. and Doonan R.Antioxidant defense and aging in C. elegans: is the oxidative damage theory of aging wrong? Cell Cycle 8: 1681–1687, 2009.
[4]. Speakman JR. and Selman C.The free-radical damage theory: accumulating evidence against a simple link of oxidative stress to ageing and lifespan. Bioessays 33: 255–259, 2011.
[5]. Bjelakovic G. Nikolova D. Gluud LL. Simonetti RG. Gluud C. Mortality in randomized trials of antioxidant supplements for primary and secondary prevention: systematic review and meta-analysis. JAMA. 2007;297:842–857.
[6]. Bjelakovic G. Nikolova D. Simonetti RG. Gluud C. Antioxidant supplements for prevention of gastrointestinal cancers: a systematic review and meta-analysis. Lancet. 2004;364:1219–1228.
Pozostała część bibliografii u autora
Zamieszczając komentarz, akceptujesz Politykę prywatności strony tadeuszsowinski.pl
