Кислород, свободные радикалы и антиоксиданты
Поговорим о кислороде, без которого жизнь на планете Земля невозможна, ибо кислород – обязательный участник клеточного дыхания, а значит, обмена веществ и энергии. Но… в результате этого образуются так называемые свободные радикалы, которые оказывают резко выраженное окислительное действие. Электроны, входящие в атомы, образуют пары. Принятие дополнительного электрона или потеря одного электрона приводит к образованию неспаренного электрона. Молекулы, в которых присутствуют непарные электроны, называются свободными радикалами. Это весьма реактивные, заряженные электрически фрагменты молекул, которые либо отбирают электроны от других молекул, либо присоединяются к другим молекулам, что приводит к разрушению биологических мембран, хромосомным нарушениям, мутациям и гибели клеток. Л. Полинг назвал их "свободными хулиганами". Мы называем их "свободными убийцами". Огромное количество свободных радикалов образуется в организме под влиянием курения, алкоголя, чрезмерных физических нагрузок (в том числе профессионального спорта), длительного пребывания на солнце (ультрафиолетовые лучи), ионизирующего облучения, загрязнения окружающей среды, избыточного количества озона. Железо в мясе способствует разрушительному действию свободных радикалов.
Обратите внимание! Современные исследования, проведенные в серьезных научных коллективах и опубликованные в признанных международных изданиях, позволяют утверждать, что причиной возникновения очень многих заболеваний являются свободные радикалы. Это сердечно-сосудистые заболевания, инфаркт миокарда, злокачественные опухоли, сексуальные нарушения. Свободные радикалы являются одной из причин возникновения одного из самых страшных заболеваний – болезни Альцгеймера – прогрессирующей формы старческого слабоумия.
Свободные радикалы способствуют окислению липопротеидов высокой и низкой плотности, что запускает цепную реакцию, приводящую к образованию атеросклеротических бляшек в стенках артерий. Свободные радикалы, взаимодействуя с ненасыщенными жирными кислотами, превращают их в насыщенные, тугоплавкие, твердые, которые способствуют развитию атеросклероза. Особенно опасно для клетки насыщение жирными кислотами клеточных мембран, это приводит к гибели клетки. Свободные радикалы повреждают генетический аппарат клеток, что делает их чувствительными к факторам, вызывающим их озлокачествление. Большое количество свободных радикалов образуется в выхлопных газах автомобилей, особенно много их в табачном дыме. Попадая в легкие, они разрушают стенки альвеол и способствуют развитию рака легких. Старение также связано с разрушительным действием свободных радикалов, которые постоянно образуются в организме.
Антиоксиданты – это молекулы, которые отдают свободным радикалам электрон, в результате чего образуется молекула, лишенная разрушительного влияния на клетку. Отдавая электрон, антиоксидант становится неактивным. Для того чтобы он вновь стал активным, его необходимо восстановить. Поэтому антиоксиданты для своего оптимального функционирования нуждаются в "помощниках", которые быстро его восстановят. Так, например, витамин С восстанавливает витамин Е и А, а глутатион (это самый главный естественный антиоксидант нашего организма, защищающий клетки от свободных радикалов) восстанавливает витамин С.
Около полувека тому назад ученый из США Денхам Харман разработал новую теорию старения, согласно которой этот неизбежный процесс вызван свободными радикалами, вернее, накоплением повреждений клеток, связанных со свободными радикалами. Антиоксиданты предотвращают эти повреждения, что может способствовать продлению жизни человека. Конечно, не до 800 лет, как говорит академик В. П. Скулачев, но на 10–20 лет.
Нам изначально дарованы механизмы обезвреживания этих грозных и всесильных агрессоров. Это антиокислительные ферменты – антиоксиданты, которые контролируют возникновение свободных радикалов, обезвреживают их и защищают от них клетки (например, упомянутый ранее глутатион). В первую очередь это относится к защите и восстановлению молекулы ДНК, несущей биологическую информацию. К сожалению, при неблагоприятных условиях, а также с возрастом эти механизмы ослабевают, нарушаются и нередко ломаются. Но с пищей в организм поступают антиоксиданты.
Где же взять эти спасительные антиоксиданты? Не верьте рекламе! Не БАДы (биологически активные добавки), которые заполонили мир, а свежие натуральные фрукты и овощи. Выбирайте наиболее интенсивно окрашенные. Не варите овощи, готовьте их в пароварке, это поможет сохранить антиоксиданты. Так, при варке брокколи разрушается более половины витамина С, приготовление брокколи в пароварке разрушает всего 15 % витамина С.
