Антиоксиданты: роль и значение¶

Антиоксидант — это вещество, которое замедляет или предотвращает окисление других веществ за счёт поглощения свободных радикалов. В биологии и медицине антиоксидантами называют соединения, защищающие клетки организма от повреждающего действия активных форм кислорода (АФК) и свободных радикалов — нестабильных молекул, способных нарушать структуру белков, липидов и ДНК.

¶Окисление и свободные радикалы

В живых организмах в процессе жизнедеятельности постоянно образуются свободные радикалы — молекулы с одним или несколькими неспаренными электронами. Основной источник свободных радикалов — митохондрии, где в ходе окислительного фосфорилирования «сбегают» единичные электроны и восстанавливают кислород до супероксид-аниона. Небольшое количество радикалов необходимо организму: они участвуют в сигнальных путях, борьбе с патогенами, регуляции клеточного деления. Однако при избыточном образовании радикалов возникает состояние, известное как окислительный стресс — дисбаланс между производством АФК и способностью антиоксидантных систем организма их нейтрализовать.

¶Эндогенные антиоксидантные системы

Организм человека располагает собственными механизмами защиты от окислительного повреждения. К ним относятся ферментные и неферментные компоненты.

¶Ферментные антиоксиданты

• Супероксиддисмутаза (СОД) — катализирует дисмутацию супероксид-аниона в пероксид водорода и кислород.
• Каталаза — разлагает пероксид водорода на воду и кислород.
• Глютатионпероксидаза — восстанавливает перекиси липидов с участием глютатиона.

¶Неферментные антиоксиданты

• Глютатион — основной внутриклеточный антиоксидант, участвует в детоксикации.
• Убихинон (коэнзим Q10) — переносит электроны в дыхательной цепи и работает как липидный антиоксидант.
• Витамин E (токоферолы) — защищает клеточные мембраны от перекисного окисления липидов.
• Витамин C (аскорбиновая кислота) — водорастворимый антиоксидант, восстанавливает витамин E и участвует в синтезе коллагена.
• Белки, связывающие металлы (ферритин, трансферрин) — предотвращают участие свободных ионов железа и меди в реакциях Фентона, генерирующих гидроксильные радикалы.

¶Экзогенные антиоксиданты

Часть антиоксидантов поступает в организм с пищей. Основные группы:

¶Антиоксиданты и здоровье

Эпидемиологические исследования связывают высокое потребление овощей, фруктов и богатых полифенолами продуктов с более низким риском сердечно-сосудистых заболеваний, некоторых онкологических патологий и нейродегенеративных болезней. Механизмы этого эффекта включают не только прямое поглощение радикалов, но и модуляцию сигнальных путей (например, активацию фактора NRF2, регулирующего экспрессию антиоксидантных ферментов), противовоспалительное действие и влияние на экспрессию генов.

Однако клинические испытания изолированных добавок (бета-каротин, витамин E в высоких дозах) зачастую не подтвердили защитного эффекта, а в ряде случаев показали увеличение риска. Наиболее убедительны данные в пользу натуральных источников антиоксидантов в составе сбалансированного рациона, а не концентрированных добавок.

¶Применение в пищевой промышленности

В пищевой технологии антиоксиданты используют как консерванты, замедляющие прогорание жиров и потемнение продуктов. К ним относятся:

• БГТ (бутилгидрокситолуол) и БГА (бутилгидроксианизол) — синтетические фенольные антиоксиданты;
• аскорбиновая и эриторбовая кислоты;
• токоферолы (витамин E) — как природный консервант;
• экстракты розмарина — источник карнозовой кислоты.

В России и ЕАЭС применение пищевых добавок регулируется техническими регламентами, допускающими использование только тех веществ, которые прошли оценку безопасности.

¶Антиоксиданты в спорте и физиологии нагрузок

Интенсивные физические нагрузки повышают потребление кислорода и, соответственно, продукцию свободных радикалов. Спортсмены нередко принимают антиоксидантные добавки (витамин C, E, селен) с целью уменьшения мышечного повреждения и ускорения восстановления. Исследования показывают противоречивые результаты: приём антиоксидантов в некоторых случаях может ослаблять адаптивный ответ на тренировку, поскольку окислительный стресс является частью сигнального каскада, стимулирующего рост митохондрий и мышечных волокон.

¶Критика и современные представления

С 2000-х годов в научном сообществе сформировалась более осторожная позиция в отношении антиоксидантной теории старения. Мета-анализы показали, что приём антиоксидантных добавок не продлевает жизнь, а в некоторых популяционных исследованиях ассоциирован с повышенной смертностью. Современная биохимия рассматривает свободные радикалы не только как повреждающие агенты, но и как важные сигнальные молекулы (концепция гормезиса), поэтому глобальное подавление окислительных процессов может быть контрпродуктивным.

Источники:

• Halliwell B., Gutteridge J. M. C. Free Radicals in Biology and Medicine
• Синегородова В. М., Меньшикова Е. Б. Антиоксидантные системы организма
• Березовская Т. П. Практическая диетология: руководство
• Позняков В. И. Биохимия: учебное пособие
• Национальные институты здоровья США: данные о витаминах и минералах