Antioxidanter

Definition av antioxidanter

Antioxidanter är kemiska substanser och enzymer med förmågan att motverka så kallad oxidation av reaktiva syreföreningar (ROS) och reaktiva kväveföreningar (RNS).

När syre används vid andning och energiförbränning bildas även så kallade fria radikaler. Livets existens förutsätter en begränsning av mängden fria radikaler i våra celler. Ett överskott av ROS och RNS, till exempel kväveoxid (NO), orsakar så kallad oxidativ stress och kan leda till skadliga förändringar i cellen inklusive celldöd. Därför har antioxidanter en viktig funktion för att skydda cellen.

Reaktiva syreföreningar är dock inte enbart skadliga som tidigare antagits, utan används också i normal cellsignalering, till exempel väteperoxid vid hormon- och tillväxtfaktorfunktion. Därför är sambandet mellan mängden antioxidanter respektive oxidanter som genereras i cellen komplicerat. Överskott av oxiderande ämnen är skadligt, liksom överskott av reducerande ämnen.

Reaktiva syreföreningar (ROS) och fria syreradikaler

Den luft vi andas innehåller cirka 20 procent syrgas (O2). I cellens mitokondrier (”kraftstationer”) används syrgas, som omvandlas till vatten. Samtidigt bildas energi. Ett problem är att någon procent av syret läcker ur andningskedjan och istället bildar så kallade syreradikaler. Det har uppskattats att upp till en miljon reaktiva radikaler per sekund uppstår i en cell med fullt aktiv mitokondriefunktion. Dessa reaktiva syreradikaler måste tas om hand för att inte skada cellen.

Det finns olika typer av reaktiva syreintermediärer (ROS):

syrgas (O2)→superoxidradikal (O2 -.)→väteperoxid (H2O2)→hydroxylradikal (OH.)→(H2O2)

Enzymet superoxid dismutas (SOD) omvandlar superoxidradikalen till väteperoxid, som inte är en radikal, utan ett oxidationsmedel. Väteperoxiden kan sedan brytas ned via katalas, glutation peroxidas och thioredoxin peroxidaser, också kallade peroxiredoxiner. Väteperoxid och andra peroxider används i cellsignalering via temporal oxidation av cysteine-resters SH-grupper, med delvis okända mekanismer. Från väteperoxid i närvaro av fria metalljoner kan hydroxyl radikaler bildas. Denna radikal är synnerligen reaktiv och destruktiv för alla biologiska molekyler. Från superoxid och kvävemonoxid (NO) kan peroxinitrit bildas som lätt skadar lipoproteiner och orsakar lipidperoxidation eller skadliga mutationer i DNA. De senare mekanismerna är kopplade till sjukdomar som ateroskleros, Alzheimers sjukdom och cancer.

Kroppens eget försvar mot oxidativ stress via antioxidantfunktioner

Vår kropp har ett synnerligen komplext försvar mot oxidativ stress som samverkar med antioxidanter från kosten. Detta genetiskt bestämda system samverkar med miljöfaktorer för att ge långsiktigt skydd mot bildning av syreradikaler och skador i våra celler. Särskilt kosten innehåller en stor mängd antioxidanter, som anses ha en stor betydelse för att förhindra sjukdomar kopplade till ökad oxidativ stress och radikalbildning. Pesticider, cigarettrök, luftföroreningar, strålning från solen och radioaktiv strålning samt röntgenstrålar bidrar till en ökad oxidativ stress. Höga halter av glykos ger upphov till inflammation och oxidativ stress, som kan skada lipoproteiner och öka bildningen av skadliga radikaler i blodkärl.

Viktiga kroppsegna antioxidanter

Kroppen har således ett inbyggt försvar mot oxidativ stress i form av en stor mängd enzymer och lågmolekylära ämnen som samverkar. Ett av de viktigaste enzymerna är superoxid dismutas, som omvandlar radikalen superoxid till väteperoxid. Katalas är ett annat enzym, som bryter ned väteperoxid. Glutation peroxidas finns i flera olika former och är ett selenenzym. Peroxiredoxiner är en viktig grupp enzymer, som använder cysteiner för att neutralisera väteperoxid. Peroxiredoxinerna reducerar H2O2 (väteperoxid) till H2O (vatten).

Bland lågmolekylära antioxidanter är glutation (GSH) den viktigaste. Glutation kan tillsammans med enzymet glutaredoxin reducera disulfider. Glutationylering är en en oxidationsprodukt, som reversibelt kan reglera enzymers aktivitet.

Liponsyra är en annan viktig kroppsegen antioxidant, som bildas i både växter och djur. Tillförsel av liponsyra som antioxidant för att skydda mot oxidativ stress har prövats vid exempelvis diabetes, där förekomsten av hög glykos kan leda till oxidativ stress och skador.

