Voľné radikály a fajčenie

Voľné radikály a fajčenie
Zdroj: bigstockphoto.com

Voľné radikály sú súčasťou metabolických pochodov v organizme. Podieľajú sa na ochrane organizmu pred cudzorodými časticami, na reprodukčnom procese a aktivujú celý rad enzýmov. Okrem pozitívneho pôsobenia sú voľné radikály na druhej strane „zodpovedné“ za mnohé patologické stavy a poškodenie buniek.

S pojmami voľné radikály sa v poslednom období často stretávame nielen v odbornej literatúre. Záujem o stanovenie voľných radikálov stúpa, pretože ich nadmerná produkcia zohráva významnú úlohu pri pľúcnych, kardiovaskulárnych, onkologických a neurodegeneratívnych ochoreniach, ochoreniach tráviaceho traktu, pečene, pankreasu, obličiek a rôznych metabolických poruchách. Podieľajú sa i na vzniku a priebehu ochorení centrálneho nervového systému, ako napríklad neuritíd, Alzheimerovej choroby, Parkinsonovej choroby, pri starnutí, ateroskleróze mozgu a pri epilepsii.

Fyziologické a patologické pôsobenie voľných radikálov

Kyslík sa v tele normálne metabolizuje, ale navyše môže vytvárať potenciálne toxické látky. Atómy kyslíka sa obohacujú o elektróny (redukcia kyslíka) alebo strácajú jeden elektrón (oxidácia). Dochádza k tvorbe voľných radikálov.

Voľné radikály

  • majú veľký význam v biologických systémoch. Môžu regulovať, urýchľovať i spomaľovať rôzne životne dôležité mechanizmy, alebo sa zúčastňovať v deštrukčných pochodoch,
  • sú buď elektroneutrálne, alebo majú aniónový alebo katiónový charakter,
  • ich reaktivita spočíva v tom, že dokážu svoj nespárený elektrón spáriť s elektrónom iných látok, čím ich vlastne oxidujú a preto sa nazývajú oxidanty,
  • môžu reagovať s molekulami lipidov, proteínov a nukleových kyselín a tak ich primárne poškodzovať
  • následne dochádza k tvorbe produktov, veľmi reaktívnych metabolitov, ktoré môžu byť často aj toxickejšie, ako ich materské molekuly a ktoré sekundárne poškodzujú bunky i celý organizmus. Poznáme vnútorné a vonkajšie zdroje voľných radikálov.

Antioxidanty

Sú to všetky systémy a látky, ktoré brzdia, tlmia tvorbu voľných radikálov, alebo, ak sa už vytvorili, znižujú ich účinok. Vrodený systém antioxidačnej kontroly predstavujú niektoré enzýmy. Medzi menej poznané patria rôzne molekuly – „viazače a nosiče“ (albumín, haptoglobín, hemopexín, transferín, ceruloplazmín), alebo produkty látkovej tvorby a premeny (napríklad kyselina močová).

K účinným antioxidantom patria aj známe kyselina askorbová, karotenoidy, koenzým Q 10, prírodné flavonoidy a iné. Najmä bioflavonoidy a polyfenolické látky, ktoré sa nachádzajú v ovocí, majú hlavný podiel na antioxidačnej kapacite ich štiav. K najúčinnejším patrí tmavé ovocie, najmä čierna jarabina, čierne ríbezle, jahody či čučoriedky. Veľmi vysoký obsah antioxidantov sa nachádza v zelenom čaji a v červenom víne.

Predpokladá sa, že pravidelný príjem červeného vína s vysokým obsahom antioxidačných látok je príčinou nižšieho výskytu koronárnych ochorení srdca vo Francúzsku. Je však pravdepodobné, že na tomto tzv. francúzskom paradoxe sa podieľa aj iný spôsob stravy, hlavne vysoký príjem ovocia, zeleniny a olivového oleja.

Oxidačný stres

Vzniká dôsledkom negatívneho pôsobenie voľných radikálov a reaktívnych metabolitov kyslíka alebo dusíka. Oxidačný stres znamená prevahu oxidačných častíc nad bunkovými antioxidantami v živých bunkách, kedy sa porušuje rovnováha medzi tvoriacimi sa radikálmi a ich prirodzenými vychytávačmi. Môže zohrávať úlohu pri vzniku alebo rozvoji mnohých ľudských ochorení, akými sú Parkinsonova choroba, reumatoidná artritída, ateroskleróza a pod.

Pľúca

Pľúca sú jediným vnútorným orgánom, ktorý je v priamom kontakte s vonkajším prostredím s plochou veľkou približne 100 m2. Z toho asi 4 m2 tvoria dýchacie cesty, zvyšok predstavuje povrch alveol. Obrovská kontaktná plocha spôsobuje fakt, že dýchacia sústava je veľmi citlivá na kyslík a ku všetkým škodlivinám vonkajšieho prostredia (cigaretový dym, azbest a pod.).

