Какво представляват „свободните радикали“?

• Свободният радикал е атом или молекула с един или повече несдвоени електрони.
• Свободните радикали са много нестабилни и се опитват да постигнат стабилност, като придобиват необходимия електрон; следователно, свободните радикали са много реактивни.
• Те реагират с други химични съединения, като улавят необходимия електрон, като по този начин задействат верижни реакции с образуването на допълнителни радикали.
• Тези реакции са нерегулирани и непредсказуеми – те обикновено могат да засегнат всички биологични структури. && Молекули, увреждащи
• Следните са особено засегнати:
  Клетъчни компоненти (z.BУвреждане на генетичния материал в клетъчното ядро ​​или ДНК)
  • Мазнини (окисление на липопротеини) и въглехидрати
  • Протеини/Ензими
  • Аминокиселини като z.BL-цистеин (градивен елемент на глутатион)

Какво означават „окисление“ и „редукция“?

• Антиоксидантът дарява електрон на свободния радикал, като по този начин го неутрализира; свободният радикал отново се превръща в „здрава“ молекула.
• Освобождаването на електрони води до окисляване (радикализация) на антиоксиданта и след това до повторна редукция и т.н.

Какво е „оксидативен стрес“?

• Ако има дисбаланс между окисление и редукция или повече свободни радикали (оксиданти) отколкото антиоксиданти в организма, това се нарича оксидативен стрес.

Как се образуват свободните радикали?

Свободните радикали се образуват както екзогенно (фактори на околната среда), така и ендогенно (чрез собствените процеси на организма):

• Ендогенни:
  • Производство на клетъчна енергия в митохондриитеВ митохондриите кислородът се редуцира до вода. Този процес обаче не е завършен: част от редуцирания кислород се превръща в свободни радикали (съединения на кислород с водород или азот). За да се предотврати реакцията на кислород и водород, която да доведе до експлозивна газова реакция в тялото, електроните се прехвърлят на няколко етапа – това се случва в така наречената „дихателна верига“ (електронно-транспортна верига). Тази верига се състои от няколко взаимосвързани редокс системи, в които свободните радикали крадат електрон от молекулите, като по този начин ги радикализират на свой ред и т.н. Например, NADH се окислява до NAD+ от свободните радикали, освобождавайки H+ йони.
  • Клетъчна имунна защита и възпаление („Окислителен взрив“): в митохондриите на активираните фагоцити (фагоцитни клетки като гранулоцити и макрофаги, които поглъщат вируси и бактерии) се образуват свободни радикали (напр. H2O2 и хидроксилни радикали), които подпомагат унищожаването на фагоцитираните микроби (вируси, бактерии). Когато имунната система е свръхактивна (например, поради автоимунни заболявания) и едновременно с това има недостиг на антиоксиданти, възниква оксидативен стрес!
  • детоксикация (Детоксикационна фаза I): За да бъдат елиминирани токсичните вещества, те първо трябва да бъдат радикализирани, d.h...да бъдат направени „реактивни“. Следователно продуктите от фаза I обикновено са по-агресивни от действителния токсин, което прави бързата детоксикация или екскреция във фаза II важна. Във фаза II полярните хидрофилни молекули като глутатион или цистеин се прикрепят към метаболитите на фаза I, правейки ги достъпни във водоразтворима форма за екскреция през бъбреците.
  • Метаболизъм на хомоцистеинОбразуване на H2O2 радикали, например.чрез взаимодействия с преходни метали или ензими
  • Глюкооксидация (в случаи на високи нива на глюкоза или диабет) с образуването на H2O2
  • Хронични заболявания като цяло: водят до възпаление и повишено освобождаване на свободни радикали
  • Физически стрес (z.B(физическа работа, състезателни спортове)
• Екзогенни:
  • Слънце и UV светлина
  • Озон O3
  • Радиоактивно лъчение от околната среда (z.B(при полет)
  • Радиоактивно медицинско облъчване (z.BТерапия, мамография и други диагностични процедури)
  • лекарство (z.BКонтрацептиви, парацетамол, антибиотици, цитостатици)
  • Цигари и алкохол
  • Други замърсители на околната среда, z.BМетали, смог, азотни оксиди, автомобилни отработени газове, разтворители, пестициди &и други химикали

Какви щети могат да бъдат причинени от свободните радикали?

