Czym są „wolne rodniki”?

• Wolny rodnik to atom lub cząsteczka posiadająca jeden lub więcej niesparowanych elektronów.
• Wolne rodniki są bardzo niestabilne i próbują osiągnąć stabilność poprzez pozyskanie niezbędnych elektronów. Są więc bardzo reaktywne.
• Reagują one z innymi związkami chemicznymi poprzez wychwytywanie niezbędnego elektronu, co zapoczątkowuje reakcje łańcuchowe, w wyniku których powstają kolejne rodniki.
• Reakcje te są nieuregulowane i nieprzewidywalne – mogą wpływać na wszystkie struktury biologiczne. && Uszkodzenia cząsteczek
• W szczególności dotknięte są:
  Składniki komórki (z.B. Uszkodzenie materiału genetycznego w jądrze komórkowym lub DNA)
  • Tłuszcze (utlenianie lipoprotein) i węglowodany
  • Białka/Enzymy
  • Aminokwasy takie jak z.BL-cysteina (budulec glutationu)

Co oznaczają słowa „utlenianie” i „redukcja”?

• Przeciwutleniacz przekazuje elektron wolnemu rodnikowi, neutralizując go w ten sposób; wolny rodnik staje się ponownie „zdrową” cząsteczką.
• Uwolnienie elektronów powoduje utlenienie (radykalizację) przeciwutleniacza, a następnie jego ponowną redukcję itd.

Czym jest stres oksydacyjny?

• Jeżeli w organizmie występuje nierównowaga między utlenianiem i redukcją, lub wolnych rodników (utleniaczy) jest więcej niż przeciwutleniaczy, zjawisko to nazywa się stresem oksydacyjnym.

Jak powstają wolne rodniki?

Wolne rodniki powstają zarówno egzogennie (pod wpływem czynników środowiskowych), jak i endogennie (w wyniku procesów zachodzących w organizmie):

• Endogenny:
  • Produkcja energii komórkowej w mitochondriachW mitochondriach tlen ulega redukcji do wody. Proces ten nie jest jednak kompletny: część zredukowanego tlenu przekształca się w wolne rodniki (związki tlenu z wodorem lub azotem). Aby zapobiec wybuchowej reakcji gazowej w organizmie, w wyniku której tlen i wodór przenoszą elektrony, elektrony są przekazywane w kilku etapach – dzieje się to w tzw. „łańcuchu oddechowym” (łańcuchu transportu elektronów). Łańcuch ten składa się z kilku połączonych ze sobą układów redoks, w których wolne rodniki wykradają elektrony cząsteczkom, radykalizując je w ten sposób itd. Na przykład NADH jest utleniany do NAD+ przez wolne rodniki, uwalniając jony H+.
  • Obrona immunologiczna komórek i stan zapalny („Wybuch oksydacyjny”): w mitochondriach aktywowanych fagocytów (komórek żernych, takich jak granulocyty i makrofagi, które pochłaniają wirusy i bakterie) powstają wolne rodniki (np. H2O2 i rodniki hydroksylowe), które wspomagają zabijanie fagocytowanych zarazków (wirusów, bakterii) Kiedy układ odpornościowy jest nadaktywny (np. z powodu chorób autoimmunologicznych) i jednocześnie występuje niedobór przeciwutleniaczy, pojawia się stres oksydacyjny!
  • detoksykacja (Faza detoksykacji I): ​​Aby wyeliminować substancje toksyczne, należy je najpierw zradykalizować, d.h...zostać „reaktywne”. Produkty fazy I są zatem zazwyczaj bardziej agresywne niż sama toksyna, co sprawia, że ​​szybka detoksykacja lub wydalanie w fazie II jest kluczowe. W fazie II polarne cząsteczki hydrofilowe, takie jak glutation lub cysteina, przyłączają się do metabolitów fazy I, dzięki czemu są one dostępne w postaci rozpuszczalnej w wodzie do wydalenia przez nerki.
  • Metabolizm homocysteiny:Na przykład powstawanie rodników H2O2.poprzez interakcje z metalami przejściowymi lub enzymami
  • Glukooksydacja (w przypadku wysokiego poziomu glukozy lub cukrzycy) z tworzeniem się H2O2
  • Choroby przewlekłe w ogólności: prowadzi do stanu zapalnego i zwiększonego uwalniania wolnych rodników
  • Stres fizyczny (z.B(praca fizyczna, sport wyczynowy)
• Egzogenny:
  • Słońce i światło UV
  • Ozon O3
  • Radioaktywne promieniowanie środowiskowe (z.B(podczas lotu)
  • Radioaktywne promieniowanie medyczne (z.BTerapia, mammografia i inne procedury diagnostyczne)
  • lek (z.B. Środki antykoncepcyjne, paracetamol, antybiotyki, cytostatyki)
  • Papierosy i alkohol
  • Inne zanieczyszczenia środowiska, z.BMetale, smog, tlenki azotu, spaliny samochodowe, rozpuszczalniki, pestycydy &i inne chemikalia

Jakie szkody mogą wyrządzić wolne rodniki?