Tieto látky sú radikály alebo reagenty, ktoré môžu v tkanivách indukovať tvorbu reaktívnych foriem kyslíka (ROS – reactive oxygen species), ktoré poškodzujú biomolekuly pľúcneho tkaniva, najmä membránové lipidy, bunky, vystielajúce vnútorný povrch ciev a ovplyvňujú regulačné bunečné mechanizmy. ROS vyvolajú zápalové zmeny, kedy leukocyty začnú tvoriť obrovské množstvo superoxidu, ktorý sa premieňa na reaktívnejšie formy kyslíka.

Tie oxidujú lipidy bunečných membrán, inaktivujú niektoré proteíny, poškodzujú nukleové kyseliny. V pľúcach sa rozvíja oxidačný stres, ktorý sa prejaví ako napr. chronická bronchitída, astma, syndróm dychovej tiesne dospelých a pod. Proti účinkom voľných kyslíkových radikálov sú pľúca vybavené špecifi ckými antioxidačnými mechanizmami, napr. glutatiónovým systémom, superoxiddizmutázou, katalázou. Vitamíny A, C a E a albumín a taurín tlmia poškodenie pľúcneho poškodenia kyslíkovými radikálmi.

Fajčenie a kyslíkové radikály

V cigaretovom dyme sa doteraz identifikovalo viac než 4 000 zlúčenín, z ktorých je minimálne 50 dokázaných karcinogénnych. Fajčenie cigariet je hlavným faktorom chronickej bronchitídy, chronického obštrukčného ochorenia pľúc a karcinómu pľúc. Jediným vdychom sa do organizmu dostane 1014 voľných radikálov a bioreaktívnych metabolitov kyslíka. Medzi nimi je možné nájsť všetko, čo je škodlivé. K radikálom z dymu sa ešte pridajú voľné radikály produkované fagocytmi.

Voľné radikály sú aktivované dráždivým účinkom dymu a nikotínu na sliznicu. U pasívnych fajčiarov je ich produkcia dvoj až štvornásobne zvýšená oproti norme. Po vyfajčení jednej alebo dvoch cigariet už o hodinu klesne antioxidačná kapacita plazmy. Chronickí fajčiari majú obyčajne nízke hladiny vitamínov  C a E, beta-karoténu, ako aj hladinu selénu. Narastá u nich koncentrácia lipoperoxidov a karbonylov bielkovín, čo je dôkazom ich poškodenia. Čierna pigmentácia pľúc u fajčiarov je asi spôsobená depozitmi železa, pochádzajúceho z drobných krvácaní.

Fajčenie a oxidačný stres

Fajčenie je samostatným rizikovým faktorom i aterosklerózy, pretože poškodzuje endotel, stimuluje prokoagulačné faktory, zosilňuje inzulínovú rezistenciu a indukuje dyslipidémiu. U fajčiarov bola popísaná zvýšená tvorba voľných kyslíkových radikálov v neutrofi lných leukocytoch, pokles celkovej antioxidačnej kapacity séra a zvýšenie koncentrácie nízkomolekulových uhľovodíkov vo vydychovanom vzduchu. Pri fajčení cigariet sa zvyšuje vylučovanie izoprostanoidov močom.

Voľné radikály sa podieľajú na vzniku a rozvoji mnohých ochorení a chorobných stavov. Niekedy voľné radikály vyvolávajú priamo vznik ochorení, inokedy zhoršujú či komplikujú ich priebeh. Choroby, v ktorých etiopatogenéze hrajú voľné radikály rozhodujúcu úlohu, sú niekedy nazývané „ochorenia z radikálov“ (free radicals diseases). Medzi tieto ochorenia popri ateroskleróze, diabetes mellitus, intoxikácii a mnohých iných, radíme aj fajčenie.

Fajčiar je pri fajčení cigariet neustále atakovaný mimo iného aj vysokým množstvom voľných radikálov, ktoré vznikajú pri fajčení a výrazným spôsobom sa podieľajú na vzniku najmä rakoviny, zápalových ochorení a pod. Fajčiar stráca priemerne 8 rokov z očakávanej dĺžky života nefajčiara a celkovo ich v dôsledku tejto závislosti zomiera približne 50 percent. Je tragédia, že na následky nedobrovoľného fajčenia zomierajú aj nefajčiari. Ak nebudú prijaté adekvátne opatrenia na úrovni ponuky poradensko-liečebnej starostlivosti u dospelých, alebo nenastane podstatná redukcia fajčenia u mládeže, celosvetový počet úmrtí sa v roku 2030 minimálne zdvojnásobí zo 4 000 000 na 10 000 000 ľudí ročne.

Autor článku: doc. MUDr. Ivan Rovný, PhD., MPH, časopis Bedeker zdravia

Dátum zverejnenia: