Možno ste už počuli o voľných radikáloch, antioxidantoch a oxidačnom strese. Voľné radikály sú veľmi malé, reaktívne častice, atómy či skupiny atómov s nepárovým počtom elektrónov, čo ich robí extrémne nestabilnými a reaktívnymi. Tieto molekuly obsahujú jeden alebo viac nepárovaných elektrónov, čo z nich robí extrémne nestabilné a reaktívne jedince.
Aby bola molekula stabilná, musí obsahovať správny počet elektrónov. Ak stabilná molekula stratí elektrón, môže z nej vzniknúť takzvaný voľný radikál. Voľný radikál je doslova „zlodej“ elektrónov - keď chýba elektrón, radikál „ukradne“ elektrón od najbližšej molekuly, aby sa stabilizoval. To spúšťa reťazovú reakciu, kde sa takto aj ďalšie molekuly premieňajú na voľné radikály.
Ako vznikajú voľné radikály v tele
Tvorba voľných radikálov je teda primárne spôsobená kyslíkom - prvkom, ktorý nutne potrebujeme pre život. Pri dýchaní kyslíka v porovnaní s anaeróbnymi organizmami majú aeróbne organizmy oveľa väčšiu schopnosť využívať energiu uloženú v chemických väzbách molekúl živín - substrátov. Aby sa molekulový kyslík O2 redukoval až na vodu, musí prijať 4 elektróny. Tie neprijme naraz, ale postupne po jednom. Dôsledkom tohto procesu je vznik krátkožijúcich medziproduktov - voľných radikálov, ktoré obsahujú nespárený elektrón a sú mimoriadne reaktívne.
Okrem toho voľné radikály môžu vznikať v tele prirodzene, napríklad počas normálneho metabolizmu, ale môžu byť tiež spôsobené vonkajšími faktormi, ako sú: znečistenie ovzdušia (smog, výfukové plyny, priemyselné chemikálie), cigaretový dym, UV žiarenie, toxíny, vysoké teploty, ionizačné žiarenie, ultrafialové svetlo, nezdravá strava (cukor, nezdravé tuky, chemické prísady), nadmerná konzumácia alkoholu, užívanie liekov a drog, nedostatok spánku, psychický stres, zápal v tele a extrémne cvičenie.
Reťazové reakcie a poškodenie biomolekúl
Takéto atómy sa rýchlo nadväzujú na ďalšie, ktorým berú po jednom elektróne, a tak ich premieňajú na voľné radikály. Vzniknuté radikály bývajú veľmi nestabilné a agresívne a tým, že vytrhávajú elektróny z ostatných atómov či molekúl, poškodzujú bunky nášho organizmu. Voľné radikály poškodzujú alebo ničia bunky, čo vedie k vzniku rôznych chorôb.
Prečítajte si tiež: Voľné radikály v medicíne: prehľad
Voľnými radikálmi sú ohrozené všetky bunky, ktoré na svoje procesy potrebujú kyslík. Najhoršie voľné radikály sú schopné v jadrách a membránach buniek zničiť molekuly nukleových kyselín, proteínov, sacharidov a lipidov. Ak sa radikálom podarí uniknúť z procesu úplnej redukcie kyslíka, môžu atakovať a poškodiť rôzne biologické štruktúry: lipidy, bielkoviny, nukleové kyseliny.
Ako príklad možno uviesť peroxidáciu lipidov: pri degradácii produktov lipidovej peroxidácie vznikajú mnohé cytotoxické látky, napríklad aldehydy, a práve hladina jedného z nich - malóndialdehydu - patrí vôbec medzi najčastejšie sledované parametre. Stanovovanie koncentrácie produktov peroxidácie lipidov je zrejme najpoužívanejšou nepriamou metódou detekcie oxidačného stresu a súčasne aj kritériom poškodenia biologického tkaniva.