• Увреждане на ДНК
• Дисрегулация в метаболизма на въглехидратите, аминокиселините и мазнините
• Ускоряване на стареенето
• Намаляване на производителността
• Повишен риск от така наречените „болести, причинени от свободните радикали“ (засягащи v.aТъкани с висок кислороден обмен, като сърдечен мускул, скелетни мускули, очна леща и др.):
  • Невродегенеративни заболявания като болестта на Алцхаймер
  • атеросклероза
  • Алергии
  • процеси на стареене
  • Амиотропна латерална склероза (ALS): Нарушаване на разграждането на SOD и разрушаване на двигателните нервни клетки от свободни радикали
  • Катарактогенеза макулна дегенерация
  • диабет
  • Рак
• Ускоряване на прогресията и увеличаване на тежестта на много заболявания
• Повишен риск от рецидив при много заболявания

Какви положителни функции имат свободните радикали в организма?

• Функция за обучение: Малки количества радикали обучават редокс системата.
  (насърчават производителността, производството на антиоксиданти и устойчивостта), сравнимо с ваксинация
• Имунна функция:
  • Макрофагите и гранулоцитите образуват редокс системи в митохондриите; по този начин те убиват свободните радикали. z.BБактерии и протозои във връзка с литични ензими
  • Високите дози витамин С с радикална активност имат цитотоксичен ефект срещу раковите клетки.
  • Радикалообразуващите химиотерапевтични средства и радиацията убиват раковите клетки; ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Следователно, антиоксидантите не трябва да се приемат по време на химиотерапия и/или лъчетерапия!
• Сигнална функция: Радикалите могат да действат като сигнални вещества, z.Bпри възпаление (стимулиране на транспорта на имунни клетки до мястото на възпалението), в растежа на нервните клетки (z.Bслед травми на гръбначния мозък, в контекста на неврогенезата при възрастни) и по време на заздравяване на рани

Какво представляват антиоксидантите?

• Антиоксидантите са „уловители на свободни радикали“, d.hТе даряват електрон на радикала и по този начин го редуцират (и по този начин се унищожават). i.d.R(самоокисляващ се)
• Те имат редуцирана OH, SH или NH група и реагират по-бързо с радикали, отколкото други биологични структури (напр.(1 молекула от антиоксиданта витамин Е защитава до 1000 вериги мастни киселини!)
• Антиоксидантите действат синергично и се регенерират взаимно: те образуват мрежа. Ензимни и неензимни антиоксиданти: Витамините C, E, коензим Q10 (убихинон като окислена форма, убихинол като редуцирана форма), глутатион и алфа-липоева киселина се регенерират (редуцират) взаимно след окисление.

Ензимен (с по-високо молекулно тегло)	Неензимни (ниско молекулно тегло)
• Образува се в тялото („ендогенен“) • Ефекти, зависими от генетиката (Ензимопатия) и скорост на синтез • Висока скорост на реакция • Те самите не се радикализират по време на детоксикация (Без верижни реакции!) • Изискват кофактори за ефект • Не са налични за неопределено време	• Приемат се предимно чрез храната • Ефектите зависят от предлагането • Бавно време за реакция • Те се радикализират по време на самата детоксикация (трябва да се обезвреди!) • Възможна е бърза подмяна • (Теоретично) са налични за неопределено време

Кои са най-важните антиоксидантни ензими?

