Mechanizm działania RFT

Należy zwrócić uwagę, że RFT to nie to samo, co wolne rodniki. Reaktywne formy tlenu mogą występować pod postacią cząstek o charakterze wolnych rodników, jak np. rodnik hydroksylowy, nadtlenkowy czy anionorodnik dwutlenku węgla, ale mogą to być także utleniacze inne niż wolne rodniki, jak np. nadtlenek wodoru czy też ozon. Ponadto nie każda cząsteczka wolnego rodnika musi zawierać w swojej budowie tlen. Reaktywne formy tlenu mogą powstawać w enzymatycznych bądź nieenzymatycznych reakcjach organizmu. W reakcje enzymatyczne jest zaangażowany przede wszystkim łańcuch oddechowy, natomiast RFT mogą być także generowane w wyniku np. nieenzymatycznych reakcji tlenu. Skupiając się jednak wokół wolnych rodników, posiadają one jeden lub więcej niesparowany „wolny” elektron, co czyni je bardzo reaktywnymi. W związku z tym mogą wchodzić w reakcje z innymi cząsteczkami i niszczyć ich strukturę. Powstawanie wolnych rodników związane jest z mitochondrium, gdyż to właśnie w wyniku jego rozprzęgania wolne rodniki uwalniają się do organizmu, wywołując stres oksydacyjny. Z wolnymi rodnikami wiąże się także pojęcie reakcji Fentona, która przebiega następująco: H₂O₂ + Fe²⁺→ OH^•+ OH⁻+ Fe³⁺. Jest to reakcja syntezy rodnika hydroksylowego i jest o tyle ważna, że bierze w niej udział żelazo. Jak wiadomo, żelazo jest kluczowym mikroelementem potrzebnym do wytwarzania hemoglobiny i mioglobiny w naszym organizmie. Reakcja ta może prowadzić więc do mutacji DNA i nowotworów. Ponadto same wolne rodniki są także odpowiedzialne za przyspieszone procesy starzenia się, a ich obecność w organizmie może być wywołana nałogami, brakiem snu, czynnikami zewnętrznymi, takimi jak promieniowanie, stres, dieta prozapalna i wiele innych.

Potencjał antyoksydacyjny i metody jego oznaczania

Potencjał antyoksydacyjny, czy też aktywność przeciwutleniająca, to zdolność substancji do neutralizowania, wychwytywania lub przeciwdziałania reaktywności wolnych rodników. Dzięki aktywnemu działaniu takich substancji, jak np. antyoksydanty, wolne rodniki mogą zostać szybko zidentyfikowane, zanim zdążą wywołać jakąkolwiek szkodę w organizmie. Potencjał antyoksydacyjny można zbadać i potwierdzić laboratoryjnie z użyciem wielu metod. Najczęściej stosowanymi są metody oparte o proste mechanizmy reakcji chemicznych pomiędzy przeciwutleniaczami a wolnymi rodnikami. Należy do nich wiele metod chemicznych, w zależności od specyfiki zachodzących mechanizmów. Warto jednak pamiętać, że testy te dostarczają jedynie poglądowych informacji, gdyż nie są one pełnym odzwierciedleniem reakcji zachodzących w organizmach żywych.

Do wybranych metod można zaliczyć:

* ORAC, która polega na oznaczaniu zdolności absorpcji rodników tlenowych,

* TRAP, w której oznaczana jest zdolność do całkowitego zmiatania wolnych rodników,

* ABTS, czyli metoda oparta o pomiary z wykorzystaniem spektrofotometru, w której oznaczana jest zdolność antyoksydantów do neutralizacji specyficznego kationorodnika,

* DPPH, w której z wykorzystaniem tych samych metod oznacza się zdolność przeciwutleniaczy do neutralizacji konkretnego rodnika,

* FCR, czyli metoda oznaczania całkowitej zawartości antyoksydantów (przypisanej do konkretnego ugrupowania chemicznego),

* FRAP, w której oznacza się zdolność do redukcji jonów żelaza (III),

* CUPRAC, w której oznacza się zdolność do redukcji jonów miedzi (II),

* TOSC, czyli pomiar całkowitej zdolności do wychwytywania wolnych rodników tlenowych,

* wiele, wiele innych metod, np. z odbarwianiem.

Należy w tym miejscu także wspomnieć o metodach elektrochemicznych, które wykorzystują prąd powstający podczas reakcji elektrochemicznej tlenu na elektrodzie. Antyoksydanty, reagując z tlenem, w znaczny sposób wpływają na obniżenie natężenia prądu. Do najważniejszych elektrochemicznych technik pomiarowych można zaliczyć CV (woltamperometrię cykliczną) oraz DPV (woltamperometrię pulsową), które pozwalają wyznaczyć siłę działania przeciwutleniaczy z użyciem szklanej elektrody węglowej. Wykorzystuje się również metody chemiluminescencyjne oraz bazujące na spektroskopii elektronowej.

Metody oznaczania całkowitej zdolności przeciwutleniającej

Metody oznaczania całkowitej zdolności przeciwutleniającej można podzielić na: in vitro, in vivo oraz ex vivo. Badania in vitro opierają się na zdolności do neutralizowania wolnych rodników przez antyoksydanty. Reakcje te mogą zachodzić za pomocą różnych mechanizmów, jak np. HAT (przeniesienia atomu wodoru) czy ET (przeniesienia elektronu). Mogą one zachodzić równolegle, a zachodzenie konkretnego mechanizmu jest uwarunkowane rodzajem przeciwutleniacza, jego rozpuszczalności i energii wiązań.

Potencjał antyoksydacyjny w różnych produktach

Antyoksydanty są wykorzystywane w produktach spożywczych, m.in. w miodzie. Dbałość o zdrowie i przeciwdziałanie chorobom cywilizacyjnym skłania nas do poszukiwania naturalnych produktów, których lecznicze właściwości są uzależnione właśnie od potencjału antyoksydacyjnego. Do takich związków należą np. związki fenolowe, zawarte właśnie w miodzie, które odpowiadają za wspomaganie naturalnych mechanizmów obrony organizmu, jak np. zapobieganie szokom tlenowym. Warto także wspomnieć o roli miodu w walce z wieloma chorobami, np. układu krążenia, a także podkreślić rolę samych antyoksydantów w walce z nowotworami. Poza miodem wysoki wskaźnik aktywności przeciwutleniającej posiadają m.in. witaminy, kwasy, niektóre enzymy czy flawonoidy. W przypadku produktów spożywczych można wyróżnić kilka metod badań potencjału antyoksydacyjnego, które głównie oparte są o testy in vitro. W testach tych badana jest zdolność substancji do dezaktywacji wolnych rodników. Do oznaczania aktywności przeciwutleniających stosowane są dwie metody. Pierwsza z nich polega na redukcji jonów metali do metali o niższym stopniu utlenienia, a druga – na zmiataniu stabilnych rodników. Antyoksydanty występują także w olejach roślinnych, a ich potencjał antyoksydacyjny można zbadać m.in. za pomocą metody pomiaru zdolności absorpcji rodników tlenowych przez dany związek (wspomniana metoda ORAC). Pomiarów można dokonywać z wykorzystaniem sprzętu analitycznego, jak np. spoektrofluorymetru.

O przeciwutleniaczach można także usłyszeć w kontekście kosmetyków, gdzie znajdują one szerokie zastosowanie ze względu na opóźnianie zmian związanych ze starzeniem się skóry. Coraz częściej badaniu aktywności antyoksydacyjnej poddaje się wiele substancji wykorzystywanych w kosmetykach, takich jak: kwercetyna, koenzym Q10, witamina E i wiele innych. Przeciwutleniacze działają także przeciwzapalnie i nawilżająco, dzięki czemu są wykorzystywane w produktach do pielęgnacji twarzy. Aktywność antyoksydacyjną w kosmetykach również można określić, głównie z użyciem wspomnianej metody woltamperometrii cyklicznej i liniowej, a także metodami in vivo i ex vivo, które przeprowadza się najczęściej nieinwazyjnymi metodami instrumentalnymi, a które można też wykorzystać w badaniu samych właściwości przeciwstarzeniowych.