Бета-каротин и кислород

Со школьной скамьи мы знаем, что жизнь невозможна без кислорода. 

Окислительные процессы — важнейший, а в большинстве случаев и единственный источник энергии для огромного большинства организмов животного мира, в том числе для человека.

Но кислород — не только могучий и незаменимый друг, он и опаснейший, коварный враг! Что такое биологическое окисление, дающее энергию живым существам? То же, что и горение дров в печи или газа в газовой горелке, но только строго отрегулированное, разбитое на последовательные этапы и происходящее под контролем специальных систем, не позволяющих «пламени» разгореться.



И подобно тому, как огонь, вырвавшийся из печи или горелки, может вызвать катастрофические пожары и взрывы, так и в организме нарушения в работе систем биологического окисления ведут к тому, что окислительные процессы приобретают неуправляемый, так называемый цепной характер, когда вырвавшийся на свободу кислород начинает окислять не только специально предназначенное для этих целей «топливо», но и сами структуры живой клетки, что ведет к их разрушению и гибели.

Активные, так называемые свободнорадикальные формы кислорода обладают исключительно высоким окислительным потенциалом. Имея на внешней орбите свободный, «неспаренный» электрон, они легко отнимают недостающий им электрон у других соединений, которые, в свою очередь, отдав один электрон, превращаются в высокоактивные свободные радикалы, и весь процесс окисления приобретает неуправляемый характер.

К окисляющему действию кислорода высокочувствительны практически все вещества и структуры живого организма. Особенно опасны атаки кислорода для ненасыщенных липидов (жиров), входящих в состав клеточных оболочек и внутриклеточных перегородок, так называемых биологических мембран, повреждения которых губительны для клетки. Не менее опасны подобные атаки и для генетического материала, повреждение которого может вести к возникновению вредных мутаций, наследственных дефектов и онкологических заболеваний.

Органические вещества, входящие в состав живой клетки, столь чувствительны к окислительному действию кислорода, что жизнь в условиях кислородсодержащей атмосферы просто не могла бы зародиться. И действительно, мы знаем, что первичная атмосфера Земли практически не содержала кислорода. Первые обитатели нашей планеты — растения — получали и получают энергию не за счет окислительных процессов, а непосредственно от Солнца. Именно они, утилизируя в процессе фотосинтеза углекислоту и выделяя кислород, насытили им атмосферу, в результате чего она приобрела современный газовый состав.

Появление в атмосфере кислорода создало новый источник энергии для живых существ и одновременно потребовало специальных мер по их защите от агрессивных действий этого мощного окислителя. В ходе миллионов лет эволюции природа решила обе эти задачи, создав систему биологического окисления для управляемого использования энергии окислительных процессов и так называемую антиоксидантную систему — для защиты живых структур организма от повреждающего воздействия активных форм кислорода.

Подобно любой системе обороны, антиоксидантная система глубоко эшелонирована, состоит из нескольких «полос» защиты.

В первой полосе действуют небольшие подвижные молекулы антиоксидантов. Это всем хорошо известные витамин С, или аскорбиновая кислота, витамин Е, или токоферол, а также различные каротиноиды, из которых важнейшим и наиболее распространенным является бета-каротин. Эти природные вещества обладают способностью легко вступать во взаимодействие со свободнорадикальными формами кислорода, лишая их опасной активности, за что антиоксиданты и получили названия «ловушки свободных радикалов», «уборщики мусора».

Ну а если отдельным свободнорадикальным частицам все же удастся прорваться сквозь эти ряды и запустить цепные процессы окисления липидов в стенках и других структурах клетки?

Здесь вступают в действие тяжелые резервы второго эшелона: белки-ферменты, прерывающие эти цепные процессы и восстанавливающие нанесенные повреждения. Одним из важнейших ферментов такого рода является глутатионпероксидаза, в состав которой входит микроэлемент селен. Этот фермент инактивирует образующиеся в результате свободнорадикального окисления перекиси липидов, превращая их в безобидные оксикислоты.

Многочисленными исследованиями последних десятилетий, в экспериментах на животных и наблюдениях за людьми убедительно доказано, что нарушения в работе антиоксидантной системы, снижающие защищенность клетки и ее генетического материала от повреждающего действия агрессивных форм кислорода, уменьшают эффективность иммунной системы, повышают риск сердечно-сосудистых, онкологических заболеваний, катаракты и других дегенеративных изменений.



Основные компоненты антиоксидантной системы — витамин С и витамин Е, каротин, селен и ряд других — являются незаменимыми пищевыми веществами, то есть такими, без которых организм человека обойтись не может, но сам их не производит и поэтому должен получать в готовом виде — с пищей.

Физиологические потребности нашего организма в витаминах и микроэлементах, в том числе антиоксидантах, сформированы всей предшествующей эволюцией вида, в ходе которой обмен веществ человека приспособился к тому количеству биологически активных веществ, которые он получал с большими объемами простой натуральной пищи, соответствующими столь же большим энергозатратам наших предков.

В течение последних двух—трех десятилетий средние энергозатраты человека снизились в 2—2,5 раза. Во столько же раз уменьшилось или, по крайней мере, должно уменьшиться потребление пищи — иначе человеку грозит избыточный вес, а это прямой путь к диабету, гипертонической болезни, атеросклерозу и другим заболеваниям.

Но, уменьшая общее количество потребляемой пищи, мы неизбежно обрекаем себя на дефицит витаминов, микроэлементов, антиоксидантов.

Расчеты показывают, что даже идеально построенный рацион, рассчитанный на 2500 килокалорий в день, дефицитен по большинству витаминов, по крайней мере, на 20%.

Ну а если рацион, как это часто бывает, далеко не идеален? Если у большинства наших соотечественников отсутствует характерная для обитателей западных стран полезная привычка к каждодневному употреблению большого (невероятно большого, по нашим российским понятиям) количества разнообразной зелени и фруктов? Если непрерывно растущие цены все больше урезают и без того скудный рацион?

Недостаток антиоксидантов, преследующий человека на продолже­ние всей его жизни, — это крайне неблагоприятный фактор.

Многочисленные эпидемиологические исследования, выполненные в разных странах независимыми группами исследователей на многих десятках тысяч людей, убедительно свидетельствуют, что недостаток каждого из антиоксидантов — витамина С и витамина Е, каротина, селена — повышает частоту онкологических и сердечнососудистых заболеваний по крайней мере в 1,5—2,5 раза.

Бета-каротин, получивший название от латинского названия моркови («даукус карота»), является представителем многочисленного семейства растительных пигментов — каротиноидов, придающих окраску желто-оранжевым и оранжево-красным плодам. Каротиноиды содержатся также в листьях, где зеленый хлорофилл маскирует их оранжево-красный цвет. Осенью хлорофилл разрушается, и проявляются «багрец и золото». Кроме моркови бета-каротином богаты красный перец, плоды облепихи, шиповника, тыква, абрикосы, листья петрушки, крапивы.

До недавнего времени принято было считать, что биологическое действие каротина обусловлено его способностью превращаться в витамин А. в связи с чем он и получил название провитамина А. Однако исследованиями последних десятилетий было установлено, что наряду с провитаминной функцией бета-каротин, а также ряд других каротиноидов (в том числе и неспособных превращаться в витамин А) обладают своей собственной биологической активностью, имеющей важное значение для здоровья, и прежде всего для профилактики онкологических и некоторых сердечно-сосудистых заболеваний.

Была отмечена четкая обратная связь: чем больше население потреб­ляет каротина с пищей, чем выше его уровень в крови, тем реже в этом регионе заболевают раком легкого, груди, полости рта, гортани, пищево­да, желудка, шейки матки, мочевого пузыря.

В последние годы было установлено, что дополнительный прием каротина существенно снижает частоту инфарктов и инсультов, способствует профилактике атеросклеротических изменений в сосудах.

По мнению ряда исследователей, противораковое и антисклеротическое действия каротиноидов связаны с их антиокислительными свойствами — способностью обезвреживать свободнорадикальные формы кислорода.

Немаловажная роль, по-видимому, также принадлежит иммуномодулирующим свойствам бета-каротина, его способности стимулировать Т-лимфоциты, подавляющие развитие раковых клеток.

Национальный Раковый институт США еще в 1980 году рекомендовал увеличить среднее суточное потребление каротина, составлявшее у жителей этой страны от 1,5—2 до 5—6 мг. Эту дозу можно рассматривать в качестве физиологической нормы.

Из-за недостаточного потребления овощей и фруктов, особенно в зимневесенний период, поступление  каротина с пищей у населения нашей страны не превышает 1—1,5 мг в сутки, а у многих людей она еще ниже.

Владимир Спиричев, руководитель лаборатории Института питания РАМН, профессор


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *