Wat zijn vrije radicalen?

• Een vrij radicaal is een atoom of molecuul met één of meer ongepaarde elektronen.
• Vrije radicalen zijn erg instabiel en proberen stabiliteit te bereiken door de benodigde elektronen te verkrijgen. Vrije radicalen zijn daarom erg reactief.
• Ze reageren met andere chemische verbindingen door het benodigde elektron te vangen en zo kettingreacties met de vorming van nog meer radicalen in gang te zetten.
• Deze reacties zijn ongereguleerd en onvoorspelbaar. Ze kunnen in principe alle biologische structuren beïnvloeden. && Moleculen beschadigen
• De volgende personen worden hierdoor in het bijzonder getroffen:
  Celcomponenten (z.B. Schade aan genetisch materiaal in de celkern of DNA)
  • Vetten (oxidatie van lipoproteïnen) en koolhydraten
  • Eiwitten/Enzymen
  • Aminozuren zoals z.BL-Cysteïne (bouwsteen van glutathion)

Wat betekenen 'oxidatie' en 'reductie'?

• Een antioxidant doneert een elektron aan het vrije radicaal en neutraliseert het zo. Het vrije radicaal wordt weer een 'gezond' molecuul.
• Door het vrijkomen van elektronen wordt de antioxidant geoxideerd (geradicaliseerd) en vervolgens weer gereduceerd, etc.

Wat is "oxidatieve stress"?

• Als er een onevenwicht is tussen oxidatie en reductie, of als er meer vrije radicalen (oxidanten) dan antioxidanten zijn, wordt dit oxidatieve stress in het lichaam genoemd.

Hoe ontstaan ​​vrije radicalen?

Vrije radicalen ontstaan ​​zowel exogeen (door omgevingsfactoren) als endogeen (via lichaamseigen processen):

• Endogeen:
  • Cellulaire energieproductie in de mitochondriënIn de mitochondriën wordt zuurstof gereduceerd tot water. Dit proces is echter niet compleet: een deel van de gereduceerde zuurstof wordt omgezet in vrije radicalen (verbindingen van zuurstof met waterstof of stikstof). Om te voorkomen dat de reactie van zuurstof en waterstof een explosieve gasreactie in het lichaam veroorzaakt, worden de elektronen in verschillende stappen overgedragen – dit gebeurt in de zogenaamde "ademhalingsketen" (elektronentransportketen). Deze keten bestaat uit verschillende onderling verbonden redoxsystemen waarin vrije radicalen een elektron van moleculen stelen en deze vervolgens radicaliseren, enzovoort. Zo wordt NADH door vrije radicalen geoxideerd tot NAD+, waarbij H+-ionen vrijkomen.
  • Cellulaire immuunverdediging en ontsteking (“Oxidatieve uitbarsting”): in de mitochondriën van geactiveerde fagocyten (fagocytische cellen zoals granulocyten en macrofagen die virussen en bacteriën opnemen) worden vrije radicalen (bijv. H2O2 en hydroxylradicalen) gevormd om de dood van gefagocyteerde ziektekiemen (virussen, bacteriën) te ondersteunen. Wanneer het immuunsysteem overactief is (bijvoorbeeld door auto-immuunziekten) en er tegelijkertijd een tekort is aan antioxidanten, ontstaat er oxidatieve stress!
  • ontgifting (Detoxificatiefase I): Om giftige stoffen te kunnen verwijderen, moeten ze eerst geradicaliseerd worden, d.h... "reactief" worden gemaakt. De producten van fase I zijn daarom meestal agressiever dan het eigenlijke toxine, waardoor snelle ontgifting of uitscheiding in fase II belangrijk is. In fase II worden polaire hydrofiele moleculen zoals glutathion of cysteïne aan de metabolieten van fase I gebonden, waardoor ze in een wateroplosbare vorm beschikbaar komen voor uitscheiding via de nieren.
  • Homocysteïnemetabolisme: Vorming van H2O2-radicalen bijvoorbeeld.door interacties met overgangsmetalen of enzymen
  • Glucooxidatie (bij hoge glucosespiegels of diabetes) met de vorming van H2O2
  • Chronische ziekten in het algemeen: leiden tot ontstekingen en een verhoogde afgifte van vrije radicalen
  • Lichamelijke stress (z.B(lichamelijk werk, wedstrijdsporten)
• Exogeen:
  • Zon en UV-licht
  • Ozon O3
  • Radioactieve straling uit de omgeving (z.B(tijdens het vliegen)
  • Radioactieve medische straling (z.BTherapie, mammografieën en andere diagnostische procedures)
  • medicatie (z.B. Anticonceptiemiddelen, paracetamol, antibiotica, cytostatica)
  • Sigaretten en alcohol
  • Andere milieuverontreinigende stoffen, z.BMetalen, smog, stikstofoxiden, uitlaatgassen van auto's, oplosmiddelen, pesticiden &en andere chemicaliën

