Naukowcy zajmujący się nowotworami podkreślają, że istotną rolę w inicjacji, promocji oraz progresji kancerogenezy odgrywają mechanizmy oksydacyjne. Cały proces powstawania nowotworu wiąże się z uszkodzeniami DNA wywołanymi działaniem reaktywnych form tlenu (RFT), zwłaszcza rodnika hydroksylowego (• OH).
Wśród wielu badań epidemiologicznych wskazuje się na odwrotną zależność między dostarczaniem do organizmu antyoksydantów (zwłaszcza z warzyw i owoców) a częstością zachorowania na nowotwory.
Co to jest oksydacja?
Czy oksydacja to skomplikowany temat?
Wydawałoby się na pierwszy rzut oka, że nie. W definicji – oksydacja to proces chemiczny, w którym atomy lub cząsteczki tracą elektrony, prowadząc do powstawania reaktywnych cząsteczek zwanych wolnymi rodnikami. Zatrąciło chemią:) Ale rozumiemy o co tu chodzi – cząsteczka straciła jeden ze swoich elektronów, jest bardziej reaktywna i potrzebuje „coś do siebie przytulić” w zamian za ten elektron. Nie podoba jej się sytuacja braku czegoś. Dążą do tego, by to uzyskać – w domyśle ten elektron, którego brakuje.
I zaczyna zachowywać się trochę jak złodziej – „kradnąc” elementy składowe innych struktur. Oddziałuje na struktury komórkowe, takie jak membrana, kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA), białko i lipidy pobierając elektrony, co zaburza składowe i funkcjonowanie całej komórki.
Więc co tu takiego skomplikowanego?
A to, że reaktywne formy tlenu nie zawsze działają niekorzystnie na nasz organizm.
Gdy występują w stężeniu fizjologicznym, mogą odgrywać rolę w prawidłowym funkcjonowaniu komórek. Dzieje się to poprzez udział w sygnalizacji komórkowej => wpływają na regulację takich procesów jak: proliferacja, różnicowanie, apoptoza i migracja (według: Salehi B. i inn. (2018). Antioxidants: Positive or Negative Actors?. Biomolecules, 8(4), 124. https://doi.org/10.3390/biom8040124)
Więc jak tu ogarnąć sytuację? Jak zwykle potrzebna jest równowaga…
Co to jest wolny rodnik i dlaczego gubi elektron?
Według definicji wolne rodniki to wysoko reaktywne cząsteczki zawierające przynajmniej jeden niesparowany elektron na zewnętrznej powłoce elektronowej – mogą powstawać w organizmie pod wpływem czynników wewnętrznych, jak oddychanie komórkowe i enzymatyczne reakcje w mitochondriach oraz zewnętrznych, takich jak promieniowanie UV, zanieczyszczenia, czy metabolizm leków.
Czynniki takie jak stres, stany zapalne czy obecność metali ciężkich również mogą przyczyniać się do ich produkcji. ALE..
Wolne rodniki są niezbędne do prawidłowego przebiegu wielu procesów życiowych. Odgrywają rolę w regulacji ekspresji genów, czy stężenia wapnia w komórkach, aktywują białka kontrolujące podziały komórkowe, uczestniczą w eliminowaniu drobnoustrojów. Są aktywowane zawsze, kiedy jest infekcja.
Więc gdzie tu jest problem?
W nadmiarze… po prostu żyjemy teraz w czasach, w których to wszystko, co dzieje się dookoła – zanieczyszczenie, pośpiech, stres, nieodpowiednia dieta, słowem wszystko, co nas otacza daje naszemu organizmowi sygnał do utleniania. Problem pojawia się w momencie, gdy produkcja wolnych rodników przekracza możliwości organizmu w ich neutralizacji… z pomocą przychodzą antyutleniacze ale niestety jest ich w naszej diecie za mało.
Utlenianie i fotooksydacja
Daleko do utleniania się trzeba szukać:) Słońce jest silnym utleniaczem. Obserwujemy to na co dzień np. w postaci przebarwień na liściach zielonych roślin. Możesz zauważyć, że na intensywnie nasłonecznionych obszarach liście niektórych roślin, zwłaszcza tych, które nie mają wystarczającej ochrony przed słońcem mogą blaknąć i żółknąć. To właśnie skutek działania utleniającego.
W naszym organizmie w skrócie działa to następująco: tlen, który przepływa przez nasze ciało za pośrednictwem krwiobiegu, jest przez większość czasu stabilny. Ale pod wpływem światła zachodzi fotooksydacja, która częściowo zmienia strukturę cząsteczek tlenu i staje się on reaktywny, niestabilny. Zamiast tlenu w stanie tzw. normalnym, mamy do czynienia z formami: ponadtlenkową, nadtlenkową i hydroksylową, a także tlenem singletowym – czyli wolnymi rodnikami… i zaczyna się kółeczko.
