A szabad gyökök biokémiája és hatásmechanizmusa

A szabad gyökök olyan atomok vagy molekulák, amelyek egy vagy több párosítatlan elektronnal rendelkeznek. Ezek a párosítatlan elektronok rendkívül reaktívak, mivel az atomok és molekulák törekednek a stabil elektronkonfiguráció elérésére. A szabad gyökök a kémiai reakciók során keletkeznek, például az oxigén metabolizmusa vagy a sugárzásnak való kitettség eredményeként. Ezek a molekulák a biológiai rendszerekben károsodást okozhatnak, mivel az elektronpár hiánya miatt más molekulákkal reagálva elektronokat próbálnak meg elvenni tőlük, ezzel instabilitást és károkat okozva a sejtekben. Szabad gyökök a biológiai rendszereinkben folyamatosan keletkeznek, és normális körülmények között az antioxidáns rendszereink kontrollálják őket. Azonban különböző külső tényezők, mint például a dohányfüst, környezeti szennyeződések és UV sugárzás fokozhatják a szabad gyökök termelődését, ami túlterheli a szervezet antioxidáns kapacitását. A szabad gyökök által okozott károsodások között szerepel a DNS-szálak törése, a fehérjék strukturális változásai és a lipidek oxidációja, ami hozzájárul a sejtek öregedéséhez és különböző betegségek kialakulásához.

Az oxidatív stressz

Az oxidatív stressz és annak káros hatásai kiterjednek a sejtekre és az egész szervezetre. Az oxidatív stressz sejtszintű és szervrendszer szintű károkat okoz: Az oxidatív stressz legfontosabb sejtszintű hatásai

• Mitokondriális funkciók károsodása: a mitokondriumok, amelyek a sejtek energiaellátó központjaiként működnek, rendkívül érzékenyek az oxidatív stresszre. A mitokondriális diszfunkció befolyásolhatja az energiaellátást, ami alapvetően érinti a sejt minden egyéb funkcióját.
• DNS Károsodás: az oxidatív stressz által okozott DNS károsodás komoly következményekkel járhat, beleértve a genetikai mutációkat, a rák kialakulását és az öregedési folyamatok felgyorsulását.
• Fehérje és lipid károsodás: a sejtmembránokban és a sejtekben lévő fehérjék károsodása megzavarja a sejtek normális működését, ami a sejtek diszfunkciójához és pusztulásához vezethet.

• Idegrendszer: az agy és az idegrendszer különösen érzékeny az oxidatív stresszre, ami hozzájárulhat a neurodegeneratív betegségek, mint az Alzheimer- és Parkinson-kór kialakulásához.
• Szív- és érrendszer: az oxidatív stressz szerepet játszhat a szív- és érrendszeri megbetegedések, mint az atherosclerosis és a szívroham kialakulásában.
• Immunrendszer: a túlzott oxidatív stressz gyengítheti az immunrendszert, csökkentve a szervezet képességét a fertőzések és betegségek elleni védekezésre.
• Bőr: a bőr, mint a test külső védőrétege, szintén érzékeny az oxidatív stresszre, ami elősegítheti az öregedési folyamatokat és a bőrbetegségek kialakulását.

Szervezetünk belső védekező rendszere

A szervezetünk számos védekező mechanizmussal rendelkezik az oxidatív stressz ellen. A belső antioxidáns rendszerek különböző antioxidáns enzimeket és molekulákat tartalmaznak, amelyek semlegesítik a szabad gyököket és csökkentik az oxidatív károsodást. Ezek a belső antioxidáns rendszerek kulcsfontosságúak a sejtek védelmében, és szerepet játszanak az öregedési folyamatokban és a különböző betegségekben elkerülésének támogatásában.

Glutation

Az oxidatív stressz és a sejtek öregedésének leküzdésében kulcsfontosságú a glutation. Ez egy fontos belsőleg termelődő antioxidáns, amely létfontosságú szerepet játszik a káros vegyületek méregtelenítésében és a sejtek redox egyensúlyának fenntartásában. A glutation közvetlenül semlegesíti a reaktív oxigénfajtákat (ROS) és a reaktív nitrogénfajtákat (RNS), javítja az oxidatív károsodásokat, és segít más antioxidánsok, mint a C- és E-vitaminok regenerálásában.

A glutation-szint változása

A glutation termelése az életkor előrehaladtával csökken. Ez a csökkenés összefüggésben áll a sejtek antioxidáns védőképességének gyengülésével, ami fokozza a sejtjeink oxidatív károsodását és hozzájárul az öregedési folyamatokhoz. A glutation szint csökkenésének oka többek között a glutation szintetizáló enzimek aktivitásának csökkenése, valamint előanyagai (cisztein és a glicin) rendelkezésre állásának csökkenése. A glutation szintjének csökkenése nemcsak az öregedési folyamatokat gyorsítja fel, hanem számos egészségügyi probléma kialakulásának kockázatát is növeli. Alacsony glutation-szint esetén a sejtek kevésbé képesek védekezni az oxidatív stressz okozta károsodásokkal szemben, ami hozzájárulhat a krónikus betegségek, mint például a szív- és érrendszeri betegségek, cukorbetegség és bizonyos típusú rákok kialakulásához. Ezenkívül a glutation hiánya összefügg a neurodegeneratív betegségek, mint az Alzheimer- és Parkinson-kór kialakulásának magasabb kockázatával is (Ballatori, et al., 2009).

