Афіна N ° 494 ? II сем. 2006: 161-172

Вільні радикали, природні антиоксиданти та механізми захисту *

Марсія Авелло ** та Маріо Сувальський ***

** Магістр фармацевтичних наук, Університет де Консепсьон. Професор кафедри фармації фармацевтичного факультету Університету Консепсіона. Електронна пошта: [email protected]

*** Доктор наук, Інститут Вейцмана, Ізраїль. Професор кафедри полімерів факультету хімічних наук Університету де Консепсьон, Консепсьон, Чилі. Електронна адреса: [email protected]

За останнє десятиліття накопичилися докази, які дозволяють нам стверджувати, що вільні радикали та сукупність реактивних видів, пов'язаних з ними, відіграють центральну роль у нашому гомеостатичному балансі. Хімічні реакції вільних радикалів постійно відбуваються в клітинах нашого тіла і необхідні для здоров’я, але процес повинен контролюватися за допомогою адекватного антиоксидантного захисту. Серед антиоксидантів, які потрапляють через раціон, виділяються вітаміни та фенольні сполуки, які за різними механізмами нейтралізують радикальні види. Ці види можна знайти в плазмі крові, яка може стабілізувати активні форми кисню, запобігаючи реакціям, які можуть породити ще більше шкідливих видів. Особливо важливо його помірне споживання через дієту та уникнення факторів ризику, що викликають окислювальні реакції в нашому організмі.

Ключові слова: Вільні радикали, антиоксиданти, поліфеноли.

Фактичні факти підтверджують, що вільні радикали та киснево-реактивні види відіграють центральну роль у нашому гомеостатичному балансі. Хімічні реакції вільних радикалів постійно відбуваються в клітинах, і вони необхідні для здоров'я людини, але процес повинен контролюватися за допомогою адекватного антиоксидантного захисту. Серед антиоксидантів, які потрапляють у раціон, вітаміни та фенольні сполуки є помітними, оскільки вони нейтралізують радикальні види за допомогою декількох механізмів. Ці види, які можна знайти в плазмі, можуть стабілізувати активні форми кисню, запобігаючи реакціям, які можуть генерувати більш шкідливі молекули. Проковтування антиоксидантів через дієту має особливе значення, а також щоб уникнути факторів ризику, що викликають окислювальні реакції в нашому тілі.

Ключові слова: Вільні радикали, антиоксиданти, поліфеноли.

ВСТУП

Вільні радикали - це атоми або групи атомів, які мають непарний або вільний електрон, тому вони дуже реактивні, оскільки вони, як правило, захоплюють електрон із стабільних молекул, щоб досягти їх електрохімічної стабільності. Після того, як вільний радикал зумів відняти потрібний йому електрон, стабільна молекула, яка його віддає йому, у свою чергу, стає вільним радикалом, оскільки у нього залишається непарний електрон, таким чином починаючи справжню ланцюгову реакцію, яка руйнує наші клітини. Біологічний період напіввиведення вільних радикалів становить мікросекунди, але він має здатність реагувати з усім, що його оточує, завдаючи великої шкоди молекулам, клітинним мембранам і тканинам. Вільні радикали не є по суті шкідливими; насправді наш власний організм виробляє їх у помірних кількостях для боротьби з бактеріями та вірусами.

Ці дії постійно відбуваються в клітинах нашого тіла, процес, який потрібно контролювати за допомогою адекватного антиоксидантного захисту. Антиоксидант - це речовина, здатна нейтралізувати окислювальну дію вільних радикалів, виділяючи в нашій крові електрони, які захоплюються вільними радикалами. Проблема зі здоров’ям виникає, коли наше тіло роками повинно підтримувати надлишок вільних радикалів, які виробляються головним чином зовнішніми забруднювачами, які в основному походять від забруднення повітря та сигаретного диму, що виробляє різні типи вільних радикалів в нашому організмі. Вживання гідрованих рослинних олій, таких як маргарин, і споживання трансжирних кислот, таких як м’ясні та молочні жири, також сприяють збільшенню вільних радикалів (Finkel and Holbrook, 2000).

ОКСИДАТИВНИЙ СТРЕС

В основному кисень є молекулою окислювача, і в клітинах, які використовують його для свого метаболізму, він головним чином відповідає за виробництво активних форм кисню (АФК). Однак не всі види окислювачів є ендогенними за своїм походженням; існування екзогенних факторів, таких як сонячне випромінювання, грибкові токсини, пестициди або ксенобіотики, може підвищити його рівень. У звичайних умовах клітини метаболізують більшу частину кисню (O2) з утворенням води без утворення токсичних проміжних сполук, тоді як невеликий відсоток (близько 5%) утворює три високотоксичні проміжні сполуки, два з яких є буквально вільними радикалами (супероксид аніон і гідроксил). У ситуаціях, коли спостерігається більша метаболічна активність (стадії росту, активний розвиток або запальні процеси), тканини потребують більше O2, і частина його метаболізується, утворюючи велику кількість окислюючих речовин.

Друге головне джерело АФК також є ендогенним і складається з метаболізму захисних клітин, таких як поліморфно-ядерні клітини, сенсибілізовані моноцити, макрофаги та еозинофіли. Щоб вони могли виконати свою місію, вони наділені різними білками, а також метаболічними шляхами, які генерують кілька хімічно агресивних видів, таких як перекис водню, супероксид та гідроксильні радикали, кінцевою метою яких є травмування та знищення сторонніх елементів. У звичайних умовах ці реакційноздатні види виробляються і використовуються в клітинних відділах, таких як лізосоми, які, хоча і знаходяться всередині фагоцитів, не повинні пошкоджувати клітини, поки їх антиоксидантні механізми працюють належним чином.

Оксиданти також можуть надходити ззовні, або безпосередньо, або як наслідок метаболізму певних речовин. Деякі приклади - це забруднення навколишнього середовища, сонячне світло, іонізуюче випромінювання, занадто висока концентрація кисню, пестициди, важкі метали, дія певних ксенобіотиків (хлороформ, парацетамол, етанол, тетрахлорид вуглецю, фіалка тирчавої) або тютюновий дим. Однак до ролі вільних радикалів не слід підходити лише з негативної чи патологічної точки зору. Ці сполуки також виконують фізіологічну функцію, беручи участь у звичайних умовах в обороні від інфекції, у нормальному обміні речовин, у фагоцитозі та запаленні.

ПЕРОКСИДУВАННЯ ЛІПІДІВ

Всі клітини оточені мембраною, яка відокремлює їх від позаклітинного середовища. Клітинна мембрана містить білки, які відіграють життєво важливу роль у взаємодії клітини з іншими клітинами, гормонами та регуляторами позаклітинної рідини. Основною структурою всіх біологічних мембран є ліпідний бішар, який функціонує як селективний бар'єр проникності (Goodam, 1998). Вони багаті поліненасиченими жирними кислотами (ПНЖК) і тому вразливі до дії вільних радикалів, що призводять до перекисного окислення ліпідів. Це, як правило, індукується гідроксильним радикалом, який видаляє водень з бічного ланцюга жирної кислоти, утворюючи вуглецевий радикал, який генерує ланцюг окисних реакцій. Антиоксиданти можуть утворювати стійкі комплекси, запобігаючи катаболічній дії вільних радикалів у клітинній мембрані (Halliwell, 1990).

Гомеостатичні механізми, з якими організм стикається з окислювальними пошкодженнями, які зазвичай наносять ці види, численні і різноманітні, що відображає безліч форм вільних радикалів та реактивних видів, а також численні відділи, в яких вони діють в організмі та їх фізичні властивості. (Кінселла та ін., 1993).

КЛІТИНОВІ АНТИОКСИДАНТНІ СИСТЕМИ ОБОРОНИ

Нещодавно в деяких продуктах було виявлено інші неживні антиоксиданти, фенольні сполуки. Деякі джерела - це боби (ізофлавони), цитрусові (флавоноїди), цибуля (кверцетин) та поліфеноли (оливки). Деякі фенольні антиоксиданти також були знайдені в каві, червоному вині та чаї. З цієї причини способом постачання антиоксидантів для захисту організму від окислювального ефекту, що виробляється вільними радикалами, є вживання їжі, багатої на вітамін Е, вітамін С, каротиноїди та інші речовини, що мають антиоксидантну функцію, такі як фенольні сполуки (табл. I).

захисту

ФЕНОЛІЧНІ СПОЛУКИ

Це велика група сполук, присутніх в овочах та фруктах, у яких вони надають потужну антиоксидантну дію, необхідну для функціонування рослинних клітин (Таблиця II).

Продуктом із важливим вмістом поліфенолів є вино, важливий компонент середземноморської дієти, який може бути одним із факторів, відповідальних за низьку частоту ішемічної хвороби серця у середземноморських популяціях (Renaud & De Lorgeril, 1992; Renaud & Ruf, 1994). У ряді досліджень було проаналізовано можливі пояснення так званого "французького парадоксу" та впливу середземноморської дієти (De Lorgeril & Salen, 1999; Renaud & Ruf, 1994), які показали, що кореляція між коронарною смертністю та споживанням різних Продукти харчування у наборі з 21 країни у вині набагато вищі, ніж в інших джерелах, таких як овочі та рослинні жири. З іншого боку, позитивна кореляція жирів, одержуваних з молочних продуктів, є високою, так що ці автори надають пріоритет ролі вина перед роллю фруктів та овочів (Renaud & Ruf, 1994). Антиоксидантна здатність вина безпосередньо пов’язана з вмістом поліфенолу. Тип поліфенолів в кінцевому підсумку визначає його антиоксидантну здатність та його концентрацію змінюється залежно від сорту, площі виробництва, сільськогосподарської техніки, процесу вініфікації, урожаю, року та віку.

