ANTIOKSÜDANT – sinu tugeva immuunsuse ja tervete rakkude alustala

Lühidalt öeldes, on antioksüdant ühend, mis pärsib oksüdatsiooni – keemilist reaktsiooni, mis võib tekitada vabu radikaale. Viimase aja teadmiste kasv vabade radikaalide ja reaktiivsete hapnikuliikide (ROS) kohta bioloogias, on tekitanud meditsiinilise revolutsiooni, mis võib tõotada uut ajastut ka tervise toetamisel. 

On irooniline, et hapnik, mis on ju muidu eluks hädavajalik element, võib teatud olukordades  inimorganismile avaldada hoopis kahjulikku mõju. Enamik hapniku potentsiaalselt kahjulikust mõjust on tingitud mitmete keemiliste ühendite, nn reaktiivsete hapnikuliikide moodustumisest ja tegevusest, millel on kalduvus loovutada hapnikku teistele ainetele. Vabad radikaalid ja antioksüdandid on muutunud kaasaegsetes aruteludes haiguste mehhanismide üle sageli kasutatavateks terminiteks.

Vabad radikaalid nagu reaktiivsed hapnikuliigid (ROS) ja reaktiivsed lämmastikliigid (RNS) tekivad meie kehas erinevate endogeensete süsteemide, erinevate füsiokeemiliste tingimuste või patoloogiliste seisundite tõttu. 

Vabade radikaalide ja antioksüdantide vaheline tasakaal on vajalik õigeks füsioloogiliseks toimimiseks. Kui vabad radikaalid ületavad organismi võimet neid reguleerida, võib tekkida seisund, mida nimetatakse oksüdatiivseks stressiks. 

Vabad radikaalid muudavad seega negatiivselt lipiide, valke ja DNA-d ning soodustavad ka mitmeid terviseprobleeme. Seega võib väliste antioksüdantide kasutamine aidata oksüdatiivse stressiga toime tulla. Viimasel ajal on avastatud, et sünteetilised antioksüdandid, nagu butüülhüdroksütolueen ja butüülhüdroksüanisool (mis on laialt kasutusel toiduainetetööstuses, et vältida toiduainete oksüdeerumist), võivad inimese tervisele ohtlikud olla. Seetõttu on intensiivistunud tõhusate, mittetoksiliste ja antioksüdatiivse toimega looduslike ühendite otsimine (4). 

Siin loos kirjutamegi veidi täpsemalt lahti selle mis on antioksüdandid ja vabad radikaalid ja millistel juhtudel võib vabu radikaale tekkida kehas liiga palju. Kirjutame ka sellest, millised vitamiinid, mineraalid ja toiduained omavad antioksüdantset toimet.

Mis on antioksüdant? 

Antioksüdantse toimega ained, nagu näiteks vitamiinid A, C, E ning mineraalained nagu seleen ja tsink on ained, mis reguleerivad ja pidurdavad vabade radikaalide teket. Nagu ka eelnevalt mainisime, siis terves organismis valitseb antioksüdantide ja vabade radikaalide vahel tasakaal. 

Kui see tasakaal on rikutud, võivad vabad radikaalid muutuda ohtlikuks. Antioksüdantse toimega toiduainetest, vitamiinidest ja ka antiüksüdantide toimemehhanismidest kirjutame pikemalt edasi alapealkirjade “Antioksüdantide toimemehhanismid“ ja “Antioksüdantide tüübid” all.

Mis on vabad radikaalid?

Vabad radikaalid (nagu reaktiivsed hapnikuliigid (ROS)) ja reaktiivsed lämmastikliigid (RNS) on keemilised ühendid, mis on rakkude normaalse tegevuse kõrvalsaadused. Need tekivad oksüdatsiooni tagajärjel, näiteks ainevahetuse kõrvalsaadustena.

ROS/RNS täidavad kehas kahte ülesannet, olles elusatele süsteemidele nii kasulikud, kui ka toksilised ühendid. 

Inimkehas olevaid hapniku radikaale on vaja normaalseks hingamiseks, ainevahetuseks ja võitluseks antigeenidega, st mittekehaomaste ainetega nagu viirused ja bakterid. 

Mõnikord aga, võib organismis vabade radikaalide osakaal tublisti suureneda ning nad hakkavad oma suure aktiivsuse tõttu hoopis organismi enda rakke ründama ja kahjustama. Kahjustatud rakud toodavad omakorda uusi vabu radikaale, mis võib viia rakkude kahjustumise ja organismi üldise vananemiseni.

Vaba radikaali võib määratleda kui mis tahes iseseisvaks eksisteerimiseks võimelist molekulaarliiki, mis sisaldab paaritu elektroni aatomit orbitaalis. Paaritu elektroni olemasolu toob kaasa teatavad ühised omadused, mida enamik radikaale jagab. Paljud radikaalid on ebastabiilsed ja väga reaktiivsed. 

Nad võivad kas loovutada elektroni teistele molekulidele või võtta elektroni vastu teistelt molekulidelt, käitudes seega oksüdantide või redutseerijatena. Kõige olulisemad hapnikku sisaldavad vabad radikaalid paljudes haigusseisundites on praegustel andmetel hüdroksüülradikaal, superoksiid-anioonradikaal, vesinikperoksiid, singletne hapnik, hüpokloriit, lämmastikoksiidi radikaal ja peroksünitriidi radikaal (4).

