Старение — это естественный биологический процесс любого живого организма, точный механизм которого до сих пор окончательно не раскрыт. Один из самых первых и к настоящему моменту уважаемых в ученых кругах механизмов старения предложен американским биологом Дэнханом Харманом в 50‑е годы прошлого века (HarmanD. Journalofgerontology. 1956.P. 298). Харман назвал свою теорию «Свободнорадикальная теория старения» и заключил, что старение — это цена, которую люди платят за метаболизм своих клеток. Напомним, что тело человека представляет собой сложный биохимический «реактор», в котором клетка –это микроскопический организм, каждая часть которого выполняет определенную функцию, конечная цель которой деление и гибель. И, как и любой живой организм, клетка может дышать и поглощать кислород, а также вырабатывать собственную энергию. Для этой функции в ней имеются специальные органы митохондрии.
В процессе жизнедеятельности митохондрии производят очень полезное вещество аденозинтрифосфат (АТФ), которое обеспечивает энергией многочисленные биохимические реакции в организме. Для того, чтобы АТФ синтезировался, необходимы сложные ступенчатые реакции, одной из них является реакция превращения кислорода в воду. На этой ступени образуются чрезвычайно активные молекулы кислорода (пероксидные анионы), которые как раз и могут повреждать составные части клетки. Такие заряженные формы кислорода и получили название свободные радикалы. Благодаря своему строению свободные радикалы всегда имеют тенденцию отбирать электроны у здоровых клеток, они способны повреждать митохондрии, и, как следствие, снижать дыхательную функцию клетки, окислять белки, повреждать ДНК.
При повреждении ДНК клетки организма уже не могут отвечать на различные изменения в окружающей среде, что часто становится причиной возникновения различных заболеваний, в том числе и онкологии. Несмотря на то, что механизм, предложенный Харманом, претерпел много модификаций, все же большинство мировых ученых склоняются к тому, что с помощью него можно объяснить возникновение многих болезней.
Например, свободные частицы могут атаковывать клетки, выстилающие внутренние полости лимфатических и кровеносных сосудов. В результате повреждения этих клеток возникает необходимость закрыть такой дефект соседними клетками, которые начинают интенсивно делиться. Однако, как известно из литературы, деление клетки и время ее жизни ограничено так называемым пределом Хейфлика (Hayflick L.Exp. CellRes., p. 585, 1961, v. 253). Поэтому организм начинает искать новый механизм, например, делить гладкомышечные клетки, что приводит к возникновению атеросклеротических бляшек.
Многие могут подумать, что ведь мы и дышим кислородом, который так же может переходить в свободные радикалы. На самом деле это не совсем так. Ученые из Кембриджского университета подсчитали, что из вдыхаемого человеком воздуха только 5% превращается в его свободные радикалы. В процессе же жизни клетки могут производить около 1000 килограммов опасных радикалов.
К счастью, клетки способны сами противостоять действию опасных свободных радикалов благодаря антиоксидантам.
Антиоксиданты спешат на помощь
Антиоксиданты — вещества, синтезируемые внутри организма человека или принимаемые извне, которые способны нейтрализовать свободные радикалы. Механизм действия антиоксиданта заключается в том, что он способен оборвать цепную реакцию образования свободных радикалов, причем действует он не в одиночку, а по целой схеме.
Приведем простой пример. Как известно, мембрана живой клетки состоит из липидов, которые выполняют функцию контакта клеток и отвечают за ее проницаемость. Так как липиды содержат двойные связи, то свободные радикалы по химическому строению наиболее опасны как раз для этих клеток. И даже наличие только одного такого радикала может повлечь за собой целую цепь реакций окисления, приводящих к образованию липидных перекисей и опасных альдегидов, которые уже могут взаимодействовать с белками, меняя их конформацию (Журнал «Медицина» № 1, 2013).
И этот процесс может повторяться и повторяться вновь, а организму в этот момент нужно найти такую частицу-антиоксидант внутри себя, которая смогла бы образовать стабильное вещество с перечисленными опасными радикалами и остановить тем самым цепной процесс.
