Ελεύθερες ρίζες – αντιοξειδωτικά

ΟΡΙΣΜΟΣ ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ ΡΙΖΩΝ

Ελεύθερες ρίζες είναι είναι κάθε μόριο ή άτομο που έχει ένα ή περισσότερα μονήρη ηλεκτρόνια   Προέρχονται από αντιδράσεις οξειδοαναγωγής ή από ομολυτική διάσπαση ενός ομοιοπολικού δεσμού, όπου τα ηλεκτρόνια που αποτελούν το δεσμό μοιράζονται από ένα σε κάθε μόριο…

Βέβαια η ύπαρξη ενός ή περισσοτέρων ασύζευκτων ηλεκτρονίων σε ένα χημικό μόριο δεν είναι ούτε ικανή ούτε αναγκαία συνθήκη για την εμφάνιση υψηλής χημικής . Η τάση ενός μορίου να αντιδρά είναι συνάρτηση ενός μεγάλου αριθμού παραγόντων όπως η συνολική ηλεκτρονιακή του κατανομή, που καθορίζει τη σταθερότητα των ενδομοριακών δεσμών, ο αριθμός και η θέση των ασύζευκτων ηλεκτρονίων σε περίπτωση που πρόκειται για ελεύθερη ρίζα, το pH και η χημική φύση του περιβάλλοντος μέσου (υδρόφιλο ή υδρόφοβο) κ.α.

ΤΥΠΟΙ ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ ΡΙΖΩΝ

• Ενεργά είδη οξυγόνου (ROS) –
• Ενεργά είδη Αζώτου (RNS) – NO
• Ενεργοί μεταβολίτες και ενδιάμεσα προϊόντα τους –  μεταβολική δράση φαρμάκων, τοξικών ουσιών, ρυπαντών, τσιγάρου κλπ.
• Αυτές που  έχουν περισσότερη σημασία στα βιολογικά συστήματα είναι οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου που προέρχονται από το οξυγόνο (Ο2) και  «δραστικά παράγωγα οξυγόνου» (ROS).
• Υψηλής χημικής δραστικότητας οντότητες – σχηματίζονται από το μοριακό οξυγόνο μέσω της πρόσληψης ηλεκτρονίων ή μέσω της μεταπήδησης ηλεκτρονίου σε άλλη τροχιά.
• Το οξυγόνο έχει δύο μονήρη ηλεκτρόνια σε ξεχωριστές τροχιές στην εξωτερική του στιβάδα.  Η μορφή αυτή του οξυγόνου το καθιστά ευάλωτο στο σχηματισμό ελευθέρων ριζών.

ΔΡΑΣΤΙΚΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΟΞΥΓΟΝΟΥ-ΕΛΕΥΘΕΡΕΣ ΡΙΖΕΣ Ανιόν σουπεροξειδίου (O2·-)

• Υδροϋπεροξειδική ρίζα (ΗΟ2.)
• Ρίζα υδροξυλίου  (HO˙)
• Ρίζα αλκοξειδίου (RO˙)
• Ρίζα υπεροξειδίου (ROO˙)
• Παράγωγα οξυγόνου που δεν είναι είναι  ρίζες (¹O₂, O₃, και H₂O₂).

ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ ΡΙΖΩΝ & ROS ΣΤΟΝ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ

Ενδογενής σχηματισμός : μέσω φυσιολογικών  μεταβολικών  διεργασία

Eνδοκυττάρια-Μεσοκυττάρια: Αυτοοξείδωση (υποβάθμιση φλαβονών – θειολών) –  οξειδάσες – συστήματα μεταφοράς ηλεκτρονίων (αντιδράσεις Fenton).

• Στα μιτοχόνδρια
• Λυσοσωματα
• Στο ενδοπλασματικό δίκτυο
• Στα υπεροξειδιωσώματα
• Πυρήνα
• Πλασματικές μεμβράνες
• Στο κυτόπλασμα

Εξωγενής  σχηματισμός: ως συστατικά του καπνίσματος,  της περιβαλλοντικής ρύπανσης, και έμμεσα μέσω του μεταβολισμού  συγκεκριμένων διαλυτών, φαρμάκων, παρασιτοκτόνων  καθώς και μέσω  έκθεσης στην ραδιενέργεια – ακτινοβολία.

ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΤΩΝ ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ ΡΙΖΩΝ

Οι Ελ. Ρίζες μπορούν να αντιδράσουν με όλα τα βασικά συστατικά του κυττάρου.

• Ελεύθερες  Ρίζες + λιπίδια  οδηγεί στην δημιουργία υπεροξειδίων των λιπαρών οξέων.
• Ελεύθερες   Ρίζες + πρωτεΐνες οδηγούν στην  μετουσίωση των πρωτεϊνών
• Ελεύθερες Ρίζες + DNA  οδηγεί σε  μεταλλάξεις του γενετικού υλικού.
• Ελεύθερες  Ρίζες + Υδατάνθρακες   οδηγεί σε  τροποποιήσεις

Ο ελεύθερες ρίζες έχουν συσχετισθεί με ασθένειες που σχετίζονται με χρόνιες και εκφυλιστικές παθήσεις όπως ο διαβήτης, ο καταρράκτης, το Alzheimer, οι διάφορες μορφές καρκίνου, καρδιαγγειακές παθήσεις και η  γήρανση.

ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΑ

Τα αντιοξειδωτικά είναι ουσίες που προστατεύουν τον ανθρώπινο οργανισμό από τις ελεύθερες ρίζες και τις καταστροφικές τους επιδράσεις καθώς:

• Αναστέλλουν την μεταφορά ηλεκτρονίων από το O2 σε οργανικά μόρια
• Σταθεροποιούν τις ελεύθερες ρίζες
• Τερματίζουν τις αντιδράσεις των ελευθέρων ριζών

Τα αντιοξειδωτικά συστήματα λειτουργούν σε 2 επίπεδα:

1. Αναστολή υπερβολικού σχηματισμού ROS
2. Σύλληψη ελευθέρων ριζών (εκκαθαριστές, παγιδευτές)
3. Διόρθωση μηχανισμός  καταστραμμένων βιομοριων

Tα αντιοξειδωτικα μπορεί να είναι:

1. Αντιοξειδωτικά ένζυμα
2. Αντιοξειδωτικά μέταλλα
3.  Αντιοξειδωτικά από τρόφιμα – θρεπτικά και μη θρεπτικά συστατικά

O ανθρώπινος οργανισμός διαθέτει αντιοξειδωτικά συστήματα (ενδογενή αντιοξειδωτικά) τα οποία μπορεί να είναι ενζυμικα ή μη ενζυμικα ή τα λαμβάνει εξωγενώς (εξωγενή αντιοξειδωτικά)

•  Ενδογενή αντιοξειδωτικά

1. Ένζυμα (Κυτόχρωμα C, υπεροξειδική δισμουτάση (SOD), υπεροξειδάση της γλουταθειόνης (GSHPx), η τρανσφεράση-S της γλουταθειόνης, η καταλάση).
2. Μη ενζυμικά. Προσαρμοσμένα στις μεμβράνες (a – τοκοφερόλη, b-καροτένιο,  Συνένζυμο Q 10). Έξω από τις μεμβράνες (ασκορβικό οξύ, ουρικό οξύ, τρανσφερίνη,  χολερυθρίνη, γλουταθειόνη, λακτοφερίνη, σερουλοπλασμίνη κλπ)

• Εξωγενή αντιοξειδωτικά

1. Δεσμευτές Ελευθέρων Ριζών (ασκορβικό οξύ, Βιταμίνη Ε, β-καροτένιο)
2. Ιχνοστοιχεία (Zn, Cu, Mg, Se)
3. Φάρμακα και ουσίες που επιδρούν στον μεταβολισμό των Ελευθέρων Ριζών.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΑ ΑΝΤΙΟΞΕΙΩΤΙΚΑ

ΒΙΤΑΜΙΝΗ Ε.   

• Κύριο λιποδιαλυτό αντιοξειδωτικό
• Δράση:  Η βιταμίνη Ε αντιδρά εύκολα μ.ε τις ελεύθερες ρίζες των λιπαρών οξέων και ενώ οξειδώνεται η ίδια, αποτρέπει την οξείδωση των λιπιδίων και την περαιτέρω καταστροφή των ιστών. Η οξειδωμένη μορφή της Ε ανάγεται με τη βοήθεια της βιταμίνης C και της γλουταθειόνης

ΒΙΤΑΜΙΝΗ C (Ασκορβικό  οξύ)

• Υδατοδιαλυτή Βιταμίνη
• Δρα μονό του ή σε συνδυασμό με την Βιταμίνη Ε.
• Αναγεννά την οξειδωμένη μορφή της Βιταμίνη Ε.
• Προ-οξειδωτική δράση της βιταμίνης C
• Η βιταμίνη C ανάγει μεταβατικά μέταλλα όπως ιόντα χαλκού Cu2+ ή Fe3+  και η ίδια οξειδώνεται σε ημι-δεϋδροασκορβικό οξύ. Τα προϊόντα που παράγονται (Cu+&  Fe 2+ ) μπορούν να προκαλέσουν κυτταρική βλάβη, μέσω της παραγωγής δραστικών μορφών οξυγόνου και ελευθέρων ριζών οξυγόνου ριζών

β ΚΑΡΟΝΕΝΙΟ

• Χρωστική που βρίσκεται στα φυτά πορτοκαλοκόκκινου χρώματος.   Πρόδρομος της Βιταμίνης Α
• Το β καροτένιο και άλλα καροτενοειδή έχουν τη δυνατότητα να αντιδράσουν με τις ελεύθερες ρίζες υπεροξειδίου οι οποίες παράγονται  κατά την υπεροξείδωση των λιπιδίων
• Έχει συνεργική δράση με τη Βιταμίνη Ε

ΜΕΤΑΛΛΑ

• Συνεργιστικη δράση στην προστασία των αντιοξειδωτικών ένζυμων.
• Ψευδάργυρος,  χαλκός και μαγνήσιο απαραίτητα για την δράση των δυο τύπων υπεροξειδικής δισμουτάσης.
• Σελήνιο, απαραίτητο συστατικό της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης, σημαντικό για την αποσύνθεση του Η2Ο2 και των υπεροξειδίων των λιπαρών οξέων.

ΠΟΛΥΦΑΙΝΟΛΕΣ

• Ομάδα ενώσεων με ένα ή περισσότερα ΟΗ.  Παράγονται ως προϊόντα δευτερογενούς μεταβολισμού των φυτών. Δεσμεύουν τις ελεύθερες ρίζες  ή σταματούν  τις αλυσιδωτές αντιδράσεις των ελευθέρων ριζών, δεσμεύουν μεταλλικά ιόντα που συχνά αρχίζουν την οξείδωση, αναγεννούν την Βιτ. Ε.

ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΛΗΨΗΣ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΔΙΑΤΡΟΦΗ

Τα αντιοξειδωτικά ένζυμα βρίσκονται κυρίως ενδοκυττάρια.  Επομένως οι εξωκυττάριες ελεύθερες ρίζες, ενδογενείς ή εξωγενείς  (αυτές που σχηματίζονται από περιβαλλοντικούς παράγοντες) πρέπει να απενεργοποιούνται από αντιοξειδωτικά  που βρίσκονται στην κυκλοφορία του αίματος,  πχ άμεσης δράσης βιταμίνες (βιτ. C, b-καροτένιο, βιτ. Ε, σεληνιο κλπ) καθώς και από την πρωτεΐνη σερουλοπλασμίνη (περιέχει χαλκό).  Έτσι το επίπεδο διαιτητικής πρόσληψη  όλων των αντιοξειδωτικών μικροθρεπτικών  συστατικών επηρεάζει άμεσα τα επίπεδα αυτών των θρεπτικών συστατικών  καθώς και την δραστηριότητα των αντιοξειδωτικών μεταλλοενζύμων.   Η χαμηλή πρόσληψη ενός ή περισσοτέρων από αυτά τα αντιοξειδωτικά μπορεί να μειώσει την άμυνα του οργανισμού εναντίον των βλαβών από τις ελευθέρων ριζών και να οδηγήσει στην εμφάνιση προβλημάτων υγειάς που σχετίζονται με τις ελεύθερες ρίζες.

ΠΗΓΕΣ  ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΩΝ

• ΚΑΡΟΤΕΝΟΕΙΔΗ βρίσκονται στα φρούτα & λαχανικά ~ καρότα, φρέσκες ντομάτες, προϊόντα ντομάτας, πράσινα λαχανικά, πιπεριές, κολοκύθα.
• Βιταμίνη C βρίσκεται στα εσπεριδοειδή, χυμούς από εσπεριδοειδή, πιπεριές, ντομάτες  και πολλά αλλά φρούτα και λαχανικά.

• Βιταμίνη Ε, βρίσκεται στους ξηρούς καρπούς, λίπη και έλαια,  σπόροι σιταριού, πράσινα φυλλώδη λαχανικών.

• Σελήνιο, Το σελήνιο εισέρχεται στην τροφική αλυσίδα διαμέσου των λαχανικών, τα οποία λαμβάνονται από το έδαφος.  Το βρίσκουμε δημητριακά ολικής αλέσεως, ψάρι, θαλασσινά, αράπικα φιστίκια, συκώτι, χοιρινό

• Ψευδάργυρος, βρίσκεται στο κόκκινο κρέας, θαλασσινά, γαλακτοκομικά, ξηροί καρποί, όσπρια, δημητριακά ολικής αλέσεως,, οστρακοειδή.  Πολλά δημητριακά πρωινού έχουν εμπλουτιστεί με ψευδάργυρο .  Ο ψευδάργυρος από τις τροφές απορροφάται σε ποσοστό περίπου 15-40%

• Xαλκός, ευρέως διαδεδομένος στα τρόφιμα ιδιαίτερα στο κόκκινο κρέας, θαλασσινά, ξηροί καρποί, μακαρόνια, ρύζι και άλλα προϊόντα ολικής άλεσης, σπόροι, κακάο, δημητριακά από φύτρο σταριού

• Πολυφαινολες, βρίσκονται στα φυτικά τρόφιμα (λαχανικά, δημητριακά, ξηρούς καρπούς φρούτα κλπ) και στα ποτά (κρασί, μπύρα, τσάι, κακάο, χυμός μήλου κλπ).

ΚΟΡΥΦΑΙΑ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΑ ΦΡΟΥΤΑ ΚΑΙ ΛΑΧΑΝΙΚΑ

• Ξηρά δαμάσκηνα
• Σταφίδα
• Βατόμουρα
• Φράουλες
• Φραμπουαζ
• Δαμάσκηνα
• Πορτοκάλια
• Κόκκινα σταφύλια
• Κεράσια
• Σπανάκι
• Λαχανάκια Βρυξελών
• Μπρόκολο
• Παντζάρια
• Κόκκινη Πιπεριά
• Κρεμμύδια
• Καλαμπόκι
• Μελιτζάνα
• Σγουρό λάχανο