Можливості людського організму колосальні. Людина може десятки днів чи не харчуватися, близько тижня - обходитися без води. І тільки від кисню організм залежить жорстко. Кисень це подих життя. Будь-яке перетворення в організмі вимагає енергії, для отримання якої необхідний кисень.
Парадоксальна ситуація.
Кисень, необхідний для підтримки життя, одночасно токсичний для організму.
Кисень, беручи участь в життєво важливих процесах, утворює високоактивні фрагменти молекул в дуже нестійкому стані - вільні радикали. Подібний стан не може тривати довгий час, і вільні радикали швидко атакують різні речовини клітини. Це призводить до дуже негативних наслідків в клітці і відповідно в організмі. Діапазон дії вільних радикалів надзвичайно широкий - від стрімких атак на ДНК до ослаблення мембран, захищають клітини організму.
Отже, кисень, з одного боку, елемент, без якого неможливі реакції з виділенням енергії, необхідної для життя, але, з іншого боку, він утворює дуже небезпечні для організму вільні радикали і перекису. Тобто токсична дія кисню на все живе визначається ступенем його участі в вільно-радикальному окисленні.
АНТИОКСИДАНТНА СИСТЕМА
3,5 мільярда років тому, коли кисню в атмосфері Землі практично не було почалася біологічна еволюція. Для накопичення сонячної енергії в рослинах з'явився фотосинтез. Це призвело до появи вільного кисню - почався новий етап еволюції живого.
Три мільярди років тому, коли утворилося багато кисню, у нових форм життя з'явилася можливість, "спалюючи" (окислюючи) речовини, отримувати більше енергії, але одночасно це стало загрожувати їх існуванню. Життя могла зберегтися, лише створивши механізми захисту від руйнівної дії вільних радикалів. І такі механізми виникли.
З тих пір, в живих системах виробляється енергія за участю кисню, і одночасно працюють антиоксидантні системи (АТ системи), які обмежують ці процеси в рамках сумісних з життям.
Однак ця ситуація докорінно змінюється при дії на організм стреса, радіації, гіподинамії, надмірному споживанні жиру і т.д.
3,5 мільярда років тому, коли кисню в атмосфері Землі практично не було почалася біологічна еволюція. Для накопичення сонячної енергії в рослинах з'явився фотосинтез. Це призвело до появи вільного кисню - почався новий етап еволюції живого.
Три мільярди років тому, коли утворилося багато кисню, у нових форм життя з'явилася можливість, "спалюючи" (окислюючи) речовини, отримувати більше енергії, але одночасно це стало загрожувати їх існуванню. Життя могла зберегтися, лише створивши механізми захисту від руйнівної дії вільних радикалів. І такі механізми виникли.
З тих пір, в живих системах виробляється енергія за участю кисню, і одночасно працюють антиоксидантні системи (АТ системи), які обмежують ці процеси в рамках сумісних з життям.
Вільні радикали утворюються постійно. Вони дуже «агресивні» і швидко атакують будь-які попалися на їхньому шляху речовини клітини, змінюючи їх структуру і порушуючи біофункціі. Наприклад, при розпаді перекисів, що виникають в організмі або при опроміненні води (цей процес багато в чому визначає негативну дію радіації) утворюється самий сильний окислювач ОН-радикал, який руйнує будь-які молекули в організмі від ДНК до мембран клітин.
Наприклад, вільні радикали "зшивають" білок сполучної тканини (колаген), порушуючи роботу капілярів. В результаті, шкіра стрімко втрачає еластичність, пружність, стає млявою і зморщеною.
Інший приклад. Мембрана клітини, її жирова оболонка - це "обличчя" клітини, звернене в зовнішнє середовище Атакуючи мембрану, вільні радикали запускають механізм «перекисного окислення ліпідів» (ПОЛ). При цьому утворюються нові сполуки, подібні вільним радикалам, які в свою чергу, швидко формують ланцюжок нових вільних радикалів. Якщо активність антиоксидантної системи знижена, то виникає ланцюгова реакція руйнування, клітина перестає нормально працювати, пропускати поживні речовини, позбавлятися від продуктів їх переробки, далі вона гине або починає безконтрольно ділитися, утворюючи доброякісні або злоякісні пухлини.
