Stres oksydacyjny – czym jest, przyczyny, objawy, zasady profilaktyki, dieta bogata w antyoksydanty. Jakie są skutki stresu oksydacyjnego?

Czym jest stres oksydacyjny i wolne rodniki?

Stres oksydacyjny to stan zaburzenia równowagi pomiędzy nasileniem procesów oksydacyjnych, stymulujących powstawanie wolnych rodników tlenowych oraz mechanizmów antyoksydacyjnych. Rodniki są cząsteczkami, które mogą powodować uszkodzenia tkanek m.in. poprzez utlenianie kwasów tłuszczowych, DNA, białek. Wolne rodniki mają wolny, niesparowany elektron. Substancje antyoksydacyjne, czyli przeciwutleniacze oddają wolnym rodnikom swój wolny elektron, niejako je neutralizując i chroniąc inne komórki przed szkodliwym działaniem oksydantów. Przykładem antyoksydantów są m.in. karotenoidy, polifenole, witamina C, A, E, glutation oraz niektóre enzymy - dysmutaza ponadtlenkowa, transferaza S-glutationowa, katalaza.

Jak powstaje stres oksydacyjny?

Co wywołuje stres oksydacyjny? Wolne rodniki powstają jako naturalny efekt metabolizmu komórkowego. Są one niezbędne do wielu procesów fizjologicznych, takich jak wzrost komórek i ich różnicowanie. W prawidłowych warunkach ich proporcja w stosunku do antyoksydantów w organizmie jest ściśle kontrolowana. Jednak czynniki zewnętrzne, takie jak promieniowanie UV, zanieczyszczenia środowiskowe, palenie tytoniu, niezdrowa dieta czy przewlekły stres, mogą prowadzić do nadmiernej produkcji wolnych rodników w ludzkim organizmie. Gdy nadmiar reaktywnych form tlenu i azotu jest generowany, organizm nie jest w stanie skutecznie ich neutralizować za pomocą enzymów antyoksydacyjnych, takich jak dysmutaza ponadtlenkowa, katalaza i glutation. To prowadzi do akumulacji rodników tlenu i azotu, które wykazują wysoką reaktywność chemiczną i mogą uszkadzać DNA komórek, białka, kwasy tłuszczowe oraz błonę komórkową. Dezintegracja i uszkodzenia komórek przez wolne rodniki mogą powodować zaburzenia funkcji komórek i tkanek oraz prowadzić do rozwoju nowotworów i wielu innych chorób, takich jak choroby serca, cukrzyca czy choroby neurodegeneracyjne. Stres oksydacyjny może również nasilać się w wyniku zmniejszonej aktywności enzymów antyoksydacyjnych, niedoboru niektórych składników odżywczych (np. witamin C, E, A, beta-karotenu, selenu) oraz działania substancji prooksydacyjnych (np. metali ciężkich). Wśród czynników sprzyjających zaburzeniu równowagi między utleniaczami i przeciwutleniaczami wymienić można:

• palenie papierosów
• picie alkoholu
• długotrwały stres
• niezdrowy styl życia
• niewłaściwa dieta
• promieniowanie UV
• zanieczyszczenie środowiska
• nadmierny wysiłek fizyczny
• niektóre leki

Objawy stresu oksydacyjnego

Stres oksydacyjny prowadzi do szybszego starzenia się organizmu i rozwoju niektórych chorób cywilizacyjnych takich jak m.in. miażdżyca, nowotwory. Nie ma jednak specyficznych objawów, które jednoznacznie wskazywałyby na zbyt dużą ilość wolnych rodników. Objawy takie jak:

• Przewlekłe zmęczenie i osłabienie
• Częste infekcje i choroby
• Przyspieszone starzenie się skóry, pojawienie się zmarszczek
• Problemy z koncentracją i pamięcią
• Zwiększona podatność na uszkodzenia komórek i tkanek
• Przewlekłe stany zapalne
• Trudności z regeneracją i gojeniem się ran
• Zmniejszona wydolność fizyczna i tolerancja wysiłku
• Zaburzenia snu
• Niepokój, drażliwość i zmiany nastroju

mogą wskazywać na różne problemy zdrowotne, w tym niektóre choroby, których rozwoju sprzyjają zaburzenia równowagi pomiędzy wolnymi rodnikami a antyoksydantami.

Skutki stresu oksydacyjnego

Ochrona organizmu przed nadmiarem wolnych rodników jest niezmiernie istotna. Stres oksydacyjny może powodować:

• Uszkodzenie komórek i tkanek - może prowadzić do uszkodzenia DNA, białek i lipidów w komórkach. To może przyczyniać się do rozwoju różnych chorób, takich jak choroby serca, choroby neurodegeneracyjne, nowotwory i przyspieszone starzenie się.
• Stan zapalny - może prowadzić do stanu zapalnego w organizmie. Reaktywne formy tlenu mogą aktywować szlaki zapalne, co może przyczynić się do przewlekłego stanu zapalnego, związanego z wieloma chorobami, takimi jak choroby autoimmunologiczne, cukrzyca typu 2 czy miażdżyca.
• Zaburzenia metaboliczne - może wpływać na metabolizm i prowadzić do zaburzeń metabolicznych. Może to obejmować insulinooporność, dysfunkcję mitochondriów, nadmierne gromadzenie tłuszczu i zaburzenia gospodarki energetycznej.
• Zmniejszona funkcja układu odpornościowego - może osłabić funkcję układu odpornościowego, czyniąc organizm bardziej podatnym na infekcje i choroby. ROS mogą hamować odpowiedź immunologiczną, co wpływa na zdolność organizmu do zwalczania patogenów.
• Przyspieszone starzenie się - może przyczyniać się do przyspieszonego procesu starzenia się organizmu. Uszkodzenie DNA, białek i lipidów spowodowane przez ROS przyczynia się do starzenia się tkanek i narządów, co może prowadzić do pojawienia się oznak starzenia się, takich jak zmarszczki, utrata elastyczności skóry i pogorszenie funkcji narządów.
• Zaburzenia neurologiczne - odgrywa istotną rolę w rozwoju chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera i choroba Parkinsona. Uszkodzenie oksydacyjne może wpływać na funkcjonowanie neuronów i przyczyniać się do ich degeneracji.
• Zaburzenia funkcji hormonalnych - może zakłócać równowagę hormonalną, wpływać na wydzielanie hormonów i przyczyniać się do zaburzeń endokrynologicznych.