Oxidačný stres a jeho následky pre metabolizmus
Oxidačný stres je stav, kedy v tele dochádza k nerovnováhe medzi produkciou voľných radikálov a schopnosťou tela ich neutralizovať. Oxidačný stres nastáva vtedy, keď v tele existuje nerovnováha v tvorbe agresívnych voľných radikálov napr. reaktívnych zlúčenín kyslíka alebo reaktívnych zlúčenín dusíka a schopnosťou tela tieto zlúčeniny neutralizovať. Ak produkcia voľných radikálov pri oxidácii živín alebo pri iných reakciách v organizme prevýši kapacitu obranných mechanizmov, dochádza k oxidačnému stresu, ktorý môže viesť k poškodeniu tkaniva alebo orgánu.
Dlhodobý oxidačný stres zvyšuje riziko vzniku vážnych chorôb a urýchľuje proces starnutia. Oxidačné procesy sa podieľajú aj na vzniku vážnych ochorení, vrátane aterosklerózy, niektorých druhov rakoviny a niektorých chronických zápalových ochorení. Tieto veľmi jedovaté látky sa v organizme hromadia najmä počas telesnej námahy. Vo vzduchu vydychovanom osobami počas fyzickej záťaže možno pomocou plynovej chromatografie stanoviť obsah pentánu a etánu. Takýmto spôsobom sa pozoroval obrovský nárast tvorby pentánu u testovaných osôb po päťminútovom cvičení, predstavujúcom fyzickú záťaž 100 % maximálnej aeróbnej kapacity (VO2max).
Oxidačný stres môže viesť k poškodeniu DNA, čo zvyšuje riziko mutácií a vzniku rakoviny. Ak sa voľné radikály generujú v blízkosti dezoxyribonukleovej kyseliny (DNA), môžu napadnúť jej dusíkaté bázy a vyvolať mutácie. Pri degradácii produktov lipidovej peroxidácie vznikajú plynné uhľovodíky etán a pentán, ktoré sú vydychované pľúcami. To umožňuje veľmi pohodlné sledovanie oxidatívneho stresu.
Prečítajte si tiež: Prehľad o voľných radikáloch a antioxidantoch
Úloha voľných radikálov v imunitných procesoch a pri fyzickej aktivite
Nie všetky voľné radikály sú ale „zlé“. Hlavnou pozitívnou úlohou voľných radikálov v organizme je likvidácia mikroorganizmov, podieľajú sa teda na obrane proti infekčným chorobám. Okrem toho sa podieľajú na obnove tkanív, normálna regenerácia vyžaduje aj odstraňovanie odumretých a poškodených buniek.
Zvýšená spotreba energie počas fyzickej záťaže vyžaduje zvýšenú oxidáciu živín, a teda aj zvýšenú spotrebu kyslíka. Keďže je známe, že produkcia voľných radikálov stúpa priamo úmerne so spotrebou kyslíka, nebolo ďaleko k úvahám o nadmernej tvorbe voľných radikálov pri zvýšenej fyzickej záťaži. Navyše, kapacita antioxidačného obranného systému v kostrovom svale je podstatne nižšia ako v niektorých iných tkanivách, čo tiež môže prispievať k hromadeniu radikálov.
Čím dlhší a ťažší je daný tréning, tým viac voľných radikálov sa v tvojom organizme vytvára. Zvýšené zaťaženie vyvolá zápalovú reakciu. Potom prebehne regenerácia poškodených bielkovín a bunkových štruktúr, a dôjde k plus bielkovinovej syntéze. Toto umožňuje v nasledujúcom tréningu lepšie zvládanie záťaže. Tieto poškodenia, mikrozranenia, sú z hľadiska rozvoja nenahraditeľné; ale tvojim cieľom by mali byť bielkoviny schopné kontrakcie a spojivové tkanivá, a nie poškodenie iných spojivových tkanív a bielkovín, nachádzajúcich sa v iných orgánoch.
Užívanie antioxidantov sa odporúča hlavne z toho dôvodu, že neutralizujú voľné radikály, čím ochránia bunky pred ich škodlivými účinkami. Vedecké výskumy potvrdili skoršie nastúpenie únavy vplyvom účinkov antioxidantov, pretože tie oslabujú enzýmové systémy spojené s tvorbou energie. Toto ale vôbec nie je v kulturistike prospešné.
Antioxidačné mechanizmy organizmu
Aby aeróbne organizmy vystavené trvalému pôsobeniu voľných radikálov mohli vôbec prežiť, existujú u nich účinné obranné mechanizmy - antioxidačné systémy. Patria medzi ne predovšetkým enzýmy. Medzi kľúčové endogénne antioxidačné enzýmy patria Superoxiddismutáza (SOD), Kataláza (CAT) a Glutatiónperoxidáza (GPx). Antioxidačné enzýmy (nazývané tiež „primárne antioxidanty“) majú vysoké katalytické vlastnosti a podieľajú sa na eliminácii miliónov voľných radikálov.
Prečítajte si tiež: Použitie lecitínu pre zdravie
Podobnú schopnosť má aj glutationperoxidáza. Zvláštnosťou glutationperoxidázy je, že jej molekula obsahuje stopový prvok selén. Tripeptid glutation môže, popri glutationperoxidázovej reakcii, voľné radikály eliminovať aj priamo. Keď sú tieto vitamíny neutralizované, samy sa stanú radikálnymi formami; glutatión regeneruje vitamín C a vitamín E, dve ďalšie dôležité antioxidačné látky v tele.
Exogénne antioxidanty: potraviny a ich význam
Najlepšou cestou, ako si zaistiť dostatočný prísun antioxidantov, je vyvážená strava, ktorá obsahuje dostatok ovocia a zeleniny. Antioxidanty nájdete v celom rade potravín, najmä v ovocí a zelenine. Hlavné antioxidanty medzi, ktoré patrí napr. vitamín C a E, beta karotén a selén, si už telo vyrobiť nevie. Je teda nutné ich dodať v jedle.
Vitamín E - najbežnejší antioxidant, vôbec najefektívnejší v prerušení reťazovej reakcie voľných radikálov. Vitamín C - najúčinnejší pri boji s voľnými radikálmi spôsobenými fajčením či znečistením. Súčasne sa podieľa na recyklácii vitamínu E ako antioxidantu. Beta karotén sa v našom organizme premieňa na vitamín A.
Karotenoidy sú farbivá rastlín a mikroorganizmov. Živočíchy, teda ani človek, ich nedokážu syntetizovať, vytvárajú z nich vitamín A. Najbohatšími zdrojmi karotenoidov sú: mrkva, červené, žlté, a oranžové plody zeleniny i ovocia, tiež zelené časti rastlín. Flavonidy sú veľkou skupinou prírodných látok, väčšinou sú viazané na rôzne cukry vo forme glykozidov.
Najdôležitejší je však antioxidačný potenciál ovocia a zeleniny, pretože ich môžeme prijímať v dostatočnom množstve. Výborné sú dužiny citrusových plodov, brusnice, jahody, maliny, čerešne, slivky, jablká, hrušky, broskyne, marhule. Zo zeleniny: kapusta, hlávkový šalát, špenát, rajčiny, brokolica, mrkva, zeler, petržlen, pór.
Potraviny bohaté na antioxidanty - výber
| Potravina | Benefity |
|---|---|
| Tmavá čokoláda | Zníženie zápalov, zníženie rizika srdcových ochorení |
| Čučoriedky | Podpora mozgu, zníženie hladiny LDL cholesterolu a krvného tlaku |
| Jahody | Podpora zdravia srdca |
| Kapusta, špenát, brokolica | Boj proti oxidačnému stresu a zlepšenie celkového zdravia |
| Paradajky (lykopén) | Silný rastlinný antioxidant, ochrana pred niektorými typmi rakoviny |
| Orechy a semienka | Zdroj vitamínu E, zdravých tukov a minerálov |
Doplnky stravy, superpotraviny a opatrnosť
Konzumáciou superpotravín, ktoré sú len prirodzene vysušené a neprešli chemickými procesmi, si tiež zaistíme zvýšený prísun antioxidantov. Spirulina je jedným z najkoncentrovanejších zdrojov beta karoténu, významného antioxidantu. Chlorella má síce o niečo menej silné antioxidačné účinky ako Spirulina, ale aj tak je stále významným zdrojom antioxidantov. Acai obsahuje širokú škálu všetkých najdôležitejších antioxidantov, ako napr. vitamín C, E a A.
