0 %

Антиоксидантные свойства овощей и фруктов

20.06.2017

Овощи и фрукты являются богатым источником биологически активных веществ. Значительная часть этих соединений обладает антиоксидантными эффектами, основанными как на прямых механизмах (ингибирование химических реакций с участием кислорода и азота), так и на косвенных (связывание с прооксидантами) [1-3].

К антиоксидантам (АО) отно­сятся соединения, способные активировать антиокислительные либо ингибировать проокислитель­ные ферменты. К известным ингиби­торам липооксигеназы принадлежат пирокатехиновый альдегид, 7,8-ди­ гидрокси­-4-кумарин, изофлавоны сои [3, 4]. Следует также подчеркнуть, что АО растительного происхождения способны нейтрализовать активность свободных радикалов (СР).

Образование СР в организме про­исходит под действием некоторых видов химических веществ (ксенобиотиков), ионизрующего и ультра­фиолетового излучения, ультразвука. Взаимодействие СР с клеточными макромолекулами (нуклеиновыми кислотами, белками, липидами, углеводами) приводит к различным дефектам: разрушению цепочек ДНК, точечным мутациям, хромосомным аберрациям и апоптозу. В условиях гомеостаза СР либо деградируют, либо включаются в дальнейшие био­логические процессы, в ходе кото­рых инактивируются. Избыточное количество СР кислорода, которые не были инактивированы, приводит к деструктивным изменениям в клет­ках и тканях. Изменения в ДНК могут способствовать распространению па­тологических клеток и индуцировать канцерогенез. Считается также, что действие СР может быть триггером развития тяжелых заболеваний, таких как атеросклероз, сахарный диабет, катаракта, болезнь Паркинсона и бо­лезнь Альцгеймера. Единственная известная полезная функция СР сво­дится к тому, что они используются иммунными клетками для уничтоже­ния микроорганизмов [5-8].

Таким образом, овощи и фрукты – ценный источник АО: полифенолов (фенольных кислот, флавоноидов, антоцианов), витаминов А, С, то­ коферолов, каротиноидов, селена, хлорофиллина, глутатиона, индола, фитатов и тиоцианатов.

Оксидативный стресс

Состояние дисбаланса между воздействием активных форм кис­лорода и биологической способно­стью к их быстрой нейтрализации либо восстановлением поврежде­ний, вызванных эффектами СР, из­вестно как окисидативный стресс. Для всех форм жизни характерно наличие восстановительной среды в клетках, которая поддерживается благодаря активности соответству­ющих ферментов. Нарушение нор­мального состояния внутриклеточ­ной среды может вызвать токсиче­ские эффекты за счет производства пероксидов и свободных радикалов, в результате чего происходит окисли­тельное повреждение всех клеточных компонентов, в частности белков, ли­пидов и ДНК.

Под термином «свободный ра­дикал» следует понимать молекулу или атом, имеющий неспаренный электрон на внешней орбите. Такая особенность строения определяет высокую реактивность СР, а также его способность «атаковать» раз­личные компоненты клетки. К ак­тивным формам кислорода при­ надлежат такие СР, как супероксид (O2-), гидропероксильный радикал (HO2 •OH•), гидроксильный радикал (OH•), синглетный кислород (1O2 ), озон (O3) и пероксид водорода (H2O2). Обладающий гидрофобными свой­ствами гироксильный радикал легко транспортируется через липиднобелковую мембрану и характеризу­ется наиболее высокой агрессивно­стью по отношению к компонентам клетки [9].

Активные формы кислорода появ­ляются в клетке в процессе окисли­тельно-восстановительных реакций в результате присоединения моле­кулой дополнительных электронов либо могут быть образованы при взаимодействии биотических и абио­тических факторов. Под действием различных факторов окружающей среды (нарушение водно-солевого баланса; воздействие низких тем­ператур; тяжелых металлов, пести­цидов, механическое повреждение, бактериальная инвазия) в тканях ра­стений запускается так называемая оксидативная волна [9].

Изменения, индуцированные СР кислорода в молекулах белков, осо­бенно ферментов, могут приводить к нарушению обменных процессов. Перекисное окисление липидов – еще одно опасное свойство СР – приводит к изменению функции биологических мембран: снижению гидрофобности, повышению проницаемости для атомов H+, деполяри­зации мембраны, ингибированию ее ферментных систем. Нуклеиновые кислоты обладают устойчивостью к воздействию большинства СР и могут быть «атакованы» только гидроксильным радикалом, который способен разрушать азотистые осно­вания, рибозу, дезоксирибозу, а также разрывать фосфодиэфирные связи [9].

