10.2009 – „Antyoksydacyjne właściwości roślin.”
październik 2009, nr 38/16 online
ANTYOKSYDACYJNE WŁAŚCIWOŚCI ROŚLIN
W ostatnich latach temat wolnych rodników i reaktywnych form tlenu był przedmiotem zarówno badań jak i sporów wielu naukowców. Coraz lepiej poznajemy ich wpływ na organizm, udoskonalamy techniki pomiaru ich stężenia w organizmie oraz staramy się im przeciwdziałać. Poznany został ich niszczycielski wpływ na komórki oraz udział w patogenezie wielu chorób. Czym zatem jest wolny rodnik? Wolnym rodnikiem może być każdy atom lub cząsteczka posiadająca niesparowany elektron walencyjny. Do najbardziej reaktywnych rodników nieorganicznych zalicza się: rodnik hydroksylowy (˙OH), rodnik wodoronadtlenkowy (HO˙2), anionorodnik ponadtlenkowy (O˙‾2), nadtlenek wodoru (H2O2). Powstawanie wolnych rodników i RTF związane jest przede wszystkim z procesami metabolicznymi zachodzącymi w każdym żywym organizmie bądź poprzez wpływ czynników zewnętrznych. Enzymami biorącymi udział w inicjowaniu wolnych rodników są między innymi: oksydazy NADPH znajdujące się w wewnętrznej błonie neutrofili, makrofagów, komórek śródbłonkowych, a ponadto oksydazy zależne od cytochromu P450 i oksydaza ksantynowa. Ze względu na nieustannie zmieniające się środowisko znaczący wpływ mają także czynniki zewnętrzne: promieniowanie jonizujące, promieniowanie UV, światło ultrafioletowe, nikotynizm, niektóre leki, pestycydy, środki znieczulające, ultradźwięki, ozon. Istnieje wiele czynników odpowiedzialnych za powstawanie wolnych rodników, niemniej jednak większość z nich powstaje w wyniku reakcji z innymi rodnikami.
Prawidłowo funkcjonująca komórka znajduje się w tzw. „równowadze prooksydacyjno – antyoksydacyjnej”. Jeżeli nastąpi przewaga prooksydacyjna, dochodzi do stresu oksydacyjnego, który może prowadzić do: upośledzenia rozwoju neuronów, obniżenia synaptycznej wydajności, zaburzenia funkcjonowania receptorów serotoninowych, zaburzenia wytwarzania energii, spadku produkcji hormonów prostaglandynowych, nadmiaru glutaminianu, a nawet do śmierci komórek. W przypadku kiedy stężenie wolnych rodników nie może być stosunkowo szybko inaktywowane dochodzi do uszkodzenia struktur komórkowych oraz makrocząsteczek takich jak: białka, tłuszcze, węglowodany i kwasy nukleinowe. Szkodliwe działanie rozpoczyna się od uszkodzenia lipidów budujących błonę komórkową, w konsekwencji prowadzące do zaburzenia dokomórkowego transportu substancji odżywczych jak i odbierania sygnałów od innych komórek. Stale zwiększające się stężenie wolnych rodników w organizmie jest przyczyną przyspieszonego procesu starzenia się organizmu oraz wielu poważnych chorób takich jak: nowotwory, zaćma, choroby układu krążenia oraz według najnowszych doniesień – w patogenezie autyzmu.
Termin „antyoksydant” oznacza w dosłownym tłumaczeniu „przeciwko oksydacji”. Antyoksydanty odgrywają w naszym organizmie kluczową rolę. Przede wszystkim pełnią funkcję ochronną błon lipidowych poprzez oddanie wolnym rodnikom własnych elektronów i tym samym zatrzymują kaskadę łańcucha reakcyjnego. Antyoksydanty stanowią najbardziej aktywną grupę związków w procesie odtruwania i ochrony genów, które uszkodzone przez rodniki stają się przyczyną chorób nowotworowych. Każdy organizm posiada własny złożony system obrony antyoksydacyjnej niemniej jednak niezbędna jest także dieta bogata w warzywa, owoce, orzechy, nasiona. Jest ona między innymi źródłem: polifenoli, karotenoidów i witamin: A, C, E oraz minerałów np. Se, które nie są syntetyzowane w organizmie ludzkim. Skuteczność oraz przyswajalność naturalnych przeciwutleniaczy występujących w żywności jest znacznie wyższa niż ich suplementacja gotowymi preparatami.
Badania dowodzą, że podstawowymi ciałami czynnymi odpowiedzialnymi za działanie przeciwutleniające są polifenole. Liczbę związków fenolowych szacuje się na około osiem tysięcy. Spotykane są w wielu rodzinach: F. Asteraceae, F. Betulaceae, F. Rosaceae, F. Equisetaceae, F. Ginkoaceae, F. Lamiaceae, F. Violaceae, F. Tiliaceae i wiele innych. Związki fenolowe należą do wtórnych metabolitów, a ich antyoksydacyjne działanie opiera się na eliminowaniu Reaktywnych Form Tlenu, zmiataniu wolnych rodników, inhibicji enzymów z grupy oksydaz oraz chelatowaniu jonów metali jak np. żelaza co czyni je bardziej efektywnymi od witamin.
Przeciwutleniacze można podzielić na dwie grupy: pierwszorzędowe (pierwotne), które konwertują rodniki do stabilniejszych związków przerywając łańcuch reakcji. Drugorzędowe (wtórne) działają wykorzystując różnorodne mechanizmy: kompleksacja jonów metali katalizujących reakcje autooksydacji, absorbowanie promieni UV, dezaktywacja tlenu singletowego. Przeciwutleniacze należące do tej grupy są aktywne tylko w obecności przeciwutleniaczy pierwotnych.
Na zawartość przeciwutleniaczy w roślinach, szczególnie związków fenolowych ma wpływ wiele czynników. Większa zawartość związków fenolowych zapewnia roślinie wyższą aktywność antyoksydacyjną, a tym samym większą skuteczność w zwalczaniu wolnych rodników. Przede wszystkim wpływ mają: warunki klimatyczne, agrotechniczne – nawożenie gleby wapniem i fosforem, dojrzałość, czas zbioru, a także istotny wpływ mają warunki przechowywania. Owoce będące w smaku gorzkie i cierpkie często zawierają duże ilości polifenoli.
Codzienna dieta bogata w polifenole zmniejsza ryzyko występowania chorób naczyniowych związanych z obrzękami, nocnymi kurczami kończyn dolnych, miażdżycy czy żylaków. W ich powstawaniu czynny udział bierze wzrastający poziom niekorzystnej dla człowieka frakcji LDL cholesterolu oraz uszkodzenia komórek w obrębie tętnic indukowanego przez rosnące stężenie wolnych rodników w organizmie. Korzystając z zasobów roślinnych poprzez picie zielonych herbat, spożywanie dużych ilości owoców, warzyw, soków zwłaszcza tych naturalnych, podnosimy odporność naszego organizmu oraz jesteśmy w stanie zapobiec wielu chorobom. Ważne jest także stosowanie egzogennych minerałów i witamin szczególnie w okresie zimowym kiedy zawartość naturalnych przeciwutleniaczy w codziennej diecie może być niewystarczająca.
