Свободные радикалы это кратко

Обновлено: 05.07.2024

Допустим, вы только купили новую сыворотку для лица с антиоксидантами или начали есть овощи ежедневно после прочтения одной из статей о полезной пище. И в то же время подумали: “Подождите, что же это такое свободные радикалы? Давайте разбираться.

Есть ли они вообще свободные радикалы?

Вот вам небольшой урок химии. Свободные радикалы — это кислородсодержащие молекулы, которые обладают высокой способностью к реакциям и достаточно нестабильны. Они образуются, когда молекулы или атомы приобретают или теряют электроны.

Это приводит к образованию неспаренного электрона, который может легко вступать в реакцию с другими молекулами.

Эти неспаренные электроны не любят одиночества, поэтому они ищут в нашем организме электрон, с которым можно было бы спариться.

В результате этих реакций происходят повреждения клеток. И с ними часто связана деятельность свободных радикалов.

Вот тут-то и появляются антиоксиданты

Антиоксиданты очень щедры и могут отказаться от электрона. При этом не делая себя нестабильными. Зато это стабилизирует свободный радикал и заставляет его прекратить потенциально вредную деятельность.

Воспринимайте антиоксиданты как донорский центр организма для гашения активности свободных электронов.

Ниже мы поговорим обо всем этом подробнее. Но сейчас давайте разберемся с некоторыми быстрыми фактами:

Свободные радикалы являются естественным побочным продуктом взаимодействия веществ и не могут быть полностью устранены.
Свободные радикалы могут образовываться либо естественным путем в организме в результате нормальных метаболических процессов, либо под воздействием внешних факторов, таких, как рентгеновские лучи, курение сигарет, загрязнители воздуха и промышленные химикаты.
Когда свободные радикалы накапливаются, они могут вызвать окислительный стресс. В то время как окисление является нормальным и необходимым процессом, чрезмерный окислительный стресс может быть вредным.
Окислительный стресс возникает, когда существует дисбаланс между свободными радикалами и антиоксидантами.
Антиоксиданты стабилизируют свободные радикалы и могут быть приобретены с помощью питательной и сбалансированной диеты.

Кроме того, помните следующее: никакие химические вещества не действуют сами по себе, и поток свободных радикалов никогда не заканчивается!

Наше тело приспособилось сосуществовать со свободными радикалами, поэтому вендетта против них может принести вашему организму больше вреда, чем пользы.

Как свободные радикалы влияют на организм и наоборот?

Свободные радикалы образуются естественным образом в организме как побочный продукт процессов метаболизма (окисления). Они также могут образовываться из-за внешних факторов, таких, как курение и загрязняющие вещества.

Давайте разберем причины появления свободных радикалов от естественных процессов внутри организма до внешних факторов.

Свободные радикалы могут показаться игроком команды Тьмы в игре с командой Здоровье, но они также являются естественной частью функционирования организма.

Например, физические упражнения создают свободные радикалы, но в целом умственные и физические преимущества упражнений, скорее всего, перевесят минусы создаваемых свободных радикалов.

Так почему же люди сходят с ума из-за свободных радикалов и пытаются их контролировать? Это потому, что, когда у вас слишком много свободных радикалов, которые ваш организм не может регулировать, возникает состояние, известное как окислительный стресс.

Что такое окислительный стресс?

Окислительный стресс означает, что избыток свободных радикалов запускает цепные реакции в вашем организме, в которых изменяются белки, липиды и ДНК. Эти изменения могут увеличить риск развития ряда заболеваний.

Возможно, вы слышали, что воспалительные процессы являются основной причиной многих заболеваний. Окислительный стресс стоит за воспалениями разного рода, и именно поэтому он часто связан с развитием различных заболеваний, в том числе:

воспалительные состояния (окислительный стресс был связан со всеми воспалительными заболеваниями, включая артрит)
рак
сердечно-сосудистые заболевания
высокое кровяное давление
диабет
нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера
старение

Звучит устращающе, но если вы опасаетесь такого состояния, есть советы по борьбе с ним.

Примечание: это не означает, что окислительный стресс и заболевания имеют прямую причинно-следственную связь.

Большая часть представления о связи окислительного стресса и развития заболеваний — это теория на клеточном уровне. Например, то, что происходит в чашке Петри, не означает, что это всегда будет работать таким образом в вашем организме.

Исследования показали, что антиоксиданты в основном помогают людям, которые уже имеют повышенный окислительный стресс, а не среднему здоровому человеку.

Так хороши ли когда-нибудь свободные радикалы?

На самом деле, да. Иногда.

Организм может использовать свободные радикалы во благо. Это включает в себя уничтожение патогенов и регулирование роста клеток.

Иммунная система, например, использует преимущества повреждающих клетки свойств свободных радикалов и использует их для уничтожения патогенов. Патогены - это болезнетворные организмы, такие как бактерии и вирусы.

