Антиоксидантите, тяхната роля в биологията и медицината. За какво са антиоксидантите Съобщение за ролята на антиоксидантите
Л. СМИРНОВ.
Обикновено не се замисляме как функционира тялото ни на биохимично ниво, но всяка секунда в него протичат хиляди различни реакции. Много от тези реакции, особено процесите на окисление, включват свободни радикали, които са изключително реактивни видове. Понякога, поради повреда в системите за биохимично регулиране, окисляването на свободните радикали излиза извън контрол и радикалите започват да атакуват всичко, което ги заобикаля, предимно клетъчните мембрани. Антиоксидантите помагат за умиротворяване на „нарушителите на клетъчния мир“ – тоест вещества, способни да прихващат радикалите и да инхибират окисляването. През последните години антиоксидантите - естествени и синтетични - все повече навлизат в клиничната практика и работят в различни области на медицината - от хирургия до психиатрия. Специален кореспондент на списание "Наука и живот" Е. ЛОЗОВСКАЯ посети Института по биохимична физика на името на. Н. М. Емануел от Руската академия на науките, където са синтезирани лекарства с антиоксидантни ефекти, емоксипин и мексидол, които нямат чужди аналози. На въпросите на редактора отговаря ръководителят на лабораторията по нискомолекулни биорегулатори, доктор на химическите науки Л. СМИРНОВ.
Професор, доктор на химическите науки Л. Д. Смирнов.
Биологичната мембрана се състои от двоен слой фосфолипиди, в които са вградени протеинови молекули (показани в жълто на фигурата).
-Леонид Дмитриевич, как започна използването на антиоксиданти в медицината?
Всяко лекарство има основна цел, върху която е насочено неговото действие. За антиоксидантите такава цел са свободните радикали. Ако говорим за историята на въпроса, предположението, че свободните радикали участват активно в биологичните процеси, включително развитието на патологични състояния, е изразено за първи път от академик Н. М. Емануел през 60-те години на миналия век. Наистина, експерименти показват, че с растежа на туморите, и с лъчева болест, и с много други заболявания, както и със стареенето, има прекомерно образуване на свободни радикали.
За да поставим радикалните реакции под контрол, първо решихме да тестваме ароматни феноли, мастноразтворими антиоксиданти. Първото лекарство от тази група беше дибунол. Произведен е на базата на йонол, известен стабилизатор на каучук, който се добавя и към хранителните мазнини, за да се предотврати бързото им окисление и гранясване. Dibunol се е доказал при лечението на изгаряния, рак на пикочния мехур, язвени лезии на кожата и лигавиците. Друг фенолен антиоксидант, пробукол, е ефективен за предотвратяване на атеросклероза.
Трябва да се каже, че в началото лекарите се отнасяха към антиоксидантите с голямо недоверие. Спомням си, когато в началото на 70-те години Елена Борисовна Бурлакова (заместник-директор на Института по биохимична физика. - Изд.) направи презентация пред фармаколози, й беше зададен въпросът: „Сериозно ли мислите, че хората могат да бъдат лекувани с вещества, които се добавят към гумените гуми?“ Тя каза: "Да, ако тези вещества не са токсични." В отговор на думите й в залата се разнесе смях.
Отне няколко години работа на голям екип от учени, за да докажат: в живия организъм свободните радикали участват в различни процеси. И тези процеси се регулират от антиоксиданти - както ендогенни (тоест тези, които първоначално присъстват в тялото), така и екзогенни (постъпващи отвън).
В крайна сметка лекарите повярваха на антиоксидантите. Освен това, благодарение на усилията на известния ни фармаколог Михаил Давидович Машковски, във вътрешната фармакопея се появи специален раздел: „Антихипоксия и антиоксиданти“.
Известно е, че много храни са богати на естествени антиоксиданти. Възможно ли е да се лекуват заболявания със специална диета?
Естествените антиоксиданти са чудесни, когато става въпрос за превенция. Почти всички те са мастноразтворими съединения, поради което се абсорбират доста бавно и действат нежно. Това е достатъчно, за да се изглади влиянието на неблагоприятните фактори на околната среда или да се коригират незначителни отклонения в антиоксидантната система на младо здраво тяло.
Съвсем друга работа са острите състояния като мозъчния кръвоизлив. Тук трябва незабавно да се помогне, защото говорим на живот и смърт. Затова е необходим силен антиоксидант, който, за разлика от дибунола и пробукола, трябва да се разтвори добре във вода, за да стигне незабавно до правилното място с кръвния поток.
Нашата група синтетични химици започна да търси такива антиоксиданти в началото на 60-те години. Взехме витамин В6 като структурен прототип и синтезирахме редица негови аналози - 3-хидроксипиридинови производни. Две са регистрирани като лекарства - емоксипин и мексидол.
-Защо тези лекарства са интересни?
Емоксипин се оказа много ефективен в офталмологията. Това е универсално средство за лечение на съдови очни заболявания. Използва се при травматични кръвоизливи, при увреждане на ретината, включително диабетна ретинопатия, а също и като профилактично средство за защита на окото от прекалено ярка светлина.
Мексидол има много по-широк спектър на действие. За да синтезираме това лекарство, ние, образно казано, „прикрепихме“ янтарната киселина към молекулата на емоксипина. Резултатът е комбинирано бифункционално лекарство: от една страна, действа като антиоксидант, а от друга, благодарение на янтарната киселина, подобрява енергийния метаболизъм в клетката. Терапевтичните свойства на Mexidol са изследвани в Института по фармакология и се оказа, че лекарството съчетава свойствата на транквилизатор и ноотропно лекарство, т.е. успокоява и в същото време стимулира паметта и умствените функции на мозъка. Не предизвиква сънливост и затова се препоръчва като дневен транквилант.
Церебропротективният ефект на мексидол е изследван в 17 водещи клиники, включително Научноизследователския институт по неврология на Руската академия на медицинските науки, Руския държавен медицински университет и неврологичната клиника на медицинския център на администрацията на президента на Руската федерация. . Сега се използва не само в Москва, но и в други градове на Русия. Лекарството се показа особено добре при остри мозъчно-съдови инциденти, като допълнение към традиционната терапия. Мексидол може да се използва при всякакъв вид инсулт - както исхемичен, така и хеморагичен. Това е много удобно за спешна помощ, когато не е възможно незабавно да се извърши преглед. Също така е важно, че когато се прилага интравенозно, лекарството навлиза в мозъка в рамките на 30 минути.
Терапевтичният ефект на Mexidol се проявява и при много други заболявания: нарушение на паметта в напреднала възраст, атеросклероза, коронарна болест на сърцето, възпалителни процеси, захарен диабет.
-Как едно лекарство може да помогне за лечението на толкова много различни заболявания?
Всичко е въпрос на механизма на действие. Най-уязвимото място за атака на свободните радикали е клетъчната мембрана. Тази защитна обвивка регулира обмена на клетката с външния свят, пропуска необходимите вещества и изхвърля ненужните. Увреждането на молекулите, които изграждат мембраната, нарушава нейната структура. И ако мембраната не може да изпълнява функциите си нормално, започват патологични процеси, при това различни. Тук на помощ идва антиоксидантът – той спира разрушителната атака на свободните радикали и възстановява функционирането на мембраната.
Между другото, благодарение на мембранозащитния ефект Mexidol може да елиминира страничните ефекти на други лекарства. Например, някои лекарства, които подобряват мозъчното кръвообращение, нарушават целостта на кръвоносните съдове, с други думи, оставят дупки в тях. И мексидол лекува тези дупки. Пристрастяването към лекарства - сънотворни, антипсихотици, нитрити - също възниква поради увреждане на клетъчните мембрани. Но ако приемате тези лекарства в комбинация с Mexidol, мембраната ще бъде под надеждна защита и пристрастяването няма да се развие. Липидният и въглехидратният метаболизъм зависят от състоянието на клетъчните мембрани, оттук и ефектът на антиоксидантите при атеросклероза и диабет.
-С какво се свързват противовъзпалителните свойства на антиоксидантите?
Антиоксидантите са в състояние да блокират синтеза на простагландини и левкотриени, т.е. сигнални предаватели на възпалителния процес. Освен това този ефект е най-силно изразен при остри състояния - панкреатит, перитонит, артрит.
-Можем да кажем, че антиоксидантите са универсално лекарство...
В известен смисъл да. Но досега тяхното използване, по-специално Mexidol, е ограничено до четири основни области - неврология, психиатрия, кардиология и хирургия. Факт е, че в съответствие с приетата в момента система за стандартизация на фармацевтичните продукти, когато се разширява обхватът на лекарството, е необходимо да се проведат нови клинични изпитвания. Тази процедура струва поне 30 хиляди долара. Руските разработчици, като правило, нямат такива пари; държавата не отделя средства за тестване; инвеститорите също не бързат, защото не са сигурни в реализирането на печалба. Популяризирането на лекарство на пазара е скъп бизнес и цената на действителната научна разработка обикновено е не повече от 20 процента, останалото се изразходва за извършване на необходимите процедури за регистрация и реклама. Нашите фармацевтични компании не могат да инвестират в нови местни лекарства - за тях е по-лесно да произвеждат аналог на вече „популяризирано“ чуждестранно лекарство. Вярно е, че има посреднически компании, които са готови да купят лиценз, но няма гаранция, че лекарството няма да бъде „погребано“ в интерес на конкурентите.
-Чуждите компании произвеждат ли нещо подобно?
В света няма аналози на емоксипин и мексидол. Единственият синтетичен антиоксидант, произведен в чужбина, е пробукол. Пробукол се използва за понижаване на нивата на холестерола, но през последните години до голяма степен е заменен от по-ефективни статини. Под натиска на активната реклама на статините пробукол вече не се произвеждаше у нас. Но когато резултатите бяха обобщени, се оказа, че статините не са достъпни за населението на нашата страна - те трябва да се приемат постоянно, а и са скъпи. Освен това изобщо не е необходимо да се намалява рязко холестерола, достатъчно е да се намали нивото му с 10 процента и пробуколът се справи отлично с това. Едва ли е възможно да се възстанови производството на пробукол, но сега Mexidol може да го замени. Той е още по-ефективен при понижаване на холестерола и триглицеридите, докато съдържанието на „добрите“ липиди с висока плътност дори се увеличава.
Антиоксиданти(синоним: Антиоксиданти) са естествени или синтетични вещества, които могат да инхибират окисляването на органични съединения. Окисляването на въглеводороди, алкохоли, киселини, мазнини и т.н. с атмосферен кислород е верижен процес. Вериги от трансформации се извършват с участието на активни свободни радикали - пероксид (RO2), алкокси (RO), алкил (R). Окислителните реакции се характеризират с увеличаване на скоростта по време на трансформацията. Това се дължи на образуването на свободни радикали по време на разграждането на междинните продукти. Механизмът на действие на най-често срещаните антиоксиданти (ароматни амини, феноли, нафтоли и т.н.) е прекъсването на реакционните вериги: антиоксидантните молекули взаимодействат с активните радикали, за да образуват нискоактивни радикали. Окисляването също се забавя в присъствието на вещества, които разрушават хидропероксидите (диалкилсулфиди и др.). Ролята на такива антиоксиданти е да намалят скоростта на образуване на свободни радикали. Ефективните антиоксиданти, когато се добавят в малки количества (0,01-0,001%), намаляват скоростта на окисление, така че за определен период от време (инхибиране, период на индукция) не се откриват продукти на окисление. В практиката на инхибиране на окислителните процеси е от голямо значение феноменът на синергизма, който се състои във взаимното повишаване на ефективността на антиоксидантите в тяхната смес или в присъствието на вещества, които не са антиоксиданти.
Антиоксидантите се използват широко в практиката. Окислителните процеси водят до разваляне на ценни хранителни продукти (гранясване на мазнини, разрушаване на витамини), загуба на механична якост и обезцветяване на полимери (каучук, пластмаси, влакна), катран на гориво, образуване на киселини и утайки в турбинни и трансформаторни масла, и така нататък. За да се повиши стабилността на хранителните продукти, съдържащи мазнини и витамини, се използват естествени антиоксиданти - токофероли (витамини Е), нордихидрогваяретова киселина и др. - и синтетични антиоксиданти - пропилови и додецилови естери на галова киселина, бутилокситолуен (йонол) и др.
