Witaminy suplementy jako kapsułki z owoców warzyw orzechów i ziaren wewnątrz pigułki odżywcze jako medycyny naturalnej leczenia zdrowia z elementów ilustracji 3D.

Glutation (GSH) jest endogennym, nieenzymatycznym antyoksydantem, którego aktywność jest wewnątrzkomórkowa. Należy do grupy antyoksydantów pierwotnych, które zapobiegają tworzeniu się wolnych rodników. Chociaż jest obecny w cytoplazmie wszystkich komórek, największy rezerwuar glutationu znajduje się w wątrobie, gdzie pełni ważną rolę w II fazie detoksykacji wątrobowej.

ROS

ROS (reaktywne formy tlenu) powstają w wyniku wielu procesów fizjologicznych jako produkty uboczne normalnego metabolizmu komórkowego, głównie w mitochondriach. Jednak gdy są one wytwarzane na poziomie wyższym niż normalny, np. w przypadku stresu oksydacyjnego (OS), są szkodliwe, mogą uszkadzać wszelkiego rodzaju cząsteczki biologiczne, przyczyniają się do starzenia się i powstawania wielu chorób związanych ze starzeniem się.

Uszkodzenia oksydacyjne (utlenianie) białek, lipidów lub DNA mogą być bardzo szkodliwe i mogą występować jednocześnie w różnych komórkach i tkankach. Jednak to białka, ze względu na swoje katalityczne działanie, są prawdopodobnie najbardziej bezpośrednim nośnikiem uszkodzeń oksydacyjnych w komórkach.

GSH is a unique molecule involved in essential aspects of cellular homeostasis, with a central role in defense against oxidative damage.  It is an extremely important cellular protectant, used as a cofactor by multiple peroxidase enzymes to detoxify peroxides generated from oxygen free radical attack on biological molecules and to reduce oxidized sites on DNA, proteins and other biomolecules.

Wolne rodniki

Atak wolnych rodników i innych czynników utleniających na biomolekuły może doprowadzić do wyczerpania GSH, dlatego homeostatyczny cykl redoks próbuje utrzymać jego optymalny poziom w miarę zużycia. Ekwiwalenty glutationu krążą we krwi głównie w postaci cysteiny.

Do czynników stresu oksydacyjnego, które mogą doprowadzić do zubożenia glutationu, należą promieniowanie ultrafioletowe, infekcje wirusowe, toksyny środowiskowe, metale ciężkie, stany zapalne oraz niedobór w diecie prekursorów GSH i kofaktorów enzymatycznych.

Suplementacja diety prekursorami glutationu, cysteiną i glicyną, w pełni przywraca syntezę i stężenie glutationu oraz obniża poziom stresu oksydacyjnego i uszkodzeń oksydacyjnych. Wydaje się, że stosunkowo wysokie spożycie białka koreluje z mniejszym prawdopodobieństwem utraty beztłuszczowej masy ciała i gęstości kości u osób starszych.

Glutation

Stan glutationu jest bardzo czułym wskaźnikiem funkcjonalności i żywotności komórek. W miarę jak wewnątrzkomórkowy GSH ulega zmniejszeniu, funkcjonalność komórek ulega stopniowemu obniżeniu. Istnieje coraz więcej dowodów na to, że synteza glutationu zmniejsza się wraz z wiekiem.

From the second and third decades of life, glutathione levels begin to decline while the level of oxidative stress tends to rise. Dysregulation of proteostasis is the hallmark of the aging brain, so glutathione in sufficient quantities becomes imperative when the risk of neuronal and cognitive decline is the predominant feature of aging.

Uwzględnić

Glutation w zapobieganiu pogarszaniu się stanu neurodegeneracyjnego i odzyskiwaniu funkcjonalności komórek po niedokrwieniu lub krwotoku.

Oxidative stress has been extensively studied in neurological diseases such as Alzheimer’s disease (AD), Parkinson’s disease, multiple sclerosis, amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and dementia. This is because neuronal cells are especially susceptible to OS and subsequently to cell damage (including cell death). GSH is present in the brain in very low concentrations. Although it is unknown whether glutathione can be transported across the blood-brain barrier and be taken up into brain cells, amino acid precursors of GSH can cross it and be used for its synthesis in the brain. In addition to the antioxidant functions of glutathione in the brain, extracellular GSH has been hypothesized to have neurotransmitter, neurohormone, glutamate detoxification and leukotriene metabolism functions.

Czy wiesz, że?

Zaobserwowano, że w trakcie starzenia się u ludzi dochodzi również do zależnego od wieku zubożenia wewnątrzkomórkowego GSH w płynie mózgowo-rdzeniowym. Ponieważ mózg wymaga intensywnej detoksykacji ROS, oczywiste jest, że zmniejszenie zawartości GSH może zwiększyć uszkodzenia oksydacyjne, czyniąc mózg bardziej podatnym na zaburzenia neurologiczne.

