Antioxidanți

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 31 august 2021; verificările necesită 29 de modificări .

Antioxidanți (de asemenea antioxidanți, conservanți ) - substanțe care inhibă oxidarea ; oricare dintre numeroasele substanțe chimice, inclusiv produsele naturale pentru corp și nutrienții dietetici, care pot neutraliza efectele oxidative ale radicalilor liberi și ale altor substanțe [1] . Ele sunt considerate în principal în contextul oxidării compușilor organici .

Clasificare

Antioxidanții sunt de natură enzimatică ( enzime sintetizate de celulele eucariote și procariote ) și neenzimatice. Cele mai cunoscute enzime antioxidante (AOF) sunt proteinele catalitice : superoxid dismutaza (SOD), catalaza și peroxidazele [2] . AOF sunt cea mai importantă parte (internă) a sistemului antioxidant al organismului. Datorită AOF, fiecare celulă este în mod normal capabilă să distrugă radicalii liberi în exces, totuși, cu un exces de radicali liberi netoxifiați, partea externă a sistemului antioxidant, antioxidanții obținuți din alimente, joacă un rol semnificativ în protejarea organismului de stresul oxidativ.

Cei mai cunoscuți antioxidanți neenzimatici sunt acidul ascorbic (vitamina C), tocoferolul (vitamina E), ß- carotenul (provitamina A) și licopenul (în roșii). Acestea includ, de asemenea, polifenoli : flavină și flavonoide (se găsesc adesea în legume), taninuri (în cacao, cafea, ceai), antociani (în fructe de pădure roșii).

Antioxidanții sunt împărțiți în două subclase mari, în funcție de faptul că sunt solubili în apă (hidrofili) sau liposolubili (lipofile). În general, antioxidanții solubili în apă sunt oxidați în citosolul celular și în plasma sanguină, în timp ce antioxidanții liposolubili protejează membranele celulare de peroxidarea lipidelor [3] . Antioxidanții pot fi sintetizați în organism sau provin din dietă [4] . Diferiți antioxidanți sunt prezenți într-o gamă largă de concentrații în fluidele și țesuturile corpului, unii ( glutation sau ubichinonă ) prezenți în principal în celule, în timp ce alții ( acid uric ) sunt distribuiti mai uniform. Unii antioxidanți pot fi găsiți doar în anumite organisme, acești compuși pot fi importanți în patogenia și factorii de virulență ai microorganismelor [5] .

Conținut în alimente

Antioxidanții se găsesc în cantități mari în fructele și fructele proaspete , precum și în sucurile proaspăt stoarse , băuturile din fructe și piureurile . Fructele de padure si fructele bogate in antioxidanti includ catina , afinele , strugurii , merisoarele , frasinul de munte , aronia neagra , coacazele , rodiile , mangostanul , acai .

Nucile , unele legume și fasolea sunt bogate în antioxidanți ( fasole , kale , anghinare ), iar în al doilea caz, excesul de antioxidanți poate împiedica organismul să absoarbă fier, zinc, calciu și alte oligoelemente [6] .

Alte alimente care conțin antioxidanți includ cacao , vin roșu , ceai verde , fireweed și, într-o măsură mai mică, ceai negru .

Mecanisme de acțiune

Oxidarea hidrocarburilor , alcoolilor , acizilor , grăsimilor și altor substanțe cu oxigen liber este un proces în lanț. Reacțiile de transformări în lanț sunt efectuate cu participarea radicalilor liberi activi - peroxid (RO 2 * ), alcoxi (RO * ), alchil (R * ), precum și specii reactive de oxigen (anion superoxid, oxigen singlet ). Reacțiile de oxidare în lanț ramificat se caracterizează printr-o creștere a vitezei în timpul transformării ( autocataliză ). Acest lucru se datorează formării de radicali liberi în timpul descompunerii produselor intermediare - hidroperoxizi etc.

Mecanismul de acțiune al celor mai des întâlniți antioxidanți ( amine aromatice , fenoli , naftoli etc.) constă în ruperea lanțurilor de reacție: moleculele antioxidante interacționează cu radicalii activi pentru a forma radicali slab activi. Oxidarea este încetinită și în prezența unor substanțe care distrug hidroperoxizii (sulfuri de dialchil etc.). În acest caz, rata de formare a radicalilor liberi scade. Chiar și într-o cantitate mică (0,01-0,001%), antioxidanții reduc rata de oxidare, astfel încât pentru o anumită perioadă de timp (o perioadă de inhibiție, inducție), nu sunt detectați produșii de oxidare. În practica inhibării proceselor oxidative, fenomenul de sinergie este de mare importanță -  îmbunătățirea reciprocă a eficacității antioxidanților într-un amestec sau în prezența altor substanțe.

