Dołącz do czytelników
Brak wyników

Naturoterapia kliniczna

9 grudnia 2019

NR 16 (Grudzień 2019)

Glutation. Zasięg działania

105

Dzisiaj – parafrazując – możemy powiedzieć – życie jest formą istnienia antyoksydantów. Antyoksydanty to związki chemiczne zaangażowane w ochronę komórki przed działaniem utleniaczy, czyli prooksydantów. W powszechnej świadomości utleniacz kojarzy się z tlenem. I mimo że wraz z rozwojem chemii znaczenie słowa utleniacz poszerzono również na inne, niezawierające tlenu związki, twierdzenie, iż utlenianie jest związane z obecnością tlenu – pozostaje prawdziwe.

Gdyby nie tlen...

Procesy metaboliczne dzielimy na dwie kategorie, mianowicie katabolizm i anabolizm. Na katabolizm składają się reakcje prowadzące do rozkładu związków organicznych (cukrów, tłuszczy, białek, itd.) i podstawowym ich zadaniem jest wytworzenie energii niezbędnej m.in. dla procesów anabolicznych, czyli syntezy związków organicznych koniecznych dla życia i funkcjonowania organizmu. Dla większości organizmów żyjących na Ziemi niezbędnym elementem katabolizmu jest tlen.
Obecnie tlen stanowi około 21% składu powietrza. Jego pojawienie się 2,5 miliarda lat temu było momentem, który stał się punktem zwrotnym w dziejach Ziemi. Do tego czasu organizmy żywe pozyskiwały energię z procesów katabolicznych bez udziału tlenu. Jak kolosalna jest ta różnica, obrazuje przykład: rozkład 
1 cząsteczki glukozy dostarcza komórce około 14 kcal w warunkach beztlenowych i około 270 kcal w warunkach tlenowych. Finalną reakcją katabolizmu jest czteroelektronowa redukcja cząsteczki tlenu prowadząca do powstania dwóch cząsteczek wody. Badania dotyczące metabolicznej roli tlenu trwają praktycznie od połowy XX wieku i to dzięki nim wiemy dzisiaj, że cząsteczka tlenu może przyłączyć również jeden, dwa lub trzy elektrony, co prowadzi do powstania reaktywnych form tlenu. Ocenia się, że średnio około 4% tlenu ulega w komórkach przekształceniu do reaktywnych form tlenu. Charakteryzują się one dużą aktywnością chemiczną, dzięki czemu łatwo wchodzą w reakcje z obecnymi w organizmie cząsteczkami lipidów, białek, kwasów nukleinowych (DNA, RNA), węglowodanów, aminokwasów, prowadząc do zmian ich struktury i funkcji, a w konsekwencji nawet do śmierci komórek. Wiadomo też, że reaktywne formy tlenu przyspieszają procesy starzenia i przyczyniają się do rozwoju wielu chorób, w tym: układu krążenia, nowotworów czy chorób neurologicznych. Cóż, gdyby nie było tlenu, nie byłoby również reaktywnych form tlenu. Wydaje się więc, że reaktywne formy tlenu to cena, jaką tlen każe sobie płacić za swoją skuteczną, efektywną i niezwykle wydajną pracę w procesie produkcji niezbędnej do życia energii. Zagrożenia dla struktury i funkcji komórek, jakie niosą ze sobą reaktywne formy tlenu nie mogły pozostać bez ewolucyjnej odpowiedzi. Pojawiła się niebezpieczna mafia reaktywnych form tlenu – i komórki musiały zwerbować zespół strażników ochrony osobistej – komentuje profesor Grzegorz Bartosz z Uniwersytetu Łódzkiego w swojej książce Druga twarz tlenu. Tak więc, w każdym aerobowym organizmie istnieje Biuro Ochrony Komórki, którym dowodzi GLUTATION.

