Fordította: Czárán Judit
Nyomós okunk van azt gondolni, hogy a szabadgyökök elleni örökös küzdelem akár még árthat is.
Biztos ön is próbál rendszeresen mozogni és sok gyümölcsöt, zöldséget és magvakat fogyaszt, amelyeket antioxidánsokként reklámoznak, és amelyek állítólag segítenek leküzdeni a szervezetünkben zajló káros oxidációs folyamatokat. Talán még vitaminokat is szed, amelyek védenek az ún. anyagcsere során felszabaduló "szabadgyökök" ellen, amelyek károsíthatják a DNS-ünket, hozzájárulva ezzel a rák és a demencia kialakulásához, illetve a gyorsabb öregedéshez.
Az öregedéssel járó betegségek kivédése nagyon is érthető törekvés. De sajnos egyre több bizonyíték van arra, hogy ezek az antioxidáns táplálékkiegészítők, amikről sokáig úgy hittük, hogy javítják az egészségünket, nem sokat érnek. A zöldségek és gyümölcsök kétségkívül egészségesek, de nem feltétlenül azért, mert védenek az oxidatív stressztől. Valójában éppen az ellenkezőjéről van szó: azáltal javíthatják az egészségünket, hogy oxidatív stresszt okoznak.
A stresszt ugyanis a bennük kis mennyiségben megtalálható természetes baktériumölő és a növényevőket elriasztó vegyületek váltják ki. Ezekkel mindenki találkozott már, aki evett valaha valamilyen csípős fűszerrel készült ételt, ivott erősen csersavas bort vagy érezte a kelbimbó kellemetlen szagát. A növények számára ezek az enyhén mérgező vegyületek a túlélést jelenhetik, de kis mennyiségben fogyasztva valószínűleg az emberi szervezetet erősítik.
Ma már több vizsgálat is cáfolja a szabad gyökökkel kapcsolatos évtizedes hipotézist. Kiderült ugyanis, hogy ezek a molekulák a megfelelő mennyiségben fogyasztva nem megölnek minket, hanem védik az egészségünket. Azzal, hogy antioxidáns étrendkiegészítőkkel megpróbáljuk semlegesíteni őket, valószínűleg több kárt okozunk, mint hasznot.
Az az elképzelés, hogy az oxidatív stresszt okozó molekulák mindig ártalmasak "erős leegyszerűsítés" - állítja Toren Finkel, molekuláris biológus. "Az oxidánsok a stressz legősibb hírvivői lehetnek a sejtjeinkben, márpedig a stressz - mint kiderült - kis mennyiségben valószínűleg kifejezetten jót tesz a szervezetnek."
Bár a kérdés messze nincs eldöntve, vannak komoly tudósok, akik az egészséget az emberek, a növények és a környezet közötti interakciók melléktermékének tekintik. A növények túlélésért folytatott harcából, amit a kórokozók, a legelő állatok, a hőség és a szárazság ellen vívnak, mi, emberek is profitálhatunk.
A 20. század közepe táján, mikor a modern orvostudománynak sikerült megfékeznie a fertőző betegségeket, a tudósok egy részének érdeklődése az öregedéssel összefüggő degeneratív betegségek felé fordult. Azon belül is a molekuláknak azon csoportja felé, amelyeket "reaktív oxigén fajtáknak" (angol rövidítés ROS) neveznek. Ezek olyan anyagok, amelyek károsíthatják a DNS-t. Degeneratív betegségekben, például rákban vagy a szív- és érrendszeri betegségekben szenvedőknél gyakran kimutatható az "oxidatív stressz", amiből arra következtettek, hogy a ROS felgyorsítja a betegséget.
Azonban furcsa mód a mitokondriumok, a sejtjeink energiatermelő üzemei, természetes módon bocsátanak ki ROS-t. Vagyis úgy tűnt, hogy a degeneratív betegségek részben a saját anyagcsere működésünk következményei: a mitokondriumaink "elégetik" az üzemanyagot, kibocsátják ezt a mérgező égésterméket, és ezzel óhatatlanul határt szabnak az életünknek. Legalábbis ez volt a munkahipotézis
Miből ered az antioxidánsok védőhatásának elképzelése?
Az oxidációs veszély leküzdésére a szervezetünk antioxidánsokat, például glutation molekulát termel. Mikor a kutatók blokkolták a rágcsálók azon képességét, hogy ilyen antioxidáns molekulákat termeljenek, az élettartamuk csökkent. Embereknél pedig azt figyelték meg, hogy akik sok vitamindús gyümölcsöt és zöldséget fogyasztottak, azok egészségesebbek voltak. Ugyanez volt a helyzet azoknál, akiknek a vérében magasabb volt a C és az E vitamin szintje.
Kémcsőben a vitaminok valóban erős antioxidáns hatást mutattak. Így aztán az öregedés és a betegség ROS-elmélete széles körben elterjedt. Ahogy az is, hogy az öregedés úgy lassítható, ha antioxidáns tablettákkal semlegesítjük a szabadgyököket. Ez alapozta meg az Egyesült Államokban a mára már évi 23 milliárd dolláros étrendkiegészítő bizniszt.
Miért termelünk szabad gyököket, ha az olyan káros?
De ha ezek a reaktív oxigén fajok olyan károsak, kérdezte néhány kutató - és ha a mi sejtjeink felépítése nagyjából ugyanolyan, mint 1 milliárd évvel ezelőtt - akkor az evolúció miért nem oldotta meg ezt a problémát? A kutatók azt is megfigyelték, hogy az állatok esetében a mozgás és a kalóriacsökkentés meghosszabbítja az életüket. Holott mindkettő növeli az ROS szintjét. Az öregedés ROS modellje szerint azoknak az állatoknak, akik mozogtak és koplaltak, hamarabb kellett volna meghalniuk. Ők azonban tovább éltek. Michael Ristow anyagcsere kutató szerint ez olyan ellentmondás, amit muszáj feloldani. Gilisztáknál azt figyelte meg, hogy ezeknek az állítólag mérgező reaktív oxigén fajtáknak a semlegesítése csökkenti a giliszták élettartamát, úgyhogy elhatározta, hogy embereken is elvégez egy hasonló vizsgálatot.
39 férfi önkéntest arra kért, hogy pár hétig rendszeresen sportoljanak. A vizsgálati személyek fele az edzések előtt vitaminokat szedett. A 2009-ben publikált eredmény nagy visszhangot keltett nemcsak a testmozgás fiziológiájával foglalkozók körében, hanem azon kívül is. Ugyanis az derült ki, hogy azoknál a vizsgálati személyeknél, akik edzés előtt nagy dózisú C és E vitamint szedtek, azoknak semmilyen előnyös hatással nem járt a mozgás.
Az izmaik nem lettek erősebbek; az inzulinérzékenységük, ami a metabolikus egészség fontos mutatója, nem javult; a természetes antioxidánsok, például a glutation szintje nem lett magasabb a szervezetükben.
A mozgás gyorsítja az üzemanyag elégetését a sejtekben. Ha kocogás után megvizsgáljuk az ember izmait, akkor azt fogjuk tapasztalni, hogy megnő bennük az állítólag veszélyes ROS, a sejtek kohói, a mitokondriumok által kibocsátott égéstermék szintje. Ha ugyanezeket az izmokat később újra megnézzük, akkor kiderül, hogy a ROS eltűnt belőlük, keletkezett viszont helyettük nagy mennyiségű természetes antioxidáns. Ennek az az oka, hogy a sportolással együtt járó oxidatív stresszre az izomsejtek természetes antioxidánsok termelésével reagálnak. Ez a fokozott antioxidáns termelődés, amelyre a mozgás okozta oxidációs veszély elhárítása miatt van szükség, immár védi a szervezetet a környezetből jövő más oxidációs veszélyektől is.
Ristow azt figyelte meg, hogy a ROS-dogma állításával ellentétben, a sportolás közben az ROS által továbbított stressz-jelzések elengedhetetlenül szükségesek voltak a mitokondriumok és nekik otthont adó sejtek közti kommunikáció szempontjából. Vagyis, mondja, ha meg akarjuk őrizni az egészségünket, akkor nem semlegesíteni kell az ROS-t, hanem inkább fokozni annak termelődését, mégpedig oly módon, ahogy ez sportolás közben történik. Ezzel ugyanis serkenthetjük a természetes antioxidánsok termelődését, javíthatjuk az inzulinérzékenységünket és a testünk rugalmasságát.
Azt is tudjuk már, hogy az antioxidánsok szedése aktív rákos folyamat alatt kifejezetten árt, mert a szervezet szabadgyökökkel támadja, azaz támadná a ráksejteket. Ami jó megelőzésre, az nem jó kezelésre. Erre is jó példa a szulforafán, ami kifejezetten rákellenes, pedig szabad gyököket szabadít fel.
Ami nem öl meg, az megerősít
Ristow ezt a jelenséget "mitohormézisnek" nevezi. A "hormézis" kifejezés a toxikológiából származik (a "mito" előtag pedig a mitokondriumra utal). A dolog lényege az a megfigyelés, hogy bizonyos toxikusnak tekintett hatásoknak való rövid ideig tartó kitettség paradox módon javíthatja az egészségünket. Kiderült például, hogy egészen kis dózisban az egyébként rákkeltő hatású röntgen-sugárzás meghosszabbítja bizonyos rovarok élettartamát.
A hormézis jelensége legkönnyebben a sportolás kapcsán ragadható meg. Ha túl sok súlyt emelünk, vagy túl sokat futunk, akkor egy idő után elkopnak az izmaink, és károsodnak az inaink. De ha kevesebb súlyt emelünk, és hetente csak néhányszor megyünk el futni, akkor az izmaink és a csontjaink megerősödnek.
Kutatásai során Ristow azt tapasztalta, hogy a vitaminpótlás azáltal, hogy kikapcsolja a ROS-jelzéseket, megakadályozza a szervezet erősödését. Paradox módon (túl sok) antioxidáns szedésével az ember gyengíti a testét.
Vitaminokra szükségünk van, hogy egészségesek maradjunk. Úgyhogy, aki vitaminhiányos, az jól teszi, ha szed vitaminokat. A C-vitamin hiánya például skorbutot okoz, mégpedig azáltal, hogy a kötőszövetek nem fognak eleget tartalmazni egy kollagén nevű fehérjéből. A C-vitamin ugyanis egyebek mellett a kollagén szintézist is segíti.
A vitaminok legfontosabb szerepe Ristow és mások szerint nem az, hogy antioxidánsokként működnek. Ahogy a zöldségek és a gyümölcsök fogyasztása sem azért egészséges, mert sok antioxidánst tartalmaznak. De akkor miért?
Mark Mattson kutató évek óta azt vizsgálja, hogy a növényi vegyületek, más néven fitokemikáliák hogyan hatnak a sejtjeinkre. Hosszú ideig azt feltételezték, hogy a vitaminokhoz hasonlóan a fitokemikáliák is közvetlenül antioxidáns hatásúak. Mattson és társai azonban úgy vélik, hogy a sportoláshoz hasonlóan a fitokemikáliák is stresszt okoznak a szervezetünkben, amelyből végül megerősödve jövünk ki.
A növények, magyarázza Mattson, kifejlesztettek magukban egy sor olyan vegyi anyagot, amelyekkel védekezni tudnak. Ezeknek egy részét mindenki jól ismeri. A nikotin, amiért a dohányt sokan szeretik, védi a növényt a rovarok ellen, ugyanezt teszi a babban található lektin. A fokhagyma umami-szerű ízét az allicin adja, ami egy erős gombaölő hatású vegyület. Ezek az ún. "antitápanyagok" részben azért alakultak ki az evolúció során, hogy távol tartsák a potenciális fogyasztókat, például minket.
Mattson és kollégái azt mondják, hogy ezeket a növényi "bio-rovarirtókat" a szervezetünk enyhén mérgezőnek érzékeli őket, amire egy ősi méregtelenítő eljárással reagál, abból a célból, hogy lebontsa és kimossa őket a testünkből.
Gondoljunk a fiatal brokkoli hajtásra. Ahogy más keresztesvirágú növények, ezek is tartalmaznak egy szulforafán nevű "antitápanyagot". Mivel a szulforafán egy enyhén oxidatív hatású vegyület, az oxidálószerekkel kapcsolatos hagyományos elképzelés szerint kerülnünk kellene a fogyasztásukat.
A szulforafán a véráramba kerülve olyan géneket aktivál, amelyek antioxidánsokat termelnek, valamint enzimeket, amelyek lebontják a mérgező anyagokat, kimossák a szervezetből a nehézfémeket, illetve olyan folyamatokat indítanak el, amelyek serkentik a tumorszupressziót.
Elméletileg tehát az után, hogy az ember a vacsorája elfogyasztása közben kapcsolatba kerül ezzel az antitápanyaggal, a szervezete jobban fel lesz készülve a testén belüli és a testén kívüli toxikus, oxidatív hatásokra, az immunrendszerét érő támadásokra, és más olyan kihívásokra, amelyek különben károsíthatnák az egészségét. Vagyis a genomunkat ily módon trenírozva a szulforafán növelheti a betegségekkel szembeni ellenállóképességünket.
A szabadgyökök és az oxidatív stressz magas szintje általában jellemző az olyan betegségek esetében, mint a rák és a demencia, de Mattson szerint a működési zavar valószínűleg már korábban kialakult, amikor is a szervezet egyre kevésé volt képes természetes antioxidánsokat termelni.
A sztresszhiány megbetegít
Mattson ezt "inaktivitás" szindrómának nevezi, amikor is hormetikus stressz - vagyis a mozgás és növényi antitápanyagok krónikus hiányában "a sejtek eltunyulnak". "A belső védekező rendszerük alulszabályozottá válik" - mondja. Az anyagcsere elkezd rosszabbul működni, kialakul az inzulinrezisztencia, és az ember egyre kevésbé képes megbirkózni az oxidációs veszélyekkel. Semmi nem úgy működik már, ahogy kellene, ez pedig megágyaz a degeneratív betegségek kialakulásának.
A kutatás eredménye implicit módon újabb vádbeszéd a nyugati étrend ellen. Az erősen finomított ételek fogyasztása ugyanis nemcsak túlzott kalória bevitelhez vezet, az is a baj velük, hogy nem tartalmazzák a növényvilágból érkező hasznos jelzéseket, "amelyek rendszeresen kihívások elé állítják a szervezetet" - mondja Mattson. "Ideális esetben ugyanis ezek a jelzések kondicionálják a sejteket, ami segít megelőzni a betegségek kialakulását".
A Harvard kutatója, David Sinclair és kollégája, Konrad Howitz xenohormézisnek nevezi, amikor is az egyik élőlény a másik stressz szintjéből húz hasznot. Sok növényi tápanyag ugyanazt a hosszú élethez kapcsolható néhány sejtválaszt váltja ki az élő szervezetekből az élesztőgombáktól kezdve egészen az emberig.
Sinclair a természetes fehérjék egy másik csoportját, a szirtuinokat is tanulmányozta, amelyek ugyancsak szerepet játszanak az egészség megőrzésében. Ezek termelődését a mozgás segíti, valamint egy rezveratrolnak nevezett molekula, amely megtalálható például a szőlő héjában, de más növényekben is.
Ezek nem mind antitápanyagok, mondja. A növények akkor termelik ezeket az anyagokat, amikor valamilyen stressz éri őket, ami további alkalmazkodást igényel tőlük egy konkrét veszélyhez, amilyen például az aszály, valamilyen rovar által terjesztett fertőzés, esetleg a napból jövő túl erős ultraibolya sugárzás.
A növényevő állatok számára a stresszvegyületek fontos információval szolgálnak a környezeti viszonyokról, ezért valószínűleg evolúciós előnyt jelentett a számukra, ha képesek voltak fogni ezeket a növények által kibocsátott jeleket - magyarázza Sinclair. Lehetővé tette, hogy felkészüljenek a katasztrófahelyzetre.
A modern mezőgazdaság azonban rovarirtók alkalmazásával és bőséges öntözéssel védi a növényeket a stressztől, így manapság a gyümölcsök és zöldségek alig bocsátanak ki xenohormetikus jeleket. "Én csak olyan növényeket fogyasztok, amelyeket nem védtek meg a stressztől" - állítja Sinclair. "Az organikus termelés jó kiindulópont ehhez. Szeretem a minél színesebb növényeket, mert azok több ilyen molekulát bocsátanak ki." Vannak, akik szerint részben a xenohormézis a magyarázata annak, hogy miért olyan egészséges a mediterrán étrend. Az ugyanis sok olívabogyót, olíva olajat és dióféléket tartalmaz, amelyek forró, száraz és stresszes környezetben teremnek. Ha olyan növényeket fogyasztunk, amelyeknek harcolniuk kellett a túlélésért, akkor mi is ellenállóbbak leszünk.
Philip Hooper, a Colorado Egyetem Anschutz Medical Campusának endokrinológusa rámutat, hogy a növények és az állatok együttélése gyakran szimbiotikus, vagyis oda-vissza kommunikálnak egymással. Ezt "igazi kölcsönösség jellemzi. És ennek a szimbiózisnak mi is részesei vagyunk."
Még vannak hiányzó láncszemek
Bár a xenohormézis kifejezetten tetszetős elképzelés, az elmélet egyelőre nem bizonyított. Barry Halliwell biokémikus és antioxidáns specialista szerint a hormetikus és xenohormetikus elképzelés hihető, de attól még nem biztos, hogy igaz. Szerinte egy-két vegyületet ragadnak ki, holott a növények rengeteg, egymással kölcsönhatásban lévő vegyületet is termelnek, amit ráadásul a bélbaktériumok is átalakítanak. Ki tudja, hol van a lényeges hatás. Ami a laborban működik, az az életben nem biztos. A rezveratrollal végzett humán vizsgálatok például nagyon ellentmondásos eredményekre vezettek.
Akárhogy is van, a xenohermézissel kapcsolatos kutatások arra mindenképpen felhívják a figyelmet, hogy a gének fontosak, de az egészség nagyrészt azon múlik, hogy a megfelelő gének lépnek-e működésbe a megfelelő időpontban. Ha a genomunk a zongora, a génjeink pedig a billentyűk, akkor az egészségünk a dal, amit a zongorán játszunk. A hormézis tudománya a stressz edzőhatását kutatja, és táppontokat adhat ahhoz, hogy milyen típusú dalt kéne játszanunk. Kondicionáljuk a testünket rendszeres mozgással, és tegyük ki a sejtjeinket időszakos stresszhatásnak azzal, hogy minimálisan feldolgozott, növény alapú ételeket fogyasztunk.