Auto / Motor

De heilzame werkingen van anti-oxidanten in onze voeding kan
het ontstaan van hart- en vaatziekten en sommige vormen van kanker tegengan.

De meeste onderzoeken wijzen in de richting dat anti-oxidanten zeer waarschijnlijk een rol spelen bij het voorkomen van allerhande ziekten.

Om de rol van anti-oxidanten in ons lichaam goed te kunnen begrijpen is meer kennis nodig over het oxidatieproces en de gevolgen daarvan.

Oxidatie

Oxidatie is een chemisch proces dat in gang kan worden gezet door diverse factoren waarvan zuurstof er één van is. Eigenlijk gaat het om een potentiaalverschil dat ontstaat door bijvoorbeeld warmte, UV-licht, elektrische lading, zuurstof, enz. Indien oxidatie snel en met vergaande degradatie van de beginstof gepaard gaat, wordt over verbranding gesproken. Na verbranding blijven meestal eenvoudige stoffen over zoals kooldioxide en water. Verloopt het proces langzaam dan wordt de term oxidatie gebruikt. In vergelijking met verbranding blijven vrijwel altijd moleculen over die enigszins lijken op de uitgangsstof. De chemische en fysische eigenschappen zijn meestal wel volledig veranderd. Een voorbeeld: de verbranding van ethanol (alcohol) levert kooldioxide en water op, als ethanol wordt geoxideerd ontstaat azijnzuur en water! Er zijn veel verschillende oxidatiereacties; de bekendste is ongetwijfeld de oxidatie van ijzer: roest. Maar niet alleen ijzer is onderhevig aan de destructieve werking, van zuurstof ook vetten en oliën worden door zuurstof aangetast; we zeggen dan dat het vet of de olie ranzig is geworden. Welbeschouwd is zuurstof een erg reactief molecuul. Chemisch is dat te verklaren doordat zuurstof steeds de neiging heeft elektronen van andere moleculen te stelen. Het zuurstofatoom is een erg instabiel atoom. Welke gevolgen dat heeft blijkt hieronder.

Oxidatie

Soms zijn oxidatiereacties absoluut noodzakelijk voor de instandhouding van onze gezondheid. We gebruiken bijvoorbeeld zuurstof om ons voedsel te oxideren zodat we daar de benodigde energie uit kunnen halen. De benodigde zuurstof ademen we constant in via de longen. Speciale onderdelen van de cel (mitochondriën) gebruiken de zuurstof om energie vrij te maken uit ingewikkelde moleculen (bijvoorbeeld suikers), die we via het voedsel binnen gekregen hebben. De vrijgekomen energie wordt in een speciaal molecuul opgeslagen: het ATP (adenosinetrifosfaat). Dit molecuul kan snel door de cel verplaatst worden en daar waar energie nodig is wordt ATP omgezet tot ADP waarbij de opgeslagen energie weer vrijkomt. ATP functioneert dus als een accu voor de cel.

Een ander voorbeeld waaruit de onmisbaarheid van zuurstof blijkt vinden we bij het afweersysteem (fagocytose). Speciale cellen van het afweersystemen ruimen indringers op. Daarbij wordt waterstofperoxide gemaakt. Waterstofperoxide heeft een ontsmettende werking en doodt de schadelijke indringers. Nog een ander voorbeeld waaruit blijkt hoe onmisbaar zuurstof voor de mens is: het zogenaamde MFO systeem. De afkorting MFO staat voor Mixed Function Oxydase. MFO is een systeem in de lever dat tot taak heeft giftige stoffen om te zetten in niet giftige stoffen. Daarbij zijn honderden verschillende enzymen betrokken en speelt zuurstof een centrale rol. Ook bij de bloeddrukregulatie zijn oxidatie reacties nodig om dit proces goed te laten verlopen. In het lichaam zijn nog wel meer voorbeelden te vinden waarbij zuurstof een onmisbare rol vervult.

De keerzijde van de medaille
Maar lang niet altijd zijn oxidatiereacties gewenst. De reden van deze impopulariteit zijn de zogenaamde vrije radicalen. Vrije radicalen hebben de vervelende eigenschap met erg veel stoffen te reageren en om te zetten in schadelijke stoffen voor het lichaam. Vrije radicalen kunnen schade berokkenen aan eiwitten, nuttige vetten en zelfs ons erfelijk materiaal is niet veilig voor de vernietigende werking van vrije radicalen.

De vrije radicalen, die ontstaan als gevolg van oxidatiereacties in ons lichaam, hebben hetzelfde effect als een rotte appel in de mand: er volgt een kettingreactie waarbij het schadelijke effect over gaat van het ene molecuul op het andere. Dat verklaart de enorme schade die vrije radicalen kunnen aanrichten. Om goed te kunnen begrijpen hoe vrije radicalen ontstaan is het belangrijk eens goed naar het zuurstofmolecuul te kijken. Het zuurstofmolecuul is opgebouwd uit twee zuurstofatomen. We hadden al gezien dat een zuurstofatoom erg instabiel is door het elektronen tekort. Een zuurstofatoom zal steeds proberen dit tekort aan te vullen door ergens anders elektronen te jatten. Het zuurstofatoom is zo instabiel dat het in deze vorm niet kan bestaan. Een iets stabielere vorm is het zuurstofmolecuul (O₂) dat bestaat uit twee zuurstofatomen. Weliswaar komt het dan vier elektronen tekort, maar door de elektronen te paren vormt het een redelijk stabiel molecuul. Soms paren de elektronen niet volledig en blijft één elektron alleen zitten. Het vrije radicaal is geboren (O^2-). Het vrije radicaal reageert net zoals het zuurstofatoom en probeert overal elektronen weg te halen. Het vrije radicaal wordt ook wel het superoxide anion (SOA) genoemd en komt in vrijwel elke cel voor. Het SOA is zó reactief dat het maar een kort zelfstandig leven kent namelijk 0.0000000001 sec.! In die tijd vult het vrije radicaal het elektron aan, gevolg is dat het molecuul weer een elektron tekort komt: er ontstaat een kettingreactie want het molecuul dat een elektronentekort heeft zal ook weer ergens anders het elektronentekort aanvullen. Kortom: het ene gat wordt met het andere gevuld. Net zolang totdat een anti-oxidant de kettingreactie stopt!

Zuurstof heeft dus twee gezichten: een onmisbare functie en een erg schadelijke kant doordat het zo graag elektronen steelt en daardoor allerlei stoffen in het lichaam verandert.

De schade door radicalen

Voordat we beter gaan kijken naar anti-oxidanten kijken we nog even naar de schadelijke effecten van vrije radicalen in ons lichaam. De bekendste schade is de zogenaamde lipide-peroxidatie. Onverzadigde vetzuren vervullen allerlei belangrijke functies in ons lichaam. Door het onverzadigde karakter zijn dit type vetzuren erg gevoelig voor reacties met zuurstof. Er ontstaan veranderde vetzuren (de zogenaamde trans-vetzuren) die nadelige eigenschappen voor onze gezondheid hebben. Het vervelende is dat de oxidatie niet beperkt blijft tot één molecuul, maar zich als de bekende kettingreactie verplaatst waardoor de schade erg snel toeneemt. Vrije radicalen tasten niet alleen de onverzadigde vetten aan, ook ons erfelijk materiaal (DNA) ondervindt schade. Als we echt pech hebben dan vindt de oxidatie plaats in belangrijke cellen waardoor kanker zou kunnen ontstaan.

Ook celmembranen kunnen beschadigd raken door oxidatie van de vetzuren in het membraan. Nog een ander voorbeeld van de schaduwzijde van oxidatie in ons lichaam is de oxidatie van cholesterol. Hierdoor ontstaat het oxy-cholesterol dat gemakkelijk aan de wanden van onze bloedvaten blijft plakken. Gebleken is dat cholesterol dient als een soort noodrem om de vrije radicaal-kettingreactie te stoppen! We moeten er dus voor zorgen dat de noodrem niet gebruikt hoeft te worden.

Er zijn nog veel meer schades in het lichaam bekend als gevolg van ongewenste oxidatie. Een belangrijk voorbeeld is de schade aan eiwitten als gevolg van oxidatie. Met name eiwitten en enzymen die de aminozuren methionine en/of cysteïne bevatten zijn gevoelig voor oxidatieschade. Bekend voorbeeld is een enzym dat in onze longen voorkomt en van invloed is op de elasticiteit van de longen. Aantasting van dit enzym zorgt ervoor dat op den duur de elasticiteit van de longen terugloopt. In extreme gevallen leidt dat tot longemfyseem.
Het uiteindelijk gevolg van de vernietigende werking van vrije radicalen is schade aan allerlei moleculen in mens en dier. Een aantal ziekten die kunnen ontstaan door de vrije radicalen is bekend. Cataract (staar) of schade aan aders kan het gevolg zijn. Vrije radicalen kunnen onschadelijk gemaakt worden door anti-oxidanten. We kennen twee typen anti-oxidanten:
1) anti-oxidant enzymen
2) nutritieve anti-oxidanten