Kocham siarkę

W 1888 roku francuski lekarz Joseph de Rey-Pailhade odkrył w komórkach drożdży istnienie substancji, która chętnie reaguje z siarką elementarną, tworząc siarkowodór. Substancję tę uczony nazwał – od greckich słów oznaczających miłość (phȋlos) i siarkę (thio) – philotionem. W 1921 roku Frederick Hopkins stwierdził, że substancja ta jest dipeptydem zawierającym cysteinę i kwas glutaminowy i nazwał ją glutationem. Dopiero w 1935 roku udało się rozpoznać wszystkie tajemnice struktury glutationu. Dzisiaj wiemy, że glutation zbudowany jest z trzech aminokwasów: oprócz cysteiny i kwasu glutaminowego w jego skład wchodzi również glicyna (Gly). Aminokwasy połączone są ze sobą wiązaniami peptydowymi w kolejności (patrząc od lewej do prawej): Glu, Cys, Gly. Wiązanie peptydowe pomiędzy Glu a Cys jest tzw. wiązaniem gamma, co wyróżnia cząsteczkę glutationu na tle innych białek i peptydów, gdzie wiązania peptydowe są tzw. wiązaniami alfa. Stąd mówiąc o glutationie często używamy również nazwy γ-glutamylo-cysteinylo-glicyna (γ-Glu-Cys-Gly). W niektórych opracowaniach możemy przeczytać, że glutation jest białkiem. To nieprawda. Glutation jest peptydem, a ściślej tripeptydem. Granica między peptydami i białkami jest umowna, ale z reguły o białku mówimy wtedy, gdy cząsteczka zbudowana jest z co najmniej około 100 aminokwasów.
Parafrazując słowa znanej piosenki możemy powiedzieć, iż w chemii to nie jest cud, że glutation los swój z siarką splótł. Po pierwsze, co wykazał już Joseph de Rey-Pailhade, glutation łatwo i chętnie wchodzi w reakcję z siarką elementarną, po drugie siarka jest istotnym elementem struktury glutationu. Obecność siarki w swojej cząsteczce glutation zawdzięcza cysteinie. Tutaj warto przypomnieć, że wśród 20 wchodzących w skład białek aminokwasów, tylko dwa: cysteina i metionina są aminokwasami zawierającymi siarkę. Metionina jest aminokwasem egzogennym, co oznacza że organizm człowieka nie potrafi jej syntetyzować, w związku z czym jedynym jej źródłem dla nas jest dieta. Cysteina natomiast jest aminokwasem, który wprawdzie jest syntetyzowany w organizmie człowieka, ale z... metioniny. Cysteina nie tylko stanowi istotny element struktury wielu białek. Jedną z grup funkcyjnych cysteiny jest grupa tiolowa, czyli grupa zawierająca siarkę (gr. thio), którą umownie zapisujemy jako –SH. Ze względu na obecność tej grupy cysteina jest w organizmie również prekursorem związków określanych jako biotiole, to znaczy takich, które również posiadają grupę –SH i są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania komórek. Jak Czytelnik z pewnością już wie, na pierwszym miejscu listy biotioli znajduje się GLUTATION.

„Dał ci Bóg mizerną postać...”