Всички поне веднъж в живота си сме чували за антиоксидантите, но малко хора разбират какво представляват те. Нека се опитаме да го разберем заедно.
Функции на антиоксидантите
През целия жизнен цикъл тялото получава много вещества, необходими за функционирането му. Постоянно протичаме много различни процеси, в повечето от които активно участва кислородът.
Такива процеси наречено окислениеа енергията, освободена в резултат на това, ни позволява да поддържаме определена телесна температура, отговаря за ферментацията и помага за производството на хормони. Комбинацията от такива процеси се нарича клетъчно дишане или биологично изгаряне.
Но без радикалите всичко това би било невъзможно. При условие, че ги има в необходимите количества, те могат неутрализират токсините,Някои видове радиация, идваща отвън, също са основните борци срещу последствията от стресови ситуации.
В случай на излишък те се трансформират в свободни радикали, които са нестабилни и способни да създават различни реакции, водещи до значителни промени в организма. Излишъкът от свободни радикали със сигурност води до негативни явления.
Именно тези процеси причиняват ускорено стареене и възникване на сериозни заболявания - инсулт, атеросклероза, болест на Алцхаймер,онкологични заболявания. А с напредване на възрастта влиянието на свободните радикали върху клетките ни се увеличава значително.
антиоксиданти,иначе наречени антиоксиданти, са необходими за неутрализиране на окислителните процеси. Ако те са дефицитни, тялото няма да може да предотврати мутационните процеси. Антиоксидантите лесно се справят с малки количества свободни радикали. Ако има недостиг на антиоксиданти, необходимото количество може да се напълни чрез храни, които ги съдържат в големи количества.
И така, антиоксиданти - Това са вещества, които неутрализират свободните радикали. Те са разделени на няколко групи:
- предотвратяване на хипоксия, което позволява да се осигури наличието на необходимото количество кислород;
- предотвратявайки реакцията на тялото при недостатъчен кислород.
Въпреки това, трябва да знаете, че нашето тяло първоначално е защитено от отслабване и патологии; цялата антиоксидантна защита се разделя на:
- ензими,трансформиране на свободните радикали в съединения, които не са толкова опасни;
- витамини, инхибирайки създаването на различни реакции и участвайки в образуването на радикали. Това е серия от витамини - А, С, Е, както и микроелементи (селен, цинк, желязо и други), аминокиселини.
Трябва да знаете, че не трябва да злоупотребявате със свойствата на антиоксидантите, тъй като прекомерната им консумация може да направи лоша услуга на тялото ви. Следователно лекарствата, съдържащи витаминни комплекси, не могат да се използват в неограничени количества, всяко предозиране причинява увреждане на тялото.
Освен това, ако ядете храни, които съдържат антиоксиданти, рискът от пренасищане с тях е минимален, тъй като всички излишъци ще напуснат тялото сами, за разлика от лекарствата.
Какви храни съдържат антиоксиданти?
Можете лесно да разпознаете зеленчуците и плодовете, които са богати на антиоксиданти, по ярките им цветове.
Витамин Анамира се в необходимите количества в зеленчуци, горски плодове, райска ябълка, моркови, кайсии, чушки, зеле и рибено масло. Като цяло витамин А присъства във всички плодове с ярък жълто-оранжев цвят на кожата. Витамин Цпреобладава в цитрусовите плодове, касиса, други горски плодове, червени и зелени чушки. Витамин Енамира се в големи дози в растителни масла и ядки.
Антиоксидантите могат да бъдат получени в големи дози чрез консумация традиционни напитки- зелен чай, какао и кафе. Разбира се, различни сокове също са източници на тези вещества, но си струва да запомните, че това са прясно изцедени сокове, а не индустриално получени от концентрати. Сушени плодове, различни билки и дори някои подправки могат да бъдат значителен източник на антиоксиданти.
До голяма степен нуждата от антиоксиданти може да бъде задоволена чрез консумация на малки количества натурални вина и коняк.
Значението на консумацията на антиоксиданти не може да се подценява, тъй като те не само поставят бариера срещу широк спектър от заболявания, помагат за поддържане на имунитета и гладкото функциониране на всички системи на тялото, но също така ви позволяват да поддържате младостта и красотата за дълго време.
Така че, ако искате да можете да работите дълго време, поддържайте страхотен външен види бъдете активни - яжте правилно, не забравяйте да включите зеленчуци и плодове в диетата си, защото това са естествени източници на антиоксиданти.
Конфитюри, бонбони, зеленчукови консерви, сокове, кайма и риба, плодови пюрета, вина, бебешки формули и спортно хранене... Трудно се намират продукти, които да не съдържат мистериозни вещества.
Защо са необходими антиоксиданти?
Сложна многофункционална химическа и биологична система, наречена „човешко тяло“, се нуждае от кислород. Под негово влияние протичат окислителни процеси. Те са необходими за генериране на енергия, без която пълноценният живот е невъзможен. Особен страничен ефект от сложна реакция са свободните радикали - химически активни молекули, които разрушават клетките на тялото. Резултатът от това действие е разочароващ:
- структурата на ДНК е разрушена;
- отслабва имунната система;
- стареенето на клетките се ускорява.
Антиоксидантите неутрализират опасните свободни радикали.
Естествените или изкуствено създадени субстанции защитават организма на клетъчно ниво.
Антиоксиданти като хранителни добавки:
- забавят или напълно спират липидното окисление, предпазвайки продуктите, съдържащи мазнини, от разваляне и гранясване;
- инхибират процеса на ензимно окисление, удължавайки срока на годност на алкохолни и безалкохолни напитки;
- предпазвайте зеленчуците и плодовете от потъмняване;
- забавят процесите на гниене, причинени от микробиологични процеси.
Използването на антиоксиданти удължава срока на годност на продуктите няколко пъти, подобрява техния вкус и външен вид.
Малко история
Способността на някои вещества да предпазват храната от разваляне, да удължават младостта и красотата и да лекуват болести е забелязана от хората в онези далечни години, когато модерната дума „антиоксиданти“ все още не е влязла в употреба.
За да предотвратят развалянето на мечата мазнина, местните племена от Южна Америка добавяли към нея прах от кора на бряст. Учените научили, че растението съдържа естери на галовата киселина няколко века по-късно.
Древните времена извеждат зехтина на върха на славата. Беше предписано да се пие за всички болести. Но едва през 20 век са описани антиоксидантните свойства на токоферолите, които са в основата на "течното злато". През 1938 г. швейцарецът Пол Карер дава на света изкуствен витамин Е, като определя химичната структура на α-токоферола.
Търсенето на лекарства, които могат да се борят със скорбута, доведе до откриването на аскорбиновата киселина.
В средата на 16 век испанските лекари използват лимонов сок за лечение. Много учени говорят за наличието на специални вещества в зеленчуците и плодовете, които лекуват ужасна болест в продължение на няколко века. Но Нобеловата награда беше присъдена на американеца Алберт Сент-Дьорди. Той проведе серия от изследвания върху природата на окисляването на храните и обяви откриването на уникален антиоксидант, наречен аскорбинова киселина.
Германският алхимик Агрикола, в търсене на „философския камък“, нагрява парчета кехлибар в съд без достъп на въздух. Получените метални кристали не са превърнати в злато. Но те могат да удължат младостта и да стимулират защитните функции на тялото. Янтарната киселина е един от най-безопасните антиоксиданти. Предписва се дори на деца.
Сериозните изследвания на природата на антиоксидантите започват в началото на 20 век. В същото време започва работа по техния синтез.
Хранителната добавка E 391 е призната за опасна за здравето. Употребата в хранително-вкусовата промишленост е забранена. Фитиновата киселина се съдържа в зърната. Правилната обработка на продуктите преди консумация ще намали вредното въздействие на веществото
Добавката E385 е призната за условно безопасна. EDTA премахва солите на тежките метали от тялото. В някои случаи може да причини тежко отравяне. Включва се в повечето майонези
Калциевият глицерофосфат Е 383 е изключен от списъка на разрешените хранителни продукти. Веществото е намерило приложение във фармацевтиката, производството на пасти за зъби и ветеринарната медицина. Включва се в биологично активни хранителни добавки за спортисти
Хранителната добавка Е 380 е група амониеви соли на лимонената киселина, наричани общо амониеви цитрати. В производството на храни действа като синергист на други антиоксиданти, регулатор на киселинността и емулгатор.
Европейският код Е 375 означава никотинова киселина. Антиоксидантът е необходим като източник на енергия. Много странични ефекти доведоха до изключването на синтетичния витамин РР от списъка на одобрените хранителни продукти
Хранителната добавка Е 363 е известна като янтарна киселина от синтетичен произход. Антиоксидантът удължава срока на годност на продуктите и повишава тяхната хранителна стойност. Признат за напълно безопасен. Препоръчва се като ценна биологична добавка
Произведена в големи количества по света, адипиновата киселина може да се използва като антиоксидант и като суровина за много индустриални продукти. В Руската федерация адипиновата киселина все още се произвежда в ограничени количества и се внася от чужбина
Е350 е добавка, която се използва в сокове, конфитюри и други хранителни продукти. Въпреки че все още няма данни за неговата вреда за организма, много учени се опитват да я забранят или да променят технологията на производство, която включва използването на опасни примеси
Магнезиевият цитрат, обозначен като хранителна добавка Е345, съдържа благоприятния за здравето метал магнезий. Благодарение на терапевтичния си ефект някои човешки заболявания могат да бъдат излекувани. Когато се използва като хранителна добавка, тази съставка служи като антиоксидант и подобрява срока на годност на храните. Тази хранителна добавка обаче е изключена от списъка с одобрени
Хранителната добавка Е 340 е част от групата на антиоксидантите. Калиеви фосфати се използват в медицината и битовата химия. В хранително-вкусовата промишленост антиоксидантът се е утвърдил като доставчик на калий, регулатор на киселинността, консистенция и стабилизатор на цвета.
Хранителната добавка E 339 (натриеви фосфати) се включва в голям брой продукти поради широк спектър от технологични функции. Антиоксидант, фиксатор на цвета, регулатор на киселинността, стабилизатор на консистенцията, признат за безопасен в малки количества
Ортофосфорната киселина е известна като хранителна добавка Е 338. Използва се за производството на торове и автомобилна химия. Включен в Pepsi-Cola и сиропи. Превишаването на допустимата граница е опасно за здравето
Калиевият тартарат (E 336) е една от солите на естествената винена киселина. Хранителната добавка е полезна като източник на ценни макронутриенти. Ефективен антиоксидантен синергист, регулатор на киселинността. Включени в лекарствата
Антиоксидант Е 333 е калциева сол на лимонена киселина. Известен в хранително-вкусовата, фармацевтичната и козметичната промишленост като калциев цитрат. Добре се усвоява от организма. Използва се като бионаличен източник на калций
Хранителната добавка калиеви цитрати Е 332 е безопасна за здравето. В допълнение към широк спектър от технологични функции (антиоксидант синергист, регулатор на киселинността, стабилизираща сол), веществото служи като източник на калий и ефективно лекарство
Антиоксидант Е 331 е група натриеви соли на лимонената киселина. Натриевите цитрати подобряват вкуса на храните, предотвратяват пероксидацията и регулират нивата на киселинност. Добавката е ефективна при киселини, засилва ефекта на витамин С
Калциев лактат или хранителна добавка Е 327 се включва в хранителни продукти, лекарства и козметика. Веществото удължава срока на годност, запазва външния вид и спира развитието на патогенни микроорганизми
Хранителната добавка Е 322 е част от групата на антиоксидантите. Изпълнява функциите на емулгатор и стабилизатор на мазнини. Лецитините, уникални по своя химичен състав, се използват широко в хранително-вкусовата, козметичната и фармацевтичната промишленост.