Кроме того, свободные радикалы имеют решающее значение для многих других функций организма, включая рост и гибель клеток, реакцию на стресс и метаболизм.

Какие антиоксиданты помогают свободным радикалам?

Как отмечалось выше, проблема со свободными радикалами возникает, когда они переполняют организм. Тем не менее, наше тело, естественно, имеет защитные механизмы от этого.

Эти защитные механизмы включают антиоксиданты и детокс ферменты.

Антиоксиданты защищают как внутренние, так и внешние клетки, блокируя свободные радикалы от кражи электронов.

Деток ферменты защищают внутренние части клеток от повреждения свободными радикалами.

Ниже приведены некоторые из антиоксидантов и ферментов, которые помогают защититься от свободных радикалов:

витамин С
флавоноиды
бета-каротин
липоевая кислота
витамин Е
медь/цинк и марганец-зависимые ферменты
железозависимая каталаза
селен
мочевая кислота
билирубин

В зависимости от общего состояния здоровья минимизация производства свободных радикалов может быть такой же простой, как выбор образа жизни и диеты. Например, антиоксиданты являются одним из лучших защитников от свободных радикалов и наличие их в организме может быстро достигнуто при введении в рацион цельных продуктов.

Однако здесь нет 100 процентов надежности, а также может сильно варьироваться в зависимости от вашей генетики, а также от ранее существовавших условий.

Имейте в виду, что также нет специфического антиоксиданта, который нацелен на свободные радикалы. Речь идет скорее о более целостном выборе здоровья и управлении стрессом.

Не полагайтесь на антиоксидантные добавки

Возможно, вы читали исследования о том, как добавки могут помочь при симптомах некоторых заболеваний. Но не путайте это с уменьшением риска развития болезни!

Большинство исследований не смогли связать прием добавок с уменьшением развития заболеваний.

Поскольку антиоксидантные добавки также могут по-разному взаимодействовать с другими лекарствами, лучше всего получать свою дозу из цельных продуктов.

Выбирайте цельные продукты в качестве источника антиоксидантов

Исследования показали, что свежие фрукты и овощи могут эффективно помочь снизить риск и симптомы, связанные с широким спектром хронических заболеваний, связанных со свободными радикалами.

Поскольку ни одно вещество не выполняет работу набора антиоксидантов, ключевым является использование богатых антиоксидантами цельных продуктов, которые обеспечивают множество питательных преимуществ.

Ниже приведены лучшие продукты с высоким содержанием антиоксидантов для включения в ваш рацион:

Антиоксидант источники питания

витамин С: брокколи, брюссельская капуста, цветная капуста, грейпфрут, листовая зелень, капуста, киви, лимон, апельсин, папайя, горох, клубника, сладкий картофель, помидоры, болгарский перец

витамин Е: миндаль, авокадо, листовая зелень, арахис, красный сладкий перец, шпинат, семена подсолнечника

Селен: бразильские орехи, рыба, ракообразные и моллюски, говядина, мясо птицы, ячмень, коричневый рис

каротиноиды (бета-каротин и ликопин): абрикосы, спаржа, свекла, брокколи, дыня, морковь, капуста, болгарский перец, грейпфрут, капуста, манго, апельсины, персики, тыква, шпинат, сладкий картофель, мандарины, помидоры, арбуз

цинк: говядина, мясо птицы, устрицы, креветки, семена кунжута, семена тыквы, кешью, нут, чечевица, витаминизированные каши

фенольные вещества темного шоколада, яблоки, красное вино, лук, чай, виноград, ягоды, специи

Не сосредотачивайтесь на попытках уменьшить количество свободных радикалов, сосредоточьтесь на здоровье всего организма.

Поскольку свободные радикалы естественны, наличие их в организме нельзя избежать. вы сведете себя с ума, пытаясь безуспешно устранить их.

На самом деле механизм процесса окислительного стресса до сих пор не совсем ясен.

Также понятно, что маркетинговой уловкой является навязанный нам страх перед свободными радикалами. Ведь им надо развивать продажи антиоксидантных добавок.

Поэтому, если у вас плохое самочувствие или симптомы болезни, лучше сначала поговорить с врачом о том, как управлять и лечить эти симптомы, а не сосредотачиваться на борьбе со свободными радикалами.

Сосредоточьтесь на своем уровне стресса и внешних факторах

В то время как некоторые внешние факторы создания свободных радикалов неизбежны (например, загрязнение окружающей среды и стресс), вырабатывайте полезные привычки, которые помогут управлять вашим здоровьем. Также эти советы полезны для всех аспектов вашего здоровья!

Разработайте регулярную программу физических упражнений. Это может привести к повышению уровня естественных антиоксидантов и уменьшению повреждений, вызванных окислительным стрессом.
Сведите к минимуму воздействие внешних причин свободных радикалов. Это включает в себя курение, химические вещества (включая чистящие средства) и пестициды.
Пользуйтесь солнцезащитным кремом.
Практикуйте навыки управления стрессом и работы с ним.
Уменьшите потребление алкоголя.
Высыпайтесь как следует.

