Antioxidanty vs. volné radikály
Souboj dobra a zla?
http://www.femoticons.net/images/posts/angel_demon.png
Jana Kubalová

Brainstorming
•Volné radikály
•
•Antioxidanty
•
http://png.clipart.me/graphics/thumbs/202/chalkboard-drawing-of-lamp-vector-illustration_202090312.
jpg

Volné radikály
•jakákoliv molekula, atom nebo ion s nepárovými elektrony ve valenční vrstvě
•vzniká z normální částice přijetím nebo ztrátou elektronu
•schopný alespoň krátkodobé samostatné existence
•vysoce reaktivní
•
•
•
http://www.juice-today.com/Juice-Fast-Images/What-Is-A-Free-Radical.jpg
http://www.eastlabs.sk/data/inset/a439/volny%20radikal.jpg

Řetězová reakce
•snaha o stabilní konfiguraci® párové seskupení elektronů
•vytrhnutím elektronu z jiné struktury dojde ke stabilizaci původního volného radikálu, ale také
vzniku nového radikálu ® řetězová reakce
•VR odebírají molekulám elektron (ztráta elektronu = oxidace), mají oxidační účinek
•
•
•

Řetězová reakce – může dojít k poškození řady molekul

Volné radikály v lidském těle
•Volné radikály
•superoxid, O2 · -
•hydroxylový  radikál, OH ·
•peroxyl, ROO ·
•alkoxyl, RO ·
•hydroperoxyl, HO2 ·
•oxid dusnatý, NO .
•oxid dusičitý, NO2 .
•
•
•NE radikály
•peroxid vodíku, H2O2
•kyselina chlorná, HClO
•singletový kyslík, 1O2
•peroxynitrit, ONOO –
•atomy přechodných kovů (Fe, Cu)
•
•
ROS = reaktivní formy kyslíku
RNS = reaktivní formy dusíku

Fe, Cu – snadno reagují s H[2]O[2] za vzniku hydroxylového radikálu OH ^·  (= Fentonova reakce)

Volné radikály – dá se před nimi schovat?
http://vibrantlikeme.com/wp-content/uploads/radicals.jpg


Vznik volných radikálů
•Exogenní příčiny
•Ionizující záření
•Kouření (1 cigareta = 1017 VR)
•Vysoký obsah škodlivin ve vzduchu (tepelné elektrárny, průmysl, doprava)
•UV záření
•Strava (při tepelné úpravě, drcením, vlivem světla)
•Endogenní příčiny (při metabolismu)
•Rozpad fagocytů a makrofágů (záněty, popáleniny, septický stav)
•Vznik k. močové (úrazy, nekrózy, pooperační stavy)
•Vznik methemoglobinu (oxidovaná forma Fe3+ v Hb)
•Hyperglykémie
•Při svalovém výkonu na „kyslíkový dluh“

Vykouření jedné cigarety = zatížení organismu 10^17 VR

Oxidační ohrožení organismu
•! Paradox – O2 je nezbytný pro lidský život a zároveň způsobuje buňkám stres (oxidační)
•Všechny biomolekuly organismu mohou být napadány volnými radikály a poškozovány oxidací
•Polynenasycené MK v lipidech buněčných membrán (lipoperoxidace) ® může vést až k zániku buňky
•Proteiny a DNA (mutageneze a karcinogeneze)
•Před negativními účinky VR je potřeba se bránit!
•
•
http://apbiomaedahs.weebly.com/uploads/1/8/4/0/18405139/593679327_orig.jpg?510
http://vesmir.cz/wp-content/uploads/2015/10/dna-350x200.jpg

Oxidační stres
•Organismus si vyvinul účinnou antioxidační ochranu proti působení volných radikálů
•Za normálních okolností - rovnováha mezi vznikem a odstraňováním volných radikálů z organismu
•Převaha jedné (VR) i druhé (antioxidační) složky vede k poruchám ohrožujícím organismus
•Oxidační stres = nastává při převaze volných radikálů
•
•
http://www.lavkamb.cz/wp-content/uploads/2015/05/stress.png

Oxidační stres
•Podílí se na patogenezi mnoha zánětlivých a degenerativních onemocnění
•Ateroskleróza
•Diabetes mellitus
•Hypertenze
•Chronické střevní záněty
•Zhoubné novotvary
•Alzheimerova choroba
•Parkinsonova choroba
•Je podstatou fyziologického stárnutí ® akumulace malých chyb systému antioxidační ochrany
•
http://www.lavkamb.cz/wp-content/uploads/2015/05/stress.png

Podstatou stárnutí je neschopnost bránit oxidačnímu poškození a obnovovat důležité tělesné
biomolekuly neomezeně dlouho.

Nic není
•Úplná eliminace volných radikálů není účelem antioxidační ochrany organismu
•Volné radikály plní i řadu fyziologických funkcí
•Aktivované fagocyty produkují superoxid - proti mikrobům a při zánětlivé reakci
•Oxid dusnatý (NO) – má vazodilatační účinky
•Kyselina chlorná (vzniká z Cl- a superoxidu) – zabíjení fagocytovaných mikroorganismů
•Spermie potřebují superoxid k narušení membrány vajíčka
•
http://zive.v.mfstatic.cz/getthumbnail.aspx?q=100&height=190&width=644&crop=1&id_file=563957463

NO – jedovatý a na vzduchu nestabilní plyn

Spasí nás antioxidanty ve stravě?
•Jsou antioxidanty ve stravě jediná možnost jak se ubránit před volnými radikály?
•Zabrání vysoký příjem antioxidantů ve stravě rozvoji onemocnění?
•Zpomalí vysoký příjem antioxidantů ve stravě proces stárnutí?

Antioxidanty
•Definice
•Látky schopné zastavit řetězovou radikálovou reakci
•Látky „neutralizující“ volné radikály
•ALE antioxidační ochrana lidského těla je mnohem komplexnější
•Anatomické uspořádání (reguluje hladinu O2 ve tkáních)
•Antioxidační enzymy (superoxiddizmutáza, kataláza, glutathionperoxidáza)
•Antioxidační substráty (gluthation, bilirubin, k. močová)
•Regulace metabolismu Fe a Cu (vazba těchto kovů na specializované proteiny)
•Antioxidanty ze stravy (vit. C, vit. E, b-karoten, Se)
•Stresová reakce aneb „co tě nezabije, to tě posílí“ (oxidační stres zvyšuje odolnost k dalšímu
oxidačnímu stresu)
•Systém zajišťující reparaci DNA a proteinů
•
•
•
http://zapnimozek.cz/wp-content/uploads/Pixmac000021949155.jpg

Antioxidační ochranný systém
•Primární - inhibice tvorby nadměrného množství volných radikálů
•Sekundární - odstraňování již vzniklých volných radikálů
•Terciární - reparace poškozených biomolekul působením volných radikálů
http://4.bp.blogspot.com/-xw5F9V0_MKA/UDKlbjsUl8I/AAAAAAAAEqM/L0vW9izaMq0/s1600/ko%C5%A1t%C4%9B.jpg
Zametače, vychytávače = „scavenger“

Antioxidanty
•Vitamin C
•Suplementace u normálně živených zdravých lidí nepřináší žádné měřitelné změny
•U kuřáků (zátěž respiračního traktu oxidanty z cigaretového kouře) – suplementace snižuje markery
lipoperoxidace (ale nemá vliv na karcinogenitu kouření)
•Vitamin E (tokoferol, nejúčinnější a-tokoferol)
•Hlavní funkce v těle - ochrana membrán a lipoproteinů před lipoperoxidací
•Deficit málo častý (jen při poruše střevní absorpce tuků, u nezralých novorozenců)
•Při normální hladině v krvi - nebyl prokázán pozitivní význam jeho suplementace
•
•
•
•
http://www.dixo.sk/files/tinybrowser/images/vitam__ny_doplnky.jpg

Vit. C nemůže syntetizovat: člověk, primáti, netopýři a morčata

Antioxidanty
•Selen
•Je důležitou součástí mnoha antioxidačních enzymů
•Příjem v potravě závisí na jeho obsahu v půdě
•Suplementace nemá prokazatelný efekt, ale není ani riziková
•b-karoten (provitamin A)
•Antioxidační působení v kůži – zháší singletový kyslík po UV ozáření
•! Výsledky studií ukázaly, že suplementace b-karotenu u kuřáků zvyšuje riziko rozvoje rakoviny
plic (riziková skupina – ženy kuřačky suplementující b-karoten kvůli opálení)
•
•
•
•
•

Jednou z možností jak výsledky těchto studií vysvětlit – inhibice příjmu jiných, možná více
protektivních karotenoidů z diety (ovoce a zeleniny) -karotenem.

A co konzumace ovoce a zeleniny?
•Na rozdíl od konzumace izolovaných antioxidantů má prokazatelně příznivý účinek na lidské zdraví
•Snižuje riziko kardiovaskulárních onemocnění, diabetu a některých typů nádorových onemocnění
http://thegoutkiller.com/wp-content/uploads/2013/10/antioxidant-rich-foods.jpg
•Předpokládá se podstatná úloha tzv. nenutritivních látek s biologickými účinky (retinoidy,
flavonoidy, karotenoidy a další rostlinné fenoly s antioxidačními vlastnostmi)
•obsaženy také v červeném víně, zeleném čaji, kávě, čokoládě, luštěninách, a různém druhu koření
(př. kurkuma)

Děkuji za pozornost!
•Použité zdroje:
•Hlúbik, P.: Antioxidanty v klinické praxi, Interní medicína pro praxi, 2006, 2, 79
•Pláteník, J.: Volné radikály, antioxidanty a stárnutí, Interní medicína pro praxi, 2009, 11, 30
•Racek, J.: Oxidační stres a možnosti jeho ovlivnění, Galén, 2003
http://blog.racx.cz/wp-content/obrazky/vahym.jpg