Антиоксиданты пищи.

В.К. Мазо
НИИ питания РАМН, г. Москва
В современных концепциях питания все большее внимание уделяется минорным ком-понентам пищи во многом определяющим ее профилактическое и лечебное действие. Одними из самых представительных микронутриентов являются многочисленные биоантиоксиданты, т.е. соединения, снижающие активность радикальных окислительных процессов [8].
Наряду с природными антиоксидантами в условиях современной цивилизации имеет-ся множество соединений с антиоксидантными свойствами, полученных синтетическим пу-тем. Некоторые из них, например, бутилированные оксианизол и окситолуол, эффективно используются как пищевые добавки при производстве и хранении продуктов питания, пре-дохраняя их в основном от перекисного окисления входящих в состав этих продуктов нена-сыщенных жирных кислот липидов [17]. Огромное количество публикаций технологической и биохимической направленности посвящено проблеме перекисного окисления липидов (ПОЛ) пищи и ингибированию этого процесса синтетическими и природными антиоксидан-тами. Их рассмотрение выходит за рамки предлагаемого краткого сообщения о пищевых ан-тиоксидантов, в котором особое внимание будет уделено перспективам создания и использо-вания нового поколения биологически активных добавок антиоксидантного действия в про-филактическом и лечебном питании и питании здорового человека.
Самую многочисленную группу, как среди натуральных, так и синтетических антиок-сидантных соединений составляют так называемые фенольные антиоксиданты, т.е. соедине-ния, в состав которых входит ароматическое кольцо (Ar) связанное с одной или несколькими гидроксильными группами. [11]. Вследствие наличия в структуре ароматического кольца обобщенной системы -электронов, имеет место смещение отрицательного заряда к кисло-роду гидроксильной группы, чем облегчается отрыв атома водорода ОН группы и образова-ние изомерных форм феноксирадикала (ArO•). Таким образом, фенольные антиоксиданты “перехватывают” перекисные и алкоксильные радикалы. Образовавшиеся феноксильные ра-дикалы могут затем участвовать в реакциях диспропорционирования, образуя хинолидные перекиси [1].
К фенольным антиоксидантам пищи относятся токоферолы (α,β,γ,δ) и токотриенолы (α,β,γ,δ) – соединения, общее название которых - витамин Е согласно рекомендациям IUPAC и Американского Института питания. [5]. Так как синтез ароматического кольца осуществля-ется только у высших растений и микроорганизмов, но не у высших животных, то витамин Е как и многие другие фенольные антиоксиданты относится к группе так называемых облигат-ных пищевых АО.
Хорошо документировано, что недостаточное потребление витамина Е (а также и ви-тамина К, относящегося к фенольным антиоксидантам) характеризуется клиническими про-явлениями в результате развития свободно радикальной патологии [1, 2].
К пищевым фенольным АО относятся также убихиноны, ароматические аминокисло-ты (фенилаланины и триптофан), а также многие пигменты растительного (каротиноиды, флавоноиды, фенокарбоксильные кислоты) и животного происхождения. Из почти 600 раз-личных идентифицированных природных каротиноидов около 50 относятся к так называе-мым предшественникам витамина А. [22]. В наибольших количествах в пищевых продуктах содержится β – каротин - соединение, обнаруживающее наивысшую активность витамина А. Как известно, человек и всеядные животные получают витамин А как из растительной пищи в форме его провитаминов – каротинов, так и в готовом виде (т.е. собственно витамин А) из животной пищи.
С учетом условий абсорбции и превращения бетта - каротина в витамин А считается что шесть весовых единиц бетта - каротина эквивалентны одной весовой единице витамина А. [24].
Бетта - каротин “улавливает” и дезактивирует свободные радикалы как in vivo, так и in vitro. Он защищает изолированные липидные мембраны от переокисления и выступает в ка-честве эффективной ловушки синглетного кислорода. [18]. Витамин А является напротив очень слабым антиоксидантом. [17].
Очень широкую группу пищевых фенольных АО природного происхождения состав-ляют флавоноиды – соединения имеющие химическую структуру С6 – С3 - С6. Они содержат-ся во фруктах, листьях, семенах и других частях пищевых растений или в форме гликозидов или в форме агликонов. Основные подгруппы флавоноидов – это агликоны, флавонолы, ан-тоцианины, флавины, изофлавоны, катехины, проантоцианидины и ауроны. Флавоноиды действуют как первичные антиоксиданты, хелаторы и ловушки супероксид-аниона. [21].
Вследствие своей гидрофобности токоферолы и каротиноиды являются жирораство-римыми соединениями, а аскорбиновая кислота – это водорастворимый витамин, обладаю-щий антиоксидантными свойствами и обезвреживающий HOCl, и радикалы О2•-, НО2•, ×RО2• O21, HO•.
