Wolne rodniki

1. Podział:

Do rodników organicznych zaliczamy związki powstające w reakcjach utleniania lipidów, aminokwasów, białek i kwasów nukleinowych:

• alkoksylowe - nietrwałe, ich przemiany prowadzą do powstania produktów zawierających grupy karbonylowe (aldehydy, ketony) oraz alkoholi

• nadtlenkowe i wodoronadtlenkowe - powstają z utleniania lipidów, ale także z oddziaływania promieniowania jonizującego i tlenu na aminokwasy, białka i kwasy nukleinowe lub ich zasady

Wśród rodników nieorganicznych wyróżniamy:

• anionorodnik ponadtlenkowy (O₂*)

• rodnik wodoronadtlenkowy (HO₂*)

• hydroksylowy (*OH)

• tlen singletowy (¹O₂)

• monotlenek azotu (NO*) i jego pochodne

• niektóre metale, m.in. żelazo, cynk, miedź, mangan, chrom, molibden i kobalt

• chlorany (I) i bromiany (I)

1. Powstawanie:

• przez promieniowanie elektromagnetyczne

• promieniowanie gamma - silny induktor wolnych rodników; pod jego wpływem cząsteczki wody ulegają rozpadowi (radiolizie) z wytworzeniem rodników hydroksylowych, nadtlenku wodoru i innych

1. Działanie:

• reaktywne formy tlenu utleniają różne substancje (m.in. aminokwasy, lipidy, DNA i RNA), powodując mutacje i defekty DNA oraz zakłócenia w metabolizmie komórkowym

• wolne rodniki mogą reagować między sobą lub ze związkami obecnymi w środowisku i w efekcie tworzą się inne rodniki

• większość wolnych rodników jest generowana w wyniku reakcji z innymi rodnikami, głównie w reakcjach łańcuchowych

• pełnią istotną funkcję w regulowaniu metabolizmu jako przekaźniki sygnału, odpowiadają za starzenie komórek i zakończenie ich funkcji biosyntetycznych (śmierć apoptotyczna) [naruszenie równowagi miedzy szybkością wytwarzania RFT i potencjałem antyoksydacyjnym na korzyść RFT określa się stresem oksydacyjnym, który może być przyczyną wielu zmian chorobowych i stanów patologicznych]

• mogą powodować istotne zmiany w produktach spożywczych; substancje przeciwutleniające, które są zdolne do neutralizowania wolnych rodników przedłużają ich trwałość oraz zapobiegają groźnym chorobom

1. Zastosowanie:

• reaktywność ozonu i jego pochodnych, m.in. *OH, HO₂*, wykorzystuje się do niszczenia drobnoustrojów w procesie ozonowania wody

• zjawisko indukcji RFT przez promieniowanie jonizujące może być z pożytkiem użyte w terapii nowotworowej

• promieniowanie jonizujące znalazło zastosowanie praktyczne np. w produkcji polimerów i procesach utrwalania żywności (metody radiacyjne); dawki promieniowania i czas ekspozycji powinny być ściśle określone dla każdej grupy produktów spożywczych

PRZECIWUTLENIACZE NATURALNE

1. Podział i występowanie:

• tokoferole (wit. E)

• występujące zwłaszcza w tłuszczach i olejach roślinnych

• tokoferol alfa (E 307) gamma (E 308) i delta (E 309) lub ich mieszanina (E 307) mogą być stosowane jako dodatki do olejów rafinowanych, margaryn i tłuszczów cukierniczych

• ich akceptowane dzienne pobranie (ADI) wynosi od 0,15 do 2,0 mg na kg masy ciała

nie są odporne na temperaturę, a w obecności jonów żelaza łatwo ulegają utlenianiu

• karoteny i ksantofile (likopen i B-karoten)

• w warunkach wysokiej temperatury względnie trwałe

• w obecności tlenu łatwo ulegają rozkładowi

• inne

  • wybrane związki z grupy witaminy D (kalcyferol)

  • niektóre białka, fosfolipidy i ksantofile

  • polifenole, gosypol (barwnik oleju bawełnianego), sezamol, wanilina i żywica gwajakowa

1. Działanie:

• ich oddziaływanie polega głównie na hamowaniu szybkości utleniania różnych składników

• mogą uczestniczyć w reakcjach z pierwotnymi produktami utleniania i tworzyć mało aktywne związki zapobiegając dalszym niekorzystnym przemianom do aldehydów, ketonów, alkoholi

• korzystne zarówno dla stabilności produktów, jak też organizmu konsumenta; pozyskiwanie dodatkowej (oprócz fizjologicznej) osłony przed ewentualnym nadmiarem wolnych rodników przyczynia się do ich eliminacji lub przynajmniej zmniejszenia ilości uszkodzeń oksydacyjnych

• tokoferole nie tylko zabezpieczają tłuszcze przed utlenianiem, ale chronią także niektóre systemy mitochondrialne przed szkodliwym oddziaływaniem nadtlenków kwasów tłuszczowych

1. Związki fenolowe:

• kwasy fenolowe (pochodne kwasu benzoesowego i cynamonowego), flawonoidy (flawony, katechiny, proantocyjanidyny, antocyjany, flawanony, flawany i chalkony) oraz lignany i stilbeny

• występują powszechnie w świecie roślin

• o zróżnicowanych właściwościach, różnej budowie i aktywności biologicznej

• zdolności do pochłaniania promieni UV

• ważna rola w stabilizowaniu przemian składników żywności oraz w ochronie organizmu przed peroksydacją lipidów i innymi reakcjami wolnorodnikowymi

• nadmiar niektórych polifenoli może negatywnie oddziaływać nie tylko na cechy sensoryczne produktów, ale także na wartość odżywczą białek i niektóre przemiany enzymatyczne

PRZECIWUTLENIACZE SYNTETYCZNE

• butylohydroksyanizol

• utylohydroksytoluen

• butylohydroksychinon

• palmitynian askorbylu

• estry kwasu galusowego

• Są bardziej stabilne, nie ulegają zazwyczaj rozkładowi podczas przetwarzania i przechowywania żywności, jednak mogą być szkodliwe i ich stosowanie dobrze byłoby ograniczyć do niezbędnego minimum lub całkowicie wyeliminować.

• Najpowszechniej stosowany jest kwas askorbinowy (E 200), izoaskorbinowy (E 315) oraz palmitynian askorbylu (E 304), które mogą być stosowane do wina, piwa, kremogenów, mleka w proszku, wędlin i innych produktów.

• Dopuszczalne wartości ADI kształtują się w granicach od 0 - 0,05 mg/kg masy ciała (dla galusanu dodecylowego) do 1,25mg (dla palmitynianu askorbylu).

Badania zależności pomiędzy odpowiedzią indywidualnego organizmu na składniki pokarmowe i jego genotypem są przedmiotem poszukiwań nutrigenomiki. Możliwe, że w przyszłości będzie można stosować nowoczesną prewencję schorzeń, których patogeneza jest związana z odżywianiem, poprzez stosowanie zindywidualizowanej, prozdrowotnej diety.