ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АНТИОКСИДАНТОВ: ПОНЯТИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ

Окислительный стресс, вызванный избытком свободных радикалов, является одним из ключевых факторов развития многих заболеваний, включая сердечно-сосудистые, онкологические и нейродегенеративные. В борьбе с этим опасным явлением важнейшую роль играют антиоксиданты – вещества, способные нейтрализовать свободные радикалы и защитить клетки от повреждений. Понимание механизмов действия и разнообразия антиоксидантов крайне важно для разработки эффективных стратегий профилактики и лечения заболеваний, связанных с окислительным стрессом.

Антиоксиданты – это вещества, способные замедлять или предотвращать окисление субстратов даже в низких концентрациях. Они представляют собой разнообразную группу органических соединений, взаимодействующих с активными формами кислорода и защищающих биологически активные вещества (липиды, белки, нуклеиновые кислоты) от окислительного повреждения как in vivo, так и in vitro. Интерес к антиоксидантам обусловлен их способностью блокировать вредное воздействие свободных радикалов, предотвращая развитие многих заболеваний. Поскольку большинство антиоксидантов не синтезируется в организме, их поступление обеспечивается питанием и лекарственными препаратами. Среди природных антиоксидантов выделяют производные фенолов, соединения серы, токоферолы, лецитины, каротины, фосфолипиды, а также хиноны, аскорбиновую кислоту, и ряд других. К этой группе также относятся кверцетин, кверцитрин и рутин, содержащиеся в растениях. Эффективность антиоксиданта определяется длительностью его действия. При выборе антиоксиданта учитываются его назначение, физико-химические и биологические свойства. Предсказать эффективность антиоксиданта сложно, требуются экспериментальные исследования и статистическая обработка результатов [1; 2].

Антиоксиданты делятся на ферментативные (например, супероксиддисмутаза, каталаза, пероксидазы) и неферментативные (аскорбиновая кислота, токоферол, β-каротин, ликопин, полифенолы). По растворимости выделяют гидрофильные (действующие в цитозоле и плазме крови) и липофильные (защищающие клеточные мембраны) антиоксиданты. Некоторые антиоксиданты синтезируются в организме, другие поступают с пищей. Их концентрация в тканях и биологических жидкостях варьируется. Другой подход к классификации – деление на антиоксиданты прямого и косвенного действия. Антиоксиданты косвенного действия влияют на свободнорадикальное окисление in vivo, активируя антиоксидантные ферменты, подавляя образование активных форм кислорода и нормализуя обмен веществ. Антиоксиданты прямого действия проявляют антирадикальную активность in vitro, непосредственно взаимодействуя со свободными радикалами и предотвращая окисление субстрата. Они классифицируются на гидрофильные и липофильные. Более информативная классификация основана на химической структуре, позволяющей предположить эффективность и механизм действия антиоксиданта. Она включает доноры протона, полиены, катализаторы, ловушки радикалов и комплексообразователи [4; 5].

Свободные радикалы действуют путем захвата атома водорода или образования комплекса с последующим отщеплением водорода. Антиоксиданты прерывают цепную реакцию окисления, образуя стабильные продукты. Взаимодействие антиоксидантов может привести к синергизму – усилению эффекта за счет регенерации более активного ингибитора. Фенольные антиоксиданты действуют путем образования феноксильного радикала, который не участвует в дальнейшем развитии цепного процесса окисления. Феноксильный радикал образует стабильные продукты, подтверждая радикальный механизм ингибирования. Кроме того, фенолы хелатируют ионы металлов, катализирующих окисление, и ингибируют окислительные ферменты. Эти три механизма делают фенольные соединения эффективными защитниками от окислительного стресса [3].

Антиоксиданты представляют собой сложную и многогранную систему защиты организма от окислительного стресса. Разнообразие их химической структуры и механизмов действия подчеркивает важность комплексного подхода к изучению и применению этих веществ. Дальнейшие исследования в этой области позволят расширить наши знания о роли антиоксидантов в поддержании здоровья и разработать новые эффективные методы профилактики и лечения заболеваний, связанных с окислительным повреждением. Получение антиоксидантов с пищей и в составе лекарственных препаратов является необходимым условием для обеспечения оптимального функционирования организма и продления активного долголетия.