Zagraża całemu organizmowi i może prowadzić do nowotworów, cukrzycy, choroby Parkinsona czy Alzhaimera. Przyspiesza również procesy starzenia się. Może go zredukować zmiana trybu życia i odpowiednia dieta


Piotr  Derentowicz, NŚ 11/2017  

Tlen to pierwiastek niezbędny do życia człowieka. Stanowi źródło energii koniecznej w procesach spalania związków pobranych wraz z pożywieniem. Dostarczany jest do każdej żywej komórki organizmu drogą krwionośną (przenosi go zawarta w krwinkach czerwonych hemoglobina). Szczególnie wrażliwa na brak tlenu okazuje się kora mózgu. Jego niedobór w warunkach normalnej temperatury powoduje jej obumarcie już po 3-4 minutach. Komórki mięśnia sercowego (kardiomiocyty) w wyniku niedotlenienia przestają się prawidłowo kurczyć, a następnie się rozpadają. W ich miejscu z czasem pojawia się blizna.

Można przyjąć, że dorosły człowiek w trakcie jednego oddechu pobiera 0,5 dm3 powietrza. Ponieważ we wdychanym powietrzu znajduje się 21% tlenu, do naszego organizmu dostaje się więc go 0,105 dm³. Organizm ludzki potrzebuje tlenu, aby przekształcać węglowodany, tłuszcze i białka dostarczone w diecie w ciepło, energię i życie, ale jego produkty redukcji mogą stanowić zagrożenie dla naszego istnienia.

Groźne związki tlenu

636291657769521594810016304 stress title image tcm7 162632 1Tlen, którym oddychamy, ulega w organizmie przemianom metabolicznym. W ich trakcie powstają tzw. reaktywne formy tlenu (ROS – reactive oxygen species). Szereg z nich posiada cechy wolnych rodników (niezwykle aktywnych biologicznie, niebezpiecznych, niestabilnych cząsteczek). Jako przykłady nierodnikowych ROS można wymienić m.in.: nadtlenek wodoru, kwas podchlorawy, a rodnikowych – rodnik hydroksylowy, ponadtlenkowy.

U człowieka powstaje około 168 tryliardów reaktywnych form tlenu dziennie. Są one potencjalnie niezwykle niebezpieczne. Gdy występują w stężeniu fizjologicznym, pełnią ważną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu komórek. W pewnych sytuacjach, jeśli poziom ich gwałtownie wzrasta, uszkadzają struktury komórkowe. Zjawisko to określamy mianem stresu oksydacyjnego. Dochodzi do niego w chwili, gdy ilość generowanych ROS w organizmie przekracza jego zdolność do ich neutralizacji i eliminacji. 

W warunkach homeostazy istnieją w naszym organizmie mechanizmy zabezpieczające, które charakteryzuje zdolność do szybkiej detoksykacji reaktywnych cząsteczek tlenu. To enzymatyczne i nieenzymatyczne systemy antyoksydacyjne.

Do pierwszych należą m.in.: dysmutaza ponadtlenkowa, peroksydaza glutationowa, katalaza, ceruloplazmina, białka hemowe, tioderoksyna (TRX), paraoksonaza (PONI). Nieenzymatyczne systemy tworzą m.in.: glutation, witaminy E, C, albuminy, bilirubina, kwas moczowy, kreatynina, karetonoidy, flawonoidy, koenzym Q.

Gdy tylko pojawia się nadmiar wolnych rodników, natychmiast organizm uruchamia mechanizmy obronne. Jeśli one zawiodą, powstały stres oksydacyjny, a wraz z nim ROS, może nieodwracalnie uszkodzić struktury organizmu.

→ Czytaj Nieznany Świat w wersji elektronicznej!

Czynniki patogenne

Reaktywne formy tlenu w ostatnich latach stały się obiektem olbrzymiego zainteresowania. Nie bez przyczyny. Te proste chemiczne molekuły okazały się bowiem być jednym z najważniejszych czynników patogennych leżących u podłoża wielu schorzeń oraz procesu starzenia się organizmu. Niezatrzymanie agresji wolnych rodników powoduje, że ich toksyczne działanie uszkadza niemal wszystkie struktury komórek (białka, lipidy, DNA).

Uszkodzenie śródbłonka naczyń

Liczne badania wykazały, że ROS stanowią duże zagrożenie dla naczyń krwionośnych. Utleniają „zły” cholesterol do formy – oksy-LDL, która w wyniku nasilania przylegania płynących z prądem krwi monocytów do komórek śródbłonka i wywierania bezpośredniego wpływu toksycznego na ścianę naczyń krwionośnych jest odpowiedzialna za powstawanie blaszek miażdżycowych.

W wyniku stresu oksydacyjnego dochodzi do uszkodzenia funkcji tlenku azotu (endogennej „nitrogliceryny”) przez rodniki tlenowe, które przekształcają NO w aniony ponadtlenoazotynowe (mające silne działanie obkurczające naczynia).

Zmiany w naczyniach krwionośnych oraz unieczynnienie NO powodują, że stają się one mniej sprawne i ulegają zesztywnieniu. Działanie reaktywnych form tlenu jest jednym z podstawowych czynników inicjujących powstawanie zmian w naczyniach oraz rozwoju nadciśnienia tętniczego.

