Перекись водорода: инструкция по применению, цена, аналоги, состав, показания

Перекись водорода: инструкция по применению, цена, аналоги, состав, показания Кислород

Биоантиоксидант

Тезисы докладов Международной конференции

В сборниках представлены тезисы докладов VIII и IX Международной конференции «Биоантиоксидант», в которых отражены фундаментальные исследования регуляции окислительных процессов в системах разной степени сложности с использованием синтетических, природных и гибридных антиоксидантов в органической, биологической, физической и медицинской химии.

В материалах конференций также отражены основные достижения в области синтеза, механизма действия и практического использования биоантиоксидантов в медицине, сельском хозяйстве, радиоэкологии, питании. Рассматриваются вопросы по практическому применению антиоксидантов для предотвращения и лечения разнообразных патологий, обусловленных нарушением уровня свободных радикалов и перекисного окисления в организме, вопросы по проблеме окислительного стресса при курении, а также вопросы практического применения биоантиоксидантов в других областях деятельности человека.

1. Биоантиоксидант: Тезисы докладов VIII Международной конференции. Москва, 4-6 октября 2022 г. – Москва: РУДН, 2022. — 558 с.

2. Биоантиоксидант: Тезисы докладов IX Международной конференции. Москва, 29 сентября – 2 октября 2022 г. – Москва: РУДН, 2022. – 218 с.

Дополнительная информация:

Будьте здоровы!

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

  1. ПРОБИОТИКИ
  2. ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
  3. СИНБИОТИКИ
  4. ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
  5. КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
  6. ПРОПИОНИКС
  7. ЙОДПРОПИОНИКС
  8. СЕЛЕНПРОПИОНИКС
  9. БИФИКАРДИО
  10. ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
  11. МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
  12. БИФИДОБАКТЕРИИ
  13. ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
  14. МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА
  15. МИКРОФЛОРА ЖКТ
  16. ДИСБИОЗ КИШЕЧНИКА
  17. МИКРОБИОМ и ВЗК
  18. МИКРОБИОМ И РАК
  19. МИКРОБИОМ, СЕРДЦЕ И СОСУДЫ
  20. МИКРОБИОМ И ПЕЧЕНЬ
  21. МИКРОБИОМ И ПОЧКИ
  22. МИКРОБИОМ И ЛЕГКИЕ
  23. МИКРОБИОМ И ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА
  24. МИКРОБИОМ И ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА
  25. МИКРОБИОМ И КОЖНЫЕ БОЛЕЗНИ
  26. МИКРОБИОМ И КОСТИ
  27. МИКРОБИОМ И ОЖИРЕНИЕ
  28. МИКРОБИОМ И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
  29. МИКРОБИОМ И ФУНКЦИИ МОЗГА
  30. АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
  31. АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
  32. АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
  33. МИКРОБИОМ и ИММУНИТЕТ
  34. МИКРОБИОМ И АУТОИММУННЫЕ БОЛЕЗНИ
  35. ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
  36. ПРОБИОТИКИ, БЕРЕМЕННОСТЬ, РОДЫ
  37. ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
  38. АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
  39. АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
  40. КОРОТКОЦЕПОЧЕЧНЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ
  41. СИНТЕЗ БАКТЕРИОЦИНОВ
  42. АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
  43. МИКРОБИОМ И ПРЕЦИЗИОННОЕ ПИТАНИЕ
  44. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
  45. ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
  46. ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
  47. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
  48. НОВОСТИ

Глава 3. молекулярно-клеточные механизмы инактивации свободных радикалов в биологических системах н.п. чеснокова, е.в. понукалина, м.н. бизенкова, г.а. афанасьева

Как известно, одну из первых линий защиты клеток от агрессивного действия свободных радикалов обеспечивают ферменты – супероксиддисмутаза (СОД), каталаза, глутатионзависимые пероксидазы и трансферазы, удаляющие органические перекиси [42, 46, 64, 82].

•ОО– •ОО– 2Н > О2 НООН

Судьба перекиси водорода, образуемой в процессе реакций дисмутации, различна.