К таким веществам относят токоферолы, например, витамин Е. Но даже и здесь не все так просто. Дело в том, что витамин Е жирорастворимый и в одиночку ему трудно справиться с такой сложной радикальной реакцией. Один из его помощников — это водорастворимый витамин С, которому в свою очередь необходим переносчик неспаренного электрона. Эту транспортную функцию из липидов в водную среду выполняет кофермент Q (убихинол). И только в результате такой слаженной работы трех веществ цепной процесс наконец останавливается.
Этот наглядный пример показывает, что в организме функционирует сложная антиоксидантная-оксидантная система, поэтому неправильно говорить, что заболевание появится в результате отсутствия только одного витамина. Открытие учеными антиоксидантной системы внутри организма является крайне полезным для понимания дисбалансов, которые могут быть причиной старения или какого-то конкретного заболевания.
Однако, уже доказано, что использование внешних антиоксидантов приводит к снижению риска развития онкологии и сердечно-сосудистых заболеваний.
В данной статье остановимся на наиболее доступных антиоксидантах и антиоксидантных системах.
Наиболее доступные антиоксиданты
Альфа-токоферол (витамин Е)
Альфа-токоферол (витамин Е) – это жирорастворимый эффективный натуральный антиоксидант. С точки зрения химического строения витамин Е представляет собой токотриенол, содержащий ОН-группу. Благодаря такому строению витамин Е может соединяться с водородом, который образуется в цепных реакциях, и тем самым затормаживать их.
Этот процесс защищает клеточные мембраны от действия свободных радикалов. Благодаря наличию двойных связей и длинного хвоста витамин Е может легко проникать в биологические мембраны, защищая липиды клеточных мембран от перекисного окисления.
Кроме того, он поглощает энергию УФ-излучения и препятствует тем самым свободно радикальному повреждению кожи, таким образом он является фото защитным средством.
В исследовании, проведённом в 1993 году в США, где около 90 тысяч медсестер регулярно принимали витамин Е в дозе около 100 МЕ, была показана роль витамина Е для снижения риска инфаркта и инсульта (StampferM. J. NEnglJMed, p.1444,1993). В 2002 году были показаны очень хорошие результаты снижения сердечно-сосудистых заболеваний у сорока тысяч пациентов, которые принимали витамин Е в течение 4‑х лет (MuntwylerJ, ArchInternMed.P. 1472, 2002).
Однако, как сказано выше, витамин Е необходимо принимать в комплексе с витамином С и убихинолом. Эффективность такого приема в пяти случаях из семи была описана в 1998 в международном журнале Biofactors (GeyK.VitaminsEplusCandinteractingconutrientsrequiredforoptimalhealth. p 113, 1998).
Витамин С (L‑аскорбиновая кислота)
В настоящее время считается, что единственная биодоступная форма витамина С, способная участвовать в обрыве свободно-радикальной реакции, это водорастворимая, а именно L‑аскорбиновая кислота.
В организме данная кислота превращается в дегидроаскорбиновую кислоту, которая ответственна за регуляцию переноса ионов водорода. Витамин С способен к обратимым окислительно-восстановительным реакциям. Функция его в жизнедеятельности клетки двоякая: с одной стороны, он может быть донором водорода в реакции восстановления, а с другой ‑участвовать в транспорте протонов в данных процессах.
Однако, стоит помнить, что как антиоксидант витамин С будет работать только в присутствии других веществ, которые смогут поделиться с ним своими электронами (витамин Е, биофлавоноиды, убихинон). Также витамин С лучше всего усваивается в сочетании с кальцием и магнием.
По содержанию натурального витамина С есть пять лидеров продуктов — это сушеные плоды шиповника, сладкий красный перец, черная смородина, брюссельская капуста и киви.