Oxidatie kan schade aan richten in een cel. Afhankelijk van welk orgaan de oxidatie schade optreedt kunnen een aantal ziekten optreden. Genoemde anti-oxidanten kunnen het proces tijdig stoppen zodat genoemde ziekten niet op zullen treden. (Afkortingen: curcum-=curcumine; flavon=flavonoïde; vit=vitamine).klik op de afbeelding voor een grotere versie

Anti-oxidant enzymen

Bij de bestrijding van vrije radicalen maakt het lichaam onder andere gebruik van een aantal enzymen. De bekendste is het superoxide-dismutase (SOD). Dit enzym wordt in cellen gemaakt en heeft daar ook de belangrijkste taak. In de cel vindt veel oxidatie plaats in de mitochondriën (energiecentrales van de cel). Als een soort bijproduct ontstaan ook veel vrije radicalen. Het SOD kan de vrije radicalen direct bij de bron aanpakken en zet deze om in waterstofperoxide. Het waterstofperoxide is ook niet geheel onschadelijk en wordt weer afgebroken door het enzym katalase. Kenmerk van een enzym is dat het fungeert als een soort tussenstap waarbij het zelf niet verbruikt wordt. Met andere woorden: een enzym kan duizenden vrije radicalen onschadelijk maken. Er zijn verschillende soorten SOD zoals het koper-zink SOD en het mangaan-SOD.

De eerste verdedigingslinie tegen vrije radicalen wordt dus gevormd door dit soort anti-oxidant enzymen. Mocht dit niet voldoende zijn of aan de aandacht van de enzymen ontglippen dan volgt een tweede barrière van anti-oxidanten de zogenaamde nutritieve anti-oxidanten.

Nutritieve anti-oxidanten

Dit zijn anti-oxidanten die we via het voedsel binnen krijgen. Een anti-oxidant is een stofje dat gemakkelijk een elektron kan afstaan. Zodoende wordt de kettingreactie gestopt doordat het elektronentekort wordt opgeheven (het gat wordt gevuld). Een andere belangrijke eigenschap van een goede anti-oxidant moet zijn dat het anti-oxidant zo dicht mogelijk bij het vrije radicaal kan komen. Met andere woorden de anti-oxidant moet in het medium waarin de vrije radicalen zitten, op kunnen lossen. Het wateroplosbaar vitamine C is een slechte anti-oxidant voor vrije radicalen die in oliën voorkomen. Voor waterige oplossingen kan vitamine C wel een goede anti-oxidant zijn, maar is bijvoorbeeld vitamine E een slechte anti-oxidant omdat deze niet in water oplost. Groot verschil met de enzym anti-oxidanten is dat nutritieve anti-oxidanten wel een verandering ondergaan en hun werking maar één keer kunnen verrichten. Er worden drie groepen nutritieve anti-oxidanten onderscheiden: mineralen, vitaminen en een groep met allerlei andere verbindingen die een anti-oxidant werking hebben.

Anti-oxidanten en de rol in ons lichaam

1 Beschermende werking tegen oxidatie van LDL (cholesterol verbinding).
2 Beschermen van de endotheelcellen waarmee onze aders bedekt zijn.
3 Voorkomen dat bloedplaatjes samenklonteren in ons lichaam.
4 Vertragen van de oxidatie stimulerende werking van stress hormonen (catecholamines).
5 Verminderen van de hoeveelheid vrije radicalen.
6 Bescherming van de beschadigende werking als gevolg van Diabetes type II.
7 Bescherming van beschadigingen als gevolg van het verouderingsproces.
8 Beschermende werking tegen de schadelijke effecten als gevolg van arthritis of Alzheimer.
9 Bescherming tegen degeneratieve processen in de hersenen die leiden tot Parkinson of Alzheimer.

De vitamine anti-oxidanten

Bekendste is ongetwijfeld vitamine C (ascorbinezuur). De anti-oxidant werking berust op het afstaan van waterstofatomen. Elk vitamine C molecuul kan twee vrije radicalen onschadelijk maken. Vitamine C is wateroplosbaar en werkt dus alleen goed in waterige milieus. Een variant die op vitamine C lijkt het zogenaamde ascorbylpalmitaat is vergelijkbaar met vitamine C, alleen lost deze goed op in vetachtige omgevingen en niet in waterige omgevingen. De andere bekende vitamine met anti-oxidant eigenschappen is vitamine E (tocoferolen). Vitamine E is een vetoplosbaar vitamine en beschermt dus vooral de vetzuren in het lichaam (anti-lipide oxidatie). De anti-oxidatieve werking is gelijk aan die van vitamine C.

Een andere waardevolle vitamine is provitamine A (bètacaroteen) waaruit het lichaam vitamine A kan maken. Men vermoedt dat provitamine A een belangrijke factor speelt in het voorkomen van sommige typen kanker. Ook de vitamines van het B-complex dragen hun steentje bij om de oxidatieve schade te beperken. Met name vitamine B2 is belangrijk omdat deze vitamine ertoe bijdraagt dat glutathion-reductase gevormd kan worden. Glutathion-reductase helpt geoxideerd glutathion te regenereren. Glutathion is een anti-oxidant en is ook nog eens in staat giftige stoffen te binden. Een belangrijke bescherming voor ons lichaam.

De minerale anti-oxidanten

Eigenlijk zijn de mineralen helemaal geen anti-oxidanten, maar belangrijk voor de stabilisatie van anti-oxidatieve enzymsystemen. De drie belangrijkste mineralen die een rol spelen bij het anti-oxidatie proces zijn: selenium, chroom en zink. Selenium is een onderdeel van het eerder genoemde glutathion-anti-oxidant systeem. Zonder selenium functioneert het enzym niet goed. Zink is belangrijk voor een goed functioneren van het SOD (superoxide dismutase). En ook chroom speelt een rol bij het voorkomen van oxidatie van cholesterol in het bloed.

intermezzo

Op weg naar onsterfelijkheid
Enkele maanden geleden wisten enkele Amerikaanse wetenschappers te melden dat wormen gevoed met anti-oxidanten anderhalf keer langer leefden dan wormen zonder het speciale dieet. Ook wormen die genetisch zodanig veranderd waren dat ze normaal veel korter zouden leven, waren geholpen met het anti-oxidant dieet. Ze bereikten ondanks de afwijking weer de gemiddelde normale leeftijd als de genetisch intacte wormen. Volgens de onderzoekers was dit de eerste keer dat aangetoond is dat anti-oxidanten verouderingsprocessen vertragen. Kortom: de worm is al op weg naar onsterfelijkheid!

einde intermezzo

Andere anti-oxidanten

Een bekende groep van stoffen met een anti-oxidatieve werking is de groep van de bioflavonoïden. Er zijn duizenden verschillende flavonoïden bekend. Enkele voorbeelden: flavonoïden in groene thee; afkomstig van de theeplant Camellia sinesis. Flavonoïden in citrus of soja. Elke groep heeft zijn eigen kenmerkende flavonoïden met ook specifieke werking. Bronnen van flavonoïden zijn citrusvruchten, tomaten, uien, groene thee, rode wijn, kool, peterselie, etc. De flavonoïden in wijn werden enkele jaren geleden zelfs wereldnieuws.

In 1991 werd de Franse paradox wereldnieuws door een reportage van een uur uitgezonden door CBS. De reportage ging over het verband tussen levensstijl en het aantal hart- en vaatziekten in Frankrijk. Ondanks dat de Fransen veel meer vet, eieren, vette sauzen enz. naar binnen werken dan Amerikanen is het aantal hart- en vaatziekten in Frankrijk 40% lager dan in de V.S. Het leek een paradox: veel vet eten en toch minder hart- en vaatziekten. De verklaring werd gevonden in een andere typisch Franse gewoonte: rode wijn drinken. De vraag was uiteraard wat de beschermende component was? Al snel kwam de groep van de bioflavonoïden om de hoek kijken. Tot de groep van bioflavonoïden behoren de proanthocyanides die ook bekend staan als goede anti-oxidanten. Bovendien bestaat het vermoeden dat bioflavonoïden de gladde spieren van aderen tot rust brengt.

De ophef was groot na de reportage en nog steeds duiken regelmatig berichten op van onderzoeken die de Franse paradox bevestigen maar soms ook niet bevestigen. Zoals zo vaak met dit soort onderzoeken is het de vraag hoe het onderzoek is uitgevoerd, daarover later meer. Definitief bewijs dat rode wijn de oorzaak is van het lagere aantal hart- en vaatziekten onder de Franse bevolking, laat nog wel even op zich wachten. Misschien maken de Fransen zich ook wel minder druk over allerlei aardse zaken en hebben ze de werking van bioflavonoïden minder nodig!?

