Свободные радикалы. Чем они опасны?
Наша жизнь представляет собой огромную цепь химических реакций в организме. Начавшись после зачатия, она заканчивается только после смерти. Во всех клетках человеческого организма ежесекундно распадаются, восстанавливаются и синтезируются десятки химических элементов и других веществ.
Параллельно среди этого огромного числа химических реакций идёт создание веществ, которые по некоторым причинам до конца не смогли окислиться или восстановиться. Они могут состоять из уникальных групп молекул или атомов, иметь высокую способность вступать в реакции, поскольку имеют в себе не прореагировавшие (неспаренные) электроны во внешних уровнях. Благодаря этим свойствами они были названы свободными радикалами.
Если из состава такого свободного радикала убрать один или два электрона, он попытается восстановить свой электронный баланс, забрав недостающие количество электронов у любой другой молекулы, находящейся поблизости. Это имеет негативный эффект для организма, поскольку такой процесс становится причиной повреждения или разрушения молекулы-жертвы, являющейся частью клетки какой-либо ткани или органа в теле человека.
Кроме этого, во многих случаях свободные радикалы делают попытку атаковать ДНК, имеющую в себе генетический код любой человеческой клетки и сохраняющую о ней всю необходимую информацию. Повреждение генетического кода, как минимум, может сделать эту клетку бесполезной для человека, а в худшем варианте развития событий эта клетка может стать неконтролируемой и «бродящей» по организму, что может вполне стать причиной появления раковой опухоли. Степень негативного воздействия свободных радикалов на человеческую клетку действительно трудно переоценить. Поэтому предотвращать подобное развитие событий – задача каждого ученого-медика.
Наибольшую опасность для эритроцитов в организме представляет укус ядовитой змеи. Из-за того, что яд пресмыкающихся имеет в своём составе фермент фосфолипазу А2, разрушительно действующий на липидную оболочку эритроцитов, его быстрое воздействие, зачастую заканчивающееся летальным исходом, в чем-то схоже на атаку свободных радикалов по отношению к липидам. Правда, укус змеи приводит к намного более тяжелым и практически молниеносным последствиям.
Необходимо отметить, что в не зависимости от того, что стало причиной сильного окисления липидов (укус змеи, ультрафиолетовое облучение, радиация, перепад кислородного давления и др.) в человеческом организме происходит накопление опасных для клеток перекисных соединений. Очень часто такое усиление происходит во время или после заболеваний эндокринной системы, лёгких, бронхов, печени, органов сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта. Иногда такие последствия начинаются после хирургических операций, особенно после удаление тимуса – важного органа в иммунной системе человека.
Можно ли считать свободные радикалы врагами людей? Ответ на этот вопрос не всегда может быть однозначным. Как и в жизни, тут есть сразу две стороны медали. Конечно же, свободные радикалы действуют разрушительно, но в другой ситуации они бывают очень необходимы для здоровья любого из нас. Ведь полноценная работа иммунитета во многом зависит от наличия свободных радикалов. Освобождаясь из лейкоцитов, они вступают в борьбу с патогенными бактериями и вирусами, взаимодействуя с NaCl плазмы, и освобождают ионы активного хлора, что, в конце концов, приводит к внутренней и межклеточной дезинфекции.
В нормальном состоянии, при химических реакциях лишь до 5% новых химических веществ в организме превращаются в свободные радикалы. Как правило, они становятся ими после синтеза гормонов, фагоцитоза, простагландинов, воспаления, физического напряжения, расщепления печенью лекарств и других подобных процессов. Организм находит способ мирно с ними сосуществовать, ограничивая их количество и активность при помощи особых природных механизмов, состоящих их ферментативной и неферментативной антирадикальной защиты. Именно благодаря этому в здоровом организме поддерживается нормальный баланс численности свободных радикалов. Если же иммунная система не справляется с такой защитой, свободнорадикальная нагрузка на организм увеличивается и выходит из-под контроля. Это может быть вызвано следующими причинами:
- Слишком большим поступлением новых свободных радикалов в организм из-за высокого радиационного фона; проживания в неблагоприятной экологической обстановке; употребления в пищевом рационе большого количества нитратов или солей тяжелых металлов; курения и др.
- Нехваткой поступления с едой веществ, которые участвуют в нейтрализации и выведении свободных радикалов из организма: прежде всего, клетчатки, являющейся природным стабилизатором перистальтики кишечной трубки и эффективным сорбентом множества вредных веществ; дефицитом витаминов, особенно А, С и Е; химических элементов (селен, цинк, железо, магний и др.), биофлавоноидов (рутин, кверцетин, пикногенол и др.).
- Нервными стрессами или вредным рационом питания, что вызывает нарушение кислотно-щелочного равновесия и истощение буферных систем организма.
Американский профессор Денхам Харман из университета штата Небраска, ещё в 1954 году предположил существование связи между причинами развития некоторых болезней в организме и разрушительным действием свободных радикалов. Через несколько десятилетий это предположение нашло научное подтверждение. Идея профессора Хармана объяснила причины появления и развития нескольких десятков различных болезней, в том числе артроза, атеросклероз, варикозного расширения вен, заболеваний печени, почек, ухудшения памяти, гипертензии, сахарного диабета, раковых опухолей и других.
Чтобы организм имел сильную антирадикальную защиту, его иммунная система должна включать в себя несколько важных ферментов: супероксиддисмутазу, каталазу, глутатионредуктазу и глутатионпероксидазу. Для их синтеза человеческому организму необходимы некоторые химические элементы. В свою очередь, неферментативный тип защиты от свободных радикалов состоит из витаминов, которые не синтезируются человеческим организмом, а приходят к нам вместе с получаемой пищей. Это витамины А, С и Е, а также биофлавоноиды.
Если более подробно остановиться на самых важных важнейшие составляющих неферментативного звена антиоксидантной системы – витаминах А, Е и С, то можно отметить, что эта группа витаминов должна изучаться в свете проблемы борьбы со свободными радикалами. Не стоит забывать, что у этих витаминов есть ряд других неантиоксидантных функций, но сейчас речь пойдёт не об этом.
Витамин А (ретинол) – представляет собой витамин, легко растворяющийся в жире. Будучи антиоксидантом, он может эффективно нейтрализовать негативное воздействие активных атомов кислорода. Но, несмотря на все эти позитивные свойства, ретинол при долгом употреблении в необоснованно крупных дозах имеет свойство отлаживаться в печени, чем вызывает отравление организма. При этом в природе есть отдельная группа веществ, по характеристикам аналогичным витамину А, но совершенно не обладающих токсичными свойствами. Они называются каротиноиды и есть продуктами не животного, а растительного происхождения. При определённых обстоятельствах, если существует такая потребность в организме человека, каротиноиды могут превращаться в витамин А. Следует учитывать, что каротиноиды намного активнее действуют в качестве антиоксидантов, чем ретинол. Из всех известных науке каротиноидов (альфа-, бета-, гамма-, ликопен, лютеин и др.) наиболее интересными и полезными свойствами обладает бета-каротин. Это вещество превращается в витамин А в стенке кишечника и печени, при этом каротиноид усваиваются организмом только в масляной форме. В этом случае человек может быстро насытить свой организм этим антиоксидантом, создать даже резерв на много месяцев вперед.
Витамин Е – это большая группа жирорастворимых микроэлементов токоферолов. Из них наиболее активными свойствами обладает альфа-токоферол. Витамин Е – основной жирорастворимый антиоксидант в организме человека. В его обязанности входит защита липидов и других жирорастворимых витаминов от окисления свободными радикалами и стимулирование их лучшего усвоения. Ученые считают витамин Е эталоном среди всех антиоксидантов. Если он присутствует в организме в достаточном количестве, эффективность и активность других антиоксидантов и витаминов значительно возрастает. Это относится к витаминам А,С, РР, кверцетину, пикногенолу, коэнзиму Q10.
Всеми любимый витамин С – основной водорастворимый антиоксидант, принимающий участие в любых окислительных и восстановительных реакциях в нашем организме, и эффективно атакующий свободные радикалы в биологических жидкостях.
В последние годы во многих странах мира профилактика онкологических заболеваний посредством коррекции дефицита витаминов начала считаться отдельным самостоятельным направлением в профилактике развития злокачественных новообразований. Клинические исследования доказали, что практически у всех больных с предраковыми изменениями в слизистой оболочке желудка была нехватка в организме витаминов А, С и Е. Кроме этого, у этих пациентов прослеживалась закономерность зависимости от выраженности этого дефицита к степени тяжести дисплазии. У больных язвой желудка и атрофическим гастритом дефицит витамина А составлял 30% от нормы, витамина С – 30%, витамина Е – 50%. Ещё большие показатели были зафиксированы у больных раком желудка: дефицит витамина А – 70%, витамина С – 60%, витамина Е – 70%.
После того, как пациентам провели 15-дневный курс витаминотерапии в таких дозах: витамина А – 100000 ME, витамина С – 2 грамма, и витамина Е – 600 ME ежедневно, у них полностью нормализовалась иммунная система, уменьшились сроки заживления язвы, а в 45-50% случаев началась регрессия тяжёлой формы дисплазии к лёгкой.
Тем не менее, нужно отметить, что позитивный клинический эффект после применения витаминотерапии, привел лишь к повышению содержания этих витаминов в крови. Это говорит о наличии глубокого витаминного дефицита и необходимости длительной комплектной терапии с применением антиоксидантных витаминов. Специалисты считают, что адекватная терапия витаминодефицита должна занимать не менее 5-6 лет. Только тогда можно будет говорить об эффективной профилактике раковых заболеваний. Использование высоких доз витаминов, учитывая глубину дефицита, есть обязательным условием в коррекции поступления главных антиоксидантных витаминов в человеческий организм.