Вільні радикали
Вільні радикали утворюються постійно. Вони утворюється при проходженні збудження по нерву, при активізації імунної системи, при роботі мітохондрій і т.д. Вони дуже «агресивні» і швидко атакують будь-які попалися на їхньому шляху речовини клітини, змінюючи їх структуру і порушуючи біофункціі.
Мітохондрії - це "силові станції", які виробляють і транспортують енергію в клітинах.
Наприклад, при розпаді перекисів, що виникають в організмі або при опроміненні води (цей процес багато в чому визначає негативну дію радіації) утворюється самий сильний окислювач ОН-радикал, який руйнує будь-які молекули в організмі від ДНК до мембран клітин.
При пошкодженні ДНК вільними радикалами починається процес виділення ферментів-мутантів, нездатних функціонувати нормально і відтворення частини здорових клітин стає неможливим.
ДНК - це генетичний архітектурний матеріал, який створює структуру нашого тіла.
Ще приклад. Мембрана клітини, складається з ліпідів, жирова оболонка клітини - це "обличчя" клітини, звернене в зовнішнє середовище Атакуючи мембрану, вільні радикали запускають механізм «перекисного окислення ліпідів» (ПОЛ). При цьому утворюються нові сполуки, подібні вільним радикалам, які в свою чергу, швидко формують ланцюжок нових вільних радикалів. Якщо активність антиоксидантної системи знижена, то виникає ланцюгова реакція руйнування, клітина перестає нормально працювати, пропускати поживні речовини, позбавлятися від продуктів їх переробки, далі вона гине або починає безконтрольно ділитися, утворюючи доброякісні або злоякісні пухлини.
Вільні радикали "зшивають" білок сполучної тканини (колаген), порушуючи роботу капілярів. В результаті, шкіра стрімко втрачає еластичність, пружність, стає млявою і зморщеною.
Токсичність вільних радикалів в тому, що вони різко змінюють структуру багатьох біологічних активних речовин, порушуючи їх функції. Атакуючи клітинні мембрани, вони утворюють нестабільні і активні сполуки, подібні вільним радикалам, ті в свою чергу, швидко формують ланцюжок нових вільних радикалів. Цей процес називається "перекисне окислення ліпідів" (ПОЛ).
Ліпіди - це певні жири клітинних мембран, що забезпечують їх стабільність у водному середовищі, а ПОЛ - це особливий тип взаємодії кисню і цих речовин.
ПОЛ - лише один із прикладів того, як кисень може мати шкідливий вплив на організм, ми будемо його часто зустрічати при описі порушень в роботі організму.
Вільні радикали і старіння
Припущенням, що організм старіє через накопичення в клітинах і тканинах необоротних окислювальних руйнувань ми зобов'язані американському вченому Д. Харману.
Радянський академік Н.М. Емануель описав механізм старіння пов'язаний з дією вільних радикалів і довів, що з віком зменшується вміст антиоксидантів і активність захисних ферментів, зростає концентрація продуктів перекисного окислення ліпідів і пошкодження від вільних радикалів.
Недавні дослідження довели, що з плином часу, навіть ДНК мітохондрій, що забезпечують клітину енергією необоротно ушкоджуються вільними радикалами. З віком, інтенсивність окислювальних процесів в організмі знижується, відповідно зменшується кількість вільних радикалів. Однак ще більше знижується ефективність антиоксидантної системи, що захищає організм від вільних радикалів.
У забрудненому середовищі, при дії радіації, хронічних стресів і т.д. наростає утворення вільних радикалів. Можливості антиоксидантної системи дуже значні, але не безмежні. Рано чи пізно ресурси цієї системи вичерпуються, і шкідливу дію вільних радикалів лавиноподібно наростає.