Антиоксидантное действие витамина С более выраженное и более длительное, чем витаминов А или Е. Но – и об этом следует помнить – три указанных витамина (А, Е и С) взаимосвязаны, они являются синэргистами. Более того, уменьшение содержания одного из них приводит к уменьшению содержания остальных. Витамин С способствует восстановлению витамина Е после его разрушения свободными радикалами, после чего витамин Е вновь способен оказывать антиоксидантное действие.
Обратите внимание! Витамины А, С и Е, а также селен, цинк, медь и полифенолы являются мощными антиоксидантами, они разрушают свободные радикалы и предохраняют клетки от повреждающего действия кислорода, продуктов распада липидов и других промежуточных продуктов окисления, предотвращая тем самым их губительное действие на живые клетки. Именно поэтому витамины С, А, Е и другие перечисленные антиоксиданты защищают организм от сердечно-сосудистых и злокачественных заболеваний, замедляют процессы старения, защищают мозг, уменьшают вредное воздействие стресса и загрязнений окружающей среды, курения и алкоголя.
Источники антиоксидантов:
• витамин С: ягоды шиповника, черная смородина, цитрусовые, зеленые овощи, петрушка, укроп, кинза, сельдерей, салат, свежая капуста, щавель, брокколи, болгарский перец, стручковые перцы, кресс-салат, киви;
• витамин Е: растительные масла (оливковое, ореховое, соевое, подсолнечное, рапсовое, кукурузное, хлопковое), грецкие орехи, миндаль, бразильские орехи, арахис, семечки подсолнечника, яичные желтки, печень;
• витамин А (бета-каротин): рыбий жир, сырая морковь, молоко и молочные продукты, жареная рыба, яйца, печень рыб, шпинат, щавель, абрикосы, брокколи, персики, помидоры, цитрусовые, тыква, тыквенные семечки, сыр, сардины, шоколад;
• полифенолы: красное сухое вино, виноград, зеленый чай, оливковое масло, черный горький шоколад, содержащий более 70 % какао, яблоки, красный лук;
• селен: цельное зерно, отруби, чеснок, дрожжи, грибы, мука грубого помола, продукты моря, почки, печень, яйца, рыба, лук, чечевица, неочищенный рис;
• медь: печень, какао, черный горький шоколад, белая фасоль, сухой горох, овес, грецкие орехи, телячья и баранья печень;
• цинк: пивные дрожжи, сухой горох, сухая фасоль, чечевица, хлебная мука грубого помола, мясо;
• некоторые фрукты и овощи, наиболее богатые антиоксидантами: чеснок, авокадо, ягоды, брокколи, капуста, морковь, апельсины, грейпфруты, виноград (темный), изюм (черный), лук (красный и желтый, но не белый!), шпинат (лучше сырой), помидоры.
Витамины
В 1880 г. русский врач Н. И. Лунин предположил, что "в молоке, помимо казеина, жира, молочного сахара и солей, содержатся еще другие вещества, незаменимые для питания". В 1912 г. биохимик Казимир Функ выделил из отрубей риса высокоактивное вещество, которое излечивало больных полиневритом голубей, и высказал предположение, что этот препарат и другие подобные "являются жизненно необходимыми аминами", и назвал их "витаминами". В 1929 г. X. Эйкман и Ф. Г. Хопкинс были удостоены Нобелевской премии за вклад в открытие витаминов. В 1937 г. А. Сент-Дьерди был награжден Нобелевской премией "за открытия в области процессов биологического окисления, связанные в особенности с изучением витамина С".
Все витамины подразделяются на жирорастворимые, водорастворимые и витаминоподобные вещества. Эта классификация позволяет понять распределение витаминов в пищевых продуктах и их превращения в организме человека. Очень важно помнить, что избыток водорастворимых витаминов легко выделяется с мочой, в то время как жирорастворимые накапливаются в основном в печени, резервные возможности которой очень велики, но не безграничны. Производные большинства водорастворимых витаминов (В1 В2, РР, В3, В6, Н, В12) входят в состав многих ферментов, катализирующих реакции клеточного метаболизма.
Далее приведены основные сведения о витаминах, их физиологической роли, потребностях, источниках, признаках недостаточности и избытка.
Биологическая роль, источники витаминов и потребности человека
Жирорастворимые витамины
Ретинол (витамины А) входит в состав зрительного пурпура, обеспечивает акт ночного зрения, участвует в поддержании структуры эпителия, росте и формировании скелета, нормальной функции биологических мембран, оказывает антиоксидантное и гипохолестеринемическое действие (снижение уровня холестерина в крови), особенно в сочетании с витаминами Е и С.
Основные источники (приводится содержание в 100 г продукта, мг): продукты животного происхождения (печень (3,4–3,8), печень трески (4,4) и других рыб, молоко (0,02) и молочные продукты, яйцо (0,35)).
Суточная потребность взрослого мужчины: 1000 мкг (ретиноловых эквивалентов) (1 ИЕ = 0,3 мкг витамина А или ретинола), мужчины старше 50 лет – в 2 раза больше.
Признаки недостатка/избытка: куриная (ночная) слепота, конъюнктивиты, ксерофтальмия, кератомаляция, общие кожные высыпания (фолликулярный гиперкератоз), бледность и сухость кожи, ороговение волосяных фолликулов, гнойничковые поражения кожи, сухость волос, ломкость ногтей, повышенная утомляемость, снижение работоспособности.
Каротины (провитамины А превращаются в витамины А в печени). 2 мкг бета-каротина эквивалентны 1 мкг ретинола.
Основные источники (приводится содержание в 100 г продукта, мг): морковь красная (9), шпинат (4,5); перец красный сладкий, лук зеленый, лук порей, салат, зелень петрушки, рябина черноплодная, томаты, укроп (1–2); рыба и рыбные продукты: печень трески (100), сельдь жирная (30), шпроты (20,5), молоко (0,05), масло сливочное (1,3–1,5).
Кальциферолы (витамины D), холекальциферол (витамины D3) активизируют всасывание кальция и фосфора в тонкой кишке, участвуют в минерализации костей. Один из факторов, регулирующих обмен кальция и фосфора, способствуя превращению органического фосфора тканей в неорганический; стимулирует рост тела.
Основные источники: образуется в организме из 7-дегидрохолестерина при действии на кожу ультрафиолетовых лучей.
Суточная потребность: начиная с 3 лет – 100 ME, до 3 лет – 400 ME, (1 ME = 0,025 мкг холекальциферола – витамина D3, 1 мкг витамина D3 соответствует 40 ME).
Признаки недостатка/избытка: у детей развивается рахит. Повышенная раздражительность, беспокойство, общая слабость, потливость, запоздалое развитие зубов, наклонность к заболеваниям дыхательных путей; нарушение нормального процесса окостенения костей, искривление ног, деформация груди, позвоночника и таза; задержка окостенения родничков. У взрослых – остеопороз и остеомаляция. Снижение массы тела, повышение содержания кальция в крови и моче, кальцификация почек, кровеносных сосудов, миокарда, легких, стенок кишечника.
Токоферолы (витамины Е) оказывают активное антиоксидантное действие, являются важным фактором, регулирующим репродуктивную функцию и сексуальность мужчины, контролируют функцию яичек. Стабилизация биологических мембран, профилактика гемолиза эритроцитов; участие в процессах клеточного дыхания, обмене нуклеиновых кислот и белка, нормализующее влияние на мышечную эндокринную системы; оказывают антиканцерогенное действие, замедляют процессы старения, уменьшают вредные последствия стресса, курения и алкоголя.
Основные источники (приводится содержание в 100 г продукта, мг): зародыши злаков и зеленые овощи, растительные масла: хлопковое масло (114), кукурузное (93), подсолнечное нерафинированное (67); соя (17,3), облепиха (10,3), горох (9,4), гречневая крупа (6,65), яйцо (2), орехи.
Суточная потребность взрослого мужчины: 12–15 мг (1 мг = 1,49 ME).
Признаки недостатка/избытка у мужчин: нарушения структуры и функции половых органов, сексуальные нарушения, уменьшение либидо и потенции, нарушение сперматогенеза, дегенеративные изменения семенных канальцев, бесплодие. Мышечная гипотония, мышечная слабость, мышечная дистрофия, повреждения кожи, обезвоживание организма, нарушение свертываемости крови.
Филохиноны (витамины К) у взрослого мужчины до 1,5 мг в сутки витамина К2 синтезируется кишечной флорой. Участвуют в процессах свертывания крови, в продукции АТФ, оказывают анаболическое действие.
Основные источники (приводится содержание в 100 г продукта, мг): животные продукты и бактерии; цветная капуста (0,06), зеленый горошек (0,1–0,3), морковь (0,1), шпинат (4,5), томаты (0,4), мясо (0,15), листья каштана (8), листья крапивы (3,4).
Суточная потребность взрослого мужчины: 0,2–0,3 мг. При питании смешанной пищей потребность полностью удовлетворяется.
Признаки недостатка/избытка у мужчин: различные кровотечения, кровоизлияния.
