Hányszor hallottuk már az antioxidáns szót? Talán egy narancslé doboz hátulján olvastuk, vagy egy étrend-kiegészítő dobozán láttuk. Ez nem meglepő, hisz a kifejezést 1994 óta táplálkozási divatszóként alkalmazzák. De azon kívül, hogy van egy homályos elképzelésünk arról, hogy az antioxidánsok egészségesek, a legtöbb ember nem tudja, mire is jók.
Az antioxidánsok a természetben előforduló vagy ember által előállított anyagok, amelyek védelmet nyújtanak az oxidatív stressz ellen – ez a sejtek egyensúlyhiányos állapota, amely olyan betegségekhez kapcsolódik, mint a rák és a cukorbetegség.
Évtizedes kutatások azt sugallják, hogy az antioxidánsok egy olyan védelmi rendszer alapját képezik a szervezetben, amely képes semlegesíteni bizonyos rosszindulatú molekulákat. Annak megértése, hogy az antioxidánsok hogyan védhetnek meg minket az oxidatív stressztől és a hozzá kapcsolódó betegségektől, annak megértésén múlik, hogy mi történik mikroszkopikus szinten a sejtjeinkben.
Mi az oxidatív stressz?
Az oxidatív stressz leírásakor alkalmazhatjuk a mérleget hasonlatként. A mérleg egyik serpenyőjében az antioxidánsok vannak. A másikban a reaktív oxigén szabadgyökök, röviden ROS-nak (Reactive Oxigen Species) nevezett molekulák.
A ROS-ok akkor keletkeznek, amikor egy molekula elektronjai elszabadulnak. Az elektronok apró, negatív töltésű szubatomi részecskék, amelyek minden atomban megtalálhatóak, és általában párban vannak. Páros állapotukban viszonylag stabilak és nem reaktívak, ami azt jelenti, hogy nem lépnek kölcsönhatásba a szervezet más molekuláival, és így nem váltanak ki nem kívánt folyamatokat.
Alkalmanként egy-egy elektron elszabadul a párjától, vagy leggyakrabban az elektronok kiszivárognak a sejt azon részeiből, amelyekben sok ilyen elektron található. A mitokondriumok, a sejt energiatermelő erőművei például hemzsegnek az elektronoktól.
Ezek a párosítatlan elektronok időnként más molekulákhoz, például nitrogénhez vagy oxigénhez kapcsolódhatnak. Ezzel a plusz elektronnal felfegyverkezve ezek a molekulák reaktívvá válnak – azaz képesek kölcsönhatásba lépni más molekulákkal, és további hatásokat kiváltani. Amikor a nitrogén felvesz egy plusz elektront, azt reaktív nitrogén szabadgyöknek (RNS) nevezzük. Amikor az oxigén teszi ezt, azt reaktív oxigén szabadgyöknek (ROS) nevezzük.
Normál körülmények között a ROS akkor keletkezik, amikor a sejtek a mitokondriumokban energiát állítanak elő. Az antioxidánsok, amelyeket a szervezet termel, illetve bizonyos élelmiszerekkel szerezhet be, többféle módon képesek kezelni a ROS-okat, a ROS-ok elszívásától és ártalmatlanná tételétől kezdve a ROS-ok extra ROS-t termelő kémiai láncreakciók megszakításáig. Röviden, több különböző szinten képesek megállítani a ROS-ok szaporodását és károsodását. Visszatérve a mérleg hasonlathoz: A ROS-ok és az antioxidánsok jellemzően egyensúlyban vannak.
A ROS-ok akkor válnak veszélyessé, ha felhalmozódnak vagy teljesen elfogynak
A ROS magas koncentrációja károsíthatja a fehérjéket, zsírokat vagy nukleinsavakat (például a DNS-t), és a sejtek elhalásához vezethet. A különösen alacsony ROS-koncentrációk az egészséges sejtek jelátviteli útvonalait is kisiklathatják. Ezekben az esetekben a mérleg túlságosan elbillen valamelyik irányba. Ezt a kiegyensúlyozatlan állapotot nevezzük oxidatív stressznek.
A ROS és az antioxidánsok közötti egyensúlyhiány olyan állapotokat hozhat létre a szervezetben, amelyek betegségekhez vezetnek. A túlzott ROS például lehetővé teszi a rákos sejtek számára, hogy a szervezetben szaporodjanak.
Más esetekben, amikor a ROS túlterheli az antioxidáns rendszereket, az szívbetegségekhez vezethet. A ROS kötődhet az LDL-hez (ezt néha „rossz” koleszterinnek nevezik), az így keletkező „oxidált LDL” megölhet bizonyos sejteket az artériákban. Illetve más típusú sejteket vonzhat az érrendszerbe, ami a plakk egy kemény, előrehaladottabb formájának kialakulásához vezet. Ez az artériák szűkülését okozza.
