Antyoksydanty – niezbędne we współczesnej diecie?

Dla prawidłowego funkcjonowania organizmu ważne jest, aby w ramach codziennej diety organizm otrzymywał odpowiednią ilość składników pokarmowych. Białka, tłuszcze, węglowodany, witaminy, mikro- i makroelementy to składniki odżywcze. Podawane w odpowiedniej ilości i proporcjach odgrywają rolę budulcową, regulującą oraz energetyczną. Ważną funkcję zdrowotną pełnią też obecne w żywności antyoksydanty – związki chemiczne hamujące procesy utleniania w naszym organizmie. Wydaje się, że ich rola jest kluczowa w zachowaniu zdrowia i dobrego samopoczucia, zwłaszcza w dzisiejszych czasach.

Rola antyoksydantów w organizmie

Proces powstawania wolnych rodników w organizmie

Powszechny obecnie, szybki i nerwowy styl życia, często połączony z nadużywaniem alkoholu czy paleniem papierosów stwarza idealne warunki do tworzenia się w nadmiarze wolnych rodników. Są to cząstki o dużej reaktywności stanowiące produkt uboczny przemian tlenowych. Tlen, bez którego nie potrafimy żyć, paradoksalnie może stworzyć w naszym organizmie szkodliwe produkty swojego metabolizmu, czyli reaktywne formy tlenu – wolne rodniki tlenowe. Do prekursorów wolnych rodników zaliczają się także ozon, nadtlenek wodoru, kwas nadtlenoazotowy i kwas podchlorawy.

W każdej komórce ciała w reakcjach chemicznych uczestniczą cząsteczki tlenu, z których pewna część nie ulega pełnej redukcji. Powstają wtedy wolne rodniki tlenowe, z których największą reaktywność wykazuje rodnik hydroksylowy. Jest on wytwarzany w wyniku reakcji nadtlenku wodoru z jonami miedzi lub żelaza. Ta grupa związków ma wspólną cechę – wolny, niesparowany elektron. Aby stać się cząsteczką obojętną, potrzebują drugiego elektronu. Jedną z funkcji obronnych antyoksydantów, czyli substancji, które hamują procesy utleniania w naszym organizmie, jest dostarczenie tego potrzebnego elektronu.

Wpływ reaktywnych form tlenu na procesy starzenia się organizmu

Badania wskazują, że reaktywne formy tlenu mogą doprowadzić do uszkodzenia żywych komórek poprzez peroksydację błon komórkowych, mogą także doprowadzić do pękania nici DNA oraz zmiany w cząsteczkach białek. Są to procesy, które niekorzystnie wpływają na prawidłowe funkcjonowanie ludzkiego organizmu.

Przyczyny tworzenia się nadmiaru reaktywnych form tlenu

Wspomniane już wcześniej nadmierne picie alkoholu czy palenie papierosów to oczywiście niejedyne czynniki prowadzące do powstania wolnych rodników w organizmie człowieka. Ich nadprodukcję mogą wywołać także: 

• leki i silne terapie, takie jak np. chemioterapia; 
• przewlekły stres; 
• zbyt intensywny wysiłek; 
• obecne w środowisku toksyny takie jak spaliny, pestycydy, metale ciężkie;
• niektóre choroby o podłożu genetycznym.

Czym jest stres oksydacyjny? 

Stres oksydacyjny to stan, w którym organizm, reagując na różne wymienione wyżej szkodliwe bodźce, wytwarza nadmierne ilości bardzo reaktywnych substancji. Do tej grupy związków należą reaktywne formy tlenu oraz reaktywne formy azotu. 

Skutki tego stanu zależą od stopnia naruszenia równowagi między reakcją oksydacyjną i antyoksydacyjną organizmu. Mimo iż komórki naszego ciała posiadają naturalne mechanizmy przeciwutleniające zdolne do przywracania równowagi, to łagodny, ale przewlekły, a tym bardziej silny stres oksydacyjny może prowadzić nawet do śmierci komórki.

Podział antyoksydantów

Na temat antyoksydantów można wydać kilkutomową encyklopedię. Trudno je wszystkie wymienić i opisać, gdyż nie dość, że poznano ich już bardzo wiele, to naukowcy ciągle odkrywają nowe. 

Klasyfikacji antyoksydantów jest kilka. Tę szeroką grupę związków chemicznych najłatwiej podzielić na:

● Antyoksydanty egzogenne – antyoksydanty, które przyjmujemy np. wraz z pożywieniem czy napojami. 

● Przeciwutleniacze endogenne – antyoksydanty, które nasz organizm może wytworzyć sam. Dzielą się one na przeciwutleniacze enzymatyczne (dysmutaza ponadtlenkowa, katalaza, peroksydaza glutationowa, ceruloplazmina, tioredoksyna itp.) i przeciwutleniacze nieenzymatyczne (niskocząsteczkowe związki lipofilne i hydrofilne oraz białka wiążące metale). 

Przykłady naturalnych przeciwutleniaczy endogennych

Przykładami antyoksydantów endogennych mogą być melatonina i koenzym Q10. 

Melatonina

Jest to hormon szyszynki wytwarzany i uwalniany zgodnie z rytmem okołodobowym. Melatonina to ważny regulator procesów fizjologicznych i strażnik równowagi homeostatycznej organizmu. Główne mechanizmy działania przypisywane melatoninie to:

• wymiatanie wolnych rodników, 
• stymulacja endogennych enzymów antyoksydacyjnych, 
• poprawa działania innych antyoksydantów.

Koenzym Q10

Koenzym Q10 jest bardzo ciekawym antyoksydantem. Nasz organizm wytwarza go sam, najwięcej w okolicach 20. roku życia, potem jego produkcja spada. Jest silnym przeciwutleniaczem, uczestniczy w sygnalizacji komórkowej, stabilizacji błon komórkowych oraz ekspresji genów. 

Działanie koenzymu Q10 w skórze związane jest z neutralizacją wolnych rodników, zmniejszeniem procesów zapalnych oraz ograniczeniem produkcji melaniny, co przyczynia się do spowolnienia procesu starzenia. Ten antyoksydant pozwala zachować zdrowie i urodę, a gdy jego produkcja w organizmie zacznie spadać, to możemy go dostarczyć z zewnątrz. Znajdziemy go w dobrej jakości olejach, zielonych warzywach takich jak brokuły czy szpinak, produktach z pełnego przemiału czy podrobach. Można go także dostać w postaci suplementu doustnego. Jest on również popularnym składnikiem wielu przeciwstarzeniowych kosmetyków.

Naturalne antyoksydanty egzogenne

Egzogenne przeciwutleniacze to grupa związków, których najlepsze źródła znajdziemy w codziennych posiłkach. Antyoksydanty te możemy podzielić na:

• witaminy (witamina A, witamina C i witamina E);
• minerały (cynk, selen, miedź, mangan, żelazo);
• karotenoidy;
• polifenole.

Witaminy: A, C i E

Najprostszą formą, w jakiej antyoksydanty można dostarczyć do organizmu, jest, jak widać, bogata witaminowo dieta. Wiele badań wskazuje na to, że przewlekłe niedobory witamin mogą prowadzić do rozwoju chorób nowotworowych oraz do miażdżycy.

Retinol (witamina A) odgrywa istotną rolę ochronną w stosunku do niektórych organelli komórkowych, np. mitochondriów i mikrosomów, zapobiegając peroksydacji lipidów. Wielu naukowców wskazuje, iż witamina A wykazuje działanie przeciwnowotworowe. Ta ochrona jest znacznie wzmocniona w obecności innych witamin antyoksydacyjnych. Najwięcej retinoidów znajdziemy w pokarmach odzwierzęcych: mięsie, maśle i produktach mleczarskich.

Większość funkcji kwasu askorbinowego, czyli witaminy C w organizmie, opiera się na oddawaniu elektronów dla neutralizacji wolnych rodników. W ten sposób pomaga ona chronić kwasy nukleinowe, lipidy i białka przed uszkodzeniami oksydacyjnymi. Bogate źródła w diecie to owoce np. dzikiej róży, rokitnika czy aceroli.

Witamina E (alfa-tokoferol) wykazuje działanie ochronne dla fosfolipidów znajdujących się w błonach komórkowych, lipoprotein i lipidów. Utrzymuje ona prawidłowy potencjał oksydoredukcyjny, usuwa wolne rodniki oraz hamuje działanie tlenu singletowego. Ma ważny wkład w zdrowie układu krążenia. Aby dostarczyć odpowiednie ilości tej witaminy, należy spożywać więcej oliwy z oliwek, migdałów, orzechów lub kiełków.

Minerały 

Jednym z minerałów wykazujących działanie przeciwutleniające jest cynk. Jest on kofaktorem dużej ilości ważnych enzymów, bierze udział w usuwaniu z organizmu metali ciężkich, chroni organizm przed rozwojem cukrzycy typu II, poprawia działanie układu odpornościowego. Jedną z jego funkcji jest ochrona skóry przed nadmiernym promieniowaniem UV. Zaobserwowano, że spadek stężenia cynku zwiększa wrażliwość błon na uszkodzenia oksydacyjne. Najlepszą metodą dostarczania cynku do organizmu jest zbilansowana dieta, ale można też czasem skorzystać z suplementów diety zawierających ten minerał.

Selen to pierwiastek śladowy pełniący ważne funkcje w organizmie. Są one związane głównie z jego właściwościami przeciwutleniającymi, gdyż jest on niezbędnym składnikiem ważnych enzymów antyoksydacyjnych. Selen w postaci selenoprotein poprawia obronę antyoksydacyjną, funkcje odpornościowe i homeostazę metaboliczną. Jego niedobór może powodować ostre zaburzenia, ale należy zwrócić uwagę na fakt, że przedawkowanie może również prowadzić do poważnych konsekwencji zdrowotnych. Dlatego leki i suplementy z selenem bierzmy, kontrolując jego poziom badaniami z krwi. 

Karotenoidy

Najbardziej znane naturalne antyoksydanty w diecie to karotenoidy. Zidentyfikowano ich już ponad 700, z czego 60 możemy przyjmować wraz z codzienną dietą. Są to substancje nadające żywności barwę od żółtej do czerwonej. Karotenoidy występują w wielu gatunkach warzyw i owoców. Nie trzeba sięgać po suplementy z antyoksydantami, wystarczy wzbogacić swój talerz i częściej spożywać np. w jarmuż, szpinak, czerwoną paprykę, marchew, białą i czerwoną kapustę, brokuły, brukselkę, kalafior, sałatę, pomidor, brzoskwinię czy też morele. 

Najbardziej znane i najsilniejsze antyoksydanty z tej grupy to: 

• Likopen – badania potwierdzają korzystne działanie likopenu w prewencji nowotworów, skutkujące zmniejszeniem zachorowalności na raka przełyku, żołądka, okrężnicy, odbytnicy, a także w mniejszym stopniu na raka jamy ustnej, gardła i raka szyjki macicy.
• Luteina – w organizmie człowieka luteina pełni dwie bardzo ważne funkcje: jest antyoksydantem oraz stanowi żółty filtr pochłaniający szkodliwe dla oka promieniowanie UV. Jako antyoksydant razem z zeaksantyną neutralizuje wolne rodniki w oku i zapobiega zwyrodnieniu plamki żółtej, zwyrodnieniu barwnikowemu siatkówki oraz katarakcie.
• Astaksantyna to jeden z najsilniejszych, nowo odkrytych bioaktywnych składników diety, niezbędnych do zachowania zdrowia. Astaksantyna charakteryzuje się fioletowym zabarwieniem. Moc astaksantynyjako przeciwutleniacza jest 14 razy większa niż witaminy E, 54 razy większa niż β-karotenu oraz 65 razy większa niż witaminy C. 
• Źródłem pokarmowym β-karotenu są m.in. marchew, słodkie ziemniaki, papryka czerwona, arbuz, morele, dynia, brzoskwinia, papaja oraz szpinak. Na podstawie badań epidemiologicznych stwierdzono, że β-karoten ogranicza ryzyko zachorowania na choroby nowotworowe, ponadto hamuje promocję i progresję już istniejących nowotworów. 

Polifenole

Polifenole są najobficiej występującymi i jednymi z wykazujących najsilniejsze działanie antyoksydantów w diecie. Ich spożycie jest 10 razy większe niż witaminy C i 20 razy wyższe niż witaminy E lub karotenoidów. Są składnikami wielu owoców i warzyw zawierających żółte, czerwone lub niebieskie pigmenty. Dzięki działaniu przeciwutleniającemu, przeciwzapalnemu, przeciwnowotworowemu i antymutagennemu znajdują zastosowanie w różnych produktach farmaceutycznych, leczniczych i kosmetycznych.

Polifenole mogą występować w postaci:

• flawonoidów – mają wiele podklas takich jak flawony, flawanole, flawanonole, flawanony, izoflawony i antocyjanidyny. Przykładowe flawonoidy to. kwercetyna, hesperydyna, rutyna i diosmina. Znajdziemy je naturalnie w owocach jagodowych i cytrusowych oraz wielu warzywach. Codziennie spożywane przez nas napoje takie jak kawa, herbata, kakao czy wino również będą nam dostarczać antyoksydantyflawonoidowe. Czerwone wina należą do napojów bogatych w antyoksydanty w stopniu wyższym niż wina białe. Katechiny w naparach z herbaty zielonej i białej silniej zmiatają rodniki hydroksylowe niż napary herbaty czarnej. Flawonoidy są popularne również w sprzedaży jako leki bądź suplementy diety, szczególnie polecane na choroby układu krążenia. 
• Nie-flawonoidy – to stilbeny jak resweratrol (zawarty np. w skórkach winogron i granatach), lektyny (składniki np. roślin strączkowych) i lignany (w nasionach lnu).
• Kwasy fenolowe – to m.in. kwasy hydroksybenzoesowe (występujące w czarnej porzeczce, czerwonych owocach, jeżynach, czerwonej cebuli, rzodkiewce, winogronach czy herbacie) oraz kwasy hydroksycynamonowe (ich bogate źródła to np. jabłka, gruszki, śliwki, liście Ginkgo Biloba, kawa, ziemniaki, szpinak, sałata, kapusta, oliwa z oliwek, wino). Są to antyoksydanty szeroko rozpowszechnione w świecie roślin. Wykazują one szereg działań prozdrowotnych, między innymi przeciwmiażdżycowe, przeciwalergiczne, a nawet hamują powstawanie i rozwój cukrzycy typu II. 

Badania naukowe – pozytywne zmiany w organizmie w wyniku podawania polifenoli

1. działanie przeciwpłytkowe – blokują nadmierną aktywację płytek krwi i zmniejszają ich adhezję;
2. działanie antyoksydacyjne – tworząc stabilne rodniki flawonoidowe, eliminują reaktywne formy tlenu i zwiększają ochronę układów antyoksydacyjnych;
3. działanie przeciwzapalne – hamują syntezę prostaglandyn, syntezę tlenku azotu oraz fosfodiesterazę;
4. działanie przeciwmiażdżycowe – obniżają poziom lipidów w osoczu i zmniejszają utlenianie lipoprotein o małej gęstości;
5. działanie przeciwnadciśnieniowe – mają wpływ modulujący na układ renina-angiotensyna-aldosteron oraz zwiększają stężenie śródnabłonkowego tlenku azotu;
6. działanie przeciwniedokrwienne – zmniejszają uszkodzenia komórek po zdarzeniach takich jak zawał mięśnia sercowego lub udar mózgu;
7. działanie przeciwcukrzycowe – m.in. hamowanie fosforylazy glikogenu.

Antyoksydanty – podsumowanie 

Jak wykazują badania, nadmiar reaktywnych form tlenu może przyczynić się do rozwoju wielu chorób oraz przedwczesnego starzenia.

W dzisiejszych czasach coraz więcej pacjentów cierpi na choroby układu krążenia, choroby autoimmunologiczne, cukrzycę, nadciśnienie i stany zapalne. Na szczęście mamy się czym bronić przed negatywnymi skutkami działania wolnych rodników. Jeśli dobrze przemyślimy swoją dietę, to na talerzu znajdziemy antyoksydanty, które będą m.in. obniżać ryzyko udaru mózgu, choroby wieńcowej i naczyń obwodowych. Chronią one także przed nowotworami oraz chorobami neurodegeneracyjnymi, a ponadto wspierają układ odpornościowy. W chwilach osłabienia naszego organizmu oraz przy przewlekłych chorobach można sięgnąć dodatkowo po antyoksydanty w tabletkach dostępne szeroko jako suplementy diety.

Bibliografia  

1. Piszcz P., Wantusiak P., Głód B., Kubiak M., Antyoksydanty w produktach spożywczych ich rola i właściwości, „Postępy techniki przetwórstwa spożywczego” 2, 2010, s. 82–85.
2. Puzanowska-Tarasiewicz H., Kuźmicka L., Tarasiewicz M., Antyoksydanty a reaktywne formy tlenu, BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. – XLIII, 2010, 1, str. 9–14; 
3. Musielińska R., Bus B., Przegląd wybranych antyoksydantów w aspekcie bezpieczeństwa ich stosowania, „Technika, Informatyka, Inżynieria Bezpieczeństwa” 2015, t. III, s. 93-112.
4. Gryszczyńska B., Iskra M., Współdziałania antyoksydantów egzogennych i endogennych w organizmie człowieka, „Nowiny Lekarskie” 2008, 77, 1, 50–55.
5. Igielska-Kalwat J., Gościańska J., Nowak I., Karotenoidy jako naturalne antyoksydanty, „Postępy Hig Med Dosw” (online), 2015; 69: 418–428.
6. Tabaczar S., Talar M., Gwoździński K., Nitroksydy jako antyoksydanty – możliwości ich zastosowania w celach chemioprewencyjnych oraz radioprotekcyjnych, „Postępy Hig Med Dosw” (online), 2011; 65: 46-54;  
7. Duan X., Wen Z., Shen H., Shen M., Chen G., Intracerebral Hemorrhage, Oxidative Stress, and Antioxidant Therapy, Oxid Med Cell Longev. 2016;2016:1203285. doi: 10.1155/2016/1203285. Epub 2016 Apr 14. PMID: 27190572; PMCID: PMC4848452;
8. Katz D. L., Doughty K., Ali A., Cocoa and chocolate in human health and disease, Antioxid Redox Signal. 2011 Nov 15;15(10):2779-811. doi: 10.1089/ars.2010.3697. Epub 2011 Jun 13. PMID: 21470061; PMCID: PMC4696435.
9. Chitimus D. M., Popescu M. R., Voiculescu S. E., Panaitescu A. M., Pavel B., Zagrean L., Zagrean A.M., Melatonin’s Impact on Antioxidative and Anti-Inflammatory Reprogramming in Homeostasis and Disease, „Biomolecules” 2020 Aug 20;10(9):1211. doi: 10.3390/biom10091211. PMID: 32825327; PMCID: PMC7563541;
10. Deepika, Maurya P. K., Health Benefits of Quercetin in Age-Related Diseases, „Molecules” 2022 Apr 13;27(8):2498. doi: 10.3390/molecules27082498. PMID: 35458696; PMCID: PMC9032170.
11. Oreopoulou A., Choulitoudi E., Tsimogiannis D., Oreopoulou V., Six Common Herbs with Distinctive Bioactive, Antioxidant Components. A Review of Their Separation Techniques, „Molecules” 2021 May 14;26(10):2920. doi: 10.3390/molecules26102920. PMID: 34069026; PMCID: PMC8157015.
12. Bjørklund G., Shanaida M., Lysiuk R., Butnariu M., Peana M., Sarac I., Strus O., Smetanina K., Chirumbolo S., Natural Compounds and Products from an Anti-Aging Perspective, „Molecules” 2022 Oct 20;27(20):7084. doi: 10.3390/molecules27207084. PMID: 36296673; PMCID: PMC9610014.
13. Bjørklund G., Shanaida M., Lysiuk R., Antonyak H., Klishch I., Shanaida V., Peana M., Selenium: An Antioxidant with a Critical Role in Anti-Aging, „Molecules” 2022 Oct 5;27(19):6613. doi: 10.3390/molecules27196613. PMID: 36235150; PMCID: PMC9570904.
14. Fan X., Fan Z., Yang Z., Huang T., Tong Y., Yang D., Mao X., Yang M., Flavonoids-Natural Gifts to Promote Health and Longevity. Int J Mol Sci. 2022 Feb 16;23(4):2176. doi: 10.3390/ijms23042176. PMID: 35216290; PMCID: PMC8879655.
15. Shamsudin N. F., Ahmed Q. U., Mahmood S., Shah S. A.A., Sarian M. N., Khattak M. M.A.K., Khatib A., Sabere A. S.M., Yusoff Y. M., Latip J., Flavonoids as Antidiabetic and Anti-Inflammatory Agents: A Review on Structural Activity Relationship-Based Studies and Meta-Analysis. Int J Mol Sci. 2022 Oct 20;23(20):12605. doi: 10.3390/ijms232012605. PMID: 36293459; PMCID: PMC9604264.
16. https://biotechnologia.pl/kosmetologia/artykuly/podstawowe-informacje-dotyczace-wolnych-rodnikow,10906; dostęp: 7.11.2023.