Dlaczego wolne rodniki są szkodliwe dla organizmu?

Wolne rodniki to wysoce reaktywne i niestabilne cząsteczki. Są one wytwarzane przez organizm w sposób naturalny jako produkt uboczny normalnego metabolizmu. Wolne rodniki mogą być również wytwarzane po ekspozycji na toksyny w środowisku, takie jak dym tytoniowy i promieniowanie ultrafioletowe (UV).

Wolne rodniki mają czas życia zaledwie ułamek sekundy, ale w tym czasie mogą uszkodzić DNA, czasami powodując mutacje, które mogą zwiększyć ryzyko zachorowania na choroby takie jak choroby serca i rak. Przeciwutleniacze zawarte w spożywanych przez nas pokarmach mogą neutralizować niestabilne cząsteczki i zmniejszać szanse na to, że spowodują one uszkodzenia w tkankach.

Ten artykuł wyjaśni, czym są wolne rodniki. Dowiesz się również, jakie szkody wyrządzają wolne rodniki, jakie suplementy lub witaminy mogą chronić przed wolnymi rodnikami oraz jakie pokarmy włączyć do swojej diety, aby zmniejszyć stres oksydacyjny.

Czym są wolne rodniki?

Wolne rodniki to atomy, które mają jeden niesparowany elektron. Czasami mają więcej niż jeden niesparowany elektron. Elektrony muszą być sparowane, aby były stabilne. Wolne rodniki nieustannie szukają możliwości związania się z innym atomem lub cząsteczką, aby stać się stabilne. Rozglądając się, wolne rodniki mogą uszkodzić ludzkie komórki. Konsekwencje tych uszkodzeń obejmują efekty takie jak przyspieszenie procesu starzenia się, a nawet odgrywanie roli w rozwoju raka i innych chorób.

Rodzaje wolnych rodników

Istnieje wiele rodzajów wolnych rodników. Największe znaczenie u ludzi mają wolne rodniki tlenowe (reaktywne formy tlenu). Przykłady wolnych rodników tlenowych obejmują:

• Tlen singletowy (gdy tlen zostaje „rozszczepiony” na pojedyncze atomy z niesparowanymi elektronami)
• Nadtlenek wodoru
• Nadtlenki
• Aniony hydroksylowe

Źródła wolnych rodników

Wolne rodniki mogą pochodzić z normalnych procesów metabolicznych w organizmie lub z ekspozycji na substancje powodujące raka (kancerogeny) lub inne szkodliwe substancje w środowisku.

Wolne rodniki pochodzące z normalnych procesów w organizmie

Organizm wytwarza wolne rodniki podczas rozkładu składników odżywczych, aby zapewnić nam energię potrzebną do funkcjonowania.

Produkcja wolnych rodników podczas tych normalnych procesów w organizmie jest jednym z powodów, dla których ryzyko wystąpienia wielu chorób wzrasta wraz z wiekiem, nawet jeśli nie byliśmy narażeni na działanie substancji toksycznych.

Wolne rodniki z czynników rakotwórczych

Wolne rodniki mogą być również wytwarzane, gdy jesteśmy narażeni na działanie czynników rakotwórczych, takich jak:

• Dym tytoniowy
• Promieniowanie ultrafioletowe
• Radon
• Substancje i chemikalia środowiskowe i zawodowe (np. azbest i chlorek winylu)
• Niektóre wirusy
• Promieniowanie medyczne
• Zanieczyszczenie powietrza

Wpływ wolnych rodników na organizm: Stres oksydacyjny

Po wytworzeniu wolnych rodników, mogą one swobodnie wyrządzać szkody w organizmie – czy to w wyniku narażenia na działanie substancji rakotwórczych, czy też w wyniku normalnych procesów zachodzących w organizmie. Dostępność wolnych rodników powoduje powstanie w organizmie czegoś, co nazywamy stresem oksydacyjnym. Nazywa się go „stresem”, ponieważ reakcje chemiczne, które pozwalają wolnym rodnikom uzyskać elektrony, zachodzą w obecności tlenu.

Proces ten składa się z kilku części. Kiedy jeden wolny rodnik „kradnie” elektron z cząsteczki, ta staje się wolnym rodnikiem, ponieważ brakuje jej elektronu. Ten cykl trwa dalej i tworzy więcej wolnych rodników. Wolne rodniki mogą uszkodzić DNA organizmu. Nasze DNA zawiera nasze geny, białka, lipidy, błony komórkowe i inne ważne substancje. Uszkodzone DNA może prowadzić do chorób.

Jak wolne rodniki mogą powodować raka

Uszkodzenie genów w DNA może spowodować, że będą one tworzyć nieskuteczne białka. Niektóre z tych białek są ważną częścią upewniania się, że DNA działa prawidłowo.

Kluczowym obszarem, w którym uszkodzenia mogą powodować problemy, są geny supresorowe nowotworów.4 Geny te kierują białkami, które naprawiają uszkodzone DNA lub powodują, że komórki, które są uszkodzone tak bardzo, że nie można ich naprawić, są usuwane poprzez „zaprogramowaną śmierć komórki” (apoptozę).

Zazwyczaj to seria mutacji w genach supresorowych guza i innych genach prowadzi do powstania komórki nowotworowej.

Antyoksydanty i wolne rodniki

Wiele roślinnych substancji chemicznych (fitochemikaliów) w naszej żywności to antyoksydanty. Te składniki odżywcze powstrzymują powstawanie wolnych rodników i mogą zmniejszyć szkody, jakie wyrządzają one w organizmie.

Siła antyoksydantów w walce z wolnymi rodnikami jest jednym z powodów, dla których dieta bogata w warzywa i owoce została powiązana z niższym ryzykiem wielu chorób. Przykłady antyoksydantów, które mogą pomóc w zwalczaniu wolnych rodników i stresu oksydacyjnego obejmują:

• Witaminę E
• Witamina A
• Beta-karoten
• Antocyjanidyny
• Epigalakatechin-3-gallate (EGCG)

Wiele pokarmów i napojów jest dobrym źródłem różnych przeciwutleniaczy, jak np. jagody i zielona herbata.

Czy suplementy antyoksydacyjne zwalczają wolne rodniki?

Badania wykazały, że dieta bogata w antyoksydanty jest związana z niższym ryzykiem wielu chorób przewlekłych, w tym raka. Jednakże stosowanie suplementów antyoksydacyjnych nie wydaje się mieć takiego samego efektu. Na przykład badania wykazały, że osoby, które spożywały więcej pokarmów bogatych w beta-karoten i witaminę E, miały niższe ryzyko rozwoju raka płuc.

Aby dowiedzieć się, dlaczego tak się dzieje, naukowcy przeprowadzili badanie, w którym jedna grupa osób przyjmowała codziennie suplementy beta-karotenu, a druga nie, aby sprawdzić, czy wpłynie to na ryzyko zachorowania na raka płuc. Wyniki były nieco zaskakujące: mężczyźni biorący udział w badaniu, którzy palili i przyjmowali beta-karoten, mieli wyższe ryzyko zachorowania na raka płuc, a nie niższe.

Czy osoby chore na raka mogą przyjmować suplementy antyoksydacyjne?

Jeśli jesteś w trakcie leczenia raka, możesz mieć na uwadze wolne rodniki i zastanawiać się, czy powinieneś zwiększyć spożycie przeciwutleniaczy. Zawsze rozmawiaj z onkologiem o wszelkich suplementach, które chcesz wypróbować. Poinformuje Cię, co można bezpiecznie przyjmować (lub nie) podczas leczenia.

Jednak przyjmowanie suplementów antyoksydacyjnych może pogorszyć rokowania w przypadku niektórych nowotworów, a niektóre suplementy witaminowe mogą sprawić, że leczenie raka będzie mniej skuteczne.

