Mechanizmy antyoksydacyjne

Mechanizmy antyoksydacyjne: system enzymatyczny i nieenzymatyczny, antyoksydanty egzogenne i endogenne

ANTYOKSYDANTY= PRZECIWUTLENIACZE= ANTYUTLENIACZE

Przeciwutleniacze to substancje chemiczne zawarte w żywności w naturalnej formie. Działają jako pewien rodzaj tarczy obronnej, chroniąc nasz organizm przed molekułami wytwarzanymi przez tlen, czyli inaczej mówiąc: przed wolnymi rodnikami. Terminem antyoksydanty możemy określić: szeroką grupę związków chemicznych, naturalne ekstrakty roślinne, syntetyczne dodatki do żywności, leki, niektóre półsyntetyczne analogi substancji roślinnych.

Mechanizm działania antyoksydantów- Jak działają antyoksydanty? 

WŚRÓD MECHANIZMÓW ANTYOKSYDACYJNYCH WYRÓŻNIAMY:

Enzymatyczne mechanizmy antyoksydacyjne:

Dysmutazy ponadtlenkowe (SOD)

Rodzina dysmutaz ponadtlenkowych jest składnikiem zarówno komórkowego jak i pozakomórkowego systemu antyoksydacyjnego. Enzymy należące do tej grupy to metaloenzymy.
U człowieka wyróżniamy 3 rodzaje enzymów SOD:
- cynkowo-miedzianowa dysmutaza ponadtlenkowa (Cu-Zn SOD,SOD1) : wewnątrzkomórkowa
- manganowa dysmutaza ponadtlenkowa (Mn SOD,SOD2): wewnątrzkomórkowa
- dysmutaza ponadtlenkowa (EC-SOD,SOD3): zewnątrzkomórkowa

Enzymy te katalizują reakcję przekształcenia anionorodnika ponadtlenkowego do nadtlenku wodoru i tlenu cząsteczkowego w dwuetapowej reakcji:
• Redukcja jonu metalu z jednoczesnym uwolnieniem cząsteczki tlenu.
• Utlenienie jonu metalu przy udziale anionorodnika ponadtlenkowego i wodoru z jednoczesnym wytworzeniem nadtlenku wodoru.

Wpływ na organizm człowieka:

CAT- KATALAZY

Enzym katalaza uczestniczy w enzymatycznej obronie organizmu przed wolnymi rodnikami. Katalizuje reakcję redukcji nadtlenku wodoru, prowadzącą do powstania tlenu cząsteczkowego i wody. Katalaza organizmów eukariotycznych jest homotetramerem. W każdej podjednostce jest osadzony układ hemowy z położonym centralnie atomem żelaza. Głównym miejscem występowaniem enzymu CAT są: peroksysomy, mitochondria, retikulum endoplazmatyczne, komórki wątroby, szpiku.

Funkcje katalazy:

Ceruloplazmina

Funkcje ceruloplazminy:

Glutation

Glutation to niezbędna dla organizmu, powstająca w ciele niewielka proteina wykazująca trzy niezwykle ważne funkcje:
1.Przeciwutleniacz
2.Stymulator odporności
3. Detoksykant

Bez glutationu komórki podlegałyby nieustającemu utlenianiu i niszczeniu, organizm wykazywałby słabą odporność na zakażenia bakteryjne, wirusowe i rozwój komórek nowotworowych, a wątroba ulegałaby uszkodzeniu pod wpływem gromadzących się w niej toksyn. Każda komórka w organizmie jest sama odpowiedzialna za produkcję glutationu i musi posiadać niezbędne do tego substraty. Zapotrzebowanie na glutation jest zawsze wysokie, gdyż jest on szybko zużywany pod wpływem wielu bodźców - choroby, stresu, zmęczenia, a nawet wysiłku fizycznego. Do powszechnych niedoborów glutationu prowadzą: stres, zanieczyszczenie środowiska, zła dieta, promieniowanie, zakażenia, urazy, skaleczenia, starzenie się organizmu. Glutation jest kluczowym składnikiem w neutralizacji H2O2 w tłuszczach i w samym cyklu glutationowym. Wraz z wiekiem poziom glutationu obniża się, koncentruje się głównie w wątrobie. Zwiększa poziom hormonu wzrostu, obniża poziom kortyzolu, przyspiesza redukcję tkanki tłuszczowej, wspomaga odporność, łagodzi objawy zmęczenia, obniża poziom kwasu mlekowego. Źródła glutationu: awokado, szparagi, czosnek, szpinak, pomidory, kurkuma, kapusta, brukselka, kalafior, brokuł (łodyga), ziemniak, cukinia, kapusta biała (liście), fasolka szparagowa, bakłażan, ogórek, rzodkiewka, kukurydza, brokuł (kwiat), papryka zielona.