• Uszkodzenie DNA
• Zaburzenia metabolizmu węglowodanów, aminokwasów i tłuszczów
• Przyspieszenie starzenia
• Spadek wydajności
• Zwiększone ryzyko wystąpienia tzw. „chorób wolnych rodników” (dotyczących m.in. v.aTkanki o dużej przemianie tlenu, takie jak mięsień sercowy, mięsień szkieletowy, soczewka oka itp.):
  • Choroby neurodegeneracyjne, takie jak choroba Alzheimera
  • arterioskleroza
  • Alergie
  • procesy starzenia
  • Stwardnienie zanikowe boczne (SLA): Zaburzenie rozpadu SOD i zniszczenie komórek nerwowych ruchowych przez wolne rodniki
  • Zaćma, zwyrodnienie plamki żółtej
  • cukrzyca
  • Rak
• Przyspieszenie postępu i zwiększenie ciężkości wielu chorób
• Zwiększone ryzyko nawrotu wielu chorób

Jakie pozytywne funkcje pełnią wolne rodniki w organizmie?

• Funkcja szkoleniowa: Niewielkie ilości rodników szkolą układ redoks.
  (zwiększa wydajność, produkcję przeciwutleniaczy i odporność), porównywalne ze szczepieniem
• Funkcja odpornościowa:
  • Makrofagi i granulocyty tworzą w mitochondriach układy redoks, zabijając w ten sposób wolne rodniki. z.BBakterie i pierwotniaki w połączeniu z enzymami litycznymi
  • Duże dawki witaminy C wykazują działanie cytotoksyczne wobec komórek nowotworowych.
  • Chemioterapeutyki wytwarzające rodniki i promieniowanie zabijają komórki rakowe; OSTRZEŻENIE: Dlatego nie należy przyjmować przeciwutleniaczy podczas chemioterapii i/lub radioterapii!
• Funkcja sygnalizacyjna: Rodniki mogą działać jako substancje sygnalizacyjne, z.B. w stanach zapalnych (stymulacja transportu komórek układu odpornościowego do miejsca zapalenia), we wzroście komórek nerwowych (z.B. po urazach rdzenia kręgowego, w kontekście neurogenezy u dorosłych i w trakcie gojenia się ran

Czym są przeciwutleniacze?

• Antyoksydanty są „wymiataczami wolnych rodników”, d.hOddają elektron rodnikowi i w ten sposób go redukują (i zostają zniszczone). i.d.R(samoutleniający)
• Mają zredukowaną grupę OH, SH lub NH i reagują z rodnikami szybciej niż inne struktury biologiczne (np.(1 cząsteczka antyoksydacyjnej witaminy E chroni aż do 1000 łańcuchów kwasów tłuszczowych!)
• Przeciwutleniacze działają synergistycznie i wzajemnie się regenerują: tworzą sieć. Antyoksydanty enzymatyczne i nieenzymatyczne: Witaminy C, E, koenzym Q10 (ubichinon w formie utlenionej, ubichinol w formie zredukowanej), glutation i kwas alfa-liponowy regenerują się (redukują) wzajemnie po utlenieniu.

Enzymatyczny (wyższa masa cząsteczkowa)	Nieenzymatyczny (niska masa cząsteczkowa)
• Powstają w organizmie („endogenne”) • Efekty zależne od genetyki (Enzymopatia) i szybkość syntezy • Wysoka szybkość reakcji • Nie ulegają radykalizacji podczas detoksykacji (Żadnych reakcji łańcuchowych!) • Wymagaj współczynników dla uzyskania efektu • Nie są dostępne bezterminowo	• Są spożywane głównie z pożywieniem • Efekty zależą od podaży • Powolny czas reakcji • Ulegają radykalizacji w trakcie samej detoksykacji (musi zostać rozbrojone!) • Możliwość szybkiej wymiany • Są (teoretycznie) dostępne bezterminowo

Które enzymy antyoksydacyjne są najważniejsze?

• Dysmutazy ponadtlenkowe (SOD)
  • Katalizują przemianę rodnika ponadtlenkowego (O2-) w H2O2 + O2
  • z miedzią (Cu)/cynkiem (Zn) jako kofaktorem w cytoplazmie i przestrzeni pozakomórkowej
  • z manganem (Mn) jako kofaktorem w mitochondriach
• Katalazy
  • Katalizują redukcję H2O2 do H2O (zapobiegając powstawaniu rodników hydroksylowych)
  • Z żelazem (Fe) jako kofaktorem
  • a. w komórkach wątroby, skóry, nerek i erytrocytach
• Peroksydazy
  • Katalizator redukcji H2O2 do H2O w środowisku wodnym komórki
  • Peroksydazy niezależne od selenu (zależne od żelaza (Fe))
  • Selenozależna fosfolipidowa hydroperoksydowana glutationowa peroksydaza
  • a. w erytrocytach, wątrobie, płucach i nerkach

Jakie są najważniejsze przeciwutleniacze nieenzymatyczne?

• Karotenoidy
  • Beta-karoten: Działanie antyoksydacyjne poprzez inaktywację (tzw. „wygaszanie”) związków reaktywnych
  • Zeaksantyna
  • Luteina
  • Likopen
• Polifenole --> akt v.a.ze względu na obecność grup fenolowych OH działają antyoksydacyjnie; ilość grup OH wpływa na efekt antyoksydacyjny.
  • Resweratrol --> 3 grupy OH
  • Kwercetyna --&≤ 5 grup OH, a zatem wyjątkowo silne działanie antyoksydacyjne
  • Matcha: Wartość ORAC wynosząca 1711 jednostek/g jest najwyższą znaną wartością ORAC w produkcie naturalnym (ORAC oznacza „zdolność pochłaniania rodników tlenowych” d.h(zdolność do redukcji rodników tlenowych)
  • Brahmi: Badania naukowe wykazały v.a. zbadano działanie antyoksydacyjne Brahmi w odniesieniu do chorób neurodegeneracyjnych (patrz https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4564646/ )
• Witaminy
  • Witamina C (rozpuszczalna w wodzie)
  • Witamina E (rozpuszczalny w tłuszczach)
  • Tokoferol E-OH ulega utlenieniu do rodnika tokoferoksylowego, a następnie zostaje ponownie zredukowany do tokoferolu E-OH pod wpływem witaminy C lub glutationu jako donora wodoru.
  • Witamina E przyczynia się do, „Aby chronić DNA, białka i lipidy przed uszkodzeniami oksydacyjnymi”. (Oficjalne oświadczenie zdrowotne)
  • Witamina B2 (rozpuszczalny w wodzie):Witamina B2 (ryboflawina) przyczynia się do ochrony komórek przed stresem oksydacyjnym. (Oficjalne oświadczenie zdrowotne)
  • Witamina A (rozpuszczalna w tłuszczach)
  • Witamina K (rozpuszczalna w tłuszczach)
• Tiol (z grupą SH)
  • Glutation
  • L-cysteina
  • Kwas alfa-liponowy
  • Potrafi przekraczać barierę krew-mózg i regenerować zużyte przeciwutleniacze, takie jak witaminy C i E, koenzym Q10 czy glutation; jest zatem kluczowym składnikiem synergistycznych kompleksów antyoksydacyjnych.
  • Niemieckie czasopismo farmaceutyczne: „Badanie kliniczne przeprowadzone na pacjentach z łagodną do umiarkowanej postacią otępienia typu Alzheimera wykazało, że dodatkowe podawanie kwasu alfa-liponowego w połączeniu z inhibitorami acetylocholinoesterazy znacznie spowalnia postęp choroby”. (por. https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/daz-az/2009/daz-3-2009/liponsaeure-bei-alzheimer-demenz )
• Inne aminokwasy zawierające siarkę
  • Byczy
  • L-metionina
• Grzyby lecznicze, zwłaszcza Kordyceps: Badania laboratoryjne wykazały, że ekstrakt z kordycepsu ma właściwości antyoksydacyjne (patrz [odniesienie]). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11114006/ )
• Koenzym Q10
• L-karnityna
• NADP (aktywna witamina B3)
• Kofaktory przeciwutleniaczy enzymatycznych
  • Selen (Se)
  • Cynk (Zn)
  • Żelazo (Fe)
  • Mangan (Mn)
  • Miedź (Cu)

Które produkty spożywcze są szczególnie bogate w przeciwutleniacze?

przeciwutleniacz	Artykuły spożywcze
Witamina C Witamina E selen Glutation β-karoten Likopen Sulforafan Resweratrol Spermidyna	Cytryny, pomarańcze, grejpfruty, kiwi Oliwa z oliwek, olej z kiełków pszenicy, kiełki pszenicy Zarodki pszenicy, nasiona sezamu, produkty pełnoziarniste, ryby morskie, czerwona ryba Awokado, arbuz, szparagi, brokuły, szpinak Marchewki, pomidory, morele Sok pomidorowy brokuł Czerwone wino (umiarkowane!), jagody, orzeszki ziemne Zarodki pszenicy, soja

Wskaźniki i czynniki ryzyka stresu oksydacyjnego (Im więcej pytań zostanie odebranych twierdząco, tym większe jest ryzyko wystąpienia stresu oksydacyjnego.; nie zastępuje u.g.Diagnostyka!)

• uskarżanie się
  • Często jestem zmęczony.
  • Brakuje mi motywacji.
  • Mam więcej niż 3 przeziębienia p.a.
  • Moja sprawność fizyczna i psychiczna jest niezadowalająca.
• Nawyki związane ze stylem życia
  • Palę.
  • Piję ponad 20 g alkoholu kilka dni w tygodniu.
  • Często spędzam czas na słońcu i/lub odwiedzam solarium.
  • Kilka razy w tygodniu intensywnie ćwiczę.
• ciężary
  • Regularnie odczuwam stres.
  • Jestem narażony na działanie zanieczyszczeń środowiska (np. amalgamatu lub promieniowania).
  • Często stosuję diety.
  • Dużo pracuję na komputerze.
• Choroby i zagrożenia dla zdrowia
  • Nadwaga
  • Zaburzenia metabolizmu lipidów
  • Cukrzyca
  • Choroba serca
  • Choroby reumatyczne
  • Choroby jelitowe
  • Choroby układu oddechowego
  • Alergie
  • Rak
• Przyjmowanie leków
  • Środki przeciwbólowe
  • Preparaty hormonalne
  • Środki antykoncepcyjne
  • Środki chemioterapeutyczne
• Odżywianie
  • Jem mniej niż 3 porcje świeżych owoców i delikatnie przyrządzonych warzyw dziennie.
  • Piję mniej niż 2 szklanki soku owocowego lub warzywnego dziennie.
  • Moja dieta nie obejmuje na co dzień mleka i produktów mlecznych.
  • Piję mniej niż 1,5 litra płynów dziennie.
  • Nie jem ryb regularnie.

Diagnostyka stresu oksydacyjnego

• Strona o przeciwutleniaczach
  • Oznaczenie najważniejszych poziomów przeciwutleniaczy we krwi
    • Substancje nieenzymatyczne, takie jak glutation, witaminy C i E, koenzym Q10 oraz kofaktory selen i cynk
    • Enzymy enzymatyczne, takie jak dysmutaza ponadtlenkowa (SOD) i peroksydaza glutationowa (GPx).
  • Badanie przesiewowe w celu oceny ochrony antyoksydacyjnej: Całkowita pojemność antyoksydacyjna (TAS)/Potencjał antyoksydacyjny (TEAC) (zdolność do reagowania z wolnymi rodnikami)
    • W laboratorium: z.BSurowica pacjenta (z przeciwutleniaczami) + określona ilość wolnych rodników; pomiar ilości resztkowej rodników po detoksykacji (reakcja barwnikowa):
      Ilość początkowa – ilość resztkowa = Potencjał antyoksydacyjny (wartość prawidłowa: 1,3–1,77 mmol/l krwi)
    • W rzeczywistości: z.B.FORD (obrona przed wolnymi rodnikami tlenowymi) we krwi włośniczkowej
• Radykalna strona
  • Pomiar peroksydacji lipidów: Malondialdehyd (MDA-LDL jako wartość długoterminowa z okresu 7–10 dni), ponieważ aldehyd jest mierzalnym produktem rozpadu wolnych rodników.
    • 4-Hydroxnonenal HNE (alkenal/aldehyd): uszkodzenie oksydacyjne wielonienasyconych kwasów tłuszczowych
    • 8-Ispoprostan F2 α (8-izo-prostaglandyna F2 α): uszkodzenie oksydacyjne syntezy prostaglandyn (z kwasu arachidonowego)
    • 2-Propenal (akroleina/aldehyd): uszkodzenie oksydacyjne wielonienasyconych kwasów tłuszczowych
  • Wykrywanie uszkodzeń oksydacyjnych materiału genetycznego: test deoksyguanozyny (utlenianie DNA/8-OHdG) (wydalanie 8-hydroksydeoksyguanozyny w wyniku uszkodzeń oksydacyjnych kwasów nukleinowych/DNA w moczu; biomarker do oceny indywidualnych skutków mutagennych/rakotwórczych stresu oksydacyjnego)
  • Wykrywanie utleniania białek: Nitrotyrozyna (utlenianie tyrozyny nadtlenoazotynem)
  • Rezonans spinowy elektronów (ESR): bezpośrednie wykrywanie rodników (zasada: absorpcja promieniowania mikrofalowego przez niesparowane elektrony; nieustalona ze względu na brak dostępności i krótki czas życia rodników)

