Антиоксиданты в продуктах

Антиоксиданты против свободных радикалов – как это работает

Поговорим о клеточном старении, то есть, о способности каждой клетки полноценно делиться и выполнять свои биологические функции. Роль антиоксидантов в этом процессе заключается в защите клеток от нежелательного, но часто неизбежного воздействия сторонних факторов, одним из которых наука признала действие свободных радикалов. Если не удается обеспечить полноценную защиту, то хотя бы минимизировать пагубное действие свободных радикалов в отношении клеток.  

Самое время вспомнить основные тезисы: 

• Деление клеток – это основа жизни;
• Преждевременное и естественное старение клеток – это процесс, когда их функциональная активность падает: снижается качество энергообмена, регуляции, замедляется синтез белков  РНК, ухудшается «автовосстановление» ДНК, вплоть до накопления мутаций; 
• Стареющие клетки – те, что исчерпали свой ресурс и прошли весь жизненный путь, однако они могут навредить здоровым клеткам, если не удаляются иммунной системой своевременно;
• С возрастом накопление стареющих клеток растет;
• Восстановить функционал состарившейся клетки невозможно;
• Факторы, ускоряющие старение клеток, – возраст, сильнодействующие вещества, нездоровые привычки (питание, зависимости, стрессы), действие свободных радикалов;
• Свободные радикалы – активная форма кислорода (АФК), частицы, обладающие крайне высокой активностью в отношении разрушительного воздействия на здоровые клетки организма;
• Антиоксиданты – не приоритетные и не единственные, но важные элементы сдерживания преждевременного клеточного старения, вызванного действием внешних причин, провоцирующих высокую активность АФК.   

‍

Свободный радикал – это нестабильная, но крайне активная молекула, у которой на оболочке, как и положено, присутствуют спаренные электроны. Отличие свободного радикала в том, что не все из электронов действительно спаренные. Чтобы заполнить свободное место, которое должен занимать электрон, свободный радикал буквально отбирает электрон у здоровой клетки. Это называется оксидативным (окислительным) стрессом, и здоровые прежде клетки становятся крайне уязвимыми перед любой угрозой, включая вирусы, бактерии и преждевременное старение. 

Чтобы противостоять таким процессам, нужен супермен из мира молекул: им и является антиоксидант. В отличие от молекул в составе клетки, это соединение способно без ущерба для себя «поделиться» со свободным радикалом своим электроном, а также с прочими такими же антиоксидантами, если таковая потребность возникает. Это работает, как разрыв реакции окисления, которую запускает АФК по отношению к здоровой полнофункциональной клетке в нашем организме. 

Когда гиперактивный свободный радикал получает недостающий элемент от антиоксиданта, активность свободного радикала заметно снижается, что делает его менее активным и уже не таким «зловредным». Кроме прочего, некоторые антиоксиданты могут снижать скорость образования АФК, и часто показывают великолепный командный дух – работают вместе, группами, взаимно усиливая активность «коллег».  Такое явление называется синергизмом. 

‍

‍

Конечно, влияние свободных радикалов – не единственный фактор, ускоряющий старение клеток и, как следствие, всего организма. Но это совсем не значит, что следует позволить событиям развиваться бесконтрольно. Иначе, зачем эволюция предусмотрела в продуктах питания эти полезные соединения? Особенно, если вспомнить, что их присутствие можно обнаружить практически во всех пищевых продуктах.

Краткий список продуктов, богатых антиоксидантами

На случай, если нет времени разбираться в подробностях:

• Растительная пища – свежие (это важно) фрукты, соки и ягоды, особенно голубика и клюква. Далее, по убыванию – черника, малина, клубника. Яблоки – самый популярный источник, причем подходят и красные, и зеленые сорта.  
• На втором месте – красная фасоль и артишоки, но есть нюанс: если образуется избыток антиокислительных ферментов, полученных из этих продуктов, падает качество усваиваемости важных микроэлементов, например, цинка;  
• Орехи – меньше, чем в овощах, но кроме того, орехи полезны для пищеварения, а здоровье этой системы напрямую связано с выработкой организмом собственных ферментов разного назначения. 

