Текст книги "Живучесть биоорганизмов"

В кишечнике серотонин регулирует восприятие боли и моторику, а в мозгу – настроение и аппетит. Производство серотонина увеличивается в светлое время суток. Серотонин повышает проницаемость капилляров, стимулирует агрегацию тромбоцитов, вызывает повышение бактериального метаболизма в толстой кишке, стимулирует моторику ЖКТ и перистальтику кишечника, желчеотделение, сокращение гладких мышц мочевыводящих путей, секрецию пролактина, соматотропина и соматолиберина, кишечную и панкреатическую секрецию. Серотонин стимулирует регулировку температуры тела и артериального давления, улучшает дыхательную и почечную функции, сужает сосуды. Как нейромедиатор и нейромодулятор серотонин самым непосредственным образом влияет на формирование настроения, участвует в формировании поведенческих реакций, эмоций, формировании долговременной памяти, а также в регулировании пробуждения и в возникновении засыпания. При увеличении концентрации серотонина в мозге у человека повышается целеустремленность, а недостаток серотонина делает его импульсивным. Известное состояние аффекта часто связывают именно с недостатком серотонина. Являясь нейротрансмиттером, серотонин связывает нейроны друг с другом, катализируя прохождение по ним электронного сигнала. При нарушении метаболизма серотонина скорость прохождения сигнала будет нарушаться, а вместе с ней будет изменяться и скорость реакции на те или иные события. Депрессия, стресс, апатия возникают при недостатке серотонина, и могут инициировать возникновение аллергических реакций, снижение иммунитета, нарушение сна, нарушение обменных процессов, энурез, обострение токсикоза при беременности.

Как можно повысить процесс выработки серотонина?

1. Занятия спортом. Во время занятия спортом организм начинает вырабатывать аминокислоту триптофан, которая стимулирует секрецию серотонина.

2. Солнечные лучи и дневной свет активизируют синтез серотонина.

3. Устранение стресса путем медитации и релаксационных практик, занятий йогой, аутогенной тренировкой позволит повысить уровень серотонина.

4. Позитивное мышление и оптимизм, радостные воспоминания способствуют поддержанию нормального уровня серотонина.

5. Поддержать требуемый уровень серотонина может употребление продуктов, содержащих триптофан (бобовые, гречневая крупа, сыры твердых сортов, грибы вешенки), магний (чернослив, изюм, курага, миндаль, водоросли, отруби, пророщенная пшеница), глюкозу (шоколад, сладости, выпечка), витамины группы В (пивные дрожжи, печень, тыква, цитрусовые, овсянка, потрошка, финики, бананы, дыня).

Основное назначение половых гормонов – обеспечение репродуктивной функции. Кроме этого, половые гормоны самым непосредственным образом регулируют многие другие физиологические функции. Сохранение оптимальных уровней половых гормонов имеет жизненно важное значение для сохранения здоровья и увеличения продолжительности активной жизни. Уменьшение количества продуцируемых половых гормонов негативным образом сказывается на жизнеспособности, характерной для молодого организма. Такие изменения, как потеря мышечной массы и замещение ее жиром, ухудшение зрения и слуха, остеопороз, онкологические заболевания молочных желез, предстательной железы и т. д. зависят от нарушения выработки половых гормонов.

К основным половым гормонам относятся: тестостерон, эстрадиол, прогестерон. Основные физиологические функции тестостерона (у мужчин): вызывает половое влечение, стимулирует рост мускулатуры, стимулирует функцию клеток Сертоли, обеспечивающих сперматогенез, формирует мужской тип полового поведения, обеспечивает потенцию, защищает от сердечно-сосудистых заболеваний, участвует в регуляции уровней холестерина и глюкозы в крови, усиливает образование эритроцитов, ускоряет основной обмен, стимулирует синтез белков и развитие хрящевой ткани, вызывает атрофию тимуса после полового созревания, тормозит захват жиров липоцитами и уменьшает содержание жира в организме, обладает иммуносупрессивным действием, замедляет секрецию кортизола и т. д.

