Antioxidánsok: kétélű kardok

Bevezetés

Annak ellenére, hogy az antioxidánsokat intenzíven kutatják és népszerűsítik, az antioxidáns stratégiák hatékonysága továbbra is megkérdőjelezhető, mivel a vizsgálatok bizonytalan és gyakran kétértelmű eredményeket jelentenek. Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézete szerint az antioxidánsok egészségügyi előnyeiről szóló vizsgálatok többsége nem rendelkezik megbízható bizonyítékokkal, még különböző kombinációk alkalmazása esetén sem. Ezt tovább erősíti a Cochrane áttekintése, amely szerint nincs egyértelmű bizonyíték az antioxidáns-kiegészítők hatékonyságára a halálozási okok csökkentése terén. Igen, jogos a kérdés! Az antioxidánsok károsak??? Ahhoz, hogy erre választ kapjunk, tisztázzunk pár fogalmat!

Oxidatív stressz

Az oxidatív stressz olyan állapot, amely során a sejtekben vagy a szervezetben megnövekszik a szabadgyökök vagy más olyan molekulák jelenléte, amelyek károsíthatják a sejteket. A szabadgyökök olyan instabil molekulák, amelyek nem párosított elektronnal rendelkeznek, így könnyen kölcsönhatásba lépnek más molekulákkal, például a sejtfalakkal vagy a DNS-sel. Az oxidatív stressz a szervezetben zajló normális anyagcsere-folyamatok, gyulladás, környezeti hatások (például sugárzás vagy szennyező anyagok) vagy rossz táplálkozási szokások eredményeként alakulhat ki. Ez a procedúra számos betegség létrejöttének és kifejlődésének az oka. Nagyon leegyszerűsítve az oxidatív stressz az antioxidánsok és prooxidánsok (róluk később részletesebben beszélünk) közötti egyensúlyhiányként értelmezhető.

Antioxidánsok

Az antioxidánsok olyan anyagok, melyek hatékonyan védenek az oxidatív károsodás ellen.

E hatások különböző módon nyilvánulhatnak meg a szervezetben. Például az antioxidánsok megakadályozzák az auto-oxidációs láncreakciót, gátolják a szabadgyökök oxidációs reakcióit, lelassítják a prooxidatív enzimek működését, stabil vegyületekké alakítják a hidroperoxidokat, és megkötik a vas- és rézionokat, amelyek prooxidáns hatásúak lehetnek. Emellett reaktív oxigéngyök (egy olyan molekulaforma, amely egyetlen, nem párosított elektronnal rendelkezik, rövidítve: ROS) elnyelőkként is működnek.

Endogén antioxidáns sejtvédelmi rendszer

Az endogén antioxidáns sejtvédelmi rendszer egy hálózat, amely enzimatikus és nem enzimatikus molekulákból áll. Az enzimatikus antioxidánsokat elsődleges és másodlagos védelmi mechanizmusokra osztják. A szuperoxid-dizmutáz (SOD), a peroxidázok és a kataláz például elsődleges antioxidáns enzimek, amelyek kaszkád reakciókat katalizálnak a reaktív oxigéngyökök (ROS) stabilabb molekulákká, például H2O és O2 formájába történő átalakításához. Az elsődleges enzimeken kívül számos másodlagos enzim (glutation-reduktáz és glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz) nem neutralizálja közvetlenül a ROS-t, hanem együttműködik más endogén antioxidánsokkal, serkentve azok aktivitását. Nem enzimatikus antioxidáns aktivitások pedig:

• A-vitamin: különböző formái vannak; antioxidáns hatásuk a peroxilgyökökkel való kombinálódás képessége, mielőtt a peroxidációra terjednének a lipidekben.

• C-vitamin: A legfontosabb hidrofil antioxidáns, erős gátlója a lipid peroxidációnak. Képes szabad nitrogén oxid, szuperoxidgyök-anion, hidroxilgyök és reaktív oxigéngyök semlegesítésére. Ezen kívül segíti az alfa-tokoferol regenerációját.

• E-vitamin: Többféle izomert tartalmaz, például az alfa-tokoferol, amely a legelterjedtebb és legerősebb antioxidáns. Megállítja a lipid peroxidációt és véd a sejthártya lipid szerkezetének károsodásától.

• Szelén: Nyomokban található, de fontos szerepet játszik az állati és emberi anyagcserében. Nem közvetlenül hat a ROS-ra, hanem az antioxidáns enzimek (például a glutation-peroxidáz) fontos része.

• Cink: Szintén nyomokban található, és szintén nem közvetlenül támadja a ROS-t, hanem gátolja a képződésüket.

• Flavonoidok: Ezek természetes anyagok, amelyek gyümölcsökben, zöldségekben és gyógynövényekben találhatók. Főbb flavonoidok a flavonolok (quercetin), flavanolok (catechin), antociánok, izoflavonoidok. Ezek hatékony antioxidánsok, amelyek szabadgyököket semlegesítenek, a fémionok kelátjaiként működnek és elnyelik a reaktív oxigéngyököt.

• Fenolsavak: Két fő csoportra oszthatók, a hidroxikinaminsavakra (ferulinsav, p-kumarinsav) és a hidroxibenzoinsavakra (gálicsav, ellagsav). Ezek kiváló kelátképzők és ROS-szabadgyök semlegesítők, különösen hidroxil- és peroxilgyökök ellen.

• Q10 koenzim: Jelen van a sejtekben és a membránokban, fontos szerepet játszik a sejtes anyagcserében és a légzési láncban. Lipidperoxilgyökök semlegesítésére képes, és regenerálja az E-vitamint.

• Urinsav: Az urinsav egy nitrogéntartalmú nem-fehérje vegyület, amely megakadályozza az erythrocyták (vörösvérsejtek) szétesését és fontos szerepet játszik a reaktív oxigéngyök semlegesítésében.

• Glutation: A glutation egy organoszulfur vegyület, amely védelmet nyújt a sejteknek a szabadgyökökkel és más oxidatív károsodásokkal szemben. A glutation nem csak közvetlenül semlegesíti a ROS-t, hanem regenerálja a C-vitamint. Emellett a glutation egyike azoknak az endogén antioxidánsoknak, amelyek segítik a szervezetet a károsító hatások ellen.

Élelmiszerekhez adott antioxidánsok Az élelmiszerekhez gyakran szintetikus antioxidánsokat adnak, hogy azok kibírják a különböző élelmiszeripari eljárásokat. Ma már majdnem minden feldolgozott élelmiszer tartalmaz szintetikus antioxidánsokat, és azt állítják, biztonságosak, bár néhány tanulmány más eredményről számol be. A butil-hidroxitoluol (BHT) és a butil-hidroxianizol (BHA) a leggyakrabban használt szintetikus antioxidánsok.

Prooxidánsok

A prooxidánsok olyan vegyületek, amelyek az oxidatív stresszt indukálják ROS képződése révén vagy az antioxidáns rendszer gátlásával. Különböző vegyületek és behatások/tényezők rendelkezhetnek prooxidáns tulajdonságokkal, mint például gyógyszerek, redox-aktív fémek, peszticidek, fizikai aktivitás, mentális szorongás, patofiziológiai állapotok, környezeti tényezők (légszennyeződések és ionizáló és nem ionizáló sugárzás), vízdesztillációs termékek és antioxidánsok.

Antioxidánsok prooxidánsokká válása

Az antioxidánsok, amelyek reakcióba léphetnek molekuláris oxigénnel és redukálószerek lehetnek, prooxidánsként is viselkedhetnek. Legalább három tényező befolyásolhatja az antioxidáns működését, átalakítva azt prooxidánssá; ezek közé tartozik a fémionok jelenléte, az antioxidáns koncentrációja a sejt környezetében, és a redoxpotenciál.

A C-vitamin erőteljes antioxidáns, de dózisfüggően prooxidáns viselkedést is mutathat. Antioxidáns hatása érvényesül alacsony dózisban (30-100 mg/testtömeg kg), míg magas dózisban (1000 mg/testtömeg kg) prooxidáns hatású lehet. A C-vitamin prooxidáns hatása akkor is jelentkezik, amikor vas ionokkal reagál, Fe3+-t Fe2+-re redukálva, vagy rézzel, Cu2+-t Cu+-ra redukálva. A redukált átmeneti fémek pedig a Fenton reakción keresztül hidrogén-peroxidot redukálnak hidroxilgyökké. A C-vitamin és a trolox (E-vitamin vízoldható analógja) kiegészítése csökkentheti a szabadgyökök normál biológiai válaszát és olyan környezetet teremthet, amely érzékenyebb az oxidációra. Ezek az antioxidánsok enyhe oxidatív stresszt is kiválthatnak prooxidáns tulajdonságaik miatt. Az alfa-tokoferol ismerten erős antioxidáns és káros prooxidáns is magas koncentrációban. Reagálva a ROS-al, maga is szabadgyökké válik, és ha nincs elég C-vitamin a regenerációjához, reaktív állapotban marad. A béta-karotin prooxidáns aktivitása függ a biológiai membránokkal való interakciójától és olyan ko-antioxidánsok jelenlététől, mint a C-vitamin. Magas oxigéntartományban a béta-karotin elveszíti antioxidáns hatékonyságát. Egy szisztematikus áttekintés és metaanalízis a béta-karotin, A- és E-vitamin tartalmú kiegészítők hosszantartó használatát követő növekvő halálozási arányokról számolt be. Továbbá a flavonoidokról is leírták, hogy prooxidánsként viselkedhetnek olyan rendszerekben, amelyek átmeneti fémeket tartalmaznak. Például a kvercetin és a kaempferol DNS-károsodást és lipidperoxidációt okozhatnak átmeneti fém jelenlétében. A fenolok is bírhatnak prooxidáns hatással, különösen olyan rendszerben, amely redox-aktív fémeket tartalmaz. A vas vagy réz jelenléte katalizálja a redox-ciklust, és fenolgyököket hozhat létre, amelyek károsítják a lipideket és a DNS-t. Továbbá ismert tény, hogy a daganatok előfordulása növekedhet az antioxidáns tevékenység alatt, amely elősegíti a kóros sejtkörnyezetben lévő elődaganatsejtek túlélését.

Az antioxidánsok egészségre kifejtett hatásai

Az antioxidánsok intenzív vizsgálatai és marketingje ellenére az antioxidáns stratégiák hatékonysága kérdéses marad, mivel a kiegészítő vizsgálatok bizonytalan és gyakran kétértelmű eredményeket hoztak. Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézete szerint az antioxidánsok egészségügyi előnyeiről vizsgált adatok nagy része nem nyújt megbízható bizonyítékot, különféle kombinációkban való alkalmazásuk esetén sem. Az étrendi antioxidánsokkal kapcsolatos vita abból ered, hogy bizonyos körülmények között prooxidánsként is működhetnek. Ezenkívül szintetikus antioxidánsok bevitelének hatása összetett lehet, például csökkenthetik az endogén antioxidánsok szintézisét és befolyásolhatják a sejtjelátvitelt, így mérsékelve az testedzés előnyeit. Ezenfelül a szintetikus antioxidánsok napi bevitelének mennyisége további jelentős korlátot jelent, habár egyes tudósok és gyógyszeripari cégek nagyobb mennyiségű antioxidáns fogyasztását javasolják az oxidatív stressz elleni hatékony küzdelem érdekében. Az antioxidánsok szerepe a daganatképződésben ellentmondásos lehet; ugyan megelőzhetik a DNS oxidatív stresszét, de elősegíthetik a sérült sejtek túlélését, és ezzel hozzájárulhatnak a rák kifejlődéséhez. A Cochrane áttekintése azt mutatja, hogy az antioxidáns-kiegészítők hatékonyságára nincs egyértelmű bizonyíték a halálozási okok csökkentése terén. A béta-karotin és az E-vitamin esetében még a halálozás növekedését is kimutatták. Az antioxidáns-kiegészítőket óvatosan kell kezelni és (fél)megoldás lenne, ha gyógyszerként kerülnének a piacra, figyelembe véve az ajánlott napi beviteli értékeket és az esetleges kockázatokat.

Kell-e antioxidánst szedni?

Nos, itt kanyarodunk vissza a bevezetésben feltett kérdéshez: Az antioxidánsok károsak??? Még mindig nem lehet egy igennel vagy nemmel elintézni a választ, de azok az emberek, akik olyan gyümölcsöket és zöldségeket fogyasztanak, amelyek gazdagok antioxidánsokban, alacsonyabb kockázatnak vannak kitéve szív- és idegrendszeri betegségek szempontjából.

A bizonyítékok arra utalnak, hogy néhány zöldség- és gyümölcsfajta rendelkezik daganatellenes tulajdonságokkal. Ez azt sugallja, hogy a gyümölcsök és zöldségek más alkotói (flavonoidok), vagy az összetevők keveréke hozzájárulhat a javult szív- és érrendszeri egészséghez, valamint a csökkent rákos megbetegedés kockázatához, ahogyan azt azoknál az egyéneknél is tapasztalták, akik több ilyen élelmiszert fogyasztanak. Ugyanakkor a gyümölcsökben és zöldségekben gazdag étrendek öregedésgátló-szerként működnek. Eközben a szintetikus antioxidánsokkal történő kezelés legújabb epidemiológiai adatai azt mutatják, hogy az eredmények ellentmondásosak és akár félrevezetőek is lehetnek; bizonyultak toxikusnak, semlegesnek, sőt akár előnyösnek is. A szakszerű antioxidáns-kiegészítés végett alapvetően tudnunk kellene a szervezet saját antioxidáns-prooxidáns egyensúlyát, illetve szükséges volna azonosítani a célozni kívánt prooxidáns vegyületet és/vagy az oxidatív stressz folyamatot.

Következtetések

A kiegészítőkkel kapcsolatos vizsgálatok gyakran eredményeznek bizonytalan és néha ellentmondásos eredményeket. Az antioxidánsok-prooxidánsok és az oxidatív stressz kapcsolata összetett, amely a megelőző orvoslás egyik kulcsfontosságú területe. Annak ellenére, hogy a gyümölcsökben és zöldségekben található antioxidánsoknak pozitív hatásaik vannak, az antioxidáns-kiegészítőknél ezek sokkal kevésbé egyértelműek. Alapvetően nem feltétlenül szükséges antioxidáns-kiegészítést alkalmazni, hiszen azok toxikusak vagy negatív hatásúak is lehetnek. Fontos hangsúlyozni, hogy az antioxidánsok nem csupán egyetlen csoportba sorolhatók, és a hatásuk függ az adott vegyület típusától, mennyiségétől, valamint az egyén szervezetének sajátosságaitól. Ahogyan a kutatók azt kifejtették, valószínűleg fontosabb a szervezetben az enzimatikus antioxidáns védelmi rendszer aktiválása, mint az élelmiszereken vagy étrend-kiegészítőkön keresztül bevitt antioxidánsok alkalmazása. Mindeközben az egészséges életmódra való törekvés, a kiegyensúlyozott és változatos étrend, valamint az endogén védelmi mechanizmusok támogatása hozzájárulhatnak az optimális egészség fenntartásához és a krónikus betegségek kockázatának csökkentéséhez.

---

Forrás: Sotler R, Poljšak B, Dahmane R, Jukić T, Pavan Jukić D, Rotim C, Trebše P, Starc A. PROOXIDANT ACTIVITIES OF ANTIOXIDANTS AND THEIR IMPACT ON HEALTH. Acta Clin Croat. 2019 Dec;58(4):726-736. doi: 10.20471/acc.2019.58.04.20. PMID: 32595258; PMCID: PMC7314298.