Антиоксиданты

Что такое свободные радикалы?

Каждый современный человек обязательно слышал словосочетание «свободные радикалы» — причем в негативном контексте. Что такое свободные радикалы, насколько они опасны и можно ли от них защититься?

Свободные радикалы и антиоксиданты

До научной революции начала и середины ХХ века население земли жило относительно спокойно, принимая зачатие, рождение, здоровье, болезни и старение как некую естественную данность. Но после того как в 1950-е годы советский академик Н.Н. Семенов получил Нобелевскую премию за открытие так называемых свободных радикалов, мир буквально сошел с ума: чуть ли не каждый день ученые открывали новые свойства свободных радикалов, постепенно отходя от чистой химии к физике, биологии и, главное, к медицине. С годами люди узнали о том, что старение кожи, развитие онкологических заболеваний, а иногда и бесплодие связаны с этими агрессивными структурами.

В настоящее время свободные радикалы рассматриваются как неполноценные молекулы, которые лишены одного электрона и всячески пытаются его вернуть, отнимая у других, «нормальных» молекул. Из «нормальных» молекул строятся все клетки и ткани организма, поэтому, когда их атакуют свободные радикалы, они окисляются ( то есть отдают свои «родные» электроны «голодным» радикалам ) и запускают необратимый процесс разрушения ткани.

Отнимая у нормальной молекулы заветный электрон, свободный радикал превращается в стабильное соединение, а атакованная молекула становится свободным радикалом. С каждым разом поражается все больше и больше клеток, и круг замыкается. В результате свободнорадикального окисления молекулы, которые раньше были инертными, вступают в химические реакции. Например, молекулы коллагена, столкнувшись с радикалами кислорода, становятся настолько активными, что способны связаться друг с другом. Сшитый коллаген менее эластичен, чем обычный, а накопление таких коллагеновых димеров ведет к старению кожи, появлению морщин.

Самым наглядным примером реакции свободнорадикального окисления является коррозия металлов. Под действием свободных радикалов человеческий организм тоже постепенно «ржавеет» и изнашивается.

Причины образования свободных радикалов

Свободные радикалы постоянно вырабатываются в клетках организма под влиянием различных факторов. Раньше других был установлен путь их образования под действием радиационного облучения, но сегодня в благополучных по уровню радиации районах эта причина отходит на второй план.

Другой причиной, не самой распространенной среди молодых и здоровых людей, является образование свободных радикалов при применении лекарственных средств. Подвергаясь всевозможным ферментативным превращениям в организме, молекулы некоторых лекарств теряют свои электроны в этих химических реакциях, превращаясь в свободные радикалы.

Широко обсуждается и влияние курения: никотин и смолы поражают клетки организма, запуская целый ряд свободнорадикальных реакций.

Однако самыми распространенными на сегодня причинами образования свободных радикалов считаются плохая экология, ультрафиолетовое излучение и состояние стресса.

Десятки тысяч агрессивных химических молекул, загрязняющих окружающую среду, попадают в организм при дыхании, с пищей или через кожу, и защититься от их проникновения каким-либо физическим способом невозможно.

Любимое нами солнце, приносящее радость тепла и красоту матового загара, в сущности, является, чуть ли не основным «врагом» человеческого организма. Ведь ультрафиолетовые лучи вызывают то самое фотостарение, о котором так много говорят в последние годы врачи и производители средств «от загара». Ультрафиолетовое излучение солнца проникает в клетки кожи, при этом оно настолько мощное, что буквально выбивает электроны из молекул, образующих клеточные мембраны и внутреннюю среду клетки. В результате «родные» молекулы превращаются в радикалы и начинают действовать против организма-хозяина по механизму, описанному выше.

Было доказано и мощное влияние стресса на активацию свободнорадикальных процессов. Гормоны стресса, адреналин и кортизол, при неблагоприятных жизненных ситуациях вырабатываются в повышенных количествах, нарушая питание и нормальное дыхание клетки, что моментально приводит к накоплению и распространению радикалов во всем организме.

Старение и физиологическое изнашивание организма – главные последствия свободнорадикальных реакций.

Свободные радикалы и беременность

Естественно, говоря об общей опасности воздействия свободных радикалов на организм, ученые не могли обойти эту проблему и у беременных женщин, от здоровья которых зависит будущее целого поколения детей. В результате исследований были выявлены следующие особенности образования свободных радикалов и их влияния на организм матери и будущего ребенка.

Сразу после зачатия в организме женщины происходит мощная гормональная перестройка. «Не ожидая» подобных изменений, ткани и органы испытывают определенный стресс, в результате которого резко повышается количество свободных радикалов, атакующих, помимо прочего, клетки плаценты и эмбриона.