Przykłady zastosowań przeciwutleniaczy

• procesy starzenia
• Sport (nastawiony na wyniki)
• Choroby układu krążenia (z.B. miażdżyca)
• neurolog && Psyche (z.BChoroba Alzheimera, choroba Parkinsona, SLA, schizofrenia) (3)
• Układ odpornościowy i stany zapalne ogólnie (reumatyzm, zapalenie przyzębia, ostre zapalenie trzustki)
• Zaburzenia wywołane lekami
• Inne zanieczyszczenia środowiska (z.B(Alkohol, palenie, zanieczyszczenia)
• cukrzyca
• Choroby układu oddechowego
• Choroby oczu (z.B(Zaćma)
• Medycyna rozrodu i niepłodność (2)
• Profilaktyka raka (Uwaga: Należy unikać przeciwutleniaczy podczas chemio- i radioterapii, ponieważ mogą one zapobiec (w tym przypadku) pożądanej śmierci komórek!) (1)

(1) Antyoksydanty i ryzyko raka

Kontynuacja SU.VI.MAXBadanie przeprowadzone we Francji z udziałem 12 741 dorosłych (profilaktyka pierwotna, kontrolowane placebo, podwójnie ślepa próba, monitorowanie poziomu we krwi) trwające pięć lat potwierdziło, że długotrwałe podawanie kompleksu antyoksydacyjnego w dawkach odżywczych (witamina C 120 mg/dzień, witamina E 30 mg/dzień, beta-karoten 6 mg/dzień, selen 100 µg/dzień, cynk 20 mg/dzień) skutkowało 31% redukcją ryzyka zachorowania na raka i 37% redukcją śmiertelności u osób z niewystarczającą podażą przeciwutleniaczy w postaci owoców i warzyw (patrz [odniesienie]). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20104528/ ).

(2) Antyoksydanty i niepłodność

Stres oksydacyjny uszkadza plemniki. Uszkodzeniom tym można przeciwdziałać za pomocą własnych mechanizmów antyoksydacyjnych organizmu.
Ryzyko wystąpienia wad wrodzonych może zostać zmniejszone. U partnerek niepłodnych mężczyzn, którzy przyjmowali przeciwutleniacze w ramach programu reprodukcyjnego, wskaźnik urodzeń wzrósł. Zobacz: Przegląd 34 randomizowanych badań kontrolowanych z udziałem 2876 par; Showell i in., Antyoksydanty w leczeniu niepłodności u mężczyzn; Cochrane 2012; DOI: 10.1002/14651858.CD007411.pub2 („Stres oksydacyjny może powodować uszkodzenia plemników. Uszkodzenia te można ograniczyć dzięki naturalnym mechanizmom obronnym organizmu opartym na antyoksydantach. Antyoksydanty mogą być częścią naszej diety i przyjmowane jako suplement.Uważa się, że w wielu przypadkach niewyjaśnionej niepłodności, a także w sytuacjach, gdy występuje problem z plemnikami, przyjmowanie doustnego suplementu antyoksydacyjnego może zwiększyć szanse pary na poczęcie dziecka w trakcie leczenia niepłodności.")

(3) Antyoksydanty i demencja
Rodniki mitochondrialne są częściowo odpowiedzialne za powstawanie agregatów β-amyloidu.
β z kolei prowadzi do dysfunkcji mitochondriów i zwiększenia ROS (por. Leuner K i in.; ROS pochodzące z mitochondriów prowadzą do zwiększonego tworzenia beta-amyloidu; Antioxid Redox Signal 2012; 16; 1421-1433; „Wniosek: Kilka linii dowodów wskazuje, że ROS pochodzące z mitochondriów prowadzą do zwiększonego przetwarzania amyloidogennego białka prekursorowego amyloidu, a Aβ Samo w sobie prowadzi do dysfunkcji mitochondriów i wzrostu poziomu ROS. Sugerujemy, że począwszy od dysfunkcji mitochondriów, uruchamia się błędne koło, które przyczynia się do patogenezy sporadycznej choroby Alzheimera.