Dawniej organizmy doskonale sobie z tym radziły. Teraz ze względu na zmieniającą się warstwę ozonu jest trochę gorzej…
Nie ma sensu przytaczać wzorów chemicznych reaktywnych substancji, jakie mogą wytworzyć się przy udziale tlenu jednak warto mieć jako-takie rozeznanie. Spośród tych wszystkich wzorów nas interesują najbardziej te z czerwonymi kropeczkami – czyli takie, które mają niesparowane rodniki. Czyli będą chciały zagarnąć jakiś elektron, żeby się „wypełnić”.
Najbardziej rozpowszechnione RFT (Reaktywne Formy Tlenu) w organizmach żywych to anionorodnik ponadtlenkowy i rodnik wodoronadtlenkowy – powstają podczas wycieku elektronów z łańcucha oddechowego.
No dobrze więc postawmy sobie pytanie: co doprowadza do wycieku elektronów z łańcucha oddechowego?
Znów nie chodzi o skomplikowane wzory tylko proste zrozumienie: co przyczynia się do tego, że reakcje, które w prawidłowym przebiegu powinny zakończyć się powstaniem wody nie przebiegają jak powinny?
Po pierwsze: NIEDOTLENIENIE – zmora naszych komputerowych czasów. Siedzenie w zamkniętym pomieszczeniu przez 8 godzin i bieganie na siłowni.
Po drugie: PRZECIĄŻENIA i zwiększona aktywność mitochondriów – oh i znowu siedzenie 8 godzin za biurkiem a potem trening do tak zwanego „porzygu”. Albo najlepiej maratony co drugi dzień – takich zuchwalców nie brakuje. A konsekwencje dla organizmu opłakane.
Po trzecie: NADMIAR LEKÓW i SUPLEMENTÓW – siedzenie 8 godzin za biurkiem, intensywny trening w zamkniętym pomieszczeniu i do tego garść cudownych tabletek! Ideolo!
Po czwarte: DYSFUNKCJA ENZYMÓW ANTYOKSYDACYJNYCH – siedzenie 8 godzin za biurkiem, intensywny trening w zamkniętym pomieszczeniu, garść cudownych tabletek i … wymarzony kebab jako nagroda. Najlepiej z najbardziej tłustym sosem majonezowym i przeżerającą mózg papryczką… Wątroba na pewno się ucieszy.
Po piąte: KONTAKT Z TOKSYNAMI I ZANIECZYSZCZENIAMI – siedzenie 8 godzin za biurkiem, intensywny trening w zamkniętym pomieszczeniu, garść cudownych tabletek, kebab … i na koniec przydałoby się zapalić dymka jakoś na odstresowanie…
Wiele osób nie może pogodzić się z faktem, że nadmierny wysiłek fizyczny jest szkodliwy. Ma to miejsce nie tylko przy tworzeniu wolnych rodników ale także osłabiając odporność. Poświęciłam temu zagadnieniu cały rozdział w mojej książce o odporności (https://www.ajurweda-dla-zdrowia.pl/produkt/odpornosc/).
Natomiast w kontekście ROS (reaktywnych form tlenu) wytłumaczenie niekorzystnego działania nadmiernego przeciążeniowego wysiłku jest w miarę proste. Podczas intensywnego wysiłku fizycznego (np. sprintu, treningu siłowego, biegu długodystansowego z nieprawidłowym tętnem), zapotrzebowanie na tlen i energię gwałtownie wzrasta. To prowadzi do wzmożonego metabolizmu mitochondrialnego.
Mitochondria przyspieszają proces fosforylacji oksydacyjnej, który odbywa się w łańcuchu oddechowym – przy tym przeciążeniu elektrony „uciekają” z całego procesu i mamy gotowy najczęstszy utleniacz czyli anionorodnik ponadtlenkowy (O₂⁻•), który jest pierwszym z serii reaktywnych form tlenu. Jeśli proces nie zostanie odpowiednio zatrzymany (endogennie lub egzogennie) dochodzi do toczącego się jak domino stresu oksydacyjnego…
Stres oksydacyjny
Jeśli liczba wolnych rodników przekracza zdolność organizmu do ich neutralizacji (np. poprzez antyoksydanty), dochodzi właśnie do stresu oksydacyjnego. Czyli o ile organizm radzi sobie i zachowuje pozory równowagi to nie jest źle. Trochę jak w tej bajce o rudej pandzie, która jak się bardzo zdenerwowała to robiła się ogromna i wybuchała okropnym gniewem. Dopóki kontrolowała swoje emocje wszystko było ok. Problem powstawał na skutek przeciążeń – kiedy już było za dużo bodźców wyprowadzających z równowagi.
W skrócie, proces ten jest jak reakcja domino — gdy jedno domino się przewróci, inicjuje upadek kolejnych. Wolne rodniki działają podobnie, wywołując uszkodzenia, które rozprzestrzeniają się w organizmie, jeśli nie zostaną zatrzymane przez antyoksydanty.
W prostych słowach ten proces wygląda tak:
W wyniku utleniania cząsteczka traci elektron i staje się niestabilnym wolnym rodnikiem => wolny rodnik dąży do odzyskania stabilności poprzez „kradzież” elektronu od innej cząsteczki => co z kolei przekształca tę cząsteczkę w nowego wolnego rodnika => nowo powstały wolny rodnik kontynuuje ten proces, atakując kolejne zdrowe cząsteczki i „kradnąc” ich elektrony.
Ten cykl może się powtarzać wielokrotnie, co prowadzi do powstawania kolejnych wolnych rodników. Powstałe uszkodzenia mogą dotykać różnych struktur komórkowych (białek, lipidów w błonach komórkowych oraz kwasów nukleinowych w DNA).
➡️ Wolne rodniki mogą uszkadzać białka, zmieniając ich strukturę, co prowadzi do utraty funkcji enzymatycznych, strukturalnych i regulacyjnych.
➡️ Lipidy w błonach komórkowych są szczególnie podatne na utlenianie. Proces ten – peroksydacja lipidów, prowadzi do osłabienia błony komórkowej, co zaburza integralność komórki i może spowodować jej śmierć.
➡️ Uszkodzenia DNA spowodowane przez wolne rodniki mogą prowadzić do mutacji, które przyczyniają się do rozwoju nowotworów i innych chorób degeneracyjnych.
Antyutleniacze
Wiemy już co to jest utlenianie i co przyczynia się do tego procesu. Czas najwyższy na bohaterów ofiarodawców elektronu czyli antyutleniacze.
Cóż zatem robią ci nasi bohaterowie?
Oddają swój elektron wolnym rodnikom w tej sposób zatrzymując lub opóźniając całe domino utleniania. W definicji naukowej: przeciwutleniaczem jest każda substancja, która wstrzymuje albo opóźnia procesy utleniania. Substancja ta bezpośrednio lub pośrednio działa jako regulator obrony antyoksydacyjnej, lub inhibitor produkcji reaktywnych form.
Organizm korzysta z antyoksydantów, które neutralizują wolne rodniki poprzez oddanie im elektronu, stabilizując ich reaktywność. Najważniejszy podział przeciwutleniaczy to podział na naturalne i syntetyczne. Naturalne z kolei dzielimy na egzogenne i endogenne. Witaminy, minerały, związki roślinne są przeciwutleniaczami pochodzenia egzogennego i właśnie na tą grupę przeciwutleniaczy masz największy wpływ!
Zerknij na tabelę – powinno być trochę łatwiej:)
Jak bada się przeciwutleniacze?
Najczęściej wykorzystywana jest skala ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity) – w skrócie służy do pomiaru zdolności antyoksydacyjnej substancji, zwłaszcza tych zawartych w produktach spożywczych, poprzez ocenę ich zdolności do neutralizowania reaktywnych form tlenu.
ORAC mierzy efektywność antyoksydantów w jednostkach mikromoli TE (troloksu, który jest pochodną witaminy E). Im wyższy wynik ORAC, tym większy potencjał neutralizowania wolnych rodników. W 2007 roku USDA opublikowało szczegółowy spis produktów spożywczych o najwyższym potencjale antyoksydacyjnym, wśród których znajdują się m.in. cynamon, aronia, czarna jagoda, żurawina, oraz kakao. Nie miej zatem wyrzutów sumienia popijając codziennie ceremonialne kakao z cynamonem Moje ulubione!
Uff… być może czytając ten wpis, przypomnieliście sobie szkolne czasy. 😊 Mam jednak nadzieję, że ten artykuł otworzył oczy na znaczenie mechanizmów oksydacyjnych i równowagi w naszym organizmie.
W kolejnym wpisie przyjrzymy się antyutleniaczom – witaminom, minerałom i innym składnikom, które mogą wspierać nasze zdrowie. Dowiecie się, jak skutecznie wprowadzić je do codziennej diety i jak mogą pomóc w walce z wolnymi rodnikami.
Do napisania! ✨