2.9. АНТИОКСИДАНТИ

 

Антиоксиданти — це природні або ідентичні природним, поліфункціональні речовини, які приймають участь у різних типах обміну речовин, синтезі та перетво- ренні біологічно активних метаболітів, здатні перешкоджати окисленню активних хімічних речовин у клітинах організму людини, забезпечують активність універса- льної регулюючої системи, перешкоджають накопиченню токсичних продуктів окислення.

Серед антиоксидантів особливе місце займають біоантиоксиданти, які функціо- нують у живому організмі, регулюють ступінь несприятливого впливу вільноради- кального окислення на більшість метаболічних процесів. Біоантиоксиданти поді- ляють на дві групи — жиророзчинні та водорозчинні (рис. 2.12).

Антиоксидантна система клітин включає три рівні захисту. Перший рівень за- безпечується металозв’язуючими протеїнами та ферментами, що запобігають утво- ренню вільних радикалів. На другому рівні діють антиоксиданти, які здатні розри- вати ланцюгові вільнорадикальні реакції: вітаміни А, Е, С, каротиноїди, убіхінони, глютатіон, сечовина та ін.

 

Два рівні антиоксидантного захисту не здатні перешкодити ушкодженню деяких біологічних молекул. Завдання третього рівня є відновлення ушкоджених молекул. На цьому рівні діють ферменти — протеази, ліпази та ін. Кінцевим підсумком дії біоантиоксидантів є створення оптимальних умов для метаболізму та забезпечення нормального росту клітин і тканин


До біоантиоксидантів відносять аскорбінову кислоту, флавоноїди, біогенні амі- ни, сірковмісні сполуки, ферменти-антиоксиданти, мікроелемент селен, токоферо- ли, вітамін А та його попередники, фосфоліпіди.

Аскорбінова кислота  є важливим компонентом біологічної антиоксидантної си- стеми, функціональна дія якої тісно пов’язана з глутатіоном і токоферолом. Меха- нізм гальмування процесів мікросомального окислення вітаміном С пов’язаний з його електронно-донорними властивостями — аскорбат виступає як синергіст ін- ших природних антиоксидантів, підтримуючи їх у відновленому стані і тим самим сприяє обриванню процесу вільно радикального окислення.

Флавоноїди проявляють високу антиоксидантну активність (катехіни, лейкоан- тоціани, флавоноли, флавони), завдяки їх здатності акцептувати вільні радикали, хелатувати іони металів, що каталізують процеси окислення та сприяють дії фер- ментів, які беруть участь у першій ланці захисту від активних вільних радикалів. Флавоноїди підвищують активність аскорбінової кислоти, захищають її та адрена- лін від окислювального розщеплення. Однією із найбільш цінних властивостей флавоноїдів є корекція метаболізму арахідонової кислоти в організмі, яка здійсню- ється шляхом інгібірування ліпоксигену.

Різноманітна біологічна активність флавоноїдів є підставою для створення хар-

чових добавок функціонального призначення.

Біогенні аміни — продукти декарбоксилювавання амінокислот, що мають до-

сить високу біологічну активність (серотонін, ацетилхолін, гістамін). Біологічна дія

серотоніну залежить від наявності в його молекулі гідроксильної групи. Ацетилхо-

лін є медіатором передачі нервових імпульсів від нервових волокон на м’язи, гіста-

мін виконує роль медіатора і стимулює утворення соляної кислоти у слизовій обо-

лонці шлунку.

Сірковмісні сполуки, які утворюються із амінокислот (цистеїн, цистин, метіонін),

виконують специфічні функції в обміні речовин і, в той же час, є важливим інстру-

ментом антиоксидантної системи.

Ферменти-антиоксиданти виконують каталітичні функції під час реалізації про-

тиокислювальних  властивостей  захисних  сполук,  забезпечують  пряме  знешко-

дження інтермедіатів кисню й озону, зводять до мінімуму концентрацію суперок-

сидного радикалу й пероксиду водню в клітинах, різко зменшують токсичність

радикалу ОН.

Важливими антиоксидантними ферментами є супероксиддисмутаза (СОД) і це-

рулоплазмін (ЦП).

Ферменти супероксиддисмутази (СОД) застосовують для профілактики негати-

вного впливу токсичних хімічних речовин та радіоактивних випромінювань. Мо-

жуть використовуватись для загальнооздоровчої дії. До складу молекули суперок-

сиддисмутаз  входять  іони  металів  (мідь,  цинк,  марганець),  що  забезпечують

електронно-транспортну функцію активних центрів ферментів. Молекула має ди-

сульфідний зв’язок і одну SH-групу, які відіграють значну роль у забезпеченні ан-

тиоксидантної дії СОД.

