Saame tuttavaks: oksüdatiivne stress!

Oksüdatiivse stressi ja antioksüdantidega on meie organism pidevalt seotud – oksüdatiivne stress tekib ja normaalselt see likvideeritakse antioksüdantse kaitsesüsteemi poolt igal ajahetkel meie kehas. Me püüame tervislikult toituda ja liikuda, mitte suitsetada ja alkoholiga liialdada, et organismis tekkiv oksüdatiivne stress oleks võimalikult madal, me hoolitseme selle eest, et toidus oleks piisavalt antioksüdantseid ühendeid tekkiva stressi likvideerimiseks. Oleks hea, kui suudaksime oksüdatiivse stressi protsessidest paremini aru saada ja neid teadmisi ka kasutada.

Hapnik – kas sõber või vaenlane?

Et oksüdatiivsest stressist paremini aru saada, suundume kaugesse minevikku – aega, mil meie kalli Maa atmosfäär oli veel hapnikuvaba, kuid ilmumas olid esimesed fotosünteesijad, tänu kellele hakkas atmosfääri vähehaaval ja pikkamööda hapnikku kogunema. Möödus sadu miljoneid aastaid enne kui hapniku osakaal atmosfääris jõudis 21%-ni ning tekkis osoonikiht kaitseks päikese intensiivse ultraviolettkiirguse eest. Sellega sai võimalikuks elu väljumine paksu kaitsva veekihi alt hapnikurikkasse keskkonda. Veest väljunud organismid seisid valiku ees: kas areng hapnikuga või ilma selleta. Enamus valis elu hapniku keskkonnas, kohanedes mitmekülgselt ja efektiivselt hapnikku kasutama. Inimorgamism kasutab 95-97% sissehingatud hapnikust energia tootmiseks (see on pea 20 korda efektiivsem kui hapnikuta energia tootmine). Väike osa – 3-5% kopsude kaudu sissehingatud hapnikust kasutatakse aga väga reaktsioonivõimeliste hapniku vormide moodustamiseks, mis muutusid bioevolutsioonis organismide talitluses hädavajalikeks. 

Vabad radikaalid

Oksüdatiivne stress ongi seotud nende osakeste ehk nn vabade radikaalidega. Millised reaktsioonivõimelised osakesed need on ja millistes tingimustes nad tekivad?

Need võivad olla hapniku vabad radikaalid (nt hüdroksüülradikaal) või ka hapniku mitteradikaalsed osakesed (osoon, vesinikperoksiid). Vaba radikaal on molekul või selle osa, millel on vähemalt üks paardumata elektron. Paardumata elektron teeb osakese väga aktiivseks, ta püüab endale paarilise tõmmata ükskõik milliselt läheduses olevalt biomolekulilt, millega põhjustab kehas ahelreaktsioone ehk rakukahjustusi. Kui radikaalide küllus püsib kontrollimatult kaua, siis viib see valkude, nukleiinhapete, lipiidide, süsivesikute oksükahjustustele – need molekulid ei täida enam oma rolli organismis  ja tulemuseks on kudede kahjustused ja edasi haiguste teke. Bioevolutsioonis oli hapnik meie sõber, ta andis võimaluse elutähtsate protsesside täpseks käivitamiseks, nende protsesside reguleerimiseks hapniku vabade radikaalide tekke läbi. Need radikaalid on väikestes hästi reguleeritud ja kontrollitud kogustes eluliselt vajalikud biomembraanide uuenemiseks, info ülekandeks, sh ka geneetilise info ülekandeks, organismi kaitsmisel kahjulike mikroorganismide eest, kehavõõraste ainete kahjutukstegemisel, kuid muutuvad kahjulikuks suures koguses, näiteks võib niimoodi alata vähi areng kehas. 

Oksüdatiivsed stressorid

Lisaks hapniku reaktiivsetele osakestele eksisteerib rida faktoreid, mis algatavad ja soodustavad samuti vabaradikaalseid ahelreaktsioone. Neid reaktiivseid osakesi nimetatakse oksüdatiivseteks stressoriteks, milleks on raua- ja vaseioonid, raskmetallid plii, elavhõbe, tina ja kaadmium, mis satuvad meie organismi õhu, toidu ja saastatud vee kaudu ning muul viisil. Oksüdatiivseks stressoriks on kiirgus: ultraviolett-, radioaktiivne ja mikrolaineline kiirgus. Ka osa ravimeid toimivad oksüdatiivse stressorina, mis tähendab, et nende üheks kõrvaltoimeks on liigsete vabade radikaalide tekitamine ehk oksüdatiivse stressi põhjustamine.

Oksüdatiivne stress

Tänapäeval kohtame oksüdatiivset stressi iga päev ja kõikjal. Me räägime füüsilisest (kurnav füüsiline pingutus) ja emotsionaalsest stressist. Ka nende stressivormide puhul tekivad hapniku vabad radikaalid. Tugevaks oksüdatiivse stressi tekitajaks on põletik, palju vabu radikaale tekib suitsetamisel (ühes suitsumahvis on umbes 2200 vaba radikaali), alkoholi tarbimine kutsub esile rohke vabade radikaalide tekkimise maksas. Mida kestvam ja sügavam on oksüdatiivne stress, seda tõsisemalt häirub rakkude ja kudede talitlus. Rakud ei täida oma ülesandeid.  Kestev sügav oksüdatiivne stress koos temaga seotud põletikuga on südame- ja veresoonkonna haiguste, kasvajate, suhkurtõve, neurodegeneratiivsete haiguste, reumatoidartriidi, Alzheimeri tõve ja teiste haiguste tekkemehhanismis üks oluline komponent.

Antioksüdandid

Rääkisime sellest, et füsioloogiliste talitluste käigus tekivad inimkehas vabad radikaalid, mis on piiratud kogustes eluliselt vajalikud, kuid me vajame ka antioksüdnte. Antioksüdandid on kas ensüümid või ained, mis juba väga madalas kontsentratsioonis on suutelised takistama või likvideerima oksüdatiivsete stressorite kahjulikke toimeid. Inimorganismis töötavad nii spetsiifilised antioksüdantsed ensüümid (katalaas, superoksiidi dismutaas) kui antioksüdantsed ühendid (tripeptiid glutatioon, ubikinool). Lisaks saame antioksüdantseid ühendeid toidust. Osad antioksüdandid töötavad membraanides ehk lipiidses keskkonnas (vitamiin E, ubikinool ja beetakaroteen), teised raku sees ehk vesikeskkonnas (vitamiin C ja glutatioon). Vereplasmas, taas vesikeskkonnas, töötavad antioksüdantidena mitmed vereplasma valgud, askorbiin- ja kusihape, glutatioon. 

Saastatud ja stressirohkes keskkonnas vajab meie antioksüdantne kaitse lisatuge.
Tänapäeval on paljude inimeste elulaad ja -keskkond  selline, mis paneb organismi antioksüdantse kaitsevõime väga tugeva surve alla: näiteks suitsetamine, raualiig joogivees, toitumisvead või kehavõõraste ühendite üha suurenev tarbimine toidu ja kosmeetikavahenditega. Lisanduvad ka keskkonnaprobleemid nagu osoonikihi hõrenemine, keskkonna, sh merevee üldine saastumine jne. See kõik koormab organismi antioksüdantset kaitsesüsteemi ning võib viia kestva tugeva oksüdatiivse stressi tekkele. Sellest tulenevalt võiks meie antioksüdantset kaitsesüsteemi oskuslikult toetada antioksüdantsete vitamiinide, mikroelementide ja fütotoitainetega.

Kasutatud allikad:

• Halliwell, B., Guttergge, J. (1989). Free Radicals in Biology and Medicine, Oxford, Claredon Press 1989.
• Zilmer, M., Vihalemm, T., Kokassaar, U. (1995). Toit – antioksüdantsus, oksüdatiivne stress, ennetuslik tervisekaitse. 
• Mc Cord, J. M. (200). The Evolution of Free Radicals and Oxidative Stress. The American Journal of Medicine, 108(8), 652-659.
• Zilmer, M., Karelson, E., Vihalemm, T., Rehema, A., Zilmer, K. (2010).Inimorganismi biomolekulid ja nende meditsiiniliselt olulisemad ülesanded. Inimorganismi metabolism, selle häired ja haigused. Lk 267-270.