Welke schade kunnen vrije radicalen veroorzaken?

• DNA-schade
• Ontregeling van het koolhydraat-, aminozuur- en vetmetabolisme
• Versnelling van veroudering
• Vermindering van de prestaties
• Verhoogd risico op zogenaamde ‘vrije radicalenziekten’ (die onder meer v.aWeefsels met een hoge zuurstofomzet, zoals de hartspier, skeletspier, ooglens, enz.):
  • Neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer
  • arteriosclerose
  • Allergieën
  • verouderingsprocessen
  • Amyotrope laterale sclerose (ALS): verstoring van de SOD-afbraak en vernietiging van motorische zenuwcellen door vrije radicalen
  • Cataractogenese maculadegeneratie
  • suikerziekte
  • Kanker
• Versnelling van de progressie en toename van de ernst van veel ziekten
• Verhoogd risico op terugval bij veel ziekten

Welke positieve functies hebben vrije radicalen in het lichaam?

• Trainingsfunctie: Kleine hoeveelheden radicalen trainen het redoxsysteem.
  (bevordert prestaties, antioxidantproductie en veerkracht), vergelijkbaar met een vaccinatie
• Immuunfunctie:
  • Macrofagen en granulocyten vormen redoxsystemen in mitochondriën. Daarmee doden ze vrije radicalen. z.BBacteriën en protozoa in combinatie met lytische enzymen
  • Hoge doseringen vitamine C met radicale activiteit hebben een cytotoxisch effect tegen kankercellen.
  • Chemotherapeutische middelen die radicalen produceren en straling doden kankercellen; WAARSCHUWING: Antioxidanten mogen daarom niet worden ingenomen tijdens chemotherapie en/of radiotherapie!
• Signaalfunctie: Radicalen kunnen als signaalstoffen fungeren, z.B. bij ontstekingen (stimulatie van het transport van immuuncellen naar de plaats van ontsteking), bij de groei van zenuwcellen (z.Bna letsels aan het ruggenmerg, in de context van neurogenese bij volwassenen en tijdens wondgenezing

Wat zijn antioxidanten?

• Antioxidanten zijn ‘vrije radicalenvangers’, d.hZe doneren een elektron aan het radicaal en reduceren het daardoor (en vernietigen het daardoor). i.d.R(zelf-geoxideerd)
• Ze hebben een gereduceerde OH-, SH- of NH-groep en reageren sneller met radicalen dan andere biologische structuren (bijv.(1 molecuul van de antioxidant vitamine E beschermt tot 1000 vetzuurketens!)
• Antioxidanten werken synergetisch en regenereren elkaar: ze vormen een netwerk. Enzymatische en niet-enzymatische antioxidanten: Vitamine C, E, co-enzym Q10 (ubiquinon als geoxideerde, ubiquinol als gereduceerde vorm), glutathion en alfa-liponzuur regenereren (reduceren) elkaar na oxidatie.

Enzymatisch (hoger moleculair gewicht)	Niet-enzymatisch (laag moleculair gewicht)
• Gevormd in het lichaam (“endogeen”) • Effecten afhankelijk van genetica (Enzymopathie) en synthesesnelheid • Hoge reactiesnelheid • Ze radicaliseren zelf niet tijdens de detoxificatie (Geen kettingreacties!) • Cofactoren nodig voor effect • Zijn niet voor onbepaalde tijd beschikbaar	• Worden meestal via voedsel opgenomen • Effecten zijn afhankelijk van het aanbod • Trage reactietijd • Ze radicaliseren tijdens de ontgifting zelf (moet onschadelijk gemaakt worden!) • Snelle vervanging mogelijk • Zijn (theoretisch) onbeperkt beschikbaar

Wat zijn de belangrijkste antioxidantenzymen?

• Superoxidedismutasen (SOD)
  • Ze katalyseren de omzetting van superoxideradicalen (O2-) naar H2O2 + O2
  • met koper (Cu)/zink (Zn) als cofactor in het cytoplasma en de extracellulaire ruimte
  • met mangaan (Mn) als cofactor in mitochondriën
• Catalasen
  • Ze katalyseren de reductie van H2O2 tot H2O (voorkomen van hydroxylradicalen)
  • Met ijzer (Fe) als cofactor
  • a. in lever-, huid-, niercellen en erytrocyten
• Peroxidasen
  • Katalyseren van de reductie van H2O2 tot H2O in een waterige celomgeving
  • Selenium-onafhankelijke peroxidasen (ijzer (Fe)-afhankelijk)
  • Selenium-afhankelijke fosfolipidehydroperoxide glutathionperoxidase
  • a. in erytrocyten, lever, longen en nieren

Wat zijn de belangrijkste niet-enzymatische antioxidanten?

• Carotenoïden
  • Bètacaroteen: Antioxidante werking door inactivering (zogenaamde "quenching") van reactieve verbindingen
  • Zeaxanthine
  • Luteïne
  • Lycopeen
• Polyfenolen --> handelen v.a. zijn antioxidanten dankzij de fenolische OH-groepen; het aantal OH-groepen beïnvloedt de antioxidante werking.
  • Resveratrol --> 3 OH-groepen
  • Quercetine --&≤ 5 OH-groepen en daardoor een bijzonder sterke antioxiderende werking
  • Matcha: Met een ORAC-waarde van 1.711 eenheden/g heeft het de hoogste bekende ORAC-waarde in een natuurlijk product (ORAC staat voor "Oxygen Radical Absorbance Capacity", d.h. het vermogen om zuurstofradicalen te reduceren)
  • Brahmi: Wetenschappelijke studies hebben v.a. het antioxiderende effect van Brahmi in relatie tot neurodegeneratieve ziekten werd onderzocht (zie https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4564646/ )
• Vitaminen
  • Vitamine C (wateroplosbaar)
  • Vitamine E (vetoplosbaar)
  • Tocoferol E-OH wordt geoxideerd tot een tocoferoxylradicaal en vervolgens door vitamine C of glutathion als waterstofdonor terug gereduceerd tot tocoferol E-OH.
  • "Vitamine E draagt ​​bij aan, "Om DNA, eiwitten en lipiden te beschermen tegen oxidatieve schade." (Officiële gezondheidsclaim)
  • Vitamine B2 (wateroplosbaar): "Vitamine B2 (riboflavine) draagt ​​bij aan de bescherming van cellen tegen oxidatieve stress. (Officiële gezondheidsclaim)
  • Vitamine A (vetoplosbaar)
  • Vitamine K (vetoplosbaar)
• Thiole (met SH-groep)
  • Glutathion
  • L-Cysteïne
  • Alfa-liponzuur
  • Het kan de bloed-hersenbarrière passeren en gebruikte antioxidanten zoals vitamine C en E, co-enzym Q10 en glutathion regenereren. Daarom is het een belangrijk onderdeel van synergetische antioxidantcomplexen.
  • Duits Apothekerstijdschrift: "Uit een klinische studie bij patiënten met lichte tot matige Alzheimerdementie is gebleken dat de aanvullende toediening van alfa-liponzuur aan acetylcholinesteraseremmers de progressie van de ziekte aanzienlijk vertraagt." (vgl. https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/daz-az/2009/daz-3-2009/liponsaeure-bei-alzheimer-demenz )
• Andere zwavelhoudende aminozuren
  • Taurine
  • L-Methionine
• Medicinale paddenstoelen, vooral Cordyceps: De antioxiderende werking van Cordyceps-extract is aangetoond in laboratoriumtests (zie [referentie]). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11114006/ )
• Co-enzym Q10
• L-Carnitine
• NADP (actieve vitamine B3)
• Cofactoren van enzymatische antioxidanten
  • Selenium (Se)
  • Zink (Zn)
  • IJzer (Fe)
  • Mangaan (Mn)
  • Koper (Cu)

Welke voedingsmiddelen zijn bijzonder rijk aan antioxidanten?

