Οξειδωτικό στρες: ορισμός, αιτίες και τι προσφέρουν τα αντιοξειδωτικά

Το 1994, μια μεγάλη δοκιμή σε 29 133 Φινλανδούς καπνιστές εξέτασε αν δύο αντιοξειδωτικά, μεταξύ τους η βήτα-καροτίνη, μείωναν τον κίνδυνο καρκίνου του πνεύμονα. Σε όσους έπαιρναν βήτα-καροτίνη έδειξε το αντίθετο: 18 % περισσότερα περιστατικά καρκίνου του πνεύμονα. Αυτή η αποτυχία συνοψίζει το παράδοξο του οξειδωτικού στρες: ενός πραγματικού φαινομένου, κεντρικού στη βιολογία, που όμως δεν ελέγχεται απλώς καταπίνοντας αντιοξειδωτικά. Ορισμός, χρήσιμος ρόλος των ελεύθερων ριζών, αιτίες, δυσκολία μέτρησης, αποτελέσματα δοκιμών και πραγματικά εγκεκριμένοι ισχυρισμοί: όσα χρειάζεται να γνωρίζετε.

Τι είναι το οξειδωτικό στρες;

Ο οργανισμός μας χρησιμοποιεί οξυγόνο για να παράγει ενέργεια. Κατά τη διαδικασία αυτή σχηματίζει συνεχώς δραστικές μορφές οξυγόνου: το ανιόν υπεροξειδίου, το υπεροξείδιο του υδρογόνου (οξυζενέ) ή τη ρίζα υδροξυλίου. Ορισμένες είναι ελεύθερες ρίζες, δηλαδή πολύ δραστικά μόρια με ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο.

Η έννοια του οξειδωτικού στρες διατυπώθηκε το 1985. Περιγράφει ανισορροπία ανάμεσα σε αυτά τα οξειδωτικά και την αντιοξειδωτική άμυνα, υπέρ των οξειδωτικών. Οι ερευνητές διακρίνουν σήμερα δύο καταστάσεις. Σε χαμηλά επίπεδα μιλούν για «οξειδωτικό ευστρές»: τα οξειδωτικά χρησιμεύουν ως σήματα. Σε υψηλά επίπεδα, για «οξειδωτικό δυστρές»: βλάπτουν τα λιπίδια, τις πρωτεΐνες και το DNA.

Είναι οι ελεύθερες ρίζες πάντα βλαβερές;

Όχι. Περισσότερα από 40 ένζυμα τις παράγουν ελεγχόμενα, ιδίως οι οξειδάσες NADPH και η μιτοχονδριακή αναπνευστική αλυσίδα. Σε απειροελάχιστες συγκεντρώσεις της τάξης των nmol/L, το υπεροξείδιο του υδρογόνου λειτουργεί ως αγγελιοφόρος. Ρυθμίζει τον μεταβολισμό και βοηθά τα κύτταρα να προσαρμοστούν. Τα λευκά αιμοσφαίριά μας χρησιμοποιούν επίσης αυτά τα μόρια για να καταστρέψουν μικρόβια.

Η άσκηση δίνει ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα. Σε μια δοκιμή σε 39 νεαρούς άνδρες, τέσσερις εβδομάδες προπόνησης βελτίωσαν την ευαισθησία στην ινσουλίνη, αλλά μόνο χωρίς αντιοξειδωτικά. Με 1 000mg βιταμίνης C και 400 IU βιταμίνης Ε την ημέρα, αυτό το όφελος εξαφανιζόταν, όπως και η ενεργοποίηση των γονιδίων αντιοξειδωτικής άμυνας. Ένα μικρό, παροδικό οξειδωτικό στρες διεγείρει την άμυνα: αυτή είναι η αρχή της όρμησης.

Ποιες είναι οι αιτίες του οξειδωτικού στρες;

Ένα μέρος της παραγωγής οξειδωτικών είναι φυσιολογικό και συνεχές. Η ανισορροπία εμφανίζεται όταν η παραγωγή αυξάνεται απότομα ή όταν εξασθενεί η άμυνα. Στους παράγοντες που αναφέρονται συχνότερα περιλαμβάνονται:

• το κάπνισμα·
• η ατμοσφαιρική ρύπανση και η υπερβολική έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία·
• το αλκοόλ·
• η χρόνια φλεγμονή·
• η επίμονα υψηλή γλυκόζη αίματος·
• η έντονη και ασυνήθιστη σωματική προσπάθεια.