Частично перекись водорода разлагается при участии каталазы, проявляющей активность почти во всех клетках организма человека, особенно в печени, почках, эритроцитах:

2Н2О2 > Н2О О2

В печени, почках, нейтрофильных лейкоцитах обнаруживается пероксидазная активность, обеспечивающая инактивацию перекиси водорода в следующей реакции:

Н2О2 Н2О2 > 2 Н2О2 RО2

В нейтрофильных лейкоцитах имеется миелопероксидаза; в эритроцитах, печени, хрусталике глаза содержится глутатионпероксидаза, окисляющие соответственно галогены с образованием бактерицидных радикалов или восстановленный глутатион [67]. Миелопероксидаза фагоцитов катализирует реакцию образования гипохлорита с высокой бактерицидной активностью:

Н2О2 Cl– > Н2О ClO– (гипохлорит)


Гипохлорит разрушает стенку бактериальных клеток [79, 80].

В присутствии ионов двухвалентного железа перекись разлагается в реакции Фентона с образованием гидроксильного радикала (OH•):

Н2О2 Fe2 > Fe3 OH– OH•

Радикалы гидроксила чрезвычайно активны и разрушают различные по структуре молекулы [23, 24, 25, 42, 46].

Исключительно важным моментом эффективности ферментного звена антиоксидантной системы является сбалансированность активности СОД, каталазы и пероксидазы [28, 34]. Подавление активности одного из ферментов антиоксидантной системы может привести к избыточному накоплению активных форм кислорода и деструкции клеток.

Установлено, что накопление в среде перекиси водорода ведет к инактивации СОД. Полагают, что уровень активности внутриклеточных ферментативных антиоксидантных систем генетически детерминирован, причем избыточное накопление в клетках супероксидного анион-радикала или перекиси водорода сопровождается депрессией участков генома, ответственного за активность внутриклеточных ферментативных антиоксидантных систем [28, 35].

В нормальных условиях у человека содержание ферментных антиоксидантов не зависит от возраста, пола, массы тела. В то же время при различных патологических состояниях концентрация и активность ферментов антиоксидантной системы может изменяться в различных направлениях.

Как известно, главной дышащей органеллой клетки является митохондрия, содержащая большое количество активных ферментов и коферментов в дыхательной цепи и являющаяся потенциальным источником свободных радикалов при одноэлектронном восстановлении кислорода [106, 107, 108, 109].

1. Поглощение кислорода активной цитохромоксидазой, обеспечивающей четырехэлектронное восстановление кислорода с образованием воды.

2. Реокисление О2•– в кислород под действием окисленного цитохрома с, десорбированного с внутренней митохондриальной мембраны в межмембранное пространство.

3. Трансформацию О2•– под влиянием СОД митохондриального матрикса в перекись водорода с последующей утилизацией перекиси при участии глутатионпероксидазы и каталазы в матриксе митохондрий.

4. Удаление активных форм кислорода в матриксе при участии токоферола, КоQH2, аскорбита и других антиоксидантов [110, 113].

Важнейшим антиоксидантом митохондрий является коэнзим Q10, или убихинон (вездесущий хинон), содержащийся практически во всех тканях организма. Как известно, коэнзим Q10 является переносчиком электронов в дыхательной цепи, в то же время эффективно защищает липиды биологических мембран и липопротеиды крови от перекисного окисления, предохраняет ДНК и белки от окислительной модификации [47, 56].

Индукция активных форм кислорода возникает и в процессе окислительно-восстановительных, оксигеназных реакций в микросомах, обладающих и определенным механизмом защиты от свободных радикалов.

В настоящее время известно более 1000 ферментов класса оксигеназ и около 1200 генов, кодирующих их структуру [70]. Оксигеназы, как известно, разделяются на диоксигеназы, внедряющие 2 атома кислорода в молекулу субстрата, и монооксигеназы, катализирующие реакции с включением одного атома в субстрат, в то время как другой атом восстанавливается до воды.

Наиболее многочисленными являются монооксигеназные реакции с участием цитохрома Р-450 [33, 70]. У человека суперсемейство цитохрома Р-450 представлено 57 функционально активными генами [136]. Монооксигеназные реакции играют важную роль не только в инактивации ксенобиотиков, но и в метаболизме витаминов, жирных кислот, нейротрансмиттеров, стероидных гормонов и др.