antioxidant	Boodschappen
Vitamine C Vitamine E selenium Glutathion β-caroteen Lycopeen Sulforafaan Resveratrol Spermidine	Citroenen, sinaasappels, grapefruit, kiwi Olijfolie, tarwekiemolie, tarwekiemen Tarwekiemen, sesamzaad, volkorenproducten, zeevis, rode poon Avocado, watermeloen, asperges, broccoli, spinazie Wortelen, tomaten, abrikozen Tomatensap broccoli Rode wijn (matig!), bessen, pinda's Tarwekiemen, soja

Indicatoren en risicofactoren voor oxidatieve stress (Hoe meer vragen met "ja" worden beantwoord, hoe groter de kans op oxidatieve stress.; vervangt niet u.g. Diagnostiek!)

• klachten
  • Ik ben vaak moe.
  • Ik heb last van een gebrek aan motivatie.
  • Ik heb meer dan 3 verkoudheden p.a.
  • Mijn fysieke en mentale prestaties zijn onvoldoende.
• Leefgewoonten
  • Ik rook.
  • Ik drink meer dan 20 gram alcohol op meerdere dagen in de week.
  • Ik breng vaak tijd door in de zon en/of bezoek zonnebankstudio's.
  • Ik sport meerdere keren per week intensief.
• lasten
  • Ik heb regelmatig last van stress.
  • Ik word blootgesteld aan milieuverontreinigende stoffen (bijvoorbeeld amalgaam of straling).
  • Ik volg regelmatig een dieet.
  • Ik werk veel op de computer.
• Ziekten en gezondheidsrisico's
  • Overgewicht
  • Lipidenmetabolismestoornissen
  • Diabetes mellitus
  • Hartziekte
  • Reumatische aandoeningen
  • Darmziekten
  • Ademhalingsziekten
  • Allergieën
  • Kanker
• Medicatie-inname
  • Pijnstillers
  • Hormoonpreparaten
  • Anticonceptiemiddelen
  • Chemotherapeutische middelen
• Voeding
  • Ik eet dagelijks minder dan 3 porties vers fruit en voorzichtig bereide groenten.
  • Ik drink minder dan 2 glazen vruchten- of groentesap per dag.
  • Melk en zuivelproducten zijn niet gebruikelijk in mijn dieet.
  • Ik drink minder dan 1,5 liter vocht per dag.
  • Ik eet niet regelmatig vis.

Diagnostiek van oxidatieve stress

• Antioxidanten pagina
  • Bepaling van de belangrijkste antioxidanten in het bloed
    • Niet-enzymatische stoffen zoals glutathion, vitamine C en E, co-enzym Q10 en de cofactoren selenium en zink
    • Enzymatische enzymen zoals superoxidedismutase (SOD) en glutathionperoxidase (GPx).
  • Screening om de antioxidantbescherming te beoordelen: Totale antioxidantcapaciteit (TAS)/Antioxidantpotentieel (TEAC) (vermogen om te reageren met vrije radicalen)
    • In het laboratorium: z.BPatiëntenserum (met antioxidanten) + gedefinieerde hoeveelheid vrije radicalen; meting van de resterende hoeveelheid radicalen na ontgifting (kleurstofreactie):
      Initiële hoeveelheid – resthoeveelheid = Antioxidant potentieel (normale waarde: 1,3-1,77 mmol/l bloed)
    • In de praktijk: z.B.FORD (Free Oxygen Radicals Defense) in capillair bloed
• Radicale kant
  • Meting van lipideperoxidatie: Malondialdehyde (MDA-LDL als lange termijnwaarde over 7-10 dagen), aangezien aldehyde een meetbaar afbraakproduct is van vrije radicalen.
    • 4-Hydroxnonenal HNE (alkenal/aldehyde): oxidatieve schade aan meervoudig onverzadigde vetzuren
    • 8-Ispoprostane F2 α (8-iso-Prostaglandine F2 α): oxidatieve schade aan de prostaglandinesynthese (uit arachidonzuur)
    • 2-Propenal (Acroleïne/Aldehyde): oxidatieve schade aan meervoudig onverzadigde vetzuren
  • Detectie van oxidatieve schade aan het genetisch materiaal: Deoxyguanosinetest (DNA-oxidatie/8-OHdG) (uitscheiding van 8-hydroxy-deoxyguanosine als gevolg van oxidatieve schade aan nucleïnezuren/DNA in de urine; biomarker voor de beoordeling van individuele mutagene/carcinogene effecten van oxidatieve stress)
  • Detectie van eiwitoxidatie: Nitrotyrosine (oxidatie van tyrosine met peroxynitriet)
  • Elektronenspinresonantie (ESR): Directe detectie van radicalen (principe: absorptie van microgolfstraling door ongepaarde elektronen; maar niet vastgesteld vanwege gebrek aan beschikbaarheid en korte levensduur van de radicalen)

Voorbeelden van toepassingen van antioxidanten

• verouderingsprocessen
• Sport (prestatiegericht)
• Hart- en vaatziekten (z.B. Arteriosclerose)
• neuroloog && Psyche (z.Bziekte van Alzheimer, ziekte van Parkinson, ALS, schizofrenie) (3)
• Immuunsysteem en ontstekingen in het algemeen (reuma, parodontitis, acute pancreatitis)
• Door medicijnen veroorzaakte aandoeningen
• Andere milieuvervuiling (z.B(Alcohol, roken, vervuilende stoffen)
• suikerziekte
• Ademhalingsziekten
• Oogziekten (z.B(Staar)
• Reproductieve geneeskunde en onvruchtbaarheid (2)
• Kankerpreventie (Let op: Antioxidanten moeten worden vermeden tijdens chemo-/radiotherapie, omdat ze de (in dit geval) gewenste celdood kunnen voorkomen!) (1)

(1) Antioxidanten en kankerrisico

Een vervolg op SU.VI.MAXUit een onderzoek uit Frankrijk onder 12.741 volwassenen (primaire preventie, placebogecontroleerd, dubbelblind, controle van de bloedwaarden), dat gedurende vijf jaar werd uitgevoerd, bleek dat langdurige toediening van een antioxidantencomplex in voedingsdoses (vitamine C 120 mg/dag, vitamine E 30 mg/dag, bètacaroteen 6 mg/dag, selenium 100 mcg/dag, zink 20 mg/dag) resulteerde in een vermindering van 31% van het risico op kanker en een vermindering van 37% van de sterfte bij personen met een onvoldoende toevoer van antioxidanten in de vorm van fruit en groenten (zie [referentie]). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20104528/ ).

(2) Antioxidanten en onvruchtbaarheid

Oxidatieve stress beschadigt sperma. Deze schade kan worden tegengegaan door de antioxidatieve afweer van het lichaam.
Het risico op geboorteafwijkingen kan worden verminderd. Bij vrouwelijke partners van onvruchtbare mannen die antioxidanten slikten als onderdeel van een vruchtbaarheidsprogramma, steeg het geboortecijfer. Zie: Overzicht van 34 gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken met 2876 stellen; Showell et al, Antioxidanten voor mannelijke subfertiliteit; Cochrane 2012; DOI: 10.1002/14651858.CD007411.pub2 Oxidatieve stress kan schade aan zaadcellen veroorzaken. Deze schade kan worden verminderd door de natuurlijke antioxidanten van het lichaam. Antioxidanten kunnen deel uitmaken van onze voeding en als supplement worden ingenomen.Er wordt aangenomen dat in veel gevallen van onverklaarbare subfertiliteit, en ook in gevallen waarin er sprake is van een probleem met sperma, het nemen van een oraal antioxidantensupplement de kans op zwangerschap kan vergroten tijdens een vruchtbaarheidsbehandeling.)

(3) Antioxidanten en dementie
Mitochondriale radicalen zijn gedeeltelijk verantwoordelijk voor de vorming van amyloïde-β-aggregaten. Amyloïde
β leidt op zijn beurt tot mitochondriale disfunctie en een toename van ROS (cf. Leuner K et al.; mitochondrion-afgeleide ROS leiden tot verbeterde amyloïde-bèta-vorming; Antioxid Redox Signal 2012; 16; 1421-1433; “Conclusie: Verschillende bewijslijnen tonen aan dat mitochondrion-afgeleide ROS resulteren in verbeterde amyloïdogene amyloïde precursor-eiwitverwerking, en dat Aβ leidt op zichzelf tot mitochondriale disfunctie en verhoogde ROS-niveaus. Wij stellen voor dat vanuit mitochondriale disfunctie een vicieuze cirkel ontstaat die bijdraagt ​​aan de pathogenese van sporadische AD."