Το κάπνισμα προσφέρει ένα καλά τεκμηριωμένο παράδειγμα. Σε 10 καπνιστές, το επίπεδο των F2-ισοπροστανίων στο αίμα, προϊόντων οξείδωσης των λιπιδίων, ήταν υπερδιπλάσιο από εκείνο σε 10 μη καπνιστές (242 έναντι 103 pmol/L). Ύστερα από δύο εβδομάδες διακοπής του καπνίσματος μειωνόταν αισθητά, από 250 σε 156 pmol/L.

Οξειδωτικό στρες: ποια συμπτώματα έχει;

Δεν υπάρχουν ειδικά συμπτώματα. Το οξειδωτικό στρες είναι βιοχημική κατάσταση, όχι νόσος: δεν εκδηλώνεται από μόνο του με αναγνωρίσιμο σύμπτωμα. Συνοδεύει όμως πολλές νόσους, όπως την αθηροσκλήρωση, τη χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια ή τη νόσο Αλτσχάιμερ, χωρίς να είναι πάντα η αιτία τους.

Ο ίδιος ο ερευνητής που διατύπωσε την έννοια προειδοποιεί για τη χρήση του όρου «χωρίς σαφή σχέση με τη χημεία οξειδοαναγωγής». Να αντιμετωπίζετε επιφυλακτικά καταλόγους αόριστων συμπτωμάτων που συνδέονται με εξετάσεις ή προϊόντα «κατά των ελεύθερων ριζών».

Μπορεί να μετρηθεί το οξειδωτικό στρες;

Δύσκολα. Υπάρχουν πάρα πολλοί δείκτες, αλλά πολλοί βασίζονται σε μεθόδους χαμηλής ειδικότητας. Οι αξιόπιστες μέθοδοι είναι πολύ σύνθετες για χρήση ρουτίνας και κανένας δείκτης δεν έχει επικυρωθεί ως διαγνωστικό εργαλείο. Στις κατευθυντήριες οδηγίες για τους ισχυρισμούς υγείας, η EFSA εξέτασε τους κύριους δείκτες:

Με άλλα λόγια, ένας έλεγχος «οξειδωτικού στρες» που προσφέρεται σε εργαστήριο δίνει μερική εικόνα, δύσκολη στην ερμηνεία για έναν συγκεκριμένο άνθρωπο.

Αντιοξειδωτικά σε κάψουλες: τι δείχνουν οι μεγάλες δοκιμές

Τα αποτελέσματα είναι απογοητευτικά και ορισμένες φορές ανησυχητικά. Μια ανασκόπηση Cochrane του 2012 συγκέντρωσε 78 τυχαιοποιημένες δοκιμές και 296 707 συμμετέχοντες, υγιείς ή ασθενείς. Συνολικά, τα αντιοξειδωτικά συμπληρώματα (βήτα-καροτίνη, βιταμίνες Α, C, Ε, σελήνιο) δεν άλλαξαν τη θνησιμότητα. Στις 56 δοκιμές υψηλότερης ποιότητας, μάλιστα, την αύξησαν ελαφρά (+4 %). Η αύξηση αφορούσε τη βήτα-καροτίνη (+5 %) και τη βιταμίνη Ε (+3 %)· η βιταμίνη C και το σελήνιο δεν είχαν σημαντική επίδραση.

Δύο δοκιμές έμειναν ιδιαίτερα γνωστές. Στους Φινλανδούς καπνιστές, 20mg βήτα-καροτίνης την ημέρα αύξησαν τα περιστατικά καρκίνου του πνεύμονα κατά 18 % και τη θνησιμότητα κατά 8 %. Σε 35 533 άνδρες, 400 IU βιταμίνης Ε την ημέρα αύξησαν τον κίνδυνο καρκίνου του προστάτη κατά 17 %. Το 2022, η αμερικανική ομάδα εμπειρογνωμόνων USPSTF συνέστησε να μη χρησιμοποιούνται βήτα-καροτίνη ή βιταμίνη Ε για τη μείωση του κινδύνου καρδιαγγειακών νόσων ή καρκίνων.

