Czy wodór jest przeciwutleniaczem? Czym różni się od witaminy C i polifenoli

Wodór cząsteczkowy (H2), aktywna cząsteczka w wodzie wodorowej, kwalifikuje się jako przeciwutleniacz, ale to pojęcie obejmuje więcej, niż sugeruje większość stron marketingowych. Z chemicznego punktu widzenia przeciwutleniacz to czynnik redukujący: cząsteczka, która przekazuje elektron lub atom wodoru reaktywnej, niestabilnej cząsteczce zwanej wolnym rodnikiem, zanim ten rodnik zdąży uszkodzić komórkę. H2 zasługuje na to miano, ponieważ neutralizuje jeden konkretny rodzaj reaktywnych form tlenu — rodnik hydroksylowy — pozostawiając inne reaktywne formy tlenu i azotu bez zmian. Witamina C i polifenole w diecie również kwalifikują się jako przeciwutleniacze, ale działają dzięki zupełnie innej chemii, a te różnice są ważniejsze niż pytanie, który z nich jest „silniejszy”.

• H2 jest przeciwutleniaczem w ścisłym sensie chemicznym: przekazuje elektrony, aby neutralizować jeden konkretny wolny rodnik — rodnik hydroksylowy — zamiast reagować szeroko z wieloma cząsteczkami.
• Witamina C działa inaczej. Przekazuje elektrony wielu różnym cząsteczkom, dlatego pomaga ogólnie chronić białka, lipidy i DNA, zamiast zwalczać jeden konkretny rodnik.
• Polifenole, takie jak flawonoidy, skutecznie wychwytują rodniki i wiążą jony metali w warunkach laboratoryjnych, ale ich stężenia faktycznie krążące w organizmie są znacznie niższe, co ogranicza ich praktyczne działanie.
• Nie da się uszeregować tych trzech mechanizmów na jednej skali „mocy antyoksydacyjnej”, ponieważ każdy z nich rozwiązuje inny problem chemiczny w innych warunkach.
• Dowody z hodowli komórkowych i badań na zwierzętach opisujące zachowanie H2 w reakcji nie są tym samym co dowód, że picie wody wodorowej przynosi mierzalny efekt u człowieka.

Co tak naprawdę sprawia, że cząsteczka jest „przeciwutleniaczem”

Zanim porównamy wodór, witaminę C i polifenole, warto wyjaśnić, co właściwie opisuje to pojęcie. Przeciwutleniacz to czynnik redukujący: substancja, która przekazuje elektron lub atom wodoru wolnemu rodnikowi — cząsteczce z niesparowanym elektronem, który czyni ją niestabilną i reaktywną. Dzięki temu rodnik nie odbiera elektronu czemuś, co organizm musi zachować w nienaruszonym stanie, na przykład błonie komórkowej, białku lub nici DNA. Stres oksydacyjny pojawia się, gdy reaktywne formy tlenu gromadzą się szybciej, niż własne mechanizmy obronne organizmu są w stanie je zneutralizować. Stan ten wiązano z uszkodzeniami komórek i tkanek zachodzącymi z czasem.

W tym porównaniu ważne jest to, że „przeciwutleniacz” opisuje funkcję chemiczną, a nie jedną konkretną substancję. Do tej kategorii mogą należeć gaz, witamina i grupa związków roślinnych, ponieważ każdy z nich może przekazywać elektrony w odpowiednich warunkach. Różnią się tym, z którymi rodnikami reagują, jak selektywna lub szeroka jest ta reakcja oraz jaka ilość danej substancji faktycznie dociera do tkanki, w której trzeba zneutralizować rodnik. Właśnie te różnice omawiamy w dalszej części porównania.

Jak wodór cząsteczkowy (H2) działa jako przeciwutleniacz

Pogląd, że wodór działa jako przeciwutleniacz, wywodzi się z badania opublikowanego w 2007 roku w czasopiśmie Nature Medicine. Wykazano w nim, że H2 selektywnie redukował rodnik hydroksylowy — najbardziej reaktywną i cytotoksyczną reaktywną formę tlenu — oraz chronił komórki przed jego szkodliwym działaniem, nie reagując przy tym z innymi reaktywnymi formami tlenu, które pełnią normalne funkcje fizjologiczne (źródło: Ohsawa i in., Nature Medicine, 2007). Przegląd mechanizmu z 2016 roku opisuje H2 w podobny sposób: jako czynnik wychwytujący rodnik hydroksylowy, a zarazem zachowujący inne ważne reaktywne formy tlenu i azotu, potrzebne do prawidłowej regulacji sygnalizacji, zamiast bezkrytycznie tłumić aktywność oksydacyjną (źródło: Huang, Medical Gas Research, 2016). Czytelnikom, którzy przed tym porównaniem chcą lepiej poznać sam H2, artykuł o naukowych podstawach wodoru cząsteczkowego wyjaśni, skąd bierze się ta cząsteczka i jak zachowuje się w wodzie.

