1994 m. dideliame tyrime su 29 133 Suomijos rūkančiaisiais siekta patikrinti, ar du antioksidantai, tarp jų beta karotenas, mažina plaučių vėžį. Vartojusių beta karoteną grupėje nustatyta priešingai: plaučių vėžio atvejų 18 % daugiau. Ši nesėkmė atskleidžia oksidacinio streso paradoksą: tai tikras, biologijoje svarbus reiškinys, kurio negalima valdyti tiesiog ryjant antioksidantus. Apibrėžimas, naudingi laisvųjų radikalų vaidmenys, priežastys, matavimo sunkumai, tyrimų rezultatai ir iš tiesų leidžiami teiginiai: štai ką reikia žinoti.
Svarbiausia
- Oksidacinis stresas – oksidantų perteklius, palyginti su apsaugos sistemomis, trikdantis ląstelių signalizaciją ar pažeidžiantis lipidus, baltymus ir DNR.
- Mažais kiekiais laisvieji radikalai naudingi: veikia kaip pasiuntiniai ir skatina prisitaikymą, ypač prie fizinio krūvio.
- 78 tyrimuose antioksidantų kapsulės nesumažino mirtingumo; beta karotenas ir vitaminas E jį šiek tiek padidino.
- Septynioms maistinėms medžiagoms, tarp jų vitaminams C ir E, cinkui ir selenui, leidžiama nurodyti, kad jos padeda apsaugoti ląsteles nuo oksidacinės pažaidos.
Kas yra oksidacinis stresas?
Mūsų organizmas naudoja deguonį energijai gaminti. Tuo metu nuolat susidaro reaktyviosios deguonies formos: superoksido anijonas, vandenilio peroksidas ar hidroksilo radikalas. Kai kurios jų yra laisvieji radikalai – labai reaktyvios molekulės su nesuporuotu elektronu.
Oksidacinio streso sąvoka suformuluota 1985 m. Ji reiškia pusiausvyros tarp oksidantų ir antioksidacinių apsaugos sistemų sutrikimą oksidantų naudai. Šiandien tyrėjai skiria dvi situacijas. Esant mažam lygiui kalbama apie oksidacinį eustresą: oksidantai perduoda signalus. Esant dideliam – apie oksidacinį distresą: jie pažeidžia lipidus, baltymus ir DNR.
Ar laisvieji radikalai visada žalingi?
Ne. Daugiau kaip 40 fermentų juos gamina kontroliuojamai, ypač NADPH oksidazės ir mitochondrijų kvėpavimo grandinė. Esant labai mažoms nanomolinėms koncentracijoms, vandenilio peroksidas veikia kaip pasiuntinys. Jis reguliuoja medžiagų apykaitą ir padeda ląstelėms prisitaikyti. Mūsų baltieji kraujo kūneliai šias molekules taip pat naudoja mikrobams naikinti.
Fizinis krūvis – iškalbingas pavyzdys. Tyrime su 39 jaunais vyrais keturios treniruočių savaitės padidino jautrumą insulinui, bet tik nevartojant antioksidantų. Vartojant 1 000mg vitamino C ir 400TV vitamino E per dieną ši nauda išnyko, kaip ir antioksidacinės apsaugos genų aktyvinimas. Nedidelis trumpalaikis oksidacinis stresas skatina apsaugą: tai hormezės principas.
Kokios oksidacinio streso priežastys?
Dalis oksidantų gamybos yra normali ir nuolatinė. Pusiausvyra sutrinka, kai gamyba smarkiai didėja arba silpnėja apsauga. Dažniausiai minimi veiksniai:
- rūkymas;
- oro tarša ir pernelyg didelis UV poveikis;
- alkoholis;
- lėtinis uždegimas;
- ilgai išliekantis didelis cukraus kiekis kraujyje;
- intensyvus ir neįprastas fizinis krūvis.
Rūkymas – gerai dokumentuotas pavyzdys. 10 rūkančiųjų kraujo F2-izoprostanų, lipidų oksidacijos produktų, kiekis buvo daugiau nei dvigubai didesnis nei 10 nerūkančiųjų (242, palyginti su 103pmol/L). Po dviejų savaičių nerūkymo jis aiškiai sumažėjo – nuo 250 iki 156pmol/L.
Oksidacinis stresas: kokie simptomai?
Specifinių simptomų nėra. Oksidacinis stresas yra biocheminė būklė, o ne liga: pats savaime neturi atpažįstamų simptomų. Tačiau jis lydi daugelį ligų, pavyzdžiui, aterosklerozę, lėtinę obstrukcinę plaučių ligą ar Alzheimerio ligą, ne visada būdamas jų priežastimi.
Pats sąvoką suformulavęs mokslininkas perspėja nevartoti termino „be aiškaus ryšio su redokso chemija“. Atsargiai vertinkite miglotų simptomų sąrašus, siejamus su tyrimais ar „nuo laisvųjų radikalų“ skirtais produktais.