Μια εξαίρεση: η ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας

Ένας τομέας αποτελεί εξαίρεση. Σε ανθρώπους που έχουν ήδη ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας, μια ανασκόπηση Cochrane του 2023 (26 μελέτες) συμπεραίνει ότι συμπληρώματα που συνδυάζουν περισσότερες αντιοξειδωτικές βιταμίνες πιθανώς επιβραδύνουν την εξέλιξη σε σοβαρή μορφή (μείωση κινδύνου κατά περίπου ένα τέταρτο). Το αποτέλεσμα αυτό βασίζεται κυρίως σε μια μεγάλη αμερικανική δοκιμή και αφορά ασθενείς που παρακολουθούνται από οφθαλμίατρο, όχι τον γενικό πληθυσμό.

Γιατί αυτές οι αποτυχίες;

Πρώτον, επειδή, σύμφωνα με τον ερευνητή που όρισε την έννοια, η κύρια άμυνα βασίζεται στα αντιοξειδωτικά ένζυμα, πολύ περισσότερο από ό,τι σε μικρά αντιοξειδωτικά μόρια, όπως οι βιταμίνες. Δεύτερον, επειδή τα οξειδωτικά χρησιμεύουν και ως σήματα: η αδιάκριτη εξουδετέρωσή τους μπορεί να εμποδίσει χρήσιμες προσαρμογές. Τέλος, οι κλινικές δοκιμές δεν επιβεβαίωσαν τις ελπίδες που γεννήθηκαν στο εργαστήριο. Οι ερευνητές στρέφονται πλέον σε πιο στοχευμένες προσεγγίσεις.

Τα αντιοξειδωτικά που παράγει ο οργανισμός

Τα κύτταρά μας διαθέτουν ένα ολόκληρο δίκτυο άμυνας. Περιλαμβάνει ένζυμα όπως η δισμουτάση του υπεροξειδίου, η καταλάση και οι υπεροξειδάσες της γλουταθειόνης, με τις τελευταίες να χρειάζονται σελήνιο. Περιλαμβάνει επίσης μόρια, με πρώτη τη γλουταθειόνη.

Η γλουταθειόνη είναι το αφθονότερο από τα μικρά μόρια που περιέχουν θείο στα κύτταρά μας. Η σύνθεσή της εξαρτάται κυρίως από τη διαθεσιμότητα κυστεΐνης, ενός αμινοξέος, και από ένα ένζυμο που ρυθμίζεται από τον παράγοντα Nrf2. Γι' αυτό η N-ακετυλοκυστεΐνη, που παρέχει κυστεΐνη, μελετάται ως πρόδρομος. Για περισσότερα, διαβάστε τα άρθρα μας για τη γλουταθειόνη και για την N-ακετυλοκυστεΐνη (NAC). Αυτές οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής υπάρχουν σε όλο τον μεταβολισμό, όπως δείχνει το παράδειγμα του ζεύγους NAD+ και NADH.

Ποιοι ισχυρισμοί επιτρέπονται;

Στην Ευρωπαϊκή Ένωση, μόνο επτά θρεπτικά συστατικά μπορούν να φέρουν τον ισχυρισμό «συμβάλλει στην προστασία των κυττάρων από το οξειδωτικό στρες», εφόσον το προϊόν αποτελεί τουλάχιστον σημαντική πηγή τους. Οι ακριβείς διατυπώσεις είναι:

• «Η βιταμίνη C συμβάλλει στην προστασία των κυττάρων από το οξειδωτικό στρες»
• «Η βιταμίνη Ε συμβάλλει στην προστασία των κυττάρων από το οξειδωτικό στρες»
• «Η ριβοφλαβίνη συμβάλλει στην προστασία των κυττάρων από το οξειδωτικό στρες» (βιταμίνη B2)
• «Ο ψευδάργυρος συμβάλλει στην προστασία των κυττάρων από το οξειδωτικό στρες»
• «Το σελήνιο συμβάλλει στην προστασία των κυττάρων από το οξειδωτικό στρες»
• «Ο χαλκός συμβάλλει στην προστασία των κυττάρων από το οξειδωτικό στρες»
• «Το μαγγάνιο συμβάλλει στην προστασία των κυττάρων από το οξειδωτικό στρες»

