Wybrane teorie starzenia

się człowieka – wolne

rodniki

Dr n. med. Beata Piórecka

Postępująca

niewydolność molekularnych

mechanizmów chroniących przed

wolnymi rodnikami

powstającymi stale w komórkach organizmu to

potencjalny czynnik przyśpieszający starzenie się

organizmu człowieka.

Wolne rodniki

to atomy lub cząsteczki zdolne do

samodzielnego istnienia, mające jeden lub więcej

niesparowanych elektronów.

Dzięki temu rodniki są nietrwałe i bardzo aktywne

chemicznie.

W organizmach żywych mogą one powstawać w

reakcjach enzymatycznych lub spontanicznie.

Czym są wolne rodniki ?

Powstają one w procesie oksydacji - utleniania, w wyniku którego

organizm uzyskuje energię zawartą w pokarmach. Są produktem
ubocznym przemian tlenowych i wszystkie w swoim składzie
zawierają tlen.
Występuje tu tzw. "paradoks tlenowy" polegający na tym, że ten
sam tlen, który jest niezbędny do życia w chwili, gdy wnika do
organizmu wytwarza produkty swego metabolizmu - wolne rodniki,
które są poważnym zagrożeniem dla zdrowia.

Wolne rodniki tlenowe - oksydanty (utleniacze)

są cząstkami o bardzo dużym ładunku energii. Energię tę oddają
otoczeniu wchodząc z nim w reakcje chemiczne. Wysoki potencjał
energetyczny utleniaczy pozwala im błyskawicznie wiązać się z
tkankami i komórkami ciała, co powoduje uszkodzenia.
Taka sytuacja zwana jest

stresem oksydacyjnym.

BP

BP

Najczęściej występującymi wolnymi rodnikami w organizmach

żywych są reaktywne formy tlenu, czyli:
• tlen singletowy,
• ozon,
• rodnik wodoronadtlenkowy,
• anionorodnik ponadtlenkowy,
• rodnik hydroksylowy (

grupa wodorotlenowa (-OH)

.

Wolnorodnikowa teoria starzenia się

opiera się na sprawności

reakcji łańcucha oddechowego.

Z wiekiem jego sprawność jest coraz niższa, czego skutkiem jest

wzmożona produkcja anionorodników ponadtlenkowych •O

2

-

,

które same inicjują łańcuch reakcji wolnorodnikowych lub z

których to powstają rodniki hydroksylowe. W wyniku reakcji

wolnorodnikowych ze związkami organicznymi powstają związki

chemiczne o nieznanej strukturze i własnościach

biochemicznych, które mogą być przyczyną powstania wielu

patologii.

Człowiek w ciągu doby zużywa ok. 350 litrów tlenu. W
warunkach fizjologicznych wykorzystuje ok. 98 %
komórkowego tlenu w mitochondriach - komórkowych
elektrowniach w łańcuchu oddechowym.
Pozostałe 1 - 2 % tlenu jest redukowane do rodnika
nadtlenkowego lub nadtlenku wodoru. Jeśli założymy, że
jest to tylko 1 %, to w ciągu roku produkujemy ok. 2 kg
wolnych rodników. Do tego należy dodać stałą produkcję
wolnych rodników, powstającą w trakcie detoksykacji
różnych zanieczyszczeń chemicznych, leków oraz innych
endogennych produktów rozpadu.
Obliczono, że u 20-latka każda komórka ciała codziennie
narażona jest na ok. 100.000 "uderzeń" wolnych
rodników. Ilość ta rośnie w miarę upływu lat.

Warto też wiedzieć, że jeden „dymek z papierosa”
zawiera 1015 wolnych rodników.

BP

BP

Zdrowy organizm wytwarza wolne rodniki tlenowe celowo w niewielkich
ilościach fizjologicznych. Są one niezbędne w mikroskali działania
pojedynczych komórek odpornościowych. Makrofagi, fagocyty, neutrofile
dobrze kontrolują posiadane w swym wnętrzu utleniacze i używają
celowo do niszczenia chorobotwórczych wirusów, bakterii, grzybów, itp.

Inne źródła „ wewnątrzpochodnych” oksydantów:

-

lokalne stany i odczyny zapalne,

-

choroby infekcyjne,

-

przewlekłe choroby zapalne,

-

procesy detoksykacji i samooczyszczania się z odpadów metabolizmu
komórkowego.