Aplicație

Antioxidanții sunt folosiți pe scară largă în practică. Procesele oxidative duc la deteriorarea produselor alimentare valoroase ( râncezirea grăsimilor , distrugerea vitaminelor), pierderea rezistenței mecanice și decolorarea polimerilor ( cauciuc , plastic, fibre ), rășinificarea combustibilului, formarea de acizi și nămol în uleiurile de turbine și transformatoare, etc.

În industria alimentară

Antioxidanții sunt folosiți ca aditivi alimentari pentru a reduce deteriorarea alimentelor. Expunerea la oxigen și lumina soarelui sunt cei doi factori principali în oxidarea alimentelor. Pentru a crește conservarea alimentelor, acestea sunt ținute la întuneric și etanșate în recipiente etanșe sau chiar acoperite cu ceară. Cu toate acestea, oxigenul este important și pentru respirația plantelor: depozitarea materialelor vegetale în condiții anaerobe contribuie la un miros și o culoare neplăcut [7] . Din motivele de mai sus, la ambalarea fructelor și legumelor proaspete, se folosește un amestec de gaze care conține aproximativ 8% oxigen. Antioxidanții sunt o clasă deosebit de importantă de conservanți deoarece, spre deosebire de alterarea bacteriilor sau fungice, reacțiile de oxidare apar încă relativ rapid chiar și în alimentele congelate sau refrigerate [8] . Acești conservanți includ antioxidanți naturali precum acidul ascorbic (AA, E300) și tocoferolii (E306), precum și antioxidanți sintetici precum galatul de propil (PG, E310), butilhidrochinona terțiară (TBHQ), butilhidroxianisolul (BHA, E320) și butilhidroxitoluenul . ( BHT, E321) [9] [10] .

Cele mai frecvente molecule afectate de oxidare sunt grăsimile nesaturate. Oxidarea le face râncezite [11] . Deoarece lipidele oxidate sunt adesea decolorate și tind să aibă un gust neplăcut, cum ar fi nuanțe metalice sau sulfuroase, este important să se evite oxidarea grăsimilor din alimentele care sunt bogate în acestea. Astfel de alimente sunt rareori conservate prin uscare ; mai des folosite afumare , sărare și fermentare ( fermentare ). Chiar și alimentele mai puțin grase, cum ar fi fructele, sunt pulverizate cu antioxidanți care conțin sulf înainte de uscare la aer. Oxidarea este adesea catalizata de metal, astfel incat alimentele bogate in grasimi nu trebuie invelite in folie de aluminiu sau depozitate in recipiente metalice. Unele alimente grase, precum uleiul de măsline, sunt parțial protejate de oxidare prin prezența antioxidanților naturali, dar rămân sensibile la fotooxidare [12] . Conservanții antioxidanti sunt, de asemenea, adăugați la produsele cosmetice uleioase, inclusiv rujuri, creme hidratante și emoliente, pentru a preveni râncezirea.

Pentru stabilizarea combustibilului

Rășinificarea combustibilului încetinește brusc cu adăugarea de cantități mici de antioxidanți (0,1% sau mai puțin); astfel de antioxidanți includ paraoxidifenilamina, alfa-naftol, diverse fracțiuni de rășină de lemn etc. La uleiurile și grăsimile lubrifiante se adaugă următorii antioxidanți (1-3%): paraoxidifenilamină, ionol, tributil fosfat, dialchilditiofosfat de zinc (sau bariu), dialchilfenilditiofosfat de zinc. , etc.

În medicină

Procesele de peroxidare a lipidelor au loc constant în organism și sunt importante pentru actualizarea compoziției și menținerea proprietăților funcționale ale biomembranelor, procesele energetice, diviziunea celulară, sinteza substanțelor biologic active și semnalizarea intracelulară.

Deoarece consumul regulat de alimente proaspete din plante reduce probabilitatea apariției bolilor cardiovasculare și a unui număr de boli neurologice, a fost formulată și difuzată pe scară largă de către mass-media o ipoteză de lucru conform căreia antioxidanții pot preveni efectul dăunător al radicalilor liberi asupra celulelor organismelor vii și, prin urmare, pot încetini . scade procesul de imbatranire ... Ca urmare, a apărut o piață de mai multe miliarde de dolari pentru suplimente alimentare cu proprietăți antioxidante [13] .