Anthocyaniden

Andere stoffen die tot de groep van de bioflavonoïden behoren zijn de (al eerder genoemde) anthocyaniden. Anthocyaniden zijn vooral belangrijk bij de bescherming van de haarvaten. Bekend voorbeeld is pycnogenol dat veel in pijnbomen voorkomt. Pycnogenol is een wateroplosbaar anti-oxidant die zelfs een nog krachtiger anti-oxidant is dan vitamine C. Ook silymarine behoort tot de bioflavonoïden en komt van nature veel voor in Mariadistel. Ook quercetine en rutine beschermen het lichaam (met name de membranen) tegen oxidatieve schade.

Aminozuren

Ook enkele aminozuren bezitten een anti-oxidant werking met name methionine, cysteïne, tryptofaan en tyrosine. Het al eerder genoemde glutathion is opgebouwd uit drie aminozuren namelijk cysteïne, glycine en glutaminezuur. Co-enzym-Q10 (bekend van de reclame) heeft een functie als elektronentransporteur bij de energie overdracht van ingewikkelde moleculen, naar het energierijke molecuul ATP. Q10 bezit bovendien een anti-oxidatieve werking, dat komt erg mooi uit omdat als nevenproduct vaak vrije radicalen ontstaan tijdens de productie van ATP.

intermezzo

Schade door vrije radicalen veroorzaakt:
- Reactie van vrije radicalen met vet. Het vet wordt ranzig en wordt ook reactief door een elektronen tekort.
- Vrije radicalen reageren met eiwitten en DNA moleculen
- Vrije radicalen reageren met membraan componenten waardoor cellen niet meer goed hun stoffen kunnen aanvoeren en afvoeren.
- Vrije radicalen beschadigen de lysosomen. Lysosomen bevatten allerlei agressieve enzymen die in de cel veel schade aan kunne richten. Lysosomen zijn de chemische fabrieken van de cel.
- Ophoping van een pigment in cellen (lipofuscine) dat allerlei noodzakelijke chemische reacties in de cel hindert.

einde intermezzo

De schade blijft

Het is belangrijk te realiseren dat eenmaal geoxideerde voedingsbestanddelen of eiwitten in het lichaam niet meer "gedeoxideerd" (voor de chemici: gereduceerd) kunnen worden, door het toevoegen van anti-oxidant. Met andere woorden: eenmaal geoxideerd blijft geoxideerd. De consequentie is dat een anti-oxidant alleen schade door oxidatie kan voorkomen en niet schade kan herstellen zoals veel mensen foutief veronderstellen. Dus de ontstane schade blijft bestaan! Tot nu toe hebben we allerlei anti-oxidanten gezien die in het lichaam van nature voorkomen. Naast deze natuurlijke anti-oxidanten heeft de mens ook nog tal van kunstmatige anti-oxidanten ontwikkeld die vooral toepassing vinden in levensmiddelen. Zo moeten de anti-oxidanten die in boter worden gebruikt, er voor zorgen dat de vetzuren niet oxideren. De boter wordt dan ook niet ranzig.

Kunstmatige anti-oxidanten

Er is een hele waslijst van niet natuurlijke anti-oxidanten. Dat wil niet zeggen dat de natuurlijke anti-oxidanten niet kunstmatig gemaakt kunnen worden! Slechts enkele zijn in voedingswaren toegestaan. Het gaat om butyl hydroxy anisol (BHA; E320), butyl hydroxytolueen (BHT; E321 ), propylgallaat (PG; E310 ). Maar er zijn nog meer anti-oxidanten die in levensmiddelen gebruikt mogen worden. Ook zijn er een aantal stoffen die als synergist (1+1=3) gebruikt worden om de anti-oxidatieve werking van een anti-oxidant te versterken.

Veroudering

Hoeveel nodig?

De vraag is alleen hoeveel en welke anti-oxidanten moeten we tot ons nemen? Er zijn al diverse kunstmatige modellen in het leven geroepen, maar ze zeggen eigenlijk allemaal niet zoveel. Recente onderzoeken wijzen ook in de richting dat hoe meer anti-oxidanten we slikken hoe minder het lichaam zelf aan anti-oxidant werking gaat doen. Er zal een grens bestaan waarbij de goede eigenschappen van anti-oxidanten opwegen tegen de nadelige effecten.

Conclusie

Een suppletie van anti-oxidanten kan voor sommige mensen heilzaam werken . Bovendien is het raadzaam niet te kiezen voor één anti-oxidant maar voor zoveel mogelijk verschillende vanwege de mogelijk synergetische werking van anti-oxidanten. Het beste advies lijkt ook hier: eet met mate, maar gezond (groente en fruit) en gevarieerd.