Choroby, a szczególnie towarzyszący im stan zapalny zaburzają

komórkowe spalanie tlenu, co powoduje intensywne wytwarzanie
niszczących tkanki wolnych rodników tlenowych typu: O

2

, H

2

O

2

, OH.

Wszystkie te rodniki niszczą tkanki ustroju, w tym struktury komórkowe
i tkankowe - fosfolipidy, białka, tłuszcze, kwasy nukleinowe (DNA).

Stres

oksydacyjny

powoduje nadmierne „zużycie się” fizjologicznego zasobu

antyoksydantów i niewydolność mechanizmów osłonowych.

BP

BP

Czynniki „zewnatrzpochodne” zwiększające
wytwarzanie wolnych rodników:

• zanieczyszczenie środowiska, tj. wody, gleby,
powietrza,

• palenie tytoniu,

• promieniowanie RTG,

• nadmierna ekspozycja na działanie promieni UV,

• napromieniowanie przez ekrany monitorów,
telewizorów, kuchenki mikrofalowe, itp.

• produkty spożywcze zawierające pestycydy, herbicydy,
chemiczne konserwanty, metale ciężkie itp.,

• kosmetyki i leki zawierające substancje szkodliwe dla
zdrowia, np.: glin (Al) w kosmetykach przeciwpotowych,
lekach przeciw nadkwasocie żołądka,

• stresy,

• procesy neutralizowania dużej ilości toksyn w
wątrobie

.

BP

BP

Wolne rodniki tworzą się w wielu produktach spożywczych jak

: wyroby

cukiernicze o długich terminach przydatności do spożycia, produkty
mięsne i roślinne. Dotyczy to szczególnie tłuszczów zawierających
wielonienasycone kwasy tłuszczowe, które bardzo łatwo ulegają
utlenieniu. Najwięcej tych kwasów zawiera olej kukurydziany i
słonecznikowy a najmniej oliwa z oliwek i olej lniany. W produktach
smażonych lub długo przechowywanych, tłuszcze ulegają szybkiemu
utlenieniu i pokarmy te zawierają bardzo dużo wolnych rodników.

Reguły:

•

Im dłużej dany produkt poddany obróbce przemysłowej; tym ma
więcej wolnych rodników.

•

im więcej zastosowano "polepszaczy", stabilizatorów, wypełniaczy,
sztucznych barwników, konserwantów, tym większe nasycenie
wolnymi rodnikami.

•

Im dłuższa data ważności tym więcej rodników.

•

Im dłużej smażysz, pieczesz, przechowujesz, gotujesz tym bardziej
utleniasz, generujesz wolne rodniki i produkty utleniania.

BP

BP

Wpływ wolnych rodników na zdrowie

• uszkadzają białka - gwałtowne starzenie się komórki.

• uszkadzają DNA komórki, co powoduje zmiany w strukturze
kodu DNA (mutacje).

BP

BP

Układ immunologiczny:

Podatność na infekcje i stany zapalne, chroniczne infekcje
wirusowe i grzybice, zaburzenia układu odpornościowego, alergie

Przemiana materii:

Cukrzyca z uszkodzeniami występującymi w jej następstwie,
zaburzenia w przemianie tłuszczów-miażdżyca naczyń, otyłość

Serce-układ krążenia:

Nadciśnienie, arterioskleroza, schorzenia naczyń wieńcowych,
zaburzenia rytmu serca

Skóra:

Łuszczyca, egzemy, zaburzenia w wytwarzaniu pigmentu i jego
rozmieszczeniu

Układ nerwowy:

Choroby neurodegeneracyjne (ch. Parkinsona i ch. Alzhaimera)

Oczy

: zaćma starcza, zwyrodnienie plamki żółtej (AMD)

BP

BP

W homeostazie ustroju, czyli w systemie samoregulacji
służącym zachowaniu równowagi pomiędzy różnymi funkcjami
organizmu działanie wolnych rodników tlenowych jest
równoważone przez

antyoksydanty (przeciwutleniacze,

antyutleniacze).

Przeciwutleniacze

to substancje, które występując w organizmie

w dość niskich stężeniach znacząco hamują stopień utleniania
(oksydacji) cząsteczek tkanek i komórek ciała.