АНТИОКСИДАНТИ ПЛАЗМИ

Рисунок 1. Плоди Ugni molinae (Муртілья).

Малюнок 2. Ugni molinae (Муртілья). Фотографія надана доктором Роберто Родрігесом Ріосом.

ЛІТЕРАТУРА

De Lorgeril, M. & Salen, P. 1999. "Винний етанол, пластинки та середземноморська дієта", в Ланцет. 353, стор. 1067. [Посилання]

Finkel., T. & Holbrook, N.J. 2000. "Окислювачі, окислювальний стрес і біологія старіння", в Природа. 408, с. 239-247. [Посилання]

Гудман, С.Т. 1998 рік. Медична клітинна біологія, вип. II, стор. 27-65, США: Гудман, С.Т., вид. Видавництва Lippincott-Raven. [Посилання]

Грінвальд, Р. 1990. "Сучасні підходи до розвитку поглиначів кисневих радикалів", в Наркотики сучасності. 26, стор. 299-307. [Посилання]

Gutteridge, J. & Halliwell, B. 1999. Реактивні форми кисню в біологічних системах, стор. 189-218, Нью-Йорк, США: D.L. Гілберт і К.А. Колтон, ред. [Посилання]

Halliwell, B. & Gutteridge, J.M.C. 1989 рік. Вільні радикали в біології та медицині, 2-е видання, Оксфорд, Лондон: Clarendon Press. [Посилання]

Halliwell, B. 1990. "Як охарактеризувати біологічний антиоксидант", в Безкоштовне радикальне дослідження 9, стор. 1-32. [Посилання]

Кінселла, Дж. Е .; Франкель, Е .; German, B. & Kanner, J. 1993. "Можливий механізм захисної ролі антиоксидантів у вині та рослинній їжі", в Харчові технології, стор. 85-89. [Посилання]

Лаурін, Д.; Масакі, К.-Х.; Фолі, Д.Дж .; Уайт, Л.Р. та Лонер, Л.Дж. 2004. "Харчове споживання антиоксидантів середнього віку та ризик розвитку деменції, що трапляється в кінці життя: дослідження старіння Гонолулу та Азії", в Американський журнал епідеміології 159, с. 959-967. [Посилання]

Максвелл, С.Р. 1995. "Перспективи використання антиоксидантної терапії", в Наркотики 49, с. 345-361. [Посилання]

Мейдані, М. 2001. "Харчові втручання при старінні та вікових захворюваннях", в Аннали Нью-Йоркської академії наук 928, с. 226-235. [Посилання]

Palamada, J. & Kehrer, J. 1992. "Інгібування утворення білка карбонілу та перекисне окислення ліпідів глутатіоном у мікросомах печінки щурів", в Архіви біохімії та біофізики 293, с. 103-109. [Посилання]

Renaud, S. & De Lorgeril, M. 1992. "Вино, алкоголь, тромбоцити та французький парадокс ішемічної хвороби серця", в Ланцет 339, с. 1523-1526. [Посилання]

Renaud, S. & Ruf, J.C. 1994. "Французький парадокс: овочі чи вино", в Тираж 90, стор. 3119-3119. [Посилання]

Рубілар, М.; Пінело, М.; Іль, М.; Scheuermann, E.; Sineiro, J. & Nuñez, M.J. 2006. "Мурта залишає (Ugni Molinae Turcz) як джерело антиоксидантних фенолів ", в Журнал сільського господарства та харчової хімії 54, стор. 59-64. [Посилання]

Сохаль, Р.С. & Weindruch, R. 1996. "Окислювальний стрес, обмеження калорій та старіння", в Наука 273, стор. 59-63. [Посилання]

Сувальський, М.; Ореллана П.; Авелло М.; Віллена Ф. і Сотомайор, К.П. 2006a. "На еритроцити людини впливають in vitro екстракти Ugni molinae листя ", в J. Chem Food Toxicol (в пресі). [Посилання]

Сувальський, М.; Ореллана, П.; Авелло, М. і Віллена, Ф. 2006b. "Антиоксидантна здатність Ugni molinae Turcz проти цитотоксичності HClO in vitro в еритроцитах людини "(рукопис у підготовці). [Посилання]

Thornalley, P.J., Vasak, M. 1985. "Можлива роль металотіоїну в захисті від окисного стресу, викликаного радіацією. Кінетика і механізм його реакції з супероксидними гідроксильними радикалами", в Biochimia et Biophysica Acta 827, с. 36-44. [Посилання]

* Ця робота була підтримана дослідницькими проектами FONDECYT 1060990 та DIUC 204.074.037-1.0.

Отримано: 02.02.2006. Прийнято: 30.06.2006.

Весь вміст цього журналу, крім випадків, коли він ідентифікований, підпадає під ліцензію Creative Commons

Вставка 160-С, пошта 3

Телефон (56-41) 2204590 - Факс (56-41) 2228262


[email protected]