Numeroase studii științifice nu au confirmat încă această ipoteză [14] [15] . Au fost publicate studii la scară largă care indică faptul că suplimentele alimentare cu antioxidanți, dimpotrivă, pot fi periculoase pentru sănătate [16] [17] . O meta-analiză a studiilor clinice care au implicat peste 240 de mii de persoane cu vârsta cuprinsă între 18 și 103 ani (44,6% dintre femei) a arătat că beta-carotenul și vitamina E în doze care depășesc doza zilnică recomandată cresc semnificativ mortalitatea globală [18] . O creștere a incidenței cancerului pulmonar a fost demonstrată într-un studiu clinic din 1994 privind utilizarea suplimentelor de beta-caroten de către Institutul Național de Sănătate Publică din Finlanda , acoperind 29.133 de fumători; studiu privind utilizarea vitaminei A și beta-carotenului, realizat în 1996, cu participarea a 18 mii de oameni. O revizuire din 2004 a douăzeci de studii despre vitaminele A, C, E și beta-caroten la 211.818 pacienți a constatat că vitaminele cresc mortalitatea, la fel ca și o meta-analiză din 2005 a suplimentelor de vitamina E. în 2012 și care rezumă datele din studiile privind vitaminele antioxidante în 215.900 de pacienți, s-a ajuns la concluzia că suplimentarea cu vitamina E, beta-caroten și doze mari de vitamina A este periculoasă [13] . Dovezile recente sugerează că beneficiile pentru sănătate ale alimentelor proaspete din plante se datorează compușilor și altor factori decât antioxidanții [19] [20] .

Când au studiat rolul radicalilor liberi și al antioxidanților în organism, cercetătorii au ajuns la concluzia că organismul însuși produce antioxidanți mai puternici decât cei care fac parte din suplimentele alimentare, iar o cantitate în exces de antioxidanți în organism poate fi dăunătoare. Potrivit cercetătorilor, radicalii liberi nu pot fi considerați un rău necondiționat, rolul lor pozitiv este foarte semnificativ: sunt folosiți de sistemul imunitar pentru a ataca bacteriile și celulele canceroase . Cercetătorii sunt înclinați să creadă că echilibrul dintre radicalii liberi și antioxidanții naturali este benefic pentru organism, și nu absența radicalilor liberi. Organismul uman nu poate face față menținerii acestui echilibru doar în cazul unor boli rare, iar în lipsa acestora menține cu destul de mult succes acest echilibru [13] .

Niveluri scăzute de bioantioxidanți

O scădere pe termen lung sau dispariția completă a unor bioantioxidanți din țesuturi are loc cu avitaminoza E, precum și cu avitaminoza C, P, K. În aceste condiții patologice, rezistența la factorii care activează oxidarea radicală, cum ar fi radiațiile ionizante sau otrăvirea cu oxigen, se reduce brusc. Efectul antioxidant este, evident, una dintre principalele proprietăți ale tocoferolilor (vezi), care determină funcțiile lor biologice. Acest lucru este evidențiat de acumularea de peroxizi lipidici în țesuturile animalelor în fazele inițiale ale E-avitaminozei și caracterul comun al simptomelor E-avitaminozei cu simptomele care apar atunci când animalele sunt hrănite cu produse de oxidare a grăsimilor, precum și o scădere. în nivelul peroxizilor lipidici și eliminarea principalelor simptome ale E-avitaminozei prin introducerea anumitor compuși (de exemplu, difenilparafenilendiamină), care au numai proprietăți antioxidante în comun cu tocoferolul.

O scădere pe termen lung a activității antioxidante totale a țesuturilor unui organism viu are loc odată cu leziunile cauzate de radiații.

O scădere constantă, deși ușoară, a activității antioxidante a lipidelor din țesutul muscular are loc odată cu îmbătrânirea.

Comun pentru cazurile studiate de scădere semnificativă sau prelungită a nivelului de bioantioxidanți în țesuturile unui organism viu este o încălcare a metabolismului normal și, ca urmare, o scădere a ratelor de creștere, slăbirea proceselor regenerative și proliferative, precum și ca o scădere a capacităţilor adaptative ale organismului.