Osłony antyoksydacyjne możemy podzielić na:

-

fizjologiczne, które organizm wytwarza i regeneruje w
procesach metabolicznych (np. enzymy antyoksydacyjne) oraz

-

związki i substancje codziennie czerpane z diety – witaminy,
substancje roślinne, itp.

BP

BP

Działanie Antyoksydantów:

• Opóźniają proces starzenia.

• Zmniejszają ryzyko miażdżycy.

• Chronią przed chorobą niedokrwienną serca.

• Zmniejszają ryzyko choroby nowotworowej.

• Ułatwiają organizmowi detoksykację kancerogenów.

• Spowalniają przebieg choroby Alzheimera.

• Chronią oczy przed degradacją plamki żółtej (AMD) oraz
schorzeniami powodującymi utratę wzroku - zaćma,
degeneracja siatkówki.

• Pomagają chronić organizm przed niszczącym procesem
wywołanym paleniem papierosów.

• Przeciwdziałają przewlekłemu skurczowi zapalnemu oskrzeli
- astma, zapalenie oskrzeli, rozedma.

• Chronią organizm przed zanieczyszczeniami środowiska.

BP

BP

W organizmie istnieją skuteczne systemy ochrony przed
działaniem wolnych rodników.

Głównie są to:

układy enzymatyczne

, do których należą:

-dysmutaza ponadtlenkowa,

- katalaza,

- peroksydaza glutationowa,

- reduktaza glutationowa,

- dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa;

układy nieenzymatyczne

:

- kompleksy jonów metali grup przejściowych (miedzi,
żelaza i manganu);
- antyoxydanty zwane „zmiataczami wolnych
rodników”, takie jak: tokoferol, glutation, kwas
askorbinowy, karoten, bilirubina, kwas moczowy,
melatonina, glukoza i mannitol.

BP

BP

Najbardziej znane naturalne przeciwutleniacze w żywności to

:

-witamina E,

- witamina C,

- ß-karoten oraz

- wybrane składniki mineralne: cynk, magnez, selen, miedź.

Najnowsze badania wykazały, że warzywa i owoce zawierają
oprócz nich inne substancje, które też przyczyniają się do
wzmacniania zdolności przeciwutleniających organizmu i są to
np.:

• flawonoidy (naturalne barwniki) oraz inne związki fenolowe

.

Udowodniono, że przeciwutleniacze wspomagają się nawzajem,
na przykład bioflawonoidy wzmagają działanie witaminy C i
powstrzymują jej rozkład.

BP

BP

Witamina E

jest uogólnioną nazwą dla wszystkich związków,

które wykazują biologiczną aktywność α-tokoferolu. Jest
umiejscowiona głównie w błonach komórkowych lub w
cząsteczkach lipoprotein, gdzie chroni przed uszkodzeniami przy
utlenianiu poprzez neutralizowanie wolnych rodników.
α-tokoferol jest prawdopodobnie jednym z najbardziej
skutecznych przeciwutleniaczy fazy lipidowej.

Witamina E mogłaby teoretycznie być pomocna tam gdzie
utlenianie i tworzenie wolnych rodników są procesami
inicjującymi procesy chorobowe, takie jak zaćma, degeneracja
siatkówki i powstawanie nowotworów.

W kontrolowanym badaniu klinicznym z użyciem placebo Polyp
Prevention Study, nie udało się wykazać, że uzupełnienie diety
zarówno w kwas askorbinowy, jak i witaminę E redukowało
wystąpienie gruczolakoraków okrężnicy u osób, u których
wcześniej występowały polipy okrężnicy. Uzupełnienie witaminy
E nie wpłynęło na zmniejszenie występowania raka płuca u
palących mężczyzn i też nie ma wpływu na zachorowalność na
raka piersi.

BP

BP

Tabela 1. Zawartość witaminy E w wybranych produktach

żywnościowych.

Produkt

Wit. E (mg)/100 g

Jako ekwiwalent

alfa-tokoferolu

Ojej z kiełków pszenicy

Olej kukurydziany

Olej słonecznikowy

Olej sojowy

Olej rzepakowy uniwersalny

Margaryny kubkowe

Kiełki pszenicy

Pietruszka natka

Masło extra

Kapusta włoska

110-133

14,30
46,71
12,58
26,73

30-40

27

3,16
2,52

2,0

BP

BP

Witamina A

jest rozpuszczalna w tłuszczach i odgrywa ważną

rolę w różnicowaniu komórkowym i strukturalnej integralności
komórek nabłonkowych.

Karotenoidy

jako prekursorzy witaminy A z pożywienia,

posiadają własne właściwości przeciwutleniające.

Wykazano, że zwiększone przyjmowanie β-karotenu przez
kobiety po menopauzie było wiązane ze znacznym spadkiem
zachorowania na raka żołądka.

Inni badacze wykazali, że przyjmowanie wit. A > 10 000
IU/dzień zmniejsza ryzyko zachorowania na raka piersi
związane z wiekiem.

Podawanie β-karotenu nie zmniejszało ryzyka nowotworów
złośliwych, chorób sercowo-naczyniowych lub śmiertelności
całkowitej (badanie Physicians’ Health Study). Również nie
wykazano zapobiegającego wpływu β-karotenu na
zachorowalność na raka jelita grubego.

BP

BP

BP

BP

Kwas askorbinowy (witamina C)

jest jednym z najważniejszych

naturalnych przeciwutleniaczy. Znajduje się zarówno w płynach
pozakomórkowych, jak i wewnątrz komórek. Bierze udział w
unieczynnianiu takich cząsteczek jak: anionorodnik
ponadtlenkowy, nadtlenek wodoru, rodnik hydroksylowy,
rodników nadtlenkowych. Zabezpiecza lipidy lipoprotein i błon
komórkowych przed atakiem wolnych rodników.

Kwas askorbinowy w niskich stężeniach działa jak prooksydant,
w wysokich natomiast jak antyutleniacz.

Badania prospektywne, oceniające wpływ spożywanej z
pokarmem witaminy C na zachorowalność na chorobę
nowotworową wykazały, że diety ubogie w kwas askorbinowy
mogą wiązać się ze zwiększeniem ryzyka rozwoju raka szyjki
macicy i raka nabłonka górnych dróg oddechowych.

Pożywienie jest preferowanym źródłem kwasu askorbinowego.

BP

BP

Tabela 3. Zawartość witaminy C w wybranych produktach żywnościowych.

BP

BP

Kwas foliowy (witamina B9)

jest substancją która reguluje wzrost

i funkcjonowanie wszystkich komórek organizmu, przy czym jego
podstawowym zadaniem jest wpływ na rozwój i funkcjonowanie
systemu nerwowego i mózgu.

Kwas foliowy bierze udział w przekształcaniu homocysteiny w
metioninę, dzięki czemu powstają tzw. neurostymulatory, czyli
serotonina i noradrenalina, zwane “hormonami szczęścia”.
Serotonina ma działanie uspokajające i kojące - dzięki jej
działaniu czujemy się psychicznie lepiej i nie mamy problemów ze
snem. Natomiast noradrenalina zapewnia nam aktywność w
ciągu dnia, umożliwia również radzenie sobie ze stresem.

Witamina B9 jest jednym z głównych czynników w walce z
chorobami układu krążenia.

Ilość kwasu foliowego w organizmie obniżana jest drastycznie
pod wpływem stresu, pośpiechu, życia pod presją oraz poprzez
nadużywanie alkoholu, palenie papierosów, picie dużych ilości
kawy, tracimy go także przyjmując niektóre leki.

BP

BP

BP

BP

KOENZYM Q10

Koenzym Q10 inaczej ubichinon jest substancją
witaminopodobną, która oprócz działania antyoksydacyjnego,
zwiększa produkcję energii w komórkach niezbędnej do
prawidłowego funkcjonowania tkanek i narządów szczególnie
pracujących mięśni i serca.

Do około trzydziestego roku życia produkcja koenzymu Q10 w
pełni pokrywa zapotrzebowanie na niego. Niestety wraz z
upływem kolejnych lat życia wytwarzanie ubichinonu spada,
dlatego warto wówczas uzupełniać go spożywając bogate w
koenzym Q10: makrelę, łososia, sardynki, wołową wątrobę i
serce.

Niedobór koenzymu Q10 wpływa na szybszy rozwój chorób
układu krążenia, niewydolność serca i nadciśnienie tętnicze.

