Что такое антиоксидантный эффект. Антиоксиданты, их роль в биологии и медицине
Л. СМИРНОВ.
Мы обычно не задумываемся о том, как работает наш организм на биохимическом уровне, а ведь в нем ежесекундно протекают тысячи различных реакций. Во многих из этих реакций, особенно в процессах окисления, участвуют свободные радикалы - чрезвычайно активные частицы. Иногда из-за сбоя в системах биохимической регуляции свободнорадикальное окисление выходит из-под контроля, и радикалы начинают атаковать все, что их окружает, - в первую очередь клеточные мембраны. Усмирить "нарушителей клеточного спокойствия" помогают антиоксиданты - то есть вещества, способные перехватывать радикалы и тормозить окисление. В последние годы антиоксиданты - как природные, так и синтетические - все шире входят в клиническую практику, причем работают они в самых разных областях медицины - от хирургии до психиатрии. Специальный корреспондент журнала "Наука и жизнь" Е. ЛОЗОВСКАЯ побывала в Институте биохимической физики им. Н. М. Эмануэля Российской академии наук, где были синтезированы не имеющие зарубежных аналогов лекарственные препараты с антиоксидантным действием - эмоксипин и мексидол. На вопросы редакции отвечает заведующий лабораторией низкомолекулярных биорегуляторов доктор химических наук Л. СМИРНОВ.
Профессор, доктор химических наук Л. Д. Смирнов.
Биологическая мембрана состоит из двойного слоя фосфолипидов, в который встроены молекулы белков (на рисунке показаны желтым).
- Леонид Дмитриевич, с чего началось применение антиоксидантов в медицине?
У каждого лекарства есть главная мишень, на которую нацелено его действие. Для антиоксидантов такая мишень - свободные радикалы. Если говорить об истории вопроса, то предположение о том, что свободные радикалы активно участвуют в биологических процессах, в том числе и в развитии патологических состояний, впервые высказал академик Н. М. Эмануэль в 1960-х годах. И действительно, эксперименты показали, что и при росте опухолей, и при лучевой болезни, и при многих других заболеваниях, а также при старении имеет место избыточное образование свободных радикалов.
Чтобы взять реакции радикалов под контроль, вначале решили испытать ароматические фенолы - жирорастворимые антиоксиданты. Первым лекарственным препаратом этой группы стал дибунол. Сделали его на основе ионола - известного стабилизатора для каучука, который добавляли также и в пищевые жиры, чтобы предотвратить их быстрое окисление и прогоркание. Дибунол хорошо зарекомендовал себя при лечении ожогов, рака мочевого пузыря, язвенных поражений кожи и слизистых оболочек. Другой фенольный антиоксидант - пробукол - эффективен для профилактики атеросклероза.
Надо сказать, что поначалу медики отнеслись к антиоксидантным средствам с большим недоверием. Я помню, когда в начале 1970-х Елена Борисовна Бурлакова (заместитель директора Института биохимической физики. - Ред. ) выступала с докладом перед фармакологами, ей задали вопрос: "Вы что, всерьез считаете, что веществами, которые добавляют в резиновые покрышки, можно лечить людей?". Она сказала: "Да, если эти вещества не токсичны". В ответ на ее слова в зале раздался смех.
Потребовалось несколько лет работы большого коллектива ученых, чтобы доказать: в живом организме свободные радикалы принимают участие в самых разных процессах. А регулируют эти процессы антиоксиданты - как эндогенные (то есть те, что присутствуют в организме изначально), так и экзогенные (поступающие извне).
В конце концов врачи в антиоксиданты поверили. Более того, благодаря усилиям нашего известного фармаколога Михаила Давыдовича Машковского в отечественной фармакопее появился специальный раздел: "Антигипок санты и антиоксиданты".
Известно, что многие пищевые продукты богаты природными антиоксидантами. Можно ли лечить болезни с помощью специальной диеты?
Природные антиоксиданты хороши, когда речь идет о профилактике. Почти все они - жирорастворимые соединения, а потому всасываются довольно медленно и действуют мягко. Этого достаточно, чтобы сгладить влияние неблагоприятных факторов окружающей среды или скорректировать незначительные отклонения в антиоксидантной системе молодого здорового организма.
Совсем другое дело - острые состояния, например кровоизлияние в мозг. Здесь помощь нужна незамедлительно, ведь речь идет о жизни и смерти. Поэтому требуется сильный антиоксидант, причем, в отличие от дибунола и пробукола, он должен хорошо растворяться в воде, чтобы сразу с током крови попасть в нужное место.
Поиском таких антиоксидантов и занялась в начале 1960-х годов наша группа химиков-синтетиков. В качестве структурного прообраза мы взяли витамин B 6 и синтезировали целый ряд его аналогов - производных 3-оксипиридина. Как лекарственные средства зарегистрированы два - эмоксипин и мексидол.
- Чем интересны эти препараты?
Эмоксипин оказался очень эффективен в офтальмологии. Это универсальное средство для лечения сосудистых заболеваний глаз. Он используется при травматических кровоизлияниях, при поражении сетчатки, в том числе при диабетической ретинопатии, а также как профилактическое средство для защиты глаза от слишком яркого света.
У мексидола спектр действия гораздо шире. Чтобы синтезировать это лекарство, мы, образно говоря, "пришили" к молекуле эмоксипина еще и янтарную кислоту. Получился комбинированный бифункциональный препарат: с одной стороны, он действует как антиоксидант, а с другой - благодаря янтарной кислоте улучшает энергетический обмен в клетке. Терапевтические свойства мексидола изучали в Институте фармакологии, и оказалось, что препарат сочетает в себе свойства транквилизатора и ноотропного средства, то есть успокаивает и в то же время стимулирует память и мыслительные функции мозга. Он не вызывает сонливости и поэтому рекомендован как дневной транквилизатор.
Церебропротекторное действие мексидола исследовали в 17 ведущих клиниках, в том числе в НИИ неврологии РАМН, в Российском государственном медицинском университете, в неврологической клинике медицинского центра Управления делами Президента РФ. Сейчас его применяют не только в Москве, но и в других городах России. Особенно хорошо препарат показал себя при остром нарушении мозгового кровообращения, как дополнение к традиционной терапии. Мексидол можно применять при любых видах инсульта - как ишемическом, так и геморрагическом. Это очень удобно для оказания неотложной помощи, когда нет возможности сразу провести обследование. Важно и то, что при внутривенном введении препарат попадает в мозг уже через 30 минут.
Лечебное действие мексидола проявляется и при многих других заболеваниях: нарушениях памяти в пожилом возрасте, атеросклерозе, ишемической болезни сердца, воспалительных процессах, сахарном диабете.
- Как может одно лекарство помогать при лечении стольких разных болезней?
Все дело в механизме действия. Самое уязвимое место для атаки свободных радикалов - клеточная мембрана. Эта защитная оболочка регулирует обмен клетки с внешним миром, пропуская внутрь нужные вещества и выбрасывая наружу ненужные. Повреждение молекул, из которых построена мембрана, нарушает ее структуру. А если мембрана не может нормально выполнять свои функции, начинаются патологические процессы, причем самые разные. Здесь и приходит на помощь антиоксидант - пресекает разрушительную атаку свободных радикалов и восстанавливает функционирование мембраны.
Кстати, именно благодаря мембранопротекторному действию мексидол может устранять побочные эффекты других препаратов. Например, некоторые лекарства, улучшающие мозговое кровообращение, нарушают целостность кровеносных сосудов, проще говоря, оставляют в них дырки. А мексидол эти дырки залечивает. Привыкание к лекарствам - снотворным, нейролептикам, нитритам - тоже возникает из-за повреждения клеточных мембран. Но если принимать эти препараты в сочетании с мексидолом, мембрана окажется под надежной защитой и привыкание не разовьется. От состояния клеточных мембран зависят липидный и углеводный обмены, отсюда эффект антиоксидантов при атеросклерозе и сахарном диабете.
- А с чем связаны противовоспалительные свойства антиоксидантов?
Антиоксиданты способны блокировать синтез простагландинов и лейкотриенов, то есть передатчиков сигналов воспалительного процесса. Причем наиболее сильно этот эффект проявляется при острых состояниях - при панкреатите, перитоните, артритах.
- Можно сказать, что антиоксиданты - лекарство универсальное...
В каком-то смысле - да. Но пока что их применение, в частности мексидола, ограничивается четырьмя основными направлениями - это неврология, психиатрия, кардиология и хирургия. Дело в том, что в соответствии с принятой сейчас системой стандартизации фармацевтических препаратов при расширении области применения лекарства необходимо провести новые клинические испытания. Стоит эта процедура не менее 30 тысяч долларов. У российских разработчиков таких денег, как правило, нет; государство средств на испытания не выделяет; инвесторы тоже не спешат, поскольку не уверены в получении прибыли. Продвижение препарата на рынок - дело дорогостоящее, причем стоимость собственно научной разработки составляет обычно не более 20 процентов, остальное тратится на прохождение необходимых регистрационных процедур и рекламу. Наши фармацевтические компании не могут вкладывать средства в новые отечественные препараты - им проще выпускать аналог уже "раскрученного" зарубежного средства. Правда, существуют фирмы-посредники, которые готовы купить лицензию, но здесь нет никакой гарантии, что препарат не будет "похоронен" в интересах конкурентов.
