Жирорастворимые антиоксиданты (токоферол, ретинол, убихинон, эстрогены)

По мнению исследователей (П.Г. Богач и соавт., 1981; Н.Е. Кучеренко, А.Н. Васильев, 1985), образующиеся свободные  радикалы антиоксидантов малоактивны  и выводятся из организма в  виде молекулярных соединений — продуктов  взаимодействия с другими антиоксидантами (токоферолами, хинонами, витаминами группы К, серосодержащими соединениями). Ряд  антиоксидантов не обрывает, а замедляет  продолжение цепи, т. е. обладает пролонгирующим действием. Несмотря на малую активность радикалов антиоксидантов, их накопление в клетках нежелательно. Антиоксиданты  могут обезвреживать свободные  радикалы еще до развития эффекта  повреждения биомолекул. Антиоксидантная  защита направлена против всех видов  радикалов, образующихся в организме (B. Frei et al., 1988; N.I. Krinsky, 1988; R. Stocker, B. Frei, 1991; K.L. Retsky et al., 1993; B. Frei, J.M. Gaziano, 1993; B. Frei, 1994).

Жирорастворимые биоантиоксиданты (фосфолипиды, токоферолы, витамин А, каротиноиды, убихинон, витамины группы К, стероидные гормоны) осуществляют свою защитную функцию в биологических  мембранах, водорастворимые (аскорбиновая кислота, лимонная, никотиновая, серосодержащие соединения — цистеин, гомоцистеин, липоевая кислота, бензойная, церулоплазмин, фенольные соединения — полифенолы, флавоноиды, трансферрин, лактоферрин, альбумин, мочевина, мочевая кислота) — в цитозоле клеток, межклеточной жидкости, плазме крови, лимфе. Защита от повреждающего действия АФК, СР осуществляется на всех уровнях организации: от клеточных  мембран до организма в целом.

Токоферол.

Жирорастворимые антиоксиданты. Витамины Е (a-токоферол), А (ретинол) содержатся и обезвреживают свободные радикалы в жировом слое клеточных мембран. Из токоферолов биологически наиболее активным является a-токоферол. Он, как и витамин С, — донатор водородных ионов и называется «жертвоприносящим» антиоксидантом (B. Halliwel, J.M.C. Gutteridge, 1985), ограничителем свободнорадикальных реакций. Альфа-токоферол превращается в радикал, который может дальше реагировать с другим перекисным радикалом и в результате образуется нерадикальное соединение. Он стабилизирует мембранные структуры, в которых совершаются процессы свободнорадикального окисления, угнетает образование липоперекисей, разрывает цепь свободнорадикального окисления путем нейтрализации свободных радикалов в момент их образования. Молекулы витамина Е локализуются во внутренних мембранах митохондрий.

Они защищают их, а также  лизосомы от повреждающего действия перекисей, поддерживают функциональную целостность внешней цитоплазматической мембраны клеток и являются основным фактором резистентности эритроцитов  к гемолитическим ядам, важнейшим  элементом защиты при действии различных  повреждающих факторов, патологических состояниях. Альфа-токоферол, располагающийся  в липопротеиновом слое клеточных  мембран и защищающий клеточные  мембраны от перекисного окисления, является главным жирорастворимым  антиоксидантом в организме (B. Halliwel, J.M.C. Gutteridge, 1985). Он эффективно прерывает  цепные свободнорадикальные реакции  в процессе переокисления ненасыщенных жирных кислот в мембранах, предупреждает  атерогенные изменения ЛПНП (B. Frei, J.M. Gaziano, 1993). Являясь донатором водородных атомов витамин Е может инициировать цепную радикальную реакцию пероксидации липидов (W.A. Pryor, 1994).

Его радикал незначительно  активен в отношении свободных  жирных кислот. In vitro аскорбиновая кислота  восстанавливает окисленную форму  токоферола. Наличие подобного эффекта (взаимодействия между этими витаминами) in vivo окончательно не подтверждено (G.W. Burton et al., 1990). Альфа-токоферол играет важную роль в обмене селена — составной  части глутатионпероксидазы, которая  защищает мембраны от пероксидных радикалов. Предотвращая аутоокисление липидов  мембран, a-токоферол снижает потребность  в глутатионпероксидазе. Витамин  откладывается в жировой ткани, мышцах, поджелудочной железе, других тканях. Существует прямая связь между  витамином Е и тканевым дыханием и обратная связь со степенью окисления  липидов.

