1994-ben egy 29 133 finn dohányos bevonásával végzett nagy vizsgálatban azt akarták ellenőrizni, hogy két antioxidáns, köztük a béta-karotin csökkenti-e a tüdőrák előfordulását. A béta-karotint szedőknél az ellenkezőjét mutatták ki: 18 %-kal több tüdőrákos esetet. Ez a kudarc jól összefoglalja az oxidatív stressz paradoxonát: valós, a biológiában központi jelentőségű jelenség, amelyet azonban nem lehet egyszerűen antioxidánsok lenyelésével szabályozni. Fogalma, a szabad gyökök hasznos szerepe, okai, mérésének nehézségei, a vizsgálatok eredményei és a valóban engedélyezett állítások: ezeket érdemes tudni.
A legfontosabb tudnivalók
- Az oxidatív stressz az oxidánsok túlsúlya a védekezőrendszerhez képest, amely megzavarja a sejtek jelátvitelét, vagy károsítja a lipideket, fehérjéket és a DNS-t.
- Kis mennyiségben a szabad gyökök hasznosak: hírvivőként működnek és alkalmazkodási folyamatokat indítanak el, különösen a testmozgás hatására.
- 78 vizsgálatban a kapszulás antioxidánsok nem csökkentették a halálozást; a béta-karotin és az E-vitamin enyhén növelte azt.
- Hét tápanyag, köztük a C- és E-vitamin, a cink és a szelén esetében állítható, hogy hozzájárulnak a sejtek oxidatív stresszel szembeni védelméhez.
Mi az oxidatív stressz?
Szervezetünk oxigént használ az energiatermeléshez. Ennek során folyamatosan képződnek reaktív oxigénformák : szuperoxid-anion, hidrogén-peroxid (oxigénes víz) vagy hidroxilgyök. Egy részük szabad gyök, vagyis párosítatlan elektront hordozó, igen reakcióképes molekula.
Az oxidatív stressz fogalmát 1985-ben alkották meg. Az oxidánsok és az antioxidáns védekezőrendszer közötti egyensúly felborulását jelenti az oxidánsok javára. A kutatók ma két helyzetet különítenek el. Alacsony szinten „oxidatív eustresszről” beszélnek: az oxidánsok jelzésként működnek. Magas szinten „oxidatív distresszről”: károsítják a lipideket, a fehérjéket és a DNS-t.
Mindig károsak a szabad gyökök?
Nem. Több mint 40 enzim termeli őket szabályozott módon, különösen a NADPH-oxidázok és a mitokondriumok légzési lánca. Elenyésző, nanomólos nagyságrendű koncentrációban a hidrogén-peroxid hírvivőként működik. Szabályozza az anyagcserét és segíti a sejtek alkalmazkodását. Fehérvérsejtjeink is felhasználják ezeket a molekulákat a mikrobák elpusztítására.
A testmozgás szemléletes példa erre. Egy 39 fiatal férfival végzett vizsgálatban négy hét edzés javította az inzulinérzékenységet, de csak antioxidánsok nélkül. Napi 1 000mg C-vitamin és 400 NE E-vitamin mellett ez az előny eltűnt, akárcsak az antioxidáns védelem génjeinek aktiválódása. Az időnként fellépő, kisfokú oxidatív stressz serkenti a védekezést: ez a hormézis elve.
Mik az oxidatív stressz okai?
Az oxidánstermelés egy része normális és folyamatos. Az egyensúly akkor borul fel, ha ez a termelés jelentősen megnő, vagy gyengül a védekezés. A leggyakrabban említett tényezők:
- dohányzás;
- légszennyezés és túlzott UV-expozíció;
- alkohol;
- krónikus gyulladás;
- tartósan magas vércukorszint;
- intenzív, szokatlan fizikai erőfeszítés.
A dohányzás jól dokumentált példa. 10 dohányos vérében a lipidek oxidációja során keletkező F2-izoprosztánok szintje több mint kétszerese volt a 10 nem dohányzónál mért értéknek (242, illetve 103 pmol/L). Két hét dohányzásmentesség után jelentősen, 250-ről 156 pmol/L-re csökkent.
Oxidatív stressz: milyen tünetei vannak?
Nincsenek sajátos tünetei. Az oxidatív stressz biokémiai állapot, nem betegség: önmagában nem jár felismerhető tünetekkel. Ugyanakkor számos betegséget kísér, például az érelmeszesedést, a krónikus obstruktív tüdőbetegséget vagy az Alzheimer-kórt, anélkül, hogy mindig ezek oka lenne.
A fogalom megalkotója maga is óva int a kifejezés használatától „a redoxkémiával való egyértelmű kapcsolat nélkül”. Érdemes fenntartással kezelni az általános tünetlistákat, amelyeket tesztekhez vagy „szabadgyök-ellenes” termékekhez kapcsolnak.
Mérhető a saját oxidatív stresszünk?
Nehezen. Nagyon sok marker létezik, de sok közülük kevéssé specifikus módszeren alapul. A megbízható módszerek viszont túl összetettek a rutinmérésekhez, és egyetlen markert sem validáltak diagnosztikai eszközként. Az állításokról szóló iránymutatásaiban az EFSA áttekintette a fő markereket:
| Marker | Mit tükröz? | Megbízhatóság az EFSA szerint |
|---|---|---|
| Vizeletből mért F2-izoprosztánok (tömegspektrometria) | Lipidek oxidációja | Elfogadott közvetlen mérés |
| MDA, TBARS | Lipidek oxidációja | Önmagukban kevéssé megbízhatók |
| 8-OHdG | DNS-károsodás | Műtermékek befolyásolhatják |
| Teljes antioxidáns kapacitás (ORAC, FRAP…) | A plazma antioxidáns képessége | Előnye nem igazolt |
| Redukált/oxidált glutation aránya | A védekezőrendszer állapota | Csak igazolt védelem esetén hasznos |
Más szóval a laboratóriumban kínált „oxidatívstressz-vizsgálat” részleges pillanatképet ad, amely egy adott személy esetében nehezen értelmezhető.
Kapszulás antioxidánsok: mit mutatnak a nagy vizsgálatok?
Az eredmények kiábrándítóak, olykor aggasztóak. Egy 2012-es Cochrane-áttekintés 78 randomizált vizsgálatot és 296 707 egészséges vagy beteg résztvevőt foglalt össze. Összességében az antioxidáns-kiegészítők (béta-karotin, A-, C-, E-vitamin, szelén) nem változtatták meg a halálozást. Az 56 jobb minőségű vizsgálatban még enyhén növelték is (+4 %). Ez a növekedés a béta-karotint (+5 %) és az E-vitamint (+3 %) érintette; a C-vitaminnak és a szelénnek nem volt szignifikáns hatása.
Két vizsgálat különösen emlékezetes. Finn dohányosoknál napi 20mg béta-karotin 18 %-kal növelte a tüdőrákos esetek számát és 8 %-kal a halálozást. 35 533 férfinál napi 400 NE E-vitamin 17 %-kal növelte a prosztatarák kockázatát. 2022-ben az amerikai USPSTF szakértői testület azt javasolta, hogy a béta-karotint és az E-vitamint ne használják a szív-érrendszeri betegségek vagy a daganatok kockázatának csökkentésére.
Egy kivétel: az időskori makuladegeneráció
Egy terület kivételt jelent. A már időskori makuladegenerációban szenvedőknél egy 2023-as Cochrane-áttekintés (26 vizsgálat) szerint a több antioxidáns vitamint kombináló kiegészítők valószínűleg lassítják a súlyos formába való előrehaladást (a kockázat körülbelül negyedével csökken). Az eredmény főként egy nagy amerikai vizsgálaton alapul, és szemész által gondozott betegekre vonatkozik, nem az általános népességre.
Miért vallottak kudarcot ezek a megközelítések?
Először is azért, mert a fogalmat meghatározó kutató szerint a védekezés fő pillérét az antioxidáns enzimek jelentik, sokkal inkább, mint az olyan kis antioxidáns molekulák, mint a vitaminok. Másodszor az oxidánsok jelzésként is működnek: válogatás nélküli semlegesítésük hasznos alkalmazkodási folyamatokat gátolhat. Végül a klinikai vizsgálatok nem igazolták a laboratóriumban született reményeket. A kutatók ma célzottabb megközelítések felé fordulnak.
A szervezet által előállított antioxidánsok
Sejtjeink valódi védelmi hálózattal rendelkeznek. Enzimek is részt vesznek benne, mint a szuperoxid-diszmutáz, a kataláz és a glutation-peroxidázok; ez utóbbiaknak szelénre van szükségük. Molekulák is megtalálhatók benne, mindenekelőtt a glutation.
A glutation sejtjeink legnagyobb mennyiségben jelen lévő kis kéntartalmú molekulája. Előállítása elsősorban a cisztein nevű aminosav rendelkezésre állásától és egy, az Nrf2 faktor által szabályozott enzimtől függ. Ezért vizsgálják előanyagként a ciszteint biztosító N-acetil-ciszteint. További részletekért olvasd el cikkeinket a glutationról és az N-acetil-ciszteinről (NAC). Ezek az oxidációs-redukciós reakciók az anyagcsere minden területén jelen vannak, ahogy azt a NAD+ és NADH párosa is szemlélteti.
Milyen állítások engedélyezettek?
Az Európai Unióban csak hét tápanyag esetében használható a „hozzájárul a sejtek oxidatív stresszel szembeni védelméhez” állítás, feltéve, hogy a termék legalább jelentős forrásuk. A pontos megfogalmazások:
- „A C-vitamin hozzájárul a sejtek oxidatív stresszel szembeni védelméhez.”