Если у мужчины уровень тестостерона снижается более чем на 15—20%, он становится женоподобным, мягким, чувствительным. У него может отмечаться снижение способности к концентрации внимания, снижение памяти, снижение либидо, депрессия, эректильная дисфункция, раздражительность. Повышение тестостерона на 15—20% выше нормы наоборот, делает мужчину более агрессивным, активным, дерзким, поддерживает повышенный интерес к женскому полу. Что позволяет повысить уровень тестостерона?

1. Полноценный сон (не менее 7—8 часов).

2. Физические упражнения (не чаще 3 раз в неделю).

3. Реализация поставленных целей (воспроизводит состояния, связанные с нормальным значением тестостерона).

4. Солнечный загар (вследствие выработки витамина D загар увеличивает уровень тестостерона).

5. Избавление от стресса (кортизол тормозит секрецию тестостерона и увеличивает содержание эстрогена).

6. Уменьшение содержания жира в организме (жировые клетки секретируют эстроген, который уменьшает производство тестостерона).

Для снижения уровня эстрогенов необходимо употреблять крестоцветные овощи, содержащие дииндолилметан, клетчатку, выводящую токсины, продуцирующие избыток эстрогена, избегать продуктов, содержащих ксеноэстрогены – искусственные эстрогены, содержащиеся в пестицидах, освежителях воздуха, искусственных гормонах роста и стероидах, посуде из пластика, духах и т. д.

Употребление продуктов, содержащих цинк (предотвращает превращение тестостерона в эстроген и стимулирует превращение эстрогена в тестостерон), селен (участвует в биосинтезе тестостерона, отсутствие селена делает сперму неподвижной, в большом количестве селен содержится в чесноке), аргинин (прием около 2 граммов L-аргинина в день в течение двух недель заметно повышает уровень тестостерона), углеводы (отсутствие углеводов разрушает тестостерон, т. к. они основные источники энергии в клетках организма), моно– и полиненасыщенные жиры (лосось, льняное масло, оливковое масло, орехи), дары моря (устрицы, креветки, крабы, кальмары).

Употребление нежирного мяса (ежедневное употребление повышает уровень тестостерона), виноградного красного вина (красное вино угнетает ароматазу, которая трансформирует тестостерон в эстроген, другие алкогольные напитки негативно влияют на продукцию тестостерона), специй (куркума, карри, стручковый красный перец; специи подавляют ксеноэстерон; у индийцев, употребляющих в большом количестве специи, сперматогенез значительно выше, чем у европейцев).

Избегание использования в питании соли (натрий, содержащийся в соли, снижает тестостерон), сахара, сои, кофеина (его нахождение в организме останавливает синтез как тестостерона, так и сперматозоидов, особенно негативно действует растворимый кофе, т. к. под его действием тестостерон незамедлительно трансформируется в эстроген), майонеза, копченостей, мясо, напичканное гормонами (в основном все импортное мясо).

Использование сбалансированной по витаминам диеты (витамин С препятствует превращению тестостерона в эстроген, витамин Е защищает тестостерон от инсулина, встраиваясь между ними, в противном случае инсулин инактивирует тестостерон, витамины А и В способствуют выработке тестостерона).

Секрецию тестостерона стимулируют также два других половых гормона – лютропин и ингибин. Кроме них к половым гормонам относятся гормоны, вырабатываемые гипоталамусом и гипофизом: кисспептин, фоллитропин, гонадолиберин, пролактолиберин, пролактостатин, активин. Тормозят выработку тестостерона глюкокортикоиды и интерлейкин-1. Тестостерон может преобразовываться в дигидротестостерон, который гораздо активнее тестостерона и может блокировать апоптоз клеток предстательной железы, в результате чего железа увеличивается в размерах.