Ak ste zdraví, pri výbere niektorého renomovaného prípravku sa určite nepomýlite. Len neprekračujte odporúčané dávkovanie a podľa možnosti užívajte tieto preparáty mimo ostatného jedla, tak z nich vyťažíte maximum. Ak však trpíte chronickým ochorením, poraďte sa so svojím lekárom aj o užívaní takýchto doplnkov výživy. Aj tu totiž hrozí isté nebezpečenstvo predávkovania, interakcií s vašimi liekmi, problémy so stabilizáciou a chemickou čistotou prípravku, konzervačnými činidlami.
Čo je oxidácia – Dr. Berg o voľných radikáloch a antioxidantoch
Prevencia: čo môžeme robiť
- Môžeme rozumne jesť. Jedzte pestrú potravu, kaloricky primeranú. Jedzte čo najmenej škodlivých jedál (údeniny, mastné jedlá, sladkosti, jedlá bohaté na soľ, ochucovadlá, syntetické prímesi), čo najviac prospešných jedál (zelenina, ovocie, celozrnné potraviny). Vysoká výživová hodnota niektorých potravín totiž spočíva práve vo vysokom obsahu antioxidantov.
- Môžeme rozumne piť. Z nápojov je vhodný čaj. Predovšetkým zelený, pretože v čiernom čaji je obsah katechínov znížený na pätinu pre fermentáciu.
- Môžeme nefajčiť. Toto si nevyžaduje ďalšie vysvetľovanie, je to zreteľné zo všetkých zdravotníckych štatistík.
- Môžeme sa snažiť o zdravšie životné prostredie. My ostatní sa môžeme čo najviac pohybovať na čerstvom vzduchu, nebyť tak strašne závislí od svojich áut, dodržovať už existujúce pravidlá chrániace životné prostredie a, napríklad, máličko sa poobťažovať so separovaným zberom.
Meranie oxidačného stresu a klinický význam
Dnes vieme stanoviť úroveň oxidačného stresu u jednotlivca, dobre vybavené laboratóriá máme aj na Slovensku. Vyšetruje sa antioxidačná kapacita krvi alebo množstvo oxidačných produktov v krvi. Prakticky jedinou používanou metódou priameho zistenia voľných radikálov je elektrónová paramagnetická rezonancia. Mnohé štúdie dokazujú nárast koncentrácie voľných radikálov vo svale a pečeni po vyčerpávajúcom fyzickom zaťažení.
Ak produkcia voľných radikálov pri oxidácii živín alebo pri iných reakciách v organizme prevýši kapacitu obranných mechanizmov, dochádza k oxidačnému stresu, ktorý môže viesť k poškodeniu tkaniva alebo orgánu. V súčasnosti je známych viac ako 100 rôznych ochorení alebo poškodení orgánov, pri ktorých sa pozorovala zvýšená tvorba voľných radikálov alebo pokles aktivity obranného systému.
Rizikové situácie vedúce k oxidačnému stresu
- nadmerná oxidačná záťaž (žiarenie, fajčenie, znečistený vzduch, voda, pôda...)
- nedostatok antioxidantov (zlé zloženie stravy, niektoré ochorenia tráviacich orgánov)
- súbeh týchto nepriaznivých faktorov
Príroda je však múdra. Každý organizmus je až udivujúco zorganizovaný systém, kde "všetko so všetkým súvisí" a nepriaznivé deje sa okamžite vyvažujú ochrannými mechanizmami. Od zrodenia sme vyzbrojení antioxidantmi, naše telo ich tvorí neustále. Až narušenie rovnováhy v prospech voľných radikálov vyvolá poškodenie organizmu. Prevaha nepriaznivých - prooxidačných dejov sa nazýva oxidačný stres.
tags: #volne #radikaly #vplyv #na #metabolizmus