В тканях растительных организ­мов существует система защиты от воздействия СР. Ее формируют ферменты, которые принимают учас­тие в нейтрализации активных форм кислорода (супероксиддисмутаза, каталаза, пероксидаза), и АО (соеди­нения аскорбиновой кислоты, терпе­ноидов, полифенолов).

Фермент супероксиддисмутаза присутствует в цитоплазме, мито­хондриях, хлоропластах, и необхо­дим для преобразования суперок­сида в молекулу пероксида водорода (2O2 •- + 2H+ → H2O2 + O2). Пероксид водорода, в свою очередь, либо рас­падается в реакции, регулируемой каталазой (2H2O2 → 2H2O + O2), либо участвует в реакциях, регулируемых пероксидазой (H2O2 + AH2 → 2H2O + A). Ферментная триада супероксиддис­мутазы, каталазы и пероксидазы яв­ляется основной системой защиты тканей от агрессивного действия ак­тивных форм кислорода [9].

Присутствующие в пище АО не­посредственно взаимодействуют с активными формами кислорода или воздействуют на метаболиты окислительно-восстановительных реакций, препятствуя образованию СР кислорода. АО активны в гидро­фильной (аскорбиновая кислота) и гидрофобной (токоферолы, кароти­ноиды) фазе. В зависимости от своей структуры фенольные соединения могут проявлять антиоксидантную активность как в гидрофобной, так и в гидрофильной фазе.

Исследования эффектов полифе­нолов позволили найти взаимосвязь между их структурой и способностью элиминировать отработанные СР. За счет наличия кольца В и большого количества OH-групп к полифенолам с наиболее выраженной активностью относят антоцианидины и флавоно­иды. К активным АО этой группы принадлежат также фенилпропано­иды [10].

Антиоксиданты в продуктах питания: влияние на организм

Употребление в пищу богатых АО овощей и фруктов играет зна­чительную роль в профилактике многих заболеваний. Эпидемио­логические исследования выявили корреляцию между заболеваемостью ишемической болезнью сердца и по­треблением продуктов, содержащих большое количество флавоноидов. Меньше всего флавоноидов в раци­ оне жителей Финляндии (в среднем 5 мг/сут), больше всего – населения Японии (в среднем 64 мг/сут). Было также показано, что кардиоваску­лярная смертность среди жителей южных регионов Франции в 5 раз ниже по сравнению с таковой среди населения Великобритании. Это явление связывают с более высоким по­ треблением овощей и фруктов на юге Франции. Считается также, что эф­фекты флавоноидов значительно более выражены, чем у остальных АО, присутствующих в пище [11]. За счет способности ингибировать действие фосфодиэстеразы и цикло­оксигеназы флавоноиды могут более эффективно подавлять агрегацию тромобоцитов, чем аспирин, и реко­мендуются к употреблению в целях профилактики атеросклероза. В ра­цион следует включать полифенолы растительного происхождения в виде сырых овощей или фруктов (5 пор­ций по 80 г ежедневно) [12].

К витаминам с антиоксидантными свойствами относятся витамин С, β-каротин, витамин А (ретинол) и витамин E. Эти вещества обладают спо­собностью нейтрализовать СР и пе­рекисное окисление липидов. В ряде исследований было показано, что наи­более мощным защитным действием обладают (в порядке убывания силы эффекта) α-токоферол, аскорбино­вая кислота, ретинол и β-токоферол. Витамин С также способен разру­шать пероксиды липидов и способен поглощать СР, образующиеся как в пище во время ее приготовления, так и в ходе метаболических процессов в организме. Недостаточное потреб­ление витаминов C и E увеличивает восприимчивость тканей организма к действию как экзогенных СР, так и образующихся в организме в усло­виях интенсификации окислитель­ных процессов. Дефицит витамина Е обусловливает повышение агрегации тромбоцитов, а также снижение кон­центрации холестерина в сыворотке крови пациентов с гиперхолестерине­ мией. Кроме того, витамин Е играет важную роль в регуляции кровяного давления [13].