З віком інтенсивність окислювальних процесів знижується, відповідно зменшується утворення вільних радикалів. Однак ще більше знижується надійність антиоксидантної системи і в умовах напруженої діяльності клітини цей захист стає недостатньою.
Фактично, руйнівна дія кисню визначається ступенем утворення вільних радикалів і ефективністю роботи захисних антиоксидантних систем в організмі, тобто захворювання, викликані дією вільних радикалів виникають через переважання факторів над захисними.
Доведено, що зниження потужності антиоксидантної системи і збільшення руйнівної дії вільних радикалів - найважливіша причина прискореного старіння, вікових порушень і захворювань.
Таким чином, уповільнення процесів старіння - найбільш перспективний шлях профілактики багатьох захворювань, в тому числі атеросклерозу, артеріальної гіпертонії, ішемічної хвороби серця і мозку, раку, діабету.
В даний час більше 60-ти найбільш поширених захворювань безпосередньо пов'язують з руйнівною дією вільних радикалів, в тому числі променеву хворобу, рак, атеросклероз, багато захворювань печінки, артеріальну гіпертензію, ішемічну хворобу серця та мозку, діабет, артрит, астенічні захворювання, певні захворювання очей, астму, прискорене старіння.
Зазвичай, це підтверджується їх виявляють симптомами, або плином самої хвороби.
Багатьма геронтологами світу було експериментально доведено, що тривале вживання біофлавоноїдів з потужним капилляроукрепляющим і антиоксидантну дію разом з обмеженням калорійності їжі викликає достовірне збільшення тривалості життя на 10-20%.
АНТИОКСИДАНТИ
Антиоксиданти - це речовини, які легко реагують з активним киснем, вільними радикалами і перекису, оберігаючи клітини від ушкодження. Антиоксиданти є у всіх органах і тканинах.
До них відносяться біофлавоноїди (БФЛ), вітаміни А, С, Е і ін. Зараз майже щомісяця в наукових журналах з'являються матеріали про роль вільних радикалів в появі тієї чи іншої хвороби з рекомендаціями використовувати в якості захисту антиоксиданти.
Всі харчові жири, рослинного і тваринного походження, містять невелику кількість жиророзчинних антиоксидантів.
Рафінування масел і жирів, надмірна їх очищення призводять до того, що ці продукти, позбавляються природного захисту і стають нестійкими. Для підвищення їх стійкості часто додають синтетичні антиоксиданти. Вживання цих продуктів позбавляє організм можливості поповнювати запаси природних жиророзчинних антиоксидантів і потім змушує нас додатково купувати їх в аптеці.
Захист від вільних радикалів забезпечується двома ешелонами оборони.
На першому етапі - ряд ферментів (біокаталізаторів) зводить зміст вільних радикалів і перекисів в клітинах до мінімуму. За розрахунками американського біофізика В.К. Кольтовера, з кожного мільйона супероксидних заради-радикалів через цей захист прослизають менше чотирьох!
Друга лінія оборони - це антиоксиданти, наявні в будь-якій клітині. Їх завдання - знищити ті вільні радикали, які пройшли через ферментативні пастки.
Однак в організмі відбуваються трильйони кисневих реакцій, тому не дивно, що частина з них породжують самі небажані наслідки.
Ресурси антиоксидантної системи досить значні, але не безмежні. В умовах, коли зростає навантаження на організм (при дії радіації, в екологічно несприятливому середовищі і т.д.) збільшується утворення НГ. Рано чи пізно ресурси цієї системи вичерпуються, і шкідлива дія вільних радикалів лавиноподібно наростає.
Терміни "Вільні радикали" і "Харчові антиоксиданти" стосовно до здоров'я і хвороби вперше використав лікар Амер, який 1971 р опублікував результати своїх досліджень щодо уповільнення процесів старіння. Через 2 роки він в статті про ракових захворюваннях, перший згадав про прямий взаємозв'язок між вільними радикалами, хворобами і харчовими антиоксидантами. У 1977 р вийшла стаття, з якої випливало, що лікарі дієтологи усвідомили роль відводиться вільним радикалам при формуванні хвороб серця.
Пошкодження, що наносяться вільними радикаликалами такі великі, що американський дослідник Д. Харман безпосередньо відносить до вільно-радикальної-патології променеву хворобу, рак, атеросклероз, багато захворювань печінки.
Акад. Н.М.Емануель описав механізм старіння викликається дією НГ. Він довів, що з віком збільшується концентрація продуктів ПОЛ, зменшується активність захисних ферментів і вміст антиоксидантів, наростають пошкодження від НГ. Американський геронтолог Р.Катлер, також вважає, що вільні радикали і антиоксиданти значно змінюють швидкість старіння.
Таким чином, уповільнення темпів старіння за допомогою антиоксидантів - перспективний шлях профілактики багатьох захворювань, в тому числі атеросклерозу, артеріальної гіпертонії, ішемічної хвороби серця і мозку, раку, діабету.
Класифікація антиоксидантів.
- Біоантиоксиданти ділять на водорозчинні (біофлавоноїди, вітамін С, деякі амінокислоти) і жиророзчинні (вітамін Е, фосфоліпіди та ін.).
- До синтетичних антиоксидантів відносяться дибунол, фенотіазін, похідні 3-оксіпірідінов і ін. Але щодо синтетичних препаратів завжди виникає питання, наскільки вони нешкідливі. Наприклад, відповідь організму на дію дибунола схожий на стресову реакцію.
- Що стосується БФЛ, зокрема антоціанів з темних сортів винограду, що містяться в "Вин-Віте", то вони не тільки відносяться до найбільш потужним водорозчинних антиоксидантів і повністю нешкідливі для організму, але додатково володіють багатьма корисними властивостями, що доведено багаторічними медико-біологічними і клінічними випробуваннями, які описані в розділі "Результати досліджень. Для фахівців і допитливих.".
Біофлавоноїдів і вільні радикали
Раніше біофлавоноїди називали "вітаміном Р". Так тривало до тих пір, поки не виявили, що їх недолік в організмі не викликає авітаміноз. Тому БФЛ довго вважали другорядними харчовими добавками.
Лише недавно БФЛ оцінили по достоїнству. БФЛ - найпотужніші з відомих водорозчинних антиоксидантів.
Вони перешкоджають руйнуванню кровоносних судин і шкірної тканини, уповільнюють розумову деградацію і запальних ні процеси, допомагають організму боротися з багатьма захворюваннями і порушеннями.
Серед природних сполук БФЛ займають особливе становище завдяки їх найширшому діапазоні ефективного впливу на організм.
Багато лікувальні властивості рослин обумовлені БФЛ. Їх вважають найбільш ефективними засобами при лікуванні виразкових хвороб, бронхіальної астми, гемморрагіческого синдрому, ниркової недостатності, хвороб печінки, судин, серця.
Доведено, що антоціани червоного винограду більш потужні нейтралізатори вільних радикалів, ніж вітамін Е.
Їх перевага в тому, що вони будучи розчинні у воді знищують вільні радикали відразу після їх утворення у водній фазі живої клітини.
Це не означає, що БФЛ можуть замінити вітамін С або Е. Слід використовувати їх синергізм (тобто посилення дії при спільному присутності).
Деякі антиоксиданти захищають частини організму, які недоступні іншим антиоксидантам або захищають подібні собі сполуки.
Наприклад, багато БФЛ захищають вітамін С, який, відновлює вітамін Е, витрачений на знищення вільних радикалів в ліпідах.
Попри всю різноманітність біофлавоноїди (БФЛ) мають багато спільних корисних властивостей.
М'яка дія, нешкідливість і швидкий метаболізм в організмі дозволяють вживати їх постійно. При цьому позитивний ефект їх на організм "накопичується".
Підвищений вміст БФЛ не призводить до надмірного і тим більше шкідливій дії, тому що їх активність реалізується тільки в рамках фізіологічних можливостей організму.
Це сильно відрізняє їх від лікарських препаратів, які можуть діяти швидше, але частіше викликають побічні ефекти.