Antioksidantit

Kaikissa kroonisissa sairauksissa vallitsevat hapetusstressi ja tulehdus (inflammaatio), jotka ovat "rikoskumppaneita".  Ne lyhentävät solujen telomeerejä, mikä puolestaan kiihdyttää vanhenemismutoksia ja lisää ikääntymiseen liittyvää sairastumisen riskiä. Entä mitä on solujen hapetusstressi? Kuinka se syntyy? Kuinka sitä voidaan ehkäistä? Mitä ovat tulehdussytokiinit? Mitä tarkoittaa glykaatio? Kuinka antioksidantit estävät niitä? Mitä ovat endogeeniset ja eksogeeniset antioksidantit? Mitä ovat isoprostaanit? Miksi tutkijat sekoilevat kirjoittaessaan antioksidanteista? Mikseivät suomalaiset lääkärit vieläkään osaa hoitaa hapetusstressiä ja tulehdusta?

Useimmat meistä ovat kuulleet hapetusstressistä ja vapaista radikaaleista ja monet tietävät, että antioksidantit ovat terveydelle hyödyllisiä. Moni kaipaa kuitenkin tarkempaa tietoa siitä, miten ne vaikuttavat. Käsitykset antioksidanttien merkityksestä muuttuvat pikku hiljaa, kun uutta tietoa kertyy. Antioksidantit ja omega-3-rasvahapot hillitsevät sekä hapetusstressiä että tulehdussytokiineja sekä suojaavat mitokondrioita. Näin antioksidantit ehkäisevät ja jarruttavat useimpia pitkäaikaissairauksia ja vanhenemismuutoksia (Indo ym. 2015), muun muassa Alzheimerin tautia (Ajith ja Padmajanair 2015).

Uusi 20 erillistutkimusta käsittävä meta-analyysi antaa näyttöä siitä, että antioksidanttivitamiinien yhdistelmä ehkäisee valtimoiden kovettumista ja jäykistymistä. Vaikutus on suurin niillä henkilöillä, joiden veressä on vähiten näitä vitamiineja: A-, C-, E-vitamiinit ja β-karoteeni (Ashor ym. 2014). Tutkimuksen julkaisi Journal of Nutrition -lehti. Raportti vahvistaa, että jo yli 30 vuotta sitten aloittamani vitamiini- ja hivenainehoito on tieteellisesti pätevää, vaikka monet ovatkin sitä vähätelleet.

Antioksidanteista käydään jatkuvaa kiistaa lääkäri- ja muissa lehdissä. British Medical Journal kirjoittaa: "Lääkeyhtiöt suojelevat tuotteitaan tuottamalla harhaisia tutkimuksia antioksidanteista, kuten C- ja E-vitamiineista ja muista ennaltaehkäisevän lääketieteen hoitomuodoista, jotka voisivat kilpailla lääkemyynnin kanssa." Toisen BMJ:ssa julkaistun kirjoituksen mukaan lääketeollisuudella on "symbioottinen ja parasiittinen" suhde lääkärilehtiin, joihin se saa näennäisesti puolueettomilta asiantuntijoilta haluamiaan haamukirjoituksia. Suomessakin lääkärilehdet vähättelevät yhä hapetusstressin ja antioksidanttien merkitystä. Monet jotka siitä jotakin ymmärtävät uskovat, että esim. ikääntyvien ihmisen hapetusstressiä voitaisiin korjata ruokavaliolla. Se ei näytä onnistuvan, kertoo British Journal of Nutrition (lue tutkimus). Siksi tarvitaan tehokkaita ravintolisiä.

Perinteiset vitamiiniantioksidantit (C-, E- ja beetakaroteeni) eivät kuitenkaan ole täyttäneet kaikkia niihin aikoinaan asetettuja toiveita, koska ne eivät näytä toimivan elimistössä yhtä tehokkaasti kuin koeputkessa. Esimerkiksi 10-vuotisessa naisten terveystutkimuksessa (Women's Antioxidant Cardiovascular Study, WACS) nämä vitamiinit eivät parantaneet sydäntauteihin sairastuneitteen naisten ennustetta (Cook ym. 2007). Muutama ei-positiivinen tutkimustulos ei kuitenkaan kumoa antioksidanttiteoriaa. Sitä tukee mm. tutkimus, jonka mukaan C- ja E-vitamiinista ja omega-3-:sta on merkittävää apua skitsofrenian täydentävänä hoitona, etenkin koska taudin lääkitys (haloperidolilla) lisää hapetusstressiä (lue raportti). Nykyisin tutkitaan ja käytetään (entisten lisänä ja sijasta) muitenkin jo uusia, tehokkaampia ja monipuolisempia antioksidantteja, esimerkiksi karnosiinia. Uusi saksalaistutkimus osoittaa, että kalaöljyn omega-3-rasvahapot säätävät edullisesti useita antioksidatiivisia geenejä/entsyymejä. Tutkimuksessa päiväannos oli 2,7 grammaa, mikä on ainakin kymmenen kertaa enemmän kuiin kalaruoka tarjoaa. Omega-3-rasvahappojen terveysvaikutukset saivat näin uudenlaisen selityksen.