АО, попадающие в желудочно-ки­шечный тракт с пищей, взаимодей­ствуют с соляной кислотой, ферментами, солями желчных кислот, кишеч­ной микрофлорой и ее метаболитами. Все перечисленные агенты являются факторами активации АО. Биологи­ческая активность АО обусловлена их биодоступностью, т. е. количеством вещества, которое поглощается орга­низмом и включается в его метаболи­ческие процессы. Косвенный показа­тель биодоступности полифенольных соединений – повышение интенсив­ности антиоксидантных процессов в плазме крови после употребления соответствующих продуктов. Ско­рость и степень абсорбции полифе­нолов в кишечнике определяются их структурой [3, 14]. Небольшое коли­чество полифенолов обнаруживается в моче, следовательно, часть активного вещества может не усваиваться и вы­водиться из организма через желчные пути либо метаболизироваться ки­шечной микрофлорой [3, 15].

Антиоксидантные свойства фруктов

Фрукты – источник множества со­единений с антиоксидантными свой­ствами. Было установлено, что антиоксидантные компоненты фруктов могут обладать следующими свойствами:

• выступать в качестве восстано­вительного агента;

• блокировать СР;

• образовывать химические ком­плексы с металлами, катализирую­щими реакции окисления;

• подавлять активность окисли­тельных ферментов, индуцирован­ную активными формами кислорода.

Количество фенольных соеди­нений, содержащихся во фруктах, зависит от степени зрелости плодов и условий хранения после сбора уро­жая [19-24]. Среди различных видов фруктов выраженными антиоксидантными свойствами и высокими концентрациями полифенолов ха­рактеризуются плоды аронии черно­плодной и брусники. Яблоки, вишня, клубника, ежевика, бузина и шипов­ник содержат большое количество мономеров и олигомеров флавонои­дов [25, 26].

Самым богатым источником по­лифенолов считаются плоды аро­нии черноплодной. Общая масса этих соединений в плодах варьирует в пределах 40-70 мг/г сухой массы. Более 50% полифенолов составляют антоцианы (цианидин-­3-галактозид, цианидин­-3-арабинозид, циани­дин-­3-гликозид и цианидин­-3-ксилозид). Другая часть полифенолов аронии черноплодной представлена производными гидроксикоричной кислоты, главным образом хлоро­геновой и нехлорогеновой кисло­тами. Они придают плодам аронии терпкий вкус [27] и обусловливают выраженную антиоксидантную ак­тивность. Результаты исследований продемонстрировали фармакологи­ческие свойства сока плодов аронии. Так, содержащиеся в нем антоцианы предотвращают образование СР, а хелатирующее действие способст­вует выведению из организма тяже­лых металлов. Активные вещества плодов аронии укрепляют стенки сосудов, предотвращают развитие атеросклероза и заболеваний сердца, поддерживают нормальную функ­цию кардиоваскулярной системы и регулируют кровяное давление.

Важнейшими компонентами чер­ники являются фенольные соеди­нения, общее содержание которых в плодах составляет около 30 мг/г сухой массы. 70% фенольных соеди­нений представлены антоцианами, 10% – производными гидроксико­ричной кислоты [28]. К содержа­щимся в чернике антоцианам отно­сятся мальвидин, дельфинидин, а к фенольным кислотам – п-кума­ровая, гидроксикофейная и 3,4-диметоксиаммониевая [29]. Плоды черники применяются в качестве антидиарейного и противовоспалительного агента, также они спо­собствует снижению проницаемо­сти стенки сосудов. Содержащиеся в них каротиноиды (лютеин и зе­аксантин) и антоцианы улучшают способность органа зрения адапти­роваться к темноте.

Еще один важный источник биологически активных веществ – клюква с общим содержанием фе­нольных соединений 20 мг/г сухой массы. К ним относятся проциа­нидин, антоцианы и флавоноиды (кверцетин, мирицетин и производ­ные гидроксикоричной кислоты) [30]. Употребление клюквенного сока способствует профилактике инфекций мочевыводящих путей, язвенной болезни желудка и забо­леваний пародонта. Содержащиеся в нем фенольные соединения сни­жают риск развития атеросклероза и способны ингибировать рост ра­ковых клеток.

Плоды ежевики также характе­ризуются высоким содержанием фенольных соединений, общее содержание которых оценивается в 23 мг/г сухой массы. В дополнение к антоцианам и флавоноидам, при­сутствующим в мякоти плодов еже­вики, в ее семенах выявлено боль­шое количество эллаговой кислоты, эпикатехина и процианидина. Ан­тиоксидантная активность компо­нентов семян ежевики в 2 раза выше по сравнению с таковой компонен­тов ее плодов [31]. Высокое содержа­ние эллаговой кислоты обусловли­вает потогонное и отхаркивающее действие.

Концентрация фенольных со­единений в плодах бузины (20 мг/г сухой массы) близка к соответству­ющему показателю для плодов аро­нии. Среди этих компонентов можно выделить гликозиды цианидина и пеларгонидина. В плодах бузины также содержатся, хотя и в меньшем количестве, гликозиды кверцетина и хлорогеновая кислота [32]. Антиок­сидантную активность бузины можно оценить как очень высокую.

Шиповник содержит большое ко­личество витамина C (около 40 мг/г сухой массы) и каротиноидов (около 730 мг/г сухой массы). Среди послед­них преобладают ликопин и бета-ка­ротин. В плодах шиповника также в значительном количестве присутст­вуют витамин E и флавонолы (квер­цетин и его гликозиды) [30].

Плоды красной смородины, на­против, характеризуются более низ­кими концентрациями таких АО, как витамин С и фенольные соединения, однако при этом в них было выявлено большое количество трансресвера­трола [30].

Богатым источником витамина С и фенольных соединений служит земляника. Так, содержание ука­занных компонентов в этих ягодах составляет 35-104 мг/100 г и 20 мг/г сухой массы соответственно. Наи­большая доля фенольных соединений представлена антоцианами, эллаго­вой кислотой и их производными. Из антоцианов в мякоти преобладает пе­лагронидин­-3-гликозид, в семенах – цианидин-­3-гликозид [34].

Малина богата аскорбиновой кислотой и антоцианами [31]. Среди полифенолов преобладает эллаговая кислота (более 50% от общего количе­ства). Благодаря этому плоды малины проявляют антибактериальное, про­тивовирусное, седативное, обезболи­вающее и гипотензивное действие.

Общее содержание фенольных со­единений в плодах винограда зависит от вида виноградной лозы и сравнимо с таковым в клубнике и сливах. Крас­ные сорта винограда содержат больше фенольных соединений, чем белые [35]. Фенольные соединения, среди которых превалируют антоцианы, производные гидроксикоричной кислоты, флавонолы и стильбено­иды, содержатся преимущественно в кожице и косточках винограда. Среди выделенных из косточек поли­фенолов преобладают галловая кис­лота, эпикатехин и катехин; в кожице присутствуют эллаговая кислота, мирицетин, кверцетин, кемпферол и трансресвератрол [36]. Последний воздействует на метаболизм липи­дов, подавляет окисление липопротеинов и агрегацию тромбоцитов, ингибирует активность ферментов липоксигеназы и циклооксигеназы. Трансресвератрол также оказывает влияние на процессы формирова­ния комплексов металлов, ката­лизирующих реакции окисления, ингибирует рост и метастазирова­ние злокачественных новообразо­ ваний [37]. Авторы исследований, посвященных активности ресвера­трола, указывают на необходимость дальнейшего изучения механизма его противоопухолевого действия. Экспериментально подтверж дено защитное влияние ресвератрола ви­нограда при ишемии миокарда [38]. Существуют также исследования, в которых было продемонстриро­вано благоприятное воздействие ресвератрола на патофизиологические механизмы развития болезни Альцгеймера (предотвращение по­вреждения нейронов, снижение от­ложения амилоида) [39, 40]. Среди продуктов переработки винограда высокой антиоксидантной активно­ стью характеризуется красное вино. Было показано, что по данному по­казателю красное вино в 6 и 17 раз превышает вино из розовых и белых сортов винограда соответственно. Кроме того, АО, содержащиеся в красных винах, в 10 и 40 раз более эффективно связывают СР оксида азота по сравнению с АО розового и белого вина соответственно [42].

L. Simin и соавт. в 5-летнем про­спективном исследовании с участием женщин без задокументированной ишемической болезни сердца выявили, что высокое потребление овощей и фруктов ассоциировалось со снижением частоты кардиова­скулярной патологии, особенно ин­фаркта миокарда. Эти данные ука­зывают на целесообразность повыше­ния потребления овощей и фруктов в общей популяции с целью профи­лактики сердечно-сосудистых забо­леваний [43].

Антиоксидантные свойства овощей

Овощи характеризуются менее выраженной антиоксидантной ак­тивностью по сравнению с фрук­тами. Среди овощей, обладающих способностью связывать СР, вы­деляют чеснок, капусту, шпинат, брюссельскую капусту, брокколи и свеклу [44]. Овощи являются богатым источником гликозидов кверцетина и кемпферола. Высокое содержание кверцетина характерно для красного лука (117,4-1917 мг/кг) и лука-шалота (53,4-1187 мг/к г). Сильная антиоксидантная актив­ность чеснока обусловлена такими его компонентами, как диаллилди­сульфид, аллицин и S-аллил-ци­стеин [7].

