Чтение онлайн

Единственным жирорастворимым антиоксидантом, синтезируемым в клетках и непрерывно регенерируемым из окислительной формы с помощью ферментных систем организма, является убихинон (коэнзим Q), который обладает очень высокой антиоксидантной активностью, основанной на окислительно-восстановительной системе убихинол – убихинон. Основная часть внутриклеточного убихинона находится в митохондриях, что крайне важно, так как именно там идут наиболее активные окислительные процессы и постоянно образуются свободные радикалы. Небольшое количество убихинона находится также в лизосомах, аппарате Гольджи, ядрах клетки, эндоплазматическом ретикулуме. Больше всего убихинона содержится в сердце, печени и почках, то есть в органах с высокой метаболической активностью.

Восстановленный коэнзим Q осуществляет защиту белков, ДНК, липидов мембран от повреждающего действия АФК. Он препятствует образованию алкильных радикалов, что в конечном счете обусловливает обрыв цепи перекисного окисления липидов. Он участвует в митохондриальной цепи электронного транспорта в качестве кофермента. Еще одна важная роль убихинона – восстановление витамина Е путем взаимодействия с его токофероксильным радикалом.

Во внеклеточном пространстве организма, в его биологических жидкостях, которые должны оставаться достаточно жидкими, и в тканях, которым противопоказана слишком большая подвижность макромолекул, возможности ферментативных средств защиты от свободных радикалов ограниченны. И здесь на первый план вновь выходят неферментативные антиоксиданты, но уже растворимые в воде. Среди них витамины С, В6, РР, серотонин, мочевая кислота, SH-содержащие соединения. Основную роль в антиоксидантной защите среди водорастворимых неферментативных антиоксидантов выполняют витамин С и система глутатиона. Витамин С играет ключевую роль в защите нейронов головного мозга. Глутатион, относящийся к тиоловым соединениям и содержащий SH-группу, является восстановителем в глутатионпероксидальной реакции. Очень важна его роль и в восстановлении, и переводе витамина С в активную форму, а тиоловые соединения, присутствующие в каждой клетке, даже в небольшом количестве осуществляют мощную защиту от окисления витамина С. Кстати, витамин С так же, как и мочевая кислота, может осуществлять антиоксидантную защиту и в клетках тоже. Высокую антиоксидантную активность проявляет также группа биофлавоноидов, содержащихся в водных экстрактах некоторых растений. Такие биофлавоноиды, как катехин, рутин, эпикатехин, являются ловушками гидроксил-радикала. Квертицин, подобно супероксиддисмутазе, подавляет продукцию супероксиданион-радикала, а биофлавоноид морин не влияет на вышеперечисленные радикалы, но также демонстрирует антиоксидантные свойства. Таковыми обладает ряд гормонов – тироксин, стероидные гормоны, эстрадиол.

Перечисленные средства защиты являются наиболее важными в обычных условиях. Однако в экстренных ситуациях организм может мобилизовать еще и дополнительные эндогенные средства, такие как белки пероксиредоксин, метионинсульфоксидредуктаза, тиоредоксин, металлотионенин и т. д. Эти средства синтезируются, например, при гипероксии, при отравлении веществами, катализирующими формирование дополнительных АФК.

Принимая во внимание, что антиоксиданты разрушаются при взаимодействии со свободным радикалом, как правило, терапевтический эффект достигается при достаточно больших концентрациях антиоксидантов. Однако также известно, что антиоксиданты имеют и обратный эффект: при превышении некоторой пороговой величины (которую, правда, очень сложно определить) они становятся прооксидантами. В этой ситуации представляется целесообразным достигать положительного эффекта не за счет повышения концентрации антиоксидантов, а за счет их многократного использования. Для эффективной работы антиоксидантов необходимо присутствие других антиоксидантов – восстановителей, которые будут персистентно переводить их в активную форму. Как было показано выше, витамин Е восстанавливается коэнзимом Q10 или витамином С; витамин С восстанавливается глутатионом; биофлавоноиды восстанавливают как витамин С, так и витамин Е; глутатион восстанавливается как ресвератролом, так и антоцианинами.

Такой же эффект существует между витамином Е и каротиноидами, между витамином Е и селеном. Считают, что альфа-токоферол необходим для поддержания селена в активном состоянии. В то же время селен снижает потребность в токофероле и сохраняет его уровень в крови. На основе вышесказанного можно сделать важный вывод, что полезнее получать как можно больше антиоксидантов вместе с пищей, а не просто принимать витамины, ибо в продуктах питания содержится много разнообразных антиоксидантов, а они «командные» игроки, создающие синергетический эффект.

Таким образом, только комплексное использование правильно подобранных антиоксидантов позволяет добиться максимального защитного эффекта при меньшей концентрации. Всемирная организация здравоохранения с целью получения необходимого уровня антиоксидантов рекомендует увеличить ежедневную дозу принимаемых фруктов и овощей с пяти до восьмидесяти порций, что особенно важно для профилактики раковых заболеваний. Однако не все фрукты и овощи обладают одинаковыми антиоксидантными свойствами. На Западе для оценки оксидативных свойств продуктов используют показатель способности абсорбции радикалов кислорода ORAC (oxygen radical absorbency capacity). Это показывает, насколько эффективно принимаемый продукт справляется с окислением. Рекомендуется потреблять не менее 6000 единиц ORAC в день. Ниже приведена таблица нутриентов, разработанная Департаментом сельского хозяйства США [4] , в которой каждая порция содержит около 2000 единиц. Прием минимум трех из этих продуктов обеспечивает в день 6000 единиц ORAC.

Считается, что в тех фруктах и овощах, где более насыщенный цвет и в которых «больше вкуса», содержится и наиболее высокий уровень антиоксидантов. Черника, малина, клубника, голубика, ежевика несут очень высокий уровень антиоксидантов – антоцианов. По содержанию бета-каротина на первом месте стоит артишок, затем морковь, горох, шпинат и т. д. В черном шоколаде содержатся сразу два флавоноида, обладающие мощными антиоксидантными свойствами, – галловая кислота и эпикатехин, которые замедляют старение организма. Однако, несмотря на использование диеты с высокой ORAC, в некоторых ситуациях (возраст более 50 лет, болезненное состояние и т. д.) полезно дополнительно применять определенное количество добавок и поливитаминов. Английский диетолог Патрик Холфорд рекомендует следующую комбинацию:

В дополнение Холфорд также советует принимать ежедневно витамин А (3000 мкг) как из ретинола, так и из бета-каротина, витамин С (1500–2000 мг), витамин Е (100 мг) и селен (30— 100 мг), а также витамины группы B, цинк и магний. Однако, прежде чем принимать решение об употреблении тех или иных добавок и витаминов, необходимо оценить степень оксидантного стресса в организме, так как антиоксидантная система здорового человека полностью самостоятельно поддерживает безопасный уровень свободных радикалов.

Окислительный стресс – это дисбаланс между образованием и нейтрализацией свободных радикалов системой антиоксидантной защиты. Свободные радикалы постоянно образуются как побочный эффект и при нормальном метаболизме в клетках. Около 2 % всего поглощенного кислорода превращается в свободные радикалы. Чтобы оценить степень оксидативного стресса, необходимо выбрать специальные маркеры, которые появляются в биологических жидкостях при окислении белков, молекул ДНК, липидов, углеводов. В качестве таких маркеров широкое распространение получили малоновый диальдегид, тирозин и его производные, 8-гидрокси-2-дезоксигуанозин. Можно также определять степень окислительного стресса по соотношениям глутатиона восстановленного к окисленному, цистеина к цистину, нитрата к нитриту, убихинола к убихинону. Дополнительно можно оценивать содержание глутатиона, цистеина, мочевой кислоты, количество измененных нуклеотидов и т. д.

В наибольшей степени подвержены воздействиям свободных радикалов липиды, находящиеся в мембранах клеток и содержащие ненасыщенные связи. Маркерами окисления липидов являются альдегиды, диальдегиды, изопростаны, метилглиоксаль, производные гексеналя и ноненаля. Отношение окисленных липопротеидов низкой плотности к липопротеидам низкой плотности, а также уровни аутоантител против окисленных липопротеинов низкой плотности используются в качестве плазменного липопротеинового биомаркера окисления. Однако наиболее информативным и широко используемым маркером является малоновый диальдегид (МДА), который образуется при перекисном окислении липидов в случае разрыва молекул полиненасыщенных жирных кислот. МДА создает нерастворимые липид-белковые комплексы в результате взаимодействия с аминогруппами белков и образования оснований Шиффа. Повышенная концентрация в крови МДА является наглядным показателем степени окисления липидов мембран. Хотя МДА находится во многих биологических жидкостях (в том числе сыворотке и плазме крови, моче, выдыхаемом воздухе и даже в клетках), наиболее надежно оценивать его содержание в сыворотке крови. Содержание МДА в сыворотке повышается при заболеваниях печени, почек, легких, панкреатите, атеросклерозе, сепсисе, холецистите, при высоких физических нагрузках и т. д.

Не менее серьезными последствиями для здоровья чревато не только окисление липидов, но и окисление белков. Как известно, белок – это полимер, в котором аминокислоты объединены в одну цепочку. Чтобы белки начали выполнять свои функции, эта цепочка должна быть соответствующим образом расположена в пространстве. Белки, образующиеся из 20 аминокислот, выполняют множество самых разнообразных и важных функций, среди них: метаболическая, сигнальная, транспортная, двигательная, рецепторная, иммунная, управленческая и т. д. Когда нарушается конформация белка, а при окислении пространственная укладка его изменяется, белок перестает выполнять возложенные на него функции со всеми вытекающими отсюда последствиями. Однако в клетках постоянно происходит распад белковых молекул и замена их новыми; причем заменяются как нормальные, так и модифицированные (окисленные) белки.

Но существуют и белки, которые практически не обновляются (например, белки, управляющие активностью ДНК) или обновляются очень медленно (те, что находятся в стенках кровеносных сосудов, головном мозге, сердечных мышцах). В этих белках повреждения накапливаются, – в частности, это относится к карбонильным группам. Карбонильные группы измененных белков могут взаимодействовать с аминогруппами других белков с образованием шиффовых оснований, которые легко гидролизируются. Еще один механизм сшивания белков основан на способности гидроксила атаковать сульфгидрильные группы. Практически любые аминокислоты с неалифатическими остатками – такие, как метионин, фенилаланин, пролин, аргинин, – могут являться участниками описанных процессов в белках. Модификация белков может осуществляться и активными формами азота: так, продукт взаимодействия углекислого газа и пероксинитрита нитрует ароматические аминокислоты и их производные, например катехоламины. В этом случае для оценки степени повреждения, нанесенного активными формами азота, используется образующийся в результате нитрования тирозина 3-нитротирозин.