Tanulmányok a túlzott ROS-szintet a cukorbetegséggel kapcsolatos szövődményekkel vagy a neurodegeneratív betegségek kialakulásával is összefüggésbe hozták.
Míg a ROS és a betegségek közötti kapcsolat jól ismert, a ROS-nak a szervezetben betöltött szerepe egy kissé rejtélyes. Miért élték túl a ROS-ok az evolúció több ezer éves folyamatát, ha ilyen nagy veszélyt jelentenek? Azért, mert a ROS az egészséges sejtek jelátvitelében is szerepet játszik.
A ROS-ok jótékony hatással is bírnak
A ROS-ok a szervezeten belül „másodlagos hírvivők” – olyan molekulák, amelyek a sejteken belül jeleket továbbítanak (ezzel szemben az „elsődleges hírvivők” a sejtek közötti jeleket továbbítják). Az antioxidánsokkal egyensúlyban lévő ROS-ok normál sejtpályákat indítanak el, sőt, pusztító képességeiket a betolakodók ellen is bevetik. Egy 2010-es áttekintő tanulmány például rámutat, hogy a ROS segíthet a szervezetnek elpusztítani a káros mikrobákat. „Elviselhető szinten” a ROS-ok még gyulladáscsökkentőként is működhetnek, ahogyan azt az Autoimmune Disease című szaklap egyik 2020-as áttekintő tanulmánya kifejti.
Evolúciós szempontból tehát a ROS egyfajta kompromisszumot jelent. Egyrészt erős jelzőmolekulák. Másrészt azonban, ha túl sok van belőlük, oxidatív stressz állapotot idéznek elő.
Ez azt jelenti, hogy az oxidatív stressz káros hatásai elleni küzdelem – a gyulladástól az anyagcsere-szövődményekig – nem olyan egyszerű, mint az antioxidánsok növelése a ROS-ok eltüntetése érdekében. Ehelyett a sejtek kényes egyensúlyának finomhangolásáról van szó, hogy kordában tartsuk őket.
Mi okozza az oxidatív stresszt?
A ROS-termelés egy része természetes egy egészségesen működő sejtben. Amikor a szervezet az oxigént és a táplálékforrásokat egyesíti az energia előállítása érdekében, az elektronokat a mitokondriumok, a sejt energiatermelő részének membránjába ágyazott fehérjék hosszú lánca mentén továbbítja. A legtöbbször az elektronok ebben az elektrontranszportláncnak nevezett folyamatban az ATP nevű molekula formájában energiát hoznak létre, melléktermékként vízzel együtt.
Alkalmanként azonban elektronok szabadulnak ki ebből a láncból. Amikor ez megtörténik, reakcióba léphetnek a közeli oxigénnel, és ROS-t képezhetnek.
Általában ez nem jelent aggodalomra okot, feltéve, hogy a szervezet antioxidáns védelmi rendszere elég erős ahhoz, hogy semlegesítse a ROS-t, vagy nincs túl sok ROS a közelben. Ha azonban az antioxidáns rendszerek kimerülnek, vagy a ROS felhalmozódik, károsodás következhet be.
A ROS felhalmozódása a következő okokra vezethető vissza:
Túlevés
A ROS-termelés akkor indul be, amikor a legtöbb fontos makrotápanyagot (szénhidrátok, zsírok, fehérjék) fogyasztjuk. Ez lehet az egyik oka annak, hogy a kalóriakorlátozás állatkísérletekben alacsonyabb ROS-termeléssel járt együtt. Az oxidatív stresszt azonban elsősorban a szélsőséges étkezési szokások okozzák.
Az elégtelen táplálkozás és az alultápláltság bizonyítottan a fiziológiai egyensúlyt meghaladó mértékben növeli a ROS-szintet. A túlevés ugyanezt eredményezheti. A túltápláltság (súlygyarapodáshoz vezető túlevés) olyan folyamatokat indít el a sejtben, amelyek ROS-termeléshez vezetnek.
Például, amikor a szervezetnek túl sok tápanyagot kell feldolgoznia, a mitokondrium elektronszállító láncában felesleges elektronok keletkeznek, amelyek elszökhetnek, és ROS-t képezhetnek. Ha pedig a fizikai aktivitás alacsony, kevesebb ilyen tápanyagot használunk fel az energia előállítására, ami tovább fokozza az elektronbőséget. Ha túl sokat eszünk, az elektrontranszportlánc túlterhelt, és ezért még inkább szivárog. És amikor ezek az elektronok elszöknek, több ROS képződik.