- Зарубежные компании производят что-нибудь подобное?
Аналогов эмоксипину и мексидолу в мире нет. Единственный синтетический антиоксидант, выпускаемый за рубежом, - это пробукол. Пробукол применяют для снижения уровня холестерина, но в последние годы его сильно потеснили более эффективные статины. Под натиском активной рекламы статинов пробукол перестали производить и у нас. Но когда подвели итоги, оказалось, что населению нашей страны статины недоступны - принимать их надо постоянно, а стоят они дорого. Кроме того, совсем не обязательно снижать холестерин резко, достаточно понизить его уровень на 10 процентов, а с этим отлично справлялся и пробукол. Восстановить производство пробукола вряд ли реально, но сейчас его вполне смог бы заменить мексидол. Он еще более эффективен в снижении холестерина и триглицеридов, при этом содержание "хороших" липидов высокой плотности даже возрастает.
Антиоксиданты (или иначе антиокислители) являются природными или синтетическими веществами-ингибиторами окислительных процессов, происходящих в организме человека на клеточном уровне . Они защищают мембрану клеток от потенциально опасных реакций, которые могут вызвать избыточное окисление.
Действие антиоксидантов
Чтобы понять роль и действие антиоксидантов, необходимо вникнуть в их систематизацию, так как каждая разновидность несет на себе собственную функцию . Итак, известны следующие типы антиоксидантов:- блокаторы формирования свободных радикалов;
- ферменты антиоксидантные и их активаторы (они классифицируются на 3 вида);
- антирадикальные вещества (они дополнительно подразделяются на 2 вида).
Роль антиоксидантов
И воздействие радиоактивных веществ, и хронические болезни, и стресс, и пресловутое старение (т. е. целая масса болезненных состояний человека) способны проходить в организме с формированием свободных радикалов – продуктов недостаточного восстановления кислорода, переизбыток которого ведет к окислению основы клеточной мембраны, липидов. Как итог данного процесса – нарушение их функциональности и преждевременное наступление старости.Однако в организме человека присутствует система защиты антиоксидантной, поделенной на первичную и вторичную. Первая происходит на базе антиоксидантов-ферментов, вторая – антиоксидантов-витаминов. Подобная защита действует начиная с рождения, но со временем ослабевает, поэтому нуждается в постоянной подпитке и поддержке.
Роль антиоксидантов-ферментов заключается в первичной защите : они устраняют активные формы кислорода, обрывая их действие, и превращают в радикалы менее агрессивной формы и в перекись водорода. Далее, по ходу процесса, они способны преобразовывать их в полезный кислород.
Роль антиоксидантов-витаминов состоит в обеспечении вторичной защиты: они гасят (подавляют) агрессивные радикалы , способные отнимать переизбыток энергии, и замедляют возникновение цепной реакции в формировании новых радикалов. Эти антиоксиданты наиболее эффективны в групповом воздействии, а не в одиночном.
Применение антиоксидантов
Спектр применения антиоксидантов крайне широк – они востребованы не только в пищевой промышленности, но и в топливой, медицинских сферах . Чаще всего антиоксиданты вводятся в пищевую практику, останавливая процессы окисления. Они предотвращают:- порчу продуктов (разрушение витаминов, прогоркание жиров);
- утрату механической прочности и цвета полимерных материалов (у волокон, пластмассы, каучука) и проч.
В качестве пищевых добавок чаще всего применяются следующие типы антиоксидантов: дигидрокверцетин, антоцианины, BHT (бутилгидрокситолуол), BHA (бутилгидроксианизол), кислота лимонная, кислота аскорбиновая, пектин. Также распространено применение таких антиоксидантных веществ, как селен, цинк, цитохром, аминокислоты (метионин, глютатион, цистеин), биофлавоноиды (гесперидин, аскорутин, цитрин, рутин, кверцетин), витамины групп «К», «А», «Е», «С», «Р», бета-каротин.
Даже в малых дозах (порядка 0,01…0,001 процента от общего содержания) антиоксиданты снижают скорость окислительных процессов, поэтому в продолжение определенного периода времени (торможения и индукции) продукты окисления в организме человека не обнаруживаются.
Продукты, содержащие антиоксиданты
Вещества антиоксидантов содержатся в целом ряде привычных для нас продуктов: овощах, фруктах, напитках и некоторых травах. Это – злаковые и бобовые культуры, финики, бананы, чеснок, виноград красных сортов, клюква, черника, брокколи, сухое красное вино, чай, кофе натуральный, шоколад , включая горячий, молочный чертополох, гинкго билоба, имбирь, золотой корень.Так, одна-две чашки кофе в сутки обеспечивают человека нужной дозой антиоксидантов. Брокколи содержит самое большое количество витаминов группы «С» (вдвое больше, чем в цитрусовых) и не меньший объем витаминов группы «А» (примерно на одинаковом уровне с морковью).
Красные вина отлично способствуют поглощению свободных радикалов (естественно, при употреблении в умеренных дозах) – для этого будет достаточна половина стакана вина, разведенного с водой. Черный чай содержит в себе порядка 300 химических соединений, включая витамины, аминокислоты, минеральные и дубильные вещества, белки. Шоколад увеличивает антистрессовые процессы в организме, стимулирует нервную систему.
Самые сильные антиоксиданты
Данную группу антиоксидантов представляют фрукты и овощи, а также их «производные», куда относятся соки, муссы, морсы. Самыми богатыми на антиоксиданты признаны асаи, мангостин, гранаты, смородина, рябина черноплодная, рябина обыкновенная, клюква, виноград, черника. Их отличительная особенность – кисло-сладкий или кисловатый вкус и красный, красновато-синий, синий цвета. Среди иных продуктов это чай (зеленый), вино красное и какао.Классификация самых сильных антиоксидантов из наиболее широко доступных в российских условиях:
- вишня – 670 антиокс. ед. на 100 г;
- красный виноград – 739 антиокс. ед. на 100 г;
- апельсины – 750 антиокс. ед. на 100 г;
- сливы – 949 антиокс. ед. на 100 г;
- малина – 1, 22 антиокс. ед. на 100 г;
- земляника – 1,54 антиокс. ед. на 100 г;
- ежевика – 2, 036 антиокс. ед. на 100 г;
- черника - 2,4 антиокс. ед. на 100 г;
- изюм – 2,83 антиокс. ед. на 100 г;
- чернослив – 5,77 антиокс. ед. на 100 г;
- баклажаны – 390 антиокс. ед. на 100 г;
- зерно – 400 антиокс. ед. на 100 г;
- лук – 450 антиокс. ед. на 100 г;
- перец красный – 710 антиокс. ед. на 100 г;
- свекла – 840 антиокс. ед. на 100 г;
- брокколи (соцветия) – 890 антиокс. ед. на 100 г;
- люцерна (ростки) – 930 антиокс. ед. на 100 г;
- капуста брюссельская – 980 антиокс. ед. на 100 г;
- шпинат – 1,26 антиокс. ед. на 100 г;
- капуста белокочанная – 1,77 антиокс. ед. на 100 г
ГБОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра химии
АНТИОКСИДАНТЫ, ИХ РОЛЬ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ
Выполнила: студентка 27 группы,
курса, лечебного факультета
Науменко Т.С.
Проверила: ассистент каф. химии,
Танкабекян Назели Арсеновна
Волгоград - 2014 г.
1.Понятие антиоксидантов
Свободные радикалы и их влияние
Классификация антиоксидантов
Механизмы действия антиоксидантов
Влияние антиоксидантов на организм человека
Природные антиоксиданты, их действие и нормы потребления
1Витамин С
2Витамин Е
4Бета-каротин и другие каротины
5Убихинон
Влияние антиоксидантов на процесс старения
Список используемой литературы
1.Понятие антиоксидантов
Антиоксиданты - это вещества, ингибирующие перекисное окисление липидов, стабилизирующие структуру и функции мембран клеток и создающие оптимальные условия для гомеостаза клеток и тканей при самых разнообразных чрезвычайных воздействиях патогенных факторов на организм. Именно поэтому их широко применяют при лечении многих заболеваний и для защиты пищевых продуктов и лекарственных препаратов от окисления кислородом. При любых чрезмерных воздействиях на организм факторов психической, физической и химической природы происходит увеличение перекисного окисления липидов, которое является пусковым механизмом мембранной патологии. Антиоксиданты в большинстве своем являются витаминами, которые очищают организм от свободных радикалов, которые постоянно образуются в организме человека в результате многочисленных окислительно-восстановительных процессов, направленных на поддержание нормального функционирования всех органов и систем. В естественных условиях количество свободных радикалов мало, и их действие на клетки организма полностью подавляется поступлением извне антиоксидантов, при потреблении человеком пищи, содержащей эти вещества.
.Свободные радикалы и их влияние
Свободные радикалы - это продукты неполного восстановления кислорода, это молекулы с неспаренными электронами, находящимися на внешней оболочке атома. Они обладают очень высокой реакционной способностью и, как следствие, выраженным повреждающим действием на клеточные макромолекулы. В понятие свободного радикала не включаются ионы металлов переменной валентности, неспаренные электроны которых находятся на внутренних оболочках. Множество болезненных состояний (хронические заболевания, стресс, действие радиации, процесс старения и др.) протекают в организме с образованием свободных радикалов, которые способны обратимо или необратимо разрушить вещества всех биохимических классов, включая и свободные аминокислоты, липиды, углеводы и молекулы соединительных тканей. Кроме того, к повышенному образованию свободных радикалов в организме приводят прием препаратов с прооксидантными свойствами, проведение ряда лечебных процедур (кислородотерапия, гипербарическая оксигенация, ультрафиолетовое облучение, лазерная коррекция зрения, лучевая терапия), а также различные экологически неблагоприятные факторы окружающей среды. В этом состоянии свободные радикалы ловят уязвимые протеины, ферменты, липиды и даже целые клетки. Отнимая электрон у молекулы, они инактивируют клетки, тем самым, нарушая хрупкий химический баланс организма. Когда процесс происходит снова и снова, начинается цепная реакция свободных радикалов, при этом разрушаются клеточные мембраны, подрываются важные биологические процессы, создаются клетки-мутанты. В случае, когда свободные радикалы окисляют липиды, происходит образование опасной формы липидного пероксида. Их избыток ведет к окислению липидов - основы клеточных мембран - и, в результате, к нарушению функций мембран клеток нашего организма, к нарушению здоровья и преждевременному старению. Избыточная активация процессов цепного свободнорадикального окисления липидов может привести к накоплению в тканях таких продуктов, как липоперекиси, радикалы жирных кислот, кетоны, альдегиды, кетокислоты, что, в свою очередь, может привести к повреждению и увеличению проницаемости клеточных мембран, окислительной модификации структурных белков, ферментов, биологически активных веществ. Перекисное окисление липидов возрастает при многих заболеваниях, поэтому его можно считать универсальным патологическим мембранным процессом, к которому наиболее чувствительны плазматические мембраны, мембраны митохондрий, микросом. Общие признаки мембранной патологии, вызванной увеличением перекисного окисления липидов являются: Повышение гидрофильности мембран, вследствие чего увеличивается их проницаемость для ионов кальция и других ионов. Разобщение процессов дыхания и фосфорилирования. Нарушение ферментных функций. Ослабление связи фосфолипидов со структурными и рецепторными белками мембран. Инактивация тиоловых ферментов, SH-групп аминокислот, белков. Повреждение ДНК. Набухание и лизис мембран, в частности лизосом, и выход из них фосфолипаз и других гидролитических ферментов, вызывающих нарушение клетки. Таким образом, выраженное длительное усиление перекисного окисления липидов приводит к уменьшению детоксикации эндогенных веществ и ксенобиотиков, дистрофии, а затем к гибели клеток и инфаркту ткани.
.Классификация антиоксидантов
антиоксидант старение каротин радикал 1. Антирадикальные средства ("скэвинджеры" - от англ. "Scavengers" - мусорщики): 1. Эндогенные соединения: a-токоферол (витамин Е), кислота аскорбиновая (витамин С), ретинол (витамин А), b-каротин (провитамин А), убихинон (убинон). 2. Синтетические препараты: ионол (дибунол), эмоксипин, пробукол (фенбутол), диметилсульфоксид (димексид), олифен (гипоксен). Антиоксидантные ферменты и их активаторы: супероксиддисмутаза (эрисод, орготеин), натрия селенит. Блокаторы образования свободных радикалов: аллопуринол (милурит), антигипоксанты.
.Механизмы действия антиоксидантов
Механизм действия наиболее распространённых антиоксидантов (ароматические амины, фенолы, нафтолы и др.) состоит в обрыве реакционных цепей: молекулы антиоксиданта взаимодействуют с активными радикалами с образованием малоактивных радикалов. Окисление замедляется также в присутствии веществ, разрушающих гидроперекиси (диалкилсульфиды и др.). В этом случае падает скорость образования свободных радикалов. Даже в небольшом количестве (0,01-0,001 %) антиоксиданты уменьшают скорость окисления, поэтому в течение некоторого периода времени (период торможения, индукции) продукты окисления не обнаруживаются. В практике торможения окислительных процессов большое значение имеет явление синергизма - взаимного усиления эффективности антиоксидантов в смеси, либо в присутствии других веществ. Антиоксиданты действуют как ловушки для свободных радикалов. Отдавая электрон свободному радикалу, антиоксиданты останавливают цепную реакцию. Правильная регуляция этого баланса помогает организму расти, вырабатывать энергию. Можно выделить следующие пути действия антиоксидантов. 1.1-й путь - связан с непосредственным воздействием антиоксидантов на свободные радикалы и их роль в иммунном ответе. Как правило, этот путь связан с подавлением синтеза простагландинов и активацией клеток антиген-неспецифического иммунитета. К антиоксидантам, обладающим таким механизмом действия, относятся жирорастворимый витамин Е и β-каротин. Эти антиоксиданты не синтезируются в организме, а поступают с пищей или в виде пищевых добавок, и, как правило, действуют в плоскости липидных мембран, не проникая в цитоплазму клеток;
2.2-й путь - зависит от более гидрофильных антиоксидантов, способных проникать в цитоплазму клеток и регулировать уровень экспрессии различных факторов (например, ядерного фактора) и изменять процесс экспрессии провоспалительных генов. К этой группе веществ относятся не только антиоксиданты (глутатион, мелатонин), но и промоторы синтеза и восстановления глутатиона, не обладающие прямыми антиоксидантными свойствами (аскорбиновая кислота, рибофлавин, витамин В6, цинк, селен, медь и др.);
.3-й путь - сочетание двух выше приведенных механизмов (кофермент Q10, карнозин, растительные биофлавоноиды, хлорофиллы, катехины);
Влияние антиоксидантов на организм человека
Процессы перекисного окисления липидов постоянно происходят в организме и имеют важное значение для обновления состава и поддержании функциональных свойств биомембран, энергетических процессов, клеточного деления, синтеза биологически активных веществ, внутриклеточной сигнализации. Влияние антиоксидантов на наш организм очень многогранно и интересно. Применяя эти вещества, можно предостеречь себя от многих болезней и воздействия на организм свободных радикалов. За последние несколько лет было показано, что антиоксиданты крайне полезны для организма - они предотвращают развитие сердечно-сосудистых заболеваний, защищают от рака и преждевременного старения, также повышают иммунитет и многое другое. Последнее десятилетие дало множество свидетельств, доказывающих, что свободные радикалы играют определенную роль в развитии многих заболеваний. Как же работают антиоксиданты? В организме существует система антиоксидантной защиты, которая делится на первичную (антиоксиданты-ферменты) и вторичную (антиоксиданты-витамины). Эта система работает у нас с рождения, всю нашу жизнь, слабея постепенно с годами. Поэтому возникает необходимость ее подпитки и поддержки. Антиоксиданты-ферменты (первичная антиоксидантная защита) занимаются "уборкой" активных форм кислорода. Они превращают активные формы кислорода в перекись водорода и в менее агрессивные радикалы, а затем уже их превращают в воду и обычный, полезный кислород. Антиоксиданты-витамины (вторичная антиоксидантная защита) называют "тушителями". Они "тушат" агрессивные радикалы, забирают избыток энергии, тормозят развитие цепной реакции образования новых радикалов. К ним относятся: ·водорастворимые витамины - витамин C, P;
·жирорастворимые витамины - витамин A, E, K, бета-каротин;
·серосодержащие аминокислоты (цистеин, метионин)
·микроэлементы - цинк.
Очень важно помнить, что антиоксиданты работают хорошо только тогда, когда они работают в группе, поддерживая друг друга. Например: Витамин Е- главный прерыватель реакций окисления липидов, расходуется и видоизменяется в этих реакциях. Если рядом с ним находится витамин C, то он его восстанавливает и вводит в строй. Витамин C оберегает также селен от окисления. Когда же организм подвергается действию экстремальных факторов (радиация, яды), происходит образование слишком большого количества повреждающих молекул, и в таком случае организму требуется большее количество антиоксидантов. Доказано, что именно образование большого количества свободных радикалов является начальной стадией многих заболеваний от простого кашля до рака. Основными антиоксидантами, поступающими с пищей, являются: витамины C и E, селен и каротины. Помимо природных антиоксидантов есть синтетические аналоги, но, следует отметить, что в целом, синтетические антиоксиданты характеризуются более частыми нежелательными эффектами по сравнению с эндогенными соединениями.
.Природные антиоксианты, их действие и нормы потребления
Ниже рассмотрены природные антиоксиданты, которые относятся к более распространенным и известным. Также предоставлены сведения об их действии, содержании в продуктах питания и нормы их потребления. Довольно давно ведутся споры по вопросу о нормировании этих веществ, а точнее об их среднесуточной и максимально допустимой дозе. Сторонники введения малого количества антиоксидантов делают упор на то, что повышенные дозы приведут к развитию патологических процессов, не связанных с действием свободных радикалов, а их оппоненты говорят о практически полной утрате защиты против повреждающих молекул при введении малых доз антиоксидантов. Тем не менее, существуют установленные нормативы, учитывающие мнения обеих сторон. В работе указываются последние данные, полученные в результате многочисленных исследований, проведенных в Институте медицины Национальной Академии Наук (США). Хотя Институт медицины и не является правительственной организацией, официальные структуры используют его данные в официальных документах. Именно этой информацией руководствуются все производители продуктов в США, указывая на упаковках сведения о составе своих изделий и их питательных свойствах.
6.1Витамин C
Витамин C - водорастворимый витамин, химическое название которого аскорбиновая кислота. Способен образовывать окислительно-восстановительную пару аскорбиновая кислота/дегидроаскорбиновая кислота. Весьма важным обстоятельством является то, что аскорбиновая кислота проявляет выраженный антиоксидантный эффект только в отсутствии металлов переменной валентности (ионов железа и меди); в присутствии же активной формы железа (Fe3+) , она может восстанавливать его до двухвалентного железа (Fe2+), которое способно высвобождать гидроксильный радикал по реакции Фентона, проявляя свойства прооксиданта. Аскорбиновая кислота является мощным антиоксидантом, который задерживает процесс старения, препятствует возникновению рака и сердечных нарушений. Она необходима для поддержания здоровых зубов, десен, костей, хрящей, соединительной ткани, кровеносных сосудов и стенок капилляров. Витамин С нужен для образования коллагена - основного структурного материала организма. Он охраняет другие антиоксиданты (такие как витамин E и бета-каротин) от разрушения свободными радикалами. Исследователи отмечают, что при разрушении витамина E свободными радикалами витамин C помогает восстановить его и снова запустить на борьбу со свободными радикалами. Предотвращает образование в желудке канцерогенных веществ из нитратов и нитритов, попадающих туда с водой или с консервированной пищей. Витамин С укрепляет иммунную систему. Иммунные клетки накапливаются в количестве, в сто раз превышающем его содержание в крови. Также этот витамин помогает усвоению железа, особенно из изюма, зеленых овощей и бобов, но не способствует его усвоению из мяса. Витамин C улучшает способность выводить токсичные для организма металлы, такие как медь, свинец, ртуть и др, защищает от сердечных заболеваний, а именно, снижает уровень холестерина, предотвращает высокое кровяное давление, защищает холестерин от окисления, которое как считается, ведет к атеросклерозу. Рекомендуемая доза витамина C, была повышена для полного насыщения организма. Теперь женщинам ежедневно полагается 75 миллиграмм витамина C, мужчинам - 90 миллиграмм. Из-за того, что курильщики наиболее подвержены повреждающему действию свободных радикалов, и расход витамина C идет у них быстрее, им требуется дополнительно 35 миллиграмм. Прежняя средняя суточная доза для взрослых составляла 60 миллиграмм. Авторы исследования утверждают, что эти уровни витамина C могут быть легко получены и без употребления в пищу каких-либо добавок, достаточно иметь в своем рационе цитрусовые, картофель, клубнику, зелень и т.д. Например, двухсотграммовый стакан апельсинового сока дает организму 100 миллиграмм витамина C. Также была пересмотрена максимально допустимая доза потребления витамина C: в настоящее время она составляет 2000 миллиграмм в день для взрослого человека. Витамин E - жирорастворимый витамин, химическое название которого токоферол. Является естественным природным антиоксидантом, замедляющим старение человеческой кожи, а также других продуктов в природе. В составе есть фенольное кольцо с системой сопряженных двойных связей, защищающим различные вещества от окислительных изменений, участвующим в биосинтезе гема и белков, пролиферации клеток, тканевом дыхании и других важнейших процессах клеточного метаболизма. Витамин E может выполнять структурную функцию, взаимодействуя с фосфолипидами биологических мембран. Токоферол тормозит ПОЛ, предупреждая повреждение клеточных мембран, элиминирует свободные радикалы, восстанавливая их. Поток протонов от фонда НАДФН+ и НАДН к токоферолу осуществляется цепью антирадикальных эндогенных соединений (глутатион, эрготионин-аскорбат) при участии соответствующих редуктаз и дегидрогеназ. Механизм антиоксидантного действия препарата заключается в переносе водорода фенильной группы на перекисный радикал: OO - + a-ТокОH _____ R-OОH + a-ТокО--OO - + a- ТокО- _____ R-OОH + a-Ток (неактивный)
Феноксил - радикал, который образуется при этом, сам по себе достаточно стабилен и в продолжение цепи не участвует. Синергичный эффект оказывает аскорбиновая кислота, упомянутая выше, восстанавливающая продукт окисления токоферола - a-токофероксид в a-токоферол. Как и другие жирорастворимые витамины, витамин Е хорошо всасывается в верхних отделах тонкой кишки и поступает в кровяное русло через лимфатическую систему. В крови связывается с b-липопротеидами. Около 80% введенного в организм токоферола через неделю экскретируется желчью, а небольшая часть выводится в виде метаболитов с мочой. Суммарный антиоксидантный эффект a-токоферола не слишком выражен, так как в процессе нейтрализации свободных радикалов данным веществом образуются соединения с остаточной радикальной активностью. Другой недостаток a-токоферола заключается в его липофильности и нерастворимости в воде, что затрудняет создание лекарственных форм a-токоферола для парентерального введения, необходимых при оказании неотложной помощи. Выход здесь состоит в создании липосомальных форм a-токоферола, более эффективных и потенциально пригодных для парентерального введения. Главное достоинство a-токоферола - очень малая токсичность, как у эндогенного соединения. Эмпирически витамин Е применяют при самых разнообразных заболеваниях, однако большинство сообщений об эффективности токоферола базируется на единичных клинических наблюдениях и экспериментальных данных. Контролируемые исследования практически не проводились. В настоящее время нет четких данных о роли витамина Е в предупреждении опухолевых заболеваний, хотя показана способность препарата снижать образование нитрозаминов (потенциально канцерогенные вещества, образующиеся в желудке), уменьшать образование свободных радикалов и оказывать антитоксическое действие при применении химиотерапевтических средств. Токоферол в дозе 450-600 мг в день оказывает терапевтический эффект у больных с синдромом перемежающейся хромоты, что, возможно, связано с улучшением реологических свойств крови. Терапевтические дозы витамина Е могут защищать генетически дефектные эритроциты при талассемии, недостаточности глютатионсинтетазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. Данные Кембриджского исследования CHAOS по применению антиоксидантов в кардиологии, опубликованные в 1996 году, позволяют говорить, что у больных с достоверным (ангиографически подтвержденным) коронарным атеросклерозом прием витамина Е (суточная доза 544-1088 мг) снижает риск нефатального инфаркта миокарда. Общая же смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в этом случае не снижается. Благоприятный эффект проявляется лишь после годичного приема токоферола. В то же время, в исследовании HOPE (Heart Outcomes Prevention Evaluation), в котором изучалось наряду с рамиприлом действие витамина Е (400 МЕ/сут), установлено, что применение этого антиоксиданта в течение примерно 4,5 лет не оказывало никакого влияния ни на первичную (ИМ, инсульты и смерти от сердечно-сосудистых заболеваний), ни на какие-либо другие конечные точки исследования. В другом крупном исследовании по первичной профилактике атеросклеротических заболеваний у людей по крайней мере с одним фактором риска (гипертония, гиперхолестеринемия, ожирение, преждевременный ИМ у ближайшего родственника или преклонный возраст) витамин Е (300 МЕ/сут) применялся на протяжении 3,6 лет и не оказал никакого действия ни на одну из конечных точек (частота случаев сердечно-сосудистой смерти и всех сердечно-сосудистых событий). Не подтвердилась эффективность витамина Е и в большинстве других случаев (гиперхолестеринемия, тренированность спортсменов, сексуальная потенция, замедление процессов старения и многие другие). Новый рекомендуемый уровень приема этого витамина составляет 15 миллиграмм и для женщин, и для мужчин. Основные источники витамина Е это орехи, злаки, печень и многие овощи. Данный антиоксидант содержит важный компонент альфа-токоферол, единственное вещество, которое кровь может транспортировать к клеткам, когда нужно. Прежний уровень потребления витамина Е составлял 8 миллиграмм для мужчин и 6,4 - для женщин. Максимально допустимый уровень приема альфа-токоферола составляет 1000 миллиграмм. У людей, превышающих максимально возможную дозу, могут развиться неконтролируемые кровотечения, так как действует в качестве противосвертывающего средства.
3Селен
Селен - антиоксидант, оберегающий клетки от воздействия свободных радикалов и вступающий в реакцию с такими тяжёлыми металлами как кадмий и ртуть. В качестве антиоксиданта селен защищает нас от сердечных заболеваний, усиливает иммунитет, увеличивает продолжительность жизни. Действуя совместно с другими антиоксидантами - витаминами Е и C, он помогает улучшить мыслительные способности, снижает депрессию, прогоняет усталость. Доказано, что его недостаток в диете экспериментальных животных приводит к возникновению сердечной патологии и ряда других расстройств. Эпидемиологические исследования подтвердили, что в районах с низким содержанием селена, наблюдается повышенная смертность от целого ряда заболеваний, включая сердечно-сосудистые. Однако в последние годы чаще всего выявляется недостаток именно этого микроэлемента в организме человека. Селен входит в состав многих ферментов и гормонов, обеспечивающих жизненно важные функции организма. Он также поддерживает активность клеточного иммунитета, влияет на репродуктивные функции. В сочетании с бета-каротином селен способствует обмену жиров, предотвращает гипертонию, снижает опасность сердечных приступов. Селен участвует в синтезе кофермента Q-10, имеющего важное значение для здоровья сердца и восстановления сердечной мышцы после инфаркта, укрепляет функцию митохондрий сердца, защищая от кислородной недостаточности. Селен предотвращает разрушение печени, соединяясь с тяжелыми металлами и выводя их из организма. Этот антиоксидант предотвращает возникновение целого ряда раковых заболеваний (легких, кишечника, молочной железы). Селен защищает клетки от воздействия радиации, вызывающие воспалительные процессы вследствие облучения. Показано, что в комплексе, с рядом природных биологически активных веществ, значительно улучшается усвояемость селена, расширяются рамки его активного действия. Нормы потребления селена были понижены до 55 микрограмм в день. Предыдущие показатели составляли 70 микрограмм для мужчин и 55 микрограмм для женщин. Основные продукты, в которых содержится селен - морские водоросли и рыба, печень, злаки и семена подсолнечника, и другие "украшения рациона здорового человека". Новая максимально допустимая доза для селена - 400 микрограмм. Ее превышение сопровождается развитием селеноза - токсической реакции, характеризующейся выпадением волос и ломкостью ногтей.
4Бета-каротин и другие каротины
Бета-каротин и другие каротины выступают в организме как антиоксиданты, защищающие клеточные структуры от разрушения свободными радикалами. Они поддерживают системы циркуляции в здоровом состоянии. Возможно, предотвращают окисление холестерина и превращение его в склеротические бляшки, которые блокируют кровеносные сосуды и вызывают атеросклероз. Исследования показали, что люди с высоким содержанием бета-каротина в крови реже болеют сердечно-сосудистыми заболеваниями. Каротины препятствуют разрушению свободными радикалами ДНК и других клеточных структур, защищая организм от рака груди, кожи, шейки матки, легких, толстой кишки, мочевого пузыря. Каротины также борятся с нарушениями светочувствительности: у больных с повышенной чувствительностью к яркому свету (выражается в сыпи и крапивнице) наблюдалось улучшение в 80% случаев при лечении бета-каротином. Эти антиоксиданты поддерживают иммунитет, помогая иммунным клеткам разрушать свободные радикалы. 5Убихинон
Еще один эндогенный антиоксидант с антирадикальным действием. Убихинон - кофермент, широко распространенный в клетках организма. Он является переносчиком ионов водорода, компонентом дыхательной цепи. В митохондриях, кроме того, убихинон кроме специфической окислительно-восстановительной функции способен выполнять роль антиоксиданта. В химическом отношении это производное бензохинона. Убинон в основном используется в комплексной терапии больных ишемической болезнью сердца, при инфаркте миокарда. При применении препарата улучшается клиническое течение заболевания, снижается частота приступов; увеличивается толерантность к физической нагрузке и возрастает пороговоя мощность; повышается в крови содержание простациклина и снижается тромбоксана. Однако необходимо учитывать, что сам препарат не приводит к увеличению коронарного кровотока и не способствует уменьшению кислородного запроса миокарда. В целом, в качестве антиоксиданта убихинон пока менее изучен, чем a-токоферол. Его главное достоинство, как и у всех эндогенных соединений - относительно небольшая токсичность.
7. Влияние антиоксидантов на процесс старения
Поскольку регулярный приём свежей растительной пищи уменьшает вероятность возникновения сердечно-сосудистых и ряда неврологических заболеваний, была сформулирована и широко растиражирована средствами массовой информации рабочая гипотеза о том, что антиоксиданты могут предотвратить разрушающее действие свободных радикалов на клетки живых организмов, и тем самым замедлить процесс их старения. Возможно, именно в антиоксидантах заключается секрет долголетия. «Повышение содержания антиоксидантов в организме человека может иметь решающее значение для увеличения продолжительности жизни», - считают американские ученые. По их данным, мыши, у которых была вызвана повышенная выработка антиоксидантных ферментов, жили на 20% дольше и меньше болели заболеваниями сердца и возрастными болезнями. Если подобное справедливо и для человека, то люди могли бы жить дольше 100 лет. Исследования ученых университета Вашингтона в США подтверждают гипотезу о том, что высокоактивные молекулы с ненасыщенными валентностями, иначе называемые свободными радикалами, вызывают старение. С ними связано возникновение сердечных заболеваний, рака и других возрастных болезней. Питер Рабинович и его коллеги разводили мышей, у которых была вызвана повышенная выработка фермента каталаза. Он действует как антиоксидант и выводит опасный элемент - перекись водорода, который является продуктом метаболизма и источником свободных радикалов. «Действие свободных радикалов приводит к сбоям химических процессов внутри клеток и, как следствие, выработке дополнительных свободных радикалов. Создается порочный круг. Результаты исследований убедительно свидетельствуют в пользу теории влияния свободных радикалов на старение» - отмечает Рабинович. К настоящему времени в разных странах выполнено большое количество эпидемиологических исследований, которые убедительно доказали существование тесной взаимосвязи между наличием главных болезней, сцепленных со старением (атеросклероз, рак, иммунодефицит) и уровнем антиоксидантов (витамины Е и С, провитамин А) или содержанием антиоксидантного элемента селена в плазме крови обследованных пациентов. В частности было показано, что существует достоверная отрицательная корреляция между клиническими проявлениями атеросклероза и низким содержанием антиоксидантов в плазме крови больных. Обратная корреляция была обнаружена также между уровнем потребления антиоксидантов с пищей и риском выявления патологии сердечно-сосудистой системы. Важно отметить, что низкое потребление селена - элемента, входящего в активный центр антиоксидантного фермента глутатионпероксидазы, увеличивает риск возникновения ишемической болезни сердца, в то время как повышенное потребление селена снижает риск развития атеросклероза. В эритроцитах больных атеросклерозом активность глутатионпероксидазы значительно снижена по сравнению с пациентами без признаков ишемии и гиперхолестеринемии. Приведенные результаты убедительно доказывают, что главные болезни старения формируются и прогрессируют с большей скоростью на фоне снижения уровня природных низко- и высокомолекулярных антиоксидантов в тканях, т.е. при старении отчетливо проявляется «синдром дефицита антиоксидантов». При этом не исключено, что сниженное содержание природных антиоксидантов в крови является еще одним неучтенным фактором риска развития главных болезней старения. С точки зрения практического подхода к разработке программ профилактики старения необходимо учитывать роль свободнорадикального окисления при: повреждении липидов клеточных мембран, старении клеток, тканей, органов и организма в целом; генотоксических процессах, ведущих к кумуляции соматических мутаций и повышающих риск возникновения опухолей и раннего старения; патогенетической роли в модификации липопротеинов крови, индукции дегенеративных изменений при атеросклерозе, повышении риска аутоиммунных и воспалительных заболеваний; модификации эндогенных белков, нуклеиновых кислот и целых клеток. Свободнорадикальное окисление, иммунный ответ, пролиферация, старение, апоптоз, синтез и метаболизм белков тесно взаимосвязаны. В настоящее время доказана эссенциальная роль эндогенных и экзогенных антиоксидантов в предотвращении канцерогенеза и продлении активного долголетия. Поэтому использование антиоксидантов является составной частью патогенетической терапии и профилактики старения. В рамках основных направлений коррекции старения воздействие на состояние антиоксидантного статуса - это воздействия, направлены на замедление клеточного старения.
8. Список используемой литературы
1.Клиническая фармакология: избранные лекции / С.В.Оковитый, В.В.Гайворонская, А.Н.Куликов, С.Н.Шуленин. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 608 с.: илл.
2.Фармакология: учеб. для студентов учреждений сред. проф. образования, обучающихся по специальностям 060108.51 и 060108.52 "Фармация" по дисциплине "Фармакология" / Р.Н.Аляутдин, Н.Г.Преферанский, Н.Г.Преферанская; под ред. Р. Н. Аляутдина. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 704 с.: ил.
3.Биологический возраст и старение: возможности определения и пути коррекции: Руководство для врачей. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 976 с. : ил.
.Наука и жизнь. №2, 2006
.Биология. Справочник абитуриента. Москва 1997
Все мы хоть раз в жизни, да слышали об антиоксидантах, однако, мало кто понимает, что это такое. Постараемся разобраться вместе.
Функции антиоксидантов
На протяжении всего жизненного цикла организм получает массу веществ, необходимых для его функционирования. В нас постоянно проходит множество различных процессов, в большинстве из которых активное участие принимает кислород.
Такие процессы называют окислением, а выделяющаяся в результате энергия позволяет нам сохранять определенный температурный режим тела, отвечает за ферментирование, помогает в выработке гормонов. Совокупность таких процессов именуют клеточным дыханием, или биологическим горением.
Однако без радикалов все это было бы невозможно. При условии их наличия в необходимых количествах они могут нейтрализовать токсины, попадающие извне, некоторые виды излучения, кроме того являются главными борцами с последствиями стрессовых ситуаций.
В случае их переизбытка, происходит их трансформация в свободные радикалы, являющиеся неустойчивыми и способными создавать различные реакции, ведущие к значительным изменениям в организме. Избыток свободных радикалов непременно ведет к отрицательным явлениям.
Именно такие процессы становятся причиной ускоренного старения и возникновения серьезных болезней — инсульта, атеросклероза, болезни Альцгеймера, онкологических заболеваний. А с возрастом влияние свободных радикалов на наши клетки существенно усиливается.
Антиокислители, называемые иначе антиоксидантами, необходимы, чтобы нейтрализовать процессы окисления. При их недостатке, организм не сможет предотвратить мутационные процессы. Антиоксиданты легко разбираются с небольшими количествами свободных радикалов. При недостатке антиоксидантов необходимое количество можно восполнить благодаря продуктам питания, содержащим их в большом количестве.
Итак, антиоксиданты – это вещества, являющиеся нейтрализатором свободных радикалов . Их подразделяют на несколько групп:
- препятствующие гипоксии, то есть позволяющие обеспечить наличие необходимого количества кислорода;
- препятствующие возникновению реакции организма на недостаточное количество кислорода.
Однако следует знать, что наш организм изначально защищен от дряхления и патологий, всю антиоксидантную защиту делят на:
- ферменты, трансформирующие свободные радикалы в соединения не столь опасные;
- витамины , притормаживающие создание различных реакций и участвующие в образовании радикалов. Это ряд витаминов – А, С, Е, а также микроэлементов (селен, цинк, железо и другие), аминокислоты.
Следует знать, что не стоит злоупотреблять свойствами антиоксидантов, поскольку чрезмерное их употребление может оказать медвежью услугу вашему организму. Поэтому лекарственные препараты, содержащие витаминные комплексы, нельзя применять в неограниченных количествах, любая передозировка наносит урон организму.
При этом если вы едите продукты, имеющие в составе антиоксиданты, риск перенасыщения ими минимален, поскольку все излишки сами выйдут из организма, в отличие от лекарственных препаратов.
В каких продуктах присутствуют антиокислители?
Можно легко определить овощи и фрукты, насыщенные антиоксидантами по их яркой окраске.
Витамин А содержится в необходимых количествах в зелени, в ягодах, в хурме, моркови, абрикосах, перце, капусте и рыбьем жире. Вообще витамин А присутствует во всех плодах имеющих яркую желто-оранжевый цвет шкурки. Витамин С преобладает в цитрусовых, черной смородине, прочих ягодах, красном и зеленом перце. Витамин Е в больших дозировках находится в растительных маслах, орехах.
В немалых дозах антиокислители можно получить, употребляя традиционные напитки — чай зеленый, какао и кофе. Конечно же, разнообразные соки также являются источниками этих веществ, однако стоит помнить что таковыми являются свежевыжатые соки, а не полученные промышленным путем из концентратов. Существенным источником антиоксидантов могут быть сухофрукты, различные травы и даже некоторые специи.
В значительной мере потребность в антиоксидантах можно удовлетворить, употребляя в небольших количествах натуральные вина и коньяк.
Нельзя недооценивать важность употребления антиоксидантов, ведь они не просто ставят барьер перед широким спектром заболеваний, способствуют поддержанию иммунитета и бесперебойной работе всех систем организма, но и позволяют долгое время сохранять молодость и красоту.
Так что, если вы желаете долго быть трудоспособными, сохранять прекрасный внешний вид и быть активными – питайтесь правильно, обязательно включая в рацион овощи и фрукты, ведь это природные источники антиоксидантов.
Джемы, конфеты, овощные консервы, соки, мясные и рыбные фарши, фруктовые пюре, вина, детские смеси и спортивное питание… Трудно найти продукты, в составе которых не использовалось бы загадочные вещества.
Зачем нужны антиокислители?
Сложная многофункциональная химико‑биологическая система, именуемая «человеческий организм», нуждается в кислороде. Под его воздействием происходят окислительные процессы. Они необходимы для выработки энергии, без которой невозможна полноценная жизнь. Своеобразным побочным эффектом сложной реакции являются свободные радикалы - химически активные молекулы, разрушающие клетки организма. Результат такого действия неутешителен:
- разрушается структура ДНК;
- ослабевает иммунитет;
- ускоряется старение клеток.
Нейтрализаторами опасных свободных радикалов служат антиоксиданты.
Природные или искусственно созданные вещества защищают организм на клеточном уровне.
В роли пищевых добавок антиоксиданты:
- замедляют или полностью останавливают окисление липидов, защищая жиросодержащие продукты от порчи и прогоркания;
- тормозят процесс ферментативного окисления, продлевая срок годности алкогольных и безалкогольных напитков;
- предохраняют овощи и фрукты от потемнения;
- замедляют процессы гниения, вызванные микробиологическими процессами.
Применение антиоксидантов в несколько раз продлевает срок годности продуктов, улучшает их вкус и внешний вид.
Немного истории
Способность некоторых веществ предохранять продукты от порчи, продлевать молодость и красоту, излечивать болезни была замечена людьми в те далекие годы, когда модное слово «антиоксиданты» не успело войти в обиход.
Туземные племена Южной Америки для предотвращения порчи медвежьего жира добавляли в него порошок из коры вяза. О том, что в растении содержатся эфиры галловой кислоты, ученые узнали спустя несколько столетий.
Античные времена вывели на вершину славы оливковое масло. Его предписывали пить от всех болезней. Но лишь в 20 веке были описаны антиокислительные свойства токоферолов, составляющих основу «жидкого золота». В 1938 году швейцарец Пауль Каррер подарил миру искусственный витамин Е, определив химическую структуру α-токоферола.
Поиск средств, способных победить цингу, привел к открытию аскорбиновой кислоты.
В середине XVI века испанские врачи использовали для лечения сок лимонов. О наличии в овощах и фруктах особых веществ, излечивающих страшную болезнь, говорили в течение нескольких столетий многие ученые. Но Нобелевскую премию получил американец Альберт Сент-Дьёрдьи. Он провел серию исследований по природе окисления продуктов и объявил о получении уникального по значимости антиоксиданта, назвав его аскорбиновой кислотой.
Немецкий алхимик Агриколла в поисках «философского камня» нагрел кусочки янтаря в сосуде без доступа воздуха. Получившиеся кристаллы металлы в золото не превращали. Зато могли продлевать молодость и стимулировать защитные функции организма. Янтарная кислота- один из самых безопасных антиоксидантов. Его назначают даже детям.
Серьезные исследования природы антиоксидантов начали проводить в начале XX века. Тогда же начались работы по их синтезированию.