Установлено, что в качестве восстановителя в монооксигеназных реакциях участвует НАД•Н или НАДФ•Н. Предполагается, что образование активных форм кислорода возможно при участии «НАДФ•Н – цитохром Р-450 – редуктаза > цитохром в5», а также при распаде реакционных пероксокомплексов (Fe3 – О2–) и гидропероксокомплексов (Fe3 – НО2), (Fe2 – НО2).


В связи с постоянным образованием свободных радикалов микросомы обладают специализированными системами антиоксидантной защиты:

1) во-первых, активные формы кислорода (АФК) вызывают деградацию определенных изоформ цитохрома Р-450, инициирующего образование свободных радикалов;

2) во-вторых, АФК вызывают экспрессию генов, кодирующих ферменты антиоксидантной защиты клеток [34, 42, 69, 70].

Касаясь особенностей функционирования ферментного звена антиоксидантной системы, следует отметить, что реакции дисмутации супероксид анион – радикала и разложения перекиси водорода экзотермичны, а катализирующие эти реакции СОД и каталаза не нуждаются в кофакторах, что делает их активность не зависящей от функционирования других клеточных структур. СОД ускоряет спонтанную реакцию в 200 раз.

Обнаружено несколько изоэнзимных форм СОД, отличающихся строением активного центра. У эукариотов Cu-, Zn-содержащая СОД локализуется в основном в цитозоле эритроцитов, в межмембранном пространстве митохондрий, в цитоплазме и ядре нервных клеток. Фермент чувствителен к цианиду, представляет собой металлопротеид с ММ 32000–33000 Д, состоит из двух субъединиц, каждая из которых связывает 1 атом Cu и 1 атом Zn [35, 91].

Mn-СОД локализована в митохондриях печени и миокарда эукариот, вблизи анионных каналов. Для микроорганизмов характерны железосодержащий и марганецсодержащий изоферменты. Mn-СОД состоит из 4 субъединиц с ММ 20 000 каждая, механизм действия энзима, вероятно, подобен действию Cu-, Zn-СОД-фермента, то есть металл в активном центре попеременно меняет свою валентность: Mn3 , Mn2 [11, 35,64, 67, 73].

Супероксиддисмутазную активность могут проявлять комплексы меди с аминокислотами и пептидами, а также многие медьсодержащие белки.

Описанные выше изоферментные формы СОД являются внутриклеточными ферментами, в межклеточной жидкости (плазма крови, лимфа, синовиальная жидкость) они разрушаются в течение 5–10 минут. В то же время обнаружена экстрацеллюлярная высокомолекулярная форма СОД (ММ 120 000 Д), хорошо связывающаяся гепаринсульфатом гликокаликса эндотелиоцитов, локально защищающая их от свободных радикалов.

Экстрацеллюлярная СОД не связывается с лейкоцитами и эритроцитами, не участвует в регуляции продукции активных форм кислорода гранулоцитами в процессе киллинга [37]. Экстрацеллюлярная СОД локально защищает эндотелиоциты от повреждения активными радикалами кислорода [79, 80].

СОД существенно ускоряет дисмутации супероксид анион-радикала. Однако, несмотря на высокую специфичность фермента, при определенных условиях Cu-СОД может взаимодействовать с перекисью водорода и выступать в качестве прооксиданта.

В последние годы были синтезированы модифицированные препараты СОД и каталазы, ассоциированные с иммуноглобулинами, сывороточным альбумином, высокомолекулярными спиртами, в частности, полиэтиленгликолями, что обеспечивало стабильность ферментов и длительность их циркуляции в крови [72].


Церулоплазмин, или голубая феррооксидаза, – гликопротеид сыворотки крови, образующийся в печени, катализирует реакцию:

4Fe2 4H O2 > 4Fe3 H2O,

способствует окислению полиаминов, полифенолов, аскорбиновой кислоты, возможно, участвует в транспорте меди. Прямая антиоксидантная функция определяется супероксиддисмутазной и ферриоксидазной активностью, а непрямые антиоксидантные свойства связаны с окислением Fe2 и аскорбината, потенциальных источников супероксидного анион-радикала. Это основной реактант острой фазы воспаления [46].

Как указывалось, в процессе дисмутации супероксидного анион-радикала образуется перекись водорода, восстанавливаемая до воды в основном каталазой и глутатионпероксидазой [35, 64, 73].

