Antyoksydanty (przeciwutleniacze) – czym są, gdzie występują, właściwości, zastosowania, najlepsze źródła

Czym są wolne rodniki tlenowe?

Czym są antyoksydanty? Żeby dobrze zrozumieć, czym są i dlaczego są tak ważne, trzeba zacząć od początku. Od wyjaśnienia czym są wolne rodniki, jak powstają i do czego doprowadza ich nadmiar w organizmie człowieka.

Wolnymi rodnikami nazywa się cząsteczki, które zawierają minimum 1 niesparowany elektron na zewnętrznej powłoce elektronowej. Ze względu na to są one bardzo reaktywne, ponieważ dążą do sparowania elektronów poprzez oddanie lub odebranie go innym cząsteczkom.

Wolne rodniki – jakie są ich źródła?

Reaktywne formy tlenu (RTF) powstają w ludzkim organizmie przez cały czas. Ich źródłem są reakcje enzymatyczne i nieenzymatyczne. Większość RTF powstaje podczas ostatniego etapu oddychania komórkowego. Jednak nie tylko.

Wolne rodniki tlenowe generowane są również w wyniku przemian metabolicznych (np. leków) oraz oddziaływania różnych czynników zewnętrznych.

Do najczęstszych zewnętrznych źródeł wolnych rodników należą:

• nieodpowiednio zbilansowana dieta (bogata w żywność o wysokim stopniu przetworzenia i uboga w produkty obfitujące w naturalne antyoksydanty),
• długotrwały stres,
• palenie tytoniu (zarówno czynne, jak i bierne),
• promieniowanie UV i jonizujące,
• przyjmowanie niektórych leków,
• picie nadmiernych ilości alkoholu,
• intensywny wysiłek fizyczny,
• zanieczyszczenie środowiska.

Skoro RTF powstają nie tylko w wyniku działania czynników zewnętrznych, ale i oddychania komórkowego, pojawia się ważne pytanie. Czy są one niebezpieczne dla organizmu człowieka?

Wolne rodniki tlenowe i stres oksydacyjny

Cząsteczkom nazywanym wolnymi rodnikami przypisuje się często wyłącznie niekorzystne działanie. Tymczasem prawda leży pośrodku. W rzeczywistości, reaktywne formy tlenu odgrywają ważną rolę w podstawowych procesach biologicznych, które zachodzą w ludzkim organizmie. W warunkach homeostazy uczestniczą w przekazywaniu sygnałów wewnątrz komórek i do komórek, regulacji ekspresji genów czy syntezie, uwalnianiu i inaktywacji śródbłonkowego czynnika rozszerzającego naczynia krwionośne (EDRF).

W takim razie, w czym tkwi problem? Pojawia się on, gdy dochodzi do zachwiania równowagi między tempem powstawania wolnych rodników a wydolnością układu antyoksydacyjnego. Nazywa się to stresem oksydacyjnym.

Do czego może doprowadzić stres oksydacyjny? Jest on przyczyną uszkodzenia DNA, błon komórkowych, białek, polisacharydów i lipidów. Przyspiesza procesy starzenia, a także zwiększa ryzyko powstawania: chorób nowotworowych, chorób układu krążenia, alergii, infekcji, reumatoidalnego zapalenia stawów, nieswoistych chorób zapalnych jelit, zaćmy i zwyrodnienia plamki żółtej związanej wraz z wiekiem, a także chorób neurodegeneracyjnych.

Nadmiar wolnych rodników jest niebezpieczny dla zdrowia. Wobec tego powstaje pytanie, jakie związki chemiczne uczestniczą w neutralizowaniu wolnych rodników i gdzie ich szukać?

Jak działają antyoksydanty?

Antyoksydanty (inaczej przeciwutleniacze) to grupa związków chemicznych, których główną funkcją jest ochrona komórek przed szkodliwym działaniem wolnych rodników. Jaki jest ich mechanizm działania?

Antyoksydanty hamują procesy utleniania, czyli przeciwdziałają powstawaniu nadmiaru wolnych rodników. Ponadto krążą w organizmie i oddają reaktywnym formom tlenu brakujący im elektron. Wolne rodniki, które go otrzymają, przekształcają się w neutralne cząsteczki.