Choroby nowotworowe

Wolne rodniki tlenowe prowadzą do uszkodzenie genomu komórek naszego organizmu. Mutageneza DNA inicjuje proces karcenogenezy (w guzach nowotworowych obserwuje się wzrost liczby uszkodzeń oksydacyjnych). W komórkach nowotworowych zarejestrowano ponad 100 produktów będących skutkiem utleniania DNA.

Degeneracja materiału genetycznego prowadzi do zatrzymania procesu transkrypcji, błędów w replikacji DNA. Naukowcy są zdania, że wolne rodniki przyczyniają się nie tylko do uszkodzenia DNA w jądrze komórkowym, ale i w mitochondriach. Degeneracja materiału genetycznego to prosta droga do „uruchomienia” procesu nowotworowego.

Bezpłodność

Komórki plemników są szczególnie narażone na „atak” wolnych rodników. Mają wówczas obniżoną aktywność mechanizmów antyoksydacyjnych enzymatycznych. Powoduje to zaburzenia w procesie spermatogenezy, wpływa na liczbę i jakość plemników, a co gorsza prowadzi do degeneracji DNA.

Cukrzyca

W wielu przypadkach stres oksydacyjny stanowi przyczynę zachorowania na cukrzycę. Wolne rodniki tlenowe uszkadzają tzw. „wyspy trzustkowe” produkujące insulinę. Stany hiperglikemiczne powodują zwiększoną produkcję tych molekuł, które unieczynniając enzymatyczne mechanizmy antyoksydacyjne (m.in.: katalazę, peroksydazę glutationową) są przyczyną powikłań narządowych w cukrzycy.

Choroba Parkinsona i Alzheimera

Stres oksydacyjny uszkadza delikatną tkankę nerwową i inicjuje procesy neurodegeneracyjne. Badania post mortem neuronów dopaminergicznych u zmarłych z chorobą Parkinsona wykazały ich znaczną degenerację spowodowaną przez wolne rodniki tlenowe. Ponadto w mózgach żyjących chorych z tym schorzeniem stwierdzono obniżenie zredukowanego glutationu.

U chorych z chorobą Alzheimera stwierdzono w mózgu wzrost stężenia peroksydacji białek, zmiany w mitochondrialnym DNA, zwiększenie peroksydacji fosfolipidów. Obserwacje te wskazują na znaczący udział wolnych rodników w rozwoju zmian degeneracyjnych tkanki nerwowej.

Procesy starzenia się

Stres związany ze zwiększonym wysiłkiem fizycznym, przeciążeniem pracą, zaburzeniami emocjonalnymi także może spowodować nadmierną produkcję wolnych rodników i inicjować stres oksydacyjny. Ten zaś, zdaniem naukowców, ma znaczenie dla procesu starzenia organizmu (tzw. wolnorodnikowa teoria starzenia).

Jak uchronić nasz organizm?

oxidative stressPrzede wszystkim należy zadbać o dostarczenie mu pokarmu zawierającego substancje o charakterze antyoksydacyjnym. Sprzyja temu regularne spożywanie warzyw i owoców bogatych w karetonoidy, witaminę C (m.in. pomarańczy, grejpfrutów, pomidorów, kiwi), żywności zasobnej w łatwo przyswajalną witaminę E (np. olejek z kiełków pszenicy).

Powinniśmy natomiast unikać związków chemicznych powodujących indukowanie stresu oksydacyjnego i nagromadzenie się wolnych rodników w komórkach – np. żywności zawierającej środki ochrony roślin (pestycydy), zanieczyszczonego powietrza, palenia tytoniu, picia alkoholu, a nawet nadmiernego promieniowania słonecznego.

Znakomitym źródłem antyoksydantów są soki owocowe, herbaty bogate w polifenole, warzywa i zioła obfite w fitozwiązki. W pomidorach odkryto substancję o silnych właściwościach przeciwutleniających – likopen, w szpinaku – luteinę.

Glukozynolany obecne w warzywach kapustnych – kapuście, jarmużu czy brokułach zdają się zapewniać szczególnie skuteczną ochronę przed rakiem płuc i przewodu żołądkowo-jelitowego. Charakteryzują się działaniem likwidującym reaktywne związki tlenu.

Możemy także zwiększać stężenie enzymatycznych systemów zabezpieczających. Działanie dysmutazy ponadtlenkowej nasila zawierająca mangan woda Muszynianka. Cynk oraz miedź aktywują dysmutazę ponadtlenkową. Enzymy katalazy aktywowane są przez jony miedzi i żelaza.

Nie jesteśmy bezradni

Odpowiedni tryb życia, odżywianie się lub suplementacja dostarczają ustrojowi substancji przeciwutleniających. Należy pamiętać, że narażanie organizmu na stres oksydacyjny jest zjawiskiem bardzo częstym, co zmusza go do równie częstego uruchamiania elementów obronnych. Ten system obronny musi jednak działać sprawnie i szybko. 

 

 

 

 
 
Joomla Extensions