Ar galima išmatuoti savo oksidacinį stresą?
Sunkiai. Yra daugybė žymenų, tačiau daug jų pagrįsti ne itin specifiniais metodais. Patikimi metodai per sudėtingi įprastai praktikai, o nė vienas žymuo nepatvirtintas kaip diagnostikos priemonė. EFSA teiginių gairėse apžvelgė pagrindinius žymenis:
| Žymuo | Ką atspindi | Patikimumas pagal EFSA |
|---|---|---|
| Šlapimo F2-izoprostanai (masių spektrometrija) | Lipidų oksidacija | Priimtinas tiesioginis matavimas |
| MDA, TBARS | Lipidų oksidacija | Vieni mažai patikimi |
| 8-OHdG | DNR pažeidimai | Gali atsirasti artefaktų |
| Bendras antioksidacinis pajėgumas (ORAC, FRAP…) | Plazmos antioksidacinis pajėgumas | Nauda nenustatyta |
| Redukuoto ir oksiduoto glutationo santykis | Apsaugos sistemų būklė | Naudingas tik įrodžius apsaugą |
Kitaip tariant, laboratorijos siūlomas oksidacinio streso tyrimų rinkinys parodo tik dalinį vaizdą, kurį sunku interpretuoti konkrečiam žmogui.
Antioksidantai kapsulėse: ką rodo didieji tyrimai
Rezultatai nuviliantys, kartais keliantys nerimą. 2012 m. Cochrane apžvalga apėmė 78 atsitiktinių imčių tyrimus ir 296 707 sveikus ar sergančius dalyvius. Apskritai antioksidantų papildai (beta karotenas, vitaminai A, C, E, selenas) mirtingumo nepakeitė. 56 geresnės kokybės tyrimuose jį net šiek tiek padidino (+4 %). Šis padidėjimas susijęs su beta karotenu (+5 %) ir vitaminu E (+3 %); vitaminas C ir selenas reikšmingo poveikio neturėjo.
Du tyrimai itin įsiminė. Suomijos rūkantiesiems 20mg beta karoteno per dieną padidino plaučių vėžio atvejų skaičių 18 %, o mirtingumą 8 %. 35 533 vyrams 400TV vitamino E per dieną padidino prostatos vėžio riziką 17 %. 2022 m. JAV ekspertų grupė USPSTF rekomendavo nevartoti beta karoteno ar vitamino E širdies ir kraujagyslių ligų ar vėžio rizikai mažinti.
Išimtis – amžinė geltonosios dėmės degeneracija
Viena sritis yra išimtis. Sergantiems amžine geltonosios dėmės degeneracija (AGDD) 2023 m. Cochrane apžvalga (26 tyrimai) daro išvadą, kad kelių antioksidacinių vitaminų papildai tikriausiai lėtina progresavimą iki sunkios formos (rizika sumažėja maždaug ketvirtadaliu). Šis rezultatas daugiausia grindžiamas vienu dideliu JAV tyrimu ir taikomas akių gydytojo stebimiems pacientams, o ne visiems gyventojams.
Kodėl tokios nesėkmės?
Pirmiausia todėl, kad, sąvoką apibrėžusio tyrėjo teigimu, pagrindinė apsauga remiasi antioksidaciniais fermentais, kur kas labiau nei mažomis antioksidacinėmis molekulėmis, tokiomis kaip vitaminai. Be to, oksidantai perduoda signalus: beatodairiškas jų neutralizavimas gali trukdyti naudingam prisitaikymui. Galiausiai klinikiniai tyrimai nepatvirtino laboratorijoje kilusių vilčių. Tyrėjai dabar renkasi tikslingesnius būdus.
Organizmo gaminami antioksidantai
Mūsų ląstelės turi tikrą apsaugos tinklą. Jame yra fermentų, pavyzdžiui, superoksido dismutazė, katalazė ir glutationo peroksidazės; pastarosioms reikia seleno. Yra ir molekulių, tarp kurių svarbiausias glutationas.
Glutationas yra gausiausia iš mažų sieros turinčių mūsų ląstelių molekulių. Jo gamyba daugiausia priklauso nuo aminorūgšties cisteino prieinamumo ir nuo Nrf2 veiksnio reguliuojamo fermento. Todėl cisteino suteikiantis N-acetilcisteinas tiriamas kaip pirmtakas. Daugiau skaitykite mūsų straipsniuose apie glutationą ir apie N-acetilcisteiną (NAC). Šios oksidacijos ir redukcijos reakcijos visur dalyvauja apykaitoje, kaip rodo poros NAD+ ir NADH pavyzdys.
Kokie teiginiai leidžiami?
