Antioksidansi u prehrani i zdravlju

Hrana i zdravlje / Hranjive tvari prof. dr. sc.   Tea Bilušić nutricionistica  /  dr. sc.   Mladen Miloš izv. profesor  /  mr. sc.   Ani Radonić

Smatra se da su neke bolesti upravo rezultat neodgovarajućeg unosa antioksidacijskih nutrijenata iz hrane. Zato su antioksidansi važan dio prehrane.

Slobodni radikali

Možete li zamisliti život na zemlji bez kisika? Teško. Ipak, taj toliko potreban element skriva i svoju tamnu stranu kojoj suvremena znanost pridaje sve veći značaj. Kod aerobnih organizama, kakav je i čovjek, kisik se na kraju respiratornog lanca u mitohondrijima pretvara u vodu. Poznato je da su mitohondriji tvornice energije u našim stanicama bez kojih ne bi bio moguć metabolizam. Međutim, sastavni dio našega metabolizma je i tvorba tzv. slobodnih radikala. To je zajednički naziv za bilo koju tvar sposobnu za samostalno postojanje, ali koja sadrži jedan ili više nesparenih elektrona. Radikali su stoga izrazito reaktivni kemijski oblici budući se nespareni elektroni nastoje spariti tvoreći stabilne elektronske veze.

Jedan od najštetnijih iz ove skupine kemijskih oblika je superoksid radikal (O2-) za kojeg se često koristi i naziv reaktivni oblik kisika, a koji svojim štetnim djelovanjem izaziva oksidacijska oštećenja stanica i tkiva. Njegovo stvaranje u mitohondrijskom respiratornom lancu događa se kontinuirano tijekom aerobnog metabolizma (potreban kisik), tako da je ustanovljeno da 1 - 2 posto od ukupnog broja elektrona koji prolaze respiratornim lancem nikad ne stigne do kraja nego stvaraju superoksid radikal. Osim u mitohodrijima, ovaj radikal može nastati i kao posljedica djelovanja imunološkog sistema organizma, preciznije leukocita koji u okružju mikroorganizama ili nekih drugih patogena započinju proizvodnju velikog broja superoksida. Postoje, naravno, i vanjski izvori ovog štetnog radikala od kojih su najvažniji dim cigarete i zagađivači iz okoliša.

Uz superoksid radikal, po svojoj se reaktivnosti i štetnosti izdvaja i hidroksi radikal (OH-). To je najreaktivniji radikal kisika u kemiji. Napada sve biološke molekule čim dođe u kontakt s njima (lipide, proteine, DNA). Razarajući građevne elemente DNA izaziva mutacije čije nakupljanje u organizmu, prema nekim znanstvenim teorijama, uzrokuje mnoga degenerativna oboljenja (srčana oboljenja, rak, Alzheimerova i Parkinsonova bolest). Postoji i teorija prema kojoj je proces starenja upravo posljedica djelovanja slobodnih radikala.

Protuteža - antioksidacijski obrambeni sustavi 

Tvari koje djeluju na način da štite stanice od oksidacijskog djelovanja slobodnih radikala (npr. vitamin E, vitamin C, beta-karoten i selen) nazivaju se antioksidansi. Oni mogu biti enzimatske ili neenzimatske prirode. Ljudski organizam raspolaže s tri najznačajnija enzimatska antioksidacijska obrambena sustava: superoksid dismutaza (SOD), katalaza i glutation peroksidaza. Pojednostavljeno rečeno, svi oni djeluju na način da održavaju ravnotežu prooksidans/antioksidans u organizmu, sprječavajući tako nastanak degenerativnih oboljenja za koja se smatra da su povezana s njihovim štetnim djelovanjem.

Čini se da ljudski organizam ima upravo dovoljan antioksidacijski mehanizam obrane u svrhu uravnoteženja normalnog odnosa prooksidans/antioksidans. Priroda te ravnoteže još uvijek nije sasvim razjašnjena. Neravnoteža između njih i nivoa sistema antioksidacijske obrane izaziva oksidacijski stres. Većina stanica sposobna je tolerirati blagu neravnotežu zbog već spomenutih reparacijskih sistema koji prepoznaju i uklanjaju oksidacijska oštećenja molekula. Stanice su sposobne povećati antioksidacijsku obranu u svom odgovoru na stres. Taj sistem obrane uvjetovan je dobrim dijelom i primjerenom prehranom, tako da nepravilan režim prehrane može dovesti do oksidacijskog stresa. Smatra se da su neke bolesti upravo rezultat neodgovarajućeg unosa antioksidacijskih nutrijenata iz hrane.

I metabolizam različitih lijekova i toksina također može dovesti do oksidacijskog stresa. Neki se lijekovi u organizmu pretvaraju u slobodne radikale uslijed djelovanja sistema enzima citokroma P450. Neodgovarajući unos antioksidacijskih nutrijenata može povećati oštećenja od lijekova, toksina i zagađivača iz okoliša.

U slučaju kada je organizam izložen akutnom oksidacijskom stresu slobodni radikali su sposobni prouzročiti mnoga oštećenja direktnim ili indirektnim napadom na već spomenute biološke molekule.

Upravo kao i u ljudskom organizmu, proces oksidacije nepoželjna je pojava i u hrani, posebno onoj životinjskog podrijetla. U tom smislu je izuzetno povećan interes prehrambene industrije za antioksidansima, posebno onima iz prirodnih izvora. Voće i povrće njihov su primarni izvor, najviše karotenoida i vitamina C.

Prirodni ili sintetski - je li svejedno?

Koja je osnovna razlika između prirodnih i sintetskih antioksidansa? Pojam "sintetski" odnosi se na tvari koje su stvorene kemijskim putem, dok "prirodni" znači da su dobiveni prirodnim putem iz različitih biljnih ili životinjskih izvora. Najkorisnijji su oni antioksidansi koji su topivi u mastima i uljima, bez boje, okusa i mirisa, netoksični i djelotvorni u malim koncentracijama. Njihova komercijalna uporaba započela je prije nekih četrdesetak godina. Potrebno je naglasiti da su težnje suvremenih potrošača sve više usmjerene na prirodnu, funkcionalnu prehranu koja je ujedno i najbolji izvor prirodnih antioksidansa. Važno je ne zaboraviti da antioksidansi ne mogu djelovati na već započeti proces oksidacije u namirnicama niti ga mogu u potpunosti spriječiti. Oni ga svojim djelovanjem mogu jedino odgoditi, čime produžuju rok trajnosti prehrambenih proizvoda.

Sintetski antioksidansi

Nakon pojave sintetskih antioksidansa u prehrambenoj industriji često se nametalo pitanje njihove sigurnosti po zdravlje čovjeka. Po svojoj kemijskoj prirodi antioksidansi su uglavnom aromatski spojevi fenolne prirode. U grupu sintetskih antioksidansa ubrajaju se BHT-E321 (butilhidroksi toluen), BHA-E320 (butilhidroksi anizol), PG-E 310 (propil galat) te TBHQ (tercijarni butilhidrokvinon).

BHA je bijela tvar, vrlo je lipofilan i netopiv u vodi. Koristi se u žitaricama, životinjskim mastima, biljnim uljima, krumpirima, suhim kvascima, žvakačim gumama, kobasicama...

TBHQ je smeđi puder, najdjelotvorniji je za većinu masti i ulja, koristi se za stabilizaciju visoko nezasićenih biljnih ulja.

Propil galat je bijeli kristalični puder, dobro funkcionira kod stabilizacije životinjskih masti i biljnih ulja, ali nije preporučljiv kod prženja pri temperaturama većim od 190 ·C zato što veže ione željeza.

BHT je bijela kristalična tvar, slična BHA s kojim pokazuje dobar sinergizam. Godine 1977. FDA (Nacionalna agencija za prehranu u SAD) predložila je skidanje BHT s liste tvari prepoznatih kao zdrave (GRAS) zbog sumnji u njegovu štetnost. Ipak, taj prijedlog nikada nije bio realiziran tako da je BHT još i danas u uporabi u SAD-u. Također, prema rezultatima nekih istraživanja, i BHA je poslije okarakteriziran kao karcinogen, tako da je i njegova daljnja uporaba u prehrambenoj industriji postala upitna.

Te rasprave o štetnom djelovanju sintetskih antioksidansa bile su povod za sve većom potrebom za njihovom prirodnom zamjenom.

Prirodni antioksidansi i njihovi izvori

Ne mora značiti da su spojevi s antioksidacijskim svojstvima dobiveni iz prirodnih izvora nužno sigurni po zdravlje čovjeka. Svaki novoidentificirani spoj koji pokazuje antioksidacijska svojstva mora podlijegati strogim toksikološkim testovima prije nego što se dozvoli njegova uporaba.