Увеличение количества свободных радикалов во время беременности связано с разными причинами:

• свободные радикалы участвуют в процессах синтеза прогестерона – гормона, ответственного за сохранение и нормальное течение беременности. Для синтеза прогестерона в больших количествах необходимо больше свободных радикалов;
• во время беременности в условиях недостатка кальция нарушается процесс утилизации продуктов обмена в клетке и, как следствие, повышается концентрация свободных радикалов;
• чрезмерное и бесконтрольное увлечение препаратами железа также может стать причиной увеличения числа свободных радикалов.

Увеличение количества свободных радикалов во время беременности непременно приводило бы к выкидышам, если бы природой не было запрограммировано специального «противорадикального» механизма, называемого антиоксидантной системой (АОС), механизм действия которой направлен на блокирование окисления клеточных молекул свободными радикалами. В АОС входит ряд ферментов и веществ, которые в результате целой последовательности реакций уничтожают свободные радикалы. Антиоксиданты первыми «встречают» радикалы, связываются с ними и отдают им свои электроны, таким образом, обезвреживая их. При этом структура антиоксидантов остается стабильной – они не превращаются в радикалы (как это сделали бы любые другие молекулы).

Таким образом, при возрастании числа и активности свободных радикалов пропорционально растет и активность антиоксидантной системы. Вроде бы беспокоиться не о чем: организм сам себя защищает. Однако, к сожалению, ресурсы АОС не безграничны, и при чрезмерной радикальной активности они довольно быстро истощаются и становятся несостоятельными. К чему это может привести? Данные свидетельствуют о том, что избыточное переокисление может стать причиной, провоцирующей преждевременное разрешение беременности.

Антиоксиданты против свободных радикалов

Врачи давно нашли способ целенаправленной борьбы с чрезмерным окислением при помощи специальных веществ – антиоксидантов, дополнительно поступающих в организм с пищей или в составе специальных поливитаминных комплексов. Антиоксиданты отдают ненасытным радикалам свои электроны, при этом оставаясь стабильными соединениями. Таким образом, непрерывная цепочка разрушения молекул прекращается.

Наиболее значимыми для будущих мам антиоксидантами являются известные всем витамины А, Е и С, а также широко изучаемый сегодня минерал – селен. Все эти компоненты входят в АОС.

Витамин А. Это название обобщает несколько групп соединений: ретиноиды и каротиноиды. Различия между ними связаны, главным образом, с совершенно разными источниками поступления в организм и «местами их приложения».

Ретиноиды поступают в организм в основном с животной пищей и пресноводной рыбой. Они также содержатся в оптимальных количествах в яйцах и молочных продуктах. При этом чем больше продукты содержат жира, тем выше в них концентрация ретиноидов.

Ретиноиды играют исключительную роль в стимуляции роста и дифференцировки клеток (как у эмбриона, так и у взрослого человека), в развитии и функционировании костной и покровных тканей, а также обеспечивают нормальную работу зрительного анализатора: четкость, контрастность, цветовосприятие.

Одной из наиболее важных функций ретиноидов является выраженная антиоксидантная активность. При этом активность в окислительно-восстановительных процессах во многом зависит от достаточности в организме цинка, железа и магния. Поэтому питание должно быть сбалансировано абсолютно по всем веществам.

При недостаточности ретиноидов повышается активность свободных радикалов, первым видимым результатом которой становится шелушение и сухость кожи. Позже к этому присоединяется и снижение зрения в вечернее и ночное время суток. При этом замедляется развитие и дифференцировка тканей будущего ребенка, нарушается нормальное функционирование плаценты, что может повлечь за собой задержку внутриутробного развития. В самых запущенных случаях, оставленных без коррекции врачами, А-витаминная недостаточность может привести даже к врожденной патологии – расщеплению верхнего неба плода.

В отличии от ретиноидов, каротиноиды поступают в организм с растительной пищей. Главным пищевым источником бетакаротина являются морковь, тыква, абрикосы (и курага), шпинат. Другими разновидностями каротиноидов богаты томаты, брокколи, сладкий перец и кабачки.

Сочетании продуктов, содержащих каротиноиды, с жирами значительно повышает их усвояемость. Вот почему рекомендуется, есть морковь со сметаной, тыквенную кашу на молоке и со сливочным маслом, салат из томатов и перцев заправлять 10%-ной сметаной. Для повышения доступности каротиноидов необходимо присутствие пищевых жиров. Наиболее эффективно доступность витамина А повышается в присутствии молочных жиров, поэтому и рекомендуются сметанные заправки, а не заправки из растительных масел. Можно сказать, что каротиноиды лучше усваиваются с растительным маслом, чем без него, но лучше со сметаной, чем с растительным маслом. Дефицит каротиноидов в организме проявляется только с одновременным дефицитом ретиноидов, так как эти соединения могут взаимозамещать друг друга в условиях дефицита одного из них. Как только запасы обоих видов соединений истощены, появляются признаки их недостатка, известные под общим названием «признаки дефицита витамина А».

Витамин Е. Самым популярным и универсальным антиоксидантом на сегодняшний день, бесспорно, является витамин Е, или токоферол. Механизм его защитного действия состоит в следующем. Токоферол встраивается в клеточную мембрану, таким образом, препятствуя атаке свободных радикалов и разрушению клеток. Он также самостоятельно связывает свободные радикалы, останавливая цепную реакцию окисления.

В последние годы появляются все новые данные о том, что, благодаря своей антиоксидантной активности, витамин Е препятствует преждевременному старению, развитию атеросклероза и опухолевых процессов, а также нормализует дыхание на клеточном уровне.

Основными источниками токоферола являются растительные масла и продукты, содержащие их по природе (семена, орехи, крупы) или по рецептуре (хлебобулочные изделия, макароны, майонез). Наиболее богаты витамином Е рапсовое, хлопковое и соевое масла, а также миндаль (однако не следует злоупотреблять орехами ввиду их высокого аллергенного потенциала).

Дефицит витамина Е встречается крайне редко, ввиду его широкого распространения в продуктах питания, но во время беременности, когда повышается общий обмен веществ, могут наблюдаться признаки относительной Е-витаминной недостаточности. Они включают общую слабость, снижение мышечной силы, сухость кожи и некоторые другие неспецифические проявления.

Витамин С. По количеству одновременно выполняемых функций в организме витамин С является несомненным лидером. Во-первых, рассматривая его антиоксидантные качества, стоит отметить, что аскорбиновая кислота борется со свободными радикалами и перекисями напрямую, обеспечивая надежную защиту белков, жиров, ДНК и РНК (генетического материала) клетки. Она защищает от окисления жизненно важные клеточные ферменты, а также восстанавливает потерявший свою активность витамин Е. Во-вторых, витамин С отвечает за усвоение и обмен большинства витаминов и минеральных веществ. В-третьих, он участвует в синтезе коллагеновых волокон – основы соединительной ткани, норадреналина (гормона стресса, родственного адреналину) и серотонина (биологически активного вещества, контролирующего аппетит, сон, настроение и эмоции), желчных кислот и многих гормонов. В последние годы получены многочисленные подтверждения участия витамина С в поддержании нормального иммунитета.

Основными источниками витамина С являются продукты растительного происхождения. Особенно им богаты шиповник, сладкий перец, облепиха, черная смородина, зелень, картофель и капуста.

Для повышения доступности витамина С необходимо помнить о следующих его особенностях. Наиболее насыщенны аскорбиновой кислотой периферические участки растений (листья зелени, кожура овощей и фруктов). Однако даже самая высокая концентрация витамина С может быть потеряна при кулинарной обработке, ввиду его особой нестойкости. Так, при варке супа теряется до 50%, а при жарении – до 90% аскорбиновой кислоты. Для предотвращения витаминных потерь существуют некоторые нюансы, которые должна учитывать будущая мама. Снизить кулинарные потери поможет варение овощей (например, картофеля) в кожуре. При этом овощи следует добавлять в уже кипящую воду и варить в кастрюле, закрытой крышкой.

При дефиците аскорбиновой кислоты истончаются стенки сосудов, появляется кровоточивость десен, повышается ломкость капилляров, следствием чего может стать мелкоточечная сыпь на поверхности кожи. Сама кожа становится сухой, на ней появляются «пупырышки», именуемые «гусиной кожей». Подобное состояние сосудов характерно и для плаценты, в результате чего ухудшается кровоснабжение будущего ребенка.

Селен. Он является основным микроэлементом, участвующим в антиоксидантной защите организма. В составе клеточных ферментов селен обеспечивает уничтожение свободных радикалов в клетках, защищает сосуды от активного окисления азотистыми шлаками, а также обеспечивает активацию аскорбиновой кислоты и витамина Е. Кроме того, селен участвует в регуляции гормонов щитовидной железы, обладает детоксикационным свойством в отношении тяжелых металлов, поступающих в организм из окружающей среды, предупреждает развитие опухолей.

Пищевые источники селена весьма разнообразны. Он поступает в организм с зерновыми, орехами, мясом и зеленым луком. Наибольшее количество селена содержится в морепродуктах, мясе птицы, в сыре и молоке. В последние годы научились выращивать обогащенные селеном лук-порей и чеснок.

Недостаток селена развивается сравнительно редко, в основном у людей с заболеваниями желудочно-кишечного тракта, когда нарушено всасывание селена, как и других компонентов, которые человек получает с пищей. К проявлениям дефицита селена относятся мышечная слабость, снижение массы тела, повреждение мышечной ткани сердца, болезненность суставов и снижение иммунитета.

Антиоксиданты в косметике

Исследования доказали высокую эффективность антиоксидантов в борьбе со старением кожи. Помимо традиционных витаминов А, Е и С, в кремы добавляют соединения, буквально свершившие революцию в косметологии в конце ХХ – начале ХХI века:

Коэнзим Q-10, или убихинон, содержащийся в природных растительных маслах и орехах, является мощным антиоксидантом, препятствующим преждевременному старению, повышающим эластичность кожи и содержание влаги в клетках. Кроме того, Q-10 способствует восстановлению токоферола и увеличению жизненного потенциала клеток.

Ретинол, как сильнейший антиоксидант, препятствует воздействию на кожу ультрафиолетовых лучей, защищая ее от эффекта фотостарения.

Катехины (полифенолы) – антиоксиданты, выделенные из экстрактов зеленого чая. Катехины блокируют действие радикалов, обладают противовоспалительным и успокаивающим действием на кожу, используются в антивозрастных и солнцезащитных кремах.

Антоцианы — вещества, выделенные из виноградных косточек. Способны блокировать действие ферментов, активирующих свободные радикалы, а также, связывать и выводить из кожи токсины.

Прием антиоксидантов во время беременности

Избыточное содержание в организме веществ, входящих в антиоксидантную систему, могут оказаться опасными. Об этом следует помнить будущей маме. Чрезмерное стремление обезопасить будущего малыша может привести к отрицательным последствиям:

• Суточной физиологической нормой витамина А является 0,8 мг. Значительное медикаментозное превышение этой дозы может привести к нарушению развития эмбриона, поэтому максимальное потребление витамина А должно быть не выше трех суточных норм.
• Суточная потребность в токофероле варьирует от 8 до 12 мг. Гипервитаминоз витамина Е точно не описан, однако есть данные о том, что при длительном чрезмерном поступлении больших количеств токоферола снижался иммунитет и развивались вялотекущие, устойчивые к антибиотикам инфекционные процессы. Кроме того, высокие дозы токоферола снижают свертываемость крови, что повышает риск развития кровотечений, в том числе внутренних.
• Гипервитаминоз аскорбиновой кислоты не встречается: поступая в организм, она немедленно расходуется на различные нужды, а ее избыток выделяется почками. Суточная норма витамина С равна 50-70 мг. Однако превышение витамина С более чем в 10 раз, связанное с его дополнительным систематическим приемом, усиливает вероятность развития аллергических реакций. Кроме того, повышается проницаемость сосудов, ухудшается питание тканей, вследствие чего нарушается функция плаценты.
• Нормы и потребность в селене точно не установлены. Безопасным уровнем поступления является 50-200 мг/сутки, но это количество строго индивидуально. При чрезмерном увлечении селеновыми биодобавками может развиться выраженное токсическое действие. Типичными симптомами отравления селеном являются повышенное выпадение волос и ломкость ногтей, желтушность кожи и ее шелушение, анемия, потеря аппетита и снижение настроения. С селеном надо быть особенно осторожным беременным женщинам, так как отрицательный эффект от его применения для будущего ребенка может превышать отрицательный эффект влияния свободных радикалов: избыток селена может вызвать выраженный тератогенный эффект, то есть провоцировать формирование пороков развития плода, часто не совместимых с жизнью ребенка.

Во избежание недостатка в антиоксидантах, первое, что должна делать молодая мама, — хорошо и полноценно питаться. Свежие фрукты и овощи, вареное мясо, рыбные блюда, достаточное количество молочных продуктов – вот основа питания во время беременности. Чрезмерного поступления витаминов и микроэлементов и их последующих негативных влияний при потреблении пищи опасаться не стоит и ни в коем случае не следует себя целенаправленно ограничивать.

Необходимость будущей мамы в витаминных и минеральных комплексах может определить только врач, ведущий беременность. Он же (и только он!) вправе назначить прием антиоксидантов дополнительно.