GLUTATION

PEROKSYDAZA GLUTATIONOWA

Ważny element antyoksydacyjnego układu enzymatycznego stanowią peroksydazy glutationowe uczestniczące w pierwszej oraz w drugiej linii obrony przed wolnymi rodnikami. Białka te konstytuują rodzinę enzymów mających zdolność redukcji nadtlenków nieorganicznych (H2O2) i nadtlenków organicznych (ROOH) z wytworzeniem kwasu selenowego jako produktu pośredniego

Katalizuje reakcje utleniania GSH do disulfidu glutationu w procesie starzenia się ludzi. Wykazano, że aktywność tego enzymu ulega podwyższeniu w fibroblastach skóry, obniża się w osoczu krwi, natomiast w płytkach krwi pozostaje bez zmian. Na zmiany aktywności GSH-Px w procesie starzenia się ludzi mają wpływ: pochodzenie geograficzne badanych osób, uzależnienie od alkoholu, tytoniu, przebyte choroby.Przyczyną wzrostu aktywności peroksydazy glutationowej w procesie starzenia może być nadmierne wytwarzanie nadtlenku wodoru.

REDUKTAZA GLUTATIONOWA

Reduktaza glutationowa jest potrzebna do regeneracji zredukowanego glutationu, który odgrywa ważną rolę w normalnym metabolizmie komórkowym. Enzym ten jest często omawiany w połączeniu z peroksydazą glutationową, która wymaga zredukowanego glutationu do swojej aktywacji.  Reduktaza glutationowa jest odpowiedzialna za utrzymywanie poziomów zredukowanego glutationu, który spełnia wiele ważnych funkcji w komórce. Zmniejszone poziomy tego enzymu zostały opisane w kilku chorobach. 

FUNKCJE:

NIEENZYMATYCZNE MECHANIZMY ANTYOKSYDACYJNE:

Kwas askorbinowy (witamina C)

Jest to przeciwutleniacz egzogenny, który nie może być syntetyzowany u organizmie ludzkim. Wykazuje zdolności neutralizowania wolnych rodników do związków o mniejszej toksyczności.

Witamina C odgrywa istotną rolę w detoksykacji takich substancji jak: dym tytoniowy, ozon, dwutlenek azotu. Kwas askorbinowy wpływa na regenerowanie witaminy E oraz zapobiega peroksydacji lipidowej.

Działanie witaminy C:

Podstawowe źródła w naszym pożywieniu: kapusta czerwona, kapusta biała, pomidory, kapusta kwaszona, ziemniaki wczesne, ziemniaki późne. Uwaga: Gotowanie niszczy około 50% witaminy C w warzywach i owocach. Dużo lepiej znosi ona mikrofale i zamrażanie.

WITAMINA A

Witamina A to antyoksydant hydrofobowy, występuje w dwóch formach: jako retinol bądź 3,4-dihydroretinol. Główne miejsce występowania tej witaminy to wątroba, tkanka tłuszczowa. Działanie antyoksydacyjne witaminy A polega na reagowaniu z rodnikiem nadtlenkowym oraz na hamowaniu łańcucha reakcji wolnorodnikowych. Ma również zdolność do bezpośredniej reakcji z wolnymi rodnikami oraz wygaszania tlenu singletowego.

Funkcje:

Źródła witaminy A: wątroba, jaja, masło, mleko, tran, marchew, pomidory, ryby morskie, węgorz, oleje roślinne, szpinak, morele, sałata, jarmuż, dynia, groszek zielony, boćwina, szczaw.