Основным женским гормоном является эстрадиол. Следующим по значимости является эстриол. Есть еще эстрол, но он обладает незначительной активностью. Все вместе они называются эстрогенами. Эстрогены продуцируются фолликулярными клетками и клетками желтого тела в зависимости от фазы цикла. У мужчин эстрогены производятся клетками Сертоли. Основные физиологические функции эстрогенов: стимулируют рост фолликула, стимулируют пролиферацию базального слоя эндометрия, стимулируют секрецию ингибина, сократительную активность гладких мышц и микроворсинок фаллопиевых труб, увеличивает кровообращение в половых органах и секрецию слизи в шейке матки, участвуют в создании женского полового поведения, участвуют в формировании полового влечения, замедляют секрецию прогестерона, стимулируют производство простагландинов, отложение жира, иммунную систему, синтез оксида азота, снижают уровень холестерина, замедляют развитие хрящевой ткани, участвуют в формировании памяти, оказывают защитную роль в отношении рака толстой кишки, задерживают в организме воду, кальций, азот и т. д. Эстрогены имеют как положительные, так и отрицательные влияния на организм. Они участвуют в развитии женских половых органов, регулируют менструальный цикл, выполняют многие другие функции. При эндометриозе, поликистозе яичников, нерегулярном менструальном цикле, менопаузе содержание эстрогенов увеличивается. Повышенный уровень эстрогенов способен вызвать увеличение веса, головную боль, болезненность в груди и, что наиболее опасно, рак груди, матки, предстательной железы и других гормонозависимых опухолей. Как безопасно снизить уровень эстрогена? Этот вопрос уже был рассмотрен в работе «Целевое питание для нормализации показателей здоровья». Однако, учитывая его значимость для снижения риска очень распространенных гормонозависимых опухолей, и принимая во внимание, что эстрогены намного активнее андрогенов, мы считаем целесообразным еще раз вернуться к этому вопросу, добавив некоторые дополнительные способы уменьшения уровня эстрогена. Итак, для снижения уровня эстрогена необходимо:

1. Избегать употребления продуктов, содержащих пестициды (некоторые пестициды обладают эстроген-подобными эффектами), гербициды, гормоны, подсолнечное и кукурузное масло.

2. Заниматься физическими упражнениями (потеря жировой массы снижает содержание эстрогенов).

3. Употреблять виноград (ингибирует ферментативную реакцию фермента ароматазы), семена льна (обладают антиэстрогенными свойствами), инжир (содержит клетчатку, снижающую уровень эстрогена), гранаты (подавляют ароматазу, которая трансформирует жиры и стероиды в эстроген), цитрусовые (содержат витамин С, который сдерживает продукцию эстрогенов), серосодержащие продукты (чеснок, лук, яичные желтки способствуют детоксикации печени; при интоксикации в организме накапливаются токсины, способные продуцировать эстрогены; шпинат, зелень, брокколи, лимон, лайм также способствуют детоксикации печени).

4. Избегать продуктов, содержащих кофеин, сахар, жиры.

5. Употреблять траву витекс или авраамово дерево (поддерживает баланс гормонов прогестерона и эстрогена у женщин и маку (уменьшает уровень эстрогена и усиливает репродуктивную функцию, тонизирует гормональную систему).

6. Использовать кунжут, пажитник (содержат аминокислоты лизин и треснин, которые поддерживают функцию печени и помогают избавится от излишка эстрогенов).

7. Употреблять ингибиторы ароматазы (селен, цинк, мелатонин, зеленый чай, корки апельсина и грейпфрута, белые грибы).

8. Увеличить количество зеленых листовых овощей и отрубей в пище (способствуют уменьшению эстрогена).

9. Избегать кремов, лосьонов, шампуней, пластиковых упаковок (увеличивают продукцию ароматазы).

10. Использовать комбинацию дииндолметана (DIM) и кристина (chrystin), которая уменьшает риск рака груди и шейки матки на 41%.

11. Употреблять рыбий жир, витамины группы В, магний, цинк (обеспечивают правильный метаболизм эстрогенов).

12. Применять фитоэстрогены, например, изофлавоны сои (связываются с рецепторами эстрогенов и занимают их места, а также стимулируют печень утилизировать избыток эстрогенов).

13. Использовать шпинат, брокколи (содержат индолы, способствующие печени избавляться от излишков эстрогенов).

14. Употреблять траву розмарин, способную блокировать эстроген не менее эффективно, чем препарат тамоксифен.

