Vandenilio Peroksido Skaidymas Organizme: Reikšmė, Mitai ir Specialistų Nuomonė

Kartą teko stebėti, kaip vyriškis vaistinėje vienu ypu įsigijo apie 40 buteliukų vandenilio peroksido. Iškilo klausimas - kam tiek daug? Lyg patenkindamas stovėjusių eilėje smalsumą, vyriškis ramiu tonu paatviravo: „Nėra geresnio vaisto už vandenilio peroksidą. Nuo visų ligų.“ Iškilo dar daugiau klausimų.

Pavyzdžiui, nuo kada vandenilio peroksidas yra geriamas? Kodėl kai kurie žmonės mano, jog jis apsaugo nuo visų ligų? Kokios tos ligos, kurias stebuklingasis tirpalas gali įveikti? Ir galiausiai - ką gi tuo klausimu pasisako sveikatos specialistai ar pasaulinės sveikatos institucijos?

Vandenilio peroksidas (H2O2) - bespalvis, bekvapis skystis. Vandenilio peroksido molekulė susideda iš dviejų vandenilio ir dviejų deguonies atomų. Veikiant tokiems išorės faktoriams, kaip šviesa, temperatūra, kitos cheminės medžiagos, vandenilio peroksidas greitai chemiškai skyla į vandenį ir deguonį. Kas gali būti nekalčiau, sakysite?

Tačiau deguonies atomas, pasirodo, atpalaiduojamas kaip labai reaktyvus laisvasis deguonies radikalas. Būtent laisvasis deguonies radikalas lemia įvairiose srityse panaudojamas vandenilio peroksido savybes. Štai 3 proc. vandenilio peroksido tirpalas išoriškai naudojamas medicinoje ir kosmetologijoje. 6-10 proc. tirpalas naudojamas plaukams šviesinti.

Vandenilio peroksido populiarumo ištakos

Pasižvalgius po įvairius šaltinius, sunku pasakyti, kada tiksliai viskas prasidėjo ir kodėl. Vienas iš galimų variantų nukelia mus į 1920 metus. Anglų medicinos žurnalas Lancet tuomet aprašė, kaip intraveninės vandenilio peroksido infuzijos buvo sėkmingai pritaikytos gydyti pneumoniją Pirmojo pasaulinio karo metu.

Vėliau, 1940 metais, apie alternatyvų vandenilio peroksido panaudojimą pradėjo kalbėti gerbiamas katalikų kunigas Richard Willhelm iš Cincinačio (JAV). Anot jo, vandenilio peroksidas gali išgydyti viską: nuo bakterinių iki odos, psichinių ligų ir taip toliau. Apie vandenilio peroksido naudą gydant vėžį pradėta kalbėti taip pat panašiu metu - apie 1930 metus.

Vokiečių fiziologas medicinos mokslų daktaras Otto Warburg tapo Nobelio premijos laureatu dėl savo darbų, susijusių su vėžio pažeistų ląstelių metabolizmu ir kvėpavimu. Savo darbuose O. Warburg daugiausia kalbėjo apie tai, kad vėžio priežastis yra deguonies stoka ląstelėse. O. Warburgo darbai pakurstė susidomėjimą ozono ir vandenilio peroksido terapijomis.

Nemažai žmonių ir net sveikatos apsaugos specialistų pradėjo svarstyti, jog vandenilio peroksidas tikrai gali padėti įveikti vėžį. Vėžio „antitoksino“ atradimu domėjosi ir ląstelių „maitinimu“ deguonimi savo gydomąją veiklą grindė ir gydytojas iš Detroito William F. Kosch. Tiesa, jis naudojo kitą junginį, kuris organizme chemiškai skyla ir, anot Koscho, aprūpina sergančias ląsteles deguonimi.

Savo naudojamą medžiagą daktaras vadino glioksilidu. O labai praskiestu glioksilido tirpalu gydė savo pacientus. Kaip? Suleisdamas šio tirpalo pacientams į veną. Nuo vėžio ir visų kitų ligų.

Teorijos ir praktinis vartojimas

Vandenilio peroksido, kaip vaisto nuo visų ligų, teorijos šalininkai teigia, jog geriamas ar net į veną leidžiamas šis chemikalas aprūpina audinius ir organus deguonimi. Tuomet stimuliuojamos įvairios fermentų sistemos, pagreitinamas metabolizmas, praplečiamos smulkiosios arterijos, pagreitėja kraujo tėkmė, pakyla kūno temperatūra.