Каталаза – хромопротеид с ММ около 240 000 Д, состоит из 4 субъединиц, имеющих по одной группе гема, локализуется в основном в пероксисомах, частично – в микросомах и в меньшей мере – в цитозоле. Полагают, что каталаза не имеет высокого сродства к перекиси водорода и не может эффективно обезвреживать это соединение при низких концентрациях, имеющихся в цитозоле. В пероксисомах, где концентрация перекиси водорода высока, каталаза активно разрушает ее.

Разложение перекиси водорода каталазой осуществляется в два этапа:

Fe3 -каталаза 2 H2O2 > окисленная каталаза H2O2 > Fe3 -каталаза H2O2 O2


При этом в окисленном состоянии каталаза работает как пероксидаза. Субстратами в пероксидазной реакции могут быть этанол, метанол, формиат, формальдегид и другие доноры водорода [35, 64, 73].

Активности каталазы и СОД коррелируют между собой, что может быть связано с переключением потока электронов с одной цепи транспорта на другую. В этих условиях СОД и каталаза действуют как звенья одной системы утилизации кислорода, размещенные в разных участках клетки.

Максимальная концентрация каталазы обнаружена в эритроцитах [35, 64, 73, 79, 80].

Важнейшей системой инактивации свободных радикалов являются восстановленный глутатион и комплекс ферментов – глутатионпероксидазы, глутатионтрансферазы и глутатионредуктазы.

Глутатион синтезируется в печени, откуда транспортируется в различные органы и ткани, обеспечивает восстановление дисульфидных групп белков, дигидроаскорбиновой кислоты, с участием глутатионтрансферазы образует конъюгаты в печени с электрофильными соединениями и последующим выведением их с мочой [27, 151].

Инактивация перекиси водорода в клетках обеспечивается также глутатионпероксидазой (ГПО), последняя является Se-содержащим ферментом, около 70 % ее локализовано в цитоплазме и около 30 % – в митохондриях всех клеток млекопитающих [51]. Глутатионпероксидаза – белок с ММ 84 000–88 000 Д, состоит из 4 идентичных субъединиц, каждая из которых включает 1 атом Se.

Глутатионпероксидаза катализирует реакцию восстановления гидроперекиси с помощью глутатиона, обладает широкой субстратной специфичностью по отношению к гидроперекисям, но абсолютно специфична к глутатиону [82].

Сродство глутатионпероксидазы и перекиси водорода выше, чем у каталазы, поэтому первая более эффективно работает при низких концентрациях субстрата, в то же время в защите клеток от окислительного стресса, вызванного высокими концентрациями перекиси водорода, ключевая роль принадлежит каталазе. Последнее особенно четко продемонстрировано на эндотелиальных клетках.

В клетках млекопитающих, кроме Se-зависимой ГПО, выявлена ГПО без Se с ММ39 000–46 000 Д, катализирующая восстановление гидроперекисей органических соединений, в том числе и полиненасыщенных жирных кислот, но ее эффективность в отношении перекиси водорода чрезвычайно низка.

Стресс через ?-адренергические рецепторы, цАМФ и протеинкиназу стимулирует активность ГПО [51].


Бесселеновая глутатионпероксидаза локализована в митохондриальных мембранах печени, почек, сердца, в то время как селеновая – в эритроцитах.

ГПО принадлежит активная роль в защите лизосомальных мембран от перекисного окисления [122, 140].

ГПО элиминирует перекиси стеринов и нуклеиновых кислот, является адаптивным ферментом, активность которого регулируется продуктами липопероксидации и активными формами кислорода. Важным компонентом антиоксидантной системы является глутатионтрансфераза, ингибирующая инициацию ПОЛ и обезвреживающая токсические метаболиты ПОЛ.

В клетках млекопитающих выделяют семейство мультифункциональных белков – глутатионтрансфераз, использующих глутатион для конъюгации с гидрофобными соединениями и восстановления органических перекисей. Эти ферменты локализованы в основном в цитозоле клеток.

Низкомолекулярные антиоксиданты

Класс низкомолекулярных антиоксидантов включает разнообразные соединения, отличающиеся по структуре и источникам их образования. К ним относятся глутатион, аскорбиновая кислота, мочевина, мочевая кислота, низкомолекулярные антиоксиданты липидной фазы [24, 25, 31, 111, 151].

Важную роль в инактивации свободных радикалов отводят внутриклеточным и внеклеточным ловушкам, обеспечивающим обрыв цепи свободнорадикального окисления [118, 119, 147].

Эффективными «перехватчиками» радикалов являются фенольные антиоксиданты, в частности, простые фенолы, нафтолы и оксипроизводные других ароматических соединений. В настоящее время выделено несколько тысяч фенольных соединений, среди которых выраженным антиоксидантным эффектом обладают витамины Е и К, убихиноны, триптофан и фенилаланин, а также большинство растительных и животных пигментов, в частности, каротиноиды, флавоноиды, фенокарбоксильные кислоты [137, 141, 142, 146, 149].

Фенольные антиоксиданты (ликопен, каротины, билирубин и ?-токоферол) служат ингибиторами супероксидного анион-радикала, синглетного кислорода, гидроксильного радикала [69, 70].

Значение неферментных низкомолекулярных антиоксидантов трудно переоценить, особенно в условиях окислительного стресса, когда возникает быстрое истощение конститутивного пула ферментов свободными радикалами и необходимо значительное время для их синтеза de novo [33, 42, 49].

Большое биологическое значение для человека имеет антиоксидант – ?-токоферол. он жирорастворим, его основная локализация – гидрофобный слой биологических мембран; инактивирует главным образом радикалы жирных кислот.


Около 50 % клеточного токоферола локализовано в ядре, 30 % – в мембранах митохондрий, 20 % – в микросомальной мембране.

Недостаток витамина Е способствует деструкции мембран и экскреции креатина с мочой. Витамин Е – мощный антимутаген, в физиологических концентрациях является регулятором тканевого дыхания, а антиоксидантные свойства его проявляются при 10–15-кратном повышении этих доз [119]. Кроме ?-токоферола, в клетках содержатся водорастворимые антиоксиданты, в том числе аскорбат, которые реагируют с более широким спектром свободных радикалов и поддерживают содержание токоферола.

Аскорбиновая кислота может выступать в качестве донора и акцептора ионов водорода благодаря наличию в структуре двух фенольных групп, ее антиоксидантные свойства характеризуются широким спектром инактивирующего действия на различные свободные радикалы. Аскорбиновая кислота превосходит другие антиоксиданты плазмы крови в защите липидов от перекисного окисления [113].

Обращает на себя внимание тот факт, что в присутствии ионов Fe или Cu аскорбиновая кислота становится мощным прооксидантом.

Антиоксидантные свойства аскорбиновой кислоты связаны с ее оксиредуктазными переходами. Теряя атом водорода, аскорбиновая кислота превращается в радикал – монодегидроаскорбиновую кислоту, проявляющую прооксидантный эффект, потеря еще одного атома водорода приводит к образованию дегидроаскорбиновой кислоты. При этом участвует фермент, содержащий медь – аскорбатоксидаза [150, 151].

Известно, что аскорбиновая кислота восстанавливает продукт окисления токоферола – ?-токофероксид в ?-токоферол. Витамины P и C также восстанавливаются. Аскорбиновая кислота более стабильна в присутствии метилметионина, обеспечивающего не только восстановление дегидроаскорбиновой кислоты, но и полноценность функционирования глутатионового звена антиоксидантной системы. Аскорбат играет важную роль среди водорастворимых антиоксидантов в защите липопротеидов крови [35, 64, 73].

Важная роль в антиоксидантной защите организма отводится SH-содержащим соединениями, к числу которых относятся, помимо трипептида – глутатиона, цистеин, цистин и метионин.

SH-соединениям отводится ведущая роль в защите клеток от радикала OH•. В связи с коротким периодом жизни и радиусом диффузии OH• в биологических системах указанное соединение не подвергается ферментативной инактивации и в то же время может оказать сильное цитотоксическое и мутагенное действие, которое определяет значимость SH-содержащих соединений – активных перехватчиков OH•-радикалов.

При различных стрессовых воздействиях, под влиянием эффектов токсических и ферментативных факторов патогенности различных инфекционных возбудителей, в частности, чумы, анаэробной газовой инфекции, стрептостафилококковой инфекции, наблюдается обратимая окислительная модификация SH-групп, приводящая к увеличению дисульфидных групп, что является типовой неспецифической реакцией организма на действие экстремального раздражителя [123].