Следования этим нетрудным советам поможет поддерживать ваш организм здоровым в долгосрочной перспективе.

Больше материалов читайте на сайте "Все о фитнесе и здоровье"

При обнаружении схожих симптомов проконсультируйтесь у врача. Не занимайтесь самолечением - это опасно для Вашего здоровья!

Что такое свободные радикалы?
Суть свободнорадикальной теории старения
Свободные радикалы и старение
Защита от свободных радикалов
Краткие выводы
Список использованной литературы

Почему время разрушительно для человеческого тела и что именно запускает процессы старения? Одна из теорий, объясняющих неизбежную деградацию организма, связывает ее с чрезмерной активностью свободных радикалов.

Бесплатные вебинары по антивозрастной медицине

Узнайте об особенностях Международной школы Anti-Age Expert, а также о возможностях для совершенствования врачебной практики изо дня в день. Также в программе вебинаров - увлекательные обзоры инноваций в антивозрастной медицине и разборы сложнейших клинических случаев с рекомендациями, которые действительно работают

Что такое свободные радикалы?

Свободные радикалы - это побочный продукт нормального функционирования клеток. Когда они производят энергию, то одновременно вырабатываются нестабильные молекулы кислорода, свободные радикалы.

Эти молекулы имеют свободный электрон, и они связываются с другими молекулами организма, препятствуя их нормальному функционированию.

Свободные радикалы могут образовываться как в результате естественного процесса, так и вследствие диеты, стрессов, курения, алкоголя, физических упражнений или в результате воздействия солнца или загрязнения воздуха.

Суть свободнорадикальной теории старения

Сегодня свободнорадикальная теория старения считается одной из фундаментальных. Она была предложена американским химиком Денхамом Харманом в 50-х годах прошлого века.

Согласно этой теории, свободные радикалы - активные формы кислорода (АФК) - являются основной причиной старения, вызывая окислительные клеточные повреждения. Свободные радикалы необходимы для многих биохимических процессов, и они образуются как побочные продукты во время некоторых биохимических реакций или как субстраты для других биохимических реакций в каждой клетке.

В то время как некоторые свободные радикалы, такие как меланин, стабильны в течение многих лет, большинство биологически значимых свободных радикалов довольно реактивны. Для большинства биологических структур повреждение свободными радикалами тесно связано с повреждением окисления.

Свободные радикалы и старение

Свободнорадикальная теория старения утверждает, что многие изменения, происходящие с возрастом в нашем теле, вызваны свободными радикалами. Если агрессивный, химически активный свободный радикал покидает то место, где это необходимо, он может повредить ДНК, а также РНК, белки и липиды.

Перекисное окисление чрезвычайно опасно для полиненасыщенных жирных кислот, которые являются компонентом клеточных мембран, поскольку продукты реакции (пероксиды и гидропероксиды) также обладают высоким кислородным потенциалом. В результате процесс повреждения клеток становится лавинообразным.

Повреждение макромолекул (и всей клетки) под действием АФК называется окислительным (оксидативным) стрессом. Он вызывает старение, а также широкий спектр возрастных патологических процессов (сердечно-сосудистые заболевания, возрастная метаболическая иммунодепрессия, дисфункция мозга, катаракта, рак и т. Д.).

Некоторые исследования на примере дрожжей и дрозофил показали, что уменьшение окислительного повреждения может продлить продолжительность жизни. Кроме того, у мышей вмешательства, которые усиливают окислительное повреждение, обычно сокращают продолжительность жизни.

Онлайн обучение
Anti-Age медицине

Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции наших образовательных программ, к которым открыт доступ 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах

Защита от свободных радикалов

Природа предусмотрела механизмы защиты от избытка свободных радикалов, и большинство АФК обезвреживаются до того, как нанесут урон каким-либо клеточным структурам.

Основными факторами антиоксидантной защиты организма являются специальные ферменты: супероксиддисмутаза и некоторые другие. Некоторые антиоксидантные химические вещества поступают в организм с пищей. К ним относятся витамин A, витамин C и витамин E. Современная фармакология разрабатывает антиоксидантные добавки, которые представляют собой лекарства, защищающие организм от свободных радикалов.

Однако тот факт, что продукты взаимодействия АФК с макромолекулами постоянно находятся в органах и тканях, указывает на то, что системы, защищающие организм от свободных радикалов, недостаточно эффективны и что клетки постоянно подвергаются опасности окислительного стресса.

При этом вопрос, достаточно ли снижения уровня окислительного повреждения ниже нормального для увеличения продолжительности жизни, остается открытым и спорным. Например, как выяснилось недавно, у круглых червей (Caenorhabditis elegans) блокирование выработки естественной антиоксидантной супероксиддисмутазы увеличило продолжительность жизни.