Особого внимания заслуживает ликопин, содержащийся в томатах и продуктах их переработки. Мощ­ные антиоксидантные свойства ли­копина обусловлены наличием в его молекуле 11 сопряженных двойных связей. Повышенное потребление ликопина ассоциировано со сниже­нием концентрации липопротеинов низкой плотности и уменьшением риска кардиоваскулярной патоло­гии. Было также установлено, что ликопин может обладать проти­воопухолевыми свойствами. Так, у мужчин, потребляющих томат­ные продукты более 10 раз в неделю, было отмечено снижение риска раз­вития рака предстательной железы. Повышенное потребление томатов так же снижало риск рака шейки матки у женщин. Биодоступность ликопина в продуктах переработки томатов выше, чем в свежих овощах. Приблизительное содержание ликопина в свежих томатах составляет 30 мг/кг, в томатном соке – 80 мг/кг, в кетчупе – около 130 мг/кг, а в то­ матном концент рате превышает 300 мг/кг. Средиземноморская диета способствует повышению биодоступности ликопина, поскольку включает большое количество то­матов с оливковым маслом, кото­рое повышает абсорбцию ликопина в кишечнике.

Выводы

Содержащиеся в овощах и фрук­тах АО обладают положительным влиянием на здоровье человека. Увеличение ежедневного потребле­ния этих продуктов играет важную роль в профилактике и лечении многих заболеваний, что следует учи­тывать врачам при формировании диетических рекомендаций. Вопрос целесообразности использования ди­етических добавок в профилактике различных заболеваний, в частности кардиоваскулярной патологии, оста­ется открытым и требует дополни­тельных исследований. По-видимому, перспективным направлением явля­ется разработка стратегий повыше­ния биодоступности АО. У здоровых лиц нет необходимости в использова­нии диетических добавок, достаточно сформировать сбалансированный ра­цион из овощей и фруктов, содержа­щий нужные компоненты в нужном количестве. АО растительного про­исхождения применимы в качестве дополнительного усиления естест­венной защиты организма. Их исполь­зование позволяет улучшить качество жизни и снизить риск развития пато­логии.

Список литературы находится в редакции.

ИНФОРМАЦИЯ

Источник: Wawrzyniak A. et al. Wlasciwosci antyoksydacyjne owocow i warzyw. Borgis. Medycyna Rodzinna 1/2011, s. 19-23.

Перевод: Игорь Кравченко

СТАТТІ ЗА ТЕМОЮ Алергія та імунологія

10.07.2018 Алергія та імунологія Современные достижения аллергологии и иммунологии

В этом году аллергологический конгресс был посвящен 50-летию создания аллергологической службы в Днепропетровской области. Первый день работы конференции ознаменовался торжественным открытием регионального аллергологического центра, 18 и 19 апреля в рамках научной программы свои доклады представили ведущие украинские аллергологи и европейские эксперты. Обзор некоторых выступлений мы приводим ниже....

09.07.2018 Алергія та імунологія Бар’єрна дисфункція при шкірних формах алергії

Шкіра покриває всю поверхню тіла людини, захищаючи її від різноманітних зовнішніх впливів. Порушення епідермального бар’єра призводить до посилення проникнення крізь нього антигенів довкілля та створює умови для розвитку запалення. ...

09.07.2018 Алергія та імунологія Эволюция современной аллергологии

Можно считать, что специфическая диагностика аллергических заболеваний (АЗ) берет свое начало в 1869 г., когда английский доктор Чарльз Блэкли поцарапал кончиком гвоздя кожу предплечья и, растерев на месте царапины небольшую щепотку пыльцы злаковых трав, обнаружил появление волдыря. ...

02.07.2018 Алергія та імунологія Атопічний дерматит

Протокол призначений для: лікарів загальної практики – сімейних лікарів, лікарів-терапевтів дільничних, лікарів-педіатрів дільничних, дерматовенерологів, дитячих дерматовенерологів, алергологів, дитячих алергологів, лікарів, що провадять господарську діяльність з медичної практики як фізичні особи-підприємці, cереднього медичного персоналу, інших медичних працівників, які беруть участь у наданні первинної...