Wysiłek fizyczny a nadmiar wolnych rodników

Podczas wysiłku fizycznego dochodzi do zwiększonego zużycia tlenu. i zwiększonej produkcji wolnych rodników tlenowych. Proces ten jest zależny od intensywności, częstotliwości, czasu trwania i rodzaju wysiłku fizycznego. Regularny umiarkowany wysiłek fizyczny powoduje jednoczesny wzrost potencjału antyoksydacyjnego organizmu. Usprawnia to walkę ze stresem oksydacyjnym. Mechanizmy te są dużo bardziej sprawne niż u osób prowadzących siedzący tryb życia. Odpowiedzią organizmu na wzrost produkcji wolnych rodników podczas aktywności jest zwiększone wytwarzanie przeciwutleniaczy. Jest do mechanizm adaptacji do treningu. Ważne jest także dostosowanie ćwiczeń do możliwości i wytrzymałości.

10 zasad profilaktyki - jak uniknąć stresu oksydacyjnego?

1. Zrównoważona dieta i zdrowy tryb życia. Spożywanie zróżnicowanej i bogatej w antyoksydanty diety, która obejmuje owoce, warzywa, orzechy, nasiona, pełnoziarniste produkty zbożowe i zdrowe źródła białka, może pomóc w zapobieganiu stresowi oksydacyjnemu.
2. Antyoksydanty. Wprowadzenie do diety pokarmów bogatych w przeciwutleniacze, takich jak jagody, czarna porzeczka, czekolada o wysokiej zawartości kakao czy zielona herbata, może pomóc w ochronie organizmu przed działaniem wolnych rodników.
3. Regularna aktywność fizyczna. Regularne wykonywanie umiarkowanej aktywności fizycznej może pomóc w regulacji procesów metabolicznych i zwiększyć zdolność organizmu do zwalczania stresu oksydacyjnego.
4. Ograniczenie stresu. Pomocne w redukcji poziomu stresu mogą być techniki relaksacyjne, takich jak medytacja, joga czy aromaterapia.
5. Regularny i odpowiedni sen.
6. Unikanie toksyn. Unikanie substancji toksycznych, takich jak dym tytoniowy, zanieczyszczenia powietrza, szkodliwe substancje chemiczne czy nadmiar alkoholu.
7. Odpowiednia suplementacja: W niektórych przypadkach, przy braku wystarczającej podaży przeciwutleniaczy z dietą można rozważyć suplementy takie jak np. witamina C i E, astaksantyna czy N-acylocysteina (NAC), reswseratrol, kurkumina, koenzym Q10.
8. Unikanie palenia tytoniu jest kluczowe dla ochrony organizmu przed stresem oksydacyjnym. Dym tytoniowy zawiera wiele toksycznych substancji, które są jedną z przyczyn stresu oksydacyjnego.
9. Ochrona przed promieniowaniem UV. Chronienie skóry przed nadmiernym ekspozycją na promieniowanie UV jest ważne dla ograniczenia stresu oksydacyjnego. Stosowanie kremów z filtrem przeciwsłonecznym, noszenie ochronnej odzieży i unikanie opalania
10. Ograniczenie spożycia alkoholu, produktów grillowanych i smażonych - przyczyniają się one do zwiększenia poziomu wolnych rodników w organizmie.

Źródła antyoksydantów

Antyoksydanty można znaleźć w różnych grupach produktów spożywczych, takich jak:

• Różnokolorowe owoce m.in. jagody, maliny, borówki, czarne porzeczki, truskawki, pomarańcze
• Warzywa m.in. szpinak, brokuły, papryka, marchew, bataty, pomidory oraz kapusta
• Orzechy i oleje roślinne
• Zielona herbata
• Przyprawy i zioła m.in. kurkuma, imbir, czosnek, cynamon, oregano

Dostarczanie wraz z pożywieniem różnorodnych, zdrowych produktów sprzyja utrzymaniu prawidłowej równowagi pomiędzy antyoksydantami a wolnymi rodnikami w organizmie.

Przypisy

1. Sies, Helmut, Carsten Berndt, and Dean P. Jones. Oxidative stress. Annual review of biochemistry, 86 (2017): 715-748.
2. Zeb, Alam. Concept, mechanism, and applications of phenolic antioxidants in foods. Journal of Food Biochemistry, 44.9 (2020).
3. Nishida, Yasuhiro, et al. Astaxanthin as a novel mitochondrial regulator: a new aspect of carotenoids, beyond antioxidants. Nutrients 14.1 (2021): 107.
4. Higgins, Madalyn Riley, Azimeh Izadi, and Mojtaba Kaviani. Antioxidants and exercise performance: with a focus on vitamin E and C supplementation. International journal of environmental research and public health, 17.22 (2020): 8452.