Je li vodik antioksidans? Razlike u odnosu na vitamin C i polifenole

Molekularni vodik (H2), aktivna molekula u vodikovoj vodi, doista se ubraja u antioksidanse, ali taj pojam obuhvaća više nego što to sugerira većina marketinških stranica. Kemijski gledano, antioksidans je redukcijsko sredstvo: molekula koja predaje elektron ili atom vodika reaktivnoj, nestabilnoj molekuli zvanoj slobodni radikal prije nego što taj radikal ošteti stanicu. H2 zaslužuje tu oznaku jer neutralizira jednu određenu vrstu reaktivnih kisikovih vrsta, hidroksilni radikal, a druge reaktivne kisikove i dušikove vrste ostavlja netaknutima. Vitamin C i prehrambeni polifenoli također se ubrajaju u antioksidanse, ali do toga dolaze posve drukčijom kemijom, a razlike su važnije od pitanja koji je od njih „jači”.

• H2 je antioksidans u strogom kemijskom smislu: predaje elektrone kako bi neutralizirao određeni slobodni radikal, hidroksilni radikal, umjesto da reagira široko s mnogim molekulama.
• Vitamin C djeluje drukčije. Predaje elektrone širokom rasponu molekula primateljica, zbog čega pomaže općenito zaštititi bjelančevine, lipide i DNK, a ne cilja samo jedan radikal.
• Polifenoli, kao što su flavonoidi, učinkovito hvataju radikale i vežu metalne ione u laboratorijskim uvjetima, no koncentracije koje doista cirkuliraju u tijelu mnogo su niže, što ograničava njihov praktični učinak.
• Ta se tri mehanizma ne mogu rangirati na jednoj ljestvici „antioksidacijske snage” jer svaki rješava drukčiji kemijski problem u drukčijem okruženju.
• Dokazi iz staničnih kultura i istraživanja na životinjama koji opisuju ponašanje H2 u reakciji nisu isto što i dokaz da ispijanje vodikove vode dovodi do mjerljivog učinka kod čovjeka.

Što zapravo čini neku molekulu „antioksidansom”

Prije nego što usporedimo vodik, vitamin C i polifenole, korisno je znati što taj pojam zapravo opisuje. Antioksidans je redukcijsko sredstvo: tvar koja predaje elektron ili atom vodika slobodnom radikalu, molekuli s nesparenim elektronom zbog kojeg je nestabilna i reaktivna. Time se radikal sprječava da ukrade elektron od nečega što tijelu treba ostati netaknuto, primjerice stanične membrane, bjelančevine ili lanca DNK. Oksidacijski stres nastaje kad se reaktivne kisikove vrste nakupljaju brže nego što ih vlastita antioksidacijska obrana tijela može neutralizirati; to se stanje s vremenom povezuje s oštećenjem stanica i tkiva.

Za ovu je usporedbu važno to da „antioksidans” opisuje kemijsku funkciju, a ne jednu određenu tvar. Plin, vitamin i skupina biljnih spojeva mogu se ubrajati u antioksidanse jer svaki od njih može predavati elektrone u odgovarajućim uvjetima. Razlikuju se po tome s kojim radikalima reagiraju, koliko je ta reakcija selektivna ili široka te koliko tvari doista dospije do tkiva u kojem radikal treba neutralizirati. Upravo se tim razlikama bavi ostatak ove usporedbe.