• Супероксид дисмутази (SOD)
  • Те катализират превръщането на супероксидния радикал (O2-) в H2O2 + O2
  • с мед (Cu)/цинк (Zn) като кофактор в цитоплазмата и извънклетъчното пространство
  • с манган (Mn) като кофактор в митохондриите
• Каталази
  • Те катализират редукцията на H2O2 до H2O (предотвратяване на хидроксилни радикали)
  • С желязо (Fe) като кофактор
  • а. в черния дроб, кожата, бъбречните клетки и еритроцитите
• Пероксидази
  • Катализиране на редукцията на H2O2 до H2O във водна клетъчна среда
  • Селен-независими пероксидази (желязо (Fe)-зависими)
  • Селен-зависима фосфолипидна хидропероксидна глутатион пероксидаза
  • а. в еритроцитите, черния дроб, белите дробове и бъбреците

Кои са най-важните неензимни антиоксиданти?

• Каротеноиди
  • Бета-каротин: Антиоксидантен ефект чрез инактивиране (т.нар. „гасене“) на реактивни съединения
  • Зеаксантин
  • Лутеин
  • Ликопен
• Полифеноли --> акт v.aПоради фенолните ОН групи, те са антиоксиданти; броят на ОН групите влияе върху антиоксидантния ефект.
  • Ресвератрол --&3 ОН групи
  • Кверцетин --&≤ 5 OH групи и следователно особено силен антиоксидантен ефект
  • Мача: С ORAC стойност от 1711 единици/г, той има най-високата известна ORAC стойност в натурален продукт (ORAC означава „Капацитет за абсорбция на кислородни радикали“, d.hспособността за намаляване на кислородните радикали)
  • Брахми: Научните изследвания са v.a. антиоксидантният ефект на брахми във връзка с невродегенеративни заболявания е изследван (вж. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4564646/ )
• Витамини
  • Витамин C (водоразтворим)
  • Витамин Е (мастноразтворим)
  • Токоферол E-OH се окислява до токофероксилов радикал и след това се редуцира обратно до токоферол E-OH от витамин С или глутатион като донор на водород.
  • Витамин Е допринася за, „За защита на ДНК, протеини и липиди от оксидативно увреждане.“ (Официално здравно твърдение)
  • Витамин B2 (водоразтворим): "Витамин B2 (рибофлавин) допринася за защитата на клетките от оксидативен стрес. (Официално здравно твърдение)
  • Витамин А (мастноразтворим)
  • Витамин К (мастноразтворим)
• Тиол (с SH група)
  • Глутатион
  • L-цистеин
  • Алфа-липоева киселина
  • Той може да преминава кръвно-мозъчната бариера и да регенерира използвани антиоксиданти като витамини C и E, коензим Q10 или глутатион; следователно е ключов компонент на синергични антиоксидантни комплекси.
  • Списание на немските фармацевти: „Клинично проучване при пациенти с лека до умерена Алцхаймерова деменция показа, че допълнителното приложение на алфа-липоева киселина към инхибитори на ацетилхолинестеразата изключително много забавя прогресията на заболяването.“ (вж. https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/daz-az/2009/daz-3-2009/liponsaeure-bei-alzheimer-demenz )
• Други аминокиселини, съдържащи сяра
  • Таурин
  • L-метионин
• Лечебни гъби, особено Кордицепс: Антиоксидантната активност на екстракта от кордицепс е доказана в лабораторни тестове (вижте [препратка]). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11114006/ )
• Коензим Q10
• L-карнитин
• НАДФ (активен витамин B3)
• Кофактори на ензимните антиоксиданти
  • Селен (Se)
  • Цинк (Zn)
  • Желязо (Fe)
  • Манган (Mn)
  • Мед (Cu)

Кои храни са особено богати на антиоксиданти?