Europos Sąjungoje tik septynioms maistinėms medžiagoms leidžiama teigti, kad jos padeda apsaugoti ląsteles nuo oksidacinės pažaidos, jei produktas yra bent reikšmingas jų šaltinis. Tikslūs teiginių tekstai:
- „Vitaminas C padeda apsaugoti ląsteles nuo oksidacinės pažaidos“
- „Vitaminas E padeda apsaugoti ląsteles nuo oksidacinės pažaidos“
- „Riboflavinas padeda apsaugoti ląsteles nuo oksidacinės pažaidos“ (vitaminas B2)
- „Cinkas padeda apsaugoti ląsteles nuo oksidacinės pažaidos“
- „Selenas padeda apsaugoti ląsteles nuo oksidacinės pažaidos“
- „Varis padeda apsaugoti ląsteles nuo oksidacinės pažaidos“
- „Manganas padeda apsaugoti ląsteles nuo oksidacinės pažaidos“
Tik dar vienas teiginys susijęs su oksidaciniu stresu: „Alyvuogių aliejaus polifenoliai padeda apsaugoti kraujo lipidus nuo oksidacinės pažaidos“; jis skirtas tik alyvuogių aliejui, kurio 20g yra bent 5mg hidroksitirozolio ir jo darinių. Glutationui, NAC, resveratroliui ar kitiems polifenoliams tokio teiginio nėra. EFSA požiūriu, mėgintuvėlyje išmatuotas antioksidacinis pajėgumas neįrodo jokios naudos organizmui. Tai paaiškiname ir straipsnyje apie resveratrolio mitus ir tikrovę.
Dažniausi klausimai
Kuo skiriasi prancūzų terminai „stress oxydatif“ ir „stress oxydant“?
Niekuo: abu reiškia tą patį reiškinį. Prancūzijos mokslinėse publikacijose dažniau pasirenkamas „stress oxydant“, o kasdienėje kalboje – „stress oxydatif“.
Ar oksidacinis stresas susijęs su psichologiniu stresu?
Nepaisant pavadinimo, tai dvi skirtingos sąvokos. Oksidacinis stresas – cheminės pusiausvyros sutrikimas ląstelėse, psichologinis stresas – organizmo reakcija į spaudimą. Apie pastarąjį skaitykite mūsų straipsnį apie stresą ir jo kontekste tiriamas medžiagas.
Kokie maisto produktai suteikia antioksidantų?
Vaisiai, daržovės, ankštiniai, riešutai, arbata ar kakava suteikia vitaminų, karotenoidų ir polifenolių. Tačiau laboratorijoje išmatuotas jų „antioksidacinis pajėgumas“, pavyzdžiui, ORAC rodiklis, neparodo poveikio organizmui. Įvairios mitybos nauda neapsiriboja šiuo skaičiumi.
Ar sportas didina oksidacinį stresą?
Trumpam – taip, ypač intensyviai ar neįprastai sportuojant. Tačiau reguliarus treniravimasis savo ruožtu skatina organizmo antioksidacinių apsaugos sistemų raišką. Tai naudingas prisitaikymas, kurį didelės antioksidacinių vitaminų dozės gali susilpninti.
Ar oksidacinis stresas skatina senėjimą?
Oksidaciniai pažeidimai iš tiesų kaupiasi su amžiumi, o mintis, kad senėjimą sukelia laisvieji radikalai, sena. Tačiau ji patikslinta: oksidantai yra ir naudingi signalai, o antioksidantų papildai tyrimuose mirtingumo nesumažino.
Oksidacinis stresas ir uždegimas: koks ryšys?
Jie palaiko vienas kitą. Uždegimo ląstelės gamina oksidantus mikrobams naikinti, o jų perteklius savo ruožtu aktyvina uždegimo signalus. Todėl jie kartu aptinkami sergant daugeliu lėtinių ligų.
Išvada
Oksidacinis stresas – pagrįsta, bet dažnai netinkamai vartojama sąvoka. Laisvieji radikalai nėra vien priešai: mažomis dozėmis jie perduoda signalus ir skatina mūsų pačių apsaugą, pirmiausia fermentus ir glutationą. Dideli tyrimai rodo, kad didelių dozių antioksidantai kapsulėse neapsaugo, o kartais gali pakenkti. Patikimiausios priemonės lieka paprastos: nerūkyti, reguliariai judėti ir įvairiai maitintis. Iš papildų tik kelioms maistinėms medžiagoms leidžiamas teiginys apie oksidacinį stresą.
Šaltiniai
- 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
- 2012 m. gegužės 16 d. Komisijos reglamentas (ES) Nr. 432/2012, kuriuo sudaromas leidžiamų teiginių apie maisto produktų sveikumą sąrašas (sutrumpintas pavadinimas). Journal officiel de l’Union européenne, L 136, 1-40. eur-lex.europa.eu
Maisto papildai nepakeičia įvairios ir subalansuotos mitybos bei sveiko gyvenimo būdo. Jei vartojate vaistus, esate nėščia ar žindote, pasitarkite su sveikatos priežiūros specialistu.