Ekstrakti iz prirodnog biljnog materijala (voća, povrća, aromatskog i začinskog bilja) uglavnom su bogat izvor tokoferola (vitamina E), vitamina C, karotenoida te flavonoida (grupe polifenolnih spojeva s izraženim antioksidacijskim potencijalima). Voće i povrće poznati su kao bogat izvor vitamina C i karotenoida. Začini poput klinčića, cimeta, kadulje, ružmarina i origana pokazuju visoka antioksidacijska svojstva, najviše zbog prisustva fenolne grupe spojeva. U novije vrijeme se sve više ističe i značaj ekstrakta čaja koji je izuzetno bogat flavonoidima.

Tokoferoli se javljaju u biljnim uljima, a a-tokoferol prepoznat je kao glavni "čistač" slobodnih radikala (često poznat i kao vitamin E). Vitamin E je najzastupljeniji u mastima topiv antioksidans u organizmu. Uključen je u strukturu različitih lipoproteinskih čestica, gdje je zadužen za zaštitu LDL-a (lipoprotein male gustoće) od oksidacije, čime sprječava nastanak ateroskleroze.

Vitamin C je najvažniji u vodi topivi antioksidans u organizmu koji štiti lipoproteine od oksidacije hvatajući slobodne radikale. U posljednje se vrijeme mnogo raspravlja o mogućnosti njegovog štetnog djelovanja, jer je poznato da se u prisutnosti slobodnih iona željeza počinje ponašati kao prooksidans stvarajući nepoželjan fero oblik iona željeza (Fe2+) koji je glavni katalizator procesa oksidacije. Usprkos tome, vitamin C ima brojne biološke funkcije u organizmu i mnoga su istraživanja potvrdila da upravo on predstavlja prvu liniju antioksidacijske obrane u plazmi od različitih oblika slobodnih radikala i što je pomalo iznenađujuće štiti LDL od oksidacije čak bolje od vitamina E. Uglavnom se nalazi u voću i povrću.

Karotenoidi su grupa spojeva prilično rasprostranjenih u prirodi koje nalazimo u biljkama, voću i povrću. Poznato ih je do sada preko 600, od kojih se najviše spominje β-karoten (provitamin vitamina A) prepoznat kao antikancerogen. On je najzastupljeniji karotenoid u serumu i najviše ga ima u mrkvi, narančama, žutom voću i zelenom lisnatom povrću. Važan je za normalnu funkciju makrofaga i limfocita (stanica obrambenog sustava organizma) te u sprječavanju oštećenja uzrokovanih djelovanjem sunčevog svjetla kao i prevenciji raka kože.

Flavonoidi su u prirodi prisutni polifenolni spojevi koji su svrstani prema svojoj kemijskoj strukturi. Identificirano ih je preko 4000 i većina se nalazi u voću, povrću te napitcima poput čaja, piva, vina, kave i voćnih sokova. Kad je otkriveno njihovo korisno djelovanje na zdravlje čovjeka (antialergijsko, protuupalno, antioksidacijsko), zavladalo je veliko zanimanje za ovom kompleksnom grupom spojeva. Kapacitet njihovog antioksidacijskog potencijala uvjetovan je prije svega njihovom molekularnom strukturom.

Preporučene dnevne doze

Kako je već rečeno, postoje dvije grupe antioksidansa koje su važne u organizmu (in vivo): antioksidansi sintetizirani i kontrolirani endogeno (enzimi i proteini kao i drugi produkti metabolizma) i antioksidansi iz hrane. Premda su do sada provedene mnoge studije u cilju određivanja preporučene dnevne doze antioksidansa iz hrane, na ovom području postoje još uvijek brojna neslaganja.
 

Preporučene dnevne doze:

  • vitamin C:
    • 90 mg dnevno muškarci
    • 75 mg dnevno žene
  • vitamin E (prirodni ili d a-tokoferol) - 15 mg dnevno ili 22 IU (internacionalne jedinice) za muškarce i žene
  • beta-karoten - 15 mg dnevno
  • flavonoidni spojevi - nije određena preporučena dnevna doza; unos ovisi o konzumaciji voća i povrća te stoga može bitno varirati
Datum objave članka: 1. 10. 2002.