антиоксидант	Хранителни стоки
Витамин С Витамин Е селен Глутатион β-каротин Ликопен Сулфорафан Ресвератрол Спермидин	Лимони, портокали, грейпфрут, киви Зехтин, масло от пшеничен зародиш, пшеничен зародиш Пшеничен зародиш, сусамови семена, пълнозърнести продукти, соленоводна риба, червена риба Авокадо, диня, аспержи, броколи, спанак Моркови, домати, кайсии Доматен сок броколи Червено вино (умерено!), горски плодове, фъстъци Пшеничен зародиш, соя

Индикатори и рискови фактори за оксидативен стрес (Колкото повече въпроси са отговорени с „да“, толкова по-голям е рискът от оксидативен стрес.не замества u.gДиагностика!)

• оплаквания
  • Често съм уморен/а.
  • Страдам от липса на мотивация.
  • Имам повече от 3 настинки p.a.
  • Моето физическо и психическо представяне е незадоволително.
• Навици на начин на живот
  • Аз пуша.
  • Пия над 20 грама алкохол няколко дни в седмицата.
  • Често прекарвам време на слънце и/или посещавам солариуми.
  • Правя интензивни упражнения няколко пъти седмично.
• тежести
  • Редовно съм стресиран/а.
  • Изложен съм на замърсители на околната среда (напр. амалгама или радиационно облъчване).
  • Често спазвам диети.
  • Работя много на компютъра.
• Болести и здравни рискове
  • Наднормено тегло
  • Нарушения на липидния метаболизъм
  • Захарен диабет
  • Сърдечно заболяване
  • Ревматични заболявания
  • Чревни заболявания
  • Респираторни заболявания
  • Алергии
  • Рак
• Прием на лекарства
  • Болкоуспокояващи
  • Хормонални препарати
  • Контрацептиви
  • Химиотерапевтични средства
• Хранене
  • Ям по-малко от 3 порции пресни плодове и внимателно приготвени зеленчуци дневно.
  • Пия по-малко от 2 чаши плодов или зеленчуков сок дневно.
  • Моята диета не включва редовно мляко и млечни продукти.
  • Пия по-малко от 1,5 литра течности дневно.
  • Не ям риба редовно.

Диагностика на оксидативния стрес

• Страница за антиоксиданти
  • Определяне на нивата на най-важните антиоксиданти в кръвта
    • Неензимни вещества като глутатион, витамини C и E, коензим Q10 и кофакторите селен и цинк
    • Ензимни ензими като супероксид дисмутаза (SOD) и глутатион пероксидаза (GPx).
  • Скрининг за оценка на антиоксидантната защита: Общ антиоксидантен капацитет (TAS)/Антиоксидантен потенциал (TEAC) (способност за реакция със свободни радикали)
    • В лабораторията: z.BСерум на пациент (с антиоксиданти) + определено количество свободни радикали; измерване на остатъчното количество радикали след детоксикация (багрилна реакция):
      Начално количество – остатъчно количество = Антиоксидантен потенциал (нормална стойност: 1,3-1,77 mmol/l кръв)
    • На практика: z.B.FORD (Защита от свободни кислородни радикали) в капилярната кръв
• Радикална страна
  • Измерване на липидната пероксидация: Малонов диалдехид (MDA-LDL като дългосрочна стойност за 7-10 дни), тъй като алдехидът е измерим продукт на разграждане на свободните радикали.
    • 4-Хидроксиноненал HNE (алкенал/алдехид): оксидативно увреждане на полиненаситени мастни киселини
    • 8-Изопростан F2 α (8-изо-Простагландин F2 α): оксидативно увреждане на синтеза на простагландини (от арахидонова киселина)
    • 2-Пропенал (акролеин/алдехид): оксидативно увреждане на полиненаситени мастни киселини
  • Откриване на оксидативно увреждане на генетичен материал: Дезоксигуанозин тест (ДНК окисление/8-OHdG) (екскреция на 8-хидрокси-дезоксигуанозин като следствие от оксидативно увреждане на нуклеинови киселини/ДНК в урината; биомаркер за оценка на индивидуалните мутагенни/канцерогенни ефекти на оксидативния стрес)
  • Откриване на окисление на протеини: Нитротирозин (окисление на тирозин с пероксинитрит)
  • Електронен спинов резонанс (ESR): Директно откриване на радикали (принцип: абсорбция на микровълново лъчение от несдвоени електрони; но не е установен поради липса на наличност и кратък живот на радикалите)