Tokiu būdu neva stimuliuojama ir imuninė sistema, skydliaukės ir lytinių hormonų gamyba, spartėja gliukozės skaidymas, naikinamos organizme gyvenančios bakterijos, grybeliai, virusai. Vartojančiųjų peroksidą į vidų ir tikinčiųjų vandenilio peroksido galia nuomone, peroksidas išgydo netgi tokias ligas, kaip astma, visų tipų vėžys, imuninės sistemos ligos, diarėja, dirgliosios žarnos sindromas, lėtinis nuovargis, dantų ligos.

Vandenilio peroksidą, kaip vaistą nuo visų ligų, vartojantieji rekomenduoja darytis peroksido voneles, apiplovimus, skalavimus. Bet svarbiausia - geriamuosius tirpalus. Pažymima, kad būtina gerti tuščio skrandžiu. Vartojama nuo kelių iki keliasdešimt lašų (matyt, priklausomai nuo sutrikimo) į stiklinę vandens bent tris kartus per dieną.

Sveikatos specialistų perspėjimai

Įvairios organizacijos, agentūros, institucijos visame pasaulyje vandenilio peroksidą pataria vartoti griežtai pagal paskirtį. Jokiu būdu ne geriant ar, tuo labiau, leidžiantis į veną.

Pakalbinome gydytoją toksikologą Robertą Badarą. Vartojamas intraveniškai, vandenilio peroksidas gali sukelti rimtų pažeidimų: tikėtinas uždegimo atsiradimas injekcijos vietoje, dujų embolija kraujagyslėse, gyvybei pavojingos alerginės reakcijos. Anot R. Kalbant apie pavojų sveikatai, dažniausiai minima didesnė nei 10 proc. vandenilio peroksido tirpalo koncentracija.

O štai American Cancer Society pareiškė, kad nėra jokių įrodymų, jog vandenilio peroksidas gali sustabdyti ar išgydyti vėžį. Toksikologas R. Badaras dargi pamini, kad organizmas labai saugosi laisvųjų radikalų, stengiasi juos greitai „surišti“ su kitomis medžiagomis, pašalinti iš organizmo.

Išties kiekvienas mūsų yra savo kūno ir gyvenimo šeimininkas. Kiekvienas mūsų turi teisę pasirinkti savo sveikatos ir grožio kelią. Tačiau prieš eksperimentuodami su sveikata, išanalizuokite kuo daugiau informacijos.

Laisvieji radikalai ir antioksidantai

Gyvybė, esant deguoniui, atsirado prieš 2,5 milijardo metų, kai išsivystė organizmai, kurie šviesos energiją pavertė cheminių ryšių energija. Fotosintezės proceso metu, reaguojant H2O ir CO2, buvo sintetinama gliukozė ir susidarė šalutinis produktas - deguonis.

Prieš 1,5 milijardo metų išsivystė eukariotai, kurie jau turėjo mitochondrijas ir substratų oksidacijai vartojo deguonį. Išsiskyrusi energija naudojama ATP sintezei. Organizmai daugiausia deguonies (apie 90 %) vartoja oksidacinio fosforilinimo metu.

Palaipsniui prie deguonies prisijungus keturiems elektronams ir keturiems protonams susidaro vanduo. Deguoniui prisijungus po vieną elektroną susidaro aktyviosios deguonies formoms ROS (angl. reactive oxygen species). ROS sudaro radikalai ir chemiškai aktyvūs deguonies ar azoto junginiai.

Visose biologinės oksidacijos reakcijose elektronas nuo substrato yra perduodamas deguonies molekulei dalyvaujant fermentams, turintiems kintamo valentingumo metalo jonų, pvz., citochromoksidazėje yra Fe3+/Fe2+ ir Cu2+/Cu1+. Tam, kad deguonis redukuotųsi, t. y. Deguonies molekulės elektronų debesies struktūra yra palanki susidaryti toksiškiems dalinės jos redukcijos produktams, kurie ir yra vadinami aktyviosiomis deguonies formomis (ROS).

Kuo yra ypatinga deguonies elektronų debesies struktūra? Deguonies atome yra du nesuporuoti elektronai, turintys vienos krypties sukinius. Toks deguonies atomas audinių ląstelėse turi prijungti priešingų sukinių elektronų porą iš substratų, kurių molekulėse yra [-CH(OH)-] grupė, pvz., malato molekulėje.

Tam, kad deguonies molekulės atomas galėtų prijungti tokią elektronų porą ir sudaryti patvarią H2O molekulę, vieno iš prijungiamų elektronų sukinys turi pakeisti kryptį, t. y. invertuotis. Šis procesas yra daugiaetapis. Jam reikia didelės aktyvacijos energijos, t. y. termodinamiškai nepalankus reiškinys. Redukcija vyksta aktyviajame fermento centre, todėl superoksido radikalas čia lieka iki antrojo, invertuoto elektrono prijungimo.

Aktyviosios deguonies formos gali būti ir naudingos, ir žalingos organizmui. Jos dalyvauja pernešant elektronus pernašos grandine (pvz., semichinono radikalas), reguliuojant kraujospūdį, (pvz., azoto oksidas), apsaugo organizmą nuo mikroorganizmų (pvz., superoksidas). Bet kaip ten bebūtų, dažniau laisvieji radikalai yra organizmui žalingi. Jie gali oksiduoti lipidus, baltymus, nukleorūgštis.

Aktyviosios deguonies formos labai svarbios tam tikrų ligų patogenezei - aterosklerozei, išemijai, onkologinėms ligoms, uždegiminiams procesams, organizmo senėjimui. Aktyviesiems azoto junginiams apibūdinti vartojamas terminas - aktyviosios azoto formos (RNS angl. reactive nitrogen species), kuriuo apibūdinami ne tik azoto radikalai - azoto oksidas (NO•), azoto dioksidas (NO2•), bet ir neradikaliniai azoto junginiai - nitrito rūgštis (HNO2), nitroksianijonas (NO-), peroksonitritas (ONOO-) ir kiti (žr. lenteles).

Pagrindinės aktyviosios deguonies formos (ROS)

• Superoksidas (superoksido anijonradikalas, superoksido anijonas O2-• )
• Hidroksiradikalas (OH•)
• Singuletinis molekulinis deguonis (1O2)
• Azoto oksido radikalas (NO•)
• Tiilo radikalai (RS•)
• Vandenilio peroksidas (H2O2)

Laisvieji radikalai yra atomai arba molekulės, turinčios nesuporuotų elektronų išorinėje orbitalėje. Jie yra nestabilūs, chemiškai labai aktyvūs, turintys trumpą gyvavimo trukmę. Elektroninė deguonies struktūra yra tokia, kad ji gali prisijungti po vieną elektroną ir sudaryti deguonies radikalus ar kitas chemiškai aktyviąsias deguonies formas. Išoriniame deguonies atomo (elektroninė konfigūracija: 1s22s22p4) sluoksnyje yra du nesuporuoti elektronai.

Pagrindinės, nesužadintos tripletinės būsenos deguonis (O2) yra paramagnetinė molekulė. Joje yra du nesuporuoti elektronai, turintys vienodus sukinius. Deguonies molekulė yra stabili ir prie jos gana sunku prijungti elektroną.

Aktyviųjų deguonies formų susidarymą skatinantys veiksniai

Vykstant medžiagų apykaitos reakcijoms, žmogaus organizme aktyviosios deguonies formos nuolatos susidaro. Jų susidarymą skatina organizmo vidiniai ir išoriniai veiksniai. Aerobinio metabolizmo metu, oksiduojant ksenobiotikus, uždegiminių procesų, išemijos ir reperfuzijos metu, sumažėjus antioksidantų kiekiui ROS koncentracija didėja.

Aktyviosios deguonies formos susidaro oksidacijos redukcijos reakcijų metų, veikiant oksidazėms, oksigenazėms ir kvėpavimo grandinės kompleksams. Ne visi šie fermentai yra vienodai aktyvūs žmogaus audiniuose.

Mitochondrijos yra vienas iš svarbiausių ROS šaltinių. Didžiausias deguonies kiekis yra redukuojamas susidarant vandeniui, tačiau yra keli etapai, kuriais gali susidaryti laisvieji radikalai. Iki 4% vartoto deguonies gali būti paverčiama superoksidu.

