Me nielamme antioksidantteja ikään kuin ne olisivat maaginen eliksiiri, joka voisi pidentää elämäämme. Parhaimmillaan ne ovat kuitenkin vain tehottomia, ja pahimmassa tapauksessa ne voivat lyhentää maallista tietämme. BBC Future -kolumnisti selittää miksi.
Linus Pauling teki vakavan virheen päättäessään muuttaa joitain asioita perinteisessä aamiaisessaan.
Vuonna 1964, 65-vuotiaana, hän aloitti C-vitamiinin lisäämisen appelsiinimehuun, jonka hän joi aamulla.
Se oli kuin sokerin lisääminen Coca-Colaan, mutta hän uskoi vilpittömästi ja jopa liian innokkaasti, että se oli hyödyllistä.
Ennen sitä aamiaiset olivat tuskin epätavallisia. Ainoa asia, joka ansaitsee erityisen mainitsemisen, on se, että hän söi aamiaisen varhain aamulla ennen lähtöään Caltechiin töihin, jopa viikonloppuisin.
Hän oli väsymätön, ja hänen työnsä oli poikkeuksellisen hedelmällinen.
Esimerkiksi 30-vuotiaana hän ehdotti kolmatta perussääntöä molekyylien atomien vuorovaikutuksesta perustuen kemiaan ja kvanttimekaniikkaan.
Kaksikymmentä vuotta myöhemmin hänen työnsä proteiinien rakenteesta (kaiken elämän rakennuspalikat) auttoi Francis Crickia ja James Watsonia purkamaan DNA: n (joka koodaa tätä materiaalia) rakenteen vuonna 1953.
Mainosvideo:
Seuraavana vuonna Pauling sai Nobelin kemian palkinnon tutkimuksestaan kemiallisten sidosten luonteesta.
Lontoon University Collegen biokemisti Nick Lane kirjoitti hänestä vuoden 2001 kirjassaan Happi: "Pauling … oli 1900-luvun tieteen kolossi, jonka työ loi perustan uudelle kemialle."
Mutta sitten "C-vitamiinin ikä" alkoi. Pauling totesi vuoden 1970 bestsellereissään, kuinka elää pidempään ja paremmin, lisää, että tämän vitamiinin täydentäminen voi auttaa torjumaan vilustumista.
Hän otti 18 000 mg (18 g) tätä ainetta päivässä, mikä muuten on 50 kertaa suurempi kuin suositeltu päivittäinen arvo.
Tämän kirjan toisessa painoksessa flunssa lisättiin luetteloon sairauksista, joita C-vitamiini torjuu tehokkaasti.
1980-luvulla, kun HIV alkoi levitä Yhdysvalloissa, Pauling totesi, että C-vitamiini voi myös parantaa virusta.
Vuonna 1992 Time-lehti kirjoitti ideoistaan, joiden kannessa ilmestyi otsikko "Vitamiinien todellinen voima". Niiden on osoitettu parantavan sydän- ja verisuonitauteja, kaihia ja jopa syöpää.
"Vielä houkuttelevampaa on ehdotus, että vitamiinit voivat hidastaa ikääntymisprosessia", artikkeli sanoi.
Multivitamiinien ja muiden ravintolisien myynti kasvoi nopeasti, samoin kuin Paulingin kuuluisuus.
Hänen tieteellinen maineen päinvastoin, kärsi. Lähivuosien tieteelliset tutkimukset ovat osoittaneet vain vähän tai ei lainkaan näyttöä C-vitamiinin ja monien muiden lisäravinteiden eduista.
Itse asiassa jokainen lusikallinen appelsiinimehuun lisättyä Pauling-vitamiinia oli pikemminkin haittaa kuin auttoi vartaloaan.
Tiede ei vain kiistänyt tuomioitaan, vaan piti niitä myös varsin vaarallisina.
Paulingin teoriat perustuivat siihen, että C-vitamiini kuuluu antioksidantteihin - erityiseen luokkaan luonnonyhdisteitä, joihin kuuluvat myös E-vitamiini, beetakaroteeni ja foolihappo.
Ne neutraloivat erittäin reaktiivisia molekyylejä, joita kutsutaan vapaiiksi radikaaleiksi, ja sen vuoksi niiden katsotaan olevan hyödyllisiä.
Vuonna 1954 Rebecca Gershman, tuolloin Rochesterin yliopistossa, New York, tunnisti ensin näihin molekyyleihin liittyvät vaarat.
Vuonna 1956 hänen hypoteesinsa kehitti Kalifornian Berkeleyn yliopiston lääketieteellisen fysiikan laboratoriossa työskentelevä Denham Harman, joka totesi, että vapaat radikaalit ovat syynä solujen tuhoutumiseen, erilaisiin sairauksiin ja viime kädessä ikääntymiseen.
Koko 1900-luvun ajan tutkijat jatkoivat aiheen tutkimista, ja pian Harmanin ideat saivat yleisen hyväksynnän.
Näin se toimii. Prosessi alkaa mitokondrioilla, mikroskooppisilla moottoreilla, jotka ovat solujemme sisällä.
Ravinteet ja happi muuttuvat membraaniensa sisällä vedeksi, hiilidioksidiksi ja energiaksi.
Näin tapahtuu soluhengitys - mekanismi, joka toimii energialähteenä kaikille monimutkaisille elämänmuodoille.
Vuotavat vesimyllyt
Mutta se ei ole niin yksinkertaista. Ravinteiden ja hapen lisäksi tämä prosessi vaatii jatkuvasti negatiivisesti varautuneiden hiukkasten - elektronien - virtausta.
Elektronien virtaus kulkee mitokondriaalikalvoissa olevien neljän proteiinin läpi, joita voidaan verrata vesimyllyihin. Joten hän osallistuu lopputuotteen - energian - tuotantoon.
Tämä reaktio on kaiken toiminnan ytimessä, mutta se ei ole täydellinen.
Elektronit voivat "vuotaa" kolmesta solumyllystä ja reagoida lähellä olevien happimolekyylien kanssa.
Seurauksena muodostuu vapaita radikaaleja - erittäin aktiivisia molekyylejä, joissa on vapaa elektroni.
Stabiilisuuden palauttamiseksi vapaat radikaalit tuhoavat ympäröivää järjestelmäänsä ottaen elektroneja elintärkeistä molekyyleistä kuten DNA: sta ja proteiineista ylläpitääkseen omaa varaustaan.
Harman ja monet muut ovat väittäneet, että vaikka vapaiden radikaalien muodostuminen on pienimuotoista, se vahingoittaa vähitellen koko kehoa aiheuttaen mutaatioita, jotka johtavat ikääntymiseen ja niihin liittyviin sairauksiin, kuten syöpään.
Lyhyesti sanottuna happi on elämän lähde, mutta se voi olla myös tekijä ikääntymisessä, sairauksissa ja lopulta kuolemassa.
Kun vapaat radikaalit yhdistettiin ikääntymiseen ja sairauksiin, niitä pidettiin vihollisina, jotka karkotettiin ruumiistamme.
Esimerkiksi vuonna 1972 Harman kirjoitti:”[Vapaiden radikaalien] määrän vähentämisellä kehossa odotetaan vähentävän biologisen hajoamisen nopeutta, jolloin henkilölle annetaan lisää terveen elämän vuosia. Toivomme, että [tämä teoria] johtaa hedelmällisiin kokeisiin, joiden tarkoituksena on pidentää terveen ihmisen elämän kestoa."
Hän puhui antioksidantteista - molekyyleistä, jotka ottavat elektronia vapaista radikaaleista ja vähentävät niiden aiheuttamaa vaaraa.
Ja hänen toivomansa kokeet tehtiin huolellisesti ja toistettiin useita kertoja useiden vuosikymmenien ajan. Tulokset eivät kuitenkaan olleet kovin vakuuttavia.
Esimerkiksi 1970- ja 80-luvuilla hiirille - yleisimmälle laboratorioeläimelle - annettiin erilaisia hapettumisenestoaineita ruuan kanssa tai ruiskeilla.
Jotkut heistä on jopa geneettisesti muunnettu siten, että tiettyjen antioksidanttien geenit ovat aktiivisempia kuin normaaleissa laboratoriohiirissä.
Tutkijat ovat käyttäneet erilaisia menetelmiä, mutta he saivat hyvin samanlaisia tuloksia: antioksidanttien ylimäärä ei hidastanut ikääntymistä eikä estänyt sairauksia.