- „Az E-vitamin hozzájárul a sejtek oxidatív stresszel szembeni védelméhez.”
- „A riboflavin hozzájárul a sejtek oxidatív stresszel szembeni védelméhez.” (B2-vitamin)
- „A cink hozzájárul a sejtek oxidatív stresszel szembeni védelméhez.”
- „A szelén hozzájárul a sejtek oxidatív stresszel szembeni védelméhez.”
- „A réz hozzájárul a sejtek oxidatív stresszel szembeni védelméhez.”
- „A mangán hozzájárul a sejtek oxidatív stresszel szembeni védelméhez.”
Csak egy további állítás vonatkozik az oxidatív stresszre: „Az olívaolaj polifenoljai hozzájárulnak a vérzsírok oxidatív stresszel szembeni védelméhez.” Ez olyan olívaolajra korlátozódik, amely 20 g-onként legalább 5mg hidroxitirozolt és származékait tartalmazza. A glutationnak, a NAC-nak, a rezveratrolnak és a többi polifenolnak nincs ilyen típusú állítása. Az EFSA szerint a kémcsőben mért antioxidáns képesség nem bizonyít semmilyen előnyt a szervezetben. Ezt a következő cikkünkben is elmagyarázzuk: rezveratrol: mítoszok és tények.
Gyakori kérdések
Mi a különbség a francia „stress oxydatif” és „stress oxydant” között?
Semmi: mindkét francia kifejezés ugyanazt a jelenséget jelöli. A francia tudományos publikációkban gyakran a „stress oxydant”, a köznyelvben a „stress oxydatif” kifejezést részesítik előnyben.
Összefügg az oxidatív stressz a pszichés stresszel?
A nevük ellenére két különböző fogalomról van szó. Az oxidatív stressz a sejtek kémiai egyensúlyának felborulása, a pszichés stressz a szervezet nyomásra adott reakciója. Ez utóbbiról olvasd el cikkünket: stressz és az ezzel kapcsolatban vizsgált összetevők.
Mely élelmiszerek tartalmaznak antioxidánsokat?
A gyümölcsök, zöldségek, hüvelyesek, diófélék, a tea vagy a kakaó vitaminokat, karotinoidokat és polifenolokat biztosítanak. Laboratóriumban mért „antioxidáns képességük”, például az ORAC-index azonban nem mutatja meg, mit tesznek a szervezetben. A változatos étrend értéke nem szűkíthető le erre a számra.
Növeli a sport az oxidatív stresszt?
Átmenetileg igen, különösen intenzív vagy szokatlan erőfeszítésnél. A rendszeres edzés azonban cserébe serkenti a szervezet antioxidáns védekezőrendszerének kifejeződését. Ez hasznos alkalmazkodás, amelyet az antioxidáns vitaminok nagy dózisai tompíthatnak.
Öregít az oxidatív stressz?
Az oxidatív károsodások valóban felhalmozódnak az életkorral, és régi elképzelés, hogy az öregedést szabad gyökök okozzák. Ezt azonban árnyalták: az oxidánsok hasznos jelzések is, az antioxidáns-kiegészítők pedig nem csökkentették a halálozást a vizsgálatokban.
Oxidatív stressz és gyulladás: mi a kapcsolat?
Kölcsönösen fenntartják egymást. A gyulladásban részt vevő sejtek oxidánsokat termelnek a mikrobák elpusztítására, az oxidánsok túlsúlya pedig gyulladásos jelzéseket aktivál. Ezért járnak együtt sok krónikus betegségben.
Következtetés
Az oxidatív stressz megalapozott fogalom, de gyakran helytelenül használják. A szabad gyökök nem csupán ellenségek: kis mennyiségben jelzésként működnek és serkentik saját védekezésünket, élén az enzimekkel és a glutationnal. A nagy vizsgálatok szerint a nagy dózisú kapszulás antioxidánsok nem védenek, és olykor árthatnak. A legbiztosabb eszközök továbbra is egyszerűek: ne dohányozz, mozogj rendszeresen és étkezz változatosan. Az étrend-kiegészítők közül csak néhány tápanyag esetében engedélyezett az oxidatív stresszre vonatkozó állítás.
Források
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Lu SC (2013). Glutathione synthesis. Biochimica et Biophysica Acta, 1830(5), 3143-3153. doi:10.1016/j.bbagen.2012.09.008
- Az Európai Bizottság 2012. május 16-i 432/2012/EU rendelete az élelmiszerekkel kapcsolatos, engedélyezett egészségre vonatkozó állítások jegyzékéről (rövidített megnevezés). Az Európai Unió Hivatalos Lapja, L 136, 1-40. eur-lex.europa.eu
Az étrend-kiegészítők nem helyettesítik a változatos, kiegyensúlyozott étrendet és az egészséges életmódot. Gyógyszeres kezelés, terhesség vagy szoptatás esetén kérj tanácsot egészségügyi szakembertől.