Need väga reaktiivsed liigid on võimelised raku tuumas ja membraanides kahjustama bioloogiliselt olulisi molekule, nagu DNA, valgud, süsivesikud ja lipiidid. Vabad radikaalid ründavad olulisi makromolekule, mis põhjustavad rakukahjustusi ja homöostaatilisi häireid. Vabade radikaalide sihtmärkideks on kõikvõimalikud molekulid organismis, peamiselt just lipiidid, nukleiinhapped ja valgud (4).

Mille tõttu võib vabade radikaalide osakaal ohtlikult suureneda ja mida nad võivad põhjustada? 

Vabade radikaalide ülekaal võib ohtlikuks osutuda nii väliste, kui sisemiste tegurite nagu reostunud õhu, tubakasuitsu, alkoholi, keskkonnamürkide, stressi, infektsiooniliste ja krooniliste haiguste, kantserogeene sisaldavate toiduainete söömise ning mõnede ravimite tarvitamise tõttu. 

Suures koguses võivad vabad radikaalid kahjustada raku DNA-d, kiirendada seeläbi vananemist ja aidata kaasa terve hulga haiguste arenemisele. Raku muteerumise ja hukkumise tulemusena võib kahjustuda sidekude lihastes, luudes, kõhres, nahas, veresoontes, vananeda nahk, haigestuda liigesed, areneda katarakt, ateroskleroos, diabeet ja vähk ning seeläbi alguse saada ka enneaegne vananemine (4). 

Aga miks siis vabade radikaalide osakaal nii palju suureneda võib, et see õrn tasakaal kehas paigast võib minna? Allolevalt toomemgi sinuni hetkel teadaolevad vabade radikaalide sisemised ja välised allikad.

Mõned sisemiselt tekkivate vabade radikaalide allikad:

• Mitokondrid. Kui rakud kasutavad energia tootmiseks hapnikku, tekivad mitokondrites ATP (adenosiintrifosfaadi) tootmise tagajärjel vabad radikaalid. Need kõrvalsaadused on tavaliselt reaktiivsed hapnikuliigid (ROS) ja reaktiivsed lämmastikliigid (RNS), mis tekivad raku redoksprotsessis. Rakkude redoks-keskkond on tasakaal reaktiivsete hapnikuliikide (ROS) ja reaktiivsete lämmastikliikide (RNS) tootmise ning nende eemaldamise vahel antioksüdantsete ensüümide ja väikese molekulmassiga antioksüdantide abil (4, 5, 20).
• Ksantiini oksüdaas. Ksantiinioksüdaas (XO) on inimkudedes laialt levinud ensüüm. See on peamine puriini katabolismis osalev ensüüm, mis katalüüsib hüpoksantiini oksüdeerimist ksantiiniks ja ksantiini oksüdeerimist kusihappeks. Puriinide katabolismi lõpp-produkt ongi kusihape. Lisaks DNA ja RNA ehitusplokkidena toimimisele annavad puriinide metaboliidid rakule vajalikku energiat ja kofaktoreid, et soodustada rakkude ellujäämist ja paljunemist. Selle tagajärjel väheneb O2 ja tekivadki reaktiivsed hapnikuliigid ehk vabad radikaalid (4, 6).
• Peroksüsoomid. Peroksüoomid on rakkudes asuvad tillukesed ensüümipõiekesed, mida leidub enamikus eukarüootilistes rakkudes (ehk päristuumsetes rakkudes, mis on ühed kahest peamistest elusorganismidel esinevatest rakutüüpidest (teised on prokarüootsed rakud)). Nad sisaldavad mitmeid erinevaid ensüüme ja osalevad erinevates ainevahetusradades. Kõige olulisem on, et peroksisoomid osalevad rasvhapete oksüdeerimises, mis on peamine metaboolne energiaallikas. Peroksüsoomid on rakus ühed põhilised kohad, kus hapniku vabad radikaalid nii tekivad, kui ka hävivad (4, 7). 
• Põletik, infektsioonid ja vigastused. Infektsioonid ja vigastused vallandavad organismi immuunvastuse. Immuunirakud, mida nimetatakse makrofaagideks, toodavad sissetungivate mikroobide tõrjumisel vabu radikaale, sest põletik paneb immuunrakud eritama erinevaid tsütokiine ja kemokiine, et värvata infektsiooni ehk oksüdatiivse stressi  kohale erinevaid teisi immuunrakke (4, 8).
• Fagotsütoos. Fagotsütoos on protsess, mille käigus rakk kasutab oma plasmamembraani suurte osakeste neelamiseks, tekitades sisemise ruumi, mida nimetatakse fagosoomiks. Fagotsütoosi teostavat rakku nimetatakse fagotsüüdiks. Fagotsüüdid vahendavad kaasasündinud immunoloogilist vastust, vabastades aineid, mis kahjustavad sissetungivaid mikroorganisme. Nende ainete hulka kuuluvad sellised valgud nagu lüsosüüm, peroksidaasid ja elastaas, aga samuti ka vabad radikaalid ehk reaktiivsed hapnikuliigid nagu superoksiid, vesinikperoksiid, hüpohaluushape ja hüdroksüülradikaal (4, 9).
• Arahhidoonhappe metabolismi rajad. Pärast ärritust või vigastust vabaneb arahhidoonhape, mida ensüümsüsteemid hapendavad ja mille tulemusena moodustub oluline põletikuvahendajate rühm, eikosanoidid. Nüüdseks on tunnistatud, et eikosanoidide vabanemine on põletikuprotsessi aluseks. Vabad radikaalid ehk reaktiivsed hapnikuliigid tekivadki arahhidoonhappe ainevahetuse käigus (4, 10).
• Treening. Treening võib viia vabade radikaalide tootmise suurenemiseni, mis on tingitud aeroobsete bioenergeetiliste radikaalide suurenenud aktiveerimisest vastupidavustreeningu ajal. Näiteks, kuna keha tarbib jooksmise ajal nii palju rohkem hapnikku, toodab ta ka palju rohkem vabu radikaale, millest mõned aitavad kaasa lihasväsimusele ning lihasekahjustustele ja põletikele, mis võivad ka järgmisel päeval uuesti jooksmise raskeks muuta (4, 12).
• Iseemia/reperfusioonikahjustus. Pärast isheemilist insulti on ajukudedes puudu hapnikust ja glükoosist, mis mõjutab ATP teket. ATP puudumise tõttu suureneb kaltsiumi kontsentratsioon neuronites, mis viib massilises koguses vabade radikaalide tekkimiseni. ATP ehk adenosiintrifosfaat on orgaaniline ühend, mis annab energiat paljude protsesside nagu näiteks lihaste kokkutõmbumise, närviimpulsside leviku, kondensaadi lahustamise ja keemilise sünteesi  käivitamiseks elusrakkudes (4, 13).