Prawidłowo funkcjonująca komórka znajduje się w tzw. „równowadze prooksydacyjno – antyoksydacyjnej”. Jeżeli nastąpi przewaga prooksydacyjna, dochodzi do stresu oksydacyjnego, który może prowadzić do: upośledzenia rozwoju neuronów, obniżenia synaptycznej wydajności, zaburzenia funkcjonowania receptorów serotoninowych, zaburzenia wytwarzania energii, spadku produkcji hormonów prostaglandynowych, nadmiaru glutaminianu, a nawet do śmierci komórek. W przypadku kiedy stężenie wolnych rodników nie może być stosunkowo szybko inaktywowane dochodzi do uszkodzenia struktur komórkowych oraz makrocząsteczek takich jak: białka, tłuszcze, węglowodany i kwasy nukleinowe. Szkodliwe działanie rozpoczyna się od uszkodzenia lipidów budujących błonę komórkową, w konsekwencji prowadzące do zaburzenia dokomórkowego transportu substancji odżywczych jak i odbierania sygnałów od innych komórek. Stale zwiększające się stężenie wolnych rodników w organizmie jest przyczyną przyspieszonego procesu starzenia się organizmu oraz wielu poważnych chorób takich jak: nowotwory, zaćma, choroby układu krążenia oraz według najnowszych doniesień – w patogenezie autyzmu.
Termin „antyoksydant” oznacza w dosłownym tłumaczeniu „przeciwko oksydacji”. Antyoksydanty odgrywają w naszym organizmie kluczową rolę. Przede wszystkim pełnią funkcję ochronną błon lipidowych poprzez oddanie wolnym rodnikom własnych elektronów i tym samym zatrzymują kaskadę łańcucha reakcyjnego. Antyoksydanty stanowią najbardziej aktywną grupę związków w procesie odtruwania i ochrony genów, które uszkodzone przez rodniki stają się przyczyną chorób nowotworowych. Każdy organizm posiada własny złożony system obrony antyoksydacyjnej niemniej jednak niezbędna jest także dieta bogata w warzywa, owoce, orzechy, nasiona. Jest ona między innymi źródłem: polifenoli, karotenoidów i witamin: A, C, E oraz minerałów np. Se, które nie są syntetyzowane w organizmie ludzkim. Skuteczność oraz przyswajalność naturalnych przeciwutleniaczy występujących w żywności jest znacznie wyższa niż ich suplementacja gotowymi preparatami.
Badania dowodzą, że podstawowymi ciałami czynnymi odpowiedzialnymi za działanie przeciwutleniające są polifenole. Liczbę związków fenolowych szacuje się na około osiem tysięcy. Spotykane są w wielu rodzinach: F. Asteraceae, F. Betulaceae, F. Rosaceae, F. Equisetaceae, F. Ginkoaceae, F. Lamiaceae, F. Violaceae, F. Tiliaceae i wiele innych. Związki fenolowe należą do wtórnych metabolitów, a ich antyoksydacyjne działanie opiera się na eliminowaniu Reaktywnych Form Tlenu, zmiataniu wolnych rodników, inhibicji enzymów z grupy oksydaz oraz chelatowaniu jonów metali jak np. żelaza co czyni je bardziej efektywnymi od witamin.
Przeciwutleniacze można podzielić na dwie grupy: pierwszorzędowe (pierwotne), które konwertują rodniki do stabilniejszych związków przerywając łańcuch reakcji. Drugorzędowe (wtórne) działają wykorzystując różnorodne mechanizmy: kompleksacja jonów metali katalizujących reakcje autooksydacji, absorbowanie promieni UV, dezaktywacja tlenu singletowego. Przeciwutleniacze należące do tej grupy są aktywne tylko w obecności przeciwutleniaczy pierwotnych.
Na zawartość przeciwutleniaczy w roślinach, szczególnie związków fenolowych ma wpływ wiele czynników. Większa zawartość związków fenolowych zapewnia roślinie wyższą aktywność antyoksydacyjną, a tym samym większą skuteczność w zwalczaniu wolnych rodników. Przede wszystkim wpływ mają: warunki klimatyczne, agrotechniczne – nawożenie gleby wapniem i fosforem, dojrzałość, czas zbioru, a także istotny wpływ mają warunki przechowywania. Owoce będące w smaku gorzkie i cierpkie często zawierają duże ilości polifenoli.
Codzienna dieta bogata w polifenole zmniejsza ryzyko występowania chorób naczyniowych związanych z obrzękami, nocnymi kurczami kończyn dolnych, miażdżycy czy żylaków. W ich powstawaniu czynny udział bierze wzrastający poziom niekorzystnej dla człowieka frakcji LDL cholesterolu oraz uszkodzenia komórek w obrębie tętnic indukowanego przez rosnące stężenie wolnych rodników w organizmie. Korzystając z zasobów roślinnych poprzez picie zielonych herbat, spożywanie dużych ilości owoców, warzyw, soków zwłaszcza tych naturalnych, podnosimy odporność naszego organizmu oraz jesteśmy w stanie zapobiec wielu chorobom. Ważne jest także stosowanie egzogennych minerałów i witamin szczególnie w okresie zimowym kiedy zawartość naturalnych przeciwutleniaczy w codziennej diecie może być niewystarczająca.
mgr farm. Małgorzata Modzelewska
Fot. Fotolia
1. Dekkers, J. C., L. J. P. van Doornen, and Han C. G. Kemper. The Role of Antioxidant Vitamins and Enzymes in the Prevention of Exercise-Induced Muscle Damage. Sports Med. 1996,21: 213-238,
2. Dutkiewicz T., Kaczmarski, M., J. Wojicicki, Samochowicz L., and Z. Sych. The influence of exogenous antioxidants and physical exercise on some parameters associated with production and removal of free radicals. Pharmazie , 1999,
54: 303-306,
3. Graczyk A., Olender K., Bombajska A.: Badanie całkowitej pojemności antyoksydacyjnej – TAS ( Total Antioxidant Status) w suplementach żywności,2007,1-11
4. Kałużna-Czaplińska J., Grys W., Szymańska A., Rynkowski J.: Rola stresu oksydacyjnego w autyzmie . Borgis – Nowa Pediatria 4/2008, s. 67-70
5. Karlsson, J.: Introduction to Nutraology and Radical Formation. In: Antioxidants and Exercis. Illinois, Human Kinetics Press, 1997, 1-143
6. Maniak B., Targoński Z.: Przeciwutleniacze naturalne występujące w żywności. Przem. Ferment. Owoc-Warz., 1996, 40,7-10
7. Palnisamy M., Chi-Lin W., Hiu-Ting Ch. Shang-Tzen Ch.: Antioxidant activity of the ethanolic extract from the bark of Chamaecyparis obtuse var. formasana. J Sci Food Agric. 2008, 88, 1400-1405
2. Dutkiewicz T., Kaczmarski, M., J. Wojicicki, Samochowicz L., and Z. Sych. The influence of exogenous antioxidants and physical exercise on some parameters associated with production and removal of free radicals. Pharmazie , 1999,
54: 303-306,
3. Graczyk A., Olender K., Bombajska A.: Badanie całkowitej pojemności antyoksydacyjnej – TAS ( Total Antioxidant Status) w suplementach żywności,2007,1-11
4. Kałużna-Czaplińska J., Grys W., Szymańska A., Rynkowski J.: Rola stresu oksydacyjnego w autyzmie . Borgis – Nowa Pediatria 4/2008, s. 67-70
5. Karlsson, J.: Introduction to Nutraology and Radical Formation. In: Antioxidants and Exercis. Illinois, Human Kinetics Press, 1997, 1-143
6. Maniak B., Targoński Z.: Przeciwutleniacze naturalne występujące w żywności. Przem. Ferment. Owoc-Warz., 1996, 40,7-10
7. Palnisamy M., Chi-Lin W., Hiu-Ting Ch. Shang-Tzen Ch.: Antioxidant activity of the ethanolic extract from the bark of Chamaecyparis obtuse var. formasana. J Sci Food Agric. 2008, 88, 1400-1405