Penn State Universityn tutkimus (2012), osoittaa, että antioksidantit parantavat huonontunutta ääreisverenkiertoa muun muassa alaraajoissa. Tulokset puoltavat antioksidanttien käyttöä verenkeirtohäiriöissä (esim. kylmät jalat). Vapaat radikaalit vahingoittavat soluja ja kudoksia, mutta samalla ne aiheuttavat matala-asteista kroonista tulehdusta (inflammaatiota), mikä pahentaa tautien ennustetta. Amerikkalainen kaksoissokkotutkimus osoitti, että ubikinoni on tehokas antioksidantti, joka auttoi Persian lahden sotaveteraaneja.

Bruce N. Amesin triageteoria tuo ravintolisät aivan uuteen valoon
Beetakaroteenin pitkäaikaiskäyttö ehkäisee dementiaa
Antioksidantit vaikuttavat jopa kalojen käytökseen
Carotenoids may affect vitamin E absorption
NIE:n lehdistötiedote
Johns Hopkinsin lääkärit suosittavat antioksidantteja
Liikunta on luonteeltaan antioksidatiivista
Antioksidanttikirjoitus JAMAssa 28.2.2007 sai tylyn tuomion
Aamulehdessä samasta meta-analyysista (lue myös kommentti)
More relevant research needed for antioxidants

Skottitutkimuksen mukaan äidit saavat raskauden aikana ruoastaan vain murto-osan (2–6 mg/vrk) E-vitamiinin tarpeestaan (15 mg/vrk) Samoin sinkin saanti jää liian pieneksi. Näitä aineita ravintolisänä nauttivien äitien lapset sairastuvat muita vähemmän astmaan 5-vuotiaina (lue tutkimus). Antioksidanttien ja D-vitamiinin nauttiminen odotusaikana vähentää lapsen sairastumista hengitysteiden tauteihin (lue raportti), astmaan ja allergioihin (lue raportti).

Tohtori Denham Harmanin nerokas teoria

Happi on elämälle ja energian tuotolle välttämätön aine. Hyvä hapenottokyky on tärkeä yleiskunnolle ja erityisesti kaikissa kestävyyslajeissa. Hapella on kuitenkin myös toiset kasvot. Hapen keksijä Joseph Priestley arveli jo 1700-luvulla, että happi voi lyhentää ihmisen elämää, koska kynttiläkin palaa nopeammin puhtaassa hapessa kuin tavallisessa ilmassa. Miten oikeassa hän olikaan!

Jo 1930-luvulla kemian teollisuudessa oli havaittu, että rasva, muovi ja kumi härskiintyvät vapaiden happiradikaalien vaikutuksesta. Nebraskan yliopiston tutkija, tohtori Denham Harman esitti ensimmäisenä vuonna 1956, että happiradikaalit vauroittavat myös soluja ja aiheuttavat suuren osan pitkäaikaisista taudeista sekä vanhenemisen. Aluksi Harmanin teoria kohtasi kovaa vastustusta tiedemaailmassa (kuten niin moni muukin mullistava uusi käsitys), mutta nykyään se on yleisesti hyväksytty. Suomessa teorian toivat yleiseen tietoisuuteen 1980-luvun alussa tohtorit Antti Arstila, Kaarlo Jaakkola ja Matti Tolonen. Kesti kuitenkin vuosia, ennenkuin se hyväksyttiin yleisesti myös Suomessa. Harman oivalsi ensimmäisenä myös sen, että kaikkien kroonisten sairauksien perussyy piilee mitokondrioiden kalvojen vioittumisessa. Se on useimmille lääkäreillekin edelleen tuntematon asia. Siksi kroonisten tautien hoito ei kohdistu syytekijöihin, vaan oireisiin.

Harman D. Aging: a theory based on free radical and radiation chemistry. J Gerontol 1956; 11(3):298-300.
Harman D. The biologic clock: the mitochondria? J Am Geriatr Soc 1972; 20(4):145-147

Miten radikaaleja syntyy?