Mõned väliselt tekitatud vabade radikaalide allikad:

• Sigaretisuits. Sigaretisuits sisaldab kahte väga erinevat vabade radikaalide rühma, millest üks on tõrvas ja teine gaasifaasis. Uuringud näitavad järjekindlalt, et suitsetajate C-vitamiini tase plasmas ja leukotsüütides on madalam kui mittesuitsetajatel, mis on osaliselt tingitud vabade radikaalide tõttu suurenenud oksüdatiivsest stressist. Seetõttu on näiteks NIH andmetel suitsetajate soovituslik C-vitamiini tarbimine päevas 35 mg võrra suurem kui mittesuitsetajatel. Väidetavalt vähendab C-vitamiini taset kehas ka passiivne suitsetamine (4, 14).
• Keskkonna saasteained. Erinevad sudus või õhus sisalduvad gaasid on oksüdeerijad ja põhjustavad vabade radikaalide tekke kaudu organ- ja rakukahjustusi. Vabad radikaalid on värvusetud, maitsetud ja inimorganismile peaaegu märkamatud saasteained (15).
• Kiirgus. Kui kiirgusdoos tabab rakku, tekitab selle kõrge energia vabu radikaale, mis võivad kahjustada paljusid raku osi, sealhulgas DNA-d. Näiteks vee molekulid koosnevad kahest vesinikuaatomist ja ühest hapniku aatomist (H2O). Kiirguskiir võib aga raku veemolekulidest vesinikuaatomeid välja rebida (4, 16).
• Pestitsiidid. Hiljutised epidemioloogilised uuringud kirjeldavad, et kokkupuude pestitsiididega võib põhjustada oksüdatiivset stressi vabade radikaalide (nii reaktiivsete hapnikuliikide (ROS), kui ka reaktiivsete lämmastikliikide (RNS)) suurenenud tootmise kaudu. Need võivad rakus koguneda ja kahjustada bioloogilisi makromolekule, näiteks RNA ja DNA parandamise valke ning muid valke ja/või muuta antioksüdantide kaitset (17).
• Osoon. Hapnikul on ainulaadne molekulaarstruktuur ja seda on rakkudes rohkesti. Hapnik võtab kergesti vastu vabu elektrone, mis tekivad raku normaalse oksüdatiivse ainevahetuse käigus, tekitades sel moel vabu radikaale (reaktiivseid hapnikuliike (ROS)), nagu O2·− ja hüdroksüülradikaali (HO·), samuti oksüdanti H2O2. Reaktiivsed hapnikuliigid (ROS) on reaktiivsed keemilised liigid, mis sisaldavad hapnikku, nagu vesinikperoksiid (H2O2), osoon (O3) või hüdroksüülradikaal (•OH) (4, 18).
• Vabade radikaalide ülekaalu võivad põhjustada ka tööstuslikud lahustid ja teatavad ravimid. Ravimid, mida seostatakse kõrvaltoimetega, millele võib kaasa aidata vabadest radikaalidest tingitud oksüdatiivne stress on näiteks vähiravimid, mittesteroidsed põletikuvastased ravimid (MSPVA), retroviirusevastased ained, antipsühhootikumid ja valuvaigistid (4, 19).

Kuidas organism ennast üleliigsete vabade radikaalide eest kaitseb? 

Looduses on kõik alati meisterlikult tasakaalus ja nii on ka organismil liigsete vabade radikaalide ja rakkude kaitseks kontrollmehhanismid, mis vabade radikaalide toimet neutraliseerida aitavad. Nendeks kontrollmehhanismideks on antioksüdandid. 