Kako molekularni vodik (H2) djeluje kao antioksidans

Ideja da vodik djeluje kao antioksidans potječe iz istraživanja objavljenog 2007. u časopisu Nature Medicine. U njemu je utvrđeno da H2 selektivno reducira hidroksilni radikal, najreaktivniju i najcitotoksičniju reaktivnu kisikovu vrstu, te štiti stanice od njegova štetnog djelovanja, a pritom ne reagira s drugim reaktivnim kisikovim vrstama koje imaju normalne fiziološke uloge (izvor: Ohsawa i sur., Nature Medicine, 2007.). Pregled mehanizma iz 2016. opisuje H2 na sličan način, kao sredstvo koje hvata hidroksilni radikal, a pritom čuva druge važne reaktivne kisikove i dušikove vrste kako bi se normalno regulirala signalizacija, umjesto da neselektivno potiskuje oksidacijsku aktivnost (izvor: Huang, Medical Gas Research, 2016.). Ako prije ove usporedbe želite saznati više o samom H2, znanstvena pozadina molekularnog vodika objašnjava odakle dolazi ta molekula i kako se ponaša u vodi.

Selektivnost, a ne sirova „snaga” antioksidansa, stvarna je kemijska tvrdnja na kojoj se temelji svrstavanje vodika među antioksidanse. Riječ je o uskom, ciljanom djelovanju, a ne o širokom djelovanju na svaku reaktivnu molekulu u stanici.

Zašto se ovo opisuje kao „selektivno”, a ne kao „širokog spektra”

Ta je razlika važna jer nisu sve reaktivne kisikove ili dušikove vrste isključivo štetne: neke djeluju kao signalne molekule kojima se stanice služe u uobičajenim regulatornim procesima, a njihova bi neselektivna neutralizacija ometala tu signalizaciju umjesto da samo ukloni štetu. Budući da specifično reagira s hidroksilnim radikalom, za koji nije poznata korisna uloga u signalizaciji, mehanizam H2 opisuje se kao selektivan, a ne kao mehanizam širokog spektra. Takav opis proizlazi iz samih istraživanja i koristan je oslonac kad god šira tvrdnja o „snazi” vodika kao antioksidansa počne zvučati veće od kemije na kojoj se temelji.

Kako vitamin C djeluje kao antioksidans

Vitamin C djeluje mnogo širim mehanizmom. Institut Linusa Paulinga opisuje L-askorbinsku kiselinu, aktivni oblik vitamina C, kao „snažno redukcijsko sredstvo” koje lako predaje elektrone širokom rasponu molekula primateljica (izvor: Institut Linusa Paulinga, Vitamin C). Upravo zahvaljujući toj širokoj predaji elektrona vitamin C općenito pomaže zaštititi bjelančevine, lipide i nukleinske kiseline od oksidacijskog oštećenja, umjesto da cilja jedan određeni radikal kao H2.

Vitamin C također je topiv u vodi; unosimo ga hranom ili dodacima prehrani jer ga tijelo ne proizvodi. Njegovo se antioksidacijsko djelovanje odvija u vodenim dijelovima stanica i krvnoj plazmi, što je drukčiji način dospijevanja od otopljenog plina poput H2, koji može difundirati kroz stanične membrane. Nijedan od tih načina ne čini jednu molekulu kategorički boljom; djeluju u različitim dijelovima tijela i protiv različitih ciljeva.

Kako polifenoli djeluju kao antioksidansi – i zašto su dokazi složeniji

Prehrambeni polifenoli djeluju trećim mehanizmom. Flavonoidi, jedna od najvećih i najistraživanijih skupina polifenola prisutnih u voću, povrću i čaju, izravno hvataju slobodne radikale, a mogu i kelirati, odnosno vezati metalne ione koji bi inače pridonijeli stvaranju radikala, navodi Institut Linusa Paulinga (izvor: Institut Linusa Paulinga, Flavonoidi). U teoriji to flavonoidima daje dvije zasebne antioksidacijske uloge, a ne samo jednu.