Glutation jest najważniejszym naturalnie występującym antyoksydantem niskocząsteczkowym. Mówimy „niskocząsteczkowy”, ponieważ masa molowa glutationu wynosi około 307 g/mol, więc rzeczywiście jest „mizerna” w porównaniu z innymi związkami obecnymi w komórce. Dla przykładu masy białek wahają się w granicach od dziesięciu tysięcy do wielu milionów gramów przypadających na 1 mol związku.
Działanie antyoksydantów nazywamy powszechnie zmiataniem reaktywnych form tlenu. Jest to tożsame z powiedzeniem, że w wyniku reakcji antyoksydantów z reaktywnymi formami tlenu te ostatnie ulegają redukcji. Tutaj krótkie przypomnienie. Redukcja oznacza przyjęcie, a utlenienie oddanie elektronu (-ów) przez cząsteczkę. Reakcja, w której dochodzi do transferu elektronów nazywana jest reakcją oksydacyjno-redukcyjną (reakcją redox). Cząsteczka tlenu może przyjąć maksymalnie cztery elektrony. Powstaje wówczas woda, która dla komórki nie stanowi żadnego niebezpieczeństwa. Natomiast reaktywne formy tlenu tworzą się wówczas, gdy cząsteczka tlenu przyjmuje jeden, dwa lub trzy elektrony. Po przyjęciu jednego elektronu powstaje reaktywna forma tlenu o nazwie anionorodnik ponadtlenkowy, któremu do pełnej redukcji brakuje trzech elektronów. Po przyjęciu dwóch elektronów powstaje nadtlenek wodoru (3% wodny roztwór tego związku to doskonale znana nam woda utleniona), któremu do pełnej redukcji brakuje dwóch elektronów. Reaktywna forma tlenu powstająca w wyniku przyjęcia trzech elektronów nosi nazwę rodnika hydroksylowego, któremu do pełnej redukcji brakuje jednego elektronu. Generalnie więc rolą antyoksydantów jest dostarczanie reaktywnym formom tlenu brakujących im elektronów, co oznacza redukcję reaktywnych form tlenu i utlenienie antyoksydantów. Gdyby nie było antyoksydantów, reaktywne formy tlenu redukowałyby się dzięki elektronom białek, cukrów, kwasów nukleinowych, lipidów… Oznaczałoby to tragedię, czyli całkowicie zniszczone, zdewastowane struktury komórki: błona komórkowa, jądro, mitochondria, utrata funkcji, śmierć. Przywołany już wcześniej profesor Grzegorz Bartosz stwierdza metaforycznie, że proces sądowy, gdzie na ławie oskarżonych siedziałyby reaktywne formy tlenu byłby procesem o zabójstwo. Na szczęście dla komórek są antyoksydanty, a wśród nich glutation.
Tak więc kończąc ten wątek rozważań powiemy, że w reakcji oksydacyjno-redukcyjnej, w której bierze udział glutation i reaktywne formy tlenu, te ostatnie ulegają redukcji, a glutation ulega utlenieniu.

Jak Feniks z popiołów

Jak to się dzieje, że utlenienie struktur komórki jest równoznaczne z jej zniszczeniem, takie skutki nie towarzyszą natomiast utlenieniu glutationu? Otóż glutation – w odróżnieniu od większości utlenionych białek, cukrów, kwasów nukleinowych, lipidów… – może się z powrotem zredukować. Jednym słowem cząsteczka utleniona, zniszczona przez reaktywne formy tlenu „ulega wskrzeszeniu”, odrodzeniu. Stosunek stężeń glutationu zredukowanego do utlenionego jest określany symbolem R i jest swoistym markerem naszego zdrowia:
 


Wartość R w komórkach wątroby w stanie zdrowia wynosi 300–400, natomiast w stanach patologicznych może spaść nawet do 2. Oznacza to, że glutationu zredukowanego jest wówczas bardzo mało, a utlenionego bardzo dużo. Komórka staje się więc niemal całkowicie bezbronna wobec utleniającej aktywności reaktywnych form tlenu. Ponadto glutation utleniony nie jest antyoksydantem, przeciwnie jest prooksydantem, czyli działa podobnie do reaktywnych form tlenu – chorujemy.

Lek na całe zło?

W bibliograficznej bazie danych Pub Med. znajduje się obecnie blisko 150 000 prac naukowych poświęconych glutationowi. Przyjrzyjmy się bliżej kilku z nich.
Badania przeprowadzone przez zespół naukowców z Jordanii, Iraku i Stanów Zjednoczonych wykazały, że poziom glutationu zredukowanego w surowicy krwi pacjentów leczonych z powodu reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS) był o 50% niższy w porównaniu do grupy zdrowych ochotników.
Czy glutation można suplementować? Zdania naukowców są podzielone, a zainteresowanie firm farmaceutycznych glutationem jako lekiem umiarkowane, ponieważ większość badań naukowych wskazuje jednak, iż doustnie podany GSH jest trawiony w przewodzie pokarmowym człowieka, nie przechodzi przez błony komórkowe i nie przekracza bariery krew-mózg. Pewne nadzieje na skuteczną suplementację przynoszą opublikowane w 2018 roku badania dotyczące tzw. Glutationu liposomalnego, którymi kierował profesor John Richie z Centrum Leczenia Nowotworów w Hershey w stanie Pensylwania. Wykazały one znaczący wzrost poziomu glutationu w pełnej krwi, osoczu i komórkach krwi u zdrowych ochotników, którzy przez miesiąc zażywali liposomalny glutation w dawkach 500 lub 1000 mg na dobę. Trzeba dodać, że pierwsze korzystne efekty suplementacji były widoczne już po tygodniu trwania eksperymentu klinicznego.
Warto przypomnieć, że liposomy to struktury mające postać pęcherzyków, których wnętrze jest wypełnione wodą, a otoczka zbudowana jest z lipidów. Liposomy w organizmach żywych tworzą się samoistnie. Struktury te po raz pierwszy zostały opisane w 1964 roku przez brytyjskiego hematologa Aleca Banghama z Babraham Institute, będącego naukowym ośrodkiem partnerskim Uniwersytetu Cambridge.
Liposomy są również wytwarzane w laboratoriach naukowych uniwersytetów i koncernów farmaceutycznych do badań dotyczących tak zwanej terapii celowanej. Wewnątrz liposomów można bowiem umieszczać leki rozpuszczalne w wodzie. Taka, zamknięta w lipidowej kapsule, postać leku nie jest degradowana w przewodzie pokarmowym i łatwo przechodzi przez – również lipidową po swojej zewnętrznej stronie – błonę komórkową bezpośrednio do wnętrza zagrożonej patologią komórki. Tak się też dzieje, jak przekonują przytoczeni naukowcy z Pensylwanii, z umieszczonym w liposomach glutationem.
Innym sposobem pozwalającym na zwiększenie ilości glutationu w organizmie jest podawanie związku chemicznego, będącego pochodną cysteiny. Przypomnę, że cysteina jest jednym z trzech aminokwasów budujących glutation, a jednocześnie stanowi kluczowy substrat do jego produkcji. Mówimy, że ilość cysteiny w komórce jest czynnikiem limitującym szybkość syntezy glutationu. Sama cysteina nie może i nie powinna być stosowana jako suplement z powodu dużej neurotoksyczności. Dlatego bada się tu różne, bezpieczne dla organizmu pochodne cysteiny, z których już stosowaną w praktyce klinicznej jest N-acetylocysteina, znana również jako NAC.
Wskazaniem do zastosowania NAC jest między innymi ostre zatrucie paracetamolem. Paracetamol to popularny, dostępny bez recepty lek przeciwbólowy i przeciwgorączkowy. Toksykolodzy zwracają uwagę, że lek ten coraz częściej jest przyczyną ostrych zatruć o charakterze przypadkowym. Należy oczywiście dodać, że paracetamol zażywany w dawkach terapeutycznych jest bezpieczny. Niebezpieczny dla życia i zdrowia staje się – jak każdy lek – w sytuacji przedawkowania. A przedawkowanie paracetamolu nie jest trudne. Powodem takiego stanu rzeczy jest, zdaniem lekarzy, powszechne przekonanie o niewielkiej toksyczności leku,...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Naturoterapia w praktyce" w roku + wydania specjalne
  • Nielimitowany dostęp do całego archiwum czasopisma
  • Dodatkowe artykuły i filmy
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy