Stres oksydacyjny nie jest z gruntu ani dobry ani zły. To w jaki sposób wpływa on na organizm uzależniony jest od kontekstu tworzonego przez natężenie owego stresu i… okoliczności w jakich występuje. Przykładowo reakcje wolnorodnikowe biorą udział w rozwoju adaptacji wysiłkowych i w pewnym stopniu warunkują przyrost masy mięśniowej. Z drugiej strony nadmiar reaktywnych form tlenu może upośledzać rozwój wydolności i hamować hipertrofię mięśniową. Skoro zatem kwestia oksydacyjnego stresu ma charakter warunkowy, podobnym uwarunkowaniom podlegać też będzie stosowanie antyoksydantów. I ten temat warto przybliżyć i bynajmniej nie tylko po to by zaspokoić ciekawość, ale przede wszystkim po to by umieć zrobić w tej wiedzy praktyczny użytek. Przemyślane wykorzystywanie niektórych antyoksydantów może bowiem przynosić namacalne korzyści, przy czym uwagę warto poświęcić w szczególności tym, których działanie polega na… wspieraniu ustrojowej produkcji substancji o właściwościach przeciwutleniających.
Wolne rodniki i przeciwutleniacze w telegraficznym skrócie
Stres oksydacyjny jest nierozerwalnie powiązany z naszą egzystencją. W niektórych wypadkach jednak ze sprzymierzeńca staje się naszym wrogiem. Dzieje się tak przede wszystkim wtedy gdy ponad miarę przybiera na sile. I tutaj warto wspomnieć, dla usystematyzowania wiedzy, iż wolnymi rodnikami nazywa się indywidua chemiczne, które posiadają na swojej zewnętrznej orbicie niesparowany elektron Jego obecność sprawia, iż wykazują dużą skłonność do natychmiastowego wchodzenia w rozmaite reakcje [1]. Natomiast przeciwutleniaczem nazwać można w zasadzie każdą substancję, która już w dość małym, w stosunku do utlenianego substratu stężeniu znacząco opóźnia lub hamuje jego utlenianie. Powyższe definicje to jedynie esencja elementarnej wiedzy na temat stresu oksydacyjnego, który w szerszym ujęciu został opisany w osobnym opracowaniu dostępnym pod poniższym linkiem:
Ważne jest też by wiedzieć, iż oprócz znanych powszechnie antyoksydantów egzogennych takich jak witaminy C i E, selen czy rozmaite polifenole i karotenoidy istnieją także przeciwutleniacze endeogenne, czyli takie, które wytwarzane są w organizmie, do których należy m.in. glutation. I nad jego biologiczną rolą warto się pochylić zwłaszcza, że może możemy na jego syntezę w prosty sposób wpływać.
Czym jest glutation i jaką rolę pełni?
Glutation (g-glutamylocysteinyloglicyna), zaliczany niskocząsteczkowym związkiem tiolowym, (zawierającym siarkę) występującym obficie w przyrodzie (obecny jest we wszystkich komórkach organizmów tak prokariotycznych jak i eukariotycznych) [2]. Można powiedzieć, iż odkąd tylko został odkryty i opisany przez de Rey-Pailhade’a w 1888 roku wzbudza zainteresowanie świata nauki przy czym w rozmaitych opracowaniach przedstawiany bywa najczęściej głównie w superlatywach. Mając na uwadze konwencję niniejszego opracowania, nie będziemy szczegółowo opisywać osobliwej budowy chemicznej glutationy, warto jednak wiedzieć, iż to właśnie z nią związane są wyjątkowe właściwości tej substancji. Po pierwsze obecność specyficznego wiązania izopeptydowego sprawia, że glutation jest niewrażliwy na działanie wewnątrzkomórkowych enzymów proteolitycznych [2; 3]. Przekładając powyższe twierdzenie na bardziej przystępny język można powiedzieć, że glutation okazuje się być zaskakująco stabilny i trwały w środowisku wewnątrzkomórkowym (rozłożony może być natomiast przez g-glutamylotransferazę obecną na zewnętrznej części błony komórkowej).
Jeszcze bardziej znamienna jest jednak inna cecha strukturalna glutationu, a mianowicie obecność grupy tiolowej (–SH) należącej do reszty cysteiny. Z obecności tejże grupy bezpośrednio wynikają biologiczne funkcje wspomnianego związku, gdyż grupy tiolowe zaliczane są do najbardziej reaktywnych grup chemicznych, jakie występują w komórce [2; 4]. Skoro jesteśmy przy cysteinie, to warto wspomnieć, iż glutation powstaje w cytoplazmie niemal wszystkich komórek, a substratami do jego syntezy są: glutaminian, cysteina i glicyna [4]. Kwestie biosyntezy glutationu i sposobów wpływania na jej przebieg omówione zostaną jednak w dalszej części niniejszego artykułu. W tym miejscu natomiast warto przedstawić biologiczną rolę glutationu. Otóż związek ten posiada następujące właściwości [2; 5-8]:
· redukuje reaktywne formy tlenu zarówno w reakcjach enzymatycznych jak i nieenzymatycznych;
· regeneruje inne, utlenione, drobnocząsteczkowe przeciwutleniacze, w tym witaminy C i E;
· uczestniczy w naprawie struktury licznych, ważnych białek, a także kwasów nukleinowych i związków lipidowych, uszkodzonych w wyniku aktywności reaktywnych form tlenu i azotu;
· zmniejsza „reaktywność” wybranych białek obniżając ich podatność na wpływ czynników destrukcyjnych;
· uczestniczy w procesach detoksyfikacji ksenobiotyków,
· bierze udział w syntezie leukotrienów cysteinylowych
· pełni ważną rolę w odtwarzaniu uszkodzonych składników komórki, głównie białek i lipidów błon komórkowych oraz DNA.
· ma swój e udział w utrzymaniu prawidłowego potencjału redoks komórek [20],
· w OUN (ośrodkowym układzie nerwowym) pełni funkcję neuromodulatora neurotransmisji glutaminianergicznej.
Brzmi jak czarna magia? Spokojnie, to da się przetłumaczyć…
Chcąc wyciągnąć komunikatywne i życiowe wnioski z przytoczonych danych warto sobie zapamiętać, iż glutation w sposób wszechstronny chroni nasz organizm przed negatywnym wpływem rozmaitych czynników destrukcyjnych pochodzenia endogennego i egzogennego, wspiera pracę układu immunologicznego i uczestniczy w procesach naprawy uszkodzonych już komórek i tkanek a dodatkowo wpływa na prawidłowy przebieg procesów metabolicznych w komórkach regulując przy okazji ich różnicowanie i apoptozę (programowaną śmierć) [9].
Chcąc lepiej zrozumieć biologiczną rolę glutationy warto wiedzieć, iż istnieje wiele chorób, w których jego poziom jest obniżony, znaczna część z nich to choroby cywilizacyjne, w tym cukrzyca typu 2, miażdżyca, nadciśnienie tętnicze czy choroba Alezheimera [10]. Obniżony poziom glutationu notuje się też u osób otyłych i dodatkowo istnieją, spekulacje, że powyższy fakt dodatkowo nasila progresję zmian miażdżycowych [10]. Co ciekawe, pomimo iż regularny wysiłek fizyczny sam prowadzi do wielu pozytywnych następstw zdrowotnych, to także może prowadzić do uszczuplenia ilości glutationy co koreluje z nasiloną peroksydacją lipidów utrzymującą się jeszcze kilka godzin po aktywności. I teraz bardzo ważne: wzrost aktywności reaktywnych form tlenu w czasie trwania i po zakończeniu wysiłku niekoniecznie musi być niekorzystny. Procesy wolnorodnikowe uczestniczą w rozwoju adaptacji wysiłkowej i po części warunkują hipertrofię mięśniową [11]. Co więcej, istnieją przesłanki by uważać, iż przyjmowanie dużych dawek antyoksydantów takich jak witaminy C i E może zmniejszać niektóre korzyści wynikające z wysiłku fizycznego, ale… zwiększanie stężenia glutationu u sportowców, pomimo powyższych uwarunkowań może być korzystne, zwłaszcza w czasie startu w konkurencjach sportowych i w okresie przedstartowym [12].
Kwestie praktyczne czyli…
Jak zatem zwiększyć poziom glutationu?
Czynnikiem decydującym o szybkości biosyntezy glutationu jest dostępność jednego z aminokwasów, a mianowicie cysteiny. Niestety sama cysteina przyjmowana w postacie wolnej wykazuje neurotoksyczne działanie. Czyżby zatem pat? Okazuje się, że sytuacja jest prosta do rozwiązania. Acetylowana forma wspomnianego aminokwasu (NAC, czyli N-acetylocysteina), może w sposób bezpieczny i skuteczny zwiększyć pulę substratu ograniczającego syntezę glutationu [13]. Substancja ta stosowana jest w medycynie jako lek mukolityczny (rozrzedzający wydzielinę w drogach oddechowych), wykorzystywana jest także jako „odtrutka” przy przedawkowaniu paracetamolu, a eksperymentalnie z powodzeniem stosowana bywa we wspomaganiu terapii PCOS (zespołu policystycznych jajników) [14; 15]. Pochodna NAC jest natomiast składnikiem leku wspierającego pracę i regenerację wątroby wydawanego z przepisu lekarza. Wszystkie te cechy sprawiają, iż z jednej strony potencjalne zastosowanie NAC okazuje się być niezwykle szerokie, a z drugiej – stopień przebadania i bezpieczeństwo jej podawania uznać należy za ponadprzeciętnie wysokie [13; 16].
Kto może skorzystać na suplementacji NAC?