Creșterea nivelului de bioantioxidanți

În experimente, o creștere artificială pe termen scurt a conținutului de antioxidanți din organism (datorită introducerii în șoareci în concentrații netoxice de glutation, tiouree, beta-aminoetilizotiuroniu, galat de propil, acid nordihidroguaiaretic) a avut un efect fără echivoc - a crescut rezistența animalelor la otrăvirea cu oxigen.

Majoritatea agenților radioprotectori (vezi Radioprotectorii) au proprietăți antioxidante. Introducerea lor în organism crește activitatea antioxidantă a țesuturilor și crește rezistența animalelor la acțiunea radiațiilor ionizante.

Un nivel crescut de activitate antioxidantă a lipidelor într-un număr de tumori a fost găsit în perioada ratei maxime de creștere a acestor tumori. În același timp, în tumori a fost observată acumularea unuia dintre cei mai puternici bioantioxidanți, tocoferol.

O creștere pe termen scurt a activității antioxidante este de obicei însoțită de o activare generală a metabolismului cu o creștere a proceselor proliferative și o creștere a capacității de adaptare a organismului. O creștere pe termen lung a nivelului de bioantioxidanți este însoțită de o încălcare a metabolismului normal și se observă în creșterea malignă.

Constanța nivelului activității antioxidante totale a țesuturilor, individualitatea acestui nivel pentru fiecare organ, servesc, evident, drept unul dintre principalii indicatori ai homeostaziei (vezi Homeostazia). Datele experimentale disponibile arată că o schimbare semnificativă și pe termen lung a activității antioxidante, atât în ​​sus, cât și în jos, duce la modificări patologice în organism.

Bazele metodologice pentru determinarea efectului antioxidant al țesuturilor, extractelor apoase și lipidice și compușilor individuali atunci când sunt introduși în organism sau în sisteme model se construiesc: 1) pe determinarea scăderii cantității de peroxizi formați în prezența unui antioxidant comparativ cu controlul; 2) la o modificare a vitezei de distrugere a unor compuși de către produșii de oxidare a radicalilor liberi [de exemplu, dihidroxifenilalanina (DOPA) formează produse cu proprietăți diferite în timpul oxidării]; 3) prin creșterea timpului (perioada de inducție) în care se formează o anumită cantitate de peroxizi; 4) asupra modificării intensității chemiluminiscenței; 5) la scăderea volumului de copolimerizare radicalică; 6) privind reducerea toxicităţii probelor oxidante; 7) privind înregistrarea prin metoda rezonanței paramagnetice electronice (vezi) dinamica acumulării radicalilor relativ stabili A '.