Однако изменение соотношения восстановленных и окисленных тиогрупп в сторону преобладания последних изменяет состояние проницаемости клеточных мембран, их адгезивные свойства, приводит к резкому угнетению функции серосодержащих ферментов или коферментов (липоевой кислоты, коэнзима А, глутатиона), нарушению работы тиоловых металлопротеидов (цитохром P-450), ряда гормональных рецепторов и факторов транскрипции [136].

Антиоксидантные свойства глутатиона определяются как непосредственным взаимодействием с АФК и обменными реакциями с дисульфидными связями, так и функционированием ряда ферментов глутатионового цикла, из которых главные – глутатионпероксидаза и глутатион – S-трансфераза [151].

Глутатион играет важную роль в антиоксидантной защите не только при гипоксических, но и гипероксических состояниях, ограничивающих свободнорадикальное окисление. Глутатион обеспечивает формирование антиоксидантного потенциала в эритроцитах, кроветворных клетках, поддерживает пул восстановительного аскорбата [150, 151].

Из биофлавоноидов наиболее изучены антиоксидантные свойства кверцитина и рутина, способных за счет ортогидроксилов фенольного кольца С быть донорами водорода. Биофлавоноиды гасят супероксидный анион-радикал, проявляют антиатерогенное, гипохолестеринемическое действие.

К низкомолекулярным антиоксидантам относятся мочевина и мочевая кислота. Как известно, образование мочевины осуществляется в орнитиновом цикле из аммиака, хотя источником мочевины могут быть гуанидиновые соединения. В эритроцитах мочевина связывается с гемоглобином, в сыворотке крови – с альбумином; она легко проникает через гистогематический барьер.

Окислительно-восстановительные реакции мочевой кислоты тесно связаны с аскорбиновой кислотой. Мочевая кислота, как и аскорбат, способна вступать в обменные реакции с АФК, ингибировать ПОЛ, оказывать выраженный протективный эффект по отношению к Fe- и рН – индуцированному окислению аскорбата в сыворотке крови [27].

Резюмируя вышеизложенное в целом, что в целостном макроорганизме находятся в динамическом равновесии системы генерации свободных радикалов, в частности, свободных форм кислорода, и антирадикальной, антиоксидантной защиты.

Нарушение этого взаимодействия нередко приводит к дестабилизации биологических мембран, активации процессов липопероксидации, расстройствам гемостаза, фибринолиза, активации калликреинкининовой системы, системы комплемента, нарушению васкуляризации, оксигенации и трофики тканей, потенцированию специфических цитопатогенных эффектов воздействия бактериальных токсинов. В то же время известно, что антиоксиданты блокируют активацию протоонкогенов, нормализуют иммунный статус [46, 122].

Ослабление антиоксидантной защиты клеток может быть вызвано недостаточным поступлением в организм неферментных антиоксидантов, в частности, ?-токоферола. Недостаточное поступление в организм селена может быть одной из причин нарушения активности селензависимой глутатионпероксидазы. Дефицит Cu2 и Zn2 резко снижает активность СОД и повышает чувствительность к оксидантному повреждению.

Следует отметить, что изменения активности антиоксидантных ферментов зависят от интенсивности образования активных форм кислорода (АФК): в случае умеренного возрастания АФК возникает, как правило, активация ферментного звена антиоксидантной системы, при чрезмерном возрастании уровня свободных радикалов нередко происходит подавление ферментативного звена радикальной защиты клеток [46, 49].

Как известно, в условиях окислительного стресса, развивающегося при гипоксии, ишемии, гипероксии, действии стрессовых раздражителей патогенных факторов бактериальной природы – эндо-, экзотоксинов, ферментов и токсинов бактерий, ферментативная защита оказывает менее эффективное влияние по сравнению с протекторным действием низкомолекулярных антиоксидантов [42, 123].

Последнее обусловлено быстрой инактивацией конститутивного пула ферментов антиоксидантной системы свободными радикалами и значительным временем, необходимым для индукции их синтеза. В связи с этим повышается значимость низкомолекулярных антиоксидантов, что обусловлено их избыточным содержанием в клетках и биологических жидкостях, а также достаточно высокой миграционной способностью.


