1.3 Классификация антиоксидантов

В настоящее время существует несколько классификаций антиоксидантов. Наиболее известные классификации приведены ниже.

1 По природе антиоксиданты:

природные;

синтезированные (производные природных антиоксидантов).

2 По механизму действия антиоксидантов:

"мусорщики", которые очищают организм от всех свободных радикалов, чаще всего восстанавливая их до стабильных неактивных продуктов;

"ловушки" - антиоксиданты, которые имеют средство к какому-то определенному свободнорадикальному продукту (ловушки синглетного кислорода, гидроксил-радикала и т.д.). Ловушки часто используют для уточнения механизма свободнорадикальной реакции;

антиоксиданты, обрывающие цепи - вещества, молекулы которых более реакционноспособны, чем их радикалы. Чаще всего это фенолы, которые легко отдают свои электроны, превращая радикал, с которым они прореагировали, в молекулярный продукт, а сами при этом превращаются в слабый феноксил-радикал, который уже не способен участвовать в продолжении цепной реакции [7].

Самыми известными и широко употребляемыми в 20-м веке были синтетические антиоксиданты. Наиболее типичными представителями синтетических антиоксидантов являютя: ионол, фенозаны, оксипиридины, селен-неорганические и селен-органические соединения. Однако в последнее время они стали уступать место природным антиоксидантам.

Природные антиоксиданты [8], делят на:

1 Ферментные катализируют реакции, в которых активные формы кислорода и некоторые другие окислители восстанавливаются до стабильных нетоксичных продуктов. Ферментные антиоксиданты практически все всегда выполняют свою функцию внутри клетки. Их синтез и внутриклеточное содержание, как и большинства белков, находится под генетическим контролем и интенсифицируется под влиянием ряда внешних воздействий, к которым относятся и фармакологические (введение лекарственных препаратов). Большая молекулярная масса молекул энзимов препятствует их выходу за пределы клеток, одновременно это же и является препятствием для проникновения внутрь клетки и введенным в организм в виде лекарственных препаратов экзогенных ферментов и белков (например, СОД, церебролизин, актовегин и др.). В случае же попадания ферментных антиоксидантов и белков в кровь (цитолиз клеток, введение извне в виде лекарств), они не могут рассматриваться в качестве ключевых механизмов в антирадикальной и антиперекисной защите крови, так как очень быстро, в течение 5 - 10 минут разрушаются под действием протеаз крови или выводятся в неизмененном виде почками [9]. В результате уровень ферментных АО крови крайне низок и суммарно определяет менее 1% ее антирадикальной и антиперекисной активности.

2 Макромолекулярные - это некоторые белки, являющиеся важнейшей составной частью сыворотки крови. Одним из типичных представителей высокомолекулярных антиоксидантов является сывороточный альбумин. Он синтезируется в печени и секретируется ее клетками в кровь [10].

3 Низкомолекулярные - наиболее часто встречающиеся в составе различных растений.

Низкомолекулярные антиоксиданты делятся на:

1 Водорастворимые аскорбиновая кислота, природные полифенольные соединения (флавоноиды, оксиароматические кислоты,катехоламины, индоламины, производные кумаринов, фитоэстрогены, тиоловые соединения, некоторые олигопептиды.

2 Жирорастворимые антиоксиданты группы витамина Е, витамины А и К, стероидные гормоны, флавоноиды, полифенолы (убихинон, витамин Р).

Рассмотрим наиболее распространенные низкомолекулярные природные антиоксиданты более подробно.

Витамин Е (б-токоферол) - является основным антиоксидантом биологических мембран липопротеиновых комплексов, защищает геном при перехвате активных форм кислорода (АФК) в клеточном ядре (антимутагенное действие). Участвует в антиоксидантной защите липопротеидов сыворотки крови, образуя токоферольный радикал, который восстанавливается до токоферола с участием аскорбиновой кислоты и глутатиона; одновременно осуществляется перенос радикалов из гидрофобной фазы липидного биослоя в водную фазу, что и обеспечивает постоянную нейтрализацию АФК в биологических мембранах.

Молекула токоферола эффективно взаимодействует с большинством АФК и продуктов липиды низкой плотности (ПОЛ), находящихся в липидной фазе.

Витамины А, К, стероидные гормоны. Витамин А и его провитамины- бета-каротин и другие каротиноиды также относятся к жирорастворимым фенольным антиоксидантам. В организме содержится в одной из 3-х форм - ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота[11].

Витамин А и его производные проявляют выраженное антиоксидантное действие и обеспечивают разрушение основных видов АФК; участвуют в обеспечении и регуляции процессов микросомального окисления, ингибируют метаболическую активацию канцерогенов. Основными точками приложения физиологического действия витамина А в организме являются защита биологических мембран, синтез и метаболизм гликопротеинов, хроматина, биотрансформация ксенобиотиков, а также антиоксидантная защита фоторецепторов сетчатки и самого процесса восприятия зрительной информации. Витамин А и другие каротиноиды взаимодействуют с другими антиоксидантными соединениями, усиливая и пролонгируя при этом защитные эффекты друг друга: с селеном - способствует реактивации тиоловых групп сыворотки крови, оказывает выраженное антитоксическое действие; с токоферолом - резко снижает содержание мембраноагрессивных липопероксидов сыворотки крови и препятствует последующему отложению продуктов ПОЛ в интиме аорты и других сосудов; в комплексе со специфическим цитозольным белком стимулирует процессы клеточного роста и пролиферации; в ядре - усиливает экспрессию генов, биосинтез рибонуклеиновой кислоты и белков[12].

Витамин А необходим для роста тканей в детском возрасте, осуществлении фоторецепции, функционировании иммунной системы, повышения барьерных свойств и нормальной дифференцировке эпидермиса и эпителия слизистых оболочек. Способностью противостоять избыточному ПОЛ и, соответственно, стабилизировать структуру биомембран обладают стероидные гормоны - эстрогены и глюкокортикоиды, которые из-за этого иногда называют структурными антиоксидантами.

Наибольшим антиоксидантным эффектом обладает 2-оксиэстрадиол. 17-бета-эстрадиол обладает защитным действием на эндотелий сосудов от повреждения липопротеидами низкой плотности (ЛПНП) или лизофосфаттидилхолином. Кроме этого, эстрогены эффективно ингибируют никотинамидадениндинуклеотид (НАДФН)- и аскорбат-зависимые системы ПОЛ в микросомах, повышают активность каталазы в клетках почек. В высоких дозах гидрокортизон уменьшает ПОЛ, а дезоксикортикостерон в больших дозах интенсифицирует его.

Убихинон (кофермент Q) - (вездесущий)- структурно близок к витамину Е, по действию и активности схож с ним. Образует окислительно-восстановительную систему убихинон-убихинол. Основная часть внутриклеточного убихинона содержится в митохондриях, ядре, эндоплазматическом ретикулуме и лизосомах.

Важнейшая роль внутриклеточного убихинона связана с участием в митохондриальной цепи транспорта электронов в дыхательной цепи, что предопределяет его действие как регулятора антиоксидантного гомеостаза в клетке.

Убихинон и его аналоги эффективно ингибируют супероксиданион-радикал, гидроксильный радикал, перекисные и алкоксильные радикалы и, кроме того, перехватывают радикалы токоферола (витамин Е), являются одним из основных сывороточных ингибиторов синглетного кислорода.

Жирорастворимые гидрофобные антиоксидантные соединения играют главенствующую роль в защите основных структурных компонентов биологических мембран, фосфолипидов или погруженных в липидный слой белков[12], [13].