<<
>>

Антиоксидантное действие

Наличие обобщённой системы тс-электронов в молекулах каротиноидов приводит к низким значениям электронно-возбуждённых состояний молекул и служит причиной того, что данные соединения могут легко окисляться и восстанавливаться с образовани­ем радикалов.

Показано, что каротиноиды - эффективные антиоксиданты, действующие в отношении алкоксильных и перекисных радикалов, синглетного кислорода [1151, 1181], ЫО-радикалов и пероксинитрита [839]. Каротиноиды обладают антиканцероген­ным действием, что делает их важным элементом защиты генома клеток от окислитель­ных повреждений [656, 1301]. Для |3-каротина характерна высокая тканевая специфич­ность: при назначении диеты с 3-процентным содержанием |3-каротина количество гид­роперекисей фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина в эритроцитах снижалось соответственно в 50 и 13 раз и не изменялось в плазме, лёгких и печени, хотя концен­трация антиоксиданта повышалась во всех изучаемых тканях [1090].

Полиеновые углеводороды, и прежде всего каротиноиды, являются наиболее эффектив­ными природными тушителями синглетного кислорода: константы скоростей взаимодейст­вия основных каротиноидов с ]02 находятся в пределах 109-101°М'1с"1 [499, 500]. Константа скорости взаимодействия (3-каротина с ]02 составляет 14х 109М'1с'1 [799], при этом одна молекула Р-каротина вызывает конверсию 200-1000 молекул ]02, что можно объяснить фи­зическим механизмом тушения посредством переноса энергии на триплетный уровень Р- каротина, который находится на 22 ккал/моль ниже уровня синглетного кислорода:

]02 + Р-каротин > 02 + 3(Р-каротин).

Такое свойство Р-каротина делает его эффективным антиоксидантом в различных фотоиндуцированных процессах, сопровождающихся образованием 102, вместе с тем эффективность каротинов незначительна при окислении, вызванном Н202 и ионами ме­таллов переменной валентности. Анализ ингибирования 102 разными по строению со­единениями каротиноидной природы показал, что эффективность ингибирования воз­растает с увеличением количества сопряжённых двойных С-С связей, наличие эпоксид­ной группы в наибольшей степени повышало эффективность по сравнению с карбо­нильными или гидроксильными заместителями [409].

Р-Каротин может участвовать в регенерации токоферильного радикала с образовани­ем катион-радикала Р-каротина, как это следует из реакции:

а-ТфО* + Н+ + Р-каротин > а-ТфОН + р-каротин*\

Исследование взаимодействия образующихся при фотолизе феноксильных радикалов с Р-каротином показало, что такое взаимодействие осуществляется либо через формиро­вание аддукта, либо посредством переноса электрона с образованием катион-радикала каротина, скорости обоих процессов были сходными: 1-1,5 х 104 с 1 и 2-3 х 104 с 1 соот­ветственно [1051]. Показана возможность переноса электрона с катион-радикала Р- каротина на молекулу а-токоферола, в ряде случаев скорость такой реакции (к = 1,7 х 107 М^с'1) превышает скорость обратной реакции регенерации токоферильного радикала [3-каротином, поэтому в физиологических условиях скорее а-токоферол предохраняет от окисления Р-каротин, чем наоборот [1052].

На модели окисления липосом, индуциро­ванного 2,2'-азобис(2,4-диметилвалеронитрилом), было показано синергичное действие липофильных каротиноидов (ликопин, лютеолин и Р-каротин) с глутатионом [791].

Как отмечалось выше, ликопин не является предшественником витамина А, однако в тканях его содержание достаточно высоко (от 1 нмоль/г в жировой ткани до 20 нмоль/г в

надпочечниках и яичках), кроме того, среди каротиноидов ликопин обладает самой вы­сокой (в эквивалентах тролокса) антиоксидантной ёмкостью: так, константа скорости его взаимодействия с синглетным кислородом составляет 3,1 х 10ю М^с"1 [500]. Эпиде­миологические исследования выявляют обратную взаимосвязь между поступлением ли­копина с пищей и риском развития некоторых видов онкологических заболеваний, в ча­стности рака простаты [1440]. Антиканцерогенный эффект ликопина подтверждается его способностью в низких концентрациях (10"6—10"5 М) ингибировать рост клеток рака про­статы человека ЬМСаР в культуре [844]. Имеются также наблюдения, что включение в рацион питания богатых ликопином продуктов (помидоры, томатные соки и пасты) снижает тяжесть сердечно-сосудистых заболеваний [1253]. Анализ действия ликопина на активность процессов ПОЛ и эффективность антиоксидантных систем защиты у жи­вотных показал, что внутрижелудочное введение крысам раствора ликопина в дозах 10 и 50 мг/кг в течение 14 дней приводит к усилению общей антиоксидантной активности плазмы крови и снижению образования ТБК-реактивных продуктов в печени, в то время как активность основных ферментов антиоксидантной защиты (глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза, каталаза, хинонредуктаза), так же как содержание восстановленно­го глутатиона в печени не изменялись, хотя наблюдалось некоторое повышение актив­ности глутатионтрансферазы [80].

Учитывая, что Р-каротин представляет собой полиненасыщенное соединение, он сам может легко окисляться по радикальному механизму и выступать в качестве проокси­данта - индуктора свободнорадикальных реакций, особенно при увеличении его концен­трации или р02 в клетках [91, 952]. Антиоксидантные свойства Р-каротина сильно зави­сят от содержания кислорода: при низких р02 (меньше 150 мм рт. ст.) он проявляет вы­сокую антирадикальную активность, в то время как при высоких парциальных давлени­ях (-760 мм рт. ст.) кислорода становится прооксидантом [1182]. На изолированных тимоцитах мышей было показано, что при концентрациях выше 500 мкМ р-каротин про­являет прооксидантное действие [952]. В экспериментах на крысах пероральное введе­ние в течение 30 дней Р-каротина в дозах 0,5 и 20 мг/кг приводило к увеличению анти­оксидантного потенциала клеток печени и миокарда, в то же время повышение дозы препарата до 50 и 100 мг/кг снижало антиоксидантный потенциал [91]. Одной из причин прооксидантного действия высоких доз каротиноидов в экспериментальных системах может являться способность данных молекул образовывать агрегаты. Наличие таких агрегатов выявляется в мембранах клеток, при этом их образование повышает текучесть и проницаемость мембран, что может сопровождаться усилением ПОЛ. Агрегация моле­кул каротиноидов также существенно снижает их антиоксидантную эффективность в отношении *02 [345]. Так как в физиологических условиях парциальное давление кисло­рода в клетках обычно меньше 150 мм рт. ст. (в атмосфере содержание молекулярного кислорода -21 % или около 150 мм рт. ст.) и концентрация каротиноидов значительно меньше 0,5 мМ, то считается, что в живом организме каротиноиды являются антиокси­дантами [952].

В водных растворах фенольные антиоксиданты могут определяться спектрофо­тометрически: так, а-токоферол в этаноле поглощает при 294 нм (8 = 71 М^см"1), токо­ферола ацетат - при 285 нм (е = 43,6 М_1см *) [436]. Для прямого определения содержа­ния наиболее важных фенольных антиоксидантов (Р-каротин, витамины А, Е, К и их изомеры) в биологических образцах разработаны методы их экстракции и анализа с по­мощью высокоэффективной жидкостной хроматографии [154, 436], позволяющей выяв­лять микромолярные концентрации данных соединений (например, 0,56 мкмоль/л [1398] или 3 нг/мл для а-токоферола). Такой подход широко применяется в клинических ис-

384

следованиях для регистрации витаминов Е, К, каротиноидов, ретиналей [583, 1650], ас­корбиновой [663, 745] и мочевой кислот [958]. Так, нормальное содержание а- токоферола в сыворотке крови человека составляет 33,7 ± 8,19 мкмоль/л, а в эритроци­тах - 4,06 ± 0,68 мкмоль/л [1398]; содержание коэнзима Q в плазме крови здоровых лю­дей, измеренное с помощью комбинации ВЭЖХ- и УФ-детектирования (предел обнару­жения 90 нг/мл), составило 0,47 ± 0,18 мкг/мл [818].

Необходимо отметить, что содержание а-токоферола в сыворотке зависит от липид­ного состава и не отражает его содержание в клетках, которое у человека в 8-10 раз ни­же; это ограничивает диагностическую значимость определения токоферолов в сыво­ротке. Витамин Е является основным мембранным антиоксидантом, его дефицит приво­дит к снижению устойчивости клеток к прооксидантному воздействию. Поэтому показа­тель гемолиза эритроцитов, индуцированного перекисью водорода, может служить не­прямым методом качественной оценки уровня а-токоферола [69].

<< | >>
Источник: Меныцикова Е. Б. и др.. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты / Е.Б. Меныцикова, В.З. Ланкин, Н.К. Зенков, И.А. Бондарь, Н.Ф. Круговых, В.А. Труфакин. - М.: Фирма «Слово»,2006. - 556 с.. 2006
Помощь с написанием учебных работ

Еще по теме Антиоксидантное действие:

  1. Препараты с антиоксидантной направленностью[3]
  2. Механизмы действия ГК
  3. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ
  4. Механизм действия
  5. Действие на ферменты
  6. Биологическое действие
  7. Проаритмическое действие
  8. Действие на нуклеопротеины
  9. Сердечный потенциал действия
  10. Классификация ноотропов по преимущественному действию:
  11. Действие на медиаторы воспаления
  12. Местные различия потенциала действия
  13. Механизм действия
  14. Противовоспалительное действие липокортина
  15. Механизм действия
  16. План действий