Inne badania koncentrowały się na wykorzystaniu ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych (hMSCs) do badania wpływu suplementacji GSH, N-acetylo-L-cysteiny (NAC) jako jego prekursora oraz kwasu askorbinowego na zapobieganie i redukcję uszkodzeń oksydacyjnych w niedokrwionych tkankach.

MSC są multipotencjalnymi komórkami zrębowymi pochodzenia mezenchymalnego, które występują w szpiku kostnym i tkance tłuszczowej. Te pluripotencjalne komórki są intensywnie badane w leczeniu różnych chorób. Wykazano, że chociaż można je łatwo wyizolować, ich przeżywalność jest niska, a śmierć komórek wzrasta po wszczepieniu do niedokrwionych tkanek. Postuluje się, że nadmierne wytwarzanie ROS w wyniku utrzymującego się stresu oksydacyjnego w tkankach niedokrwionych jest istotnym czynnikiem wpływającym na przeżywalność wszczepionych MSCs, generującym środowisko niesprzyjające ich żywotności. Wykazano również, że ROS odgrywają kluczową rolę we wzroście i homeostazie MSC: redukcja ROS zwiększa proliferację, przeżywalność i różnicowanie, podczas gdy nadmiar ROS może prowadzić do dysfunkcji mitochondriów, śmierci komórek, zapalenia tkanek i starzenia się hMSC, upośledzając ich zdolność do różnicowania i regeneracji.

Witaminy i antyoksydanty

Witamina C jest ważnym czynnikiem różnicowania mio- i osteogennego, a także zwiększa proliferację komórek i różnicowanie komórek mezenchymalnych w miocyty, osteocyty i adipocyty. Utrata masy kostnej związana z wiekiem jest spowodowana głównie niedostateczną liczbą osteoblastów w wyniku zubożenia progenitorów multipotencjalnych mezenchymalnych komórek macierzystych i przechodzenia tych progenitorów do linii adipocytów. Hormony, takie jak hormony płciowe i glikokortykoidy, a także utlenione lipidy modyfikują homeostazę kości szkieletowych poprzez zmianę mechanizmów komórkowych regulujących stres oksydacyjny.

Stosowanie antyoksydantów przyczynia się do przywrócenia środowiska komórkowego bardziej sprzyjającego przebudowie kości zaburzonej w wyniku starzenia się. Może to mieć szczególne znaczenie w zapobieganiu śmierci komórek i uszkodzeniom spowodowanym ekspozycją na H2O2, zwłaszcza w sytuacjach niedokrwienia.

Skeletal aging is associated with increased oxidative stress, lipid oxidation and sensitivity to endogenous glucocorticoids. Increased glucocorticoid sensitivity of osteoblasts and osteocytes with age leads to decreased bone angiogenesis, vasculature volume and osteocyte lacunar-canalicular fluid, as well as decreased strength. Glucocorticoids also increase ROS levels in bone. In turn, it has been shown that with increasing age, glutathione levels decrease and lipid peroxidation levels increase, predisposing to a process of cell death by ferroptosis. Ferroptosis is characterized by damage to cell membrane lipids and constitutes a cell death process different from apoptosis. GSH deficiency causes a decrease in the activity of glutathione peroxidase, which normally removes iron-dependent cellular toxic products, thus protecting membranes from this type of aggression and preventing the deterioration of the function of numerous peripheral tissues and organs. GSH, vitamin E, Coenzyme Q10, alpha-tocopherol and selenium have been proposed as inhibitors of ferroptosis.

Śmierć komórki

GSH wydaje się być kluczowy w przeciwdziałaniu procesowi ferroptozy, czyli rodzajowi śmierci komórkowej charakteryzującej się nagromadzeniem toksycznych, zależnych od żelaza produktów komórkowych. Odpowiedni poziom GSH sprzyja optymalnej aktywności peroksydazy glutationowej, która chroni błony przed tego typu agresją i zapobiega pogorszeniu funkcji wielu tkanek i narządów obwodowych.

W celu podjęcia decyzji o potrzebie suplementacji oraz biorąc pod uwagę, że zmiany wywołane stresem oksydacyjnym w tkankach zmieniają stan redoks osoczowej puli pary GSH/GSSH, GSH można oznaczać we krwi różnymi metodami, z których najczęściej stosowaną jest oznaczenie oparte na reakcji enzymatycznej opisanej przez Owena i Belchera oraz opracowanej przez Tietze. Wyniki należy interpretować zgodnie z wartościami referencyjnymi, które różnią się w zależności od laboratorium i stosowanej metodyki.