Примери за приложение на антиоксиданти

• процеси на стареене
• Спорт (ориентиран към постижения)
• Сърдечно-съдови заболявания (z.BАртериосклероза)
• невролог && Психея (z.Bболест на Алцхаймер, болест на Паркинсон, амиотрофична латерална склероза, шизофрения) (3)
• Имунна система и възпаление като цяло (ревматизъм, пародонтит, остър панкреатит)
• Разстройства, предизвикани от лекарства
• Друго замърсяване на околната среда (z.B(Алкохол, тютюнопушене, замърсители)
• диабет
• Респираторни заболявания
• Очни заболявания (z.B(Катаракта)
• Репродуктивна медицина и безплодие (2)
• Превенция на рака (Забележка: Антиоксидантите трябва да се избягват по време на химио-/лъчетерапия, тъй като те могат да предотвратят (в този случай) желаната клетъчна смърт!) (1)

(1) Антиоксиданти и риск от рак

Проследяване на SU.VI.MAXПроучване от Франция, обхващащо 12 741 възрастни (първична превенция, плацебо-контролирано, двойносляпо, мониторинг на кръвните нива), проведено в продължение на пет години, потвърждава, че дългосрочното приложение на антиоксидантен комплекс в хранителни дози (витамин C 120 mg/ден, витамин E 30 mg/ден, бета-каротин 6 mg/ден, селен 100 mcg/ден, цинк 20 mg/ден) води до 31% намаление на риска от рак и 37% намаление на смъртността при хора с недостатъчен прием на антиоксиданти под формата на плодове и зеленчуци (вижте [reference]). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20104528/ ).

(2) Антиоксиданти и безплодие

Оксидативният стрес уврежда сперматозоидите. Това увреждане може да бъде неутрализирано от собствените антиоксидантни защитни сили на организма.
Рискът от вродени дефекти може да бъде намален. При партньорките на безплодни мъже, които са приемали антиоксиданти като част от репродуктивна програма, раждаемостта се е увеличила. Вижте: Преглед на 34 рандомизирани контролирани проучвания с 2876 двойки; Showell et al, Антиоксиданти за мъжки субфертилитет; Кокрейн 2012; DOI: 10.1002/14651858.CD007411.pub2 („Оксидативният стрес може да причини увреждане на сперматозоидите. Това увреждане може да бъде намалено чрез естествените антиоксидантни защити на организма. Антиоксидантите могат да бъдат част от нашата диета и да се приемат като добавка.“Смята се, че в много случаи на необясним субфертилитет, както и в случаите, когато може да има проблем, свързан със спермата, приемът на перорална антиоксидантна добавка може да увеличи шансовете на двойката за зачеване, докато се подлага на лечение за безплодие.

(3) Антиоксиданти и деменция
Митохондриалните радикали са частично отговорни за образуването на амилоид-β агрегати. Амилоид
β от своя страна води до митохондриална дисфункция и увеличаване на ROS (вж. Leuner K et al.; ROS, получени от митохондрии, водят до засилено образуване на амилоид-бета; Antioxid Redox Signal 2012; 16; 1421-1433; „Заключение: Няколко доказателства показват, че ROS, получени от митохондрии, водят до засилена обработка на амилоидогенен амилоиден прекурсорен протеин и че Aβ само по себе си води до митохондриална дисфункция и повишени нива на ROS. Предполагаме, че започвайки от митохондриална дисфункция, се задейства порочен кръг, който допринася за патогенезата на спорадичната AD.