Note

  1. ↑ Antioxidanți . Dicţionar medical  (engleză)  (link indisponibil) . drugs.com . Consultat la 16 octombrie 2015. Arhivat din original la 6 septembrie 2015.
  2. ↑ PEROXIDAZE . Preluat la 29 mai 2022. Arhivat din original la 25 ianuarie 2021.
  3. ↑ Sies H. Stresul oxidativ: oxidanți și antioxidanți.  (engleză)  // Fiziologie experimentală. - 1997. - Vol. 82, nr. 2 . - P. 291-295. — PMID 9129943 .
  4. ↑ Vertuani S. , Angusti A. , Manfredini S. The antioxidants and pro-antioxidants network: an overview.  (engleză)  // Design farmaceutic actual. - 2004. - Vol. 10, nr. 14 . - P. 1677-1694. — PMID 15134565 .
  5. ↑ Miller RA , Britigan BE Rolul oxidanților în patofiziologia microbiană.  (engleză)  // Recenzii de microbiologie clinică. - 1997. - Vol. 10, nr. 1 . - P. 1-18. — PMID 8993856 .
  6. ↑ Hurrell RF Influența surselor de proteine ​​vegetale asupra biodisponibilității oligoelementelor și mineralelor.  (engleză)  // Jurnalul de nutriție. - 2003. - Vol. 133, nr. 9 . - P. 2973-2977. — PMID 12949395 .
  7. ↑ Kader AA , Zagory D. , Kerbel EL Ambalare în atmosferă modificată pentru fructe și legume.  (engleză)  // Recenzii critice în știința alimentară și nutriție. - 1989. - Vol. 28, nr. 1 . - P. 1-30. - doi : 10.1080/10408398909527506 . — PMID 2647417 .
  8. ↑ Zallen EM , Hitchcock MJ , Goertz GE Chilled food systems. Efectele păstrării la rece asupra calității pâinilor de vită.  (engleză)  // Jurnalul Asociației Americane de Dietetică. - 1975. - Vol. 67, nr. 6 . - P. 552-557. — PMID 1184900 .
  9. ↑ Iverson F. Phenolic antioxidants: Health Protection Branch studies on butylated hydroxianisol.  (engleză)  // Scrisori de cancer. - 1995. - Vol. 93, nr. 1 . - P. 49-54. - doi : 10.1016/0304-3835(95)03787-W . — PMID 7600543 .
  10. ↑ Indexul numărului E . Antioxidanti  _ _ ukfoodguide.net . Data accesului: 99-12-2015. Arhivat din original pe 4 martie 2007.
  11. ↑ Robards K. , Kerr AF , Patsalides E. Ranciditatea și măsurarea acesteia în uleiuri comestibile și gustări. Un revizuire.  (Engleză)  // The Analyst. - 1988. - Vol. 113, nr. 2 . - P. 213-224. — PMID 3288002 .
  12. ↑ Del Carlo M. , Sacchetti G. , Di Mattia C. , Compagnone D. , Mastrocola D. , Liberatore L. , Cichelli A. Contribution of the phenolic fracction la activitatea antioxidantă și stabilitatea oxidativă a uleiului de măsline.  (engleză)  // Jurnal de chimie agricolă și alimentară. - 2004. - Vol. 52, nr. 13 . - P. 4072-4079. doi : 10.1021 / jf049806z . — PMID 15212450 .
  13. ↑ 1 2 3 Talente, Piotr Valentinovici . 0.05 : Medicină bazată pe dovezi, de la magie la căutarea nemuririi. - M.  : AST : CORPUS, 2019. - 560 p. — (Biblioteca Fondului de Evoluție). - LBC  54.1 . - UDC  616 . — ISBN 978-5-17-114111-0 .
  14. ↑ Stanner SA , Hughes J. , Kelly CN , Buttriss J. O revizuire a dovezilor epidemiologice pentru „ipoteza antioxidantă”.  (engleză)  // Nutriția de sănătate publică. - 2004. - Vol. 7, nr. 3 . - P. 407-422. - doi : 10.1079/PHN2003543 . — PMID 15153272 .
  15. ↑ Shenkin A. Rolul cheie al micronutrienților.  (engleză)  // Nutriție clinică (Edinburgh, Scoția). - 2006. - Vol. 25, nr. 1 . - P. 1-13. - doi : 10.1016/j.clnu.2005.11.006 . — PMID 16376462 .
  16. ↑ Bjelakovic G. , Nikolova D. , Gluud LL , Simonetti RG , Gluud C. Mortalitatea în studiile randomizate ale suplimentelor antioxidante pentru prevenirea primară și secundară: revizuire sistematică și meta-analiză.  (engleză)  // JAMA. - 2007. - Vol. 297, nr. 8 . - P. 842-857. doi : 10.1001 / jama.297.8.842 . — PMID 17327526 .
  17. ^ Seifried HE , McDonald SS , Anderson DE , Greenwald P. , Milner JA The antioxidant conundrum in cancer.  (engleză)  // Cercetarea cancerului. - 2003. - Vol. 63, nr. 15 . - P. 4295-4298. — PMID 12907593 .
  18. ↑ Bjelakovic G. , Nikolova D. , Gluud C. Analize de meta-regresie, meta-analize și analize succesive ale efectelor suplimentării cu beta-caroten, vitamina A și vitamina E individual sau în diferite combinații pentru toate cauzele mortalitate: avem dovezi pentru lipsa de rău?  (Engleză)  // Public Library of Science ONE. - 2013. - Vol. 8, nr. 9 . — P. e74558. - doi : 10.1371/journal.pone.0074558 . — PMID 24040282 .
  19. ↑ Cherubini A. , Vigna GB , Zuliani G. , Ruggiero C. , Senin U. , Fellin R. Role of antioxidants in atherosclerosis: epidemiological and clinical update.  (engleză)  // Design farmaceutic actual. - 2005. - Vol. 11, nr. 16 . - P. 2017-2032. - doi : 10.2174/1381612054065783 . — PMID 15974956 .
  20. ↑ Hail N. Jr. , Cortes M. , Drake EN , Spallholz JE Chimioprevenirea cancerului: o perspectivă radicală.  (Engleză)  // Biologie și medicină cu radicali liberi. - 2008. - Vol. 45, nr. 2 . - P. 97-110. - doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2008.04.004 . — PMID 18454943 .

Literatură

Link -uri