Наличие двух фенольных групп обеспечивает аскорбиновой кислоте возможность быть и акцептором и донором водорода. Восстанавливая токоферольный радикал аскорби-новая кислота регенерирует активность витамина Е [3], она также восстанавливает тиильный (CS•) радикал [25]. Аскорбиновая кислота является важнейшим антиоксидантом плазмы кро-ви в защите липидов от ПОЛ.
Серосодержащие компоненты пищи (аминокислоты: цистеин, метионин, цистин; SH – содержащие пептиды и белки) – это “строительный материал” SH – содержащих соедине-ний, которым принадлежит ведущая роль в защите организма от гидроксил-радикала OH•, обладающего, как известно самой высокой реакционной способностью. Патологические со-стояния и стрессовые воздействия различного генеза приводят к обратимой окислительной модификации тиоловых групп, приводя к увеличению количества дисульфидных групп. Этим самым предохраняются от окисления другие функциональные группы и молекулы [15].
Одним из наиболее “представительных” тиоловых соединений, поддерживающих окислительно-восстановительный гомеостаз в клетках и тканях, является трипептид - глута-тион. Сравнительно подробное обсуждение физиологической роли глутатиона в качестве компонента антиоксидантной системы организма представлено в нашем предыдущем сооб-щении [7]. Глутатионовая система, защищающая клетки от оксидативного стресса включает в себя помимо глутатиона НАДФН, глутатионпероксидазу, глутатионредуктазу и глутатион-трансферазу. В настоящее время у млекопитающих известны 4 формы глутатионпериоксида-зы различной локализации, причем все ферменты являются селенозависимыми и содержат в составе своего активного центра селен в виде аминокислоты селеноцистеина [5].
Антиоксидантным действием обладают и некоторые другие селенсодержащие белки, например селенопротеин Р и селенопротеин W. [5, 20]. Зависимость экспрессии вышеука-занных селен-специфических селенопротеинов от уровня потребления этого эссенциального микроэлемента достаточно хорошо изучена. Таким образом, селен – это один из ключевых антиоксидантов пищи, от обеспеченности им организма во многом зависит эффективность ферментной линии антиоксидантной защиты организма от перекисей. Помимо селена к важ-нейшим антиоксидантов пищи непрямого действия относятся такие эссенциальные элементы как медь, цинк и марганец [17]. Осуществляющие удаление супероксид анионов путем реак-ции дисмутации ферменты: цинк/медь зависимая супероксиддисмутаза и марганец – зависи-мая супероксиддисмутаза млекопитающих соответственно содержат в своем составе: первая 2 атома меди и два атома цинка и вторая – 4 атома марганца. [17].
Вышеперечисленные антиоксиданты пищи в значительно степени определяют эффек-тивность функционирования сложноорганизованной системы антиоксидантной защиты ор-ганизма от избыточного свободнорадикального перекисного окисления. Недостаточная обеспеченность пищевыми антиоксидантами может рассматриваться как фактор риска раз-вития так называемой свободно-радикальной патологии, проявляющейся многими болезня-ми и клиническими синдромами [3, 4, 6]. Одним из наиболее доступных способов повыше-ния обеспеченности организма человека эссенциальными микронутриентами является как известно использование биологически активных добавок (БАД), в том числе и антиокси-дантного действия [12, 20].
В настоящее время спектр БАД антиоксидантного действия как зарубежного, так и отечественного производства весьма велик и продолжает постоянно расширяться [13]. Не имея возможности в данном сообщении сколько-нибудь подробно рассмотреть чрезвычайно важные и одновременно сложные проблемы безопасности и качества антиоксидантных БАД различного химического состава, кратко обсудим те преимущества, которые имеют получае-мые биотехнологическим путем БАД нового поколения, содержащие в своем составе микро-элементы – антиоксиданты.
Простейшие грибы, дрожжи и одноклеточные пищевые водоросли являются перспек-тивными объектами для “встраивания” эссенциальных микроэлементов – антиоксидантов. Отечественными альгологами в качестве биологической матрицы для получения органиче-ских форм селена использована пищевая сине-зеленая микроводоросль спирулина платенсис [9]. Уникальный состав спирулины, содержащей целый набор природных антиоксидантов, в том числе каротиноиды, хлорофиллы и фикацианы, усиливает антиоксидантные свойства “встраиваемых эссенциальных микроэлементов”. Эффективным оказалось также выращива-ние селеносодержащих пекарских дрожжей и с дальнейшим получением водорастворимой фракции их автолизата, содержащего значительное количество макро и олиго пептидов с включенными в их состав селенометионином и селеноцистеином [10].
По сравнению с неорганическими солями селена, цинка, меди и марганца органиче-ские формы этих микроэлементов потенциально менее токсичны, что снижает опасность пе-редозировки. Так показано, что соединения неорганического селена (селениты или селенаты) обладают низким порогом токсичности вследствие ограниченной возможной утилизации их основного метаболита – селеноводорода (аниона гидроселенида) – весьма токсического со-единения [5]. Включение неорганического селена поступившего в организм человека с пи-щей может приводить к образованию селенометионина [5]. Включение же органических форм селена заканчивается вхождением их в состав как селеноцистеин, так и селенометио-нин содержащих белков. Для эссенциальных переходных металлов: цинка, меди и марганца можно ожидать оптимизации условий их всасывания в виде органических (в том числе и хе-латных) соединений, в которых ионы металлов связаны с белками, пептидами и свободными аминокислотами пищи, по сравнению с их неорганическими солями [16, 23].
Полученные за последнее время результаты клинической апробации БАД, содержа-щих органические формы микроэлементов – антиоксидантов, подтверждают перспектив-ность их использования в лечебно-профилактическом питании и питании здорового челове-ка. [14].
Список литературы.

Абрамова Ж.И., Оксенгендлер Г.И. - Человек и противоокислительные вещества. Л. Нау-ка, 1985, 232 с.
Афанасьев Ю.И., Боронихина Т.В. - Успехи соврем. биологии. 1987, т. 104, № 3, с. 400.
Биленко М.В. - Ишемические и реперфузионные повреждения органов. М. Медицина, 1989, 368 с.
Бобырев В.Н. - Пат. физиол. 1989, № 5, с. 90.
Гмошинский И.В., Мазо В.К., Тутельян В.А., Хотимченко С.А. - Экология моря, 2000, № 54, с. 5.
Гусев В.А., Панченко Л.Ф. – Нейрохимия, 1997, т. 14, № 1, с. 3.
Мазо В.К. – Росс. журн. Гастроэнтерол., гепатол., колопроктол., 1998, т. 8, № 1, с. 47.
Меньщикова Е.Б., Зенков Н.К. – Успехи соврем. биологии, 1993, т. 113, № 4, с. 442.
Патент РФ № 2096037 “Способ получения селеносодержащего препарата биомассы спи-рулины”. Тамбиев А.Х., Кирикова Н.Н., Мазо В.К., Скальный А.В.
Патент РФ № 2146874 “Биологически активная добавка к пище на основе пищевых дрожжей”. Мазо В.К., Чистяков А.В., Данилина Л.Л. и др.
Рогинский В.А. – Фенольные антиоксиданты: реакционная способность и эффективность. М., Наука, 1988, 247 с.
Тутельян В.А. – Вопросы питания, 1996, № 6, с. 3.
Федеральный реестр биологически активных добавок к пище. Ред. Пилат Т.Е. Москва, 2001.
Шаховская А.К., Гмошинский И.В., Васильев, А.В. и др. Экология моря, 2000, № 4, с. 83.
Arnhold J., Hammerschmidt S., Arnhold K. – Biochim et biophys. acta, 1991, v. 1097, p. 145.
Cao J., Henry P.R., Guo R. e.a. J. Anim Sci, 2000, v. 78, №8, p. 2039.
“Food Antioxidants” Ed Madhavi D.L., Deshpande S.S., Salunkhe D.K. – Mancel Dekker, Inc. 1996, 490 pp.
Foote C.S., Denny R.W., Weaver L., Chang Y., Peters J. Ann N.Y. Acad Sci, 1970, 171 p. 139.
Handbook of Vitamins Ed. Machlin L.J., Marcel Dekker, New York, 1991, p. 91.
Hill K.E., Burk R.F. – Biomed Environ Sci 1997, 10, № 2-3, p. 198.
Machlin L.J., Bendich A, FASEB J. 1987, 1, p. 441.
Olson J.A. J. Nutr 1989, 119, p. 105.
Peres J.M., Bouhallab S, Petit C et al. Reproad Nutr Dev – 1998, v. 38, № 4, p. 465.
Recommended Dietary Allowances, 9th rev, Ed. Commitee on Dietary Allowances, National Academy of Sciences, Washington, DC, 1980, p. 55.
Tamba M., O’Neil P. – J. Chem. Soc. Perkin Trans II, 1991, v. 11, p. 1681.
Лекция на XVI школе-семинаре «Современные проблемы физиологии и патологии пи-щеварения, Пущино-на-Оке, 14-17 мая 2001 года, опубликовано в Приложении №14 к Рос-сийскому журналу гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии «Материалы XVI сес-сии Академической школы-семинара имени А.М. Уголева «Современные проблемы физио-логии и патологии пищеварения», 2001, том XI, №4, стр. 118-121