"Kukaan ei ole pystynyt todistamaan luotettavasti, että ne (antioksidantit - toim.) Voivat pidentää elämää tai parantaa terveyttä", sanoo Antonio Henriquez kansallisesta sydän- ja verisuonisairauksien tutkimuskeskuksesta Madridissa, Espanjassa. "Hiiret eivät reagoineet paljon lisäravinteisiin."
Entä ihmiset? Toisin kuin pienemmät veljemme, tiedemiehet eivät voi sijoittaa yhteiskuntamme jäseniä laboratorioihin seuratakseen heidän terveyttänsä koko elämänsä ajan, ja myös sulkea pois kaikki ulkoiset tekijät, jotka voivat vaikuttaa lopputulokseen.
Ainoa mitä he voivat tehdä, on organisoida pitkäaikainen kliininen tutkimus.
Sen periaate on hyvin yksinkertainen. Ensinnäkin, sinun on löydettävä ryhmä ihmisiä, jotka ovat samanikäisiä, asuvat samalla alueella ja johtavat samanlaista elämäntapaa. Sitten sinun on jaettava ne kahteen alaryhmään.
Ensimmäinen saa testattavan lisäyksen, kun taas toinen saa pillerin tai lumelääkkeen.
Kokeen puhtauden varmistamiseksi kukaan ei tarvitse tietää, mitä tarkalleen osallistujat saavat ennen tutkimuksen päättymistä - edes niiden, jotka antavat pillereitä.
Tätä tekniikkaa, jota kutsutaan kaksoissokkotestaukseksi, pidetään lääketutkimuksen vertailukohteena.
1970-luvulta lähtien tutkijat ovat suorittaneet monia samanlaisia kokeiluja yrittäessään selvittää, miten antioksidanttilisät vaikuttavat terveyteemme ja pitkäikäisyyteen. Tulokset olivat pettymys.
Esimerkiksi vuonna 1994 Suomessa järjestettiin tutkimus, johon osallistui 29 133 50–60-vuotiasta tupakoitsijaa.
Beetakaroteenilisäryhmässä keuhkosyövän esiintyvyys kasvoi 16%.
Samanlaisia tuloksia saatiin yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa, johon osallistui naisia, jotka tulivat menopausajan jälkeen.
He ottivat foolihappoa (eräänlainen B-vitamiini) päivittäin kymmenen vuoden ajan, ja sen jälkeen heidän rintasyövän riski kasvoi 20% verrattuna niihin, jotka eivät käyttäneet lisäainetta.
Se vain paheni sieltä. Vuonna 1996 julkaistut yli 1 000 raskaiden tupakoitsijoiden tutkimus oli keskeytettävä noin kaksi vuotta aikataulusta.
Vain neljä vuotta beetakaroteeni- ja A-vitamiinilisien ottamisen jälkeen keuhkosyöpätapaukset lisääntyivät 28% ja kuolemat 17%.
Ja nämä eivät ole vain numeroita. Täydennysryhmässä oli 20 kuolemaa enemmän vuodessa kuin lumelääkeryhmässä.
Tämä tarkoittaa, että tutkimuksen neljän vuoden aikana kuoli vielä 80 ihmistä.
Sen kirjoittajat totesivat: "Tutkimustulokset tarjoavat vahvan tapauksen, jossa beetakaroteenilisäaineita sekä beetakaroteenia ei oteta yhdessä A-vitamiinin kanssa."
Kohtalokkaita ideoita
Nämä huomionarvoiset tutkimukset eivät tietenkään anna meille kokonaiskuvaa. Jotkut tutkimukset ovat osoittaneet antioksidanttien edut, etenkin tapauksissa, joissa osallistujat eivät kyenneet syömään oikein.
Vuoden 2012 tieteellisen katsauksen tulokset, jotka perustuvat 27 kliiniseen tutkimukseen erilaisten antioksidanttien tehokkuudesta, eivät kuitenkaan suosi jälkimmäistä.
Vain seitsemässä tutkimuksessa täydennyksestä todettiin olevan jonkin verran terveydellistä hyötyä, mikä alensi sydän- ja verisuonisairauksien ja haimasyövän riskiä.