В любом случае рекомендуется придерживаться здоровой диеты, не курить, ограничить потребление алкоголя, делать упражнения и избегать прямого воздействия солнечных лучей. Эти меры полезны для вашего здоровья в целом, а также могут замедлить выработку свободных радикалов.

Краткие выводы

Сегодня свободнорадикальная теория старения считается одной из фундаментальных.

Согласно этой теории, свободные радикалы - активные формы кислорода (АФК) - являются основной причиной старения, вызывая окислительные клеточные повреждения.

Повреждение клеток свободными радикалами называется окислительным (оксидативным) стрессом. Он вызывает старение, а также широкий спектр возрастных патологических процессов (сердечно-сосудистые заболевания, возрастная метаболическая иммунодепрессия, дисфункция мозга, катаракта, рак и т. Д.).

Некоторые исследования на примере дрожжей и дрозофил показали, что уменьшение окислительного повреждения может продлить продолжительность жизни.

Семинары по антивозрастной медицине

Получайте знания, основанные на доказательной медицине из первых уст ведущих мировых специалистов. В рамках Модульной Школы Anti-Age Expert каждый месяц проходят очные двухдневные семинары, где раскрываются тонкости anti-age медицины для врачей более 25 специальностей

Список использованной литературы

Harman, Denham. «Free radical theory of aging." Free Radicals: From Basic Science to Medicine. Birkhäuser Basel, 1993. 124–143.

Finkel, Toren, and Nikki J. Holbrook. «Oxidants, oxidative stress and the biology of ageing." Nature 408.6809 (2000): 239–247.

Dai, Dao-Fu, et al. «Mitochondrial oxidative stress in aging and healthspan." Longev Healthspan 3.6 (2014): 10–1186.

Stadtman, Earl R. «Protein oxidation and aging." Free radical research 40.12 (2006): 1250–1258.

Berlett, Barbara S., and Earl R. Stadtman. «Protein oxidation in aging, disease, and oxidative stress." Journal of Biological Chemistry 272.33 (1997): 20313–20316.

Свободные радикалы – это атомы, молекулы или ионы, которые характеризуются определенным строением. Правильный атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него пар электронов. Когда он достигает своей цели, разрушает другие здоровые клетки или ткани. Ситуацию осложняет тот факт, что свободный радикал, забирая другой электрон молекулы, вызывает появление следующего свободного радикала, способного к продолжению атак. Так образуется замкнутый круг (один вызывает возникновение следующих свободных радикалов, а они в свою очередь провоцируют появление следующих). Эта цепная реакция может продолжаться до бесконечности. Единственная возможность ее прерывания – это деактивация радикалов. Если в течение короткого времени произойдет накопление большого количества свободных радикалов – значит в организме мало антиоксидантов, это свидетельствует о том, что происходят окислительные процессы в организме, которые действительно опасны для нашего организма.

Откуда берутся свободные радикалы?

Можно выделить 3 источника образования свободных радикалов. К ним относятся:

Каждый день, каждый час, минуту, секунду в нашем организме происходят физиологические процессы (например, дыхание). В процессе их пробега в качестве побочного продукта появляются свободные радикалы, которые используются организмом в других физиологических процессах. Можно сказать, что проблема не сами свободные радикалы, а их количество. Физическая нагрузка, болезни, некоторые лекарственные препараты, недостаток отдыха и, конечно, длительный стресс увеличивают производство вредных веществ, которые принято называть свободными радикалами в организме. Если в организме произойдет появление большого количества свободных радикалов, а они не будут нейтрализоваться антиоксидантами, тогда это может привести к повреждению жизненно важных структур, например, белков, липидов в крови или даже ДНК. Вторым источником свободных радикалов является внешняя среда. Загрязненная окружающая среда: воздух, вода, нездоровое питание, а также онсерванты. Процессы образования свободных радикалов, ускоряют также вредные привычки (курение или употребление алкоголя). Другим источником свободных радикалов является излучение, излучение солнца и ионизирующего излучения – это является особенно существенным в отношении действия свободных радикалов на кожу.
Третьим источником свободных радикалов является цепная реакция уже существующих в организме свободных радикалов. Когда дойдет до отрыва от свободного радикала электрона из другой молекулы, то эта молекула становится свободным электроном, и эта ситуация может повторяться неоднократно, до тех пор, пока не произойдет прерывание этой цепной реакции. Важно, чтобы была прекращена как можно быстрее цепная реакция, потому что она может привести к необратимым изменениям на молекулярном уровне, что может привести к возникновению различных заболеваний и преждевременному старению организма.

Сводобные радикалы кислорода

Реактивные формы кислорода, в том числе свободные радикалы кислорода, образуются при утечке электронов из дыхательной цепи во время дыхания (это примерно 2-3% кислорода, который мы вдыхаем). Но они имеют также и положительную роль в организме. Необходимы, например, в процессах свертывания крови, апоптоза, то есть программируемой смерти клеток, или же участвуют в производстве некоторых ферментов и гормонов.

