logo
FA 03/2020 Życie naukowe

Paulina Mozolewska

Kiedy wojna jest pokojem, czyli o drugim obliczu reaktywnych form tlenu

Mitochondrium,
Źródło: Wikipedia

Kto wie, do czego te bestie są zdolne. Aby się im nie dać, reklamy wmawiają nam, że musimy pić litry zielonej herbaty, jeść całe pola czerwonych winogron z Toskanii, a ucztę zwieńczyć łyknięciem jeszcze kilku suplementów o działaniu antyoksydacyjnym.

W naszym organizmie wciąż trwa jakaś walka. Możemy ją sobie wyobrazić jako mityczny spór pomiędzy dwoma przeciwnymi siłami. Takie historie konstruowane są tak, byśmy nie mieli wątpliwości, kim jest wróg, a komu należy kibicować. Opowiem o wojnie, w której pozory mogą zaburzyć naszą ocenę sytuacji. To będzie prawdziwie magiczna opowieść o związkach, których nie można zobaczyć i o siłach, które niełatwo poczuć.

Zacznijmy od prostego zadania pobudzającego zmysły. Spójrzmy na siebie w lustrze. O ile naszych twarzy nie zdobią teraz śmieszne miny, widzimy swoje ciało w statecznej i opanowanej pozie. Ten zewnętrzny spokój to tylko przykrywka. Wnętrze naszych ciał to wielkie pole bitewne, na którym ścierają się ze sobą tajemnicze siły. Zasady tej walki są nieco bardziej skomplikowane niż w klasycznej legendzie. Wybranie sprzymierzeńca nie jest prostym zadaniem, a decyzja może mieć ogromny wpływ na całą naszą przyszłość. Bardzo często kluczem do spokojnego, zdrowego życia jest podtrzymywanie walecznego ducha wśród wszystkich uczestników bitwy, aby wojna trwała w najlepsze. Naukowcy określają ten stan mianem homeostazy, czyli stabilnej równowagi pomiędzy procesami, które mają miejsce w naszym ciele. Warunkiem naszego dobrego samopoczucia jest tocząca się spokojna walka, a zwycięstwo jednej ze stron może się okazać niebezpieczne…

To jest wojna

Główni bohaterowie tej szczególnej opowieści to dwóch potężnych przeciwników. W jednym narożniku prezentują się reaktywne formy tlenu, znane szerszej publiczności jako wolne rodniki, w drugim enzymy antyoksydacyjne, których naturalnym powołaniem jest zwalczanie tych pierwszych.

Gdybym zapytała, czy wolne rodniki są dobre, czy złe, wielu czytelników zapewne powiedziałoby bez większego namysłu, że to najgorsze, co może człowieka spotkać. Codziennie natykamy się na reklamy produktów, które mają za zadanie zwalczać wolne rodniki, a do głowy wkładane są nam informacje o ich szkodliwości. Chciałabym tę tezę poddać weryfikacji. Aby zająć się tym tematem, warto najpierw zrozumieć, czym dokładnie są reaktywne formy tlenu, a tego nie można uczynić bez kilku słów wprowadzenia. Dla naszego życia tlen jest niezbędny, ale wiele organizmów radzi sobie całkiem dobrze bez niego, a dla niektórych jest wręcz śmiertelnym zagrożeniem.

W normalnych warunkach tlen stanowi 21% powietrza. Czy to wystarczająca ilość? Około dwudziestu lat temu pojawiła się teza, że wyższe stężenie tlenu mogłoby mieć na nas dobroczynny wpływ. W tych czasach bary tlenowe powstawały jak grzyby po deszczu i ludzie chętnie zażywali tlenowych inhalacji. Klienci takich miejsc nie brali pod uwagę, że niezbędny nam do życia tlen może być w jakikolwiek sposób niebezpieczny. Jednak pamiętajmy, że to dawka czyni truciznę i powiedzenie to dotyczy również tlenu. Jego zbyt wysokie stężenie może być bardzo niebezpieczne. W przyrodzie, podobnie jak w życiu, nie ma nic za darmo. Komfort oddychania tlenowego i wysokiej wydajności energetycznej organizmów tlenowych niesie ze sobą pewne efekty uboczne.

 

I tu powracamy do reaktywnych form tlenu, które są produktem ubocznym tlenowego oddychania komórkowego, czyli przemian mających na celu wytworzenie energii użytecznej metabolicznie w postaci cząsteczki ATP. Proces ten odbywa się na wewnętrznej błonie jednego z moich ulubionych elementów komórkowych, czyli mitochondriów. Mitochondria to organelle przyrównywane często do silników komórkowych. Poprzez przemiany zachodzące w ich strukturach wytwarzane są wysokoenergetyczne cząsteczki ATP, czyli nośniki energii pozwalające całemu mechanizmowi naszego ciała pracować.

Mitochondria jednak to również główne miejsce produkcji reaktywnych form tlenu. Są to cząsteczki, które posiadają niesparowany elektron i przez to są bardzo reaktywne. W praktyce oznacza to, że tak zbudowane molekuły chętnie przytulają się do innych podobnych do siebie, współdzieląc niesparowane elektrony. Niestety część tych uścisków może okazać się niebezpieczna i prowadzić do uszkadzania innych struktur komórkowych, białek, lipidów, cukrów czy kwasów nukleinowych.

Reaktywne formy tlenu produkowane podczas oddychania mogą wywierać na komórkę toksyczne efekty, jeśli jest ich za dużo. Takiego zagrożenia ewolucja nie pozostawiła bez odpowiedzi i zatrudniła do pomocy enzymy antyoksydacyjne. Te białka stoją w drugim narożniku i tylko czekają, aby obezwładnić przeciwnika. Innymi wrogami wolnych rodników mogą być ich nieenzymatyczni wrogowie, czyli witamina C, E czy A.

Zapiski z pola bitwy

Podsumujmy tę część historii. Reaktywne formy tlenu, produkowane przez mitochondria jako uboczne efekty oddychania, mogą uszkadzać elementy komórkowe, natomiast enzymy antyoksydacyjne wyłapują tych rozbójników i rozbrajają z oręża. Sprawa na pierwszy rzut oka wygląda bardzo przejrzyście. Zapewne większość czytelników bez chwili wahania opowie się po stronie dzielnych i walecznych enzymów. Takie spojrzenie będą również wspierały informacje płynące do nas z internetu czy telewizji, w których wolne rodniki odgrywają rolę wroga publicznego nr 1. Ten przekaz wskazuje, że przez nie się starzejemy, chorujemy na nowotwory i inne paskudztwa. Niektórzy mogliby je nawet zacząć obwiniać za nietolerancję glutenu czy syndrom niespokojnych nóg. Kto wie, do czego te bestie są zdolne. Aby się im nie dać, reklamy wmawiają nam, że musimy pić litry zielonej herbaty, jeść całe pola czerwonych winogron z Toskanii, a całą ucztę zwieńczyć łyknięciem jeszcze kilku suplementów o działaniu antyoksydacyjnym.

Fot . Paulina Mozolewska

Powoli, zaczekajcie chwilę, zanim zrobicie sobie krzywdę! Rzeczywiście walka z wolnymi rodnikami, rozumiana jako działanie zdrowotne, stała się dla wielu odpowiedzią na wszystkie bolączki. Niejedna osoba uzna to działanie za panaceum na całe zło świata, jednak jak to zazwyczaj bywa w realnym świecie, sprawa ma drugie dno, o którym niewiele się mówi. Czy jesteśmy absolutnie przekonani, że wolne rodniki to zło w czystej postaci i musimy robić wszystko, aby pozbyć się ich z naszych organizmów?

Reaktywne formy tlenu to cząsteczki o wielu obliczach i w zależności od punktu widzenia można im przypisać różny wpływ na organizm. Wolne rodniki mogą być niebezpieczne, jeśli jest ich za dużo. Przypisuje się im znaczenie w przebiegu wielu chorób nowotworowych czy neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera, Parkinsona i Huntingtona.

Niekontrolowany wzrost poziomu reaktywnych form tlenu może doprowadzić do stresu oksydacyjnego, który jest zazwyczaj postrzegany jako zjawisko negatywne. Rzeczywiście w sytuacji, kiedy enzymy antyoksydacyjne czy inne systemy obezwładniania wolnych rodników nie pracują wystarczająco wydajnie i nie radzą sobie z najazdem przeciwnika, reaktywne formy tlenu mogą być dla nas niebezpieczne.

Jednocześnie mało kto zastanawia się nad konsekwencjami pozbawienia nas reaktywnych form tlenu. W sytuacji równowagi, czyli kiedy jesteśmy zdrowi, wolne rodniki pełnią również wiele ważnych dla całego organizmu funkcji. To, co zostało wytworzone w jednej reakcji, bardzo często służy jako składowa w kolejnych procesach, chociażby w tworzeniu innych istotnych molekuł. Podobnie dzieje się z wolnymi rodnikami, których obecność jest warunkiem koniecznym dla innych przemian mających miejsce w komórce. Kolejnym zadaniem wolnych rodników jest odgrywanie roli posłańców, czyli funkcji sygnalizacyjnej wewnątrz i na zewnątrz komórki. W tym wypadku ich praca polega na przekazywaniu informacji reszcie organizmu. Reaktywne formy tlenu są również wykorzystywane przez system odpornościowy do walki z zagrażającymi nam patogenami. Ich rola to także regulacja apoptozy, czyli zaprogramowanej śmierci komórkowej, która jest zjawiskiem niezwykle ważnym, chociażby w zapobieganiu procesom nowotworzenia.

Autorka nagrodzona w XII konkursie FA „Skomplikowane i proste” z ministrem J . Gowinem i prof . J . Woźnickim Fot . Stefan Ciechan

Złoty środek

Czy to oznacza, że wolne rodniki są zbawienne dla naszego organizmu? Nie do końca, chociaż ich całkowity brak byłby dla nas stanem patologicznym i niebezpiecznym. Zdrowy człowiek, prowadzący odpowiedni styl życia, nie ma powodów do nadmiernych zmartwień. W takim przypadku najlepszym wyjściem jest utrzymywanie organizmu na bezpiecznym poziomie bojowości, czyli w sytuacji równowagi pomiędzy produkcją reaktywnych form tlenu a ich obezwładnianiem przez enzymy antyoksydacyjne. Kluczem dla tej homeostazy jest odpowiednia dieta, umiarkowana aktywność fizyczna i wystarczająca ilość snu. Dla człowieka niecierpiącego na żadne przewlekłe choroby tylko tyle wystarczy, aby utrzymać wolne rodniki na odpowiednim poziomie.

Najlepszym sposobem na zatrzymanie równowagi jest trzymanie się zasady złotego środka, kiedy mamy wszystkiego w sam raz. Apele, które skłaniają nas do radykalnych zmian stylu życia czy diety, obiecując magiczną ochronę przed wolnymi rodnikami, mogą przynieść więcej szkody niż pożytku. Nasze ciało doskonale radzi sobie z utrzymywaniem równowagi, więc w większości przypadków przyjmowanie suplementów diety nie będzie potrzebne. Jeśli jednak wciąż macie pewne zastrzeżenia i obawiacie się, że w konkretnym przypadku ten balans jest zaburzony, zanim podejmiecie jakiekolwiek decyzje, porozmawiajcie o tym z lekarzem.

Nie wierzycie? Sprawdźcie.

Wzbudziłam wątpliwości? Czy może wciąż obstajecie przy swoim? Pamiętajcie, aby wyrobić sobie opinię na dany temat, należy podejść do niego bardzo odpowiedzialnie. Tym bardziej, jeśli na szali leży zdrowie wasze lub bliskich. Nie musicie wierzyć nikomu na słowo, możecie sprawdzać źródła danych, oceniać ich jakość. Zachowajcie jednak w pamięci, że nie można być specjalistą od wszystkiego, dlatego również wasza ocena może być nie do końca trafiona. Dobrym pomysłem jest więc poleganie na autorytetach. Autorytetach, czyli wybitnych specjalistach, którzy poświęcili wiele lat życia na badanie danego tematu, a nie na internetowych szarlatanach. Niech o nauce mówi naukowiec, a o zdrowiu lekarz. W ocenie sytuacji nie poszukujcie jedynie argumentów potwierdzających wasze tezy, ale również tych, które starają się ją obalić. W ten sposób wciąż będziecie testować siłę swoich opinii i w porę się zorientujecie, jeśli są one mylne. Fakty nie boją się takich dyskusji. W zdecydowanej większości warunków najlepszym rozwiązaniem jest zachowanie zdrowego rozsądku i wybieranie złotego środka.

Cała opowieść jest oczywiście celowym uproszczeniem, a zabieg personifikacji cząsteczek i reakcji ma na celu ułatwienie czytania. Chciałabym jednak, aby czytelnicy mieli świadomość, że cząsteczki ze sobą reagują, a reaktywne formy tlenu w rzeczywistości nie mają cech charakteru.

Pozwolę sobie na krótkie podsumowanie. Będę bardzo zadowolona, jeśli zapamiętacie z tego artykułu chociaż jedną rzecz. Gdybym mogła wybierać, chciałabym, aby było to przekonanie, że prawdy naukowe są zazwyczaj bardziej skomplikowane, niż można by sądzić. Ich zrozumienie i kompleksowa ocena wymaga dużego zaangażowania i otwartości. Bywa, że należy zmierzyć się z faktami, które niekoniecznie muszą pozostawać w zgodności z naszymi opiniami, ale nie może to przekreślać ich racjonalności.

Wróć