Homeostaza organizmu determinowana jest przez równowagę oksydacyjno-antyoksydacyjną. Zaburzenie tej równowagi najczęściej związane jest z nadprodukcją RFT, czyli reaktywnych form tlenu, co w konsekwencji powoduje powstanie stresu oksydacyjnego. Czym dokładnie jest stres oksydacyjny, co wpływa na jego powstawanie oraz jakie mogą być jego konsekwencje?

Stres oksydacyjny – co to jest, na czym polega?

Stres oksydacyjny to stan braku równowagi pomiędzy produkcją reaktywnych form tlenu (RFT), a zdolnością organizmu do ich szybkiej detoksykacji, detoksykacji powstających toksycznych produktów lub naprawy wyrządzonych szkód. Nadprodukcja i nagromadzanie RFT powoduje oksydacyjne uszkodzenia składników komórki, a szczególnie białek, lipidów i DNA. Brzmi trochę strasznie, ale pamiętajmy, że to nie jest tak, że RFT są nam zupełnie niepotrzebne i “złe”. Aby to zrozumieć warto zacząć od początku i wyjaśnić czym one w ogóle są.

Po kolei – tlen, którym oddychamy jest nam niezbędny do życia, ulega on w organizmie różnym przemianom. Kilka % wdychanego tlenu przekształca się w reaktywne formy tlenu. Reaktywne formy tlenu powstają zwykle w wyniku różnych przemian metabolicznych. Mogą być również generowane w odpowiedzi na niekorzystne dla komórek czynniki środowiskowe. Wśród RFT mogą być zarówno wolne rodniki tlenowe, jak i cząsteczki lub jony nie będące wolnymi rodnikami. Wolne rodniki tlenowe są bardzo reaktywne, szybko wchodzą w reakcje, w tym łańcuchowe. Reagują z białkami, lipidami, cukrami i kwasami nukleinowymi, obecnymi w komórkach, prowadząc do powstawania kolejnych produktów wolnorodnikowych.

Należy pamiętać jednak, że RFT w niewielkich stężeniach pełnią w organizmie funkcje fizjologiczne – uczestniczą w wielu ważnych procesach m.in. w procesach obronnych organizmu, w różnicowaniu komórek, w przekazywaniu sygnałów. Szybkość i ilość powstających RFT powinna jednak pozostawać w równowadze z ich neutralizowaniem i usuwaniem przez mechanizmy antyoksydacyjne. Równowaga ta może być zakłócana poprzez zwiększone działanie, nadprodukcję RFT lub spadek aktywności antyoksydacyjnej, co daje efekt stresu oksydacyjnego. Stres oksydacyjny może stanowić podłoże wielu zespołów chorobowych, dlatego też równowaga oksydacyjno-antyoksydacyjna warunkuje homeostazę organizmu i jego prawidłowe funkcjonowanie.

Stres oksydacyjny – czynniki wpływające na jego powstanie

 Istnieje wiele różnych czynników, na które możemy być narażeni praktycznie każdego dnia, predysponujących do powstania stresu oksydacyjnego. Należą do nich np.:

• Palenie tytoniu
• Spożywanie alkoholu
• Spożywanie wysoko przetworzonej żywności
• Niektóre leki
• Zanieczyszczenia powietrza
• Pestycydy
• Promieniowanie UV
• Przewlekły stres
• Nadmierny wysiłek fizyczny

Konsekwencje stresu oksydacyjnego

Stres oksydacyjny prowadzi do niszczenia elementów strukturalnych i funkcjonalnych komórek. Uszkadza DNA, lipidy, błony komórkowe, zmienia strukturę oraz modyfikuje funkcje białek. Wpływa na degradację kolagenu, powstawanie mutacji i transformacji nowotworowych komórek, zaburzenia wewnątrzkomórkowej homeostazy wapnia i wiele, wiele innych. Stres oksydacyjny może być bezpośrednią lub pośrednią przyczyną wystąpienia różnych zaburzeń oraz chorób. Może również wpływać na nasilenie istniejących już stanów chorobowych. Obecnie wiadomo, że stres oksydacyjny bierze udział w patogenezie m.in. chorób takich jak nadciśnienie, nowotwory złośliwe, miażdżyca, zaćma, choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, stwardnienie rozsiane, stwardnienie zanikowe boczne, reumatoidalne zapalenie stawów.

Uszkodzenia oksydacyjne obserwowano już we wczesnych stadiach tych chorób, co wskazuje na to, że ich etiologia związana jest z działaniem wolnych rodników tlenowych. Stres oksydacyjny towarzyszy również cukrzycy – prawdopodobnie związany jest z hiperglikemią (czyli wysokim stężeniem glukozy), która generuje powstawanie reaktywnych form tlenu. Dostępne źródła wskazują również na silny związek pomiędzy stresem oksydacyjnym a insulinoopornością, w szczególności współwystępującą z NAFLD (niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby).

Rola antyoksydantów w profilaktyce stresu oksydacyjnego

Nasz organizm, na szczęście wyposażony jest w wiele skutecznych mechanizmów chroniących przed szkodliwym działaniem RFT. Warto jednak zwrócić również uwagę na substancje przeciwutleniające (antyoksydacyjne) występujące nie tylko w komórkach organizmu, ale również w różnych pokarmach, zwłaszcza pochodzenia roślinnego. Antyoksydanty, inaczej przeciwutleniacze, to substancje, które zapobiegają oksydacji (utlenianiu) cząsteczek, a tym samym przeciwdziałają uszkodzeniom komórek wynikającym z występowania stresu oksydacyjnego. Dieta bogata w przeciwutleniacze może wspomóc działanie naszego systemu antyoksydacyjnego, a tym samym pomagać nam w zachowaniu zdrowia i ogólnoustrojowej homeostazy. Dlatego też warto zwrócić uwagę na to, aby w naszej diecie nie zabrakło różnego rodzaju świeżych warzyw i owoców, orzechów, nasion, olejów roślinnych, przypraw takich jak np. cynamon, kurkuma, imbir, oregano, oprócz tego kakao czy zielonej herbaty.

Poniżej podane są przykłady antyoksydantów występujących w żywności oraz produktów, które je zawierają:

• Witamina C – natka pietruszki, owoce dzikiej róży, czarne porzeczki, papryka, szpinak, cytrusy
• Witamina E – oleje roślinne, (np. rzepakowy, słonecznikowy), orzechy, nasiona, kiełki, pełnoziarniste produkty zbożowe
• β-karoten – żółte i pomarańczowe warzywa i owoce (marchew, dynia, mango, morele), warzywa liściaste (szpinak)
• Likopen – pomidory i przetwory pomidorowe, w mniejszych ilościach grejpfrut, brzoskwinie
• Luteina – jarmuż, szpinak, natka pietruszki, cukinia, kukurydza, brzoskwinie, melon
• Polifenole – czerwone i fioletowe warzywa oraz owoce (np. borówki, winogrona, czarne porzeczki, truskawki, bakłażan, kapusta czerwona), herbata zielona, jabłka, gruszki, cytrusy, natka pietruszki, brokuły

Bibliografia:

• Czerska M. i in.: Today’s oxidative stress markers. Medycyna Pracy 2015;66(3):393–405.
• Gheribi E.: Związki polifenolowe w owocach i warzywach. Medycyna Rodzinna 4/2011, s. 111-115.
• Hurrle S. i in.: The etiology of oxidative stress in insulin resistance. Biomed J. 2017, 40(5): 257–262.
• Jopkiewicz S.: Stres oksydacyjny Część I. Stres oksydacyjny jako czynnik rozwoju chorób cywilizacyjnych. Medycyna Środowiskowa – Environmental Medicine 2018, Vol. 21, No. 2, 48-52.
• Jopkiewicz S.: Stres oksydacyjny Część II. Profilaktyka powstawania uszkodzeń wolnorodnikowych. Medycyna Środowiskowa – Environmental medicine 2018, Vol. 21, no. 2, 53-59.
• Kalisz O. i in.: Reaktywne formy tlenu (RTF) oraz ich rola w patogenezie niektórych chorób. Annales Universitatis Mariae Curie-Skłodowska Sectio DD 2007.
• Karolkiewicz J. i in..: Wskaźnik masy ciała a insulinooporność oraz parametry stresu oksydacyjnego u kobiet w podeszłym wieku. Gerontologia Polska 2009, tom 17, nr 2.
• Koss-Mikołajczyk I. i in.: Metody oznaczania właściwości przeciwutleniających fitozwiązków w systemach komórkowych z wykorzystaniem zjawiska fluorescencji/luminescencji. Postȩpy Higieny i Medycyny Doświadczalnej 2017.
• Łuszczewski A. i in..: Reaktywne formy tlenu – znaczenie w fizjologii i stanach patologii organizmu. Reumatologia 2007; 45, 5: 284–289.
• Petzke E.: Ocena właściwości antyoksydacyjnych 3,4,5,4’-tetrametoksystylbenu w modelu kancerogenezy chemicznej u szczura. Rozprawa Doktorska, Poznań, 2017.
• Wawrzyniak A. i in.: Właściwości antyoksydacyjne owoców i warzyw. Medycyna Rodzinna 1/2011.
• Yazici D. i in.: Obesity and Lipotoxicity, Advances. Experimental Medicine and Biology 2017.