Можно сказать, что свободные радикалы были созданы, чтобы нам помогать, а не вредить. Это наш стиль жизни и окружающая среда, в которой мы живем, вызвали проблему, с которой надо бороться. В разумных количествах свободные радикалы необходимы нашему организму, а особенно иммунитету. Наша иммунная система использует их каждый день для уничтожения бактерий и вирусов (выглядит это следующим образом, например, макрофаги, то есть некоторые из белых кровяных клеток поглощают вирус или бактерию и в вашем организме, активируют производство свободных радикалов, которые разрушают ДНК вирусов или бактерий, которые в результате этого погибают). Без их присутствия не может происходить в нашем организме чрезвычайно важные функции, направленные на преодоление заболеваний, воспалительных процессов. Но что важно, после выполнения одной из главных ролей, свободные радикалы должны немедленно нейтрализоваться антиоксидантами.

Да, действительно, проблема появляется тогда, когда их количество резко увеличивается или в тот момент, когда защитные свойства клеток, являются недостаточными. Тогда это приводит к повреждениям, в частности, клеточных мембран и генетического материала, а это крайне опасно.

Свободные радикалы в организме

Длительный окислительный процесс или недостаточное количество антиоксидантов в организме (избыток свободных радикалов) могут вызвать такие последствия:

Негативное влияние свободных радикалов на кожу

Свободные радикалы, наносят вред не только здоровью, но и нашей красоте. Отягощают ее в виде морщин, потери упругости кожи. Свободные радикалы, разрушая липиды эпидермиса, повреждают его естественный защитный барьер. Изменение этих структур вызывает расслоение эпидермиса и испарения воды из него. Тогда кожа становится сухой и склонной к раздражениям. Свободные радикалы нарушают работу фибробластов (клеток, вырабатывающих коллаген и эластин) и меланоцитов (клетки, которые вырабатывают меланин, который защищает кожу от влияния солнечного излучения). Могут также привести к повреждению коллагеновых и эластиновых волокон в дерме, что приводит к снижению упругости и ускоряет образование глубоких морщин. Изменения в строении волокон дермы вызывают также более медленное заживление ран, ускоряется атрофия подкожной клетчатки, появление целлюлита и растяжек, а также ускоряются процессы старения. Если дойдет до повреждения ДНК, ответственного за правильное строение клеток, затем может привести к развитию рака кожи.

Свободные радикалы – как с ними бороться?

Наш организм имеет в своем распоряжении множество средств защиты от свободных радикалов – антиоксиданты. Производит их как в своих собственных клетках (эндогенные), так и получает из пищи (экзогенные).

Эндогенные антиоксиданты – это когда в клетках вырабатывается глутатион, который защищает от разрушительного воздействия свободных радикалов. Есть также и другие ферменты, например, каталаза или оксиддисмутаза, которые также вступают в реакцию со свободными радикалами. Другой эндогенный антиоксидант — коэнзим Q10 — убихинон или более более биодоступный убихинол. С возрастом количество глутатиона и других ферментов, которые организм в состоянии производить уменьшается, и наш организм становится все более беззащитным. В такой ситуации, конечно, вы не должны отчаиваться, но должны работать над собой.

Тем не менее, мы сами можем помочь нашему организму в борьбе со свободными радикалами, обеспечивая ему, антиоксиданты вместе с пищей (экзогенные антиоксиданты). Среди них можно назвать витамины: витамин A, C, E и бета-каротин, минералы: медь, селен, цинк и марганец. Но не только, они прекрасно справляются в борьбе со свободными радикалами, также коэнзим Q10 или полифенолы, а среди них флавоноиды, антоцианы, катехины; кислоты: эллаговая, кофейная, а также процианидины, которые достаточно сильны в борьбе со свободными радикалами.

Лучшим источником усваиваемых антиоксидантов, питательных веществ, являются фрукты и овощи. Очень богаты антиоксидантами красные плоды, то есть ягоды, ежевика, виноград, смородина, гранат, рябина, черника. Стоит также употреблять цитрусовые фрукты, которые содержат много антиоксидантов. Из овощей рекомендуются, в частности, брокколи, свекла, красная капуста, лук, чеснок, помидоры. Также стоит включить в рацион зерновые продукты, а также умеренное употребление красного вина, например, перед едой.

Свободные радикалы для кожи

В борьбе со свободными радикалами, атакующими кожу, кроме антиоксидантов также важен правильный уход. Рекомендуется использование косметики с содержанием витамина E (например, он присутствует в масле зародышей пшеницы, авокадо). Важно, чтобы витамин Е поступал в паре с витамином C. Другим ценным компонентом косметических средств в борьбе со свободными радикалами, является коэнзим Q10.

Свободные радикалы и антиоксиданты

Вот такой большой ассортимент форм, дозировок и производителей антиоксидантов от свободных радикалов:

Как вам помогают антиоксиданты? Ваш отзыв очень важен для новичков!

Антиоксиданты - защита организма от окислительного стресса

доступным языком о сложном.

Свободные радикалы (оксиданты, окислители) — это частицы (атомы, молекулы или ионы), как правило, неустойчивые, содержащие один или несколько неспаренных электронов на внешней электронной оболочке, поэтому их молекулы обладают невероятной химической активностью. Поскольку у них есть свободное место для электрона, они всегда стремятся отнять его у других молекул, тем самым окисляя любые соединения, с которыми соприкасаются.

Антиоксиданты или противоокислители — вещества, которые ингибируют процессы окисления.

Рис. 1. Свободные радикалы повреждают оболочку клетки, вызывая преждевременную потерю ею влаги и других жизненно важных элементов.

Существует достаточно веществ самого разного происхождения, способных блокировать реакции свободно-радикального окисления и восстанавливающих окисленные соединения. Сегодня, к примеру, даже далекие от биолог ии люди знают, что организм любого человека остро нуждается в антиоксидантных витаминах: С, Е и бета-каротине. Без них сейчас не обходятся ни один поливитаминный комплекс и ни одно средство от морщин. А с недавних пор стали привлекать к себе особое внимание и вещества микробного происхождения - антиоксидантные ферменты пробиотических микроорганизмов, чей потенциал оказался очень высок. Так в чем же заключаются антиоксидантные свойства перечисленных веществ?

Содержание страницы:

На протяжении всей жизни в организме человека протекает множество химических реакций, и для каждой из них требуется энергия. Для получения её организм использует разные вещества, но для её высвобождения, всегда нужен незаменимый компонент – кислород. Окисляя органические соединения, поступающие с пищей, именно он дает нам энергию и жизненные силы. Однако насколько кислород крайне необходим для нас, настолько же и опасен: даруя жизнь, он ее и отбирает.

Как кислород заставляет ржаветь железо, а масло - становиться прогорклым, в процессе жизнедеятельности нашего организма он способен окислять молекулы до невероятно активной формы - состояния т.н. "свободных радикалов", которые в небольшом количестве необходимы организму для участия во многих его физиологических процессах. Однако часто под воздействием различных неблагоприятных факторов число свободных радикалов начинает возрастать сверх необходимой меры и тогда они превращаются в настоящих беспощадных агрессоров, которые разрушают всё, что попадает им "под руку": молекулы, клетки, кромсают ДНК и вызывают настоящие клеточные мутации.

Свободные радикалы провоцируют в организме основное большинство процессов, похожих на настоящее ржавление или гниение - это разложение, которое с годами, буквально в полном смысле слова, "разъедает" нас изнутри. Сейчас без современного учения о свободных радикалах невозможно разобраться в механизмах старения организма.

Радикал, отнявший чужой электрон, становится неактивным и, казалось бы, выходит из игры, однако лишенная электрона (окисленная) другая молекула взамен ему сразу становится новым свободным радикалом и затем, уже она, перенимая эстафету, следом встает на путь очередного "разбоя". Даже молекулы, которые раньше всегда были инертными и ни с кем не реагировали, после такого "разбоя" запросто сами начинают вступать в новые причудливые химические реакции.

В настоящее время развитие многих болезней связывают с разрушительным действием оксидантов — свободных радикалов.

К этим болезням относятся рак, сахарный диабет, астма, артриты, атеросклероз, болезни сердца, болезнь Альцгеймера, тромбофлебиты, рассеянный склероз и другие.

Обозначение и виды свободных радикалов

Супероксидный радикал или супероксид анинон (O₂ - ); гидроксильный радикал или гидроксил (ОН _* ); гидропероксильный радикал (гидродиоксид) или пероксильный радикал (HO_{2 *} ); Перекись (пероксид) водорода (H₂O₂); Окись азота (нитроксид радикал или нитрозил-радикал) NO _* ; нитродиоксид радикал NO_{2 *} ; пероксинитрил ONOO - ; азотистая кислота HNO₂ ; гипохлорит ClO _* ; гипохлорная кислота HOCl; Липидные радикалы: (алкил) L _* , (алкоксил) LO _* , (диоксил) LOO _* ; алкилгидропероксид RO₂H; этоксил C₂H₅O _*

Пероксидные радикалы (ROO _* ). Образуются при взаимодействии О₂ с органическими радикалами. Например, липидный пероксил радикал (диоксил) LOO _* . Имеет более низкую окислительную способность по сравнению с O H _* , 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" (RО_{2 *} ). Допускается и название "алкилпероксил".

Алкоксильные радикалы (RO _* ). Образуются при взаимодействии с липидами и являются промежуточной формой между ROO _* и O H _* радикалами. Например, липидный радикал (алкоксил) LO _* индуцирует ПОЛ (перекисное окисление липидов), обладает цитотоксическим и канцерогенным действием.

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

Первичные, вторичные и третичные свободные радикалы.

Первичные свободные радикалы 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. В малом количестве они необходимы нашему организму, потому что только при их участии иммунная система может бороться с болезнетворными микроорганизмами. Но избыток их губителен и, к сожалению, неизбежен.