Kymmenessä tutkimuksessa ei havaittu antioksidanttien hyötyjä - tulokset olivat kuin kaikki potilaat saisivat lumelääkettä (tosiasiassa näin ei kuitenkaan ollut).
Jäljellä olevien 10 tutkimuksen tulokset osoittivat, että monet potilaat olivat huomattavasti huonommassa tilassa kuin ennen antioksidanttien ottamista. Lisäksi heidän joukossaan keuhkosyövän ja rintasyövän esiintyvyys lisääntyi.
"Ehdotus, jonka mukaan antioksidanttilisäaine on taikuuslääke, on täysin perusteeton", sanoo Henriquez.
Linus Pauling ei edes tiennyt, että hänen omat ajatuksensa voivat olla tappavia.
Vuonna 1994, ennen lukuisten laajamittaisten kliinisten tutkimusten tulosten julkaisemista, hän kuoli eturauhassyöpään.
C-vitamiini ei ollut ollenkaan ihmelääke, vaikka Pauling vaati sitä edelleen viimeiseen hengityksensä saakka. Mutta liittyykö sen lisääntyneeseen kulutukseen lisäriskejä?
On epätodennäköistä, että me koskaan tiedämme varmasti. Koska monissa tutkimuksissa antioksidanttien saanti liittyy syöpään, tämä ei kuitenkaan ole täysin poissuljettu.
Esimerkiksi Yhdysvaltain kansallisen syöpäinstituutin vuonna 2007 tekemässä tutkimuksessa todettiin, että multivitamiinia käyttäneillä miehillä oli kaksinkertainen riski kuolla eturauhassyöpään kuin niillä, jotka eivät.
Ja vuonna 2011 samanlainen tutkimus 35 533 terveellä miehellä havaitsi, että lisäravinteiden ottaminen E-vitamiinilla ja seleenillä lisäsi eturauhassyövän riskiä 17%.
Siitä lähtien, kun Harman ehdotti kuuluisaaan vapaiden radikaalien ja ikääntymisen teoriaa, tutkijat ovat vähitellen luopuneet antioksidanttien ja vapaiden radikaalien (hapettimien) selkeästä erottelusta. Sitä pidetään nyt vanhentuneena.
Antioksidantti on vain nimi, joka ei täysin kuvasta tietyn aineen luonnetta.
Otetaan esimerkiksi Paulingin rakastettu C-vitamiini. Oikein annettuna se neutraloi erittäin aktiiviset vapaat radikaalit ottamalla niistä vapaita elektroneja. Hänestä tulee "molekyylin marttyyri", joka ottaa iskun ja suojaa soluja ympärillään.
Hyväksymällä elektroni, siitä kuitenkin tulee vapaa radikaali, joka pystyy vahingoittamaan solumembraaneja, proteiineja ja DNA: ta.
Kuten elintarvikekemikko William Porter kirjoitti vuonna 1993, "[C-vitamiini] on todellinen kaksipäinen Janus, tohtori Jekyll ja herra Hyde, antioksidanttien oksymoroni."
Onneksi normaaleissa olosuhteissa reduktaasi-entsyymi pystyy palauttamaan C-vitamiinin antioksidanttiseen ulkonäkönsä.
Mutta entä jos C-vitamiinia on niin paljon, että entsyymi ei yksinkertaisesti pysty käsittelemään sitä?
Huolimatta siitä, että tällainen monimutkaisten biokemiallisten prosessien yksinkertaistaminen ei pysty heijastamaan ongelman ydintä, yllä olevien kliinisten tutkimusten tulokset osoittavat, mihin tämä voi johtaa.
Hajoita ja hallitse
Antioksidantteilla on tumma puoli. Lisäksi edes heidän valoisat puolensa eivät aina toimi hyväksi - kasvavan todisteen valossa, että vapaat radikaalit ovat myös tärkeitä terveydellemme.
Tiedämme nyt, että vapaat radikaalit toimivat usein molekyylitiedonvälittäjinä, jotka lähettävät signaaleja solun yhdestä osasta toiseen. Joten ne säätelevät kasvua, jakautumista ja solukuolemaa.
Vapailla radikaaleilla on erittäin tärkeä rooli solun olemassaolon kaikissa vaiheissa. Ilman niitä solut kasvaisivat ja jakautuvat hallitsemattomasti - syöpään kutsuttu prosessi.
Ilman vapaita radikaaleja saamme myös todennäköisemmin tartuntoja. Stressiolosuhteissa, jotka johtuvat ei-toivottujen bakteerien tai virusten tunkeutumisesta ihmiskehoon, vapaita radikaaleja alkaa tuottaa aktiivisemmin ja ne toimivat hiljaisena signaalina immuunijärjestelmälle.
Seurauksena ovat immuunijärjestelmämme eturintamassa olevat solut - makrofagit ja lymfosyytit - alkavat jakaa ja torjua ongelmaa. Jos se on bakteeri, he nielaisevat sen, kuten Pacman on sininen haamu suositussa tietokonepelissä.
Bakteerit jäävät loukkuun, mutta ovat silti elossa. Tämän korjaamiseksi vapaat radikaalit ovat jälleen toiminnassa.
Immuunisolujen sisällä niitä käytetään juuri siihen, mihin heillä on ollut huono maine: tappamiseen ja tuhoamiseen. Tunkeilija revitään paloiksi.
Terve immuunivaste riippuu alusta loppuun vapaiden radikaalien esiintymisestä kehossa.
Geneetikot João Pedro Magalhães ja George Church kirjoittivat vuonna 2006:”Tulipalo on vaarallinen, mutta ihmiset ovat oppineet käyttämään sitä omaan hyväkseen. Samoin solut näyttävät pystyneen kehittämään mekanismeja [vapaiden radikaalien] hallitsemiseksi ja hyödyntämiseksi."
Toisin sanoen, ei ole syytä päästä eroon vapaista radikaaleista, joissa on antioksidantteja.
”Tässä tapauksessa olemme puolustuskyvyttömiä joiltakin tartunnilta”, Enriquez painottaa.
Onneksi ihmiskehossa on järjestelmiä, jotka vastaavat biokemiallisten prosessien vakauden ylläpidosta.
Antioksidanttien tapauksessa ylimäärä poistuu verenkierrosta virtsaan. "Ne vain erittyvät luonnostaan kehosta", sanoo Cleva Villanueva Mexico Cityn kansallisesta ammattikorkeakoulusta.
"Ihmiskeholla on uskomaton kyky tasapainottaa kaikkea, joten [täydentämisen] vaikutukset ovat joka tapauksessa lieviä, ja meidän pitäisi olla siitä kiitollisia", Lane sanoo.
Aloimme sopeutua happea koskeviin riskeihin jo silloin, kun ensimmäiset mikro-organismit alkoivat hengittää tätä myrkyllistä kaasua, eikä yksinkertainen pilleri voi muuttaa sitä, mitä on luotu miljardeja vuosia kestäneen evoluution aikana.
Kukaan ei voi kiistää, että C-vitamiini on olennainen osa terveellistä elämäntapaa, samoin kuin kaikki antioksidantit.
Mutta ellei lääkäri määrää näitä lisäravinteita, terveellisen ruokavalion syöminen on silti paras tapa pidentää elämääsi.
"Antioksidanttien ottaminen on perusteltua vain silloin, kun vartalo tosiasiallisesti puuttuu tietystä aineesta", Villanueva sanoo. "On parasta saada antioksidantteja elintarvikkeista, jotka sisältävät tietyn yhdistelmänä vaikuttavat antioksidantit."
"Hedelmä- ja vihannesrikas ruokavalio on yleensä erittäin terveellinen", Lane sanoo. "Ei aina, mutta useimmissa tapauksissa se on."
Vaikka tämän ruokavalion hyödyt johtuvat usein antioksidantteista, prooksidanttien ja muiden ravintoaineiden terveestä tasapainosta ei vielä tiedetä.
Vuosikymmenien ajan tutkijat ovat yrittäneet ymmärtää vapaiden radikaalien ja antioksidanttien monimutkaista biokemiaa, ovat houkutelleet satoja tuhansia vapaaehtoisia tutkimukseensa ja käyttäneet miljoonia kliinisiin tutkimuksiin, mutta modernilla tieteellä ei ole vielä mitään tarjottavaa meille parempana kuin koulusta lähtien tunnetut neuvoja: syö viisi vihannesta tai hedelmiä joka päivä.
Alex Riley