Wolne rodniki: definicja, przyczyny, przeciwutleniacze i rak

Czym dokładnie są wolne rodniki i dlaczego są ważne?

Wolne rodniki są wysoce reaktywnymi i niestabilnymi cząsteczkami, które są wytwarzane w organizmie naturalnie jako produkt uboczny metabolizmu (utleniania) lub narażenia na toksyny w środowisku, takie jak dym tytoniowy i światło ultrafioletowe. Wolne rodniki mają żywotność zaledwie ułamka sekundy, ale w tym czasie mogą uszkodzić DNA, czasami powodując mutacje, które mogą prowadzić do raka. Przeciwutleniacze w spożywanej przez nas żywności mogą neutralizować niestabilne cząsteczki, zmniejszając ryzyko uszkodzeń.

Wiele różnych jagód trzymanych w rękach — Peter Zamknij / Istockphoto.com / Zdjęcie

Przyjrzymy się strukturze, przyczynom i skutkom wolnych rodników, a także tym, co powinieneś wiedzieć o suplementach antyoksydacyjnych, jeśli masz raka.

Definicja i struktura wolnych rodników

Wolne rodniki to atomy zawierające niesparowany elektron. Z powodu braku stabilnej liczby elektronów w zewnętrznej powłoce nieustannie poszukują możliwości związania się z innym elektronem, aby się ustabilizować — proces, który może spowodować uszkodzenie DNA i innych części ludzkich komórek. Uszkodzenia te mogą odgrywać rolę w rozwoju raka i innych chorób oraz przyspieszać proces starzenia.

Rodzaje wolnych rodników

Istnieje wiele rodzajów wolnych rodników, jednak u ludzi najbardziej znaczące są wolne rodniki tlenowe (reaktywne formy tlenu). Przykłady obejmują tlen singletowy (gdy tlen jest „podzielony” na pojedyncze atomy z niesparowanymi elektronami), nadtlenek wodoru, ponadtlenki i aniony hydroksylowe.

Przyczyny/źródła wolnych rodników

Możesz się zastanawiać, skąd pochodzą wolne rodniki. Wolne rodniki można wytwarzać na kilka różnych sposobów. Mogą powstawać w wyniku normalnych procesów metabolicznych w organizmie lub w wyniku narażenia na czynniki rakotwórcze (substancje rakotwórcze) w środowisku.

Wolne rodniki mogą być wytwarzane zarówno przez czynniki rakotwórcze, jak i normalne procesy metaboliczne komórek.

Wolne rodniki z powodu normalnych procesów metabolicznych

Nasz organizm często wytwarza wolne rodniki w procesie rozkładania składników odżywczych w celu wytworzenia energii, która pozwala naszemu organizmowi funkcjonować. Wytwarzanie wolnych rodników w normalnych procesach metabolicznych, takich jak ten, jest jednym z powodów, dla których ryzyko zachorowania na raka wzrasta wraz z wiekiem, nawet jeśli ludzie mają niewielką ekspozycję na substancje rakotwórcze.

Wolne rodniki z powodu narażenia na czynniki rakotwórcze

Narażenie na czynniki rakotwórcze w naszym środowisku może również powodować powstawanie wolnych rodników. Przykłady niektórych czynników rakotwórczych obejmują:

Dym tytoniowy
Promieniowanie ultrafioletowe
Radon w domu
Substancje i chemikalia środowiskowe i zawodowe, takie jak azbest i chlorek winylu
Niektóre wirusy
Promieniowanie medyczne
Zanieczyszczenie powietrza

Wpływ wolnych rodników na organizm: stres oksydacyjny

Po wytworzeniu wolnych rodników, czy to w wyniku ekspozycji na czynnik rakotwórczy, czy w wyniku normalnych procesów metabolizmu organizmu, mogą one wyrządzić szkody. Dostępność wolnych rodników tworzy w organizmie tak zwany stres oksydacyjny. Powodem, dla którego nazywa się go stresem oksydacyjnym, jest to, że zachodzące reakcje, w wyniku których wolne rodniki uzyskują elektron, zachodzą w obecności tlenu.

W rzeczywistości proces jest znacznie bardziej skomplikowany i w istocie stanowi błędne koło. Kiedy jeden wolny rodnik „kradnie” elektron z cząsteczki, w tej cząsteczce brakuje elektronu (staje się wolnym rodnikiem) i tak dalej. Wolne rodniki mogą uszkadzać nie tylko DNA (kwasy nukleinowe), ale także białka, lipidy, błony komórkowe i nie tylko w organizmie. Uszkodzenie białek (sieciowanie białek i inne) i inne składniki organizmu mogą bezpośrednio powodować chorobę.

Wolne rodniki i starzenie się

Istnieje kilka teorii opisujących, dlaczego nasze ciała się starzeją, a wolne rodniki należą do jednej z tych teorii. Zamiast wolnych rodników odpowiedzialnych za zmiany związane ze starzeniem się, prawdopodobnie normalne starzenie się jest związane z wieloma różnymi procesami w ciele.

Jak wolne rodniki mogą powodować raka

Uszkodzenia wyrządzone genom w DNA mogą skutkować powstaniem genów wytwarzających nieefektywne białka; białka musiały być strażnikami nad komórkami ciała. Niektóre z tych mutacji mogą obejmować geny znane jako geny supresorowe guza. Te geny kodują białka, które naprawiają uszkodzenia DNA lub powodują usunięcie komórek, które są uszkodzone poza ratowaniem, w procesie apoptozy (programowanej śmierci komórki).

Onkogeny to geny, które kodują białka promujące wzrost komórek. Prawidłowe geny w organizmie zwane „protoonkogenami” są ważne w promowaniu wzrostu dziecka w czasie ciąży i przejściowo wytwarzają białka, które pomagają w naprawie tkanek. Mutacje w tych genach (które są wtedy onkogenami) powodują ciągłą produkcję białek, które promują wzrost komórki.

Najczęściej jest to seria mutacji zarówno w genach supresorowych guza, jak i onkogenach, która prowadzi do raka. Uszkodzenie (mutacje) genów supresorowych nowotworu pozwala uszkodzonej komórce przetrwać nienaprawione (nieprawidłowe) i uszkodzone onkogeny promują wzrost tej uszkodzonej komórki. Rezultatem jest powstanie komórki rakowej.

Przeciwutleniacze i wolne rodniki

Wiele fitochemikaliów (chemikalia roślinne) w żywności, którą spożywamy, działa jako przeciwutleniacze. Te składniki odżywcze działają poprzez hamowanie powstawania wolnych rodników i mogą zmniejszać szkody, które wyrządziłyby w organizmie. Uważa się, że jest to przynajmniej jeden z powodów, dla których dieta bogata w warzywa i owoce wiąże się z niższym ryzykiem wielu chorób.

Przykłady przeciwutleniaczy obejmują witaminę E, witaminę A, beta-karoten, antocyjanidyny (w jagodach), 3-galusan epigallakatechiny (EGCG) w zielonej herbacie i wiele innych.

Suplementy przeciwutleniające

Wiele badań wykazało, że spożywanie pokarmów bogatych w przeciwutleniacze wiąże się z niższym ryzykiem rozwoju chorób, w tym raka. Niestety, samo uzupełnienie diety suplementami antyoksydacyjnymi nie wydaje się mieć takiego samego efektu.

Przykładem jest rak płuc. Wiedząc, że ludzie, którzy spożywali więcej pokarmów bogatych w beta-karoten i witaminę E, mieli mniejsze ryzyko zachorowania na raka płuc, naukowcy przeprowadzili badanie, w którym jedna grupa osób przyjmowała codziennie suplement beta-karotenu, a druga nie. . Mężczyźni, którzy palili i przyjmowali beta-karoten, mieli większe ryzyko zachorowania na raka płuc.

Przeciwutleniacze u osób, które już chorują na raka

Dla tych, którzy przechodzą leczenie raka, bardzo ważne jest omówienie wszelkich suplementów przeciwutleniających – lub jakichkolwiek suplementów – z onkologiem. Pojawiło się kilka różnych obaw.

Jeden dotyczy osób otrzymujących leczenie raka, takie jak chemioterapia i radioterapia. Niektóre suplementy witaminowe mogą zmniejszać skuteczność leczenia raka, a przyczyna tego ma sens, gdy weźmie się pod uwagę mechanizm tych metod leczenia. Niektóre metody leczenia raka, takie jak promieniowanie, tworzą wolne rodniki w celu zabicia komórek rakowych. W takiej sytuacji stosowanie przeciwutleniaczy może teoretycznie zmniejszyć skuteczność leczenia. W takiej sytuacji przeciwutleniacze mogą pomóc w ochronie komórek rakowych, które próbujesz zabić.

(Chociaż suplementy antyoksydacyjne często nie są zalecane z tego powodu, większość onkologów uważa, że zdrowa dieta zawierająca pokarmy bogate w przeciwutleniacze nie stanowi problemu.) Kilka różnych badań opublikowanych w 2019 roku potwierdza tę obawę.

W jednym z badań stwierdzono, że kobiety po menopauzie z rakiem piersi, które stosowały suplementy antyoksydacyjne podczas chemioterapii i radioterapii, miały gorsze rokowanie.W dwóch oddzielnych badaniach, badania komórkowe sugerują, że suplementy przeciwutleniające (takie jak witamina E) mogą promować wzrost i rozprzestrzenianie się raka płuc.

Przyjmowanie suplementów przeciwutleniających (nie diety) może w rzeczywistości pogorszyć rokowanie osoby z niektórymi nowotworami.

Przeciwutleniacze, wolne rodniki i rak

Rak jest zwykle spowodowany serią mutacji, które powodują niekontrolowany wzrost i względną nieśmiertelność komórki. Ponieważ owoce i warzywa w naszej diecie są bogate w przeciwutleniacze, uważa się, że może to być jeden z powodów, dla których dieta bogata w owoce i warzywa konsekwentnie wiąże się z niższym ryzykiem zachorowania na raka.

Jednak jak wspomniano wcześniej, przyjmowanie tych przeciwutleniaczy w postaci suplementów nie okazało się skuteczne, a większość onkologów zaleca dietetyczne źródła tych składników odżywczych. Ponadto niektóre suplementy witaminowe i mineralne mogą zakłócać leczenie raka.

Jak zredukować wolne rodniki w swoim ciele?

Redukcja wolnych rodników w organizmie obejmuje zarówno zmniejszenie ryzyka ich powstania, jak i dostarczenie organizmowi przeciwutleniaczy. Organizm sam wytwarza przeciwutleniacze, ale nie w wystarczających ilościach. Należy jednak zauważyć, że ponieważ wolne rodniki są wytwarzane podczas normalnych procesów komórkowych, ludzie mogą „zrobić wszystko dobrze” i nadal rozwijać raka.

Ograniczenie narażenia na wolne rodniki obejmuje zarówno unikanie ich źródeł (substancji rakotwórczych), jak i dostarczanie organizmowi zdrowych przeciwutleniaczy w diecie.

Środki związane ze stylem życia mające na celu zmniejszenie narażenia obejmują niepalenie, unikanie przetworzonej żywności, zachowanie ostrożności przy stosowaniu wszelkich chemikaliów, z którymi pracujesz w domu lub w pracy, i nie tylko.

Jeśli chodzi o uzyskanie zdrowej różnorodności przeciwutleniaczy w diecie, eksperci w dziedzinie żywienia często zalecają spożywanie „tęczy żywności” z różnymi kolorami żywności, często zawierającymi różne klasy przeciwutleniaczy.

Nie da się całkowicie wyeliminować narażenia na wolne rodniki, zwłaszcza te powstające w wyniku prawidłowego metabolizmu w organizmie. To powiedziawszy, przyjęcie zdrowej diety bogatej w szeroką gamę przeciwutleniaczy to doskonały początek.