Embereken végzett vizsgálatok összefüggésbe hozták a túlevést és a ROS-termelést. Például egy egyhetes vizsgálat során 10 egészséges koreai férfiból öt férfi normálisan étkezett, míg a másik öt körülbelül 3500 kalóriát evett naponta magas zsír- és szénhidráttartalmú ételek formájában. A magas kalóriatartalmú csoportban a ROS-termelés és az antioxidánsok termelése megugrott, de összességében jelentősebb mennyiségű ROS-t termeltek, mint antioxidánsokat. Más szóval, a szervezetük nem tudta kompenzálni az extrém túlevés egy hete által generált extra ROS-t.
Más tanulmányok következetesen összekapcsolják a túlzott táplálkozást az oxidatív stresszel. Egy áttekintő tanulmány például az ezt a kapcsolatot vizsgáló kilenc tanulmányban összefüggést talált az étkezés utáni glükóz- és lipidszintek és az oxidatív stressz között. Az oxidatív stresszel legszorosabban összefüggő biomarker az étkezés utáni trigliceridek szintje volt a vérben (zsírok, amelyeket a szervezet az extra kalóriák tárolására használ).
Az eredmény a következő: Amikor a szervezet étkezés utáni állapotban van, a fel nem használt tápanyagok oxidatív stresszt okozhatnak.
Rossz étrend
Az oxidatív stressz nem csak attól függ, hogy mennyit eszünk. Az is befolyásolja a sejtek állapotát, hogy mit eszünk.
Állatkísérletek összefüggésbe hozták a magas cukor- és zsírtartalmú étrendet az oxidatív stresszel. Egy vizsgálatban a négy héten át magas cukortartalmú étrenddel etetett egereknél csökkent a kulcsfontosságú antioxidánsok szintje, és a nagyobb ROS-termeléssel kapcsolatos génjeik bekapcsolódtak. Mivel antioxidáns védelmi rendszerük meggyengült, és a ROS-termelő tüzek felizzottak, ezek az egerek az oxidatív stressz állapotába kerültek. Cukorbetegség is kialakult náluk, amit a szerzők szerint az oxidatív stressz indíthatott el.
Néhány áttekintő tanulmány, amely az egyes étrendek oxidatív stresszre gyakorolt hatását vizsgálta, megállapította, hogy bizonyos étkezési szokások nagyobb hatással vannak az antioxidáns-ROS egyensúlyra, mint mások. Például a főként vörös és feldolgozott húsokból, sűrű kalóriatartalmú ételekből, finomított szénhidrátokból és hozzáadott cukorból álló „nyugati diéta” vagy „gyorséttermi étrend” összefüggésbe hozható a megnövekedett oxidatív stressz biomarkerekkel. Ezek a biomarkerek közé tartoznak a ROS-okkal kölcsönhatásba lépett DNS, lipidek, fehérjék és szénhidrátok, valamint a megnövekedett ROS-ok miatt megváltozott antioxidánsok. Más étkezési minták kevésbé tűnnek károsnak. A nyugati étrenddel összehasonlítva a mediterrán étrend (amely főként olívaolajból, zöldségekből, fehér húsból, halból, friss diófélékből és magvakból áll) az oxidatív stressz kevesebb jelével és az antioxidáns védekezők nagyobb jelenlétével volt összefüggésben. Hasonlóképpen, a vegetáriánus étrendet követő embereknél kimutatták, hogy alacsonyabb a ROS és más oxidatív stressz biomarkerek szintje.
Ételeink elkészítési módja
Egyes élelmiszerek elkészítési módja is károsíthatja a szervezet antioxidáns védelmi rendszerét, ami megteremti az oxidatív stresszhez szükséges feltételeket. Állatkísérletek például arra utalnak, hogy az újrahevített növényi olajok (amelyeket sütéshez használnak) csökkentik az antioxidáns-szintet. A magasabb telítetlen zsírsavtartalmú olajok (többszörösen telítetlen zsírok, mint a linolénsav és a linolsav) gyorsabban oxidálódnak, mivel kémiai szerkezetük több kettős kötést tartalmaz, mint az egyszeresen telítetlen vagy telített zsírsavak. Néhány példa erre a növényi olajok, mint a szója-, napraforgó- és pórsáfrányolaj. Ezek melegítéskor is gyorsabban oxidálódnak.
Az oxidált olajok fogyasztásának egészségügyi kockázatai azonban még mindig vita tárgyát képezik. A Molecular Nutrition and Food Research című folyóiratban 2007-ben megjelent két áttekintés az érvelés mindkét oldalát bemutatta. Az egyik arra figyelmeztetett, hogy az oxidált olajok rendszeres fogyasztása „krónikus veszélyt” jelent az emberi egészségre, és széles körű gyulladáshoz vezet. A másik szerint kevés jó minőségű bizonyíték van arra, hogy az ezekben az olajokban lévő vegyületek elég nagy koncentrációban jelennek meg ahhoz, hogy mérgezőek legyenek, és hogy a szervezet antioxidánsok és méregtelenítő enzimek segítségével jól felkészült arra, hogy megvédje magát a káros hatásoktól.
A fehérje, a zsír és a cukor hatása
Tanulmányok kimutatták, hogy a makrotápanyagok – a fehérje, a zsír és a cukor – különböző módon járulhatnak hozzá az oxidatív stresszhez.
Például egy 2002-ben végzett, klinikai kísérletben 15 férfi és nő egy éjszakán át koplalt. Ezután megittak fél csésze tejszínt (magas zsírtartalmú) vagy egy kazeint (a tejben található fehérjét) tartalmazó keveréket. Mindkét esetben a résztvevők ROS-szintje emelkedett az evés után. Három óra elteltével azonban a fehérjeturmixot ivók ROS-szintje visszaállt a normális szintre, míg a tejszínes csoport ROS-szintje emelkedett maradt.
Más kutatások kimutatták, hogy a glükózfogyasztás is vezethet ROS-termeléshez, több mechanizmuson keresztül. A magas vércukorszint trigliceridek termelődéséhez vezethet, amelyek magas szintje az oxidatív stresszhez kapcsolódik. De más, ROS-szal kapcsolatos útvonalakat is mozgásba hozhat.
Úgy tűnik, hogy az egyik kulcsfontosságú útvonal a húgysav – a vérben található salakanyag – termelésével jár. Amikor fruktózt (egy cukorfajtát) fogyasztunk, a máj sok energiát használ fel (ATP formájában) a lebontásához. Ez a folyamat reakciók láncolatát indítja el, amely arra készteti a szervezetet, hogy még több húgysavat termeljen, amelyet sejt- és állatkísérletekben következetesen az oxidatív stressz kialakulásával hoztak összefüggésbe.
Alkohol
Az alkohol többféleképpen is arra késztetheti a szervezetet, hogy több ROS-t hozzon létre. Az egyik az, hogy a ROS akkor keletkezik, amikor az alkohol lebomlik a szervezetben. Az alkohol anyagcseréje során a szervezet olyan melléktermékeket képez, amelyek fokozzák az elektrontranszportlánc aktivitását, ami a ROS túltermelését eredményezi.
Eközben más tanulmányok kimutatták, hogy az alkohol is csökkentheti bizonyos antioxidánsok szintjét, és növelheti az oxidatív stressz biomarkereit. Például a European Journal of Clinical Nutrition 2004-es, 53 menopauza utáni nőn végzett vizsgálata, akik nyolc héten keresztül napi 30 gramm alkoholt fogyasztottak (körülbelül két ital), azt találta, hogy az α-tokoferol (egy antioxidáns) szintje csökkent, miközben az oxidatív stressz markerei nőttek.
Gyulladás
A gyulladás és az oxidatív stressz általában kéz a kézben járnak. Amikor az immunrendszer bajt észlel – például egy káros kórokozót -, válaszul immunsejtek egész seregét szabadítja fel. Ezek a sejtek enzimeket, vegyi anyagokat és ROS-t bocsátanak ki, amelyek részben gyulladást okozva segíthetnek elpusztítani a betolakodókat. Ha azonban a szervezet folyamatosan gyulladásos állapotban van, a ROS-termelésnek ez a ciklusa tartósan fennmaradhat, ami oxidatív stresszhez vezet.
Az extra ROS jelenléte lavina-hatással járhat. Valójában még több gyulladást válthat ki, mivel ezek a ROS-ok arra késztetik a sejtet, hogy több gyulladáskeltő citokint (kémiai hírvivő anyagot, amely több immunsejtet toboroz) küldjön ki, és ezzel magát a gyulladást állandósítsa. Ebben a tekintetben az oxidatív stressz egyszerre előfutára és következménye az ilyen típusú tartós gyulladásnak.
Stressz
A pszichológiai stresszt egyre inkább oxidatív stresszhez vezető tényezőként ismerik el.
Amikor a szervezet stressznek van kitéve, esetleg egy behatoló kórokozó miatt, az immunrendszer hírvivő anyagai, az úgynevezett citokinek, áramlani kezdenek. A pszichológiai stressz is kiválthatja a citokinek felszabadulását. Ahogy egy 2018-as áttekintő tanulmány állítja, ezek a citokinek az oxidatív stressz fő „promóterei”, mivel ROS-felszabadulást váltanak ki.
A valós stresszhelyzeteket vizsgáló tanulmányok összekötötték a pszichológiai stresszt az oxidatív stresszel. Egy 2004-es tanulmány 15 orvostanhallgató vérét elemezte nagy vizsgák előtt és után, hogy oxidatív stressz biomarkereket találjon. A vizsgák előtti napokban a hallgatóknak alacsonyabb volt az antioxidáns-szintjük, és magasabb a DNS- és lipidkárosodás szintje. Ez arra utalt, hogy az oxidatív stressz már ebben a stresszes időszakban végigsöpört a sejtjeiken.
A munkahelyi stressz is bizonyítottan hozzájárul az oxidatív stresszhez. Egy Japánban végzett vizsgálat például összefüggést mutatott ki az oxidatív stressz egyik markere, a 8-hidroxi-deoxi-guanozin (8-OH-dG) és a női munkavállalók érzékelt munkaterhelése, pszichológiai stressze és a stressz enyhítésének lehetetlensége között. Egy hasonló spanyolországi vizsgálat összefüggést talált a malondialdehid, egy másik oxidatív stressz biomarker és a munkával kapcsolatos stressz magas szintje között.
Cigarettafüst
A cigarettafüst hírhedt ROS-generátor és forrás is egyben. A cigarettakátrányban nagy mennyiségű ROS található, és a cigarettafüstben található több ezer vegyi anyag arra késztetheti a szervezetet, hogy saját maga is extra ROS-t termeljen. A cigarettafüst belélegzése fokozott oxidatív stresszel jár. Túlterheli a szervezet antioxidáns védelmi rendszerét is, ami az antioxidánsok szintjének csökkenését okozza. Tanulmányok kimutatták, hogy a dohányosok bizonyos antioxidánsok szintje alacsonyabb, mint a nemdohányzóké.
UV-fény
A nap UV-fénye nem tartalmaz ROS-t, de az UV bizonyos fajtái a szervezetet ROS-termelésre késztethetik. Az UV-fény körülbelül 95%-a UVA fény, amely hosszabb hullámhosszú, de kevesebb energiával rendelkezik, mint az UVB és az UVC. Ez több ROS-t is termel.
Az UVA fény képes áthatolni a bőrön, és eléri a fényt elnyelő molekulákat, például a melanint vagy magát a DNS-t. Ezek a molekulák a fényt energiaként nyelik el, és néha „gerjesztett” vagy magasabb energiájú állapotba kerülnek. Ezek viszont a közeli molekulákat, köztük az oxigént is gerjeszthetik, ROS-t generálva.
Légszennyezés
A légszennyezés is megbonthatja a ROS és az antioxidánsok közötti egyensúlyt, ami oxidatív stresszhez vezet. Ez különösen igaz a légszennyezés egyik típusára, a PM 2,5 nevű finom részecskékre, amelyek a legnagyobb egészségügyi kockázatot jelentik, mivel mélyen be tudnak hatolni a szervezetbe. Ezek a részecskék maguk is tartalmazhatnak ROS-t, de a makrofágok, a mitokondriumok és a ROS-termelő enzimek aktiválásával a szervezeten belül is kiválthatják a ROS keletkezését.
Számos tanulmány kimutatta, hogy a légszennyezés összetevői, amelyek fémeket vagy más vegyületeket tartalmaznak, ROS-t generálnak a sejtekben, ahogy behatolnak a szervezetbe. Egy 2018-as áttekintés szerint a részecskeszennyező anyagok „erős oxidálószereknek” tekinthetők, és a sejteket a korai halál felé terelhetik.
Oxidatív stressz és metabolikus egészség
A kutatások egyre inkább azt mutatják, hogy a magas vércukorszint vagy hiperglikémia olyan reakciók láncolatát indítja el, amelyek oxidatív stresszhez vezetnek. Egyes kutatások azt sugallják, hogy a hiperglikémia ROS-termelésre és gyulladásra való képessége a cukorbetegséghez kapcsolódó néhány szövődmény, például a látásvesztés, az idegkárosodás, a veseproblémák vagy a felgyorsult koszorúér-betegség hátterében álló hajtóerő.
Hogyan vezet a magas glükózszint oxidatív stresszhez?
Tanulmányok kimutatták, hogy a tartós hiperglikémia olyan események kaszkádját okozhatja, amelyek a sejtekben több ROS-t eredményeznek: A magas glükózszint például a diacilglicerin molekula fokozott termeléséhez vezethet, amely aktiválja a protein kináz C nevű enzimet. Ez aktiválja a NADPH-oxidáz enzimet, amely viszont az oxigént ROS-okká alakíthatja. Ezt a folyamatot nevezték a „veszélyes anyagcsere-útvonalnak a cukorbetegségben”.
A magas glükózszint számos más útvonalon keresztül vezethet oxidatív stresszhez. Kimutatták, hogy rontja egyes antioxidánsok aktivitását. A mitokondriumokat túl sok ROS előállítására készteti, és aktiválja a poliol útvonalat, amely a NADH-oxidáz enzimet ROS termelésére készteti. Lényegében mindezek az útvonalak ugyanazt teszik: vagy arra késztetik a sejt gépezetét, hogy több ROS-t hozzon létre, vagy kimerítik az antioxidánsokat.
A krónikus vs. akut hiperglikémia hatásai
A krónikus hiperglikémia káros ROS-termelést vált ki, de az akut glükózszint-emelkedések is. A JAMA-ban közzétett, 21, 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő emberen végzett kutatás megállapította, hogy az étkezés utáni vércukorszint-emelkedések korreláltak a ROS-termelés jeleivel. Specifikusabb kiváltó hatással voltak az oxidatív stresszre, mint a krónikus hiperglikémia. A vércukorszint ingadozásait a glikémiás kitérések átlagos amplitúdójának (MAGE) kiszámításával mérték 24 óra alatt. Ez a cukorbetegségben szenvedő résztvevők körében átlagosan 75 mg/dl volt. Eredményeik magyarázataként a szerzők elhelyezték azokat az egyre növekvő számú kutatásban, amely a diabéteszes szövődményeket kifejezetten a glükóz gyors ingadozásával hozza összefüggésbe (szemben a krónikus hiperglikémiával), ami részben a ROS-termelés aktiválásával magyarázható. Az egyik tanulmány, amelyre rámutattak, megállapította, hogy az étkezés utáni hiperglikémia szuperoxid túltermelést indukál.
A tanulmányok szerint a glükóz ingadozásának kezelése az oxidatív stressz kevesebb jelét eredményezheti. Egy 2012-ben végzett vizsgálatban 90 cukorbeteg ember kapott olyan gyógyszereket, amelyekkel csökkentették a vércukorszintet. 12 hét elteltével a résztvevőknek kisebbek voltak a napi glükózingadozásai, valamint az oxidatív stressz kevesebb jelét mutatták, mint a vizsgálat kezdetekor.
Oxidatív stressz és inzulinérzékenység
Végül, az oxidatív stressz lehet az inzulinérzékenység egyik mozgatórugója, amely jelentős tényező, amely befolyásolja a metabolikus egészséget. Egy létező elmélet szerint az oxidatív stressz károsítja az inzulinválaszban részt vevő egyes fehérjéket, ami az inszenzitivitáshoz vezet. A kutatások azonban vegyesek. Ahogy Ben Bikman rámutat a Why We Get Sick című könyvében, az inzulinrezisztenciában szenvedő emberek több oxidatív stressz biomarkert mutatnak, mint azok, akik nem szenvednek. Azonban az inzulinrezisztencia antioxidánsokkal való kezelése nem mindig vezet javuláshoz.
Egy, a Science Translational Medicine című szaklapban megjelent kis tanulmányban hat egészséges férfinak azt mondták, hogy egy héten át napi 6000 kalóriát egyenek, és ne csináljanak mást, csak feküdjenek az ágyban. Összességében a férfiak körülbelül 3,5 kilogrammot híztak, és a sejtjeikben is magasabb oxidatív stresszmarkerek mutatkoztak.
A résztvevők vérmintáiban a GLUT4 nevű fehérje, az inzulin által aktivált glükóz transzporter, amely a glükózt a sejtekbe juttatja, változást mutatott. A változások a transzportert diszfunkcionálissá tették, amit a szerzők az inzulinrezisztencia jeleként értelmeztek.
A vizsgálatnak volt néhány jelentős korlátja. Kis létszámú volt, nem volt kontrollcsoportja, és nem határozta meg, hogy mi volt előbb, az inzulinrezisztencia vagy az oxidatív stressz. Más tanulmányok azonban azt sugallták, hogy az oxidatív stressz a későbbiekben inzulinrezisztenciát vált ki. Ez a tanulmány szerzőit arra engedte következtetni, hogy az oxidatív stressz valószínűleg az anyagcsereproblémák kialakulását megelőző „kezdeti esemény” volt.
Mit tehetünk a ROS ellen?
A felhalmozódó ROS és az oxidatív stressz nem elkerülhetetlen. Két elsődleges stratégia létezik a ROS szabályozására: az antioxidánsok szintjének növelése a szervezetben (a szervezet antioxidáns-termelő útvonalainak bekapcsolásával vagy a táplálékkal történő bevitelével) és a ROS-termelés fokozását kiváltó tényezők, például a dohányzás, az alkohol fogyasztás vagy a túlzott légszennyezés elkerülése.
Ne feledjük, hogy a ROS-termelés folyamatát nem lehet teljesen megkerülni. Ez nem is lenne jó ötlet, mert a ROS kiegyensúlyozott szinten a sejtek természetes és egészséges működésének része.
A szervezet antioxidánsok „fő szabályozójának” stimulálása
Az antioxidánsok olyan enzimek és molekulák, amelyeknek az a képességük, hogy felkutatnak és semlegesítenek más molekulákat, amelyek káros reakciókat okozhatnak. Kötődhetnek bizonyos fémekhez is (amelyek elősegítik a ROS-képződést), vagy sejtjavító személyzetként működhetnek, amelyek megtisztítják a ROS-hez kapcsolódó károkat.
Egyes antioxidánsok a sejteken belül bizonyos útvonalakon keresztül képződnek. Az úgynevezett „főszabályozójuk” az Nrf2 útvonal, amely egy olyan eseménylánc, amely azt mondja a szervezetnek, hogy bizonyos védőgéneket „kapcsoljon be”. Ezek a gének viszont olyan antioxidánsok keletkezését eredményezik, amelyek képesek méregteleníteni és megszüntetni a ROS-t. Bizonyos élelmiszerek fogyasztása aktiválhatja az Nrf2 útvonalat.
Hasznos élelmiszerek
Egyes tudósok arra jutottak, hogy a szulforafán, a brokkoliban, rukkolában, bok choyban, kelkáposztában, kelbimbóban és más zöld zöldségekben található vegyi anyag segíthet az Nrf2 útvonal beindításában. Állatkísérletek azt sugallják, hogy ez a tápanyag csökkentheti az oxidatív stresszt, és védelmet nyújthat a 2-es típusú cukorbetegség bizonyos szövődményeivel szemben, de ez a kutatás még folyamatban van. A kurkumin, amely a kurkumában található, szintén Nrf2-aktivátornak bizonyult.
A kutatások azt sugallják, hogy az alkil-katecholok nevű vegyületcsoport, amely az erjesztett élelmiszerekben található, szintén aktiválhatja ezt a fő útvonalat. Ahogy egy 2016-os tanulmány kifejti, ez a három vegyület (4-vinil-katechol, 4-etil-katechol és 4-metil-katechol) egykoron elterjedt volt az ősi étrendben. A mai nyugati étrendből – jegyzi meg a tanulmány – gyakran hiányoznak ezek a vegyületek. A korai bizonyítékok azonban arra utalnak, hogy a ma is létező erjesztett élelmiszerek, mint például a kimchi, aktiválhatják ezt az útvonalat és serkenthetik az antioxidáns védelmi rendszert.
Bizonyos ételek is serkenthetik a szervezet azon képességét, hogy antioxidánsokat termeljen. A szervezet által termelt egyik elsődleges antioxidáns a glutation, egy erős antioxidáns, amely képes megkötni a ROS-t, és segíthet a DNS karbantartásában. Egy 2019-es tanulmány szerint az olyan élelmiszerek, mint a zöld tea, a sovány fehérjék, a lazac, a keresztesvirágú zöldségek és a kurkuma támogathatják a glutation termelését.
Egyes tanulmányok szerint a kénben gazdag élelmiszerek támogatják a glutation termelését, mivel magának a molekulának is létfontosságú része a kén. Néhány kéntartalmú élelmiszer, amelyekről azt javasolják, hogy segítik a glutation termelését, a következők: spárga, avokádó, uborka, zöldbab, spenót, keresztesvirágú zöldségek, valamint a hagyma vagy a fokhagyma.
Étrendi antioxidánsok
Az úgynevezett étrendi antioxidánsokat nem a szervezet állítja elő, de az élelmiszerekben elfogyasztva hasonló hatásúak lehetnek. Különösen bőségesen megtalálhatóak a gyümölcsökben és zöldségekben. A C-vitamin, az E-vitamin, a karotinoidok (amelyek a sárga és narancssárga zöldségekben, például a tökben és a sárgarépában találhatók), valamint a polifenolok (amelyek a bogyós gyümölcsökben, a kiviben, a szilvában, a cseresznyében és az almában találhatók) néhány példa az étrendi antioxidánsokra.
A növényi táplálékokban gazdag étrend védelmet nyújt az oxidatív stresszel szemben. Egy 54, 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő emberen végzett tanulmány például azt vizsgálta, hogy a gyümölcs- és zöldségfogyasztás hogyan függ össze az antioxidánsok szintjével (és ezáltal az oxidatív stresszel szembeni védelemmel). Erős kapcsolatot találtak az étrendi antioxidánsszintek és a gyümölcs- és zöldségfogyasztás között, amely magában foglalta a zöldségeket, gyökérnövényeket, gyümölcsöket, bogyós gyümölcsöket, valamint az ezekből az élelmiszerekből készült lekvárokat és befőtteket. Összességében azoknál az embereknél, akik több gyümölcsöt és zöldséget fogyasztottak, az oxidatív stressznek is kevesebb jele volt.
