Kako izbjeći oksidacijski stres

Hrana i zdravlje / Prehrambene preporuke prof. dr. sc.   Tea Bilušić nutricionistica

Većina stanica sposobna je tolerirati blagu neravnotežu zahvaljujući antioksidacijskom obrambenom sustavu, koji je poprilično uvjetovan i primjerenom prehranom

Slobodni radikali

Život na zemlji bez kisika teško je zamisliti. Ipak, taj toliko potreban element skriva i jednu tamnu stranu kojoj suvremena znanost pridaje sve veće značenje.

Kod aerobnih organizama, kakav je i naš, kisik se na kraju respiratornog lanca u mitohondrijima pretvara u vodu. Mitohondriji su tvornice energije u našim stanicama bez kojih ne bi bio moguć metabolizam. No, sastavni dio našega metabolizma je i stvaranje tzv. slobodnih radikala, što 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 s obzirom na to da nespareni elektroni nastoje spariti tvoreći stabilne elektronske veze.

Jedan od najštetnijih iz ove skupine kemijskih oblika je superoksid radikal (O2). Za njega se često koristi i naziv reaktivni oblik kisika, koji svojim štetnim djelovanjem izaziva oksidacijska oštećenja stanica i tkiva. U mitohondrijskom respiratornom lancu stvara se kontinuirano tijekom aerobnog metabolizma (potreban kisik), pa je utvrđeno da 1 do 2 posto ukupnog broja elektrona koji prolaze respiratornim lancem nikad ne stigne do kraja nego stvara superoksid radikal. Taj radikal može nastati i kao posljedica djelovanja imunološkog sustava, preciznije leukocita koji u okružju mikroorganizama ili nekih drugih patogena počinju proizvodnju velikog broja superoksida. Postoje, naravno, i vanjski izvori toga štetnog radikala, od kojih su najvažniji dim cigarete i zagađivači iz okoliša.

Uz superoksid radikal, po reaktivnosti i štetnosti izdvaja se hidroksi radikal (OH), 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 teorija prema kojoj je proces starenja upravo posljedica djelovanja slobodnih radikala.

Protuteža - antioksidacijski obrambeni sustavi

Tvari koje štite stanice od oksidacijskog djelovanja slobodnih radikala (npr. vitamin E, vitamin C, beta-karoten i selen) nazivaju se antioksidansi. Postoje dvije grupe antioksidansa koje su važne u organizmu (in vivo): antioksidansi sintetizirani i kontrolirani endogeno (enzimi, proteini i drugi produkti metabolizma) te antioksidansi iz hrane. Drugim riječima mogu biti enzimatske ili neenzimatske prirode. Premda su provedene mnoge studije čiji je cilj bio odrediti preporučenu dnevnu dozu antioksidansa iz hrane, još uvijek na tom području postoje brojna neslaganja.

Ljudski organizam raspolaže s tri najznačajnija enzimatska antioksidacijska obrambena sustava, a to su superoksid dismutaza (SOD), katalaza i glutation peroksidaza. Svi oni djeluju tako što održavaju ravnotežu između prooksidansa i antioksidansa u organizmu, sprječavajući tako nastanak degenerativnih oboljenja za koja se smatra da su povezana s njihovim štetnim djelovanjem. Čini se da ljudski organizam raspolaže antioksidacijskim mehanizmom obrane, koji djeluje tako da uravnotežuje odnos prooksidansa i antioksidansa. Priroda te ravnoteže još nije posve razjašnjena.

Neravnoteža između njih i razine sustava antioksidacijske obrane izaziva oksidacijski stres. Većina stanica sposobna je tolerirati blagu neravnotežu zahvaljujući spomenutom reparacijskom sustavu koji prepoznaje i uklanja oksidacijska oštećenja molekula, odnosno stanice su, što je njihov odgovor na stres, sposobne povećati antioksidacijsku obranu.

Sustav obrane poprilično je uvjetovan i primjerenom prehranom, tako da nepravilan režim prehrane može dovesti do oksidacijskog stresa. Neke bolesti upravo su rezultat neodgovarajućeg unosa antioksidacijskih nutrijenata iz hrane. 

Do oksidacijskog stresa može dovesti i metabolizam različitih lijekova i toksina. Neki se lijekovi, naime, zbog djelovanja sustava enzima citokroma P450 u organizmu pretvaraju u slobodne radikale. Neodgovarajući unos antioksidacijskih nutrijenata može povećati oštećenja izazvana lijekovima, toksinima i zagađivačima iz okoliša.

Kad je organizam izložen akutnom oksidacijskom stresu, slobodni radikali sposobni su prouzročiti mnoga oštećenja direktnim ili indirektnim napadom na spomenute biološke molekule.

Proces oksidacije nepoželjna je pojava i u hrani, prije svega onoj životinjskog podrijetla. Stoga jača zanimanje prehrambene industrije za antioksidansima, osobito onima iz prirodnih izvora. Voće i povrće njihov su primarni izvor, a najbogatiji su karotenoidima i vitaminom C.

Postoje dvije grupe antioksidansa koje su važne u organizmu (in vivo): antioksidansi sintetizirani i kontrolirani endogeno (enzimi, proteini i drugi produkti metabolizma) te antioksidansi iz hrane. Premda su provedene mnoge studije čiji je cilj bio odrediti preporučenu dnevnu dozu antioksidansa iz hrane, još uvijek na tom području postoje brojna neslaganja.

Prirodni ili sintetski - je li svejedno?

Koja je osnovna razlika između prirodnih i sintetskih antioksidansa? Sintetski su stvoreni kemijski, a prirodni dobiveni prirodnim putem iz različitih biljnih ili životinjskih izvora. Najkorisniji su antioksidansi topivi u mastima i uljima, bez boje, okusa i mirisa, netoksični i djelotvorni u malim koncentracijama. Njihova komercijalna uporaba počela je prije četrdesetak godina.

Suvremeni potrošači sve su više usmjereni na prirodnu, funkcionalnu prehranu koja je ujedno najbolji izvor prirodnih antioksidansa. Valja imati na umu da antioksidansi ne mogu djelovati na već započeti proces oksidacije u namirnicama, niti ga mogu u potpunosti spriječiti. Mogu ga jedino odgoditi, čime produljuju rok trajanja prehrambenih proizvoda.


Sintetski antioksidansi

Nakon pojave sintetskih antioksidansa u prehrambenoj industriji, često se raspravljalo o njihovoj sigurnosti po ljudsko zdravlje. Po 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 lipofilna i netopiva u vodi. Koristi se u žitaricama, životinjskim mastima, biljnim uljima, krumpiru, suhim kvascima, žvakaćim gumama, kobasicama…

TBHQ je smeđi puder, najdjelotvorniji za većinu masti i ulja, a 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 jer veže ione željeza.

BHT je bijela kristalična tvar, slična BHA, s kojim pokazuje dobar sinergizam. Godine 1977. FDA (Nacionalna agencija za prehranu u SAD) je predložio skidanje BHT s liste tvari prepoznatih kao zdrave (GRAS) zbog sumnji u njegovu štetnost. Ipak, taj prijedlog nikad nije realiziran, pa je BHT i danas u uporabi u SAD-u. I BHA je poslije, prema rezultatima nekih istraživanja, okarakteriziran kao karcinogen i njegova je daljnja uporaba u prehrambenoj industriji postala upitna.
Rasprave o štetnom djelovanju sintetskih antioksidansa potaknule su veću potrebu za njihovom prirodnom zamjenom.


Prirodni antioksidansi i njihovi izvori

Ne mora značiti da su spojevi koji posjeduju antioksidacijska svojstva dobivena iz prirodnih izvora nužno sigurni po ljudsko zdravlje. Prije nego što se dopusti uporaba novog spoja s antioksidacijskim svojstvima, on mora proći stroge toksikološke testove.

Ekstrakti iz prirodnoga 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 prisutnosti fenolne grupe spojeva. U posljednje vrijeme sve se više ističe značenje ekstrakta čaja, koji je izuzetno bogat flavonoidima.

Tokoferoli se javljaju u biljnim uljima, a α-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 (lipoproteina male gustoće) od oksidacije, čime sprječava nastanak ateroskleroze.

Vitamin C najvažniji je u vodi topivi antioksidans u organizmu koji štiti lipoproteine od oksidacije hvatajući slobodne radikale. U posljednje vrijeme mnogo se raspravlja o mogućnosti njegova 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. Unatoč 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 i nalazimo ih u biljkama, voću i povrću. Dosad ih je poznato više od 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), u sprječavanju oštećenja uzrokovanih djelovanjem sunčeva svjetla te u prevenciji raka kože.

Flavonoidi su u prirodi prisutni polifenolni spojevi, koji su svrstani prema svojoj kemijskoj strukturi. Identificirano ih je više od 4000 i većina se nalazi u voću, povrću te napitcima poput čaja, piva, vina, kave i voćnih sokova. Nakon što je otkriveno njihovo korisno djelovanje na zdravlje (antialergijsko, protuupalno, antioksidacijsko), zavladalo je veliko zanimanje za tom kompleksnom grupom spojeva. Najpoznatiji spojevi predstavnici ove kemijske grupacije su: kvercetin, ksantohumol, izoksantohumol, genistein, halkonaringenin, narigenin. Kapacitet njihova antioksidacijskog potencijala uvjetovan je prije svega njihovom molekularnom strukturom.


Preporučene dnevne doze prirodnih antioksidansa:

Izvor

Preporučena dnevna doza

vitamin C

90 mg dnevno muškarci
75 mg dnevno žene

vitamin E (prirodni ili α-tokoferol)15 mg dnevno ili 22 IU (internacionalne jedinice) za muškarce i žene
beta-karoten15 mg dnevno
flavonoidni spojevinije određena preporučena dnevna doza; unos ovisi o konzumaciji voća i povrća te stoga može bitno varirati
Datum objave članka: 1. 12. 2007.