Tlen - powiew życia czy śmierci?

Jak kontrolować poziom tlenu i produktów jego rozpadu w organizmie, aby uniknąć stresu oksydacyjnego – zjawiska, o którym mało kto wie, a które odpowiedzialne jest za wiele poważnych chorób.

Z profesorem Eugenio Luigi Iorio rozmawia Karolina Dobrzyńska

Tlen to pierwiastek niezbędny do życia. Dlaczego?
Kiedy miliony lat temu na naszej planecie pojawił się tlen, ilość, różnorodność i złożoność żywych organizmów nagle szybko wzrosła. To dzięki obecności tlenu możliwa stała się ich ewolucja z bakterii do naczelnych. Ten długi i skomplikowany proces mógł zajść, ponieważ tlen umożliwił żywym organizmom pobieranie większej ilości energii z tych samych substancji odżywczych, którymi dysponowały wcześniej.
My, naukowcy, mówimy, że po strawieniu, pewne enzymy komórkowe pozyskują z pożywienia cukry, tłuszcze i białka, a potem łączą się z atomami wodoru i są przenoszone pod wpływem tlenu do mitochondriów (które nazywamy elektrowniami komórkowymi). Energia uwolniona w trakcie reakcji wodoru i tlenu jest następnie wychwytywana pod postacią cząsteczki ATP. Rozpad tej molekuły generuje całą energię chemiczną, jakiej potrzebują do życia komórki naszego ciała (np. do wydalania, detoksykacji, poruszania się, reprodukcji itd.). Aby mieć świadomość, jak ważny jest proces utleniania, należy zauważyć, że rozpad jednej cząsteczki glukozy w obecności tlenu daje od 36 do 38 cząsteczek ATP (w warunkach tlenowych), a jedynie dwie cząsteczki ATP w przypadku braku tlenu.

Dlatego nieprawidłowa ilość tlenu w komórkach może być szkodliwa dla naszego zdrowia?
Badania pokazują, że obniżony poziom tlenu (niedotlenienie), jak również podwyższony poziom tlenu, mogą wywoływać nadmiar niebezpiecznych, reaktywnych form tlenu, znanych w kosmetyce czy medycynie, jako wolne rodniki tlenowe. W przypadku braku odpowiednich mechanizmów przeciwutleniających, wolne rodniki są odpowiedzialne za powstanie tak zwanego stresu oksydacyjnego.

Czym jest wolny rodnik tlenowy?
Pojedynczy atom składa się z centralnie umieszczonego jądra o dodatnim ładunku, który otaczają ujemnie naładowane elementy, zwane elektronami. Elektrony, pogrupowane w pary, bez przerwy poruszają się wokół jądra po orbitach. Wolny rodnik to pojedynczy atom lub mała grupa atomów, które zamiast pary elektronów na orbicie mają tylko pojedynczy elektron.
Wolne rodniki tlenowe są formami niestabilnymi chemicznie. Starają się one odzyskać stabilność poprzez przyciągnięcie wolnych elektronów z innych cząsteczek, takich jak węglowodany, tłuszcze, białka i molekuły DNA, to jednak prowadzi do sytuacji, w której struktury pozbawione elektronu same stają się wolnymi rodnikami.
Wolne rodniki pomagają naszemu organizmowi w kontroli ciśnienia krwi oraz zwalczaniu bakterii, jednak w nadmiarze mogą stanowić poważne zagrożenie. Z tego też powodu nasze ciało walczy z ewentualnym nadmiarem wolnych rodników tlenowych wykorzystując przeciwutleniacze.

Czym jest przeciwutleniacz?
Przeciwutleniacz to środek chemiczny lub biologiczny, który jest w stanie zneutralizować potencjalnie niszczący wpływ wolnego rodnika. Niektóre przeciwutleniacze (np. dysmutaza ponadtlenkowa, peroksydaza glutationowa i katalaza) to środki endogenne, czyli stanowiące normalne składniki ludzkiego ciała, podczas gdy inne (np. witamina C i witamina E) są substancjami egzogennymi i muszą być pozyskiwane ze środowiska zewnętrznego, np. w trakcie spożywania owoców i warzyw.

A czym jest stres oksydacyjny?
Stres oksydacyjny to patologiczny stan, w którym produkcja wolnych rodników tlenowych przez nasze ciało jest podwyższona lub system obronny oparty na przeciwutleniaczach nie działa skutecznie. Taka sytuacja może prowadzić do uszkodzeń pojedynczych komórek. W razie błędnej diagnozy lub niepodjęcia odpowiedniego leczenia ten stan może objąć inne komórki i tkanki, powodując tym samym chorobę ogólnoustrojową.

Jakie są konsekwencje stresu oksydacyjnego dla naszego zdrowia?
Uważa się, że stres oksydacyjny jest odpowiedzialny lub współodpowiedzialny za przedwczesne starzenie się ciała, jak również pewne choroby (lista uwzględnia ponad 100 pozycji), np. miażdżyca tętnic (oraz konsekwencje obejmujące zawał i udar), nadciśnienie krwi, cukrzyca, otyłość, dyslipidemie, zapalenie okrężnicy, artroza, zaburzenia neurodegeneracyjne (np. choroba Alzheimera i Parkinsona) oraz nowotwory.

Jakie są objawy kliniczne stresu oksydacyjnego?
Stres oksydacyjny, w przeciwieństwie do choroby w tradycyjnym znaczeniu tego słowa, uznawany jest za wschodzący czynnik ryzyka dla zdrowia. W rzeczywistości jest to niechciany efekt utraty równowagi biochemicznej. Tym samym może on mieć wpływ na rozpoczęcie lub przebieg różnego rodzaju chorób głównych.
Ze względu na fakt, że nie jest skategoryzowany jak klasyczna choroba, stres oksydacyjny nie posiada konkretnych objawów klinicznych, ale ukrywa się pod postacią symptomów i oznak choroby głównej. Dlatego też stres oksydacyjny pozostaje stanem nieokreślonym i powoduje nieuniknione uszkodzenia organizmu, do momentu rozpoznania jego istnienia przez lekarza i rozpoczęcia odpowiednich testów biochemicznych.

Jak można zdiagnozować stres oksydacyjny?
Zwiększona produkcja wolnych rodników tlenowych, jak również osłabiona zdolność mechanizmów obronnych o właściwościach przeciwutleniających są ogólnie powiązane z pewnymi zmianami biochemicznymi, mającymi miejsce albo wewnątrz, albo na zewnątrz komórek. Można je wykryć i poddać monitorowaniu. W ten sposób możliwe jest zidentyfikowanie i pomiar wybranych markerów biologicznych w próbkach. Większość testów mierzenia stresu oksydacyjnego jest przeprowadzana na próbkach krwi; niektóre z nich pozwalają na pomiar produkcji wolnych rodników (np. MDA, test d-ROMs, izoprostany, poziom 8-OHdG), podczas gdy inne kwantyfikują barierę przeciwutleniającą (np. TAS, test BAP, zestaw FRAP, zestaw ORAC).
W ostatnim czasie na rynku pojawiły się nieinwazyjne testy oparte na pomiarach utlenionych związków w wydychanym powietrzu (np. REVELAR™ umożliwiający wykrycie aldehydów).

Sama miałam niedawno możliwość zbadania swojego poziomu stresu oksydacyjnego...
To bardzo proste badanie. I szybkie. Wystarczy silnie dmuchać w urządzenie przypominające alkomat, a po paru chwilach odczyt stresu jest gotowy. Jak można redukować poziom stresu oksydacyjnego?
W przypadku stresu oksydacyjnego kluczem jest profilaktyka. Najlepszym rozwiązaniem zaś stosowanie się do kilku podstawowych zasad: unikanie kontaktu z substancjami zanieczyszczającymi (rzucenie palenia), jedzenie od pięciu do dziewięciu porcji warzyw i owoców dziennie, wykonywanie ćwiczeń fizycznych i regularne poddawanie się badaniom na obecność stresu oksydacyjnego.

Jakie są wyniki najnowszych badań nad suplementami diety? Pojawiają się nowe preparaty, mówi się o nowych sposobach ich stosowania...
Klasyczne strategie oparte na stosowaniu przeciwutleniaczy, mające przede wszystkim na celu usprawnienie mechanizmów obronnych, mogą przeciwdziałać stresowi oksydacyjnemu tylko częściowo.
Na tym tle np. Cellfood™ – nieuzależniająca, nieinwazyjna i całkowicie nietoksyczna koloidalno-jonowa formuła, zawierająca w pełni naturalne substancje organiczne pochodzenia roślinnego, takie jak minerały, enzymy, aminokwasy i siarczan deuteru pozyskany z czerwonych alg Lithothamnium calcareum – to bardzo przydatne rozwiązanie, które wraz z odpowiednio zbilansowaną dietą i ćwiczeniami fizycznymi wspiera proces udostępniania tlenu poprzez przyspieszanie jego konsumpcji, a tym samym unikanie negatywnych efektów ubocznych. Dzięki temu komórki ciała są cały czas chronione, nawet w przypadku niedotlenienia lub stresu oksydacyjnego.
Preparat wpływa także na funkcje naczyniowe komórek nabłonkowych, przede wszystkim u osób ćwiczących, co zostało udowodnione na podstawie testów przeprowadzonych u członków chińskiej reprezentacji podczas ostatnio zakończonych Igrzysk Olimpijskich. Zalecany jest więc nie tylko jako dodatkowa broń w walce z wolnymi rodnikami, ale także wsparcie dla osób bardzo aktywnych fizycznie.

Dr Eugenio Luigi Iorio
profesor Kliniki Biochemii na uniwersytecie w Neapolu. Od 2005 roku stoi na czele Międzynarodowego Ośrodka Badań nad Stresem Oksydacyjnym w Salerno, we Włoszech.