Антиоксиданты — защита от окислительного стресса¶
Антиоксидант — это вещество, которое подавляет или замедляет окислительные реакции, вызванные свободными радикалами, и тем самым защищает клетки и ткани организма от повреждений. Антиоксидантами называют также ферменты, синтезируемые в самом организме, и низкомолекулярные соединения, поступающие с пищей или в составе добавок.
¶Свободные радикалы и окислительный стресс
В процессе жизнедеятельности в клетках непрерывно образуются активные формы кислорода (АФК) — молекулы с неспаренным электроном на внешней орбите, известные как свободные радикалы. Основным источником АФК является митохондриальное дыхание: примерно 1–2 % кислорода, потребляемого клеткой, восстанавливается не полностью, образуя супероксид-анион. Другие источники — ферментные системы (никотинамидадениннукеотидфосфат-оксидазы, ксантиноксидаза), перекисное окисление липидов, действие ультрафиолетового излучения, ионизирующего излучения, тяжёлых металлов, озона, табачного дыма.
Свободные радикалы вступают в реакции с липидами, белками и ДНК, запуская цепные процессы повреждения. Когда баланс между продукцией АФК и антиоксидантной защитой смещается в сторону радикалов, возникает окислительный стресс — состояние, связанное с повреждением клеточных структур. Окислительный стресс рассматривается как фактор в патогенезе атеросклероза, сахарного диабета, нейродегенеративных заболеваний, онкологических процессов и общего старения, хотя причинно-следственные связи во многих случаях остаются предметом исследований.
¶Классификация
Антиоксиданты делятся на две большие группы.
¶Эндогенные (ферментные) антиоксиданты
Синтезируются в клетках человека и составляют первую линию защиты:
- супероксиддисмутаза (СОД) — катализирует дисмутацию супероксид-аниона в перекись водорода;
- каталаза — разлагает перекись водорода на воду и кислород;
- глутатионпероксидаза — восстанавливает перекиси с участием глутатиона;
- глутатионредуктаза — поддерживает глутатион в восстановленной форме.
К эндогенным низкомолекулярным антиоксидантам относят глутатион, коэнзим Q10 (убихинон), липоевую кислоту, мелатонин.
¶Экзогенные (нутриентные) антиоксиданты
Поступляют с пищей и витаминными комплексами:
| Антиоксидант | Основные источники |
|---|---|
| Витамин C (аскорбиновая кислота) | цитрусовые, капуста, шиповник, перец |
| Витамин E (токоферолы) | растительные масла, орехи, семена |
| Бета-каротин и каротиноиды | морковь, тыква, томаты, зелень |
| Полифенолы (флавоноиды, ресвератрол) | ягоды, чай, кофе, виноград, какао |
| Селен (компонент глутатионпероксидазы) | рыба, мясо, злаки |
| Цинк | морепродукты, мясо, бобовые |
¶Механизм действия
Антиоксиданты работают по нескольким принципам. Некоторые (витамин E, каротиноиды) обезвреживают радикалы, отдавая им электрон и прерывая цепную реакцию. Другие (витамин C, глутатион) восстанавливают окисленные формы антиоксидантов, выполняя роль коантиоксидантов. Ферментные антиоксиданты превращают токсичные продукты восстановления кислорода в безопасные вещества. Металлы-катализаторы окисления (железо, медь) связываются белками-переносчиками (ферритин, церулоплазмин), что исключает их участие в радикальных реакциях.
¶Антиоксиданты и здоровье: данные исследований
Рандомизированные исследования эффекта витаминных добавок дали неоднозначные результаты. Метаанализы приёма бета-каротина показали повышение риска рака лёгких у курящих при приёме высоких доз. Крупное исследование SELECT выявило увеличение риска рака простаты при добавках витамина E. Вместе с тем эпидемиологические данные последовательно связывают богатую антиоксидантами диету (средиземноморская, DASH) с более низким риском сердечно-сосудистых заболеваний и общей смертности. Большинство специалистов рекомендуют получать антиоксиданты преимущественно из пищи, а не из добавок.
¶Применение
Антиоксиданты используются в пищевой промышленности как консерванты (бутоксигидрокситолуол, аскорбиновая кислота, токоферолы) — они предотвращают прогорание жиров и потемнение продуктов. В косметологии применяются в составе антивозрастных средств. В медицине аскорбиновая кислота используется при гиповитаминозе C, а N-ацетилцистеин — как антидот при отравлениях парацетамолом (восстанавливает глутатион).
¶Антиоксидантная активность: методы оценки
Существуют лабораторные методы количественной оценки: ORAC (кислородно-радикальная абсорбционная способность), FRAP, TEAC, DPPH. Значения этих тестов не всегда коррелируют с биологической активностью вещества в организме, поскольку учитывают химическую реакцию в пробирке, а не метаболизм.
¶Дефицит и избыток
Гиповитаминоз витамина C (цинга) и витамина E — редкие, но известные состояния. Чрезмерное поступление отдельных антиоксидантов способно нанести вред: избыток бета-каротина вызывает каротенодермию (желтизну кожи), избыток витамина C повышает риск оксалатных камней, токсичны большие дозы селена. Организм поддерживает баланс антиоксидантных систем, и его нарушение в обе стороны связано с рисками для здоровья.
Источники:
- Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Free Radicals in Biology and Medicine. — Oxford University Press.
- Левин В.С. Антиоксиданты: биохимия, физиология, медицина. — М.: БИНОМ.
- Березин И.В. Окислительный стресс и антиоксидантная защита. — СПб.
- Национальные институты здравоохранения США (NIH), Office of Dietary Supplements — материалы по витаминам C, E, селену.
- Статьи в журналах Free Radical Biology and Medicine, Antioxidants & Redox Signaling.