Czym jest stres oksydacyjny?
Stres oksydacyjny to stan, w którym wytwarzanie reaktywnych form tlenu (RFT) i innych utleniaczy przewyższa możliwości systemów obronnych komórki. Nadmiar utleniaczy uszkadza lipidy błon komórkowych, białka i DNA, zaburzając funkcjonowanie komórek i tkanek.
Współczesne ujęcie tego zjawiska jest bardziej złożone niż proste „im mniej wolnych rodników, tym lepiej”. Reaktywne formy tlenu w niskich, fizjologicznych stężeniach pełnią rolę cząsteczek sygnałowych. Nadtłenek wodoru czy anionorodnik ponadtlenkowy uczestniczą między innymi w regulacji metabolizmu, odpowiedzi na stres i adaptacji komórek do zmieniających się warunków. W literaturze opisuje się to jako stres oksydacyjny korzystny (eustres), w przeciwieństwie do szkodliwego nadmiaru utleniaczy (dystres).
W kardiologii i diabetologii stres oksydacyjny ma szczególne znaczenie, ponieważ towarzyszy kluczowym procesom chorobowym:
- dysfunkcji śródbłonka – utleniacze zmniejszają biodostępność tlenku azotu,
- miażdżycy – utlenione lipoproteiny LDL są jednym z elementów powstawania blaszki miażdżycowej,
- przewlekłej hiperglikemii – nadmiar glukozy nasila wytwarzanie RFT i tworzenie końcowych produktów zaawansowanej glikacji,
- powikłaniom cukrzycy – mikro- i makroangiopatii.
Skąd biorą się wolne rodniki?
Wolne rodniki to cząsteczki lub atomy z niesparowanym elektronem, przez co łatwo wchodzą w reakcje z innymi związkami. Powstają zarówno w wyniku naturalnych procesów zachodzących w organizmie, jak i pod wpływem czynników zewnętrznych.
Źródła wewnętrzne to przede wszystkim:
- mitochondrialny łańcuch oddechowy – część elektronów „ucieka” z niego podczas wytwarzania energii, tworząc anionorodnik ponadtlenkowy,
- oksydazy NADPH – enzymy celowo wytwarzające RFT, między innymi w ścianie naczyń i komórkach układu odpornościowego,
- komórki żerne – neutrofile i makrofagi wykorzystują utleniacze do niszczenia drobnoustrojów,
- inne układy enzymatyczne – na przykład oksydaza ksantynowa czy rozprzężona śródbłonkowa syntaza tlenku azotu.
Źródła zewnętrzne to między innymi:
- dym tytoniowy, w tym bierne palenie,
- zanieczyszczenie powietrza, zwłaszcza pyły zawieszone,
- promieniowanie UV i jonizujące,
- nadmierne spożycie alkoholu,
- niektóre leki i substancje chemiczne.
U pacjentów z cukrzycą dodatkowym źródłem utleniaczy jest przewlekła hiperglikemia, która nasila wytwarzanie RFT w mitochondriach i wzmaga procesy glikacji białek. U palaczy obciążenie oksydacyjne zwiększa dym tytoniowy, a u osób z otyłością przewlekły stan zapalny o niskim nasileniu.
Czym są antyoksydanty?
Antyoksydanty, czyli przeciwutleniacze, to związki, które neutralizują utleniacze albo ograniczają skutki ich działania. Organizm korzysta z kilku linii obrony, które współpracują ze sobą jak sieć naczyń połączonych.
Antyoksydanty enzymatyczne to główna, wewnątrzkomórkowa linia obrony. Należą do nich między innymi dysmutaza ponadtlenkowa, katalaza i peroksydaza glutationowa. Do prawidłowego działania potrzebują składników mineralnych, takich jak selen, cynk, miedź i mangan.
Antyoksydanty nieenzymatyczne wytwarzane przez organizm to na przykład glutation i kwas moczowy.
Antyoksydanty pochodzące z diety uzupełniają ten system. Najważniejsze z nich to:
- witamina C – rozpuszczalna w wodzie, działająca w osoczu i wnętrzu komórek,
- witamina E – rozpuszczalna w tłuszczach, chroniąca błony komórkowe i lipoproteiny,
- karotenoidy – między innymi beta-karoten, likopen i luteina,
- polifenole – w tym flawonoidy z owoców, warzyw, herbaty i kakao.
Skuteczność obrony antyoksydacyjnej zależy od współpracy tych elementów, a nie od ilości jednego z nich. Coraz większą rolę przypisuje się też mechanizmom regulacyjnym, takim jak czynnik transkrypcyjny NRF2, który w odpowiedzi na stres oksydacyjny uruchamia w komórkach produkcję enzymów ochronnych.
Jaką rolę antyoksydacyjną pełni witamina C?
Witamina C jako antyoksydant działa przede wszystkim w środowisku wodnym: w osoczu, płynie tkankowym i wnętrzu komórek. Oddając elektron, neutralizuje wolne rodniki i inne utleniacze, a sama przechodzi w rodnik askorbylowy. Ten jest stosunkowo mało reaktywny, więc nie wywołuje dalszej reakcji łańcuchowej.
Rodnik askorbylowy przekształca się następnie w kwas dehydroaskorbinowy. Zdrowe komórki sprawnie redukują go z powrotem do aktywnej formy, dzięki czemu ta sama cząsteczka może działać wielokrotnie. W stanach nasilonego stresu oksydacyjnego, na przykład u palaczy czy w przebiegu chorób zapalnych, ten recykling bywa niewydolny, a zużycie witaminy C rośnie.
Rola witaminy C w ochronie komórek obejmuje kilka mechanizmów:
- bezpośrednie wymiatanie utleniaczy – między innymi anionorodnika ponadtlenkowego, rodnika hydroksylowego i kwasu podchlorawego,
- regeneracja witaminy E – witamina C przywraca aktywną formę witaminy E, która chroni lipidy błon komórkowych i lipoprotein przed peroksydacją,
- ochrona składników osocza – jako pierwsza linia obrony w fazie wodnej ogranicza utlenianie lipidów i białek krwi,
- utrzymywanie enzymów w stanie aktywności – jako kofaktor licznych enzymów zależnych od żelaza i miedzi.
Znaczenie witaminy C dla ochrony komórek zostało uwzględnione w unijnym wykazie dopuszczonych oświadczeń zdrowotnych. Wynika z niego, że witamina C pomaga w ochronie komórek przed stresem oksydacyjnym oraz w regeneracji zredukowanej formy witaminy E.
U pacjentów, których dieta jest uboga w warzywa i owoce, uzupełnieniem może być suplement, na przykład Witamina C Forte Biowen, łącząca kwas L-askorbinowy z L-askorbinianem sodu, dziką różą i ekstraktami roślinnymi będącymi źródłem bioflawonoidów.
Czy więcej antyoksydantów zawsze oznacza lepiej?
Nie. Założenie, że skoro utleniacze szkodzą, to im więcej przeciwutleniaczy, tym lepiej, nie znalazło potwierdzenia w badaniach klinicznych. Próby niespecyficznego „wygaszania” reaktywnych form tlenu za pomocą suplementów antyoksydacyjnych nie przyniosły oczekiwanych efektów w zapobieganiu chorobom ani w hamowaniu ich postępu.
Dla kardiologów szczególnie istotne są wyniki długoterminowych badań interwencyjnych. W dużym, wieloletnim badaniu z udziałem ponad 14 tysięcy mężczyzn suplementacja witaminą C nie zmniejszyła ryzyka poważnych incydentów sercowo-naczyniowych. W innych badaniach wysokie dawki wybranych antyoksydantów, na przykład beta-karotenu u palaczy, okazały się wręcz niekorzystne.
Przyczyn jest kilka:
- fizjologiczna rola RFT – utleniacze w niskich stężeniach są potrzebne do sygnalizacji komórkowej, adaptacji do wysiłku i obrony przed drobnoustrojami,
- ograniczone wchłanianie – stężenie witaminy C we krwi osiąga plateau przy spożyciu rzędu kilkuset miligramów dziennie, a nadmiar jest wydalany z moczem,
- złożoność sieci antyoksydacyjnej – pojedynczy związek w wysokiej dawce nie odtwarza współdziałania wielu składników obecnych w diecie,
- lokalizacja stresu oksydacyjnego – w wielu chorobach dotyczy on konkretnych przedziałów komórkowych, do których podawany doustnie antyoksydant nie musi docierać.
Witamina C pozostaje składnikiem niezbędnym, a jej niedobór osłabia obronę przed stresem oksydacyjnym. Celem jest jednak pokrycie zapotrzebowania, a nie przyjmowanie coraz większych dawek w nadziei na dodatkową ochronę naczyń czy serca.
Jak dieta pomaga dostarczać różnych przeciwutleniaczy?
Urozmaicona dieta dostarcza nie jednego, lecz wielu związków o działaniu antyoksydacyjnym, które uzupełniają się nawzajem. To właśnie wzorce żywieniowe bogate w produkty roślinne, takie jak dieta śródziemnomorska czy DASH, są zalecane pacjentom kardiologicznym i diabetologicznym.
Poszczególne grupy produktów wnoszą różne przeciwutleniacze:
- warzywa i owoce – witaminę C, karotenoidy i polifenole; im bardziej różnorodne kolory na talerzu, tym szersze spektrum związków,
- orzechy, nasiona i oleje roślinne – witaminę E, a niektóre orzechy także selen,
- pełne ziarna zbóż i nasiona roślin strączkowych – polifenole oraz składniki mineralne, takie jak cynk, miedź i mangan,
- oliwa z oliwek – polifenole i witaminę E,
- herbata, kakao i przyprawy – flawonoidy i inne związki fenolowe,
- ryby i owoce morza – selen.
Światowa Organizacja Zdrowia zaleca spożywanie co najmniej 400 g warzyw i owoców dziennie. Z punktu widzenia witaminy C szczególnie cenne są papryka, natka pietruszki, czarna porzeczka, kiwi, cytrusy i warzywa kapustne, najlepiej spożywane na surowo lub po krótkiej obróbce termicznej.
U pacjentów z ograniczoną ilością warzyw i owoców w diecie, którzy chcą jednocześnie uzupełnić podaż cynku, można rozważyć preparat Witamina C + Cynk Forte Biowen. Zarówno witamina C, jak i cynk pomagają w ochronie komórek przed stresem oksydacyjnym. Suplement nie zastępuje jednak zbilansowanej diety, a jego stosowanie nie zmienia zasad prewencji sercowo-naczyniowej.
FAQ
Czy witamina C jest antyoksydantem?
Tak. Witamina C jest jednym z najważniejszych antyoksydantów działających w środowisku wodnym organizmu. Neutralizuje wolne rodniki i inne utleniacze, a także regeneruje witaminę E, która chroni lipidy błon komórkowych. Po oddaniu elektronu może zostać zregenerowana przez komórki i działać ponownie.
Co oznacza „ochrona komórek przed stresem oksydacyjnym”?
To sformułowanie pochodzi z unijnego wykazu dopuszczonych oświadczeń zdrowotnych. Oznacza, że witamina C uczestniczy w fizjologicznych mechanizmach ograniczających uszkodzenia komórek przez nadmiar utleniaczy. Nie jest to obietnica zapobiegania chorobom ani leczenia ich, a jedynie opis roli, jaką składnik pełni w prawidłowo funkcjonującym organizmie.
W jakich produktach znajdziemy naturalne antyoksydanty?
Najwięcej naturalnych przeciwutleniaczy dostarczają warzywa i owoce, zwłaszcza papryka, natka pietruszki, czarna porzeczka, aronia, owoce jagodowe, kiwi, cytrusy i warzywa kapustne. Cennym źródłem są też orzechy, nasiona, oleje roślinne, oliwa z oliwek, pełne ziarna zbóż, herbata i kakao.
Bibliografia
- Sies H., Jones D.P., Reactive oxygen species (ROS) as pleiotropic physiological signalling agents, „Nature Reviews Molecular Cell Biology” 2020, 21(7), s. 363–383, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32231263/
- Lykkesfeldt J., Tveden-Nyborg P., The Pharmacokinetics of Vitamin C, „Nutrients” 2019, 11(10), 2412, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6835439/
- Pullar J.M., Carr A.C., Vissers M.C.M., The Roles of Vitamin C in Skin Health, „Nutrients” 2017, 9(8), 866, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5579659/
- Sesso H.D., Buring J.E., Christen W.G. i in., Vitamins E and C in the prevention of cardiovascular disease in men: the Physicians' Health Study II randomized controlled trial, „JAMA” 2008, 300(18), s. 2123–2133, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2586922/
- The Alpha-Tocopherol, Beta Carotene Cancer Prevention Study Group, The effect of vitamin E and beta carotene on the incidence of lung cancer and other cancers in male smokers, „The New England Journal of Medicine” 1994, 330(15), s. 1029–1035, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8127329/
- World Health Organization, Healthy diet, https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/healthy-diet
- Rozporządzenie Komisji (UE) nr 432/2012 z dnia 16 maja 2012 r. ustanawiające wykaz dopuszczonych oświadczeń zdrowotnych dotyczących żywności, innych niż oświadczenia odnoszące się do zmniejszenia ryzyka choroby oraz rozwoju i zdrowia dzieci (Dz.U. UE L 136 z 25.5.2012, s. 1), https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/?uri=CELEX:32012R0432
