Stres oksydacyjny: jak z nim walczyć i czy trzeba zapobiegać?

Denham Harman stworzył wolnorodnikową teorię starzenia się. Pojawianie się chorób związanych z wiekiem jest związane z upośledzoną zdolnością do przeciwdziałania uszkodzeniom komórek wywołanym stresem oksydacyjnym.  Stres oksydacyjny, najprawdopodobniej ma silny związek z powstawaniem raka. 

Ponadto stres oksydacyjny jest związany z:

• chorobami sercowo-naczyniowymi: „Liczne badania […] dostarczyły dowodów potwierdzających rolę stresu oksydacyjnego w rozwoju miażdżycy tętnic, niedokrwieniu mięśnia sercowego, nadciśnieniu tętniczym, kardiomiopatii, przeroście serca i zastoinowej niewydolności serca”
• kancerogenezą: „Na przykład palenie tytoniu, zanieczyszczenia środowiska i przewlekłe stany zapalne są źródłami oksydacyjnego uszkodzenia DNA które mogą przyczyniać się do powstawania nowotworów”
• ze szkodliwymi zmianami w lipidach
• reumatoidalnym zapaleniem stawów
• chorobami neurodegeneracyjnymi
• uszkodzeniami nerek
• uszkodzeniami białek w ustroju
• uszkodzeniami DNA

Niektórzy naukowcy uważają, iż mająca ponad pół wieku wolnorodnikowa teoria, dotycząca starzenia się, wymaga udowodnienia. Inni uznają ją za wiarygodną i uzasadniającą zmiany zachodzące w organizmie.

Czy trening zawsze jest zdrowy?

Niedawno na pewnym portalu opublikowano wyniki badania pod hasłem: „Chcesz odmłodnieć o cztery lata? Trenuj do maratonu!”.  Przykro mi, ale zbyt intensywny wysiłek fizyczny (bieganie długodystansowe, triatlon, kolarstwo długodystansowe) powodują uszkodzenia DNA.

Ponadto po maratonie odnotowuje się krew i białko w moczu, uszkodzenia nerek i serca (przynajmniej na to wskazują liczne markery). Jako „bonus”, biegacze dostają potężny stan zapalny, uszkodzenia oksydacyjne, przyspieszone starzenie się tkanek, rozpad mięśni, spadek stężenia testosteronu, wzrost kortyzolu.

Czy to oznacza, że trening szkodzi?

Nie, jednak i w tej kwestii liczy się umiar. Aktywność fizyczna niesie za sobą niezliczone korzyści, ale "co za dużo to niezdrowo!".

Jak z tym walczyć?

Regularnie trenować i zdrowo się odżywiać. Poza tym, do najbardziej znanych antyoksydantów egzogennych należą: witaminy A, C, E, koenzym Q10, flawonoidy, kreatynina, neopteryna, melatonina, antocyjaniny, bilirubina, hormony płciowe (estron, estradiol). Najpopularniejszy w naszym kraju narkotyk, alkohol, również powoduje uszkodzenia oksydacyjne i nowotwory np. przełyku, gardła, krtani, wątroby (profesjonalnie określa się etanol jako induktor stresu oksydacyjnego, tak samo jak np. lindan czy dieldryna).

Polecamy również: Najlepsza witamina C - jaką witaminę C wybrać?

A więc wystarczy np. stosować witaminę C

Naukowcy badali wpływ podawania witaminy C (500 mg 2 razy dziennie, przez 17 dni) na stężenie markera stresu oksydacyjnego u 22 młodych dorosłych. Stwierdzono, że suplementacja witaminą C zmniejsza stężenie produktów peroksydacji lipidów w moczu o 20-30%, co potwierdza wcześniejszy pogląd, że podawanie witaminy C wywiera działanie przeciwutleniające i zmniejsza stres oksydacyjny u człowieka. Peroksydacja to proces utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych wchodzących w skład fosfolipidów, w którym powstają nadtlenki tych związków.

Tauryna wykazuje właściwości antyoksydacyjne, przeciwzapalne, pełni też rolę w usuwaniu z organizmu ksenobiotyków („odtruwanie” ustroju). Tauryna jest ważnym przeciwutleniaczem, chroniącym przed reaktywnymi formami tlenu (stresem oksydacyjnym) np. mózg, dlatego naukowcy sugerują, iż ma działanie neuroprotekcyjne. Jest składnikiem wielu suplementów diety.

Witamina E moduluje szlak NF-κB indukowany stresem oksydacyjnym, zmniejsza stan zapalny i napływ monocytów, ma wpływ na zmniejszenie tworzenia komórek piankowatych wiązanych z miażdżycą (wg wiodącej teorii jest to utleniony LDL).

Kluczowe jest (obok właściwej podaży witamin A, C, E) dostarczanie polifenoli pochodzenia roślinnego. Takie działanie wykazują również barwniki roślinne (antocyjany) stanowiące największą grupę rozpuszczalnych w wodzie barwników roślinnych z grupy flawonoidów. Należą do nich np.: pelargonidyna, cyjanidyna,  peonidyna, delfinidyna, petunidyna, malwidyna.

Bogatym źródłem antocyjanów jest wiele owoców i warzyw, do których należą owoce jagodowe (borówka, aronia czarnoowocowa, czarne porzeczki, jeżyny, żurawina, maliny) i winogrona oraz niektóre warzywa, takie jak marchew purpurowa, kukurydza purpurowa, czerwona kapusta, czerwone ziemniaki, czerwona rzodkiew i inne.

Szczególnie istotne są także inne barwniki roślinne, znane jako kartenoidy, np. α- i β-karoten, β-kryptoksantyna, luteina, likopen i zeaksantyna.

Do roślin bogatych w karotenoidy należą: jarmuż, szpinak, czerwona papryka, pomidory, marchew. Najczęściej w roślinach dominującym związkiem jest luteina, a więc ksantofil. Papryka czerwona bogata jest w kapsantynę, kapsorubinę, kapsoluteinę i β-karoten. Natomiast pomidory są źródłem likopenu, który wykryto również w małych ilościach w marchwi i czerwonej papryce.

Warto pamiętać, iż organizm dobrze radzi sobie ze stresem oksydacyjnym, a nadmierna „osłona” przyczynia się do spadku adaptacji np. do wysiłku wytrzymałościowego. Wykazano również wpływ nadmiernego podawania antyoksydantów na trening siłowy, jednak nie na wzrost mięśni, ale raczej na szlaki sygnałowe. 

Ponadto Wray DW i wsp. w 2009 r. wykazali, iż nadmierna osłona antyoksydacyjna przyczynia się do zahamowania pozytywnego wpływu treningu na ciśnienie krwi i stopień rozszerzenia tętnicy ramiennej (co pozwala na oceny funkcji śródbłonka).

Podsumowanie

Warzywa (np. czerwona papryka, pomidory, czerwona kapusta), niektóre owoce (borówka, aronia, jeżyny itd.), powinny być nieodłącznym elementem diety sportowca. Mają wpływ nie tylko na wyniki sportowe, ale również zdrowie, długofalowo chronią przed kancerogenezą (np. rakiem jelita grubego). Jeśli chodzi o suplementację „osłonową”, najważniejsze jest, by zachować złoty środek i nie przesadzać z dawkowaniem. W nadmiarze szkodzi nawet woda, a witaminy to nie „cukierki”.

Referencje:

Gabriele Pizzino i wsp. „Oxidative Stress: Harms and Benefits for Human Health” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5551541/

Krzysztof Roszkowski „Biomarkers of oxidative DNA damage repair in urine” https://www.termedia.pl/Biomarkers-of-oxidative-DNA-damage-repair-in-urine,3,68,1,1.html

Guillermo López‐Lluch, Plácido Navas „Calorie restriction as an intervention in ageing” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4834802/

Anna Gasińska, Anna Janecka, Agnieszka Adamczyk, Dorota Słonina „Jak oddychają komórki nowotworowe?” https://journals.viamedica.pl/nowotwory_journal_of_oncology/article/download/35147/25529

Agnieszka Piotrowska, Ewa Bartnik „Rola reaktywnych form tlenu i mitochondriów w starzeniu” http://www.postepybiochemii.pl/pdf/2_2014/240-247.pdf