Táplálékkiegészítők
Az étrendi antioxidánsok – különösen a táplálékkiegészítők – teljes hatása azonban nem teljesen ismert. Az antioxidáns rendszer támogatásáról ismert egyes vitaminok még mindig ellentmondásos eredményeket mutatnak az oxidatív stressz következményeinek megelőzésében. Például, míg megfigyeléses vizsgálatok kimutatták, hogy ha az emberek több antioxidánst (például C-vitamint) fogyasztanak, akkor általában alacsonyabb a szívkoszorúér-betegség kockázata, a klinikai vizsgálatok nem mutattak fényes eredményeket. Egy 2019-ben közzétett, 10 ilyen kísérletet vizsgáló meta-áttekintés csak gyenge bizonyítékot talált arra, hogy a C-vitamin-kiegészítők csökkentik a szív- és érrendszeri betegségek kockázatát. Részleges magyarázatként a szerzők rámutattak a C-vitamin-kiegészítéssel kapcsolatos jó minőségű vizsgálatok hiányára (az áttekintésbe bevont vizsgálatok többsége kis mintaméretű volt), és megjegyezték, hogy a C-vitamin-kiegészítők előnyeit kimutató korábbi eredmények „maradék zavaró tényezők és fordított ok-okozati összefüggések” miatt alakulhattak ki.
Ez nem jelenti azt, hogy az étrendi antioxidánsoknak nincs szerepük a betegségek elleni küzdelemben. De még sokat kell tanulni arról, hogyan lehet a szervezet antioxidáns védekezését felpörgetni, hogy végső soron megelőzzük az oxidatív stressz okozta károkat.
Az antioxidáns rendszert támogató szokások
A viselkedés és a szokások is szerepet játszanak az antioxidánsok egészséges szintjének fenntartásában és az oxidatív stressz kialakulásának megelőzésében.
Az elegendő alvás az egyik példa erre. Több állatkísérlet is kimutatta, hogy az alváshiány növelheti a ROS-szintet az agyban. Bár úgy tűnik, hogy a károsodás a szervezet más részein, például a bélben is megjelenik. Egy 2020-as tanulmányban a kutatók arra utaltak, hogy a gyümölcslegyek végül részben a bélrendszerükben felhalmozódó ROS-ok miatt pusztultak el az alvásmegvonástól.
De mint az oxidatív stressz történetének oly sok más része, az alvás és a ROS között sincs egyszerű hős-gonosz kapcsolat. Néha a ROS-ok kulcsszerepet játszanak abban, hogy jelezzék a szervezetnek, hogy több alvásra van szüksége.
Egy 2018-as, gyümölcslegyeken végzett tanulmány megállapította, hogy a krónikus alváshiányban szenvedő állatok hajlamosak több ROS-t felhalmozni az agyszövetben, és ezek a magas ROS-szintek csökkentik az alvást. Maga az alvás azonban antioxidánsként hatott, segítve az egyes ROS-ok kiürítését. Ezeknek a ROS-szinteknek az alvás közbeni csökkenése olyan biológiai jelzést küldött, amely elősegítette az ébrenlétet, visszaállítva a ciklust.
Összességében úgy tűnik, hogy a rendszeres alvás az egyik módja a ROS és az antioxidánsok egyensúlyban tartásának, és a ROS-szignálok szerepet játszanak az alvás szabályozásában is.
Testmozgás
A testmozgás egy másik módja az oxidatív stressz közvetítésének, és azt mutatja, hogy a ROS bizonyos szinteken hasznos, magas szinteken pedig káros lehet. Bár a testmozgás rövid távon fokozhatja a ROS-termelést, úgy tűnik, hogy serkenti az antioxidáns rendszert is. Egy nemrégiben készült tanulmány megállapította, hogy a NADPH-oxidok (NOX néven ismert) – oxigénszállító fehérjék – a testmozgás hatására keletkeznek, és hozzájárulnak a ROS létrehozásához. Mégis, ezek olyan adaptív folyamatokhoz is vezetnek, amelyek végső soron csökkentik az oxidatív stresszt és az inzulinrezisztenciát. Egy 34 férfin végzett tanulmány szerint egyetlen kerékpározás után magasabb volt az antioxidánsok szintje, függetlenül attól, hogy maximális vagy mérsékelt erőfeszítést tettek-e. Idővel azonban úgy tűnik, hogy az edzés erősíti az antioxidáns válaszokat. Egy 16 elhízott nőn végzett kis tanulmány, akik hat hónapos edzésprogramot követtek (heti háromszor egy óra edzés), azt találta, hogy megnőtt a kulcsfontosságú antioxidáns enzimek szintje, még akkor is, amikor a nők nyugalomban voltak.
Az oxidatív stressz az élet elkerülhetetlen következményének tűnhet. De a helyes táplálkozással, az egészséges szokások fenntartásával és néhány ismert ROS-stimulátor elkerülésével lehetséges a ROS-antioxidáns egyensúlyt kordában tartani.
Az eredeti angol nyelvű bejegyzés a szakmai hivatkozásokkal itt olvasható.