Radikaalit ovat hapen yhdisteitä, joiden atomin ulommalla kehällä on pariton elektroni. Radikaaleja syntyy, kun molekyyli imee itseensä säteilyenergiaa tai kun happimolekyyli asteittain pelkistyy. Radioaktiivinen säteily ja auringon ultravioletti (UV-) säteily nostavat happimolekyylin energiatasoa kuten hiukkaskiihdytin. Hapen pelkistyessä taas muodostuu superoksidia, hydroksyradikaaleja ja muita radikaaleja tai vetyperoksidia taikka muita hapettavia yhdisteitä.

Ihmisessä syntyy koko ajan radikaaleja. Ulkoisia syytekijöitä ovat muun muassa

  • radioaktiivinen säteily
  • UV-säteet
  • raskasmetallit (rauta, lyijy, kadmium, elohopea)
  • typen oksidit (kaupunkisaaste)
  • tupakansavu
  • torjunta-aineet
  • alkoholi
  • monet synteettiset lääkkeet.

Sisäisiä syitä ovat muun muassa

  • kohonnut verensokeri (Brownlee 2005;Thornalley 2005)
  • erilaiset tulehdustilat (inflammaatio)
  • krooniset sairaudet
  • kova fyysinen kuormitus (ks kuva 1).

Myös sokerin (glukoosin) hajoaminen elimistössä – anaerobinen glykolyysi – tuottaa sivutuotteena yhdisteitä, jotka aiheuttavat hapetusstressiä. Tällaisia sivutuotteita ovat glyoksaali ja metyyliglyoksaali (GM), jotka inaktivoivat tärkeää antioksidanttientsyymiä glutationiperoksidaasia. Lisäksi glyoksaali ja MG ovat solumyrkkyjä ja karsinogeeneja. Suuren glykemiakuorman ruokavalio pitää yllä jatkuvaa glykolyysiä ja lisää monien kroonisten tautien riskiä, kuten sydän- ja verisuoni- ja syöpäsairauksien. Karnosiini puolestaan estää glyoksisaalin ja MG:n ja muiden myrkyllisten ja vanhentavien aineenvaihdunnassa syntyvien yhdisteiden (mm. AGE-tuotteiden ja isoprostanien) syntyä ja vaikutuksia. Antioksidantit ovat erityisen taroeellisia diabeetikoille.

Radikaalit vaurioittavat soluja

Radikaalit ovat hyvin ärhäköitä molekyylejä, ne reagoivat heti synnyttyään lähimmän sopivan molekyylin kanssa. Ilman antioksidanttisuojaa elävälle solulle käy kuten auringonpaisteeseen jätetylle voille: se härskiintyy. Soluissa radikaalit käyvät solukalvojen kimppuun pilkkoen niiden rasvahappoja. Radikaalit hajottavat solujen hiilihydraatteja ja proteiineja, nukleiinihappoja, entsyymejä sekä solujen mitokondrioita ja mikrosomeja. Ne ovat kaikki solun normaalille toiminnalle ja terveydelle välttämättömiä rakenteita. Vuotavat, vaurioituneet mitokondriot ovat valtimonkovetustaudin syytekijä. Soluista vauriot leviävät helposti koko kudokseen, esimerkiksi ihosoluista ihoon, munuaissolusta munuaiseen, keuhkosoluista keuhkoon jne. Hapetusstressi vaurioittaa ehkä kaikkein herkimmin endoteelisoluja, joita on mm. verisuonten sisäpinnoilla. Siksi hapetusstressi – erityisesti homokysteiinin aiheuttama – lisää sydän- ja verisuonitautien riskiä ja kiihdyttää taudin kulkua. Toisaalta karnosiini ja muut antioksidantit suojaavat hyvin nimenomaan valtimoiden sisäpintaa.

Radikaalit hapettavat solukalvon rasvahappoja, jotka härskiintyvät ja rikkoontuvat. Solukalvon läpäisevyys lisääntyy ja ärsyttävät aineet pääsevät soluun sisälle. Niistä virtaa ulos elintärkeitä suoja-aineita. Hapetusstressin vuoksi arakidonihaposta ja DHA:sta syntyy soluille myrkyllisiä isoprostaaneja. EPA-rasvahappo kuitenkin estää tätä prosessia, minkä vuoksi EPA on kalaöljyn tehokkain rasvahappo mm. sydämen ja verisuonten suojaamisessa sekä mielenterveysongelmissa (lue lisää).

Radikaalit käyvät herkästi myös ikäkellojen eli telomeerien ja solujen perimäaineksen DNA:n kimppuun hajottaen sen hiilihydraattiketjun. Syntyy mutaatio, joka korjaamattomana voi käynnistää syövän. Radikaalit ovat geenivaurioiden perimmäisiä syitä atomitasolla. Antioksidantit estävät ja korjaavat solujen DNA:n vaurioita. Karnosiini ja muut antioksidantit jarruttavat telomerien lyhenemistä. Näin antioksidantit suojaavat meitä vanhenemiseen liittyviltä muutoksilta ja rappeutumiselta.

Näin radikaalit vaurioittavat tumaa ja telomeerejä (kuva)

Munuaispotilaiden tulisi ottaa ravintolisänä omega-3-rasvahappoja, koska ne ehkäisevät ja vaimentavat hapetusstressiä (Kidney International 2006). Tehokkain antioksidatiivinen rasvahappo on tutkitusti E-EPA. EPA ehkäisee, vaimentaa ja sammuttaa tehokkaasti myös inflammaatiota (tulehdusta), joka vallitsee kaikissa kroonisissa sairauksissa (Serhan ja Chiang 2007).

Tavallisimpia radikaaleja:

Diabeetikot tuottavat elimistössään ylimäärin superoksidia, jota syntyy sokerin (glukoosin) palaessa väärää reittiä, heksosamiinitietä. Superoksidi vahingoittaa eritoten mitokondrioita. Niitä voidaan suojata otamalla ruoan lisänä benfotiamiinia.

Soluvaurioista voi kehittyä kroonisia sairauksia

Vapaat radikaalit ja tulehdussytokiinit ovat syytekijöinä sekä pahentajina lähes kaikissa taudeissa ja vanhenemismuutoksissa. Hapetusstressi kiihdyttää solujen ennenaikaista kuolemaa, lisää apoptoosia, mikä puolestaan heikentää ihmisen immuunijärjestelmän toimintaa. Taudin ilmenemismuoto (diagnoosi) riippuu siitä, minkä kudoksen soluja radikaalit pääsevät vahingoittamaan: sydän, keuhkot, aivot, munuaiset, hermosto, maksa, iho, silmä jne. Esimerkiksi sisävesiemme kalojen sisältämä elohopea lisää sydän- ja verisuonitautien riskiä juuri vapaiden radikaalien välityksellä.

Kohonnut sokeripitoisuus tuottaa diabeetikon solujen mitokondrioissa superoksidia, joka käynnistää ja pahentaa lisätauteja.

Eräät lääkärit ovat antaneet Suomessakin antioksidanttihoitoa jo lähes 30 vuoden ajan. Pitkään sitä vastustettiin koululääketieteessä, mutta nykyään yhä useampi lääkäri uskoo siitä olevan hyötyä. Johtaviin lääkärilehtiin kuuluvassa Lancetissa ranskalaiset tutkijat suosittelivat ruuan lisänä antioksidantteja lihaville lapsille, koska lihavuus lisää verisuonitautien vaaraa ja antioksidantit normalisoivat valtimoiden sisäseinämän toimintaa estämällä ja hillitsemällä tulehdusreaktioita (inflammaatiota). Toinen ranskalaistutkijoiden ryhmä suosittelee E-vitamiinia nivelreumaan. Saksassa monet sisätautilääkärit ovat jo pitkään antaneet antioksidantteja diabeetikoille suojaksi liitännäistauteja vastaan. Uudet tutkimukset ovat selvittäneet miten kohonnut verensokeri molekyylitasolla kovettaa verisuonia glykaatioksi kutsutussa reaktiossa. Glykaatio eli glykosylaatio tarkoittaa sokereiden liittymistä valkuaisaineisiin ja rasvoihin. Glykoituneet valkuaisaineet ja rasvat ovat myrkyllisiä soluille. Karnosiini ja kalsiumpyruvaatti ehkäisevät proteiinien glykaatiota ja B6-vitamiini rasvojen glykaatiota. Nämä tiedot ovat niin uusia, etteivät läääkärit vielä yleisesti tunne niitä (kysy vaikka lääkäriltäsi, tunteeko ja ymmärtääkö hän tätä tutkimusta).

Puolustusmekanismit

Ihmisen solut ja kudosnesteet on periaatteessa varustettu suojamekanismeilla vapaita radikaaleja vastaan. Puolustuskoneistoon kuuluu monia entsyymejä (kuten seleenientsyymi glutationiperoksidaasi ja superoksididismutaasi) sekä vitamiineja, hivenaineita ja tiettyjä proteiineja ja eräitä lipidejä (mm. omega-3-rasvahapot ja skvaleeni), jotka toimivat antioksidantteina, toisin sanoen ne ehkäisevät liiallista hapetusta (härskiintymistä). Omega-3:n antioksidatiivisesta vaikutuksesta mm. punasoluissa on saatu uutta näyttöä. Antioksidantit reagoivat kemiallisesti tai fysikaalisesti vapaiden radikaalien kanssa. Kemiallisessa reaktiossa radikaali sidotaan antioksidanttimolekyyliin, fysikaalisessa reaktiossa tapahtuu elektronin luovutus tai vastaanotto.

Osa antioksidanteista kykenee tuhoamaan radikaaleja (primääriset antioksidantit), osa tekee myrkyllisiä hapettavia yhdisteitä vaarattomiksi (sekundaariset antioksidantit). Terveyden kannalta parhaita ovat sellaiset antioksidantit, jotka kykenevät pysäyttämään solukalvoilla lipidiperoksidaation eli rasvojen härskiintymisen. Tässä suhteessa glutationiperoksidaasi sekä isoprenoidit ja karnosiini ovat erityisen tehokkaita. Antioksidantin biologinen tehokkuus riippuu myös sen molekyylin stabiliteetista; kun antioksidantti reagoi radikaalin kanssa se joko luovuttaa tai vastaanottaa elektronin. Kaikista muista molekyyleistä poiketen isoprenoidit eivät menetä vakauttaan luovuttaessaan elektronin.

Endogeeniset ja eksogeeniset antioksidantit

Osa antioksidanteista on sisäsyntyisiä eli endogeenisiä, osa taas sellaisia, ettei elimistö kykyne niitä valmistamaan. Eksogeenisia antioksidantteja saadaan ulkoapäin (eksogeenisesti) ruuan, juoman ja lisäravinteiden mukana. Endogeenisiä antioksidantteja ovat muun muassa glutationisulfhydriidi (GSH), superoksididismutaasi (SOD), katalaasi, ubikinoni (Q10), glutationiperoksidaasi, skvaleeni, pyruvaatti ja karnosiini. Elimistö siis syntetisoi näitä yhdisteitä ja lisää tai vähentää niiden tuotantoa tarpeen mukaan.
Näin karnosiini suojaa aivoja

E-EPA pysäyttää lipidiperoksidaation solukalvolla

EPA-rasvahappo, jota saadaan parhaiten ja eniten E-EPA-nimiststä kalaöljystä, on erinomainen antioksidantti. E-EPAsta vapautuu "tavallista" EPAa, joka siirtyy kaikiien solujen kalvoille. Siellä se pysäyttää vapaiden radikalien aiheuttaman härskiintymisen eli lipidiperoksidaation.

Seleeni, sinkki, C- ja E-vitamiinit sekä karotenoidit (beetakaroteeni, luteiini, lykopeeni, zea- ja kryptoksantiinit), valkosipuli, vihreä tee ja monet muut kasviantioksidantit taas ovat esimerkkejä eksogeenisista antioksidanteista. Endogeeniset antioksidantit saattavat olla elimistössä tarpeellisempia kuin eksogeeniset, vaikka jälkimmäiset voivat koeputkessa olla yhtä tehokkaita tai jopa vahvempiakin. Selostan asiaa lähemmin hapetusstressikappaleessa.

Lykopeeni kuuluu karotenoideihin, mutta koska siitä ei synny elimistössä valmista A-vitamiinia, sillä ei ole varsinaisesti vitamiinivaikutusta. Lykopeeni toimii ainoastaan itsenäisenä antioksidanttina: se inaktivoi singlettihappea erittäin tehokkaasti. Lykopeenin antioksidatiivinen teho on yli kaksinkertainen beetakaroteeniin ja jopa satakertainen E-vitamiiniin verrattuna.

Lykopeenia kertyy miesten elimistössä erityisesti kiveksiin, eturauhaseen ja lisämunuaisiin. Epidemiologisissa tutkimuksissa on osoitettu, että runsas lykopeenin nauttiminen vähentää eturauhassyövän riskiä. (Lykopeeni ja A- ja D-vitamiinit toimivat leptiinin vastavaikuttajina.) Eturauhassyöpä on noussut miesten yleisimmäksi syöpämuodoksi monissa maissa. Suomessa sairastuu vuosittain noin 3000 miestä tähän tautiin.