WITAMINA E

Dzięki właściwościom rozszerzania naczyń krwionośnych i zmniejszania krzepliwości krwi witamina E przeciwdziała miażdżycy i hamuje procesy starzenia się komórek. Jej zażywanie ważne jest dla kobiet przyjmujących doustne leki antykoncepcyjne. Ta witamina podawana wraz ze związkami cynku pobudza u kobiet i mężczyzn aktywność seksualną. Witamina E jest witaminą o działaniu przeciwutleniającym. Chociaż rozpuszcza się w tłuszczach, jest w mniejszej ilości magazynowana niż inne witaminy i bardzo łatwo ulega zniszczeniu. Antyoksydacyjne właściwości witaminy E polegają na usuwaniu wtórnych rodników, produktów rodnikowych peroksydacji lipidów. Produkty reakcji witaminy E z rodnikami nadtlenków lipidów to mniej reaktywne rodniki tokoferolowe. Te wolnorodnikowe pochodne tokoferolu wpływają na proces utleniania lipidów, reagując z rodnikiem nadtlenkowym lub z rodnikiem tokoferylowym. Rodnik tokoferylowy może zostać usunięty przez inne antyoksydanty, tj.: glutation czy witamina C. ŹRÓDŁA WITAMINY E: soja, kiełki zbóż, oleje roślinne - słonecznikowy i sojowy, jaja świeże całe, żółtko jaja, kasze - jęczmienna i gryczana, zboża, orzechy, szparagi, tran, masło, masło roślinne, kapusta - czerwona i włoska, jarmuż, groszek zielony, brukselka, fasola biała, groch, płatki owsiane

BETA-KAROTEN

Beta-karoten jest uważany za jedną z najlepszych substancji antyoksydacyjnych. Przewaga beta-karotenu nad innymi antyoksydantami jest taka, że występuje w osoczu krwi w stosunkowo dużej ilości. Jak na razie nie udało się ustalić minimalnego zapotrzebowania organizmu na tę substancję. Oznacza to, że nie występują żadne objawy niedoboru beta-karotenu. Co ważne, nie ma również górnych norm bezpieczeństwa, co oznacza, że beta-karotenu nie można praktycznie przedawkować. Poza wspomnianą funkcją antyoksydacyjną, beta-karoten stanowi również prowitaminę A. W komórkach jelit oraz wątroby część spożytego beta-karotenu jest przekształcana w retinol, jedną z aktywnych form tej witaminy. Wielkość tej reakcji zależy od aktualnego zapotrzebowania organizmu na witaminę A. Reszta wchłoniętego beta-karotenu pełni funkcję antyoksydacyjną.

SELEN

Funkcje:

Najbogatsze źródła selenu: orzechy brazylijskie, tuńczyk, nasiona słonecznika, wątroba, owoce morza i ryby, czosnek i cebula, brązowy ryż, kiełki pszenicy, drób, warzywa z terenów, gdzie ziemia zawiera selen

FLAWONOIDY

Grupa organicznych związków chemicznych występujących w roślinach, spełniających funkcję barwników, przeciwutleniaczy i naturalnych insektycydów oraz fungicydów, chroniących przed atakiem ze strony owadów i grzybów. Większość z nich jest barwnikami zgromadzonymi w powierzchniowych warstwach tkanek roślinnych, nadając intensywny kolor i ograniczając szkodliwy wpływ promieniowania ultrafioletowego.

Flawonoidy a zdrowie człowieka:

Wykazano, że flawonoidy mogą:

Najlepsze źródła flawonoidów w pożywieniu:

Dobroczynne działanie flawonoidów wykorzystuje się w różnych gałęziach medycyny, między innymi w internie, dermatologii i kosmetologii. Ekstrakty i wyciągi ziołowe wykorzystuje się w pastach do zębów, maściach, kremach, tonikach, żelach itp.

ANTYOKSYDANTY

Antyutleniacze endogenne: poliaminy, melatonina, estrogen, dysmutaza ponadtlenkowa, peroksydaza glutationowa, katalaza, kwas liponowy, ceruloplazmina, albumina, laktoferyna, transferyna, metalotioneina, koenzym Q10, kwas moczowy.

Antyutleniacze egzogenne: witamina C, witamina E, karotenoidy, flawonoidy, glutation, ksantofile, minerały: selen, cynk, mangan, miedź, polifenole.

Koenzym Q10

Koenzym Q10 jest uważany za najpotężniejszy czynnik chroniący komórkę przed aktywnymi chemicznie postaciami tlenu – uważa się go za silny „wyłapywacz” wolnych rodników. Działa również bezpośrednio stabilizująco na błony biologiczne -zarówno subkomórkowe, jak i komórkowe. Koenzym Q10 jest niezbędny do życia komórki – przy obniżeniu się jego stężenia o 25% funkcje komórek ulegają zaburzeniu. Przy spadku stężenia do 50% – komórka ginie. Przyczyną niedoboru koenzymu Q10 może być upośledzenie jego biosyntezy w następstwie niedożywienia (głodzenie), zatruć i samozatruć, procesów zwyrodnienia komórki, np. w wyniku starzenia się i innych. Jest rozpuszczalny w tłuszczach i występuje w mitochondriach każdej komórki żywego organizmu. Jest obecny nie tylko w błonie mitochondriów, ale również w błonach takich elementów komórkowych jak: retikulum endoplazmatyczne, lizosomy oraz peroksysomy. Chroni lipidy i białka błonowe przed procesami utleniania, przez co hamuje procesy starzenia się komórek. Jest odpowiedzialny za ochronę komórek nie tylko bezpośrednio, lecz także pośrednio, gdyż regeneruje witaminę E „zużytą” na skutek ataku utleniaczy. Przejmuje od niej także schwytane wolne rodniki i niszczy je.Koenzym Q10, zapobiegając peroksydacji lipidów, wpływa ochronnie na błony komórkowe.

ESTROGENY I FITOESTROGENY

Poza zmianami powodowanymi działaniem czynników środowiskowych, z wiekiem na skórze stają się coraz bardziej widoczne objawy związane ze starzeniem się wewnątrzpochodnym. Jedną z najważniejszych przyczyn naturalnego, czyli wewnątrzpochodnego starzenia się skóry jest związana z wiekiem dysfunkcja gruczołów wydzielania wewnętrznego. U kobiet zaburzenia pracy jajników prowadzą do obniżenia się poziomu krążących estrogenów. W związku z obserwacjami potwierdzającymi szybkie narastanie objawów starzenia się po okresie menopauzy i dowodami na hormonozależność skóry, od lat wykorzystuje się w pielęgnacji skóry kobiet po menopauzie składniki mogące rekompensować brak estrogenów w organizmie. Kremy pielęgnacyjne zawierające hormony estrogenowe zostały obecnie wycofane z wolnego obrotu w większości krajów europejskich oraz w Ameryce. Na ich miejscu pojawiły się kosmetyki zawierające fitoestrogeny, czyli hormony roślinne. Choć estrogeny są substancjami pochodzenia zwierzęcego, to z uwagi na ogromne podobieństwo budowy i działania na tkanki estrogenów i "estrogenów roślinnych", nazywa się te ostatnie wyżej użytym terminem.

FITOESTROGENY

Fitoestrogeny jako silne przeciwutleniacze opóźniają efekty starzenia się i pomagają zachować skórze gładkość. Przeciwutleniaczy można dostarczać organizmowi w tabletkach, ale korzystniej jest tak dobrać jadłospis, by zawierał odpowiednią pożywkę dla wolnych rodników. Np. porcję grillowanego mięsa, bogatego w wolne rodniki, dobrze jest uzupełnić neutralizującymi je warzywami i owocami. Fitoestrogeny z soi, słonecznika lub zielonej herbaty, dzięki swemu oddziaływaniu na odradzanie się komórek poprawiają elastyczność i koloryt skóry. Przez wspomaganie regeneracji włókien kolagenowych zapobiegają także powstawaniu zmarszczek, a tym samym opóźniają proces starzenia się. To właśnie w soi kryje się tajemnica pięknej cery Azjatek, które dodają mleko sojowe do wielu potraw i deserów.

KWAS LIPONOWY

Nazywany jest uniwersalnym antyoksydantem z uwagi na właściwości:
- neutralizuje wolne rodniki, jest jednym z najbardziej wszechstronnych antyoksydantów, ponieważ ma zdolność neutralizowania szerokiego spektrum wolnych rodników,
- umożliwia regenerację uszkodzonych struktur DNA, lipidów i protein,
- wiąże toksyczne związki metali obecne w organizmie i pozwala w ten sposób na usunięcie ich w bezpieczny sposób z organizmu człowieka, co zapobiega uszkodzeniom spowodowanym toksycznością związków takich jak: kadm, rtęć, ołów, arsen,
- pozwala regenerować się innym antyoksydantom w organizmie ludzkim – wit. C, E, koenzymowi Q10 ,
- wykazuje działanie w środowisku wodnym i tłuszczowym, co zwiększa spektrum jego działania w organizmie człowieka.