Витамин С также является одним из самых лучших антиоксидантов в борьбе с фотостарением кожи, пигментацией, так как он снижает синтез пигмента меланина в коже и повышает барьерные функции кожи. Однако, в косметических средствах стабильны не все формы витамина С. По убыванию стабильности можно предложить следующий ряд: аскорбил тетраизопальмитат, аскорбил фосфат натрия, аскорбил фосфат магния, аскорбил пальмитат.
Альфа-липоевая кислота (тиоктовая кислота)
Альфа-липоевая кислота (синоним — тиоктовая кислота) существует в виде двух изомеров, содержит в своём составе два атома серы и выполняет роль кофермента в одной из реакций цикла Кребса, необходимой для получения энергии.
При дефиците альфа-липоевой кислоты в клетках накапливается молочная кислота, происходит метаболический ацидоз. Благодаря своему химическому строению кислота может проникать как в водную среду (межклеточная жидкость), так и в жирную (оболочка клетки). Поэтому она может всасываться практически во все клетки, даже в клетки мозга, что нетипично для других антиоксидантов. Кроме того, данная кислота выполняет защитную функцию клеток организма от влияния тяжелых металлов, улучшает процесс расщепления глюкозы и работу печени. Благодаря тому, что альфа-липоевая кислота улучшает способность клетки утилизировать глюкозу, она может предотвращать гликацию клеток. Процесс гликации может приводить к поражению стенок сосудов, склейке коллагена и эластина, появлению пигментных пятен, одним словом, к старению всех тканей, в том числе и кожи.
Стоит отметить, что рекомендуется принимать альфа-липоевую кислоту вместе с витаминами группы В и D, так как они усиливают ее действие. Альфа-липоевая кислота также усиливает действие витаминов С и Е. Жирная еда, алкоголь, антибиотики, инсулин, и противодиабетические препараты снижают ее действие. В большой концентрации она содержится в говяжьей печени, шпинате, брюссельской капусте, горохе.
L‑Карнозин
Несмотря на то, что аминокислота L‑Карнозин была открыта еще в 1900 году, исследования по ее антиоксидантной активности активно проводятся только лишь последние двадцать лет.
Ученые из Англии(AruomaOI, TheBiochemicalJournal, v. 264) и России (KlebanovG.I, Membrane&CellBiology, 12, 1998) показали, что карнозин увеличивает предел Хейфлика, то есть влияет на продолжительность жизни старых клеток, таким образом он может проявлять уникальные свойства антиоксиданта. В отличие от витамина Е, карнозин может тормозить два важных процесса в жизни клетки.
Первый процесс — это карбонилирование, то есть реакция альдегидов с белками, приводящая к гибели белка. Ранее считалось, что этот процесс необратимый, однако в последних исследованиях было показано, что молекула карнозина может остановить эту реакцию. Второй процесс –это процесс гликозилирования или гликация, о котором мы писали выше. Это реакция глюкозы с клетками тканей, приводящая к сшивке и старению кожи, проблемам в сердечно-сосудистой системе (Патент RU 2338514 C1 от 21.06.2007 И.А.Буторова, П.Б.Авчиева).
Подобно альфа-липоевой кислоте, карнозин также способствует выводу молочной кислоты из мускулатуры, поэтому часто его используют в спортивных тренировках, где важно предотвратить отложение побочных химических продуктов.
Еще один интересный аспект действия карнозина заключается в использовании его в терапии катаракты. Карнозин показал удивительные способности препятствовать воздействию окислительного стресса на белки хрусталика, таким образом его можно применять и при профилактике катаракты (BabizhayevM.ATheBiochemicalJournal, p. 509, 1994).
Карнозин может применяться в виде биологической добавки к пище, а также в виде каплей для глаз. Для усиления антиоксидантного свойства карнозина рекомендуется принимать его вместе с цинком.
Стоит помнить, что перед любым приемом антиоксидантов необходимо сдать анализы и проконсультироваться со своим лечащим врачом, так как дозировка конкретного препарата может быть подобрана только медицинским специалистом.
Автор: Мария Плетнева
Комментировать