Pernešant elektronus I komplekse, vienas elektronas iš FMN ir iš Fe-S baltymų gali pereiti deguoniui. Superoksidas taip pat susidaro pernešant elektroną iš semichinono radikalo ir iš FeS, esančių III kvėpavimo grandinės komplekse. Daug superoksido susidaro vykstant atgalinei elektronų pernašai, pereinant elektronui iš sukcinato per I kompleksą į NAD+.

Mitochondrijose yra aktyvi superoksido dismutazė. Mitochondrijos yra labai svarbios atsakant organizmui į oksidacinį stresą. Superoksido radikalas pradeda grandinines reakcijas, sukeliančias mitochondrijų membranų fosfolipidų peroksidaciją. Fosfolipidų peroksidai taip pat yra aktyvūs junginiai, pradedantys naują peroksidacijos reakcijų grandinę.

Fagocitinių ląstelių - neutrofilų, makrofagų, monocitų - membranose yra fermentas NADPH oksidazė. Patekę į organizmą mikroorganizmai aktyvina NADPH oksidazę, kuri sintetina superoksidą. Šio proceso metu padidėja deguonies suvartojimas.

Kovodamos su mikroorganizmais ir kitais antigenais fagocituojančios organizmo ląstelės gamina didelius kiekius aktyviųjų deguonies formų - O2-•, OH•, H2O2, HCIO, NO ir kt. Šis reiškinys vadinamas „oksidaciniu protrūkiu”, nes trunka tik 30-60 minučių ir aktyviai naudoja O2.

Tokio oksidacinio protrūkio“ metu, kaip jai minėta fagocituojančių ląstelių (makrofaguose, neutrofiluose ir eozinofiluose) plazminės membranos išorėje yra fermento NADPH oksidazės, kuriai veikiant susidaro aktyvus superoksido radikalas O2- . Superoksidas savaime arba katalizuojant superoksido dismutazei virsta vandenilio peroksidu, kuris, veikiant geležies jonams, virsta OH•, o veikiant mieloperoksidazei - hipochlorito rūgštimi HCIO.

Mieloperoksidazė - nustatoma specializuotose neutrofilų lizosomose. Jis yra neutrofilų fermentas, kuris taip pat išskiriamas į vakuoles. Mieloperoksidazė naudoja H2O2 chlorido oksidacijai.

Ksantino oksidazė - citozolyje esantis fermentas, kuris katalizuoja galines purino bazių skilimo reakcijas. Singletinės būsenos deguonis susidaro, kai deguonies molekulė sugeria energijos kvantą, pvz., esant stipriai jonizuojančiai spinduliuotei.

Viena iš svarbiausių hidroksiradikalo (OH•) susidarymo reakcijų yra pereinamųjų metalų jonų Fe2+ ir Cu+ katalizuojamos reakcijos. Šie jonai įeina į hemoglobino, mioglobino, feredoksino sudėtį ir gali sužadinti laisvųjų radikalų susidarymą. Veikiant jonizuojančiajai spinduliuotei, vanduo skyla į du aktyvius radikalus - OH• ir H•.

Aktyviosios deguonies formos taip pat susidaro vykstant riebalų rūgščių β oksidacijai peroksisomose, endoplazminiame tinkle citochromui P450 oksiduojant ksenobiotikus.

Sveiko žmogaus organizme aktyviosios deguonies formos yra greitai sunaikinamos. Membranų vientisumą palaiko fosfolipidai. Fosfolipido molekulėje prie antrojo C atomo yra prisijungusi nesočioji riebalų rūgštis, kuri gali lengvai oksiduotis veikiant aktyviosios deguonies formoms. Dėl lipidų peroksidacijos membrana tampa nepatvari, todėl lengvai pažeidžiama.

Veikiant laisviesiems radikalams, oksiduojasi baltymų merkaptogrupės (-SH) grupės, prolino, histidino, arginino ir metionino liekanos bei DNR esančios purino, pirimidino bazės ir deoksiribozė.

Ląstelių membranų fosfolipidai, kraujo plazmos lipoproteinai yra ROS taikiniai. ROS oksiduoja nesočiųjų riebalų rūgščių grandinės dvigubuosius ryšius. Veikiant hidroksiradikalui iš polinesočiųjų riebalų rūgščių yra atimamas vandenilis ir prasideda grandininė reakcija.

Susidarę lipidų radikalai (L•) toliau reaguoja su O2, susidaro lipidų peroksiradikalai (LOO•) ir lipidų hidroperoksidai (LOOH). Membranų lipidų peroksidacija didina plazminės ir organelių membranų laidumą.

Lipidų peroksidacija vyksta trimis etapais: pradėties, skilimo ir baigties. Lipidų peroksidaciją galima sumažinti naudojant radikalų gaudykles, pvz., a-tokoferoli, KoQ ir kitas medžiagas.

Cisteinas, histidinas, metioninas, triptofanas, tirozinas yra pažeidžiamiausios aminorūgštys, kurias atakuoja radikalai. Pažeidus baltymus, jie gali fragmentuotis, sulipti, gali susidaryti kovalentiniai aminorūgščių susiuvimai.

Branduolio ir mitochondrijų DNR pažaidos sukelia mutacijas. Veikiant laisviesiems radikalams, ypač hidroksiradikalui, DNR yra modifikuojama įvairiais būdais. Tai gali būti polinukleotidinės grandinės trūkiai, bazių ir angliavandenių modifikacija, pentozės žiedo skaidymas.

Žmogaus ir kitų žinduolių audinių ląstelėse yra efektyvi apsauga nuo aktyviųjų deguonies formų. Veikiant apsaugos sistemoms ląstelės apsaugomos nuo laisvųjų radikalų poveikio. Tai labai svarbu senėjimo procesui, sergant tam tikromis ligomis pvz., išemija.

Pagrindiniai antioksidaciniai fermentai

• Superoksido dismutazė (SOD)
• Katalazė
• Glutationo peroksidazė

Superoksido dismutazė dažnai vadinama pirmąja antioksidacine apsauga. Fermentas katalizuoja dviejų superoksido anijonų susijungimą (dismutaciją) į deguonies molekulę. Audiniuose yra skirtingi SOD izofermentai. Citozolyje esanti superoksido dismutazė savo aktyviajame centre turi Cu/Zn. Mitochondrijų ir daugumos bakterijų SOD aktyviajame centre yra Mn (Mn-SOD). Kai kurių bakterijų aktyviajame centre yra Fe ar Mn (Fe-SOD, Mn-SOD).

Vandenilio peroksidas (H2O2)suskaidomas katalizuojant katalazei, hemą turinčiam fermentui (t. y. hemoproteinas). Daug šio fermento yra peroksisomose, jo taip pat yra mitochondrijose ir citozolyje.

Glutationo peroksidazė katalizuoja vandenilio ir lipidų peroksidų redukciją. Šis, seleno turintis, fermentas oksiduoja glutationo (GSH) -SH grupes, susidaro oksiduotas glutationas (GSSG). GSH regeneruojamas katalizuojant glutationo reduktazei, kuri redukuoja GSSG panaudodama kaip reduktorių NADPH, susidariusį pentozių fosfato kelio metu.

Kadangi pentozių fosfatų kelias šiai reakcijai tiekia NADPH, todėl sumažėjus jo aktyvumui, sutrinka antioksidacinė ląstelės apsaugos sistema. Glutationo peroksidazės cisteino sieros atomas merkaptogrupėje yra pakeistas selenas Se. Stingant seleno, silpnėja antioksidacinės organizmo sistemos, daugėja aktyviųjų deguonies formų. Šio fermento aktyvumas labai priklauso nuo seleno kiekio maiste. Dauguma multivitaminų preparatų turi seleno priedų, nes mūsų maiste ne visada pakanka šio mikroelemento.

Visi antioksidaciniai fermentai yra vienodai svarbūs ir kartu saugo ląstelę nuo oksidacinio streso. Ubichinonas KoQ yra stiprus antioksidantas, saugo organizmą nuo laisvųjų radikalų poveikio, palaiko antioksidacines vitamino E savybes. Daugiausia nustatytas mitochondrijose.

Mitochondrijų membranose yra dvi KoQ sankaupos - viena dalyvauja pernešant elektronus, kita - nedalyvauja oksidacijos-redukcijos reakcijose. Tokoferoliai (vitaminas E ir jo dariniai) - membranose tirpus antioksidantas neutralizuoja singuletinį deguonį, pero...

tags: #kodel #svarbu #kad #vandenilio #peroksidas #organizme