Антиоксидантът E321 е одобрен в почти всички страни. Синтетичен аналог на токоферол е включен в много хранителни продукти и декоративна козметика. Независими еколози смятат веществото за опасно за здравето
Европейският код Е 334 означава винена киселина. Условно безопасна хранителна добавка е силен антиоксидант и биостимулант. Регулира киселинно-алкалния баланс. Използва се в храни, лекарства, продукти за грижа за кожата
Хранителният антиоксидант Е 320 се използва от производителите на храни, козметика и лекарства. Веществото предпазва от пероксидация и удължава срока на годност. Споровете за ползите и вредите от добавките за човешкото здраве не са стихнали в продължение на много десетилетия.
Лимонената киселина (Е 300) се получава по химичен път. Мощният антиоксидант се счита за една от най-безопасните и здравословни хранителни добавки поради антимикробния си ефект, способността да подобрява вкуса на продуктите и да увеличава срока на годност.
Синтетичната хранителна добавка Е 319 принадлежи към групата на фенолните антиоксиданти. Веществото се признава за безопасно при спазване на допустимата норма.Най-често се среща в растителни масла и животински мазнини
Хранителната промишленост не използва антиоксидант Е 313. Етил галатът, който е опасен за здравето, се използва за стабилизиране на горивото, подобряване на качеството на моторното масло, в медицината и козметологията
Алфа токоферолът (хранителна добавка Е 307) е най-активната форма на витамин Е. Силен антиоксидант се използва в хранително-вкусовата и козметичната промишленост, медицината и животновъдството.
Добавката Е 306 (концентрирана смес от токофероли) принадлежи към групата на антиоксидантите. Поради способността си да защитава тялото на клетъчно ниво, веществото намира широко приложение в хранително-вкусовата, козметичната и фармацевтичната промишленост.
Методи на производство
Естествените антиоксиданти обикновено са страничен продукт от преработката на естествени вещества: растителни масла и мазнини (смес), захар ().
Повечето съвременни хранителни добавки се получават в лабораторни условия.
Основните производствени методи са:
- ферментация на изходния материал, последвана от химично окисление (аскорбати, лактати);
- кондензация на органични химични съединения, последвана от пречистване и кристализация (токофероли);
- естерификация на киселини с алкохоли (галати);
- неутрализация на карбоксилни киселини с химични съединения (цитрати, тартарати).
Видове антиоксиданти
По предназначение
Антиоксидантите според тяхното предназначение обикновено се разделят на две подгрупи:
- Всъщност антиоксиданти.
- Синергисти. Веществата имат слаба способност да спират окисляването, но в комбинация с други антиоксиданти засилват ефекта на последните.
Това разделение е условно. Например лецитините (Е 322), в зависимост от обхвата на приложение, могат да действат като представители както на първата, така и на втората подгрупа.
Почти всички хранителни антиоксиданти играят ролята на регулатори на киселинността. Много от тях изпълняват редица допълнителни технологични функции: 
- сгъстители (лактати, фосфати, цитрати, калциев тартарат, калциеви малати) укрепват структурата на растението
- тъкани, помагат за запазване на формата на зеленчуци и плодове по време на консервиране;
- влагозадържащи агенти (лактати, фосфати, лецитини) предпазват продуктите от изсъхване и поддържат структурата;
- антислепващи агенти (калциев и магнезиев фосфат) предотвратяват слепването и образуването на бучки;
- емулгатори (аскорбил палмитат, аскорбил стеарат, лецитини) подобряват консистенцията на продукта;
- разредители (фосфати, аскорбил палмитат) помагат за правилното дозиране на веществата;
- Подобрителите на брашното (аскорбинова киселина, аскорбати) участват в храненето на дрождите, подобряват структурата и вкуса на тестото.
По начин на получаване
Според метода на производство хранителните добавки се делят на естествени и изкуствени.
Първата група включва:
- смес от токофероли (Е 306), жизненоважен витамин Е, е страничен продукт от дестилацията на растителни масла;
- гваякова смола (E 314), извлечена от смолата на дървета от рода Guajacum sanctum L. и Guajacum officinale L, ендемични за Западна Индия;
- лецитини (Е 322), полезни фосфолипиди, се получават чрез обработка на соево брашно или пречистване на растителни, по-рядко животински мазнини;
- лимонена киселина (Е 330), получена чрез ферментация на меласа или ферментация на захар чрез плесени. Полезен като участник в клетъчния метаболизъм. Има доказателства, че големи дози причиняват рак.
Синтетичните антиоксиданти образуват редица подгрупи.
Аскорбинова киселина и аскорбати
Някои от най-безопасните хранителни добавки за здравето са източници на витамин С.
Аскорбиновата киселина се намира в голям брой природни продукти.
Химическият метод за получаване на антиоксиданта Е 300 и неговите производни, соли и естери (аскорбати) налага тази подгрупа да бъде класифицирана като синтетични вещества.
| Име | европейски код | |||
| Аскорбинова киселина | E300 | Не е ограничено | Полезен, стимулира защитните функции на организма. Големите дози могат да причинят алергии | Плодови сокове, лимонади, зеленчукови консерви, сухо мляко, сладкарски изделия, мляно месо и риба |
| Натриев аскорбат | 15 мг | Безопасна, по-мека форма на витамин С | Месни и рибни продукти | |
| Калциев аскорбат | 15 мг | Забранено е приемането на повече от 1 g на ден, възможно е образуването на камъни в бъбреците и пикочния мехур. | Сладкарски и хлебни изделия | |
| Калиев аскорбат | E303 | 15 мг | безопасно | Само в комбинация с други аскорбати в печива |
| Аскорбил палмитат | 1,25 мг | безопасно | Растителни и животински мазнини, сухо мляко, детски хранителни продукти | |
| Аскорбил стеарат | Е 305 | Неопределен | Условно безопасен. Възможно развитие на уролитиаза, влияе негативно на черния дроб | Растителни масла, животински мазнини, маргарини |
| Изоаскорбинова киселина (ериторбинова киселина) | Е 315 | Не е ограничено | безопасно. Действа като Е 300 | Ябълково пюре, замразена риба, кайма |
| Натриев изоаскорбат (ериторбат) | Е 316 | 5 мг | Смята се за безопасно, но изследванията продължават | Кайма, рибни консерви |
Токофероли
Веществата имат положителен ефект върху нервната и съдовата система и забавят стареенето на клетъчно ниво. Препоръчва се за хора, страдащи от рак.
Синтетичните антиоксиданти не трябва да се бъркат с естествената концентрирана смес от токофероли (E 306). Полезните свойства на витамин Е са по-слабо изразени от тези на естествения антиоксидант.
галати
Групата представлява естери на галовата киселина. Производното вещество е естествен продукт и е част от много хранителни бои. Не се използва като самостоятелна добавка поради големия брой странични ефекти: алергични реакции, болки в ставите, хронична умора, детска хиперактивност.
Галатите се считат за безопасни при стриктно спазване на допустимите разходни норми.
| Име | европейски код | Дневна норма на 1 кг телесно тегло | Степен на опасност, възможно увреждане на здравето | В кои продукти най-често се среща? |
| Пропил галат | Е 310 | 2 мг | Условно безопасен. Може да предизвика астматични пристъпи, алергични обриви | Дъвки, мазнини за пържене, бульонни концентрати |
| Октил галат | Е 311 | 2 мг | Ефектите върху здравето не са напълно проучени. Забранено за бебешка храна. Може да предизвика астматичен пристъп | Растителни и животински мазнини, маргарини, зърнени закуски, майонеза |
| Додецил галат | Е 312 | Неопределен | Изследването не е приключило. Има доказателства, че може да причини необратими промени в черния дроб и далака. Забранено за бебешка храна, бременни и кърмещи жени | Мазнини за пържене, сухи смеси за сладкиши, дъвки |
Цитрати
Солите на лимонената киселина се разтварят добре във вода, не променят вкуса на продуктите и са безопасни за здравето.
| Име | европейски код | Дневна норма на 1 кг телесно тегло | Степен на опасност, възможно увреждане на здравето | В кои продукти най-често се среща? |
| Натриеви цитрати | Не е ограничено | безопасно. Одобрен за бебешка храна | Конфитюри, плодови компоти, замразени морски дарове, сухо мляко | |
| Калиеви цитрати | От 2 до 40гр | безопасно | Месни и рибни продукти, конфитюри, компоти, мазнини | |
| Калциеви цитрати | Не е ограничено | Безопасен, одобрен за деца, източник на калций | Зеленчукови и плодови консерви, месни полуфабрикати, растителни и животински мазнини, сладкарски изделия | |
| Амониеви цитрати | Не е ограничено | безопасно | Топени сирена, мармалад, плодови сокове, маргарин | |
| Амониево-железни цитрати | Е 381 | Неопределен | Опасен в големи дози. Предизвиква симптоми на отравяне: повръщане, обрив, диария. Вреден за околната среда | В Русия употребата в хранителни продукти е спряна. В някои страни се добавя към газираните напитки |
лактати
Подгрупата се състои от соли на млечна киселина, получени по синтетичен път. Млечната киселина е един от основните източници на въглехидрати и има положителен ефект върху функционирането на нервната система и мускулите.
| Име | европейски код | Дневна норма на 1 кг телесно тегло | Степен на опасност, възможно увреждане на здравето | В кои продукти най-често се среща? |
| Натриев лактат | Неопределен | Безопасен за възрастни | Мармалади, месни продукти, топени сирена, хляб, майонеза | |
| калиев лактат | Е 326 | Неопределен | Безопасен за възрастни. Не се препоръчва за деца | Плодови и зеленчукови консерви, сладкарски изделия, цитрусови мармалади, нискокалорични мазнини. Заместител на готварската сол. |
| Калциев лактат | Неопределен | Условно безопасен. Източник на калций. Може да причини смущения в стомашно-чревния тракт | Консервирани краставици и домати, цитрусови конфитюри, хляб, сладолед | |
| Амониев лакатат | Е 328 | Неопределен | Условно безопасен. Забранено за бебешка храна. Възможни алергични прояви | Маслини, топени сирена (в комбинация с други лактати) |
| Магнезиев лактат | Е 329 | Неопределен | Не е одобрен за хранене на деца. Може да предизвика алергии | Хляб, продукти от брашно |
Винена киселина и тартарати
Винената киселина се намира в много плодове.
Използването на сярна киселина в производствения процес не позволява антиоксидантът да бъде класифициран като естествен.
Тартаратите са соли на винената киселина.
| Име | европейски код | Дневна норма на 1 кг телесно тегло | Степен на опасност, възможно увреждане на здравето | В кои продукти най-често се среща? |
| Винена киселина ((L+)-) | 30 мг | Умерено опасен. Мускулен токсин | Мармалади, консервирани домати, плодов сладолед, сухи смеси за приготвяне на газирани напитки, сладкарски изделия | |
| Натриеви тартарати | Е 335 | 30 мг | безопасно | Сухи бульони, сладкарски изделия, желета, маргарини, нискомаслени масла |
| Калиеви тартарати | 30 мг | безопасно. Повлиява положително работата на сърцето и жлъчния мехур | Инстантни супи, бонбони с желиран пълнеж, гроздов сок | |
| Калиев натриев тартарат | Е 337 | 30 мг | Малко опасно. Не се препоръчва за хора с бъбречни заболявания или сърдечна недостатъчност | Плодови и зеленчукови консерви, сладкарски изделия, бульони, вино |
| метавинена киселина | Е 353 | 30 мг | Малък риск | Вино |
| Калциев тартарат | Е 354 | 30 мг | безопасно | Хлебни изделия, сладка, безалкохолни и алкохолни напитки, детски смеси |
Производни на фенол
Въпреки факта, че добавките са включени в категорията на разрешените, тяхното използване в хранително-вкусовата промишленост се счита за нежелателно. Лабораторните тестове продължават, но учените не могат да направят ясни заключения.
| Име | европейски код | Разрешен дневен прием на 1 кг телесно тегло | Степен на опасност, възможно увреждане на здравето | В кои продукти най-често се среща? |
| терт-бутилхидрохинон | 0,25 мг | Не е безопасно. Малко проучен | Гхи, мазнини за готвене, зърнени закуски | |
| Бутилиран хидроксианизол | 0,5 мг | Опасни. Предполага се, че е канцероген | Мазнини за готвене, дъвки и бонбони, кубчета бульон | |
| Бутилхидрокситолуен, "йонол" | 0, 125 | Опасен, забранен в много страни. Предполагаем канцероген | Мазнини за пържене, дъвки |
Фосфати
Орто-фосфорната киселина и нейните соли участват в енергийния метаболизъм и са компонент на биохимичните процеси в организма.
Способността да изместваме калция ни кара да сме предпазливи към антиоксиданта.
| Име | европейски код | Дневна норма на 1 кг телесно тегло | Степен на опасност, възможно увреждане на здравето | В кои продукти най-често се среща? |
| ортофосфорна киселина | 70 мг | Опасни. Измества калция от костите, нарушава киселинния баланс | Напитки с коняк, тестено тесто, безалкохолни напитки | |
| Натриеви фосфати | 70 мг | Условно безопасен. Извлича калций, провокира разрушаване на зъбния емайл, разстроен стомах | Млечни продукти, масло, сладолед, картофи, тестени изделия, бебешка храна | |
| Калиеви фосфати | 70 мг | Условно безопасен, може да наруши стомашно-чревния тракт | Същото като E 339 | |
| Калциеви фосфати | Е 341 | 70 мг | Условно безопасен, малко проучен | Млечни продукти, сухи бульонни смеси, спортно хранене |
| Амониеви фосфати | Е 342 | 70 мг | Условно безопасен. алерген | Продукти от брашно, риба и месни продукти |
| Магнезиеви фосфати | Е 343 | 70 мг | Условно безопасен. Може да причини аритмия, нарушения на кръвното налягане | Безалкохолни минерализирани напитки, спортно хранене, олио, рибни и месни филета, топени сирена |
Малата
Солите на ябълчената киселина се наричат малати. Те могат да причинят вреда на здравето, ако се използват неконтролирано.
Адипати
Солите на адипиновата киселина са малко проучени и практически не се използват в производството на храни.
| Име | европейски код | Дневна норма на 1 кг телесно тегло | Степен на опасност, възможно увреждане на здравето | В кои продукти най-често се среща? |
| Адипинова киселина | 5 мг | Умерено опасен. Забранен в няколко страни. Малко проучен | Сухи десерти, пълнежи за брашнени сладкарски изделия | |
| Натриеви адипати | Е 356 | 5 мг | Умерено опасен. Препоръчително е да не се използва поради малко познания | Сухи прахове за приготвяне на напитки |
| Калиеви адипати | Е 357 | 5 мг | Умерено опасен | Практически не е използван |
| Амониеви адипати | Е 359 | 5 мг | Умерено опасен | Практически не е използван |
Други антиоксиданти
| Име | европейски код | Дневна норма на 1 кг телесно тегло | Степен на опасност, възможно увреждане на здравето | В кои продукти най-често се среща? |
| янтарна киселина | Неопределен | Полезен. Повишава имунитета, стимулира функционирането на жизненоважни системи | Бульон концентрати, водка, замразена риба, бакпулвери | |
| Натриеви фумарати | Е 365 | 6 мг | Пекарни, сладкарски изделия, вина, дъвки, инстантни плодови чайове | |
| Смес от изопропил цитрат | Е 384 | 14 мг | Безопасно, стига да се спазват допустимите граници | Растителни масла, животински мазнини |
| Натриев етилендиаминтетраацетат | 2,5 мг | Малък риск. Дългосрочната употреба може да доведе до дефицит на желязо | Консерви в метални съдове, замразени ракообразни, маргарини |
Крушева Анна Василиевна
Студент 2-ра година, Катедра по медицинска химия, Новосибирски държавен медицински университет, Руска федерация
Терах Елена Игоревна
научен ръководител д.ф.н. хим. Науки, доцент NSMU, Руска федерация, Новосибирск
д- поща: тей- nsk@ ngs. ru
В съвременните условия е изключително трудно да се намери човек, който да не е чувал думата „антиоксидант“, защото сега светът преживява истински „антиоксидантен бум“. Огромен интерес към антиоксидантите възникна след доказването на разрушителното им действие върху свободните радикали, които оказват пагубно влияние върху организма, като предизвикват процеси на стареене и увреждат клетките на тялото. Антиоксидантите се справят със задачата да неутрализират свободните радикали.
Антиоксидантите обикновено се разбират като група от различни химични вещества, които имат способността да свързват свободните радикали, да намаляват интензивността на окислителните процеси в организма и по този начин да неутрализират техните отрицателни ефекти. Спецификата на антиоксидантите е тясната им връзка със свободнорадикалното окисление на липидите като цяло и по-специално с патологията на свободните радикали. Това свойство съчетава антиоксиданти с различни структури, всяка от които има свои собствени характеристики на действие.
В зависимост от механизма на антиоксидантно действие се различават три вида антиоксиданти: инхибитори, които взаимодействат директно със свободните радикали; инхибитори, които взаимодействат с хидропероксиди и са способни да ги унищожат (подобен механизъм е разработен на примера на диалкил сулфиди); вещества, които блокират катализаторите на окисление на свободните радикали, предимно метални йони с променлива валентност, поради образуването на комплекси с метали.
В момента са известни над 3000 антиоксиданта само от растителен произход, като броят им бързо нараства. Те включват витамини (A, E, C), биофлавоноиди, минерали (селен, калций, цинк и манган), ензими (супероксид дисмутаза, каталаза, глутатион пероксидаза). Също така можем да разграничим така наречените структурни антиоксиданти, чийто антиоксидантен ефект се дължи на промени в структурата на мембраните (такива антиоксиданти включват андрогени, глюкокортикоиди, прогестерон). Антиоксидантите, очевидно, трябва да включват и вещества, които повишават активността или съдържанието на антиоксидантни ензими.
Въз основа на скоростта на реакцията всеки инхибитор на свободнорадикалните процеси може да се характеризира с два параметъра: антиоксидантна активност и антирадикална активност. Последният се определя от скоростта, с която инхибиторът реагира със свободните радикали, а първият характеризира общата способност на инхибитора да инхибира окислителния процес. Именно тези показатели са основните при характеризиране на механизма на действие и активността на даден антиоксидант, но тези параметри не са достатъчно проучени за всички случаи.
Свойствата на всяко вещество, което действа като антиоксидант (за разлика от другите им ефекти) са неспецифични и един антиоксидант може да бъде заменен с друг естествен или синтетичен антиоксидант. Известно е, че замяната на ефективни естествени антиоксиданти (предимно витамин Е) в организма може да се извърши чрез въвеждане само на такива инхибитори, които имат висока антирадикална активност.
Въвеждането на синтетични инхибитори в организма оказва значително влияние не само върху процесите на липидна пероксидация, но и върху метаболизма на естествените антиоксиданти. Ефектът на естествените и синтетичните инхибитори може да бъде адитивен, което води до повишаване на ефективността на ефекта върху процесите на липидна пероксидация. В допълнение, въвеждането на синтетични антиоксиданти може да повлияе на реакциите на синтез и използване на естествени инхибитори на пероксидацията, както и да причини промени в антиоксидантната активност на липидите. По този начин синтетичните антиоксиданти могат да се използват в биологията и медицината като лекарства, които влияят не само върху процесите на свободнорадикално окисление, но и върху системата от естествени антиоксиданти, засягащи промените в антиоксидантната активност.
Когато се разглеждат антиоксидантите, е необходимо да се отбележи и друг клас вещества, които повишават ефективността на инхибиторите. Това са синергични вещества, които, действайки като донори на протони за фенолни антиоксиданти, допринасят за тяхното възстановяване. Ефектът от комбинация от антиоксиданти със синергисти значително надвишава ефекта на един единствен антиоксидант. Синергичните вещества, които могат да подобрят инхибиторния ефект на фенолните антиоксиданти, включват например аскорбинова киселина (витамин С), лимонена киселина, натриев аскорбат и др.
Антиоксидантите имат голямо практическо значение. Така в хранително-вкусовата промишленост, за да се увеличи срокът на годност на продуктите, съдържащи мазнини, се използват естествени и синтетични антиоксиданти - α-токоферол (витамин Е), пропилови, октилови и додецилови естери на галова киселина, йонол (2,6-ди - трие-бутил-4-метилфенол) и др. Антиоксидантите, използвани също като хранителни добавки, включват пектин, аскорбинова киселина, лимонена киселина, бутилиран хидрокситолуен, антоцианини, дихидрокверцетин.
Антиоксидантите се използват в клиничната практика. Витамин Е е един от най-изследваните антиоксиданти в момента, така че това вещество често се счита за един вид стандарт. Доказано е, че витамин Е има положителен ефект при лечение на радиационни увреждания, злокачествени образувания, исхемична болест на сърцето и инфаркт на миокарда, атеросклероза, при лечение на пациенти с дерматози, изгаряния и стрес.
Важно приложение на витамин Е е използването му при различни видове стресови състояния. По този начин е установено, че витамин Е намалява интензивността на процесите на липидната пероксидация, което обикновено се наблюдава при обездвижване, акустичен и емоционално-болков стрес. Той също така предотвратява нарушения в черния дроб по време на хипокинезия, която причинява повишено свободнорадикално окисление на ненаситените мастни киселини на липидите, особено през първите 4-7 дни, т.е. по време на периода на изразена стресова реакция.
От синтетичните антиоксиданти високоефективен е йонолът, известен клинично като дибунол. Йонол е показан за профилактика на остри исхемични увреждания на органи и постисхемични разстройства. Използва се при лечение на онкологични заболявания, радиационни и трофични лезии на кожата и лигавиците, при лечение на пациенти с дерматози и насърчава бързото заздравяване на язвени лезии на стомаха и дванадесетопръстника. Йонолът има и някои антихипоксични свойства, увеличава продължителността на живота при остра хипоксия и ускорява възстановяването от хипоксични разстройства.
Йонол увеличава продължителността на работа на спортисти при големи физически натоварвания, т.е. повишава издръжливостта на организма при интензивна работа. Предотвратява активирането на липидната пероксидация и нарушенията на висшите части на централната нервна система, което се наблюдава при интензивно физическо натоварване, а също така повишава ефективността на лявата камера на сърцето.
Като се има предвид участието на механизмите на свободните радикали в процеса на стареене на тялото, може да се предположи, че е възможно да се увеличи продължителността на живота с помощта на антиоксиданти. Такива експерименти са проведени върху мишки, плъхове, морски свинчета, Neurospora crassa и Drosophila, но резултатите от тях не са напълно ясни, което се свързва с неадекватността на методите за оценка на крайните резултати. В случай на експерименти с Drosophila беше възможно да се запише значително увеличение на продължителността на живота.
От гледна точка на някои учени употребата на антиоксиданти не удължава човешкия живот, а дори, напротив, води до неговото намаляване. Проучванията показват 4% увеличение на смъртността при тези, които приемат антиоксиданти, в сравнение с пациентите, приемащи плацебо. Тази връзка се наблюдава както при здрави хора, така и при пациенти, страдащи от различни заболявания. Проведени са експерименти със смеси от антиоксиданти, както и с използването на един единствен антиоксидант. Това ни позволи да направим следните изводи: злоупотребата с витамини Е, А и β-каротин увеличава смъртността на пациентите, а селенът и витамин С не влияят на продължителността на живота.
По този начин антиоксидантите помагат на тялото да устои на оксидативния стрес и предотвратяват развитието на редица заболявания, но употребата им, както и употребата на всякакви химически вещества, изисква умереност, тъй като може да възникне обратен ефект поради промени на молекулярно-клетъчно ниво след унищожаването на свободните радикали.
Библиография:
- Басов А.А. Съвременни методи за стандартизация на антиоксидантни лекарства и хранителни добавки // Съвременни проблеми на науката и образованието. - 2006. - № 4. - С. 149-152.
- Бурлакова Е.Б. Блясъкът и бедността на антиоксидантите // Наука и живот. - 2013. - № 3. - С. 27-34.
- Владимиров Ю.А. Свободни радикали и АО // Бюлетин на Руската академия на медицинските науки. - 2002. - № 7. - С. 43-51.
- Всичко за витамините / Превод от английски С.И. Незлобина. М.: КРОН-ПРЕС, 2001. - 201 с.
- Иванов В.Г., Горленко В.А. Антиоксиданти. М.: Академия, 2009. - 320 с.
- Reutov O.A., Kurts A.L. Органична химия. М .: Образование, 2004. - 320 с.