Пищевая добавка Е 391 признана не безопасной для здоровья. В пищевой промышленности использовать запрещено. Фитиновая кислота содержится в зерновых культурах. Правильная обработка продуктов перед употреблением снизит вредное воздействие вещества
Добавка Е385 признана условно безопасной. ЭДТА выводит из организма соли тяжелых металлов. В ряде случаев может стать причиной тяжелых отравлений. Входит в состав большинства майонезов
Глицерофосфат кальция E 383 исключен из списка разрешенных для производства продуктов питания. Вещество нашло применение в фармацевтике, производстве зубных паст, ветеринарии. Входит в состав биологически активных добавок для питания атлетов
Пищевая добавка E 380 - это группа аммониевых солей лимонной кислоты, объединенных общим названием цитраты аммония. В производстве продуктов питания выступает синергистом других антиокислителей, регулятором кислотности, эмульгатором
Европейским кодом E 375 обозначена никотиновая кислота. Антиоксидант необходим как источник энергии. Множество побочных эффектов привело к исключению синтетического витамина PP из списка разрешенных для производства продуктов питания
Пищевая добавка E 363 известна как янтарная кислота синтетического происхождения. Антиоксидант продлевает срок годности продуктов, повышает их пищевую значимость. Признан полностью безопасным. Рекомендован в качестве ценной биологической добавки
Производимая в мире в больших количествах адипиновая кислота может использоваться как антиоксидант и как сырье для многих промышленных изделий. В РФ адипиновая кислота пока производится в ограниченных количествах и импортируется из-за границы
Е350 -добавка, которую используют в соках, джемах и других продуктах питания. Хотя данных о её вреде для организма пока нет, многие ученые пытаются добиться её запрета или поменять технологию производства, подразумевающую использование опасных примесей
Цитрат магния, обозначаемую как пищевая добавка Е345, содержит полезный для здоровья металл- магний. Благодаря его лечебном действию могут вылечиться некоторые недуги человека. При использовании в качестве пищевой добавки этот ингредиент служит антиоксидантом и улучшает сохраняемость продуктов. Однако эта пищевая добавка исключена из списка разрешенных
Пищевая добавка E 340 входит в группу антиоксидантов. Калия фосфаты используются в медицине, бытовой химии. В пищевой промышленности антиоксидант зарекомендовал себя как поставщик калия, регулятор кислотности, стабилизатор консистенции и окраски
Пищевая добавка Е 339 (натрия фосфаты) входит в состав большого числа продуктов благодаря широкому ряду технологических функций. Антиоксидант, фиксатор окраски, регулятор кислотности, стабилизатор консистенции признан безопасным в небольших количествах
Ортофосфорная кислота известна как пищевая добавка E 338. Используется для производства удобрений, автомобильной химии. Входит в состав пепси-колы, сиропов. Превышение разрешенной нормы опасно для здоровья
Тартрат калия (E 336) - это одна из солей натуральной винной кислоты. Пищевая добавка полезна как источник ценного макроэлемента. Эффективный синергист антиоксидантов, регулятор кислотности. Входит в состав лекарственных препаратов
Антиоксидант E 333 представляет собой кальциевую соль лимонной кислоты. Известен в пищевом, фармацевтическом, косметическом производстве как цитрат кальция. Хорошо усваивается организмом. Применяют как биодоступный источник кальция
Пищевая добавка калия цитраты E 332 безопасна для здоровья. Помимо широкого ряда технологических функций (синергист антиоксидантов, регулятор кислотности, стабилизирующая соль) вещество служит источником калия и эффективным лекарственным средством
Антиоксидант Е 331 представляет собой группу натриевых солей лимонной кислоты. Цитраты натрия улучшают вкус продуктов, предотвращают перекисное окисление, регулируют уровень кислотности. Добавка эффективна при изжоге, усиливает действие витамина C
Лактат кальция или пищевая добавка E 327 входит в состав продуктов питания, лекарственных препаратов, косметических средств. Вещество продлевает срок хранения, сохраняет внешний вид, останавливает развитие патогенных микроорганизмов
Пищевая добавка E 322 входит в группу антиоксидантов. Выполняет функции эмульгатора,стабилизатора жиров. Уникальные по химическому составу лецитины широко применяются в пищевой, косметической, фармацевтической отраслях
Антиоксидант E321 разрешен практически во всех странах. Синтетический аналог токоферола входит в состав многих продуктов питания и декоративной косметики. Независимые экологи считают вещество опасным для здоровья
Европейским кодом E 334 обозначена винная кислота. Условно безопасная пищевая добавка является сильным антиокислителем и биостимулятором. Регулирует кислотно-щелочной баланс. Применяется в пищевых продуктах, лекарствах, средствах ухода за кожей
Пищевой антиоксидант E 320 используют производители продуктов питания, косметики, лекарств. Вещество защищает от перекисного окисления, продлевает срок хранения. Споры о пользе и вреде добавки для здоровья человека не утихают многие десятилетия
Лимонную кислоту (E 300) получают химическим путем. Мощный антиоксидант считается одной из самых безопасных и полезных пищевых добавок благодаря противомикробному действию, способностью улучшать вкус продуктов, увеличивать срок их хранения
Синтетическая пищевая добавка E 319 относится к группе фенольных антиоксидантов. Вещество признано безопасным при условии соблюдения допустимой нормы.Наиболее часто встречается в растительных маслах и животных жирах
Антиоксидант E 313 пищевая отрасль не использует.Опасный для здоровья этилгаллат применяют для стабилизации топлива, улучшения качества моторного масла, в медицине и косметологии
Альфа-токоферол (пищевая добавка E 307) является наиболее активной формой витамина E. Сильный антиоксидант применяют в пищевой и косметической отрасли, медицине, животноводстве
Добавка E 306 (концентрированная смесь токоферолов) относится к группе антиоксидантов. Благодаря способности защищать организм на клеточном уровне вещество широко применяется в пищевой, косметической,фармацевтической отраслях
Способы производства
Натуральные антиоксиданты обычно являются побочным продуктом переработки природных веществ: растительных масел и жиров (смесь , ), сахара ().
Большинство современных пищевых добавок получены в лабораторных условиях.
Основными способами производства являются:
- ферментация исходного вещества с последующим химическим окислением (аскорбаты, лактаты);
- конденсация органических химических соединений с последующей очисткой и кристаллизацией (токоферолы);
- этерификация кислот спиртами (галлаты);
- нейтрализация карбоновых кислот химическими соединениями (цитраты, тартраты).
Виды антиоксидантов
По предназначению
Антиоксиданты по их предназначению принято разделять на две подгруппы:
- Собственно антиокислители.
- Синергисты. Вещества обладают слабой способностью останавливать окисление, но в соединении с другими антиоксидантами усиливают действие последних.
Деление это условное. Например, или лецитины (Е 322) в зависимости от сферы применения могут выступать представителями как первой, так и второй подгруппы.
Практически все пищевые антиоксиданты играют роль регуляторов кислотности. Многие выполняют ряд дополнительных технологических функций:
- уплотнители (лактаты, фосфаты, цитраты, тартрат кальция, малаты кальция) укрепляют структуру растительных
- тканей, способствуют сохранению формы овощей и фруктов при консервации;
- влагоудерживающие агенты (лактаты, фосфаты, лецитины) предупреждают высыхание продуктов, сохраняют структуру;
- антислеживающиеся вещества (фосфаты кальция и магния) препятствуют слипанию, образованию комков;
- эмульгаторы (аскорбилпальмитат, аскорбилстеарат, лецитины) улучшают консистенцию продукта;
- разбавители (фосфаты, аскорбилпальмитат) помогают правильному дозированию веществ;
- улучшители муки (аскорбиновая кислота, аскорбаты) участвуют в питании дрожжей, улучшают структуру и вкусовые качества теста.
По способу получения
По способу получения пищевые добавки подразделяют на натуральные и искусственные.
Первая группа включает:
- смесь токоферолов (E 306), жизненно важный витамин Е, является побочным продуктом перегонки растительных масел;
- гваяковая смола (E 314), добывают из смолы деревьев рода Guajacum sanctum L. и Guajacum officinale L, эндемика Западной Индии;
- лецитины (E 322), полезные фосфолипиды, получают в результате переработки соевой муки или очистки растительных, реже животных жиров;
- лимонная кислота (E 330), получают путем брожения патоки или ферментацией сахара плесневыми грибами. Полезна как участник клеточного обмена. Есть данные, что большие дозы вызывают раковые заболевания.
Синтетические антиоксиданты образуют ряд подгрупп.
Аскорбиновая кислота и аскорбаты
Одни из самых безопасных для здоровья пищевых добавок, источники витамина C.
Аскорбиновая кислота содержится в большом количестве натуральных продуктов.
Химический способ получения антиоксиданта Е 300 и его производных солей и эфиров (аскорбатов) вынуждает отнести данную подгруппу к разряду синтетических веществ.
| Название | Европейский код | |||
| Аскорбиновая кислота | E300 | Неограничена | Полезен, стимулирует защитные функции организма. Большие дозы могут спровоцировать аллергию | Фруктовые соки, лимонады, консервы овощные, сухое молоко, кондитерские изделия, мясные и рыбные фарши |
| Аскорбат натрия | 15 мг | Безопасен, более мягкая форма витамина С | Мясные и рыбные продукты | |
| Аскорбат кальция | 15 мг | Запрещено принимать более 1 г в день, возможно образование камней в почках и мочевом пузыре | Кондитерские и хлебобулочные изделия | |
| Аскорбат калия | E303 | 15 мг | Безопасен | Только в сочетании с другими аскорбатами в хлебобулочных изделиях |
| Аскорбилпальмитат | 1, 25 мг | Безопасен | Растительные и животные жиры, сухое молоко, продукты для детского питания | |
| Аскорбилстеарат | Е 305 | Неопределена | Условно безопасен. Возможно развитие мочекаменной болезни, негативно влияет на печень | Растительные масла, животные жиры, маргарины |
| Изоаскорбиновая кислота (эриторбовая) | Е 315 | Неограничена | Безопасен. Действует, как Е 300 | Яблочное пюре, мороженая рыба, мясной фарш |
| Изоаскорбат (эриторбат) натрия | Е 316 | 5 мг | Считается безопасным, но исследования продолжаются | Мясные фарши, рыбные пресервы |
Токоферолы
Вещества оказывают положительное действие на нервную и сосудистую систему, замедляют старение на клеточном уровне. Рекомендованы людям, страдающим онкологическими заболеваниями.
Синтетические антиоксиданты нельзя путать с натуральной концентрированной смесью токоферолов (Е 306). Полезные свойства витамина Е у них выражены слабее, чем у натурального антиоксиданта.
Галлаты
Группа представляет собой сложные эфиры галловой кислоты. Производное вещество относится к натуральным продуктам, входит в состав многих пищевых красителей. В качестве самостоятельной добавки не применяется из-за большого количества побочных эффектов: аллергические реакции, боли в суставах, хроническая усталость, детская гиперактивность.