KWAS MOCZOWY

Kwas moczowy powstaje we wszelkich procesach rozpadu i przebudowy komórek zachodzących w organizmie. Przyjmujemy go także wraz z jedzeniem (zawiera go mięso, zwłaszcza podroby oraz dziczyzna). W zdrowym organizmie poziom kwasu moczowego jednak jest najbardziej zależny od biosyntezy puryn i wydalania ich przez nerki. Ma zdolność do wiązania jonów metali przejściowych, a także do wychwytywania rodnika hydroksylowego

Melatonina

Jest hormonem syntetyzowanym głównie przez szyszynkę. Podstawową funkcją melatoniny w organizmie jest regulacja rytmów okołodobowych i sezonowych. Funkcją melatoniny wytwarzanej w skórze i oku jest m.in. ochrona przed stresem oksydacyjnym wywołanym promieniowaniem UVB i UVA. Nałożona na skórę przed naświetleniem UVB chroni ją przed wystąpieniem rumienia.

KAROTENOIDY

Karotenoidy to barwniki roślinne. Dzięki nim papryka jest czerwona, a dynia - pomarańczowa. Substancje te są równocześnie silnymi przeciwutleniaczami, dlatego owoce i warzywa są nie tylko kolorowe, ale również bardzo zdrowe. Związki te nie są wytwarzane przez nasz organizm, muszą więc być dostarczane wraz z pożywieniem. Istnieje ok. 600 barwników roślinnych, ale tylko sześć z nich ma znaczący wpływ na nasz organizm. Są to: beta-karoten, alfa-karoten, kryptoksantyna, likopen, luteina, zeaksantyna. Podstawowym źródłem karotenoidów w diecie człowieka są żółto oraz czerwono zabarwione warzywa i owoce oraz ciemnozielone warzywa liściaste. Najbogatszym naturalnym źródłem karotenoidów są : marchew, słodkie ziemniaki, dynia, pietruszka naciowa, jarmuż, szpinak, papryka, morele, brokuły, pomidor.

LIKOPEN

Likopen znajdziemy przede wszystkim w pomidorach, a także: owocach dzikiej róży, arbuzach, papai, czerwonych grejpfrutach. Warto wiedzieć, że przyswajalność likopenu z pomidorów zwiększa się w wyniku ich przetwarzania i obróbki termicznej. Należy więc jak najczęściej sięgać po soki, koncentraty i sosy pomidorowe oraz ketchup.

Likopen dla zdrowych kości i serca:

Likopen w walce z rakiem- Szczególnie podkreślane są przeciwnowotworowe właściwości likopenu. Pozytywne działanie zaobserwowano w przypadku raka prostaty, trzustki, piersi, płuc, szyjki macicy i przewodu pokarmowego.

Przeciwutleniające minerały:

Cynk jest jednym z najważniejszych mikroelementów występujących w organizmie człowieka. Bierze udział w wielu procesach enzymatycznych niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania komórek. Cynk jest niezbędny w syntezie białka oraz kwasów nukleinowych, kieruje kurczliwością mięśni, bierze udział w tworzeniu insuliny. Odgrywa ważną rolę w utrzymaniu równowagi kwasowo - zasadowej. Jego naturalnym źródłem są ryby, mięso, jaja, drożdże, warzywa.

Mangan jest pierwiastkiem śladowym wchodzącym w skład wielu tkanek i enzymów, biorących udział w syntezie białek, kwasów nukleinowych, glikokortykosterydów, w metabolizmie cukrów i procesach krzepnięcia krwi. Wpływa na przemiany tłuszczów i cholesterolu oraz hormonów płciowych, reguluje pracę układu nerwowego. Wpływa na uczynnianie enzymów koniecznych do prawidłowego działania (biotyny, witaminy B1 i witaminy C). Występuje m.in. w orzechach, produktach zbożowych nieprzetworzonych, naparze z herbaty.

Podsumowanie

Antyoksydanty:


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Małgorzata Michalczyk Mechanizmy obrony antyoksydacyjnej krwi u piłkarek nożnych
Mechanika techniczna(12)
Mechanika Semest I pytania egz
wykl 8 Mechanizmy
mechanizm mycia i prania
MECHANIKA II DYN
METODY KOMPUTEROWE W MECHANICE 2
08 BIOCHEMIA mechanizmy adaptac mikroor ANG 2id 7389 ppt
Mechanizm obrzęków
Mechanizmy swoistej immunoterapii alergii 3
mechanika kwantowa
Mechanizmy nadwrażliwości
Mechanika górotworu cz 3

więcej podobnych podstron