Proces oksidacije u ljudskom tijelu oštećuje stanične membrane i druge strukture, uključujući stanične proteine, lipide i DNA. Kada se kisik metabolizira, stvara nestabilne molekule nazvane slobodni radikali, koji kradu elektrone iz drugih molekula te uzrokuju oštećenje DNA i drugih stanica. Oksidaciju mogu ubrzati stres, pušenje cigareta, alkohol, sunčeva svjetlost, zagađenje i drugi čimbenici. Antioksidansi su tvari koje mogu zaštititi stanice u tijelu od oštećenja slobodnim radikalima. Najpoznatiji antioksidansi iz hrane su selen, cink, bakar, beta karoten, vitamini C i E, te razne fitokemikalije poput likopena, antocijana, luteina i kvercetina. Prehrana bogata antioksidansima može smanjiti rizik od bolesti kardiovaskularnog sustava i određenih tipova karcinoma. Najveće količine antioksidansa možemo pronaći u voću i povrću, zatim u sjemenkama i orašastim plodovima, cjelovitim žitaricama, te određenom mesu i ribi.
Što su antioksidansi?
Antioksidansi su tvari koje mogu spriječiti ili usporiti oštećenje stanica uzrokovano slobodnim radikalima. Ljudski organizam sam proizvodi endogene antioksidanse poput katalaze, superoksid dismutaze i glutation peroksidaze koji štite stanice od oštećenja slobodnim radikalima. Unutarstanični antioksidativni enzimi i unos prehrambenih antioksidansa, poput vitamina C i E, beta karotena, selena, koenzima Q i mnogih drugih, mogu pomoći u održavanju odgovarajućeg antioksidativnog statusa u tijelu. Antioksidansi mogu smanjiti oksidativno oštećenje izravno reakcijom sa slobodnim radikalima ili neizravno inhibiranjem aktivnosti ili ekspresije enzima koji stvaraju slobodne radikale ili pojačavanjem aktivnosti ili ekspresije unutarstaničnih antioksidativnih enzima.
Što su slobodni radikali?
Slobodni radikali su atomi, molekule ili ioni s nesparenim elektronima koji su vrlo aktivni u kemijskim reakcijama s drugim molekulama. U biološkom sustavu slobodni radikali često potječu iz molekula kisika, dušika i sumpora. Ti su radikali važan dio skupina molekula koje se nazivaju reaktivne molekule kisika / dušika (ROS / RNS), a koje se stvaraju tijekom staničnog metabolizma i funkcionalnih aktivnosti i imaju važnu ulogu u:
- staničnoj signalizaciji
- apoptozi (programirana smrt stanice)
- ispoljavanju (ekspresiji) gena
- transportu iona.
Međutim, kao i većina pojava u biološkim sustavima, neravnoteža i prekomjerne količine ROS-ova uzrokuju oksidativni stres. Tijelo također može biti izloženo slobodnim radikalima iz različitih okolišnih izvora, poput cigaretnog dima, zagađenja zraka i sunčeve svjetlosti. Po nekim dokazima i biološkim teorijama smatra se da oksidativni stres igra ulogu u raznim bolestima, uključujući rak, kardiovaskularne bolesti, Alzheimerovu bolest, Parkinsonovu bolest i očne bolesti.
Koje blagodati imaju antioksidansi?
- Zaustavljanje reakcije lipidne peroksidacije, odnosno oštećenja masne membrane stanica: peroksidacija lipida i oštećenje DNA povezani su s različitim kroničnim zdravstvenim problemima, poput raka, starenja i ateroskleroze.
- Prevencija oštećenja DNA: slobodni radikali mogu uzrokovati oksidativno oštećenje DNA. Smrt i mutacija stanica uzrokovane ovim oštećenjem DNA upleteni su u neurodegenerativne i kardiovaskularne bolesti, rak i starenje.
- Prevencija modifikacije proteina: osim peroksidacije lipida i oštećenja DNA, slobodni radikali također uzrokuju promjene proteina nitriranjem ili kloriranjem aminokiselina. Te promjene često rezultiraju promjenom funkcije ili strukture proteina i inhibicijom aktivnosti enzima. Tako su proteini koji sadrže ostatke nitrotirozina otkriveni u različitim patološkim stanjima uključujući dijabetes, hipertenziju i aterosklerozu, a svi su povezani s pojačanim oksidativnim stresom.
Kako funkcioniraju antioksidansi?
Antioksidansi se mogu kategorizirati na više načina. Na temelju njihove aktivnosti mogu se kategorizirati kao:
- enzimski antioksidansi
- neenzimski
Enzimski antioksidansi pretvaraju štetne oksidativne produkte u vodikov peroksid (H2O2), a zatim u vodu, u više koraka u prisutnosti kofaktora kao što su bakar, cink, mangan i željezo. Neenzimatski antioksidansi djeluju prekidajući lančane reakcije slobodnih radikala. Nekoliko je primjera neenzimatskih antioksidansa, kao što su: vitamin C, vitamin E, biljni polifenol, karotenoidi i glutation.
Kako funkcioniraju slobodni radikali?
Prekomjerne količine ROS-ova mogu imati štetne učinke na mnoge molekule, uključujući proteine, lipide, RNA i DNA, jer su vrlo reaktivne. Reaktivne molekule kisika mogu napadati baze u nukleinskim kiselinama, bočne lance aminokiselina u proteinima i dvostruke veze u nezasićenim masnim kiselinama. Stanice su obično sposobne obraniti se od oštećenja slobodnih radikala pomoću unutarstaničnih enzima, međutim, tijekom stresa iz okoliša i disfunkcije stanica, razina slobodnih radikala može se dramatično povećati i nanijeti značajnu staničnu štetu u tijelu.
Antioksidansi u hrani
Većina prirodnih antioksidansa potječe od voća, povrća, začina, žitarica i bilja poput ginsenga, kurkume, ginka, ružmarina, zelenog čaja, grožđa, đumbira i češnjaka. Sadrže širok spektar antioksidativnih spojeva, poput:
- fenola
- flavonoida
- karotenoida
- tiolnih spojeva.
Ovi antioksidansi mogu pomoći u zaštiti staničnih oštećenja od oksidativnog stresa, a smanjuju i rizik od kroničnih bolesti. Na primjer, ginseng sadrži spojeve slične steroidima, ginsenozide, koji pokazuju antioksidativno djelovanje protiv oštećenja slobodnih radikala na vaskularnom endotelu (važnom organu na unutarnjoj stijenci krvnih žila). Pokazano je da ginko ima snažnu antioksidativnu aktivnosti zbog glikozida koji uklanjaju slobodne radikale. Flavonoidi poput katehina i epikatehina u ekstraktima zelenog čaja i sjemenki grožđa mogli bi biti odgovorni za njihovo snažno antioksidativno djelovanje.
Vrste antioksidansa u hrani
Antioksidansi se mogu kategorizirati kao:
- antioksidansi topljivi u vodi
- antioksidansi topljivi u lipidima.
U vodi topljivi antioksidansi (npr. vitamin C) prisutni su u staničnim tekućinama kao što je citosol ili citoplazmatski matriks. Antioksidansi topljivi u lipidima (npr. vitamin E, karotenoidi i lipoična kiselina) pretežno se nalaze u staničnim membranama.
Antioksidansi se također mogu kategorizirati prema veličini:
- antioksidansi s malim molekulama
- antioksidacijski enzimi.
Antioksidansi s malim molekulama skupina su antioksidansa koji vežu potencijalno opasne metalne ione i onemogućavaju njihovo sudjelovanje u proizvodnji slobodnih radikala. Glavni antioksidansi u ovoj kategoriji su vitamin C, vitamin E, karotenoidi i glutation. Antioksidacijski enzimi (superoksid dismutaza, katalaza i glutation peroksidaza) razgrađuju manje aktivne oblike kisikovih radikala u neaktivne molekule i enzime koji obnavljaju oštećene molekule nukleinskih kiselina (DNA) i proteina.
Uzimanje antioksidansa kao suplementa
Obzirom na moderan način života, prehrambene i životne navike te sve veću zagađenost okoliša, važnije je nego ikad biti opskrbljen adekvatnom količinom antioksidansa. No, treba imati na umu da pretjerana količina antioksidansa može biti štetna za zdravlje. Na primjer, visok unos beta-karotena povezan je s povećanim rizikom od raka pluća kod pušača. Utvrđeno je da visoka doza vitamina E povećava rizik od raka prostate, dok prekomjerne količine vitamina A tijekom trudnoće uzrokuju urođene abnormalnosti pri rođenju. Zato je važno znati pravilno odrediti dozu vitamina i minerala u trudnoći. Preporuka je povećati unos antioksidansa prvenstveno putem hrane, te u iznimnim situacijama kada optimalan unos putem hrane nije moguć, prema preporuci stručne osobe – uvesti suplementaciju. Također, istraživanja pokazuju da konzumacija antioksidansa iz hrane i iz suplemenata nema jednaki učinak na organizam, iz razloga što različiti sastojci iz hrane djeluju sinergijski na zaštitu organizma od oksidativnog oštećenja, dok se izolacijom jednog antioksidansa ne može postići jednaki blagotvoran učinak.
Velike količine antioksidansa mogu se pronaći u uravnoteženoj prehrani bogatoj voćem, povrćem, orašastim plodovima i cjelovitim žitaricama, a nešto manje u mesu, peradi i ribi. Brza hrana, poput visoko procesirane hrane, ne sadrži ili sadrži puno manje antioksidansa. Čak štoviše, nagađa se da hrana bogata trans-mastima može ubrzati oksidativni stres. Konzumacija hrane bogate antioksidansima važna je za zdravlje srca te može smanjiti rizik od infekcija i nekih oblika raka. Prekomjerna količina antioksidansa može biti štetna i izazvati neželjeni i neočekivani učinak, stoga se prije uzimanja suplemenata antioksidansa savjetujte sa stručnjakom.