Витамин F (группа полиненасыщенных жирных кислот: линолевая, линоленовая, арахидоновая) не синтезируется в организме, участвует в качестве структурных элементов в построении биологических мембран, синтезе простагландинов, нормализует стенки и проницаемость кровеносных сосудов, образует с холестерином соединения, которые легко выводятся из организма, оказывает антисклеротическое действие, нормализует функцию печени.
Основные источники (приводится содержание в 100 г продукта, мг): растительные масла: кукурузное (45–58), оливковое (79), подсолнечное (55–61), хлопковое (55–58).
Суточная потребность взрослого мужчины: 2–6 г.
Признаки недостатка/избытка у мужчин: атеросклероз, тромбоз коронарных сосудов, снижение интенсивности роста, сопротивляемости организма, угнетение репродуктивной функции, нарушение сократительной функции миокарда, поражения кожи, нарушения функции половых органов, сексуальности.
Водорастворимые витамины
Аскорбиновая кислота (витамин С) обладает активным антиоксидантным действием, участвует в окислительно-восстановительных процессах, способствует оптимальному течению тканевого обмена; предохраняет гемоглобин эритроцитов от окисления; стимулирует синтез тропоколлагена фибробластами и образование коллагеновых структур; участвует в восстановительных процессах; стабилизирует стенки капилляров; способствует созданию запасов гликогена в печени и повышает ее антитоксическую функцию; участвует в синтезе стероидных гормонов коры надпочечников и в обмене тироксина; участвует в поддержании нормальной структуры и функции клеточных мембран, повышает защитные механизмы и сопротивляемость организма; оказывает защитное действие в отношении токсических веществ (анилин, свинец, нитрозамины, сероуглерод и др.); оказывает антиканцерогенное действие, замедляет процессы старения, уменьшает вредные последствия стресса, курения и алкоголя.
Основные источники (приводится содержание в 100 г продукта, мг): фрукты, овощи: шиповник сухой (1200), черная смородина (200), цитрусовые (40–60), брусника, клюква, черноплодная рябина, яблоки, персики, черешня (10–15); земляника (60), капуста белокочанная (40–50), малина, крыжовник (25–30); щавель, шпинат, салат (40–55); зелень петрушки (150); картофель (20); свекла (10).
Суточная потребность взрослого мужчины: 60-100 мг. Американские специалисты по питанию рекомендуют до 1 г.
Признаки недостатка/избытка у мужчин: цинга, цианоз губ, носа, ушей, ногтей; кровоточивость, множественные кровоизлияния; разрыхленность и синюшность десен, набухание межзубных сосочков; бледность и сухость кожи; гипотермия; ороговение волосяных фолликулов; боли в подошвах.
Биофлаваноиды (витамин Р). Наиболее распространены катехины (из чайного листа), геспередин (из цитрусовых), рутин (из гречихи). Стабилизируют капиллярную стенку и снижают проницаемость сосудистой стенки; активизируют окислительные процессы в клетке; обладают антигистаминным действием; усиливают восстановление дегидроаскорбиновой кислоты в аскорбиновую; усиливают накопление аскорбиновой кислоты в тканях и способствуют ее экономному расходованию. Имеется синергизм и параллелизм в биологическом действии витаминов С и Р.
Основные источники (приводится содержание в 100 г продукта, мг): в растительных продуктах: шиповник сухой (680); черная смородина (1000–1500); цитрусовые (500); черноплодная рябина (4000); вишня (1300–1500); груша (100–200); айва, гранат (200–800); черешня темная (225–900); щавель (500); крыжовник (225–650).
Суточная потребность взрослого мужчины: 30–50 мг.
Признаки недостатка/избытка у мужчин: общая слабость, склонность к геморрогиям, ломкость капилляров и повышение их проницаемости.
Витамины группы В
Тиамин (витамин B1) участвует в различных видах обмена: белковом, жировом, углеводном, усиливает превращение углеводов в жир; способствует оптимальному использованию белков, жиров и углеводов; улучшает функцию желудка; нормализует работу сердца, нервной системы (особенно периферической).
Основные источники (приводится содержание в 100 г продукта, мг): цельные зерновые продукты, из которых не удалены зародыши, оболочки и периферические части; гречневая крупа, пшено, овсяные хлопья (0,40-0,45); горох лущеный (0,09); рис (0,08); макаронные изделия, манная крупа (0,14-0,17); дрожжи (6,6); хлеб из цельного зерна (0,18-0,25); молоко и молочные продукты (0,02-0,04); мясо (0,07-0,12); печень, почки (0,3–0,4), яйцо (0,67-0,1); горошек зеленый (0,34).
Суточная потребность взрослого мужчины: 1 мг. Чем выше уровень потребления углеводов, тем выше потребность.