 

 

Ретинол.

Витамин А необходим для  образования серосодержащих биомолекул, связывания и обезвреживания эндогенных веществ и ксенобиотиков. Как  антиоксидант он тормозит превращение  сульфгидрильных групп в дисульфидные. Может участвовать в окислительно-восстановительных  реакциях благодаря наличию двойных  связей в молекуле, способности образовывать перекиси, которые повышают скорость окисления других соединений. Принимает  участие в синтезе гликопротеинов, воздействует на метаболизм мембранных фосфолипидов. Антиоксидантное действие витамина А объясняется участием в обмене тиоловых соединений, нормализацией  функционально-структурных свойств  мембран. Он препятствует канцерогенному действию бензпирена и других веществ, что обусловлено способностью тормозить  микросомальное окисление этих соединений. С антиоксидантным торможением  превращения ксенобиотиков связаны  и антимутагенные свойства витамина А. Окисленные промежуточные продукты b-каротина и витамина А могут  иметь прооксидантные свойства.

Установлено (G.W. Burton, K.U. Ingold, 1984), что b-каротин наибольшую антиоксидантную  активность проявляет при низком парциальном давлении в крови, хотя в целом как антиоксидант он уступает b-токоферолу. При высоком содержании кислорода b-каротин может проявлять  прооксидантную активность (G.W. Burton, K.U. Ingold, 1984). b-Каротин расходуется при  обезвреживании оксидированных липопротеидов  низкой плотности (H. Esterbauer et al., 1992; S.M. Lynch et al., 1994), реагирует с синглетным кислородом (G.W. Burton, K.U. Ingold, 1984). Он может  реагировать с перекисными радикалами в так называемой добавочной реакции  без донации гидрогенного атома (G.W. Burton, K.U. Ingold, 1984; D.C. Liebrer, 1993). Промежуточные  радикалы дериватов b-каротина могут  взаимодействовать с O2, образуя перекисные радикалы (D.C. Liebrer, 1993), которые могут  в дальнейшем инициировать цепную реакцию  пероксидации липидов.

Соотношение концентраций в  организме b-каротина и a-токоферола составляет около 1:20 (B. Frei, J.M. Gaziano, 1993). b-Каротин  расходуется в организме после  использования запасов b-токоферола (S.M. Lynch et al., 1994). Его роль в атерогенезе  и канцерогенезе как биоантиоксиданта в настоящее время устанавливается. Требует уточнения и роль b-каротина и других каротиноидов в физиологических  условиях как «уборщиков» радикалов. Имеются сомнения (B. Frei, 1994), что свое антиатерогенное действие витамин  А реализует через антиоксидантную  активность. b-Каротин, другие каротиноиды  как антиоксиданты действуют  совместно с витаминами Е и  С. Витамины С, Е, b-каротин составляют так называемую антиоксидантную  витаминную группу.

Их поступление в организм снижает риск развития рака, сердечно-сосудистых заболеваний, катаракты. Витамин А  — естественный пищевой продукт, который помимо антиоксидантной  роли необходим в организме для  поддержания целостности мембранных структур, роста, развития. Витамин  А влияет на процессы клеточной дифференциации, пролиферации, репродуктивные процессы, от уровня его содержания в организме зависит состояние иммунной системы, зрение.

Предшественниками ретинола являются каротиноиды, которые превращаются в витамин А в тонкой кишке. Каротиноиды более эффективно, чем  витамин А, уничтожают свободные  радикалы, в т.ч. синглетный кислород, который может привести к развитию неопластического процесса. Каротиноиды  даже при многолетнем применении и в достаточно высоких дозах  не проявляют токсичность.

Имеется тесная связь между  витамином А и другими антиоксидантами. Так, высокие дозы витамина А уменьшают  содержание запасов в организме  аскорбиновой кислоты. У животных витамин  А может уменьшать активность витамина Е и понижать его уровень  в плазме и печени (у человека это не подтверждено). Витамин Е  предохраняет клетки от разрушения мембран, которое наблюдается при гипервитаминозе  А, уменьшает тератогенный эффект. Витамин  А уменьшает отрицательные эффекты  токсичности витамина D у животных (в том числе гиперкальциемию). Может наблюдаться антагонизм между  витаминами А и К: развивается  гипопротромбинемия у людей с  гипервитаминозом А. Недостаток в организме  белка повышает риск развития гипервитаминоза. С высоким уровнем витамина А  в сыворотке крови может быть связана гиперлипопротеинемия. Негативно  влияет на обмен витамина А в организме (потребление, депонирование) недостаток железа и цинка.

Убихинон (коэнзим Q)

Он необходим для течения  в клетках процессов окисления  и локализован преимущественно  в мембранах митохондрий. Принимает  участие в транспорте электронов по дыхательной цепи на участке между  флавиновыми ферментами и цитохромами. Как и витамин Е, он является ингибитором  радикалов фенольного типа, непосредственно  реагирует с перекисными радикалами, уменьшает их концентрацию, стабилизирует  мембраны. Витамин Е осуществляет первичную защиту от перекисного  окисления, а убихиноны присоединяются к процессу после значительного  использования витамина.

Эстрогены

Благодаря липидофильности  стероидные гормоны имеют мембраннотропные свойства. Из стероидных гормонов антиоксидантными свойствами обладают эстрогены. Активность свободнорадикального окисления повышается в период циклов, когда концентрация эстрогенов низкая и наоборот. Эстрогены  регулируют микросомальное окисление, поддерживая активность монооксигеназной системы. При патологических состояниях, которые сопровождаются чрезмерным усилением процессов свободнорадикального окисления, эстрогены предупреждают  нарушения микросомального окисления, противодействуют повреждению биомембран.

Список использованной литературы

1.  Артомонова В.Г., Шаталов  Н.Н. Профессиональные болезни.  Учебник. –2-е изд., перераб. и  доп. –М.: Медицина, 1988.

2.  Вредные химические  вещества. Радиоактивные вещества. Справочник. Под общ. ред. Л.А.  Ильина, В.А. Филова. Ленинград, "Химия". 1990.

3.  Куна П. Химическая  радиозащита. Монография. –М.: Медицина, 1989.

4.  Романцев Е.Ф. Радиация  и химическая защита. (Изд. 2-е,  переработ. и доп.). –М.: Атомиздат, 1968

5.  Медтко-санитарная подготовка  учащихся. Под ред. П.А. Курцева  Москва, "Просвещение". 1988.

6.   Неотложные состояния  и экстренная медицинская помощь. Справочник. Под ред. Е.И.Чазова. Москва. "Медицина". 1990.

7.  Основы защиты населения  и территорий в чрезвычайных  ситуациях. Под р8.Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э., Хилл Р., Леман И. Основы биохимии: в 3 томах. Т.2. — М., Мир, 1981. — 617 с

 

9.Уайт А., Хендлер Ф., Смит  Э., Хилл Р., Леман И. Основы биохимии: В 3-х томах. Т.3. Пер. с англ. — М., Мир, 1981. -726 с.

 

10.Anderson R. Ascorbic acid and immune Functions: Mechanism of immunostimulation. In «Vitamin C Ascorbic Acid,»  ed. J.N. Counsell and D. H. Hornig. — 1981. — Р. 249. Applied Science. London.

 

11.Anderson R., Lukey P.T., Theron A.J., Dippenaar U. Ascorbate and cysteine-mediated selective neutralisation of extracellular oxidants during N-formyl peptide activation of human phagocytes // Agents and Actions. — 1987. — 20 (1/2). — Р. 77.

12.Beisel W.R. Single nutrients and immunity // Amer. J. Clin. Nutr. — 1982. — 35. — Р.417.

 

13.Bendich A., D’Apolito P., Gabriel E., Machlin I.J. Modulation of the immune system function of guinea pigs by dietary vitamin E and C following exposure to oxygen // Fed. Proc. —  1983. — 42. — Р. 923.

ед. акад. В