Suplementacja koenzymu Q10 jest bezpieczna, bo nie
doprowadza do przedawkowania

BP

BP

MIKROELEMENTY:

   1.

Cynk

przyspiesza gojenie ran, korzystnie działa na włosy i skórę.

Zwiększa odporność ustroju. Zwiększa adaptację ustroju człowieka do
wzmożonego wysiłku fizycznego. Głównym jego źródłem są: wątroba,
potrawy mięsne i warzywa.

   2.

Mangan

jest istotny dla utrzymania prawidłowej przemiany

wapniowo-fosforanowej ustroju oraz gospodarki węglowodanowej. Jest
go dużo w warzywach, ziarnach zbóż i orzechach.

   3.

Miedź

jest niezbędna do powstawania krwinek. Pokarmy w nią

bogate to: wątroba, dorsz i orzechy.

   4.

Selen

jest silnym przeciwutleniaczem. Ma działanie

wspomagające w hamowaniu rozwoju miażdżycy. Pochodzi z produktów
białkowych.

   5.

Żelazo

jest składnikiem hemoglobiny (barwnika krwi) i mioglobiny

(znajdującej się w mięśniach). Zapobiega niedokrwistości, jest
niezbędne do transportu tlenu, zwiększa odporność organizmu.
Pochodzi z mięsa, żółtka jaj, wątroby, nerek, zielonych warzyw,
owoców, produktów zbożowych i suchych warzyw strączkowych.

BP

BP

Pozytywny wpływ na mechanizmy antyoksydacyjne ma
spożywanie soków owocowych i warzywnych.

Badania prowadzone przez ponad 10 lat na grupie 3 tys.
osób w Stanach Zjednoczonych wykazały, że picie soków
obniża zachorowalność na chorobę Alzheimera.

Badania przeprowadzone we Francji wykazały, że napoje
otrzymane z owoców także mają dobry wpływ na
mechanizmy spowalniające starzenie. Francuskie
badania wykazały, że picie wina w niewielkich ilościach
znacząco obniża ryzyko wystąpienia chorób
neurodegeneracyjnych.

BP

BP

Flawonoidy

są roślinnymi substancjami czynnymi o

właściwościach przeciwutleniających.

Już w 1936 roku Albert Szent-Györgyi wykazał, że dwa
flawonoidy (rutyna, naryngenina) pochodzące z cytrusów
zmniejszają łamliwość i przepuszczalność naczyń
włosowatych. Obecnie najczęściej bada się działanie
przeciwutleniające flawonoidów, chroniące zdrowie i
zapobiegające chorobom.

Flawonoidy są zawarte w większości żywności pochodzenia
roślinnego, lecz w różnej ilości i stężeniu.

Ciemne owoce z

grupy jagodowych

cechuje szczególnie znaczna zawartość

barwników.

BP

BP

Najważniejsze cechy flawonoidów to:

• działanie przeciwutleniające i wiązanie wolnych rodników,

• działanie wzmacniające odporność i łagodzące zapalenia,

• działanie przeciwastmatyczne i przeciwalergiczne ,

• modyfikacja aktywności innych enzymów, zazwyczaj jej
hamowanie,

• działanie antybakteryjne,

• aktywność estrogenna,

• wpływ na działanie i stan układu naczyń krwionośnych.

Do najważniejszych polifenoli zawartych w winie należą

flawonoidy i resweratrol.

Związki te mają właściwości

antyutleniające. Bardzo łatwo reagują z utleniaczami, a
przez to zapobiegają utlenianiu innych substancji. A zatem,
dostając się do krwiobiegu, nie dopuszczają do utleniania
tzw. złego cholesterolu (lipoprotein frakcji LDL) i
odkładania produktów jego utleniania w arteriach.

BP

BP

Zawartość flawonoidów w żywności#

Zawartość flawonoidów

Produkty

Niska

(< 10 mg/kg lub < 10mg/l)

Kapusta, marchew, grzyby, groch,

szpinak, białe wino, kawa, sok

pomarańczowy

Średnia

(< 50 mg/kg lub < 50mg/l)

Sałata, pomidory, czerwona

papryka, bób, truskawki, jabłka,

winogrona, czerwone wino, herbata,

sok pomidorowy

Wysoka

(> 50 mg/kg lub > 50mg/l)

Cebula, kapusta włoska, fasola,

brokuły, cykoria, seler, żurawiny

#

Hertog M., Kromhout D., Aravanis CH. i wsp.:Flavonoid intake and long-term

risk of coronary heart disease and cancer in the Seven Countries Study. Arch.
Intern. Med. 1995, 155, 381-6.

BP

BP

"IN VINO VERITAS"

Resweratrol

to organiczny związek chemiczny z grupy fenoli,

który jest obecny w skórce wielu owoców, m.in. czerwonych
winogron, morwy, czarnej porzeczki, a także w orzeszkach
ziemnych.

Resweratrol jest bardzo skutecznym przeciwutleniaczem oraz
nietoksycznym fungicydem (środkiem antygrzybicznym) i jako
taki jest masowo stosowany jako dodatek do żywności.
W skali przemysłowej otrzymuje się go z wysuszonych skórek
czerwonych winogron.
Wykazano, że resweratrol zapobiega mutacji komórek i
tworzeniu się wolnych rodników, które to procesy mogą
prowadzić do powstawania i rozwoju nowotworu. Związek ten
aktywuje również enzym zwany reduktazą chinonową, który
uczestniczy w unieszkodliwianiu substancji kancerogennych. Co
więcej, wydaje się, że resweratrol hamuje także
rozprzestrzenianie się nowotworu.

Uważa się, że rośliny produkują go w odpowiedzi na stres
związany z zanieczyszczeniem środowiska lub też czynnikami
chorobotwórczymi.

„IN VINO SANITAS” ?

BP

BP

Do najbogatszych źródeł antocyjanów zaliczamy takie
owoce i warzywa jak:

* aronia
* wiśnie
* żurawina
* truskawki
* czarny bez
* winogrona
* malwa
* czarne jagody
* czerwona kapusta

Antocyjany

to barwniki roślinne nadające im kolor

czerwony, niebieski lub fioletowy. Są częścią grupy
związków zwanych flawonoidami. Zbudowane są z
cząsteczek cukrowych. Antocyjany występują
powszechnie w świecie roślinnym i tak naprawdę prawie
każda z nich zawdzięcza swój kolor właśnie im.
Najczęściej znaleźć je można w owocach, kwiatach i
liściach.

BP

BP

Coraz więcej badań dotyczy innych barwników -

luteiny i

zeaksantyny

- stwierdzonych w wysokich stężeniach w

siatkówce oka.

Bogatym źródłem tych dwóch barwników są warzywa, takie
jak:

- kukurydza,

- szpinak oraz

- żółtko jaja.

Uważa się, że wysokie stężenie tych substancji we krwi
może chronić siatkówkę oka przed uszkadzającym wpływem
promieniowania świetlnego.#

# Eureye Study into Visual Disability due to AMD. Study Coordinator,
Professor Fletcher, London School of Hygiene and Tropical Medicine

BP

BP

Likopen

jest jednym z barwników karotenoidowych (którego

głównym źródłem są pomidory, arbuzy, czerwone grejpfruty).

działa silnie antyoksydacyjnie (ponad dwukrotnie silniej niż
beta-karoten i 10-krotnie silniej niż witamina E), zwłaszcza w
obrębie gruczołu sutkowego i prostaty, a także w mięśniach.
Zmniejsza ryzyko rozwoju chorób układu krążenia i wykazuje
działanie przeciwnowotworowe.

Likopen dobrze rozpuszcza się w tłuszczu, dlatego jest lepiej
przyswajany z czerwonych warzyw przygotowanych na ciepło z
oliwą lub olejem.

BP

BP

Kwas alfa-liponowy

jest antyutleniaczem pochodzenia

roślinnego – dużo go jest np. w ziemniakach.
Wzmacnia działanie innych antyoksydantów np.
witaminy C i E i wraz z nimi uznawany jest za element
pierwszej linii obrony przed wolnymi rodnikami.

Wykazuje podwójne działanie: jest silnym endogennym
antyoksydantem, a jednocześnie koenzymem
regulującym transport i spalanie glukozy w komórkach
mięśniowych.
Dlatego zalecany jest dla osób aktywnych fizycznie,
gdyż usprawnia pracę serca, poprawia wydolność,
reguluje poziom cukru we krwi i działa ochronnie na
wątrobę i oczy.

BP

BP