Роль красного вина, по легенде богатого антиоксидантами, слегка преувеличена. Виноград – продукт не самый богатый пероксидазами, каталазами и другими крайне важными соединениями, способными обезвреживать свободные радикалы. И если интересно вспомнить, какие именно существуют возможности защиты клеток от АФК – именно про это далее и поговорим.      

Какими бывают антиоксиданты

Стоит внести важное уточнение: сами антиоксиданты – это, скорее, собирательное название множества соединений, нутриентов, минералов. Другими словами, антиоксидантным функционалом обладают самые разные вещества, среди них есть и коферменты: «помощники» антиоксидантов. Но все открытые наукой и изученные на сегодняшний день антиокислительные соединения изначально делятся на две огромные группы – это ферментные и неферментные виды. В каждой свои особенности, в том числе, и механизмы связывания: существуют те, что вступают в реакции с водными средами организма – это гидрофильные соединения. 

Но также есть и липофильные – те, что взаимодействуют исключительно с жировыми клетками, следовательно, могут накапливаться в тканях, что не всегда хорошо: избыток липофильных антиоксидантов мешает усвоению микроэлементов. К примеру, приоритетно важные для иммунитета, кроветворения и нормальной работы центральной нервной системы железо, цинк, селен, кальций недостаточно всасываются при избытке жирорастворимых элементов антиокислительной защиты. 

Выходит, слишком много антиокислительных соединений или бесконтрольный их прием больше навредит, чем поможет поддержать жизненные циклы клеток? 

Об этом далее в нашем большом подробном обзоре. Но если вдруг вам хотелось бы уже сейчас задать вопросы об антиоксидантах, витаминах, минералах и других важнейших для здоровья соединениях нашим специалистам, напишите или позвоните – любой удобный для вас мессенджер. 

Ферментные антиоксиданты

Или также известные как АОФ – АнтиОксидантные Ферменты. Это небольшая, но крайне активная группа соединений белковой природы, но белки в этом случае относятся к группе катализаторов, то есть, являются ускорителями различных процессов. Отличная новость – часть из них наш организм синтезирует самостоятельно. Однако для синтеза всё равно потребуются внешние ресурсы: продукты, которые мы потребляем или витаминные комплексы для поддержки здоровья и хорошего самочувствия. 

Среди всех участников команды по обезвреживанию свободных радикалов есть и свои «звёзды»: каталаза и пероксидаза, а также супероксиддисмутаза, сокращенно СОД. Можно сказать, что именно на этой троице и держится вся анти-АФК система нашего организма, даже на фоне временного или вынужденного ограничения в продуктах питания. 

Кроме первичных есть и вторичные ферменты – это глутатионректудаза (ГСР) и Г6ФД: полное название этого фермента звучит слегка устрашающе: глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа. Эта пара соединений в антиокислительных процессах выполняет функцию восстановителей – связей пострадавших от АФК молекул, а также активности некоторых веществ. Например, Г6ФД может помочь коферменту НАД превратиться в НАДФ: в числе прочих функций тоже берет на себя часть защиты от действия свободных радикалов. В частности, низкая функциональность вторичных ферментов может привести к ухудшению качества кожи, пищеварения, снижению аппетита, потере психоэмоционального баланса. 

Про большую неферментную группу поговорим чуть позже, а сейчас самое время вспомнить, почему среди многочисленных антиоксидантов не может быть самого лучшего, самого сильного, самого полезного и т.д. – потому что это система биохимических реакций с участием веществ со сходной активностью, но принадлежащим разным группам. Их общий принцип – это совместное, взаимоподдерживающая активность. 

Каталаза – антиокислительный фермент

Активный участник тканевого дыхания, то есть доставки молекулярного кислорода к тканям: предварительно этот кислород и создаёт из перекиси водорода, расщепляя пероксид на воду и, соответственно, кислород. Мощнейший антиокислитель, который в организме защищает клеточные структуры от деградации. Отдельное достоинство каталаз – они способны сохранять свои антиокислительные свойства, даже находясь вне организма или пищевого продукта. 

 «Добыча» каталаз в основном происходит из продуктов растительного происхождения, и – что важно – овощи, фрукты, зелень необходимо употреблять в сыром виде. При варке и других видах высокотемпературной обработки каталазы разрушаются. Также получить дополнительный объем этого фермента можно из соков: и свежевыжатых, и пакетированных. В натуральных соках фермент содержится в большом объеме, а в пакетных продуктах каталазы используют для осветления, что также подтверждает активность фермента в роли антиоксиданта. 

Лайфхак: если вы видите на упаковке сока надпись «с использованием ферментов», вспомните, что это не больше, чем маркетинговая уловка, поскольку это не специальная технология, а основа производства – соков без ферментов не бывает в принципе. Поэтому соки – и свежевыжатые, и пакетированные – это очень полезно, и даже без специальной надписи.  

Пероксидазы – антиокислительные ферменты

Большая и неоднородная по составу группа ферментов, которая принимает на себя наибольшую часть нагрузки по ликвидации последствий активности свободных радикалов. Еще одно их название –  пероксидредуктазы.  Функционал у них крайне широкий, среди прочего стоит отметить активность в отношении двух важнейших процессов:

• Пероксидазы с подложкой из перекиси водорода ускоряют окисление гистамина, нуклеотидов, жирных кислот, адреналина, йодида. Далее полученные вещества используются в синтезе других соединений, например, окисленный йод приоритетно важен для производства тироксина – гормона щитовидной железы, которая в свою очередь задаёт ритм всему нашему обмену веществ;
• В печени одна из множества пероксидаз напротив – разрушает пероксид водорода, на помощь к ней приходит тот самый труднопроизносимый вторичный фермент Г6ФД. Роль печени – фильтрация совсем не полезных для организма веществ. 

Если каталаза представлена в основном растительными продуктами, то пероксидазы можно получить также из растений, но дополнительно – из молока, кисломолочных культур, из нежирных сортов любого мяса. В нашем организме пероксидазы могут синтезироваться из аскорбиновой кислоты (витамин С). 

Супероксиддисмутазы – СОД

Если ориентироваться на «заслуги» в сопротивлении свободным радикалам, то эти ферменты нужно было отдать почетное первое место. СОД способна защитить любые клетки от разрушительной активности кислородных радикалов. Хотя если быть честными – не все, кроме одной: единственная молочнокислая бактерия и её ближайшие родственники имеют свой собственный механизм защиты от свободных радикалов, не нуждаясь в помощи СОД. Это довольно распространенная полезная бактерия Lactiplantibacillus plantarum, которая способна буквально «кочевать» из организма в организм, поскольку обладает способностью сохраняться и в растениях, и в животных организмах. 

Для всех прочих клеток необходим фермент СОД. 

• Отлично работает в паре с каталазой;
• Активна в отношении всех клеток в человеческой организме;
• Свободные радикалы являются основной, субстратом для СОД – это уникальное качество фермента;
• Действует буквально в тысячу раз активнее, чем самый мощный антиоксидант из группы витаминов – им является витамин Е;
• Лучшие помощники СОД – цинк и медь, микроэлементы в составе большинства витаминных комплексов;
• Используется при лечении тяжелых заболеваний, включая пневмонию – одно из наиболее частых поражений легких в условиях ковид-пандемии; 
• Кроме обезвреживания способны утилизировать свободные радикалы.   

Ко всем прочим заслугам этого супер-антиоксиданта, СОД является встроенным элементом клеток в организме человека.  Нарушить синтез этого фермента может мутация в одном из генов, что само по себе случается крайне редко. 

Первичные, ферментные  антиоксиданты обеспечивают нашим клеткам базовую возможность самостоятельно уничтожать избыточное количество свободных радикалов. Такая система позволяет не накапливать объём АФК, превышающий способности клеток к его обезвреживанию. Если по какой-то причине эта супер-троица не справляется с объемом АФК, организму потребуется внешняя поддержка. Эта потребность обостряется, например, на фоне заболеваний, острых состояний или хронических патологий,  под воздействием внешних патогенов, токсинов и т.д. Получить дополнительную защиту клеток от преждевременного старения можно из продуктов питания, витаминов, минералов, флавоноидов, энзимов и коэнзимов в составе нутриентных комплексов. Это и есть неферментные антиокислители – то есть вторичные. 

