Przeciwutleniacze to armia, którą się broni organizm, a walczy z reaktywnymi formami tlenowymi (ROS) i wolnymi rodnikami. Antyoksydanty mogą pochodzić z jedzenia (np. witamina C) – te zazwyczaj pozwalają na terminację (zakończenie) reakcji rodnikowych i zarazem zniszczenie wolnych rodników. Mogą też pochodzić z organizmu – wtedy zazwyczaj niszczą rodniki w zarodku (dysmutaza ponadtlenkowa) lub naprawiają to, co już się popsuło (glutation).
Najpiew wypadałoby zobaczyć z czym walczą przeciwutleniacze – warto poznać gamę cząsteczek zwanych ROS:
- anionorodnik ponadtlenkowy lub rodnik hydroperoksylowy O2*- lub HO2* (wytwarzane w mitochondrium, w komórce, jako produkt uboczny)
- rodnik hydroksylowy HO*
- rodnik peroksylowy lub alkoksylowy LO* lub LO2*
- nadtlenek wodoru H2O2
- tlen singletowy
- tlenek azotu NO* (stabilny)
Poza tym są też reaktywne formy azotu (RNS) i siarki, rodniki tłuszczowe i białkowe. Wszystkie te „agresywne” cząsteczki mogą też modyfikować białka i tłuszcze oraz DNA i RNA, sprawiając, że będą co najmniej bezużyteczne (lecz mutacje mogą być szkodliwe, vel rak). Na szczęście wiele enzymów może te zmiany „naprawić” np. wykorzystując do tego glutation.
Przeciwutleniacze walczą z całą armią wolnych rodników, ROS i NOS.
Sam organizm często wytwarza rodniki i reaktywne formy tłuszczowe w jakimś celu. Przykładem jest tlenek azotu, będący słabo reaktywnym, za to ważnym gazem rodnikowym (pełni np. funkcję neurotransmitera). Innymi związkami (tłuszczowymi) są eikozanoidy, powstające z NNKT, promujące stan zapalny i odpowiedź odpornościową w danym miejscu organizmu.
Jak już pisałem organizm posiada szereg mechanizmów obronnych przed tymi reaktywnymi cząsteczkami. Są nimi przeciwutleniacze. Mogą one działać na parę sposobów: prewencyjnie, przerywać złe reakcje lub naprawiać powstałe szkody. W ten sposób zapobiegają powstawaniu tzw. stresu oksydacyjnego, który jest typowy dla większości chorób (np. miażdżycy).
Poznajmy za tem te przeciwutleniacze, które produkuje sam organizm. Jak zauważycie, organizm ma w tym pewną strategię. Ponieważ „wie”, że sam je wytwarza, więc ma cały szereg antyoksydantów, które ten łańcuch szkodliwych reakcji przerywają i duszą w zarodku. Jeszcze zanim utworzą się rodniki tłuszczowe.
Organizm posiada przeciwutleniacze na reaktywne formy tlenu, które sam utworzył. „Zamiata” po sobie – dosłownie.
Dysmutaza ponadtlenkowa (SOD) jest ogromnie ważnym enzymem wytwarzanym przez komórkę. W zależności od wersji (są trzy) zawiera miedź i cynk lub też sam mangan. Jest więc tzw. metaloproteiną, czyli zawiera metal w centrum aktywnym.
Jej znaczenie polega na wychwytywaniu i unieszkodliwianiu produktu ubocznego działania mitochondriów, czyli cząsteczki zwanej rodnikiem ponadtlenkowym O2*-. W rezultacie powstaje zwykły tlen i woda utleniona (nadtlenek wodoru). Nadtlenek wodoru też należy do tzw. reaktywnych form tlenu i jest dalej unieszkodliwiany przez katalazę, kolejny enzym komórki. Powstaje zwykła woda i tlen. Katalaza zawiera porfirynę (cząsteczkę posiadającą atom żelaza).
Te enzymy „sprzątały” po rodnikach utworzonych przez sam organizm. Gdy dojdzie już do szkód, do gry włącza się glutation. A właściwie szereg enzymów, które go wykorzystują. Z tym, że naprawiają szkody „własne”. Wynikające z działania „swoich” rodników. Co z resztą, którą dostarczamy w jedzeniu?
Peroksydaza glutationowa to białko enzymatyczne, wykorzystujące do swojego działania glutation. Zawiera też selen. Włącza się ono do akcji, gdy powstanie już rodnik tłuszczowy i wykorzystuje glutation do jego utlenienia i unieszkodliwienia. Całkowicie unieszkodliwia też wodę utlenioną.
S-transferaza glutationowa służy za to do rozkładu hyperoksylipidów (związków powstających w wyniku działania ROS), ksenobiotyków (substancji obcych dla organizmu).
Organizm posiada własne przeciwutleniacze enzymatyczne. Są to metaloproteiny zależne od miedzi, cynku, manganu oraz selenu i żelaza.
Glutation jak widać, spełnia wiele funkcji, nie tylko działa jako przeciwutleniacz, lecz również zapobiega złym reakcjom i odtruwa.
Ponieważ wiele metali zapoczątkowuje reakcje rodnikowe, białka je wiążące przenoszą je we krwi do odpowiednich im miejsc. Takie białka zapobiegają niechcianym reakcjom, więc też należy je nazwać przeciwutleniaczami. Są to m.in. transferryna, laktoferyna, heptoglobina, hemopeksyna i ceruloplazmina.
Oczywiście podstawowym antyoksydantem z diety, działającym w fazie wodnej, jest witamina C. Za to w fazie tłuszczowej działa witamina E (tokoferole i tokotrienole). Poza tym mamy do dyspozycji takie związki: witamina A, karotenoidy, CoQ10 (ubiquinol forma zredukowana). Występują w jedzeniu i służą do nieszczenia zawartych tam rodników. Witamina C ma jednak szereg innych funkcji w organizmie. Jako antyoksydant najbardziej znacząca wydaje się witamina E.
Podstawowe przeciwutleniacze z diety to witamina C i E oraz karotenoidy.
Podsumowując:
- Do walki z ROS i rodnikami tłuszczowymi organizm wkorzystuje przeciwutleniacze
- Przeciwutleniacze produkowane w komórce zależne są od miedzi, manganu i cynku oraz selenu i żelaza. Te należy dostarczać w diecie.
- Przeciwutleniaczami z diety są przede wszystkim witamina C, E oraz karotenoidy.
Literatura:
Ługowski, M. et al., 2011. Reaktywne formy tlenu i azotu. Polski Merkuriusz Lekarski, 31(185), pp.313–317.
Papas, A.M., 1998. Antioxidant Status, Diet, Nutrition, and Health, Taylor & Francis.