W jednym z badań, kobiety po menopauzie z rakiem piersi, które stosowały suplementy antyoksydacyjne podczas chemioterapii i radioterapii miały gorsze rokowania. Dwa inne, odrębne badania wykazały, że suplementy antyoksydacyjne (takie jak witamina E) mogą promować wzrost i rozprzestrzenianie się raka płuc.

Podczas gdy suplementy antyoksydacyjne często nie są zalecane, Twój onkolog prawdopodobnie zachęci Cię do stosowania zrównoważonej, odżywczej diety, która naturalnie zawiera antyoksydanty.

Jak zmniejszyć ilość wolnych rodników w organizmie

Nie możesz całkowicie uniknąć wolnych rodników, ponieważ są one częścią naturalnego procesu zachodzącego w Twoim organizmie, którego nie kontrolujesz. Nie zawsze można też uniknąć kontaktu z toksynami – na przykład można się na nie natknąć w pracy.

Możesz jednak zrobić wszystko, co w Twojej mocy, aby uniknąć kontaktu z toksynami i rozważyć kwestię bezpieczeństwa, jeśli nie możesz go uniknąć.

Możesz również uzbroić swój organizm w antyoksydanty, aby zwalczać wolne rodniki. Twój organizm wytwarza antyoksydanty, ale nie wytwarza ich wystarczająco dużo. Kluczowe jest na przykład spożywanie „tęczy pokarmów”, które będą je dostarczać.

Wolne rodniki – podsumowanie

Wolne rodniki to niestabilne cząsteczki w organizmie, które mogą uszkodzić DNA w komórkach. To z kolei może zwiększyć ryzyko wystąpienia chorób, w tym raka.

Organizm naturalnie wytwarza pewne wolne rodniki jako produkt uboczny procesów, które normalnie wykonuje, ale można również uzyskać więcej wolnych rodników poprzez narażenie na pewne substancje toksyczne.

Przeciwutleniacze, takie jak te znajdujące się naturalnie w owocach i warzywach, są kluczowym sposobem „walki” z wolnymi rodnikami i stresem oksydacyjnym, który powodują w Twoim organizmie. Jednak suplementy antyoksydacyjne są mniej prawdopodobne, aby pomóc, a nawet mogą przynieść więcej szkody niż pożytku.

Bibliografia:
Phaniendra A, Jestadi DB, Periyasamy L. Free radicals: properties, sources, targets, and their implication in various diseases. Indian J Clin Biochem. 2015;30(1):11-26. doi:10.1007/s12291-014-0446-0
Lobo V, Patil A, Phatak A, Chandra N. Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health. Pharmacogn Rev. 2010;4(8):118-126. doi:10.4103/0973-7847.70902
Jiang D, Rusling JF. Oxidation Chemistry of DNA and p53 Tumor Suppressor Gene. ChemistryOpen. 2019;8(3):252-265. Published 2019 Feb 22. doi:10.1002/open.201800292
Neha K, Haider MR, Pathak A, Yar MS. Medicinal prospects of antioxidants: A review. European Journal of Medicinal Chemistry. 2019. 178:687-704. doi:10.1016/j.ejmech.2019.06.010
Choi Y, Larson N, Steffen LM, et al. Plant‐Centered Diet and Risk of Incident Cardiovascular Disease During Young to Middle Adulthood. Journal of the American Heart Association. 2021;10(16). doi:10.1161/jaha.120.020718
Alsharairi N. The Effects of Dietary Supplements on Asthma and Lung Cancer Risk in Smokers and Non-Smokers: A Review of the Literature. Nutrients. 2019. 11(4): 725. doi:10.3390/nu11040725
Jung A, Cai X, Thoene K, et al. Antioxidant Supplementation and Breast Cancer Prognosis in Postmenopausal Women Undergoing Chemotherapy and Radiation Therapy. The American Journal of Clinical Nutrition. 2019. 109(1):69-78. doi:10.1093/ajcn/nqy223
Lignitto L, LeBoeuf SE, Hamer H, et al. Nrf2 Activation Promotes Lung Cancer Metastasis by Inhibiting the Degradation of Bach1. Cell. 2019. doi: 10.1016/j.cell.2019.06.003