Вообще-то гормон действует не сам по себе. Проникая в ядро клетки, он взаимодействует с рецептором, активность которого определяется геном ER, и это гормоно-рецепторное соединение производит соответствующее действие. После завершения данного действия гормоны переходят под действием определенных ферментов в гидрофильное состояние, и в организме осуществляется трехфазная биотрансформация, заканчивающаяся их выводом. Вообще, эстроген оказывает самое сильное влияние на развитие рака, поэтому важно следить за принимаемыми продуктами и образом жизни, так как эти два фактора непосредственно влияют на выработку и использование организмом этого гормона. Еще один критически важный фактор – эффективная работа системы детоксикации и правильное функционирование печени. В самом деле, если организм переполнен токсинами, печень не может перерабатывать гормоны быстро и полноценно, что в итоге приводит к возникновению дисбаланса, так как гормон перерабатывается только частично и он возвращается обратно в кровоток, увеличивая концентрацию гормона.

Гормоны, которые одобрены для использования в промышленном животноводстве, а это эстрадиол, прогестерон, тестостерон и синтетические гормоны зеранол, тренболон ацетат, прогестин меленгестрол ацетат могут обеспечить рост животных на 50% быстрее. В 1999 году научный комитет Европейского союза привел данные о том, что используемый в животноводстве эстрадиол является стимулятором развития опухолей3030
  Renée Johnson, «The US-EU Beef Hormone Dispute,» Congressional Research Service, January 14, 2015, https://fas.org/sgp/crs/row/R40449.pdf.


[Закрыть].

Активно используемый для увеличения надоев молока рекомбинантный бычьей гормон роста вполне может попасть в организм вместе с сыром, йогуртом, сливочным маслом и любым другим молочным продуктом неорганического происхождения. Есть сведения, что эти же продукты содержат и повышенное количество инсулиноподобного фактора роста, стимулирующего рост и размножение клеток.

Таким образом, возникающие гормональные дисбалансы, обусловленные как эндогенными, так и экзогенными причинами, могут значительно повышать риск возникновения и развития онкологических заболеваний, поэтому регулярный контроль и своевременная нормализация гормональных отклонений за счет правильно подобранного питания является важным шагом в профилактике и в противодействие онкозаболеваний.

Глава 6. Воспаление и окисление

Хроническое воспаление может вызывать или обострять заболевания, а также быть их следствием.

Дороти Калимерис

Совместное проявление воспаления и окисления свойственно многим современным заболеваниям, таким, как: сердечно-сосудистые заболевания, аутоиммунные заболевания, аллергия, артрит, колит и онкологические заболевания. Питание является критически важным фактором в процессах окисления и воспаления. Особенно усиливает эти процессы излишнее употребление провоспалительных жиров, стимулирующих воспаление, и недостаток в рационе питания растительных антиоксидантов. К сожалению, в рационе современного человека все больше преобладают провоспалительные жиры омега-6, и все меньше противовоспалительных омега-3 жиров. Если в древности соотношение употребляемых жиров омега-6 и омега-3 было примерно 1:1, то в настоящее время оно равняется 20:1 и больше. При таком дисбалансе жирных кислот активируется выработка фермента циклооксигеназы-2 (ЦОГ-2), ассоциированного с воспалительным процессом. Хроническое воспаление приводит к повреждению ДНК, снижению иммунитета, подавлению апоптоза, к повышенной пролиферации, ангиогенезу и к развитию онкопатологии. Чем сильнее выражено воспаление, вследствие избытка омега-6 жирных кислот, тем больше образуется побочных свободных радикалов. Чтобы избежать этого необходимо употреблять противовоспалительные продукты питания и антиоксиданты, что является обязательным как для профилактики, так и при лечении онкопатологии. Провоцируют воспаление также токсины, которые одновременно продуцируют значительное количество активных форм кислорода. Свою лепту в воспалительный процесс вносит и избыточный вес, при котором происходит интенсивное производство провоцирующего воспаление интерлейкина-6 и С-реактивного белка – основного маркера воспаления. В свою очередь, интерлейкин-6 и С-реактивный белок стимулируют выработку свободных радикалов и ослабляют антиоксидантную защиту3131
  Jian-Hua Yi, Dong Wang, Zhi-Yong Li, Jun Hu, Xiao-Feng Niu, and Xiao-Lin Liu, «C-Reactive Protein as a Prognostic Factor for Human Osteosarcoma: A Meta-Analysis and Literature Review,» PLOS ONE 9, no. 5 (May 6, 2014): doi:10.1371/journal. pone.0094632.


[Закрыть]. Существует интересная гипотеза генезиса рака, проверить которую раньше не было возможности, а в настоящее время есть. Заключается она в следующем. В человеческом организме работает механизм, восстанавливающий ДНК после поломок (репарация) и требующий достаточно много энергии. Но хроническое воспаление может приостановить восстановление ДНК, т. к. организм направляет значительную часть энергии на борьбу с воспалением, а на восстановление поломок энергии уже не хватает. В этом случае, организм становится уязвим к онкологии и прочим заболеваниям. Хроническое воспаление порой довольно трудно обнаружить ввиду полного отсутствия симптоматики, однако оно играет существенную роль – приводит к болезням и часто является причиной смерти.

Хроническое воспаление могут вызывать курение за счет оказываемого дымом механического воздействия на ткани, токсины, радиация, а также сильные негативные эмоции – стресс, гнев, зависть, обида, депрессивные и субдепрессивные состояния. Подавленность, тревога и гнев стимулируют секрецию гормонов стресса – кортизола и адреналина, от которых зависит продуцирование воспалительных веществ, а значит, как описывалось выше, – создание подходящих для развития всех видов рака условий.

Использование в рационе питания переработанных продуктов, насыщенных сахарами, жирами, арахидоновой и линолевой кислотой, при отсутствии овощей и фруктов также может провоцировать хроническое воспаление. Переработанные продукты – это маргарин, сливочное, подсолнечное, кукурузное, соевое масло, белый хлеб, белый рис, мороженое, сладости, продукты, содержащие сахар, продукты, содержащие трансжиры, а также жирное мясо, молочные продукты, яйца и т. д.

Естественно, возникает вопрос, существуют ли продукты питания, обладающие противовоспалительным действием? Существуют, и довольно много. Это овощи, особенно чеснок, лук, авокадо, шпинат, томаты, крестоцветные, спаржа, морковь, маслины, тыква. Целый ряд фруктов и ягод имеют антивоспалительные свойства: малина, черника, клубника, смородина, виноград (особенно черный), боярышник, лимон, дыня. То же можно сказать о рыбе (дикий лосось, макрель, сардины, анчоус, тунец), орехах и семенах (бразильский орех, грецкие орехи, фундук, фисташки, льняное семя и семя расторопши). Прекрасными противовоспалительными средствами являются продукты, содержащие жирные кислоты Q₃, которые под действием энзима десатуразе превращаются в докозагексаеновую и эйкозапентаеновую кислоты, являющимися сильнейшими противовоспалительными и антикоагулянтными субстанциями.

В работе3232
  Мовсесян А. Г. Профилактика возрастзависимых заболеваний. – М.: Центрполиграф, 2018, 479 с.


[Закрыть] в параграфе, посвященном С-реактивному белку, также приведена информация о том, как с помощью целевого питания можно противодействовать воспалительным процессам и в конечном счете снижать уровень С-реактивного белка, являющегося основным маркером воспаления.

Как уже упоминалось ранее, воспаление становится опасным, когда оно переходит из острой фазы в хроническую. При наличии онкопатологии воспаление может привести к кахексии и в итоге к смерти до 80% пациентов. При кахексии онкоклетки синтезируют воспалительные цитокины, выделяющие белки из мышц и тканей3333
  Jill K. Onesti and Denis C. Guttridge, «Inflammation Based Regulation of Cancer Cachexia,» BioMed Research International 2014 (May 4, 2014): 1—7, doi:10.1155/2014/168407.


[Закрыть]. Эти белки поступают в печень, в которой они преобразуются в глюкозу, необходимую для питания и дальнейшего роста опухоли. Именно вследствие возможного наступления кахексии онкологи настоятельно рекомендуют онкопациентам не терять вес. Однако, процесс кахексии обусловлен не недостаточной калорийностью принимаемой пищи, а нарушением метаболизма и именно поэтому с ней невозможно справиться простым увеличением калорийности питания, что и продемонстрировали многочисленные исследования. Что же необходимо предпринимать? Во-первых, учитывая, что при кахексии подавляется производство белка и ускоряется его расщепление, необходимо насытить организм значительным количеством аминокислот и во-вторых, уменьшить количество потребляемой глюкозы, которая только усугубляет кахексию, так как при кахексии не может развиваться инсулиновый ответ и рацион питания с высоким содержанием глюкозы только усугубляет разрушение тканей. Лучше всего для этих целей подходит кетогенная диета, которая, как показали исследования3434
  Surendra K. Shukla, Teklab Gebregiworgis, Vinee Purohit, Nina V. Chaika, Venugopal Gunda, Prakash Radhakrishnan, Kamiya Mehla, et al., «Metabolic Reprogramming Induced by Ketone Bodies Diminishes Pancreatic Cancer Cachexia,» Cancer and Metabolism 2, no. 1 (September 1, 2014): 18, doi:10.1186/2049-3002-2-18.


[Закрыть], подавляет кахексию, обусловленную онкопатологией, и значительно снижает пролиферацию и рост онкоклеток. Можно ли определить начался процесс кахексии или нет? Да, возможно. Для этого необходимо оценить уровни альбумина, С-реактивного белка и белка в анализе крови. Кстати, как не парадоксально, но остановить процесс кахексии значительно проще при помощи голодания, чем при высококалорийном с значительным количеством углеводов рационе питания. Более того, в некоторых случаях определенная потеря веса даже приносит пользу, так как теряются нездоровые, провоцирующие воспаление лишние килограммы.

Как упоминалось ранее, оксидативный стресс возникает когда количество образующихся свободных радикалов значительно превышает количество антиоксидантов. Свободные радикалы крайне не стабильны, у них отсутствует один или несколько электронов и они стремятся восполнить недостающие электроны, забирая их у других молекул. Если они отнимают электроны у белков, то это приводит к повреждению тканей, нарушению клеточных структур, нарушению в деятельности гормонов и ферментов. С учетом того, что ДНК клеток каждый день подвергаются более 10000 оксидативных ударов, становится понятным необходимость употребление в рационе питания продуктов с высокой концентрацией антиоксидантов, причем количество антиоксидантов должно равняться количеству свободных радикалов. В противном случае свободные радикалы будут разрушать ДНК, митохондрии, ткани, клетки.

Больше всего свободные радикалы воздействуют на мембраны клеток, после разрушения которых они попадают внутрь клетки и разрушают митохондрии изнутри. Кроме того, митохондрии сами являются основным местом возникновение свободных радикалов и сами же в наибольшей степени подвергаются окислительным повреждениям. Чем больше повреждены митохондрии, тем в меньшей степени они могут использовать глюкозу и кислород для выработки энергии и в результате возникает потеря памяти, когнитивные нарушения, усталость. Поврежденные митохондрии не могут регулировать метаболизм, клеточный цикл и другие аспекты клеточного роста.

Не только митохондрии, но и ферменты цитохрома Р450 и реакции воспалительного ответа являются эндогенными источниками производства свободных радикалов. Однако, именно в митохондриях продуцируется наибольшее количество активных форм кислорода. Это объясняется тем, что митохондрии используют более 90% от общего потребления кислорода, необходимого для преобразования углеводов, жиров и белков в энергию и воду. При ограничении питания или даже при голодании снижается необходимость митохондриям трансформировать пищу в энергию, и, следовательно, будет снижаться выработка активных форм кислорода и в меньшей степени будут подвергаться деструктивным воздействиям митохондрии и ДНК клеток. Активные формы кислорода могут вырабатываться при повышенном содержании железа. Высокий уровень сахара в крови также способствует ускоренной выработке свободных радикалов, а избыточный вес, возникающий, в том числе вследствие высокого уровня сахара, повышает уровень воспаления, которое в свою очередь увеличивает выработку свободных радикалов.

Экзогенными источниками активных форм кислорода являются химические токсины, пестициды, радиация, курение, алкоголь, недосыпание, физическая активность и т. д.

Таким образом, свободные радикалы могут вырабатываться разнообразными путями, нанося значительный вред организму и повышая риск онкотрансформации клеток. Именно поэтому роль антиоксидантов, нейтрализующих негативную роль свободных радикалов, трудно переоценить.

Откуда организм может получить антиоксиданты? Антиоксиданты могут поступать из употребляемых продуктов питания, главным образом из овощей и фруктов, содержащих значительное количество фитохимических веществ. Именно фитохимические вещества придают растениям цвет, запах и вкус.

С целью защиты клеточных структур от окисления в организме существует специальная система антиоксидантной защиты. Она состоит из ферментативных и неферментативных соединений, направленных на уменьшение влияния на организм АФК. К ферментативным антиоксидантам относятся:

– супероксиддисмутаза (СОД);

– каталаза;

– глутатионпероксидаза;

– глутатионредуктаза;

– восстановленный глутатион.

Существуют три формы супероксиддисмутазы. Первая – марганцезависимая – находится в митохондриях, вторая – медь– и цинксодержащая – в цитоплазме клеток, третья форма – содержащая медь, цинк и гепарин – во внеклеточном пространстве. СОД является эндогенным антиоксидантом, так как синтезируется в организме. СОД является ферментом, превращающим супероксид в перекись водорода, обладающей меньшей окислительной способностью. Однако когда с использованием методов генной инженерии у животных создали дополнительный ген СОД, выяснилось, что уровень продуктов свободнорадикальных реакций в тканях увеличен, и одной из причин этого являлось то, что продуктом действия СОД является уже упоминавшаяся перекись водорода. Получается, что чем больше синтезируется СОД, тем больше возникает перекиси водорода, которая все-таки является источником гидроксильных радикалов. Для снижения вредного воздействия перекиси водорода существует фермент каталаза. Каталаза совместно с СОД составляют первый эшелон защиты клеток от АФК, причем надо отметить, что это очень эффективный заслон от деструктивных действий свободных радикалов.

Второй эшелон защиты составляет группа ферментов пероксидаз, которые восстанавливают гидроперекиси до гидроокисей и воды. В число мишеней для пероксидаз входит и перекись водорода. В качестве доноров для восстановления пероксидаз используется глутатион (может использоваться также восстановленный NADP). Глутатионпероксидаза превращает перекись водорода в воду при участии кофактора глутатиона, который окисляется в этой реакции, однако фермент глутатионредуктаза восстанавливает окисленный глутатион. Многие ученые склоняются считать глутатион ключевым ферментом антиоксидантной защиты в пределах клетки. Он также помогает выводить токсины из организма и обладает противораковыми свойствами. Следует отметить, что витамин С передает свободный радикал глутатиону, и он обезвреживается. Для восстановления окисленного глутатиона используются ресвератрол и антоцианины. Важно подчеркнуть, что основной фермент второго эшелона защиты глутатионпероксидаза является селензависимым. При увеличении в питании содержания селена в десять раз происходит удвоение в организме этого крайне значимого фермента, защищающего организм как от преждевременного старения, так и от рака. Особенностью глутатиона является наличие серосодержащих групп. Поскольку сера является клейким веществом, к ее молекулам могут прилипать, обезвреживаясь, токсины, тяжелые металлы, свободные радикалы. В качестве антиоксиданта глутатион работает совместно с тремя ферментами: глутатионтрансферазой, глутатионпероксидазой, глутатионредуктазой. Глутатионтрансфераза ускоряет нейтрализацию глутатионом свободных радикалов, глутатионпероксидаза восстанавливает окисленные свободными радикалами молекулы, а глутатионредуктаза восстанавливает окисленный глутатион. Глутатион производится в печени. Для его выработки используются три аминокислоты – глутаминовая кислота, глицин и цистеин. Способствуют производству глутатиона сера, магний и альфа-липоевая кислота. Некоторые ученые считают, что падение уровня глутатиона более чем на 10% от нормы создает необратимые патологические процессы в организме.

Таким образом, ферментативные антиоксиданты направлены на восстановление активных форм кислорода и других окислителей до стабильных и нетоксичных продуктов.

Среди неферментативных антиоксидантов значимую роль играют хелаторы ионов металлов переменной валентности, в первую очередь железа. К ним относятся ферритин, трансферрин (белок, переносчик железа), гемосидерин, лактоферрин, которые образуют комплексы с этими металлами, что препятствует их взаимодействию с кислородом и образованию его активных форм, а церулоплазмин и металлотионеины соединяются с ионами тяжелых металлов.

Большая часть процессов перекисного окисления липидов происходит в липидах клеточных мембран, где ключевую роль играют неферментативные средства антиоксидантной защиты. На первый план здесь выступают жирорастворимые молекулы, которые способны забирать неспаренные электроны на себя с образованием стабильных свободных радикалов, которые не способны разбивать электронные пары других молекул и продолжать цепную реакцию. Они замыкают цепи свободнорадикальных реакций друг на друга и прерывают весь свободнорадикальный процесс. Они также могут передавать неспаренные электроны во все более гидрофильные соединения, выводя в водную среду и нейтрализуя ферментными антиоксидантами путем окисления глутатиона. Среди неферментативных жирорастворимых антиоксидантов самыми известными являются витамин Е (альфа-токоферол), витамины А и К, альфа-липоевая кислота, убихинон, стерины, сквален, каротиноиды. Жирорастворимые антиоксиданты находятся в основном объекте воздействия свободных радикалов – клеточных мембранах и липопротеинах крови, причем основной их мишенью являются полиненасыщенные жирные кислоты. Жирорастворимые антиоксиданты защищают от повреждений погруженные в липидный слой белки, а также фосфолипиды. Среди жирорастворимых антиоксидантов главную роль играет альфа-токоферол, который взаимодействует с гидроксильным радикалом и блокирует синглетный кислород, инактивирует супероксидный радикал и ингибирует липидные радикалы, блокирует продуцируемые токсическим воздействием озона радикальные реакции. После обезвреживания свободных радикалов витамин Е (альфа-токоферол) сам становится свободным радикалом. Однако он перерабатывается коэнзимом Q10, селеном, витамином С и снова становится антиоксидантом. Из каротиноидов наиболее известен бета-каротин, являющийся предшественником витамина А. Как и все каратиноиды, он является ловушкой синглетного кислорода. Основными объектами защиты ретиноидов являются биологические мембраны, хроматин клеточного ядра, синтез и метаболизм гликопротеинов. В основном каротиноиды содержатся в оранжевых и красных фруктах и овощах. Единственным жирорастворимым антиоксидантом, синтезируемым в клетках и непрерывно регенерируемым из окислительной формы с помощью ферментных систем организма, является убихинон (коэнзим Q), который обладает очень высокой антиоксидантной активностью, основанной на окислительно-восстановительной системе убихинол-убихинон. Основная часть внутриклеточного убихинона находится в митохондриях, что крайне важно, так как именно там идут наиболее активные окислительные процессы и постоянно образуются свободные радикалы. Небольшое количество убихинона находится также в лизосомах, аппарате Гольджи, ядрах клетки, эндоплазматическом ретикулуме. Больше всего убихинона содержится в сердце, печени и почках, т. е. в органах с высокой метаболической активностью. Восстановленный коэнзим Q осуществляет защиту белков, ДНК, липидов мембран от повреждающего действия АФК. Он препятствует образованию алкильных радикалов, что в конечном счете обуславливает обрыв цепи перекисного окисления липидов. Он участвует в митохондриальной цепи электронного транспорта в качестве кофермента. Еще одна важная роль убихинона – восстановление витамина Е путем взаимодействия с его токофероксильным радикалом.