Antioksidantit tulehduksen torjunnassa

Antioksidantit eivät vaikuta pelkästään reagoimalla vapaiden radikaalien ja niiden myrkyllisten aineenvaihduntatuoteiden kanssa, vaan ne ehkäisevät ja jarruttavat myös tulehdusta, inflammaatiota. Esimerkiksi karnosiini estää tulehdusta ja syöpää aiheuttavaa sytokiinia, interleukiini 8:a. Myös karpalouute ja soijan isoflavonoidit vaimentavat tulehdusta. Sinkki puolestaan estää tulehdusta aiheuttavia COX-2-entsyymejä (samoja, joihin tulehdus- ja särkylääkkeet vaikuttavat) ja ehkäisee siten syövän syntyä (lue lisää). Eriyisen tehokas tulehduksen vaimentaja on E-EPA, josta syntyy kudoksissa resolviinia.

Tämä "uusi" vaikutusmekanismi – tulehdussytokiinien ja -entsyymien esto – selittää antioksidanttien suotuisia vaikutuksia muun muassa allergioissa, astmassa, reumataudeissa, sydän- ja verisuonitaudeissa, masennuksessa, skitsofreniassa ja syöpäsairauksissa. Tuttujen antioksidanttien kera kannattaa siis aina käyttää myös puhdistettua omea-3-rasvahappoa, E-EPAa. Ne tehostavat toistensa hyviä vaikutuksia.

Magnesiumin + A-, C- ja E-vitaminien yhdistelmä ehkäisee melun aiheuttamaa sisäkorvan kuuluvauriota (lue tutkimus).

C-vitamiini
C-vitamiini on tärkeimpiä solunsisäisiä antioksidantteja. Mutta C-vitamiinikin voi olla sekä anti- että pro-oksidantti. Äskettäin on selvitetty, kuinka kasvien C-vitamiini voi hapettua niin, että antioksidantin sijasta siinä onkin hapettavaa yhdistettä (lue lisää). Niinpä esimerkiksi Oulun yliopiston sekä myös amerikkalaisten tutkijoiden kauhuksi runsas kasvisten syönti (yli 700 g/vrk) alkoikin hapettaa koehenkilöiden LDL-kolesterolia (lue lisää).

E-vitamiini
E-vitamiinia on kahdeksaa eri isomeeriä, joilla on erilainen biokemiallinen vaikutus. Alfa-muoto on hyvä antioksidantti, mutta gamma-muoto ehkäisee ja jarruttaa syöpää ja uuden tutkimuksen mukaan myös Alzheimerin tautia.

Hapetusstressi

Elimistö alkaa lisätä endogeenisten antioksidanttien tuotantoa heti kun radikaaleja syntyy liikaa. Elimistössä kehittyy hapetusstressi silloin kun endogeeninen antioksidanttipuolustus murtuu. Vaikka vapaita radikaaleja syntyykin ylimäärin lähes kaikissa kroonisissa sairaustiloissa, hapetusstressi pääsee valloilleen vasta kun radikaalien tuotanto ylittää tietyn kynnyksen, eivatkä antioksidantit kykene palauttamaan tilaa tasapainoon.

Hapetustressi on kuin sydämen toiminnanvajaus. Kun sydänlihaksen voima alkaa pettää, sydän laajenee ja yrittää siten kompensoida tilaa. Laajennuttuaan tietyn kriittisen pisteen yli, sydänlihas pettää ja kehittyy vajaatoiminta. Silloin tarvitaan sydänlääkkeitä (tai karnosiinia tai molempia) korjaamaan tilaa. Hapetusstressi lisää kompensatoorisesti sisäisten antioksidanttien tuotantoa. Ulkoiset antioksidantit, kuten C- ja E-vitamiini ja seleeni, voivat jossakin määrin olla avuksi tuhoamalla vapaita radikaaleja, mutta niiden nauttiminen ei vaikuta kompensatooriseen endogeenisten antioksidanttien tuotantoon soluissa. Näin päätellään sitä, että kun iän myötä endogeenisten antioksidanttien määrä vähenee, on elimistö entistä alttiimpi hapetusstressille, vaikka ihminen söisi vitamiineja ja hivenaineita ruuan lisänä. Hapetusstressi johtuu siis pääasiassa endogeenisen antioksidanttipuolustuksen murtumisesta. Toisaalta, monet eksogeeniset antioksidantit, kuten C- ja E-vitamiini ehkäisevät tulehdusta, mikä näkyy tulehdusmarkkereiden vähenemisenä veressä (lue uutinen).

E- EPAn käyttökin ravintolisänä ehkäisee hapetusstressiä, sillä EPA-rasvahappo tuottaa elimistössä hyödyllisiä F3-isoprostaaneja, mikä vähentää jopa 2/3 arakidonihaposta (AA) syntyviä tulehdusta aiheuttavia F(2)-isoprostaaneja ( Journal of Biological Chemistry 2006 ). Havainto selittää uudella tavalla E-EPAn etuja muihin kalaöljyn rasvahappoihin nähden. E-EPA on hyödyllistä myös ylipainoisille, koska heidän elimistössään syntyy liikaa F2-isoprostaaneja (Am J Clin Nutr 2006).

Pro- ja antioksidanttien tasapaino

Meillä tulisi vallita hyvä tasapaino hapetusstressiä aiheuttavien pro-oksidanttien ja sitä ehkäisevien antioksidanttien välillä. Hapetusstressin (esim. tulehdustaudin, sydäntaudin, stressin, masennuksen, skitsofrenian ja syövän) aikana elimistö lisää itsestään endogeenisten antioksidanttien synteesiä. Jos ihminen ottaa ruuan lisänä varmuuden vuoksi endogeenisia antioksidantteja, elimistö vähentää automaattisesti niiden sisäistä tuotantoa ja säätää siten tasapainoa eli homeostaasia. Endogeeniset antioksidantit, esimerkiksi glutationoperoksidaasi ja karnosiini, ovat siis ensisijaisia antioksidantteja.

Tärkeintä on saavuttaa tasapaino pro-oksidanttien ja antioksidanttien välillä.
Pro- ja antioksidantit sydän- ja verisuonitaudeissa
Hapetusstressi mielenterveysongelmissa

Antioksidanttikapasiteetin mittaus

Ihmisen puolustuksen teho riippuu ns. antioksidanttikapasiteetista, siis antioksidanttien toimintakyvystä huolehtia tasapainosta. Perinteisesti antioksidanttikapasiteettia on mitattu analysoimalla seerumin eri antioksidanttien (esim. C-, E-vitamiinit, beetakaroteeni, sinkki, seleeni jne) pitoisuuksia ja kertoa ne keskenään. Nykytiedon valossa tämä ei liene kovin järkevä menettely, sillä se jättää huomiotta monet "uudet" antioksidantit. Tampereen yliopistossa on kehitetty uudempi menetelmä eli kokonaisantioksidanttikapasiteetin (TRAP eli total radical antioxidant parameter) mittaaminen verinäytteestä. Sitä on alettu kutsua "uuden ajan senkaksi". Tavallisen ihmisen arkikäyttöön menetelmästä ei kuitenkaan ole.

Nyt voidaan mitata glutationiperoksidaasin aktiivisuus punasolusta. Se heijastaa sisäistä antioksidanttipuolustusta.

Urheilijan antioksidanttisuoja

Kova ja pitkäkestoinen treenaus tai kilpailu lisää elimistössä vapaiden radikaalien ja härskiintyneen rasvan (lipidiperoksidien) tuotantoa. Vapaita radikaaleja alkaa syntyä normaalia enemmän, kun hapenottokyvystä on käytössä yli puolet. Anaerobisessa työssä syntyy runsaasti radikaaleja, joita voidaan torjua esimerkiksi karnosiinilla. [Siitä on urheilijalle muutoinkin hyötyä, koska se puskuroi maitohappoa.]

Eläinkokeissa on todettu, että radikaalien määrä kolminkertaistuu fyysisessä kuormituksessa. Myös esim. judotreeni suurentaa radikaalien määrää. Radikaaleja tuottaa erityisesti entsymi nimeltään ksantiinioksidaasi. Treenaamaton eläin tuottaa samassa kuormituksessa radikaaleja enemmän kuin harjoitellut. Myös hyvin harjoitellut urheilija on silti altis radikaaleista johtuville lihasvaurioille.

Maratonin juosseilla miehillä on havaittu merkittävästi tavallista enemmän sydän- ja luurakolihasvaurioita. Lihasvauriota mitataan muun muassa lihaksen kreatiniinikinaasin pitoisuudella lihaksesta. Kreatiniinikinaasin vapautuminen johtuu lihassolujen vaurioitumisesta, mutta vielä ei tiedetä, onko muutos palautuva vai palautumaton.
Triathlon-oireyhtymä (PEES)
Maratonin terveysvaarat

Treenaus ja kova kilpailu kuluttavat merkitsevästi lihassolujen E-vitamiinia, ubikinonia (Q10), pyruvaattia ja karnosiinia. Niiden vajaus johtaa lihassolujen mitokondrioitten (pienoisvoimalaitosten) antioksidanttisuojan heikkenemiseen. Ubikinonin aktiivisuus lisääntyy kestoharjoittelun myötä, mutta mitokondrioitten sopeutumismekanismit eivät kykene korvaamaan E-vitamiinin kulumista. Ubikinoni toimii antioksidanttina ja tuottaa lihassoluissa energiaa.

Lisäantioksidantit ovat siis kuormituksen aikana hyödyllisiä soluille. Parhaan suojan antaa yhdistelmä, johon kuuluu sekä vesi- että rasvaliukoisia antioksidantteja. Vesiliukoisia ovat karnosiini, kalsiumpyruvaatti, C- ja B6-vitamiinit (sekä sinkki ja seleeni), rasvaliukoisia lykopeeni, beetakaroteeni ja muut karotenoidit ja E-vitamiini ja ubikinoni. Antioksidanteista on urheilijalle todennäköisesti muutakin hyötyä. Ne vähentävät lihaskipuja ja vähentävät palautumisaikaa rasituksen jälkeen. Karnosiini on näistä ehkä urheilijalle tärkein, sillä lisäksi se puskuroi tehokkaasti maitohappoa ja ehkäisee siten lihaksen väsymistä ja nopeuttaa palautumista. Urheilulääketieteen ammattilehti Current Sports Medicine Reports 2006 suosittaa urheilijoille antioksidantteja.

Tehokkaita valmisteita

Markkinoilla on suuri joukko toinen toistaan parempia antioksidanttivalmisteita. Tässä eräitä esimerkkejä niistä:

  • Berberiini on erinomainen antioksidantti ja anti-inflammatorinen luonnonaine
  • Karnosiini on monipuolinen antioksidantti ja paljon muuta
  • Kalsiumpyruvaatti on erinomainen antioksidantti- ja laihdutusvalmiste
  • Konjugoitu linolihappo eli CLA on tulehdusta ja syöpää estävä antioksidantti
  • Omega-3-rasvahapoista E-EPA toimii kudoksissa antioksidanttina ehkäisten härskintymistä. Japanissa E-EPAa on annettu jo yli 10 vuotta diabeetikoille, koska sen on todettu suojaavan munuaisia.
  • Isokarpalouute sisältää erittäin runsaasti tehokkaita kasviantioksidantteja, joilla on myös tulehdusta ja syöpää ehkäiseviä ominaisuuksia.
  • Karotenoidien yhdistelmät ovat oikeita antioksidanttipommeja.
  • Soijan isoflavonoidit on erityisesti naisten suosimia lisäravinteita
  • Perinteiset vitamiinien ja hivenaineiden yhdistelmät

Näitä kaikkia saa vapaasti apteekeista, luontaistuotekaupoista ja hyvin varustettujen markettien luontaistuoteosastoilta. Perinteiset vitamiini- ja hivenaineantioksidantit ovat nyt entistä vahvempia myös luontaistuotekaupoissa, koska valmisteiden pitoisuuksien ylärajoja on lievennetty 1980-lukuun verrattuna.

Karnosiinikirjallisuutta

Free Radical Biology & Medicine 2005(39)1236-90 [Free Full Text pdf]

Ajith TA, Padmajanair G. Mitochondrial pharmaceutics: A new therapeutic strategy to ameliorate oxidative stress in Alzheimer's disease. Current Aging Sciences. 2015 May 19. [Epub ahead of print]
Indo HP, Yen HC, Nakanishi I, et al. A mitochondrial superoxide theory for oxidative stress diseases and aging. Review. Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition. 2015 Jan;56(1):1-7. Free Full Text pdf


Ashor AW, Siervo M, Lara J, et al. Antioxidant Vitamin Supplementation Reduces Arterial Stiffness in Adults: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Journal of Nutrition 2014 Aug 6, doi: 10.3945/​jn.114.195826

Andreatta W, El-Sherbiny S. Evidence-based nutritional advice for patients affected by age-related macular degeneration. Ophthalmologica. 2014;231(4):185-90. doi: 10.1159/000357528. Free Full Text

Schmidt S, Stahl F, Mutz K-O, et al. Transcriptome-based identification of antioxidative gene expression after fish oil supplementation in normo- and dyslipidemic men. Nutrition & Metabolism 2012, 9:45 doi:10.1186/1743-7075-9-45 Free Full Text

Lisää tietoa kirjallisuudesta

Uutisarkistossamme on suomeksi uusia tutkimusraportteja. Klikkaa yläpalkin "Uutiset".

Muita antioksidanttitutkimuksia