Однако при чрезмерном образовании инициаторов свободнорадикального окисления может истощиться пул и неферментных антиоксидантов, которые, выполнив роль ловушки свободных радикалов, превращаются в неактивные димерные и другие формы.

Обозначение и виды свободных радикалов

Для обозначения свободных радикалов в России употребляется сокращение АФК, «активные формы кислорода», в Европе — ROS, reactive oxygen species (что означает в переводе то же самое). Название не совсем точное, так как свободными радикалами могут быть производные не только кислорода, но и азота, хлора, а также реактивные молекулы — например, перекись водорода.

Супероксидный радикал или супероксид анинон (O2-); гидроксильныйрадикал или гидроксил (ОН*); гидропероксильный радикал (гидродиоксид) или пероксильный радикал (HO2*);

Перекись (пероксид) водорода (H2O2); Окись азота (нитроксид радикал или нитрозил-радикал) NO* ; нитродиоксид радикал NO2* ; пероксинитрил ONOO- ; азотистая кислота HNO2 ;гипохлорит ClO* ; гипохлорная кислота HOCl; Липидные радикалы: (алкил) L* , (алкоксил)

Пероксидные радикалы (ROO*). Образуются при взаимодействии О2 с органическими радикалами. Например, липидный пероксил радикал (диоксил) LOO*. Имеет более низкую окислительную способность по сравнению с OH*, но более высокую диффузию. Прим.:

Следует не злоупотреблять производными от «пероксид» и «гидропероксид». Группа из двух связанных между собой атомов кислорода называется «диоксид». В соответствии с этим радикал ROO* рекомендуется называть «алкилдиоксилом» (RО2*). Допускается и название «алкилпероксил».

Алкоксильные радикалы (RO*). Образуются при взаимодействии с липидами и являются промежуточной формой между ROO* и OH* радикалами. Например, липидный радикал (алкоксил)

Таблица 1. Названия некоторых радикалов и молекул согласно рекомендациям Комиссии по Номенклатуре Неорганической Химии (1990)

Формула

Структурная формула

Название радикала

·O

Оксид (1-), оксид

О2

·ОО·

Диоксиген

О2·

·ОО

Диоксид (1-), супероксид, диоксид

O3

Триоксиген, озон

°O3·

·OOO

Триоксид (1-), озонид

HO·

HO· или ·OH

Гидроксил

HO2·

HOO·

Гидродиоксид, гидродиоксил

Н2O2

HOOH

Перекись водорода

RO·

RO·

Алкоксил

C2H5

CH3CH2

Этоксил

RO2·

ROO·

Алкилдиоксил

RO2H

ROOH

Апкилгидропероксид

Первичные, вторичные и третичные свободные радикалы.

Первичные свободныерадикалы постоянно образуются в процессе жизнедеятельности организма в качестве средств защиты против бактерий, вирусов, чужеродных и переродившихся (раковых) клеток. Так, фагоциты выделяют и используют свободные радикалы в качестве оружия против микроорганизмов и раковых клеток.

При этом фагоциты сначала быстро поглощают большое количество О2 (дыхательный взрыв), а затем используют его для образования активных форм кислорода. По мнению ученых, считается нормальным, если примерно 5% веществ, образовавшихся в ходе химических реакций, — это свободные радикалы.

Таблица 2. Первичные радикалы, образующиеся в нашем организме

Название

Структура

Образуется

Биологическая роль

Супероксид

·OO

НАДФН-оксидаза

Антимикробная защита

Нитроксид

·NO

NO-синтаза

Фактор расслабления сосудов

Убихинол

·Q

Дыхательная цепь митохондрий

Переносчик электронов

Вторичные радикалы, в отличие от первичных, не выполняют физиологически полезных функций. Напротив, они оказывают разрушительное действие на клеточные структуры, стремясь отнять электроны у «полноценных» молекул, вследствие чего «пострадавшая» молекула сама становится свободным радикалом (третичным), но чаще всего слабым, не способным к разрушающему действию.

Таблица 3. Вторичные радикалы

Название

Структура

Образуется в реакции

Радикал гидроксила

·OH

Fe2 HOOH → Fe3 HO ·OH
Fe2 ClO → Fe3 Cl ·OH

Липидные радикалы

LO·

LOO·

Fe2 LOOH → Fe3 HO LO·
LO· LH → LH L·
L· O→ LOO·

Именно образование вторичных радикалов (а не радикалов вообще) вызываетоксидативный стресс, ведущий к развитию патологических состояний и лежащий в основе канцерогенеза, атеросклероза, хронических воспалений и нервных дегенеративных болезней.