A közvetlen glutation pótlás korlátai

Bár a legnyilvánvalóbb megoldásnak a glutation közvetlen pótlása tűnik, ez sajnos nem hatékony. A glutation, mint táplálékkiegészítő, nem képes hatékonyan felszívódni és átjutni a sejtfalon, így nem jut el a sejtekbe, ahol a legnagyobb szükség van rá. Emiatt a közvetlen glutation pótlás csak korlátozott hatékonysággal bír a szervezet antioxidáns védelmének növelésében (Richie et al., 2015).

GlyNAC, mint a glutation termelés segítője

Szerencsére a glutation szintje hatékonyan növelhető előanyagainak pótlásával.
A glutation kritikus alkotóelemei a cisztein és a glicin, a harmadik összetevő, a glutamin, általában elegendő mennyiségben termelődik a szervezetünkben.
A GlyNAC, amely a glicint és az N-acetilciszteint (NAC) tartalmazza, egy különleges kombináció, amely a legújabb kutatások szerint hatékonyan növelheti a glutation szintet (Sekhar et al., 2011).
Az NAC biztosítja a ciszteint, ami növelheti a szervezet antioxidáns kapacitását és csökkenti az oxidatív stresszt
A glicin gyulladás gátló tulajdonságokkal rendelkezik és védi a sejteket a különböző stresszoroktól.
A GlyNAC szinergikus hatásának köszönhetően jelentősen növelhető a glutation termelés, javítva ezzel a mitokondriális funkciókat és lassítva a sejtek öregedését.
A GlyNAC nem csak az oxidatív stressz elleni harcban játszik szerepet, hanem támogatja a mitokondriális egészséget is, közvetetten segítve a gyulladás csökkentését, így egy átfogó megközelítést nyújt a sejtek öregedésének kezelésében, kutatásokon alapuló segítség a celluláris öregedés kulcsaspektusaival kapcsolatban.

Referenciák

• Yang CS, Chou ST, Liu L, Tsai PJ, Kuo JS. Effect of ageing on human plasma glutathione concentrations as determined by high-performance liquid chromatography with fluorimetric detection. J Chromatogr B Biomed Appl. 1995 Dec 1;674(1):23-30. doi: 10.1016/0378-4347(95)00287-8. PMID: 8749248.
• Kumar, Prabhanshu & Maurya, Pawan. (2013). l -Cysteine Efflux in Erythrocytes As A Function of Human Age: Correlation with Reduced Glutathione and Total Anti-Oxidant Potential. Rejuvenation research. 16. 10.1089/rej.2012.1394.
• Ballatori N, Krance SM, Notenboom S, Shi S, Tieu K, Hammond CL. Glutathione dysregulation and the etiology and progression of human diseases. Biol Chem. 2009 Mar;390(3):191-214. doi: 10.1515/BC.2009.033. PMID: 19166318; PMCID: PMC2756154.
• Richie JP Jr, Nichenametla S, Neidig W, Calcagnotto A, Haley JS, Schell TD, Muscat JE. Randomized controlled trial of oral glutathione supplementation on body stores of glutathione. Eur J Nutr. 2015 Mar;54(2):251-63. doi: 10.1007/s00394-014-0706-z. Epub 2014 May 5. PMID: 24791752.
• Kumar P, Liu C, Hsu JW, Chacko S, Minard C, Jahoor F, Sekhar RV. Glycine and N-acetylcysteine (GlyNAC) supplementation in older adults improves glutathione deficiency, oxidative stress, mitochondrial dysfunction, inflammation, insulin resistance, endothelial dysfunction, genotoxicity, muscle strength, and cognition: Results of a pilot clinical trial. Clin Transl Med. 2021 Mar;11(3):e372. doi: 10.1002/ctm2.372. PMID: 33783984; PMCID: PMC8002905.
• Kumar P, Liu C, Suliburk J, Hsu JW, Muthupillai R, Jahoor F, Minard CG, Taffet GE, Sekhar RV. Supplementing Glycine and N-Acetylcysteine (GlyNAC) in Older Adults Improves Glutathione Deficiency, Oxidative Stress, Mitochondrial Dysfunction, Inflammation, Physical Function, and Aging Hallmarks: A Randomized Clinical Trial. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2023 Jan 26;78(1):75-89. doi: 10.1093/gerona/glac135. PMID: 35975308; PMCID: PMC9879756.
• Sekhar RV. GlyNAC (Glycine and N-Acetylcysteine) Supplementation Improves Impaired Mitochondrial Fuel Oxidation and Lowers Insulin Resistance in Patients with Type 2 Diabetes: Results of a Pilot Study. Antioxidants (Basel). 2022 Jan 13;11(1):154. doi: 10.3390/antiox11010154. PMID: 35052658; PMCID: PMC8773349.
• Sekhar RV, Patel SG, Guthikonda AP, Reid M, Balasubramanyam A, Taffet GE, Jahoor F. Deficient synthesis of glutathione underlies oxidative stress in aging and can be corrected by dietary cysteine and glycine supplementation. Am J Clin Nutr. 2011 Sep;94(3):847-53. doi: 10.3945/ajcn.110.003483. Epub 2011 Jul 27. PMID: 21795440; PMCID: PMC3155927.