Antioksüdant toimib radikaalide püüdjana, vesinikdoonorina, elektronidoonorina, peroksiidi lagundajana, ensüümide inhibiitorina jne. Nii ensümaatilised, kui ka mitteensümaatilised antioksüdandid eksisteerivadki rakusiseses ja rakuvälises keskkonnas selleks, et vabu radikaale kahjutuks teha (4).

Antioksüdantide toimemehhanismid – milline antioksüdant mida ja mis järjekorras teeb?

Antioksüdantide puhul on välja pakutud kaks põhimõttelist toimemehhanismi. 

• Esimene on ahelat lõhkuv mehhanism, mille korral primaarne antioksüdant loovutab vabale radikaalile oma elektroni. 
• Teine mehhanism hõlmab reaktiivsete lämmastikliikide (ROSi) ehk sekundaarsete antioksüdantide initsiaatorite eemaldamist ahelat käivitava katalüsaatori summutamise teel. 

Antioksüdandid võivad avaldada oma mõju bioloogilistele süsteemidele erinevate mehhanismide kaudu, sealhulgas elektronide loovutamise, metalliioonide kelaatimise ning kaasantioksüdantide või geeniekspressiooni (geeniekspressioon ehk geeni avaldumine on protsess, mille käigus organismi geenides sisalduv pärilik materjal avaldub RNA või valguna) reguleerimise kaudu (4).

Antioksüdandid toimivad keha kaitsesüsteemides erinevatel tasanditel, nagu ennetav, radikaalide püüdmine, parandamine ja uuendamine ning neljas kaitseliin on kohanemine.

1. Esimene kaitseliin – ennetavad antioksüdandid

Esimene kaitseliin on ennetavad antioksüdandid, mis pärsivad vabade radikaalide teket. Kuigi radikaalide moodustumise täpne mehhanism ja koht in vivo (protsess või katse, mis toimub või korraldatakse elavas organismis või rakus) ei ole veel hästi välja selgitatud, arvatakse, et selles võivad rolli mängida metallide põhjustatud hüdroperoksiidide ja vesinikperoksiidi lagunemised. Selliste reaktsioonide pärssimiseks vähendavad mõned antioksüdandid hüdroperoksiide ja vesinikperoksiidi eelnevalt vastavalt alkoholideks ja veeks, ilma et tekiksid vabad radikaalid, ning mõned valgud seovad metalliioone (4).

Glutatioonperoksidaas, glutatioon S-transferaas, fosfolipiidhüdroperoksiid-glutatioonperoksidaas (PHGPX) ja peroksidaas lagundavad teadaolevalt lipiidhüdroperoksiide vastavateks alkoholideks. PHGPX on ainulaadne selle poolest, et suudab vähendada biomembraanidesse integreeritud fosfolipiidide hüdroperoksiide. Glutatioonperoksidaas ja katalaas redutseerivad vesinikperoksiidi veeks (4).

2. Teine kaitseliin – pärssivad antioksüdandid

Teiseks kaitseliiniks on antioksüdandid, mis saastavad aktiivseid radikaale, et pärssida ahelate tekkimist ja/või katkestada ahelate paljunemise reaktsioone. On teada mitmesuguseid endogeenseid radikaale püüdvaid antioksüdante, milledest mõned on hüdrofiilsed (vees lahustuvad) ja teised lipofiilsed (rasvlahustuvad) (4).

C-vitamiin, kusihape, bilirubiin, albumiin ja tioolid on hüdrofiilsed radikaale püüdvad antioksüdandid, E-vitamiin ja ubikinool on lipofiilsed radikaale püüdvad antioksüdandid. E-vitamiini peetakse kõige tugevamaks radikaale püüdvaks lipofiilseks antioksüdandiks (4).

3. Kolmas kaitseliin – remondi- ja uuendamise antioksüdandid

Kolmas kaitseliin on remondi- ja uuendamise antioksüdandid. Proteolüütilised ensüümid ehk proteaasid ja peptidaasid (ensüümid, mida toodab ja eritab kõhunääre, mis aitavad kaasa valkude lõhustumisele seedetraktis), mis esinevad imetajarakkude tsütosoolis ja mitokondrites, tuvastavad, lagundavad ja eemaldavad oksüdatiivselt modifitseeritud valke ning takistavad oksüdeerunud valkude kuhjumist (4).

Ka DNA parandussüsteemid mängivad olulist rolli kogu kaitsesüsteemis oksüdatiivsete kahjustuste vastu. On teada mitmesuguseid ensüüme, nagu glükosülaasid ja nukleaasid, mis parandavad kahjustatud DNA-d (4).

4. Neljas kaitseliin ehk adaptsioon

On veel üks oluline funktsioon, mida nimetatakse adaptatsiooniks, kus signaal vabade radikaalide tekkimise ja reaktsioonide kohta kutsub esile sobiva antioksüdandi moodustamise ja selle transportimise õigesse kohta (4).

Antioksüdantide tüübid – ensümaatilised antioksüdandid, mitteensümaatilised antioksüdandid ja taimsed antioksüdandid

1. Ensümaatilised antioksüdandid

Rakke kaitseb oksüdatiivse stressi eest interaktiivne antioksüdantide ensüümide võrgustik. Siinjuures muundatakse protsesside käigus vabanev superoksiid esmalt vesinikperoksiidiks ja seejärel redutseeritakse edasi, et muuta see veeks. Selline detoksikatsiooni, võib öelda ka mürkidest vabanemise teekond, on mitme ensüümi koostöö tulemus. Kusjuures superoksiiddismutaasid katalüüsivad esimest sammu ja seejärel katalaasid ja mitmesugused peroksidaasid eemaldavad vesinikperoksiidi (4).

Superoksiiddismutaas (SOD) ja antioksüdant tsink

Superoksiiddismutaasid (SOD) on lähedalt seotud ensüümide klass, mis katalüüsivad superoksiid-aniooni lagundamist hapnikuks ja vesinikperoksiidiks. SOD-ensüümid esinevad peaaegu kõigis aeroobsetes rakkudes ja ka rakuvälises vedelikus. Superoksiiddismutaaside kolm suurt perekonda, sõltuvalt metallist kofaktorist on: 

• Cu/Zn (mis seob nii vaske kui ka tsinki). Vask-tsink-superoksiiddismutaas (CuZnSOD, SOD1 valk) on rikkalik vase- ja tsingisisaldusega valk, mis esineb inimese rakkude tsütosoolis, tuumas, peroksisoomides ja mitokondriaalses membraanidevahelises ruumis. Ensüümide aktivaatoritena säilitavad tsink ja vask rakumembraanide nõuetekohase toimimise. Lisaks moodustavad need ioonid ühe antioksüdantide kaitsesüsteemi tähtsaima ensüümi, superoksiiddismutaasi (SOD) katalüütilise keskuse. 
• Fe ja Mn tüüpi (mis seob kas rauda või mangaani).
• ning lõpuks Ni tüüpi, mis seob niklit (4, 23, 24). 

Inimesel (nagu ka kõigil teistel imetajatel) esineb superoksiiddismutaasi kolm vormi. 

• SOD1 asub tsütoplasmas, 
• SOD2 mitokondrites,
• SOD3 on rakuväline. 

SOD1 ja SOD3 sisaldavad vaske ja tsinki, samas kui SOD2 reaktiivses keskuses on mangaani.

Katalaas

Katalaas on tavaline ensüüm, mida leidub peaaegu kõigis elusorganismides, mis hapnikuga kokku puutuvad, kus katalaas katalüüsib vesinikperoksiidi lagundamist veeks ja hapnikuks. Vesinikperoksiid on paljude normaalsete ainevahetusprotsesside kahjulik kõrvalsaadus ning kahjustuste vältimiseks tuleb see kiiresti muundada teisteks, vähem ohtlikeks aineteks. Selleks kasutavad rakud sageli katalaasi, et kiirelt katalüüsida vesinikperoksiidi lagundamist vähem reaktiivseteks gaasilisteks hapniku- ja veemolekulideks (4).

Kõik teadaolevad loomsed organismid kasutavad katalaasi igas elundis, eriti suures kontsentratsioonis esineb see aga maksas (4).

Glutatiooni süsteemid ja antioksüdant seleen

Siia alla kuuluvad glutatioon, glutatiooni-reduktaas, glutatiooni-peroksidaas ja glutatioon S-transferaas. Seda süsteemi leidub loomadel, taimedel ja mikroorganismidel.

Glutatiooni-peroksidaas sisaldab oma koostises seleeni, mis asub ensüümi aktiivses kohas ja mängib suurt ja olulist rolli oksüdatiivse stressi vastases kaitsefunktsioonis. Seega on seleen (Se) antioksüdantide kaitseks oluline mikrotoitaine, mis moodustab olulise osa seleenoproteiinidest. Kõige tuntum selenoproteiin ongi seesama glutatiooni-peroksidaas (GPx), mis kaitseb rakke vabade radikaalide, näiteks reaktiivsete hapnikuliikide (ROS) põhjustatud kahjustuste eest (4, 21, 22).

See on ensüüm, mis sisaldab nelja seleen-koefaktorit, mis katalüüsivad vesinikperoksiidi ja orgaaniliste hüdroperoksiidide lagundamist. 

1. Seleeni sisaldav glutatiooni-peroksidaas on kõige sagedamini esinev ja väga tõhus vesinikperoksiidi püüdja, 
2. Glutatiooni-peroksidaas on ka kõige aktiivsem lipiidhüdroperoksiidide suhtes.
3. Glutatiooni S-transferaasid näitavad suurt aktiivsust lipiidperoksiidide suhtes (4).

Nende ensüümide tase on eriti kõrge maksas ja need toimivad ka detoksikatsiooni metabolismis (4).

2. Mitteensümaatilised antioksüdandid

Askorbiinhape ehk C-vitamiin kui antioksüdant

Askorbiinhape ehk C-vitamiin on monosahhariidne antioksüdant, mida inimkeha ise ei sünteesi. Seega tuleb seda saada toiduga. Enamik loomi näiteks on võimelised seda ühendit oma organismis tootma ja ei vaja C-vitamiini oma toiduga. Askorbiinhape on redutseeriv aine ja võib vähendada ning neutraliseerida vabu radikaale nagu näiteks vesinikperoksiidi (4).

Lisaks oma otsesele antioksüdatiivsele mõjule on askorbiinhape ka antioksüdantse ensüümi askorbaatperoksidaasi substraat, mis on eriti oluline näiteks taimede stressiresistentsuse seisukohalt (4).

Glutatioon kui antioksüdant

Glutatioon on tsüsteiini sisaldav peptiid, mida leidub enamikus aeroobsetes eluvormides. Seda tegelikult toiduga ei vajata ja selle asemel sünteesitakse rakkudes glutatiooni koostisosad aminohapetest. Glutatioonil on antioksüdantsed omadused, kuna selle tsüsteiiniosa tioolrühm on redutseeriv aine ja seda saab pöörduvalt oksüdeerida ja redutseerida. Glutatiooni säilitab rakkudes redutseeritud kujul ensüüm glutatioonreduktaas, mis omakorda redutseerib teisi metaboliite ja ensüümsüsteeme ning reageerib otseselt oksüdantidega (4).

Tänu oma suurele kontsentratsioonile ja kesksele rollile raku redoks-seisundi säilitamisel, on glutatioon üks tähtsamaid raku antioksüdante (4).

Melatoniin kui antioksüdant

Melatoniin, mida keemiliselt tuntakse ka kui N-atsetüül-5-metoksütrüptamiini, on looduslikult esinev hormoon, mida leidub loomadel ja ka mõnedel teistel elusorganismidel, sealhulgas vetikatel. Melatoniin on võimas antioksüdant, mis suudab kergesti läbida rakumembraane ja vere-aju barjääri. Erinevalt teistest antioksüdantidest ei läbi melatoniin sellist tsüklit, nagu molekuli võimet läbida korduvat reduktsiooni ja oksüdatsiooni (4).

Melatoniini ei saa pärast oksüdeerumist taandada oma endisesse olekusse, sest ta moodustab vabade radikaalidega reageerides mitmeid stabiilseid lõppprodukte. Seetõttu on seda nimetatud terminaalseks antioksüdandiks (4).

Tokoferoolid ja tokotrienoolid (E-vitamiin) kui antioksüdandid

E-vitamiin on koondnimetus kaheksale omavahel seotud tokoferoolile ja tokotrienoolile, mis on rasvlahustuvad antioksüdantsete omadustega vitamiinid. Neist on kõige rohkem uuritud α-tokoferooli, kuna selle biosaadavus on suurim ja organismis imendub ja metaboliseerubki E-vitamiin eelistatult just selles vormis. On väidetud, et α-tokoferooli vorm on kõige olulisem lipiidlahustuv antioksüdant ja, et see kaitseb membraane oksüdatsiooni eest, reageerides lipiidide peroksüdatsiooni ahelreaktsioonis tekkivate lipiidradikaalidega (4).

E-vitamiin (α-tokoferooli vorm) eemaldab vabad radikaalsed vaheproduktid ja takistab paljunemisreaktsiooni jätkumist. See reaktsioon tekitab oksüdeeritud α-tokoferoksüülradikaale, mida saab teiste antioksüdantide, näiteks askorbaadi, retinooli või ubikinooli abil redutseerimise teel aktiivseks redutseeritud vormiks tagasi võtta (4).

Kusihape kui antioksüdant

Kusihape moodustab ligikaudu poole plasma antioksüdantsest võimest. Tegelikult võib kusihape olla askorbaadi asendus. Kuid nagu askorbaat, võib ka kusihape vahendada aktiivsete hapnikuliikide tootmist (4).

3. Taimsed antioksüdandid ehk antioksüdandid toidus

Sünteetilisi ja looduslikke toiduantioksüdante kasutatakse rutiinselt toiduainetes ja ravimites, eriti nendes, mis sisaldavad õlisid ja rasvu, et kaitsta toitu oksüdeerumise eest. On olemas mitmeid sünteetilisi fenoolseid antioksüdante, mille silmapaistvad näited on butüülhüdroksütolueen (BHT) ja butüülhüdroksüanisool (BHA). Neid ühendeid on laialdaselt kasutatud antioksüdantidena toiduainetetööstuses, kosmeetikatööstuses ja ka ravimitööstuses. 

Kuid BHT ja BHA mõned füüsikalised omadused, nagu nende suur lenduvus ja ebastabiilsus kõrgel temperatuuril, sünteetiliste lisaainete kasutamist käsitlevad ranged õigusaktid, mõnede sünteetiliste antioksüdantide kantserogeensus ja tarbijate eelistused – on viinud tootjate tähelepanu sünteetilistelt antioksüdantidelt looduslikele antioksüdantidele.

Arvestades inimeste erinevate tõsiste haiguste riskitegurite suurenemist, on maailmas antioksüdantidena hakatud rohkem kasutama ravimtaimedes ja toiduainetes esinevaid looduslikke aineid. On teatatud, et antioksüdantide rikaste toiduainete ja ravimtaimede tarbimise ning inimeste haiguste esinemise vahel, võib olla pöördvõrdeline seos (4). 

Looduslike antioksüdantide kasutamine toidu-, kosmeetika- ja ravimitööstuses oleks seega paljulubav alternatiiv sünteetilistele antioksüdantidele, kuna need on odavad, sobivad hästi kokku toiduga ja ei avalda ka kahjulikku mõju inimkehas. 

Paljud taimsetes allikates looduslikult esinevad antioksüdandid on tuvastatud vabade radikaalide või aktiivse hapniku püüdjana (4). 

Tugevat antioksüdantide aktiivsust on leitud toiduainetes nagu:

• Marjad
• Kirsid 
• Tsitrusviljad
• Ploomid
• Oliivid
• Ka rohelist ja musta teed on viimasel ajal põhjalikult uuritud antioksüdantsete omaduste osas, kuna need sisaldavad fenoolseid ühendeid kuni 30% ulatuses (kuivaine massist) (4).

Lisaks toiduallikatele pakuvad antioksüdante ka mitmed Ajurvedas kasutatavad ravimtaimed, millest osad on meilegi tuntud. Nende hulka kuuluvad näiteks:

• Katehhu-akaatsia (Acacia catechu)
• Bengali küdoonia (Aegle marmelos)
• Sibul (Allium cepa)
• Küüslauk (A. sativum)
• Aloe vera 
• Must kardemon (Amomum subulatum)
• Andrograaf (Andrographis paniculata)
• Asparagus (Asparagus recemosus (Shatavari))
• Neem (Azadirachta indica (Nimba))
• Sasi-vesikaak (Bacopa monniera)
• Roheline tee (Camellia sinensis)
• Kaneel (Cinnamomum verum ja Cinnamomum tamala)
• Kurkum (Curcma longa)
• Amla ehk India karusmari (Emblica officinalis), 
• Lagritsa-magusjuur (Glycyrrhiza glapra)
• Mango (Mangifera indica)
• Karella-kibekurk (Momordica charantia)
• Karri lehed (Murraya koenigii)
• Mustkööme (Nigella sativa)
• Püha basiilik (Ocimum sanctum), 
• Harilik seesam (Sesamum indicum), 
• Spirulina (Spirulina fusiformis), 
• Põld-lambalääts ehk kreeka lambalääts (Trigonella foenum-graecium (Fenugreek)), 
• Ashwangandha ehk Talvekirss (Withania somifera)
• Ingver (Zingiber officinalis) (4).

Antioksüdantide kompleks

Ecoshi antioksüdantide kompleks sisaldab mitmeid eelmainitud vitamiine ja mineraale nagu:

• C-vitamiin:
  • aitab kaitsta rakke oksüdatiivse stressi eest;
  • aitab kaasa kollageeni normaalsele moodustumisele veresoonte normaalseks talitluseks;
  • aitab kaasa kollageeni normaalsele moodustumisele luude normaalseks talitluseks;
  • aitab kaasa kollageeni normaalsele moodustumisele kõhrkoe normaalseks talitluseks;
  • aitab kaasa kollageeni normaalsele moodustumisele igemete normaalseks talitluseks;
  • aitab kaasa kollageeni normaalsele moodustumisele naha normaalseks talitluseks;
  • aitab kaasa kollageeni normaalsele moodustumisele hammaste normaalseks talitluseks;
  • aitab kaasa normaalsele energiavahetusele;
  • aitab kaasa närvisüsteemi normaalsele talitlusele;
  • aitab kaasa normaalsetele psühholoogistele funktsioonidele;
  • aitab kaasa immuunsüsteemi normaalsele talitlusele;
  • aitab vähendada väsimust ja kurnatust;
  • aitab kaasa E-vitamiini algvormi taastekkimisele;
  • suurendab raua imendumist (25). 
• E-vitamiin:
  • aitab kaitsta rakke oksüdatiivse stressi eest (25). 
• A-vitamiin:
  • aitab kaasa normaalsele rauaainevahetusele;
  • aitab hoida limaskesti normaalsena;
  • aitab hoida nahka normaalsena;
  • aitab hoida normaalset nägemist;
  • aitab kaasa immuunsüsteemi normaalsele talitlusele;
  • osaleb rakkude spetsialiseerumise protsessis (25). 
• Seleen:
  • aitab kaitsta rakke oksüdatiivse stressi eest;
  • aitab kaasa kilpnäärme normaalsele talitlusele;
  • aitab kaasa immuunsüsteemi normaalsele talitlusele;
  • aitab hoida küüsi normaalsena;
  • aitab hoida juukseid normaalsena;
  • aitab kaasa normaalsele spermatogeneesile (25).
• Tsink:
  • aitab kaitsta rakke oksüdatiivse stressi eest;
  • aitab kaasa normaalsele happe-alustasakaalule;
  • aitab kaasa normaalsele süsivesikute ainevahetusele;
  • aitab kaasa normaalsele kognitiivsele talitlusele;
  • aitab kaasa normaalsele DNA-sünteesile;
  • aitab kaasa normaalsele viljakusele ja reproduktsioonile;
  • aitab kaasa normaalsele makrotoitainete ainevahetustele;
  • aitab kaasa normaalsele rasvhapete ainevahetusele;
  • aitab kaasa vitamiin A normaalsele ainevahetusele;
  • aitab kaasa normaalsele valgusünteesile;
  • aitab hoida luid normaalsena;
  • aitab hoida juukseid normaalsena;
  • aitab hoida küüsi normaalsena;
  • aitab hoida nahka normaalsena;
  • aitab hoida vere testosterooni taset normaalsena;
  • aitab hoida normaalset nägemist;
  • aitab kaasa immuunsüsteemi normaalsele talitlusele;
  • osaleb rakujagunemise protsessis (25). 

Kokkuvõtteks

Antioksüdantne kaitsesüsteem nõrgeneb haiguste, vananemise, toidu vähese antioksüdantide sisalduse korral ja nende halva omastamise tõttu. 

Koos eelmainitutega peetakse antioksüdatiivsete omadustega aineteks ka:

• vitamiine nagu vitamiin A, C, E, Q, N (alfa-lipoehape), P (bioflavonoidid nt rutiin), B1, B3, B6, B9;
• mineraale nagu seleen (Se), tsink (Zn), mangaan (Mn);
• aminohappeid nagu glutamiin, histidiin, metioniin;
• hormoone nagu melatoniin, östradiool;
• glutatiooni;
• taimedes esinevaid fütotoitaineid, mis annavad aed- ja puuviljadele, teraviljadele värvi ja maitse nagu karotinoidid ja bioflavonoidid (1, 2). 

Ülitundlikkuse puhul mõne koostisosa suhtes ära kasuta siin loos kirjeldatud tooteid. Siin edastatud teabel on ainult informatiivne eesmärk ja seda ei tohiks pidada tervishoiuteenusteks ega meditsiiniliseks diagnoosiks ja raviks. Seda teavet ei tohiks võtta garantiina saavutatavate tulemuste tagamisel. Saadud teave ei ole mõeldud ka sinu arsti või teiste tervishoiutöötajate nõuannete asendamiseks. Ära kasuta siin olevat teavet terviseprobleemi diagnoosimiseks või raviks. Terviseprobleemi, ravi ja ravimite tarvitamise korral, enne ravi muutmist või katkestamist tuleb pidada nõu tervishoiutöötajaga, seda ka juhul, kui sul on kahtlus, et sul võib olla terviseprobleeme. Mitte kasutada toidulisandeid mitmekesise toitumise asendajana. Oluline on toituda mitmekülgselt ja tasakaalustatult, harrastada tervislikku elustiili ja kuulata ka oma sisetunnet!

Autorid: Agnes Laine ja Maria-Helena Loik

Pildid: Pexels.com, Pixabay.com, Shutterstock.com

Allikad:

1. L ja V. Mihkelsoo “Isetervendaja käsiraamat”
2. Vitamiinide ja mineraalainete käsiraamat
3. Tallinna Ülikooli õppematerjal: https://www.tlu.ee/opmat/tp/terviseopetus/toit/antioksdandid.html
4. Free radicals, antioxidants and functional foods: Impact on human health – PMC (nih.gov)
5. Free Radicals, Antioxidants in Disease and Health – PMC (nih.gov)
6. Xanthine Oxidase – an overview | ScienceDirect Topics
7. Peroxisome Structure | Thermo Fisher Scientific – EE
8. Oxidative Stress, Inflammation, and Disease – ScienceDirect
9. Free radicals and phagocytic cells – PubMed (nih.gov)
10. The acute inflammatory process, arachidonic acid metabolism and the mode of action of anti-inflammatory drugs – PubMed (nih.gov)
11. ROS Generation and Antioxidant Defense Systems in Normal and Malignant Cells – PMC (nih.gov)
12. ACE – ProSource™: November 2015 – Free Radicals, Antioxidants and Exercise: A New Perspective (acefitness.org)
13. Free Radical Damage in Ischemia-Reperfusion Injury: An Obstacle in Acute Ischemic Stroke after Revascularization Therapy – PMC (nih.gov)
14. Vitamin C – Health Professional Fact Sheet (nih.gov)
15. Total free radical species and oxidation equivalent in polluted air – PubMed (nih.gov)
16. Avasopasem May Make Radiation Therapy More Effective – NCI (cancer.gov)
17. Oxidative stress and DNA damage in agricultural workers after exposure to pesticides | Journal of Occupational Medicine and Toxicology | Full Text (biomedcentral.com)
18. Oxygen Toxicity and Reactive Oxygen Species: The Devil Is in the Details | Pediatric Research (nature.com)
19. Drug-Induced Oxidative Stress and Toxicity – PMC (nih.gov)
20. Redox Control of the Cell Cycle in Health and Disease – PMC (nih.gov)
21. The Correlation between Selenium-Dependent Glutathione Peroxidase Activity and Oxidant/Antioxidant Balance in Sera of Diabetic Patients with Nephropathy – PMC (nih.gov)
22. Selenium levels and glutathione peroxidase activity in patients with ataxia-telangiectasia: association with oxidative stress and lipid status biomarkers | Orphanet Journal of Rare Diseases | Full Text (biomedcentral.com)
23. [Role of Zn, Cu–trace elements and superoxide dismutase (SOD) in oxidative stress progression in chronic venous insufficiency (CVI)] – PubMed (nih.gov)
24. Copper-zinc superoxide dismutase and amyotrophic lateral sclerosis – PubMed (nih.gov)
25. EUR-Lex – 32012R0432 – EN – EUR-Lex (europa.eu)