Таблицы антиоксидантов в растительных продуктах питания

По разнообразию соединений антиоксидантного действия и широте их биологического эффекта на здоровье человека растения являются бесспорными лидерами среди внешних неферментных источников антиоксидантов. В таблице 7 приведены лишь некоторые примеры важнейших биологически активных соединений овощей, обладающих антиоксидантным действием.

Табл. 7. Важнейшие биологически активные соединения овощей (Reddy, 1999).

Витамины

Повышение иммунитета, предупреждение рака, снижение оксидантного стресса

Все известные овощи

Флавоноиды

Антиоксидантная защита, защита от рака и кардиологических заболеваний

Все известные овощи, особенно лук репчатый

Каротиноиды

Источник витамина А, антиоксиданты, антиканцерогенное действие

Все оранжево-красные и темно-зеленые овощи

Фитостерины

Регулирование метаболизма холестерина, предупреждение атеросклероза

Соя

Аллилсульфиды

Антибактериальное, антиканцерогенное, кардиопротекторное

Все растения рода Allium (луки, чеснок)

Эфирные масла

Антибактериальное, антиканцерогенное, кардиопротекторное

Эфиромасличные культуры

Аллилгликозиды

Антиканцерогенное

Капустные культуры

Пищевые Волокна

Нормализация микрофлоры кишечника, защита от атеросклероза и рака

Все овощные культуры, соя, фасоль, бобы

Соединения Селена

Антиканцерогенное, иммуномодулирующее, антиоксидантное

Астрагалы, луковые

Соединения цинка

Нормализация обмена веществ

Многолетние луки

Проведенные в Бостонском Универститете в США исследования о качественном наличии антиоксидантов в различных продуктах питания, позволили создать две сводные таблицы содержания антиоксидантов в продуктах — они приведены ниже — рассмотрите их внимательно.

Таблица 8 — Содержание антиоксидантов в продуктах

Продукты питания Антиоксидантная способность / грамм Продукты питания Антиоксидантная способность / грамм
Пять лучших ягод и фруктов: Пять лучших орехов:
Клюква 94.56 Пеканы 179.40
Черника (дикорос) 92.60 Грецкий орех 135.41
Чёрная слива 73.39 Фундук, лесной орех 135.41
Слива (тип не указан) 62.39 Фисташки 79.83
Черника (культивируемая) 62.20 Миндаль 44.54
Пять лучших овощей: Пять лучших специй:
Маленькая красная фасоль 149.21 Гвоздика 3144.46
Обычная красная фасоль 144.13 Молотая корица 2675.36
Фасоль (разный цвет) 123.59 Душицы лист 2001.29
Артишоки 94.09 Куркума 1592.77
Чёрные бобы 80.40 Сушёная петрушка 743.49

Таблица 9 -Антиоксиданты в 10 лучших продуктах антиоксидантных единиц на 100 грамм

Фрукты: Овощи:
Чернослив 5,770 Капуста 1,770
Изюм 2,830 Шпинат 1,260
Черника 2,400 Брюссельская капуста 0,980
Ежевика 2,036 Ростки люцерны 0,930
Земляника 1,540 Брокколи (цветки) 0,890
Малина 1,220 Свёкла 0,840
Слива 0,949 Красный перец 0,710
Апельсины 0,750 Лук 0,450
Виноград красный 0,739 Зерно 0,400
Вишня 0,670 Баклажан 0,390

Обратите внимание, что при равном количестве антиоксидантов мы съедаем (или можем съесть) обычно разное количество каждого продукта. Кроме того, очень важно смотреть на калорийность продуктов. К примеру, количество антиоксидантов в черносливе одно из самых больших, но и калорийность его высока — им лучше сильно не злоупотреблять, а есть вместо конфет, булочек и т.п.

Ещё раз отметим: антиоксиданты обезвреживают свободные радикалы, которые, в свою очередь, являются одной из главных причин старения и множества дегенеративных болезней.

На заметку

Оцените статью
Кислород
Добавить комментарий