Μόνο ένας ακόμη ισχυρισμός αφορά το οξειδωτικό στρες: «Οι πολυφαινόλες ελαιόλαδου συμβάλλουν στην προστασία των λιπιδίων του αίματος από το οξειδωτικό στρες», αποκλειστικά για ελαιόλαδο που παρέχει τουλάχιστον 5mg υδροξυτυροσόλης και παραγώγων ανά 20g. Η γλουταθειόνη, η NAC, η ρεσβερατρόλη ή οι άλλες πολυφαινόλες δεν έχουν κανέναν ισχυρισμό αυτού του τύπου. Για την EFSA, η αντιοξειδωτική ισχύς που μετριέται σε δοκιμαστικό σωλήνα δεν αποδεικνύει κανένα όφελος στον οργανισμό. Το εξηγούμε και στο άρθρο μας για τους μύθους και την πραγματικότητα γύρω από τη ρεσβερατρόλη.

Συχνές ερωτήσεις

Οι γαλλικοί όροι «stress oxydatif» και «stress oxydant»: ποια η διαφορά;

Καμία: οι δύο γαλλικές εκφράσεις περιγράφουν το ίδιο φαινόμενο. Το «stress oxydant» συχνά προτιμάται στις γαλλικές επιστημονικές δημοσιεύσεις, ενώ το «stress oxydatif» στην καθημερινή γλώσσα.

Συνδέεται το οξειδωτικό στρες με το ψυχολογικό στρες;

Πρόκειται για δύο διαφορετικές έννοιες, παρά το όνομα. Το οξειδωτικό στρες είναι χημική ανισορροπία στα κύτταρα, ενώ το ψυχολογικό στρες είναι αντίδραση του οργανισμού σε πίεση. Για το δεύτερο, δείτε το άρθρο μας για το στρες και τα συστατικά που έχουν μελετηθεί σχετικά.

Ποιες τροφές παρέχουν αντιοξειδωτικά;

Φρούτα, λαχανικά, όσπρια, καρύδια, τσάι ή κακάο παρέχουν βιταμίνες, καροτενοειδή και πολυφαινόλες. Όμως η «αντιοξειδωτική ισχύς» τους που μετριέται στο εργαστήριο, όπως ο δείκτης ORAC, δεν λέει τι κάνουν στον οργανισμό. Η αξία μιας ποικίλης διατροφής δεν συνοψίζεται σε αυτόν τον αριθμό.

Αυξάνει η άσκηση το οξειδωτικό στρες;

Παροδικά, ναι, ιδίως στην έντονη ή ασυνήθιστη προσπάθεια. Ωστόσο, η τακτική προπόνηση διεγείρει με τη σειρά της την έκφραση της αντιοξειδωτικής άμυνας του οργανισμού. Είναι μια ωφέλιμη προσαρμογή, που μπορεί να αμβλυνθεί από υψηλές δόσεις αντιοξειδωτικών βιταμινών.

Προκαλεί γήρανση το οξειδωτικό στρες;

Οι οξειδωτικές βλάβες πράγματι συσσωρεύονται με την ηλικία και η ιδέα της γήρανσης λόγω ελεύθερων ριζών είναι παλιά. Χρειάζεται όμως πιο προσεκτική ερμηνεία: τα οξειδωτικά είναι και χρήσιμα σήματα, ενώ τα αντιοξειδωτικά συμπληρώματα δεν μείωσαν τη θνησιμότητα στις δοκιμές.

Οξειδωτικό στρες και φλεγμονή: ποια η σχέση;

Συντηρούν το ένα το άλλο. Τα κύτταρα της φλεγμονής παράγουν οξειδωτικά για να καταστρέψουν μικρόβια και η περίσσεια οξειδωτικών ενεργοποιεί με τη σειρά της φλεγμονώδη σήματα. Γι' αυτό τα δύο συνδέονται σε πολλές χρόνιες νόσους.