Suplementacja N-acetylocysteiną może być zasadna w wielu wypadkach. Oprócz klasycznych wskazań medycznych jak niektóre infekcje i dysfunkcje układu oddechowego, zaburzeń endokrynnych takich jak PCOS, NAC może być ciekawą opcją dla osób narażonych na wpływ czynników o możliwym szkodliwym oddziaływaniu na funkcje wątroby, takich jak choćby… etanol. Zaburzenie równowagi oksydacyjnej organizmu, chęć wzmocnienia funkcji układu immunologicznego czy postepowanie w ramach prewencji rozwoju chorób neurodegeneracyjnych do dodatkowe okoliczności, w przypadku których są przesłanki, że warto podejmować działania ukierunkowane na zwiększenie zasobów glutationu. Również ekstremalny wysiłek fizyczny związany np. ze startami w zawodach sportowych może być wskazaniem do włączenia suplementu zawierającego NAC. Autorzy opublikowanej ostatnio meta-analizy co prawda nie zaleca rutynowej suplementacji tą substancją, ale zwracają uwagę, iż na tle wielu innych, popularnych przeciwutleniaczy to właśnie NAC wydaje się mieć ciekawe, warunkowe zastosowanie w sporcie przynoszące namacalne korzyści [12].
Jakie dawki są optymalne?
Istnieją spore rozbieżności w zalecanym dawkowaniu NAC. Przykładowo w badaniach z udziałem kobiet borykających się z PCOS poddawano 3 razy dziennie po 600 mg tej substancji. W meta analizie poświęconej możliwości zastosowania antyoksydantów we wspomaganiu wysiłku mowa jest o pułapie 70 mg/kg masy ciała na dobę [12]. Dawki mieszczące się w przedziale od 300 do 2000 mg dziennie wydają się rozsądne.
Z czym łączyć?
NAC znakomicie daje sobie radę solo, ale w pakiecie z pewnym związkiem działanie tej substancji może być jeszcze dodatkowo wzmocnione i rozszerzone. O jakim związku mowa? W ostatnich kilkunastu latach pojawiło się sporo ciekawych doniesień na temat antyoksydacyjnych właściwości endogennego, kwasu 6,8-ditioktanowego, znanego powszechnie jako… kwas alfa-liponowy (ALA – nie mylić z kwasem alfa-linolenowym, który też jest wyrażany skrótem ALA). Można powiedzieć, że związek ten jest antyoksydantem antyoksydantów, chroni bowiem inne przeciwutleniacze przed „zużyciem” i pomaga w ich regeneracji [17; 18]. W licznych badaniach ALA potwierdził swoje pozytywne działanie w przypadku schorzeń takich jak: cukrzyca i przede wszystkim neuropatia cukrzycowa, zaćma, miażdżyca tętnic obwodowych, PCOS, choroba Alezheimera, choroby wątroby oraz AIDS [19; 20]. Co ciekawe w badaniach prowadzonych zarówno na hodowlach komórkowych jak i na żywych organizmach ALA powodował istotny wzrost stężenia GSH, a także witaminy C oraz witaminy E [21; 22]. Dodatkowo udało się zaobserwować, iż kwas alfa-liponowy wpływa stymulująco na peroksydazę glutationu, a jeden z jego metabolitów trochę „naśladuje” działanie glutationu [23].
Przeciwwskazania, skutki uboczne
Zarówno NAC jak i ALA mają tez pewne, drobne wady. W przypadku acetylowanej formy cysteiny niektóre osoby doświadczają problemów takich jak gazy i wzdęcia. Niekiedy u osób z zaburzeniami pracy przewodu pokarmowego może być to istotny problem, zwłaszcza jeśli mowa o SIBO (przeroście bakteryjnym jelita cienkiego). Można też spotkać się z opinią, iż NAC jest „wzywalaczem histaminy”, temat jednak jest słabo zweryfikowany i kwestia czy osoby borykające się np. z nietolerancją histaminy powinny unikać NAC póki co ma charakter otwarty. W przypadku kwasu alfa-liponowego niekiedy także notuje się pewne niepożądane reakcje w obrębie przewodu pokarmowego przypominające… zgagę. Jeśli takowe wystąpią należy zaniechać przyjmowania środka. W przypadku obydwu substancji można natknąć się w literaturze fachowej na wzmianki o rzadkich reakcjach niepożądanych takich jak senność, niestrawność, metaliczny posmak w ustach, kaszel, mdłości, biegunka, świąd etc. Warto zaznaczyć, iż notowane były one przy dużych dawkach NAC i ALA, a niekiedy także pojawiały się w grupach uczestników przyjmujących… placebo.
Podsumowanie
W materii działań mających na celu zmniejszenie negatywnych skutków nadmiernego stresu oksydacyjnego NAC wydaje się być opcją dość ciekawą i godną rozważanie. Acetylowana forma cysteiny posiada dość szeroki spektrum walorów, które mogą okazać się przydatne w wielu sytuacjach. W przypadku kwasu alfa-liponowego sytuacja wygląda dość podobnie. Obydwie wspomniane substancje mogą przyczyniać się do wzrostu poziomu glutationu i zarazem działać z nim w teamie, chociaż czynią to za pośrednictwem innych mechanizmów.
Bibliografia u autora
image: freepik