Coenzym Q10 är en fettlöslig antioxidant som är absolut livsnödvändig för cellens energiförsörjning och är särskilt viktig som fettlöslig antioxidant. Q10 stoppar kedjereaktioner med fleromättade fettsyror, som kallas för lipidperoxidation och är en viktig del av oxidativ stress. Tillförsel av Q10 har använts vid oxidativ stress sjukdomar och även prövats vid diabetes typ 1 och typ 2.

Antioxidanter i kosten

Livsmedel innehåller en stor mängd antioxidanter naturligt, men också tillsatta antioxidanter i till exempel oljor för att förhindra oxidation (härskning). Många vitaminer får vi i oss naturligt via kosten, såsom A-, D-, E- och B2-vitamin.

Askorbinsyra eller C-vitamin är den mest kända och fullt vattenlösliga antioxidanten som finns särskilt mycket i färsk frukt, bär och juice. Människan (tillsammans med marsvin!) kan inte tillverka C-vitamin och vi är därför beroende av att tillföras C-vitamin via födan. C-vitamin är en stark antioxidant, som tillsammans med tokoferoler (E-vitaminer) kan motverka oxidation.

Karotenoider är fettlösliga antioxidanter som finns i många färgglada frukter och bär. Till karotenoider hör alfakaroten, betakaroten, gammakaroten, xantofyler, astaxantin och lutein. Karotenoiderna reagerar direkt med fria radikaler och har en viktig funktion att skydda mot dessa – till exempel i ögats näthinna. Astaxantin är en karotenoid, som erhålls ur alger, som har använts som kosttillskott för att öka antioxidantförsvaret.

Polyfenoler är en stor grupp innehållande till exempel flavonoider. Till polyfenolerna hör catechiner, som finns i grönt te. Flavonoider från vin har också tillskrivits antioxidativ funktion.

Tokoferoler eller E-vitaminer är betydelsefulla för att stoppa lipidperoxidation. Flera olika E-vitaminer är fettlösliga och interagerar med C-vitamin för att stoppa skadlig oxidation, särskilt av membraner och blodfetter. Tokoferoler finns i växter och överförs sedan till djur. Via levern transporteras E-vitaminer med lipoproteiner till vävnader och skyddar fleromättat fett.

Selen är livsnödvändigt och ingår i 25 olika enzymer i form av aminosyran selenocystein, som dels finns i antioxidantenzymet glutathion peroxidas, dels i människans thioredoxin reduktas. Thioredoxin reduktas samverkar med peroxiredoxiner som en mycket effektiv och viktig försvarsmekanism mot väteperoxid och peroxider inklusive den starkt oxiderande fria radikalen peroxynitrit, som kan bildas från signalmolekylen NO (kväveoxid) och superoxid.

Hälsoeffekter och kosttillstånd av antioxidanter

Det är uppenbart från senare tids forskning att antioxidanter samverkar i ett komplicerat system och att en naturlig källa till antioxidanter är frukt och grönsaker, som därför rekommenderas. Man är klar över att tillräcklig konsumtion av frukt och grönsaker kommer att minska mängden oxidativ stress och sådana sjukdomar som kan relateras till detta tillstånd. Däremot har tillförsel av enskilda antioxidanter av typen E-vitamin eller C-vitamin inte visat sig ge några större effekter på skydd mot exempelvis cancer. Tvärtom, har kosttillskott med enstaka antioxidanter som betakaroten visat sig kunna öka cancerrisken, särskilt för rökare.

Glutation som antioxidant

Sänkning av cellens halt av glutation är ett tidigt tecken på oxidativ stress och resultatet av många inflammatoriska och metabola sjukdomar. Tillförseln av glutation har därför prövats med viss framgång. En anledning till problemet är att glutathion tas upp relativt dåligt i celler. Aminosyran cystein är begränsande för glutation syntesen och N-acetyl-cysteine används därför för att stimulera glutation syntesen då denna prekursor för cystein tas upp i cellen.

Functional foods

En stor mängd antioxidanter finns i vegetabilier, som tillskrivits mycket goda egenskaper för att skydda mot oxidativ stress och degenerativa sjukdomar. Dit hör blåbär, grönt te, gurkmeja, jordgubbar, lingon, nötter, svarta vinbär samt örter och kryddor av flera olika typer.

Sambandet mellan intag av antioxidanter via födan eller som kosttillskott och sjukdomar är ett rikt forskningsområde, där effekten av tillförsel av hög dos av en enskild antioxidant ofta varit en besvikelse. Däremot har den komplexa blandning av antioxidanter, som finns i livsmedel och särskilt i ”functional foods” goda hälsoeffekter. Av särskilt intresse är att motverka cancer, åderförkalkning eller demenssjukdomar. Även åldrande anses ha en stark koppling till mängden antioxidanter, då skador på cellen orsakade av fria radikaler anses utgöra en viktig del i de degenerativa processerna vid åldrande. Att antioxidanter därför beskrivits som cellens ”rostskyddsmedel” är en rimlig pedagogisk förenkling.