Галлаты считаются безопасными при строгом соблюдении допустимой нормы потребления
.
| Название | Европейский код | Суточная норма на 1 кг массы тела | Степень опасности, возможный вред для здоровья | В каких продуктах встречается чаще всего |
| Пропилгаллат | E 310 | 2 мг | Условно безопасен. Может спровоцировать приступы астмы, аллергическую сыпь | Жевательная резинка, жиры для жарения, бульонные концентраты |
| Октилгаллат | E 311 | 2 мг | Влияние на здоровье полностью не изучено. Запрещен для детского питания. Может спровоцировать астматический приступ | Растительные и животные жиры, маргарины, сухие завтраки, майонезы |
| Додецилгаллат | E 312 | Неопределена | Исследования не завершены. Есть данные, что может вызвать необратимые изменения в печени, селезенке. Запрещен для детского питания, беременным и кормящим женщинам | Фритюрные жиры, сухие смеси для приготовления кексов, жевательная резинка |
Цитраты
Соли лимонной кислоты хорошо растворяются в воде, не изменяют вкус продуктов, безопасны для здоровья.
| Название | Европейский код | Суточная норма на 1 кг массы тела | Степень опасности, возможный вред для здоровья | В каких продуктах встречается чаще всего |
| Цитраты натрия | Неограничена | Безопасен. Разрешен для детского питания | Джемы, фруктовые компоты, замороженные морепродукты, сухое молоко | |
| Цитраты калия | От 2 до 40 г | Безопасен | Мясные и рыбные продукты, варенье, компоты, жиры | |
| Цитраты кальция | Неограничена | Безопасен, разрешен для питания детей, источник кальция | Овощные, фруктовые консервы, мясные полуфабрикаты, растительные и животные жиры, кондитерские изделия | |
| Цитраты аммония | Неограничена | Безопасен | Плавленые сыры, мармелад, фруктовые соки, маргарин | |
| Цитраты аммония-железа | Е 381 | Неопределена | Опасен в больших дозах. Вызывает симптомы отравления: рвота, сыпь, диарея. Вреден для окружающей среды | В России использование в продуктах питания приостановлено. В некоторых странах добавляют в газированные напитки |
Лактаты
Подгруппа состоит из солей молочной кислоты, полученных синтетическим способом. Молочная кислота - один из основных источников углеводов, положительно влияет на работу нервной системы, мышц.
| Название | Европейский код | Суточная норма на 1 кг массы тела | Степень опасности, возможный вред для здоровья | В каких продуктах встречается чаще всего |
| Лактат натрия | Неопределена | Безопасен для взрослых | Мармелады, мясопродукты, плавленые сыры, хлеб, майонезы | |
| Лактат калия | Е 326 | Неопределена | Безопасен для взрослых. Не рекомендуется давать детям | Фруктовые и овощные консервы, кондитерские изделия, цитрусовые мармелады, низкокалорийные жиры. Заменитель поваренной соли. |
| Лактат кальция | Неопределена | Условно безопасен. Источник кальция. Может спровоцировать нарушение работы ЖКТ | Консервированные огурцы и томаты, цитрусовые джемы, хлеб, мороженое | |
| Лакатат аммония | Е 328 | Неопределена | Условно безопасен. Запрещен для детского питания. Возможны аллергические проявления | Маслины, плавленые сыры (в комбинации с другими лактатами) |
| Лактат магния | Е 329 | Неопределена | Не разрешен для питания детей. Может вызвать аллергию | Хлеб, мучные изделия |
Винная кислота и тартраты
Винная кислота содержится во многих фруктах.
Использование серной кислоты в процессе производства не позволяет отнести антиоксидант к категории натуральных.
Тартраты - это соли винной кислоты.
| Название | Европейский код | Суточная норма на 1 кг массы тела | Степень опасности, возможный вред для здоровья | В каких продуктах встречается чаще всего |
| Винная кислота ((L+)-) | 30 мг | Умеренно опасен. Мышечный токсин | Мармелады, консервированные томаты, фруктовое мороженое, сухие смеси для приготовления шипучих напитков, кондитерские изделия | |
| Тартраты натрия | E 335 | 30 мг | Безопасен | Сухие бульоны, кондитерские изделия, желе, маргарины, масла с пониженным содержанием жира |
| Тартраты калия | 30 мг | Безопасен. Положительно влияет на работу сердца, желчного пузыря | Супы быстрого приготовления, конфеты с желейной начинкой, виноградный сок | |
| Тартрат калия-натрия | Е 337 | 30 мг | Мало опасен. Не рекомендуется людям с заболеваниями почек, сердечной недостаточностью | Консервированные фрукты и овощи, кондитерские изделия, бульоны, вино |
| мета-Винная кислота | Е 353 | 30 мг | Малоопасен | Вино |
| Тартрат кальция | E 354 | 30 мг | Безопасен | Хлебобулочные изделия, варенье, безалкогольные и алкогольные напитки, смеси для детского питания |
Производные фенолов
Несмотря на то, что добавки входят в категорию разрешенных, применение их в пищевой промышленности считается нежелательным. Лабораторные испытания продолжаются, однозначных выводов ученые сделать не могут.
| Название | Европейский код | Разрешенная суточная норма на 1 кг массы тела | Степень опасности, возможный вред для здоровья | В каких продуктах встречается чаще всего |
| трет-Бутилгидрохинон | 0, 25 мг | Не безопасен. Мало изучен | Топленое масло, кулинарные жиры, сухие завтраки | |
| Бутилгидроксианизол | 0, 5 мг | Опасен. Предположительно является канцерогеном | Кулинарные жиры, жевательные резинки и конфеты, бульонные кубики | |
| Бутилгидрокситолуол, «ионол» | 0, 125 | Опасен, запрещен во многих странах. Предположительно канцероген | Жиры для жарки, жевательная резинка |
Фосфаты
Орто-Фосфорная кислота и ее соли участвуют в энергетическом обмене, являются составляющей биохимических процессов в организме.
Способность вытеснять кальций заставляет с осторожностью относиться к антиоксиданту.
| Название | Европейский код | Суточная норма на 1 кг массы тела | Степень опасности, возможный вред для здоровья | В каких продуктах встречается чаще всего |
| орто-Фосфорная кислота | 70 мг | Опасен. Вытесняет кальций из костей, нарушает кислотный баланс | Коньячные напитки, опара для теста, безалкогольные напитки | |
| Фосфаты натрия | 70 мг | Условно безопасен. Вымывает кальций, провоцирует разрушение зубной эмали, расстройство желудка | Молочные продукты, масло, мороженое, картофель, макаронные изделия, детское питание | |
| Фосфаты калия | 70 мг | Условно безопасен, может нарушить работу ЖКТ | Аналогично Е 339 | |
| Фосфаты кальция | E 341 | 70 мг | Условно безопасен, мало изучен | Молочные продукты, сухие бульонные смеси, спортивное питание |
| Фосфаты аммония | E 342 | 70 мг | Условно безопасен. Аллерген | Мучные изделия, продукты из рыбы и мяса |
| Фосфаты магния | E 343 | 70 мг | Условно безопасен. Может вызывать аритмию, нарушение артериального давления | Безалкогольные минерализованные напитки, спортивное питание, масло, рыбное и мясное филе, плавленые сыры |
Малаты
Соли яблочной кислоты называют малатами. Вред здоровью они могут нанести при бесконтрольном употреблении.
Адипаты
Соли адипиновой кислоты изучены мало и практически не используются в производстве продуктов питания.
| Название | Европейский код | Суточная норма на 1 кг массы тела | Степень опасности, возможный вред для здоровья | В каких продуктах встречается чаще всего |
| Адипиновая кислота | 5 мг | Умеренно опасен. Запрещен в ряде стран. Мало изучен | Сухие десерты, начинки для мучных кондитерских изделий | |
| Адипаты натрия | Е 356 | 5 мг | Умеренно опасен. Рекомендовано не использовать ввиду малой изученности | Сухие порошки для приготовления напитков |
| Адипаты калия | Е 357 | 5 мг | Умеренно опасен | Практически не применяют |
| Адипаты аммония | Е 359 | 5 мг | Умеренно опасен | Практически не применяют |
Прочие антиоксиданты
| Название | Европейский код | Суточная норма на 1 кг массы тела | Степень опасности, возможный вред для здоровья | В каких продуктах встречается чаще всего |
| Янтарная кислота | Неопределена | Полезна. Повышает иммунитет, стимулирует работу жизненно важных систем | Бульонные концентраты, водка, рыба мороженая, пекарские порошки | |
| Фумараты натрия | E 365 | 6 мг | Хлебобулочные, кондитерские изделия, вино, жевательная резинка, растворимые фруктовые чаи | |
| Изопропилцитратная смесь | E 384 | 14 мг | Безопасен при соблюдении допустимой нормы | Растительные масла, животные жиры |
| Этилендиаминтетраацетат кальция-натрия | 2,5 мг | Малоопасен. Длительное применение может привести к недостатку железа | Консервы в металлической таре, мороженые ракообразные, маргарины |