Церулоплазмін (ЦП) —  мідьвмісний білок  -глобулінової фракції  сироватки,

який окислює поліфеноли, біогенні аміни, а також перетворює залізо двовалентне у

тривалентне. Він проявляє супероксиддисмутазну активність, але на відміну від

СОД, захищає внутрішньоклітинні структури та ліпідновмісні біоструктури крові

від ушкоджувальної дії вільних радикалів.

Мікроелемент селен як есенціальний компонент їжі почали розглядати в сере-

дині ХХ сторіччя. Селен характеризується вираженими антиоксидантними власти-


востями, що дозволяє використовувати його для профілактики онкологічних захво- рювань. Стимулюючи утворення антитіл, селен підвищує імунну реактивність ор- ганізму.

Активність селену підвищується в присутності вітамінів Е, А і С. Добова потре- ба дорослої людини у селені складає — 150—200 мкг. Головним джерелом селену в харчуванні людини є зернові, особливо пшениця (зародки). Перспективним об’є- ктом для біотехнологічного отримання селену з метою його використання у харчо- вих цілях є простіші гриби, дріжджі, одноклітинні водорості, зокрема спіруліна.

Шляхом автолізу селеновмісних дріжджів отримують біологічно активну добав-

ку « Вітасин-Se», яка не має побічних небажаних ефектів.

Вітамін  Е (токоферол).  Під загальною назвою вітамін Е — це об’єднана група

токоферолів, які позначаються буквами грецького алфавіту: α, β, γ, ∆ та ін. і відріз-

няються числом та місцем розміщення метильних груп у С5, С7, С8.

Найбільш важливим джерелом токоферолів є рослинні олії. У соняшниковій олії

містяться переважно -токофероли, тоді як у кукурудзяній і соєвій вітамін Е на

90 % складається з γ- і ∆-токоферолів з високою антиоксидантною активністю.

Токофероли відіграють важливу роль в окислювально-відновних процесах орга-

нізму. Біологічна дія токоферолів зумовлена тим, що вони проявляють антиоксида-

нтні властивості й запобігають надмірному окисленню ліпідів в організмі, утворен-

ню пероксидів ліпідів та нагромадженню в тканинах вільних радикалів. Найвища

антиоксидантна активність притаманна ∆- і γ-токоферолам, які складають близько

90 % усіх токоферолів організму людини.

Добова потреба у токоферолах становить близько 20—30 мг, з них половина припадає на -токоферол.

Вітамін  А та його попередники — каротиноїди. За хімічною природою кароти- ноїди є поліненасиченими сполуками терпенового ряду. Їх поділяють на каротиної- ди вуглеводні, С4о — ксантофіли, гемо-, апо- та нор-каротиноїди. Серед каротиної- дів  найважливіше  значення  мають  -,  -,  -  та  -каротини,  які  відрізняються будовою та біологічною активністю.

Вітамін А як оксидант, гальмує перетворення сульфгідрильних груп у дисульфі- дні, приймає участь у синтезі глікопротеїдів, впливає на метаболізм мембранних фосфоліпідів, проявляє антимутагенні властивості, запобігає канцерогенній дії бен- зпірену та інших токсичних речовин.

Бета-каротин і вітамін А є достатньо активними акцепторами вільних радикалів.

Фосфоліпіди — це складні ефіри гліцерину й жирних кислот, які містять фосфо-

рну кислоту і азотовмісну сполуку. Важливими представниками фосфоліпідів є фо-

сфатидилхоліни, фосфатидилетаноламін, фосфатидилсерини, плазмологени, фос-

фатидилінозити, сфінгомієліни. Фізіологічна роль фосфоліпідів визначається тим,

що вони входять до складу білково-ліпідних комплексів мембран, мітохондрій, лі-

зосом та інших клітинних органел.

На антиокислювальні властивості й показники активності фосфоліпідів впливає

склад жирних кислот. Наприклад, фосфоліпіди, які вміщують насичені жирні кис-

лоти з довгим ланцюгом, мають більш високі значення антиокислювальної актив-

ності.

Фосфоліпідні фракції відомі як антиоксиданти. Лецитин — як харчова антиок-

сидантна добавка вперше була прийнята до виробництва у США. Лецитини (фос-

фатидилхоліни) беруть участь у побудові важливих клітинних структур та в чисе-

льних метаболічних реакціях. Вони гальмують пероксидацію ліпідів, уповільнюють

процес окислення.


Добова потреба дорослої людини у фосфоліпідах складає 5 г. Джерелом лецити-

ну є нерафінована олія, соя, горох, горіхи.

Спиртовий екстракт іранського прополісу проявляє антиоксидантні властивості, тобто є джерелом натуральних антиоксидантів і може бути корисним для попере- дження розладів здоров’я, зумовлених присутністю вільних радикалів.