Συμπέρασμα

Το οξειδωτικό στρες είναι μια τεκμηριωμένη έννοια που συχνά χρησιμοποιείται λανθασμένα. Οι ελεύθερες ρίζες δεν είναι μόνο εχθροί: σε μικρές ποσότητες χρησιμεύουν ως σήματα και διεγείρουν τη δική μας άμυνα, με πρώτα τα ένζυμα και τη γλουταθειόνη. Οι μεγάλες δοκιμές δείχνουν ότι τα αντιοξειδωτικά σε κάψουλες, σε υψηλή δόση, δεν προστατεύουν και ορισμένες φορές μπορούν να βλάψουν. Τα ασφαλέστερα μέτρα παραμένουν απλά: αποχή από το κάπνισμα, τακτική κίνηση και ποικίλη διατροφή. Στα συμπληρώματα, μόνο λίγα θρεπτικά συστατικά διαθέτουν εγκεκριμένο ισχυρισμό για το οξειδωτικό στρες.

Πηγές

1. Sies H (2015). Oxidative stress: a concept in redox biology and medicine. Redox Biology, 4, 180-183. doi:10.1016/j.redox.2015.01.002
2. Sies H, Jones DP (2020). Reactive oxygen species (ROS) as pleiotropic physiological signalling agents. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 21(7), 363-383. doi:10.1038/s41580-020-0230-3
3. Forman HJ, Zhang H (2021). Targeting oxidative stress in disease: promise and limitations of antioxidant therapy. Nature Reviews Drug Discovery, 20(9), 689-709. doi:10.1038/s41573-021-00233-1
4. Ristow M et al. (2009). Antioxidants prevent health-promoting effects of physical exercise in humans. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(21), 8665-8670. doi:10.1073/pnas.0903485106
5. Morrow JD et al. (1995). Increase in circulating products of lipid peroxidation (F2-isoprostanes) in smokers. Smoking as a cause of oxidative damage. New England Journal of Medicine, 332(18), 1198-1203. doi:10.1056/NEJM199505043321804
6. Frijhoff J et al. (2015). Clinical relevance of biomarkers of oxidative stress. Antioxidants & Redox Signaling, 23(14), 1144-1170. doi:10.1089/ars.2015.6317
7. EFSA NDA Panel (2018). Guidance for the scientific requirements for health claims related to antioxidants, oxidative damage and cardiovascular health (Revision 1). EFSA Journal, 16(1), e05136. doi:10.2903/j.efsa.2018.5136
8. Bjelakovic G et al. (2012). Antioxidant supplements for prevention of mortality in healthy participants and patients with various diseases. Cochrane Database of Systematic Reviews, (3), CD007176. doi:10.1002/14651858.CD007176.pub2
9. Alpha-Tocopherol, Beta Carotene Cancer Prevention Study Group (1994). The effect of vitamin E and beta carotene on the incidence of lung cancer and other cancers in male smokers. New England Journal of Medicine, 330(15), 1029-1035. doi:10.1056/NEJM199404143301501
10. Klein EA et al. (2011). Vitamin E and the risk of prostate cancer: the Selenium and Vitamin E Cancer Prevention Trial (SELECT). JAMA, 306(14), 1549-1556. doi:10.1001/jama.2011.1437
11. US Preventive Services Task Force, Mangione CM et al. (2022). Vitamin, mineral, and multivitamin supplementation to prevent cardiovascular disease and cancer: US Preventive Services Task Force recommendation statement. JAMA, 327(23), 2326-2333. doi:10.1001/jama.2022.8970
12. Evans JR, Lawrenson JG (2023). Antioxidant vitamin and mineral supplements for slowing the progression of age-related macular degeneration. Cochrane Database of Systematic Reviews, 9, CD000254. doi:10.1002/14651858.CD000254.pub5
13. Lu SC (2013). Glutathione synthesis. Biochimica et Biophysica Acta, 1830(5), 3143-3153. doi:10.1016/j.bbagen.2012.09.008
14. Règlement (UE) n° 432/2012 de la Commission du 16 mai 2012 établissant une liste des allégations de santé autorisées portant sur les denrées alimentaires. Journal officiel de l'Union européenne, L 136, 1-40. eur-lex.europa.eu

Τα συμπληρώματα διατροφής δεν αντικαθιστούν μια ποικίλη και ισορροπημένη διατροφή ούτε έναν υγιεινό τρόπο ζωής. Συμβουλευτείτε επαγγελματία υγείας σε περίπτωση θεραπείας, εγκυμοσύνης ή θηλασμού.