Sławomir BOREK, Maria RUTA-PIOSIK1, Ewelina PALUCH „SELEKTYWNE RODZAJE AUTOFAGII” https://www.researchgate.net/publication/281461406_Selektywne_rodzaje_autofagii_Selective_kinds_of_autophagy

ARKADIUSZ CZAJKA „WOLNE RODNIKI TLENOWE A MECHANIZMY OBRONNE ORGANIZMU” Nowiny Lekarskie 2006, 75, 6, 582–586 http://www.nowinylekarskie.ump.edu.pl/uploads/2006/6/582_6_75_2006.pdf

Maret G. Traber „Vitamins C and E: Beneficial effects from a mechanistic perspective” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3156342/

Agnieszka Ciesielska, Ilona Joniec, Anna Członkowska „Rola estrogenów w patogenezie chorób neurodegeneracyjnych” http://old.ipin.edu.pl/fpn/archiwum/2002/02/FwPiN_2-2002-04.pdf

Rose WC. The amino acid requirements of adult man. Nutr Abstr Rev 1957;27:631–47.

Yongqing Hou “Nutritionally Nonessential Amino Acids: A Misnomer in Nutritional Sciences” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5227973/

Jonathan J. Caine, MD, Thomas D. Geracioti, MD “Taurine, energy drinks, and neuroendocrine effects” Cleveland Clinic Journal of Medicine. 2016 December;83(12):895-904 https://www.mdedge.com/ccjm/article/120413/adolescent-medicine/taurine-energy-drinks-and-neuroendocrine-effects

Maha Sellami, Maha Gasmi, Joshua Denham,  Lawrence D. Hayes,4Dan Stratton, Johnny Padulo and Nicola Bragazzi „Effects of Acute and Chronic Exercise on Immunological Parameters in the Elderly Aged: Can Physical Activity Counteract the Effects of Aging?” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6191490/

Margaritelis NV1,2, Theodorou AA3, Paschalis V4, Veskoukis AS1, Dipla K1, Zafeiridis A1, Panayiotou G3, Vrabas IS1, Kyparos A1, Nikolaidis MG1. „Adaptations to endurance training depend on exercise-induced oxidative stress: exploiting redox interindividual variability.”

Agnieszka Gryszczyńska, Bogna Gryszczyńska, Bogna Opala „Karotenoidy. Naturalne źródła, biosynteza, wpływ na organizm ludzki”  http://www.czytelniamedyczna.pl/3847,karotenoidy-naturalne-rlda-biosynteza-wpyw-na-organizm-ludzki.html

Anna Olejnik, Joanna Tomczyk, Katarzyna Kowalska, Włodzimierz Grajek „Antocyjany w chemoprewencji nowotworu jelita grubego” http://www.czytelniamedyczna.pl/2652,antocyjany-w-chemoprewencji-nowotworu-jelita-grubego1.html

Ewa Piątkowska, Aneta Kopeć, Teresa Leszczyńska „Antocyjany – charakterystyka, występowanie i oddziaływanie na organizm człowieka” http://toulouse.inra.frwww.pttz.org/zyw/wyd/czas/2011,%204(77)/024_035_Piatkowska.pdf

Morrison D „Vitamin C and E supplementation prevents some of the cellular adaptations to endurance-training in humans.”  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26482865

Paulsen G. “Vitamin C and E supplementation hampers cellular adaptation to endurance training in humans: a double-blind randomized controlled trial.” http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24492839 J Physiol. 2014 Feb 3.

Paulsen G1, Hamarsland H, Cumming KT, Johansen RE2, Hulmi JJ, Børsheim E, Wiig H, Garthe I, Raastad T. „Vitamin C and E supplementation alters protein signalling after a strength training session, but not muscle growth during 10 weeks of training.” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25384788

Wray DW “Oral antioxidants and cardiovascular health in the exercise-trained and untrained elderly: a radically different outcome.”

M A Denvir and G A Gray “Run for your life: exercise, oxidative stress and the ageing endothelium”  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2754350/

Carolina Simioni “Oxidative stress: role of physical exercise and antioxidant nutraceuticals in adulthood and aging” https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5908316/