Таблица 2. Первичные радикалы, образующиеся в нашем организме

Таблица 3. Вторичные радикалы

Именно образование вторичных радикалов (а не радикалов вообще) вызывает оксидативный стресс , ведущий к развитию патологических состояний и лежащий в основе канцерогенеза, атеросклероза, хронических воспалений и нервных дегенеративных болезней. Факторы, вызывающие оксидативный стресс, — нарушение окислительно-восстановительного равновесия в сторону окисления и образования вторичных свободных радикалов — многочисленны и напрямую связаны с нашим образом жизни.

ИСТОЧНИКИ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ

Источники из окружающей среды:

Это: радиация, курение, напитки с высокой окислительной способностью, хлорированная вода, загрязнение окружающей среды, окисление почвы и кислотные дожди, непомерное количество консервантов и полуфабрикатов, антибиотики и ксенобиотики, компьютеры, телевизоры, мобильники. сигаретный дым, ионизированный воздух; Высокообработанная, просроченная, испорченная еда и лекарства. Кроме всего этого свободные радикалы могут также образовываться в нормальных процессах метаболизма, под влиянием солнечных лучей (фотолиз), радиоактивного облучения (радиолиз) и даже ультразвуков.

Рисунок 2 - Источники повреждения ДНК (DNA) свободными радикалами

Источники внутри организма:

В процессах образования энергии в митохондриях, например из углеродов; В процессе распада вредных жиров в организме при сжигании многонасыщенных жирных кислот; В воспалительных процессах, при нарушениях метаболизма – диабет; В продуктах обмена веществ в толстом кишечнике.

Стресс (психо-эмоциональный) также способствуют окислительному стрессу. Состояние стресса заставляет организм вырабатывать адреналин и кортизол. В больших количествах эти гормоны нарушают нормальное протекание обменных процессов и способствуют появлению свободных радикалов во всем организме.

Основными "фабриками" по производству свободных радикалов в нашем организме служат маленькие продолговатые тельца внутри живой клетки — митохондрии, самые главные её энергетические станции .

Возникнув в них, радикалы повреждают оболочки митохондрий, а также другие внутренние структуры клетки, и это усиливает их утечку. Со временем активных форм кислорода становится там все больше и больше, в результате чего они полностью разрушают клетку и распространяются по всему организму. Как "молекулярные террористы" они хаотично "рыщут" по всем живым клеткам и, внедряясь туда, повергают вокруг себя всё в хаос. Свободные радикалы также могут еще образовываться во многих продуктах нашего питания, например, таких, как: кондитерские изделия длительных сроков хранения, мясные продукты и продукты растительного происхождения. Особенно это касается жиров, содержащих ненасыщенные жирные кислоты, которые очень легко окисляются.

Митохондрия — двумембранный сферический или эллипсоидный органоид диаметром обычно около 1 микрометра. Характерна для большинства эукариотических клеток. Энергетическая станция клетки; основная функция — окисление органических соединений и использование освобождающейся при их распаде энергии для генерации электрического потенциала, синтез а АТФ и термогенеза. Эти три процесса осуществляются за счёт движения электронов по электронно-транспортной цепи белков внутренней мембраны.

ВОЗДЕЙСТВИЕ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ НА ОРГАНИЗМ

Отрицательные результатов действия свободных радикалов:

Повреждение клеточной мембраны, способствует развитию сердечных заболеваний.
Повреждение внутриклеточных механизмов, вызывают генетические поломки и, обусловливают предрасположенность к раку.
Снижение функции иммунной системы, ведет к увеличению восприимчивости к инфекциям, повышенному риску рака и неспецифических воспалительных заболеваний, таких, как ревматоидный артрит.
Повреждение белков кожи, снижают ее эластичность и ускоряют появление морщин.

Таблица 4. Некоторые заболевания, связанные с действием активных форм кислорода (Surai & Sparks, 2001)

болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, дискинезия, аллергический энцефаломиелит, множественный склероз

Свободные радикалы атакуют наш организм 24 часа в сутки, но их атаки могут происходить чаще или реже. Это зависит от многих факторов. Курение, алкоголь, стрессы, неправильное питание и долгое пребывание на солнце увеличивают количество свободных радикалов, а правильный образ жизни, полноценный отдых и рациональное питание, наоборот, снижают их активность. Объектами атак свободных радикалов в организме человека преимущественно являются соединения, которые имеют двойные связи в частицах, например: белок, ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав клеточной оболочки, полисахариды, липиды и даже ДНК.

1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ДИСФУНКЦИЯ МИТОХОНДРИЙ КЛЕТКИ

Состояние организма при старении напрямую связано с состоянием митохондрий (энергетических станций) клеток. При различных патологических состояниях энергетические функции митохондрий резко ослабевают. Причина кроется в нарушении окислительного процесса. Выделен целый класс болезней, которые названы митохондриальными . Это болезни, связанные с распадом нервной системы (нейродегенеративные) - синдром Альцгеймера, болезнь Паркинсона, а также заболевания связанные с нарушением питания тканей: кардиомиопатия, диабет, мышечная дистрофия.

Рисунок 3 - Митохондриальное старение клетки

Свободные радикалы вызывают повреждение наружной клеточной мембраны (разрушение рецепторного аппарата клетки и снижение чувствительности клетки к гормонам и медиаторам), ДНК (нарушают генетический код), митохондрий (нарушение энергетического обеспечения клетки).

2. ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ

Наиболее серьезным следствием появления свободных радикалов в клетке является перекисное окисление. Перекисным его называют потому, что его продуктами являются перекиси. Чаще всего по перекисному механизму окисляются ненасыщенные жирные кислоты, из которых состоят мембраны живых клеток.

Процесс перекисного окисления липидов (ПОЛ) является важной причиной накопления клеточных дефектов. Основным субстратом ПОЛ являются полиненасыщенные цепи жирных кислот (ПНЖК), входящих в состав клеточных мембран, а также липопротеинов. Их атака кислородными радикалами приводит к образованию гидрофобных радикалов, взаимодействующих друг с другом.

Вначале происходит атака сопряженных двойных связей ненасыщенных жирных кислот со стороны св. радикалов (гидроксила и гидродиоксида), что приводит к появлению липидных радикалов.

Липидный радикал может реагировать с О₂ с образованием пероксильного радикала, который, в свою очередь, взаимодействует с новыми молекулами ненасыщенных жирных кислот и приводит к появлению липидных пероксидов. Скорость этих реакций зависит от активности антиоксидантной системы клетки.

При взаимодействии с комплексами железа гидроперекиси липидов превращаются в активные радикалы, продолжающие цепь окисления липидов.

Образующиеся липидные радикалы, могут атаковать молекулы белков и ДНК. Альдегидные группы этих соединений образуют межмолекулярные сшивки, что сопровождается нарушением структуры макромолекул и дезорганизует их функционирование. Окисление липидов свободными радикалами вызывает глаукому, катаракту, цирроз, ишемию и т.д.

Каждая клетка организма состоит из множества элементов, каждый из которых, да и вся она, окружены оболочками — мембранами. Ядро клетки также защищено мембраной. Таким образом до 80% массы клетки в ней могут составлять различные мембраны, а они состоят из легко окисляющихся жиров, очень слабо удерживающих электроны. Поэтому свободные радикалы наиболее легко вырывают электроны, именно, из мембран. Такое окисление называются перекисным окислением липидов.

Перекисное окисление липидов приводит к драматическим последствиям в организме − нарушаются целостность и функция самих мембран: они теряют способность нормально пропускать в клетку питательные вещества и кислород, но при этом начинают лучше пропускать болезнетворные бактерии и токсины. Такие клетки начинают плохо работать, меньше живут, плохо делятся и дают слабое, а то и вовсе генетически поврежденное потомство. Дестабилизация и нарушение барьерных функций мембран может привети к развитию катаракты, артрита, ишемии, нарушению микроциркуляции в тканях мозга. Под действием свободных радикалов возрастает содержание пигментов старения, например меламина, цероида и липофусцина, в нервах, внутренних органах, коже и сером веществе мозга. Головной мозг особо чувствителен к гиперпродукции свободных радикалов и окислительному стрессу, так как в нем содержится множество ненасыщенных жирных кислот, таких как, например, лецитин. При их окислении в мозгу повышается уровень липофусцина (липофусциновые гранулы образуются прежде всего из деградировавших (старых) митохондрий). Это один из пигментов изнашивания, избыток которого ускоряет процесс старения.

Точно так же перекисное окисление может идти в маслах, которые содержат ненасыщенные жирные кислоты, и тогда масло прогоркает (перекиси липидов имеют горький вкус). Опасность перекисного окисления в том, что оно протекает по цепному механизму, т. е. продуктами такого окисления являются не только свободные радикалы, но и липидные перекиси, которые очень легко превращаются в новые радикалы. Таким образом, количество свободных радикалов, а значит, и скорость окисления лавинообразно нарастают.

3. ПОВРЕЖДЕНИЕ БЕЛКА

Свободные радикалы повреждают белок. Окисление липидов приводит к нарушению нормальной упаковки мембранного бислоя, что может вызвать повреждение и мембраносвязанных белков . Наиболее распространенный и легко обнаруживаемый тип повреждения белков - образование карбонильных групп при окислении аминокислот : лизина , аргинина и пролина . В таблице 5 представлены данные по концентрации карбонильных групп в белках в различных тканях человека и крысы. Из таблицы видно, что концентрация карбонильных групп и, следовательно, уровень окислительных повреждений в белках не зависят ни от вида организма, ни от типа ткани. При анализе использовали данные для молодых организмов, так как уровень поврежденных белков зависит от возраста.

Читайте также: