Antioxidačná aktivita a metódy stanovenia antioxidačnej aktivity

Ich funkciou je spomaľovať alebo rušiť nežiaduce oxidačné reakcie už na intracelulárnej úrovni. Dokážu odstraňovať reaktívne formy kyslíka a iné voľné radikály, redukovať medziprodukty reťazových oxidačných zmien a tlmiť aktivitu endogénnych antioxidačných enzýmov. Fytonutriony majú vysoký oxidačno – redukčný potenciál.

Metódy stanovenia antioxidačnej aktivity

Antioxidačnú aktivitu látok môžeme meniť fyzikálnymi alebo chemickými metódami. Pri chemickej metóde môžeme použiť činidlá, ktoré vytvárajú s voľnými kyslíkovými radikálmi farebné produkty. Intenzita zafarbenia sa meria spektrofotometricky.

Základnou metódou stanovenia antioxidačnej aktivity je zhasovanie katiónu ABTS [2,2-azinobis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonát)]. Reakciou ABTS diamónnej soli s peroxodisíranom v pomere 2 : 1 sa pripraví radikálový katión. Vzniká modrozelený roztok, ktorého sfarbenie je merateľné pri 734nm. Výsledok antioxidačnej aktivity dosiahneme pridaním antioxidantov k zmesi, ktorá sa odfarbí a úbytok sfarbenia je úmerný antioxidačnej aktivite.

Pojem celková antioxidačná kapacita TAC (TotalAntioxidantCapacity) bol zavedený pre porovnanie antioxidačných účinkov rôznych zmesi látok. Najčastejšou metódou pre
stanovenie TAC je metóda TEAC (TroloxEquivalentAntioxidantCapacity), ktorá je vyjadrená pomerom antioxidačného účinku vzorky k 1,0 mmol/l roztoku Troloxu – vo vode rozpustného vitamínu E.

Pri meraní antioxidačnej kapacity sa tiež využíva metóda fluorescencie. Ak u antioxidantov meriame ich redukčnú schopnosť využívame metódy ORAC (OxygenRadicalAbsorbanceCapacity) alebo FRAP (FerricReductingAbilityofPlasma), ktoré sú na princípe redukčnej reakcie. Metódou FRAP redukujeme železité komplexy, ktoré sú bezfarebné a po redukcii vytvárajú fialové produkty, ktoré meriamespektrofotometricky pri 793nm vlnovej dĺžky.

Rozdelenie antioxidantov

Prirodzené antioxidanty sú látky, ktoré si človek dokáže vytvoriť sám alebo ich prijíma v potrave. Medzi prirodzené antioxidanty patria napríklad vitamíny.

Rozdelenie prirodzených antioxidantov:

Hydrofilné 

 - Intracelulárne
o Enzýmove (kataláza (CAT), peroxidázy, glutathionperoxidáza(GSHPx), superoxidizmutáza (SOD))
o Neenzýmové (glutathion (GSH))
‐ Extracelulárne
o Nízkomolekulárne (kyselina močová, kyselina askorbová, polyfenolické zlúčeniny, bilirubín)
o Vysokomolekulárne (albumín a bielkoviny obsahujúce –SH skupinu, hemopexin, ceruloplazmin, transferín, haptoglobín)

Lipofilné

Vitamín E (tokoferol)
‐ Vitamín A (retinol)
‐ Karotenoidy (karotén, lykopén)
‐ Ubichinol (koenzým Q10)
‐ Estrogény, Steroidy

Amorfné

- Melatonín
‐ Kyselina lipoová
‐ Fenolické zlúčeniny

Antioxidačné enzýmy

Enzýmy sa uplatňujú pri vzniku a premenách reaktívnych foriem kyslíka. Niektoré enzýmy sa uplatňujú pri vzniku voľných radikálov, ktoré bunky poškodzujú alebo naopak pri tvorbe voľných radikálov, ktoré sú pre bunku prospešné a nevyhnutné pre správnu funkciu organizmu napr. tvorba voľných radikálov v neutrofilnýchfagocytoch a iných fagocytujúcich bunkách, ktorými zabíjajú fagocytované mikroorganizmy. Veľkú skupiny enzýmov tvoria také, ktoré tvoria základ intracelulárnej antioxidačnej ochrany.

Do tejto skupiny antioxidantov patrí: glutatiónperoxidázu, superoxiddismutázu a kataláza. Enzymatické antioxidanty zabezpečujú a vytvárajú ochranu bunkovým zložkám a chránia organizmus pred tvorbou voľných radikálov. Je preukázané, že znižujú riziko a pomáhajú prevencii pri vzniku viac ako 30 chorobných procesov. Najznámejšie a najvážnejšie sú ochorenia ako: Parkinsonová choroba, Alzheimerové ochorenie a mnoho ďalších neurodegeneratívnych ochorení, ktoré sa spájajú s oxidačným stresom.

Pri kataláze a superoxiddismutáze predpokladáme, že poskytujú lepšiu ochranu proti masívnej akútnej oxidácii. Bolo preukázané, že kataláza a superoxiddismutáza sa musí dávkovať výhradne v malých dávkach, ktoré zabezpečia silné antioxidačné účinky. Dávkuje sa preto v malých dávkach, pretože sa tieto antioxidačné enzýmy rýchlo degradujú v tráviacom trakte a zle sa vstrebávajú. Je to preukázané na štúdiách a experimentoch na zdravých ľuďoch a zvieratách.

Superoxiddismutáza

Enzymatický antioxidant superoxiddismutáza vytvára prvotnú ochranu pred reaktívnymi formami kyslíka. Dosiahne to tak, že katalyzuje radikál superoxidu na peroxid vodíka a vodu. Superoxiddismutáza vo forme Cu-Zn superoxiddismutázy vyskytujúca sa v ľudských bunkách, kde má protizápalový účinok in vivo. Superoxiddismutáza sa nachádza vo vysokých koncentráciách v pľúcach a stenách krvných ciev.

Superoxiddismutáza spôsobuje aj uchovávanie oxidu dusnatého v organizme a zabraňuje hyperoxii pľúc, takže sa dá povedať, že ide o antioxidačný enzým, ktorý pomáha pri prevencií pľúcnych, kardiovaskulárnych a neurologických ochorení. Rozoznávame dva typy superoxiddismutázy:
• superoxiddismutáza s meďou a zinkom - Cu/ZN-SOD - chráni metabolické činnosti v cytoplazme
• superoxiddismutáza s mangánom - Mn-SOD - chráni mitochondrie, ktoré slúžia ako mikroelektrárne a uchovávajú genetické informácie bunky

Kataláza

Enzymatický antioxidant kataláza rozkladá peroxid vodíka na vodu a kyslík a tým vytvára druhotnú ochranu, ktorá sa týka reaktívnej formy kyslíka.  Inými slovami sa dá povedať, že kataláza chráni hemoglobín pred peroxidom vodíka, ktorý sa vytvára v erytrocytoch. Kataláza ako antioxidačný enzým je veľmi potrebný pri mutagenéze, zápale, prevencii apoptózy a stimulácií nádorových ochorení. Kataláza v tele má najvyššiu aktivitu v pečeni, v pľúcach a v erytrocytoch.