Ono što flavonoide čini složenijima nego što bi se moglo zaključiti samo na temelju laboratorijskih rezultata jest jedna važna napomena. Institut ističe da su hvatanje radikala i keliranje metala uglavnom dokazani in vitro, odnosno u epruveti, a ne u živom organizmu, te da su koncentracije flavonoida koje doista cirkuliraju u ljudskim tkivima 100 do 1.000 puta niže od koncentracija drugih antioksidansa, kao što su vitamin C, mokraćna kiselina i glutation. Većina apsorbiranih flavonoida također se pretvara u metabolite s manjim antioksidacijskim djelovanjem od izvornog spoja. Sve to zajedno znači da je njihov praktični doprinos antioksidacijskom kapacitetu živog tkiva vjerojatno mnogo manji nego što bi se moglo zaključiti samo na temelju njihove kemije u laboratoriju.

Zašto usporedba „veće antioksidacijske snage” nije korisna

Primamljivo je postaviti H2, vitamin C i polifenole na jednu ljestvicu i pitati se koji je antioksidans najjači. No takav način usporedbe ne odgovara dobro gore opisanoj kemiji iz dva razloga. Prvo, Nacionalni centar za komplementarno i integrativno zdravlje napominje da velike količine antioksidansa, primjerice one iz koncentriranih dodataka prehrani, mogu ometati vlastite obrambene mehanizme i normalnu signalizaciju stanica u tijelu (izvor: NCCIH, Antioksidansi: detaljnije). To se upozorenje odnosi posebno na koncentrirane količine iz dodataka prehrani, a ne na vitamin C ili polifenole iz uobičajene hrane, ali ipak dovodi u pitanje pretpostavku da je povećavanje antioksidacijske aktivnosti iz bilo kojeg izvora automatski poboljšanje. Ako želite saznati kako istraživači zapravo mjere je li ta ravnoteža narušena i došlo li je do oksidacijskog stresa, u članku kako se mjere biljezi oksidacijskog stresa obrađuju se biomarkeri na kojima se temelji takva procjena.

Drugo, selektivno djelovanje H2 na hidroksilni radikal uži je i specifičniji kemijski zadatak od široke predaje elektrona koju omogućuje vitamin C ili hvatanja radikala polifenolima in vitro. Riječ je o različitim mehanizmima koji rješavaju različite probleme, a ne o natjecateljima koji se utrkuju prema istom cilju. Nijedan od ovih mehanističkih dokaza ne dokazuje da ispijanje vodikove vode dovodi do mjerljivog zdravstvenog učinka kod čovjeka: nalazi istraživanja Ohsawa iz 2007. i pregleda koji je uslijedio opisuju što H2 radi u kemijskoj reakciji, opaženo u staničnim kulturama i životinjskim modelima, a ne učinak određene dnevne količine u ljudskom tijelu. Čitateljima koji žele širi pregled tvrdnji o vodikovoj vodi i onoga što je u njima pretjerano, ovaj pregled uobičajenih mitova o vodikovoj vodi može biti koristan dodatak ovoj usporedbi.

Što to znači ako uspoređujete antioksidanse iz hrane s vodikovom vodom

Vitamin C, prehrambeni polifenoli i molekularni vodik nisu međusobno zamjenjivi niti su zapravo konkurenti. Svaki od njih reagira s različitim ciljevima drukčijom kemijom, u različitim koncentracijama i u različitim dijelovima tijela. Raznolika prehrana s naglaskom na voću i povrću i dalje je najbolje potkrijepljen svakodnevni izvor antioksidansa iz hrane, a selektivni mehanizam H2 to ne mijenja.

Čitateljima koje zanima kemija vodikove vode, a ne njezin marketing, korisnije je provjeriti što određeni uređaj doista isporučuje nego uspoređivati navedene vrijednosti PPB-a među robnim markama. Jedan je od načina neovisno laboratorijsko testiranje, primjerice rezultati objavljeni za bočicu Hydrion Core.

Cijelo izvješće o neovisnoj laboratorijskoj certifikaciji za Core i Pulse možete pročitati kako biste vidjeli stvarne izmjerene vrijednosti, a ne marketinšku tvrdnju, ili pregledati cijelu kolekciju vodikove vode ako želite usporediti uređaje jedan uz drugi prije nego što odlučite odgovara li vam neki od njih.