Наглядно в таблице – разница между ферментными и неферментными соединениями и снова подтверждение того, что лучшего среди представленных искать не стоит: лучшим может быть оказываемый эффект, который образуется на основе совместного действия нескольких веществ. 

Неферментные (вторичные) антиоксиданты

Благодаря изящной и одновременно гениальной системе обмена веществ, наш организм способен извлекать из продуктов питания максимум питательных соединений – такой же принцип метаболизм применяет и по отношению к. Работают они по похожему принципу, что и ферментные: отдают недостающий электрон свободному радикалу. Отличие состоит только в способе  осуществления реакции и в методе «добычи» – антиоксиданты поступают в организм алиментарным методом, то есть, из обычного питания. 

Источники – витамины, минералы, кислоты, флавоноиды, коэнзимы в продуктах животного и растительного происхождения.  

Если с флавоноидами и коэнзимами в целом понятно (нет, и даже специалистам пока ясно далеко не всё, и это отдельная большая и интересная тема), то к витаминам есть много вопросов. 

Например, в качестве основных источников природных антиоксидантов действительно являются витамины А, С, Е и К. Кажется, ответ просится сам – употребляйте больше пищи, напитков с содержанием этих витаминов и борьба за здоровье и полноценную функциональность клеток всегда будет в пользу здоровья. 

Нет. 

Увы, но «чем больше, тем лучше» – не вариант. А всё потому, что только один из перечисленных витаминов является водорастворимым (гидрофильным): вступает в связь только с водными средами организма и, как следствие, даже при избыточном поступлении каждый день выводится через мочеполовую систему. Это витамин С. 

Помимо всего, анти-АФК активность витамина С можно назвать умеренной и узконаправленной, поскольку действие соединения применимо в основном к сосудистым патологиям. Одно из свойств витамина С – нейтрализация свободных радикалов в плазме крови, то есть препятствие накоплению «вредных» холестеринов (ЛПНП). Ещё одно свойство витамина С – восстановление активной формы другого полезного нутриента, витамина Е. Другими словами, у витаминов тоже есть свои антиоксиданты. 

Токоферолы, или вит. Е, считают наиболее активным антиокислительным веществом, но, как и другие неферментные соединения, это специалист узкого профиля. Работает в основном на жировых клетках, и для исследователей является объектом особого интереса из-за участия в ПОЛ-процессах, то есть, в пероксидном окислении липидов.   

ПОЛ-процессы – это обновление биомембран клеток и поддержание их свойств, участие в энергетических процессах, корректное клеточное деление, а ещё синтез биологически активных и поэтому важных веществ.  

Да, но всё то же самое могут делать и другие антиокислительные соединения, почему именно витамину Е уделяется столько внимания? 

Дело в жирах. Точнее – в липидсодержащих структурах и системах. Это в первую очередь клеточные мембраны и липопротеины крови. Именно они страдают не просто от действия АФК, а ещё и находятся в группе риска, поскольку уязвимы для старта цепных реакций окисления. В этом случае разрушающее воздействие свободных радикалов буквально разветвляется, рассеивается на огромное число близ расположенных клеток, но не просто усиливается, а ещё и ускоряется, причем многократно.

Витамин Е – или токоферол, это жирорастворимый витамин, то есть вступает в реакции с липидными клетками. Это и делает его ценным природным или фармацевтическим ресурсом, если бы не его свойство накапливаться в липидсодержащих тканях. В отличие от водорастворимых витаминов, липофильные не выводятся в излишках, а оседают, вызывая побочные эффекты при некорректной дозировке.     

Этот же принцип жирорастворимости относится и другим витаминам с выраженной анти-АФК активностью – это А и К. Их нельзя назвать активными фигурантами в деле против окисления, но без них было бы сложно защитить сердечнососудистую систему от накопления «плохого» холестерина (ЛПНП). 

Кроме побочных эффектов, возможных при передозировке любыми жирорастворимыми витаминами, стоит предусмотреть и реакции между самими нутриентами. В нашем случае липофильными являются А – ретинол, Е – токоферол и К – филлохинон. Некоторые из них могут работать на условиях взаимоподдержки, но подобной дружелюбностью к своим же коллегам отличаются не все питательные соединения. Вот несколько примеров: 

• Витамин Е защищает вит. А от окисления, это значит, что дефицит токоферола может возникнуть и при существенной нехватке ретинола. Однако, увеличивать потребление витамина Е не стоит;
• Витамин Е в больших объемах мешает усвоению витамина D и минералов – в частности того же цинка, который обладает неплохими антиокислительными свойствами. Железо, медь и магний тоже не очень позитивно воспринимают излишки токоферола;
• Витамин Е теряет свою активность при избытке полиеновых кислот (Омега-3 и Омега-6);
• Витамин К – не очень хорош в паре с витамином Е, независимо от дозировок, однако такой конфликт можно решить формой витаминов: микрогранулы или капли нивелируют особенности взаимодействия этих питательных и важных для клеточного цикла элементов;
• Витамин А – с его излишками, как и в случае соблюдения рекомендованных дозировок, становится затруднительным проникновение витамина К через мембрану клеток. Эффект усиливается, если с витамином А принимаются препараты цинка: именно этот минерал и превращает вит. А в активную форму. Но если вспомнить, что витамину А необходим вит. Е, чтобы защитить его от окисления, то подбор полезного витаминного комплекса выглядит уже не такой простой задачей. В целом так и есть. 

Витамины, работая как антиоксиданты, и как полезные питательные вещества для других целей, используются не только в качестве БАДов. В медицине витамины и комплексные препараты, в зависимости от фармацевтической формы, могу выступать в качестве лекарств.  

Ориентируясь на свойства и особенности жирорастворимых витаминов и их взаимодействие с минералами, стоит пользоваться основными правилами их приёма. Если объяснить это одной инфографикой, то выглядят эти правила так: 

ЗАЧЕМ? 

• Узнать текущий уровень различных нутриентов в крови – и витаминов, и минералов, и других биологически значимых компонентов;  
• Соотнести дисбаланс с возможными имеющимися заболеваниями или предупредить их развитие при наследственности или склонности к метаболическим нарушениям;
• Создать персональную витаминную формулу – ту, что будет соответствовать только вашим потребностям;
• Исправить сбои или скорректировать метаболические реакции, обеспечивая клетки необходимыми веществами и восстанавливая естественную их защиту от окисления;
• Контроль результатов – как подтверждение того, что потребляемые продукты и витамины в комплексе работают правильно. 

Банальная, но бесконечно правильная фраза Гиппократа «Мы – это то, что мы едим» описывает не только наш пищевой рацион. Утверждение, актуальное на протяжении многих веков, относится ко всему, что поступает в наш организм, и совершенно неважно каким путём: с пищей, витаминно-минеральными комплексами или в виде лекарств, вводимых направленно, в определенную область или к клеткам. Всё, что потребляется нами, доставляется к клеткам, оказывая огромное влияние на здоровье, внешний вид, физическую и умственную активность, психоэмоциональный баланс. Проверить показатели витаминов и минералов и восполнить их дефициты можно с помощью персонализированных витаминов по анализу крови Bioniq PRO или PRO PLUS.

‍

Источники:‍

‍

Т. Т. Березов. Биологическая химия. Под редакцией академика АМН СССР С. С. Дебова. Изд. 2е, переработанное и дополненное.

Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс: биохимические и патофизиологические аспекты. — М.: Наука/Интерпериодика, 2001г. 

Филимонов Д.А., Поройков В.В. Прогноз спектра биологической активности органических соединений // Рос. хим. журн. 2006. № 2(L)

ПЕРОКСИДАЗЫ. Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

КАТАЛАЗА. Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Sentman, M. L.; Granstrom, M.; Jakobson, H.; Reaume, A.; Basu, S.; Marklund, S. L. Phenotypes of mice lacking extracellular superoxide dismutase and copper- and zinc-containing superoxide dismutase. J. Biol. Chem. 281:6904-6909; 2006.

ВИТАМИНЫ. Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Halliwell B. 1999. Antioxidant defense mechanisms: from the beginning to the end (of the beginning). Free Radical Research 31:261-72.

Витамин Е. Издание «Электронная медицина» Доцент кафедры биохимии МБФ РГМУ, к.м.н. Адрианов Н.В.