Antyoksydanty dzielą się na enzymatyczne i nieenzymatyczne. Czym charakteryzuje się każda z tych grup?

Antyoksydanty enzymatyczne

Antyoksydanty enzymatyczne to takie, które przyczyniają się do neutralizowania wolnych rodników na drodze reakcji enzymatycznych. Konkretnie takich, w wyniku których dochodzi do przekształcenia szkodliwych produktów utleniania do nadtlenku wodoru, a potem wody.

Do antyoksydantów enzymatycznych należą: dysmutaza ponadtlenkowa (SOD), reduktaza glutationowa, trasferaza glutationowa, peroksydaza glutationowa i katalaza (CAT).

Naturalne antyoksydanty obecne w żywności

Drugą grupą są antyoksydanty egzogenne (inaczej nieenzymatyczne), które doprowadzają do neutralizacji wolnych rodników poprzez przerwanie reakcji łańcuchowych. Najsilniejsze antyoksydanty należące do tej grupy to:

• witamina A,
• witamina C,
• witamina E,
• składniki mineralne (cynk, selen),
• karotenoidy (zarówno beta-karoten, jak i luteina, zeaksantyna, likopen oraz astaksantyna),
• glutation,
• koenzym Q10,
• melatonina,
• flawonoidy,
• betalainy,
• polifenole.

W jakich produktach szukać wyżej wymienionych związków, które chronią przed powstaniem stresu oksydacyjnego?

Antyoksydanty w diecie

Działanie antyoksydacyjne wykazują zarówno witaminy i składniki mineralne, jak i inne związki występujące w żywności. Poniżej znajdziesz odpowiedź na pytanie o to, gdzie ich szukać.

Witaminy antyoksydacyjne oraz związki mineralne

Witaminy A, C i E to trzy witaminy, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu, m.in. ze względu na zdolność do neutralizowania wolnych rodników. Poniżej zostały podane przykładowe źródła tych witamin.

• Witamina A: jajka, mleko oraz pomarańczowe, żółte, czerwone i zielone warzywa oraz owoce (w produktach pochodzenia roślinnego witamina A występuje w formie beta-karotenu).
• Witamina C: natka pietruszki, papryka, brukselka, brokuł, kalafior, owoce jagodowe i cytrusowe.
• Witamina E: oleje roślinne, orzechy laskowe, migdały.

Antyoksydanty to nie tylko witaminy, ale i składniki mineralne:

• cynk, którego źródłem są m.in. nasiona roślin strączkowych, pestki dyni, nasiona słonecznika i pełnoziarniste produkty zbożowe;
• selen, który znajduje się m.in. w rybach, owocach morza i orzechach brazylijskich.

Inne związki wykazujące działanie antyoksydacyjne

Jakie inne związki obecne w żywności chronią organizm człowieka przed rozwojem stresu oksydacyjnego?

• Karotenoidy – zalicza się do nich beta-karoten, który został opisany wyżej. Oprócz niego działanie antyoksydacyjne wykazują: luteina, likopen, zeaksantyna i astaksantyna. Ich źródłem są m.in. pomidory i ich przetwory, jarmuż, szpinak, natka pietruszki, brokuły, dynia i marchew.

• Koenzym Q10 – jest to związek, który znajduje szerokie zastosowanie w kosmetologii. Jednak warto szukać go nie tylko w kosmetykach o właściwościach przeciwstarzeniowych, ale i diecie. Jego źródłem są m.in. szpinak, brukselka, brokuły i pełnoziarniste produkty zbożowe.

• Flawonoidy – organiczne związki chemiczne należące do polifenoli. Występują w produktach pochodzenia roślinnego, np. nasionach roślin strączkowych, ciemnych winogronach, jabłkach, czerwonej papryce, owocach cytrusowych, tymianku i zielonej herbacie.

Nie da się wyeliminować wszystkich czynników zewnętrznych, które prowadzą do powstania stresu oksydacyjnego. Jednak można podjąć pewne kroki minimalizujące ryzyko jego rozwoju. Jednym z takich kroków jest urozmaicona dieta bogata w antyoksydanty.