Вільні радикали і антиоксидантний захист

Зараз навіть далекі від біології люди знають, що організм людини потребує вітамінів Е і С, а також в бета-каротин. Без цих речовин не обходиться жодне засіб від зморшок, жоден полівітамінний комплекс. Ці речовини, різні за своєю хімічною природою об'єднує одне - вони є антиоксидантами. Крім цих звичних антиоксидантів, в наше життя увійшли Біофлавони-селен, супероксиддисмутаза і інші речовини, назви яких раз у раз зустрічаються в анотаціях косметичних засобів і харчових добавок. Можливо, багато хто вже чули про вільні радикали і про те, для чого потрібні антиоксиданти. Однак вчення про вільні радикали настільки важливо для розуміння механізмів старіння, що ми просто зобов'язані ще раз розібрати його основні положення.

Всі знають, що кисень необхідний для життя, тому все бояться кисневого голодування. Справді, без кисню жити не можна, і навіть незначне зниження вмісту кисню в повітрі миттєво відбивається на нашому самопочутті. І все ж він небезпечний для живих істот. Небезпечним його роблять ті ж властивості, які зробили його таким необхідним. Всі аеробні істоти отримують енергію, окислюючи органічні молекули киснем. І всі вони повинні бути захищені від високої окислювальної здатності кисню. Власне кажучи, окислення - це те ж саме горіння. Просто в організмі речовини «згорають» поступово, в кілька етапів, вивільняючи енергію невеликими порціями. Якби органічні молекули згорали швидко, як дрова в печі, то клітина загинула б від теплового шоку.

Після того як молекула окислюється, вона змінюється. Це вже не та молекула, що була раніше. Наприклад, целюлоза дерева в процесі горіння дров окислюється до вуглекислого газу і води - перетворюється в дим. Реакцію окислення можна уявити собі як відбирання чогось. Наприклад, якщо на вулиці у вас відібрали гаманець, то вас «окислів». При цьому той, хто заволодів гаманцем, «відновився». У разі молекул речовина-окислювач забирає електрон в іншого речовини і відновлюється. Кисень - дуже сильний окислювач.

Ще більш сильними окислювачами є вільні радикали кисню.

Вільний радикал - це молекула, яка володіє високою реакційною здатністю, т. К. У неї є вільне місце для електрона, який вона прагне відібрати в інших молекул. Коли це йому вдається, радикал стає неактивним і виходить з гри, зате позбавлена ​​електрона (окислена) молекула відразу стає радикалом і встає на шлях розбою. Молекули, які раніше були інертними і ні з ким не реагували, тепер вступають в найхимерніші хімічні реакції.

Наприклад, дві молекули колагену, які стали вільними радикалами, зіткнувшись з радикалами кисню, стають настільки активними, що зв'язуються один з одним, утворюючи димер, в той час як нормальні волокна колагену не здатні зв'язатися один з одним. Зшитий колаген менш еластичний, ніж звичайний колаген, тому накопичення колагенових димарів в шкірі призводить до появи зморшок. У молекулі ДНК радикалами можуть стати навіть дві частини однієї нитки ДНК. Пошкодження в молекулах ДНК стають причиною загибелі клітин або їх ракового переродження. Не менш драматично закінчується зустріч вільного радикала кисню з молекулами ферментів. Пошкоджені ферменти вже не можуть керувати хімічними перетвореннями, і в клітці запановує повний хаос.

Виявлено, що вільні радикали причетні до різних патологічних процесів в організмі, серед яких виділяються:

• гострі, наприклад, інфаркт міокарда;
• хронічні захворювання (запалення, венозні порушення, діабет, рак);

процеси, пов'язані зі старінням організму.

Зовнішні фактори

Вільні радикали кисню часто утворюються як побічні продукти біологічного окислення, однак вони можуть з'являтися в результаті впливу зовнішніх факторів - наприклад, УФ-випромінювання або іонізуючої радіації (рис. 1.). Місцем утворення вільних радикалів при біологічному окисленні є мітохондрії - енергетичні станції клітин. І саме мітохондрії в першу чергу страждають від вільних радикалів. Виходить порочне коло: вільнорадикальне пошкодження мітохондрії призводить до порушення енергетики клітин і до збільшення продукції вільних радикалів (рис. 2.). Захисниками мітохондрії від вільних радикалів є вітамін Е і коензим Q (убіхінон). Швидкість виробництва вільних радикалів в мітохондріях зростає при переїданні. коли організм повинен переробити набагато більше поживних речовин, ніж йому необхідно.

Найбільш серйозним наслідком появи вільних радикалів в клітці є перекисне окислення.

Перекисне його називають тому, що його продуктами є перекису. Найчастіше по перекисному механізму окислюються ненасичені жирні кислоти, з яких складаються мембрани живих клітин. Точно так же перекисне окислення може йти в оліях, які містять ненасичені жирні кислоти, і тоді масло прогоркает (перекису ліпідів мають гіркий смак). Небезпека перекисного окислення в тому, що воно протікає по ланцюговому механізму, т. Е. Продуктами такого окислення є не тільки вільні радикали, а й ліпідні перекиси, які дуже легко перетворюються в нові радикали. Таким чином, кількість вільних радикалів, а значить, і швидкість окислення лавиноподібно наростають. Вільні радикали реагують з усіма біологічними молекулами, які зустрічаються їм на шляху, такими, як білки, ДНК, ліпіди (рис. 3).

Якщо лавину окислення не зупинити, то може загинути весь організм. Саме це і відбувалося б з усіма живими організмами в кисневому середовищі, якби природа не подбала забезпечити їх потужною системою захисту - антиоксидантною системою.

антиоксиданти

Антиоксиданти - це молекули, які здатні блокувати реакції вільнорадикального окислення, відновлюючи зруйновані з'єднання. Коли антиоксидант віддає свій електрон окислювача і перериває його руйнівний хід, він сам окислюється і стає неактивним. Для того щоб повернути його робочий стан, його треба знову відновити. Тому антиоксиданти, як досвідчені оперативники, зазвичай працюють парами або групами, в яких вони можуть підтримати окисленого товариша і швидко відновити його. Наприклад, вітамін С відновлює вітамін Е. а глютатион відновлює вітамін С. Найкращі антиоксидантні кооперативи містяться в рослинах. Це рослинні поліфеноли або біофлавоноїди, які спільно дуже ефективно борються з вільними радикалами. Найбільш потужними антиоксидантними системами володіють рослини, які можуть рости в суворих умовах, - обліпиха, сосна, кедр, ялиця та інші.

Важливу роль в організмі відіграють антиокислювальні ферменти. Це супероксиддисмутаза (СОД), каталаза і глютатіонпероксідаза. СОД і каталаза утворюють антиоксидантний пару, яка бореться з вільними радикалами кисню, не даючи їм можливості запустити процеси ланцюгового окислення. Глютатіонпероксидаза знешкоджує ліпідні перекиси, обриваючи тим самим ланцюгове перекисне окислення ліпідів. Для роботи глютатіонпероксидази необхідний селен. Тому харчові добавки з селеном посилюють антиоксидантний захист організму.

Антиоксидантні властивості в організмі мають багато сполук. Це токофероли, каротиноїди, аскорбінова кислота, антиокислювальні ферменти, жіночі статеві гормони, коензим Q, тіоловою з'єднання (що містять сірку), деякі амінокислоти, білкові комплекси, вітамін К і багато інших. Однак незважаючи таку потужний антиоксидантний захист, вільні радикали надають досить руйнівну дію на біологічні тканини і, зокрема, на шкіру. Причиною цього є фактори, які різко посилюють продукцію вільних радикалів, що призводить до перевантаження антиоксидантної системи і окисного стресу. Найбільш серйозним фактором є УФ-випромінювання.

Дякуємо видавничий дім «Косметика і медицина» за право використовувати при підготовці курсу інформацію з книги «Нова косметологія».