Антиоксиданты, или Как замедлить старение и сохранить здоровье?

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