To właśnie selektywność, a nie surowa „siła” antyoksydacyjna, stanowi faktyczne chemiczne uzasadnienie określania wodoru jako przeciwutleniacza. To wąskie, ukierunkowane działanie, a nie szerokie oddziaływanie na każdą reaktywną cząsteczkę w komórce.

Dlaczego określa się to jako działanie „selektywne”, a nie „szerokie spektrum”

To rozróżnienie ma znaczenie, ponieważ nie każda reaktywna forma tlenu lub azotu jest wyłącznie szkodliwa: niektóre z nich pełnią funkcję cząsteczek sygnałowych, z których komórki korzystają w zwykłych procesach regulacyjnych. Ich bezkrytyczne neutralizowanie zakłócałoby tę sygnalizację, zamiast jedynie usuwać uszkodzenia. Ponieważ H2 reaguje konkretnie z rodnikiem hydroksylowym, który nie pełni żadnej znanej korzystnej funkcji sygnałowej, jego mechanizm określa się jako selektywny, a nie szerokospektralny. Takie ujęcie wynika z samych badań i stanowi przydatny punkt odniesienia, gdy szersze twierdzenia o „mocy” antyoksydacyjnej wodoru zaczynają wykraczać poza to, co uzasadnia leżąca u ich podstaw chemia.

Jak witamina C działa jako przeciwutleniacz

Witamina C działa za pośrednictwem znacznie szerszego mechanizmu. Instytut Linusa Paulinga opisuje kwas L-askorbinowy, aktywną formę witaminy C, jako „silny czynnik redukujący”, który z łatwością przekazuje elektrony wielu różnym cząsteczkom (źródło: Instytut Linusa Paulinga, witamina C). To szerokie przekazywanie elektronów pozwala witaminie C ogólnie chronić białka, lipidy i kwasy nukleinowe przed uszkodzeniami oksydacyjnymi, zamiast zwalczać jeden konkretny rodnik, jak robi to H2.

Witamina C jest również rozpuszczalna w wodzie. Organizm pozyskuje ją z żywności lub suplementów, a nie wytwarza samodzielnie. Jej działanie antyoksydacyjne zachodzi w wodnych częściach komórek i osoczu krwi. To inny sposób dostarczania niż w przypadku rozpuszczonego gazu, takiego jak H2, który może przenikać przez błony komórkowe. Żaden z tych sposobów nie sprawia, że jedna cząsteczka jest bezwzględnie lepsza; działają w różnych przedziałach organizmu i na różne cele.

Jak polifenole działają jako przeciwutleniacze — i dlaczego interpretacja dowodów jest bardziej złożona

Polifenole w diecie wprowadzają trzeci mechanizm. Flawonoidy, jedna z największych i najlepiej przebadanych grup polifenoli występujących w owocach, warzywach i herbacie, bezpośrednio wychwytują wolne rodniki, a także mogą chelatować, czyli wiązać, jony metali, które w przeciwnym razie przyczyniałyby się do powstawania rodników — podaje Instytut Linusa Paulinga (źródło: Instytut Linusa Paulinga, flawonoidy). Teoretycznie flawonoidy pełnią więc dwie odrębne funkcje antyoksydacyjne, a nie tylko jedną.

Zastrzeżenie dotyczy tego, że działanie flawonoidów jest bardziej złożone, niż mogłyby sugerować same wyniki laboratoryjne. Instytut zwraca uwagę, że aktywność polegająca na wychwytywaniu rodników i chelatowaniu metali została wykazana głównie in vitro, czyli w probówce, a nie w żywym organizmie. Stężenia flawonoidów faktycznie krążących w ludzkich tkankach są od 100 do 1 000 razy niższe niż stężenia innych przeciwutleniaczy, takich jak witamina C, kwas moczowy i glutation. Większość wchłoniętych flawonoidów przekształca się również w metabolity o mniejszej aktywności antyoksydacyjnej niż związek wyjściowy. Łącznie oznacza to, że ich praktyczny wkład w zdolność antyoksydacyjną żywych tkanek jest prawdopodobnie znacznie mniejszy, niż sugerowałaby sama ich chemia obserwowana w laboratorium.

Dlaczego porównywanie „mocy antyoksydacyjnej” nie jest przydatne

Kusi, by ustawić H2, witaminę C i polifenole na jednej skali i zapytać, który przeciwutleniacz jest najsilniejszy. Takie ujęcie nie sprawdza się w świetle opisanej wyżej chemii z dwóch powodów. Po pierwsze, amerykańskie Narodowe Centrum Zdrowia Komplementarnego i Integracyjnego (NCCIH) zwraca uwagę, że duże ilości przeciwutleniaczy, na przykład pochodzące ze skoncentrowanych suplementów, mogą zakłócać działanie własnych mechanizmów obronnych organizmu i prawidłową sygnalizację komórkową (źródło: NCCIH, przeciwutleniacze — szczegółowe informacje). To zastrzeżenie dotyczy konkretnie dużych ilości dostarczanych w skoncentrowanych suplementach, a nie witaminy C lub polifenoli z codziennej żywności. Podważa jednak założenie, że zwiększanie aktywności antyoksydacyjnej z dowolnego źródła automatycznie przynosi korzyści. Jeśli chcesz sprawdzić, jak badacze faktycznie mierzą, czy doszło do zaburzenia tej równowagi i wystąpienia stresu oksydacyjnego, artykuł o pomiarze markerów stresu oksydacyjnego omawia biomarkery wykorzystywane w takiej ocenie.

Po drugie, selektywne działanie H2 na rodnik hydroksylowy to węższe i bardziej ukierunkowane zadanie chemiczne niż szerokie przekazywanie elektronów przez witaminę C czy wychwytywanie rodników przez polifenole in vitro. To różne mechanizmy rozwiązujące różne problemy, a nie rywale ścigający się do tej samej mety. Żaden z tych dowodów dotyczących mechanizmów nie stanowi dowodu, że picie wody wodorowej przynosi mierzalny efekt zdrowotny u człowieka: wyniki badania Ohsawy z 2007 roku oraz późniejszy przegląd opisują działanie H2 w reakcji chemicznej obserwowanej w hodowlach komórkowych i modelach zwierzęcych, a nie wpływ określonej dziennej dawki na organizm człowieka. Czytelnikom, którzy chcą szerzej przyjrzeć się temu, które twierdzenia dotyczące wody wodorowej znajdują potwierdzenie, a które są przesadzone, może przydać się omówienie najczęstszych mitów na temat wody wodorowej.

Co to oznacza, jeśli porównujesz przeciwutleniacze z żywności z wodą wodorową

Witamina C, polifenole z diety i wodór cząsteczkowy nie są wymienne i tak naprawdę ze sobą nie konkurują. Każda z tych substancji reaguje z innymi celami, za pomocą innej chemii, w innych stężeniach i różnych częściach organizmu. Urozmaicona dieta oparta na owocach i warzywach pozostaje najlepiej potwierdzonym codziennym źródłem przeciwutleniaczy z żywności, a selektywny mechanizm działania H2 niczego w tej kwestii nie zmienia.

Czytelnikom zainteresowanym chemią wody wodorowej, a nie jej marketingiem, bardziej przyda się sprawdzenie, ile wodoru faktycznie dostarcza dane urządzenie, niż porównywanie deklarowanych wartości PPB różnych marek. Jednym ze sposobów, by to zweryfikować, są niezależne badania laboratoryjne, takie jak wyniki opublikowane dla butelki Hydrion Core.

Możesz zapoznać się z pełnym niezależnym raportem z certyfikacji laboratoryjnej modeli Core i Pulse, aby sprawdzić rzeczywiste zmierzone wartości zamiast deklaracji marketingowej, lub przejrzeć całą kolekcję produktów do wody wodorowej, jeśli chcesz porównać urządzenia obok siebie, zanim zdecydujesz, czy któreś pasuje do Twojej codziennej rutyny.