ДОБАВКИ С АНТИОКСИДАНТАМИ: ОСТОРОЖНO!

dok_zlo — 12.06.2021

Антиоксидантам сейчас уделяется много внимания. Статья  Джастина Куайлса, вышедшая на портале Science-Based Medicine,  показывает, как важно понимать разные стороны сложной биологической системы прежде, чем в нее вмешиваться.

Большинству людей, заботящихся о здоровье, знакомы термины «антиоксидант» и «свободные радикалы». Но скорее всего вы слышали эти умные словечки, когда реклама очередной витаминной воды прервала вашу любимую телепрограмму. Или, возможно, кто-то из ваших знакомых (или даже вы сами?) пользовался продуктами с антиоксидантами, чтобы избавиться от чувства вины за лишний бокал красного вина или плитку темного шоколада.

Хотя потребление достаточного количества антиоксидантных витаминов и минералов в рамках сбалансированной диеты необходимо человеку, чтобы иметь хорошее здоровье, новые исследования показывают, что их переизбыток тоже не доведет до добра. В этом заключается сущность биохимического феномена, известного как восстановительный стресс.

Окислительный стресс и старение

Передача электронов между молекулами – это фундаментальный аспект клеточной биохимии. В то время как под окислением подразумевается  потеря электронов, восстановление — это их получение. Важно, что эти процессы, в совокупности называемые окислительно-восстановительными реакциями, взаимосвязаны и должны постоянно происходить совместно, чтобы поддерживать жизнь. Действительно, окислительно-восстановительная биохимия объясняет, как растения вырабатывают кислород, которым мы дышим (фотосинтез) и который затем позволяет нам трансформировать пищу в энергию (окислительное фосфорилирование).

Парадоксальным образом молекулярный кислород одновременно необходим и вреден для человеческой (и любой другой) жизни. Во время окислительного фосфорилирования молекула кислорода O2 восстанавливается до молекулы воды H2O, в то время как высвобождаемая энергия  запасается в форме молекулы аденозин трифосфата (АТР). Однако в ходе того же самого процесса O2 может принимать электроны и трансформироваться в разнообразные реактивные формы кислорода и азота (РФК/РФА), токсичные побочные продукты метаболизма, которые повреждают ДНК, разрушают клеточные мембраны и нарушают функции белков. Некоторые ключевые РФК/РФА, являющиеся продуктами реакций, протекающих в процессе метаболизма и в окружающей среде, перечислены ниже:

В пятидесятых эти химические реакции оказались на переднем фронте биомедицинских исследований, когда Денхам Харман разработал свободнорадикальную теорию старения, предполагающую, что накопление полученных из кислорода свободных радикалов (а именно, супероксидных радикалов) способствует повреждению клеток, связанному с прогрессирующим старением. Со временем эта теория расширилась, охватив не только свободные радикалы, но и другие активные формы кислорода, функционирующие как прооксиданты (вещества, способствующие окислению), и была подтверждена исследованиями ряда независимых лабораторий. В то время как внутриклеточные источники, относительные пропорции и биологические цели РФК/РФА остаются предметом активных дискуссий, почти шесть с половиной десятилетий исследований, основанных на оригинальном тезисе доктора Хармана, привели к всеобщему консенсусу, что окислительный стресс способствует старению и таким патологическим состояниям как рак, нейродегенерация, диабет и сердечно-сосудистые заболевания.

Использование антиоксидантов для борьбы с окислительным стрессом

К счастью, наши клетки обладают внутренним защитным механизмом для нейтрализации вредных окислителей. Эти молекулы были метко названы эндогенными антиоксидантами (веществами, ингибирующими окисление). Зашифрованные в нашей ДНК эндогенные антиоксиданты могут быть ферментативной (требующими кофактор для функционирования) и неферментативной природы. Помимо этих эндогенных молекул через хорошо сбалансированную диету человеком регулярно потребляются экзогенные антиоксиданты, которые в организме не вырабатываются. Неисчерпывающий список эндогенных и экзогенных антиоксидантов, во многих из которых вы, скорее всего, узнаете витамины, может быть найден ниже:

Антиоксиданты делятся на экзогенные, к которым относятся витамины A, C, A, селен, полифенолы и некоторые растительные соединения, а также эндогенные. Эндогенные антиоксиданты подразделяются на ферментативные (каталаза, супероксид дисмутаза, глютатион пероксидаза и так далее) и неферментативные, например, глютатион или билирубин.

Возросшее число свидетельств роли окислительного стресса в развитии человеческих заболеваний и процессе старения привело исследователей к разработке экспериментальных модельных организмов, в которых гены, отвечающие за выработку эндогенных антиоксидантов, изменялись, чтобы усилить их функцию и вызвать сверхэкспрессию генов. Несмотря на то, что результаты этого эксперимента на таких низших организмах, как Caenorhabditis elegans (круглые черви) и Drosophila melanogaster (плодовые мухи), оказались многообещающими, сверхэкспрессия эндогенных антиоксидантов у мышей не помогла им прожить дольше. Тем не менее, сверхэкспрессия определенных эндогенных антиоксидантов оказалась достаточной, чтобы улучшить показатели здоровья в мышиных моделях инфаркта миокарда (сердечного приступа), диабета, инсульта и болезни Альцгеймера. Это позволило предположить, что стратегии, направленные на увеличение числа антиоксидантов во время этих заболеваний, потенциально могут повысить уровень защиты и у людей.

Вслед за этими опытами на мышах была поставлена серия клинических испытаний, в которых экзогенные антиоксиданты, как правило, витамины, давались различным группам пациентов с целью профилактики или лечения рака, сердечнососудистых заболеваний и дегенерации желтого пятна. Увы, несмотря на огромные усилия, результаты этих исследований, в которые были вовлечены тысячи пациентов и миллионы долларов субсидий, оказались крайне плачевными. Как подытожили Национальные институты здоровья США (учреждение, финансировавшее большую часть этой работы), антиоксидантные добавки не снижают риска сердечного приступа, инсульта, катаракты или  возрастных когнитивных нарушений. Более того, как показали два независимых исследования, добавки экзогенных антиоксидантов в действительности увеличивают заболеваемость раком легких и простаты.

Так почему же антиоксидантные добавки не помогли этим пациентам? Хотя четкого ответа на этот вопрос и не существует, Национальные институты здоровья привели два ключевых соображения, выдвинутых несколькими исследовательскими группами. Первое из них заключается в том, что «эффекты больших доз антиоксидантов, используемых в исследованиях добавок, могут отличаться от эффекта малого количества антиоксидантов, потребляемых с пищей». Любой, кто принимал мультивитамины, конечно же, обращал внимание на абсурдно маленький  процент дневной нормы антиоксидантов, содержащихся в одной таблетке.

Второе – в том, что «при некоторых обстоятельствах свободные радикалы могут приносить пользу, а не вред, а  их удаление может быть нежелательным». На первый взгляд такое замечание может показаться противоречащим тому, что вы прочли в этой статье. Однако, несмотря на то, что аномально повышенные РФК/РФА отравляют организм, фундаментальная наука показывает, что до тех пор, пока их количество остается в рамках надлежащего физиологического диапазона, некоторые из этих молекул способствуют важным клеточным функциям.

Например, такой мощный окислитель, как перекись водорода (H2O2), является сигнальной молекулой, играющей важную роль в делении, росте и процессах воспаления. Интересно, что в небольших количествах H2O2 может стимулировать эндогенную систему антиоксидантной защиты и фактически помочь компенсировать вредные эффекты стресса. Таким образом, полное уничтожение РФК/РФА посредством приема избыточного количества антиоксидантов не выглядит хорошей  стратегией, чтобы улучшить здоровье.

Восстановительный стресс: недавно открытый феномен и его роль в человеческих заболеваниях

Расположенный на противоположном конце окислительно-восстановительного спектра восстановительный стресс часто характеризуется потерей физиологического (здорового) РФК/РФА сигнализирования и/или избытком антиоксидантных молекул. Хотя он и изучен гораздо меньше, чем окислительный стресс, восстановительный стресс, как это было недавно продемонстрировано, играет роль в развитии неврологических и сердечно-сосудистых заболеваний, а также рака. Недавно стало известно, что у пациентов, подверженных риску развития болезни Альцгеймера, наблюдается восстановительный стресс. Это позволяет предположить, что переизбыток антиоксидантов может служить полезным диагностическим инструментом, с помощью которого клиницисты смогут прогнозировать прогресс заболевания у таких пациентов.

В наследственной модели развития кардиомиопатии высокий уровень антиоксидантной активности ведет к расширению и дисфункциональности сердца. И в мозге, и в сердце – двух высокоокислительных тканях с минимальной способностью к регенерации – восстановительный стресс связан с накоплением токсичных белковых агрегатов, которые, вероятно, приводят, к гибели клеток на поздних стадиях заболевания.

В отличие от неделящихся клеток мозга или сердца, восстановительный стресс, по-видимому, способствует росту и выживанию некоторых особенно агрессивных раковых клеток. В ответ на химиотерапию клетки часто перепрограммируют свои гены для усиления выработки эндогенных антиоксидантов в слабой попытке удалить токсичные побочные продукты антираковых соединений. При последовательном введении лекарств цель состоит в том, чтобы в конечном итоге сокрушить и уничтожить эти адаптирующиеся клетки. В то время как это срабатывает в некоторых случаях, отдельные злокачественные клеточные типы разработали способы усилить свою эндогенную антиоксидантную защиту и стали особенно устойчивыми к химиотерапевтическим агентам. Это может происходить через активацию сигнального пути Keap1-Nrf2.

Nrf2 считается главным активатором экспрессии генов, отвечающих за выработку эндогенных антиоксидантов. В ответ на вредное накопление РФК/РФА Nrf2 способен стимулировать выработку в клетке десятков антиоксидантных белков. В то же время, в отсутствие стресса функция Nrf2 ингибируется связанным с ним белком Keap1. Удивительно, но несколько типов опухолей эволюционировали таким образом, чтобы приобрести мутации ДНК в Nrf2 или Keap1 в таких местах, что экспрессия генов, отвечающих за выработку эндогенных антиоксидантов, всегда «установлена на максимум». Поразительно, что помимо принятия участия в ускоренном развитии рака, недавно у четырех детей, страдающих от недиагностированных расстройств, также были обнаружены Nrf2-подобные мутации в генах, контролирующих Nrf2, которые приводили к неограниченной активации последнего. У этих пациентов непрерывная активность Nrf2 вызвала «рано развившееся мультисистемное заболевание с неспособностью к росту, иммунодефицитом и неврологическими симптомами».

Сигнальный путь Keap1-Nrf2. Слева — состояние покоя, в центре — временная активация, способствующая реализации защитных функций организма, справа — хроническая активация, приводящая к патологическим процессам.

Несмотря на эти сообщения, ряд лабораторий постоянно работает над обнаружением фармакологических агентов, способных усилить активацию Nrf2. Сульфорафан, одно из таких соединений, которое, вероятно, скоро будет продаваться в вашем местном магазине пищевых добавок, сейчас проходит клинические испытания на предмет рисков развития рака простаты и легких. Хотя экзогенные добавки и могут быть полезны в некоторых случаях, все же для определения необходимости внешнего воздействия на эти процессы требуются дополнительные исследования. Целесообразности приема антиоксидантов необходимо уделять особое внимание, так как панацеей для здоровья эти добавки, безусловно, не являются.

Подведем итоги

Сказанное выше ни в коем случае не отменяет десятилетий исследований, убедительно продемонстрировавших важную защитную роль антиоксидантов в клеточной биологии. Но, возможно, этот пост поможет убедить вас относиться к концепции антиоксидантов скептически, а также повысит осведомленность о восстановительном стрессе и даст дополнительную информацию к размышлению  тем, кто назначает или принимает экзогенные антиоксидантные добавки.

Хотя уровень содержания многих витаминов и минералов может быть оценен при помощи обычных анализов крови, эти значения сильно колеблются и не подвергаются тщательному анализу на протяжении времени у большинства пациентов. Кроме того, сложная перекрестная связь между метаболическими путями затрудняет получение однозначных выводов по результатам какого-либо одного анализа. Однако оценка  окислительно-восстановительного статуса из соотношений эндогенных антиоксидантов, таких как глутатион, может дать полезную для диагностики информацию.

Надеемся, что будущие исследования в этом направлении приведут к стратификации пациентов в соответствии с их индивидуальным окислительно-восстановительным статусом, что в идеале позволит давать более безопасные рекомендации, когда речь заходит о добавках антиоксидантов.

Автор: Джастин Квилис (Justin Quiles)

Источник: sciencebasedmedicine.org

Переводчик: Роман Королев

Редактор: Галина Вирясова

Оставить комментарий

Популярные посты:

catofoldmemory

Пенсия матери террористов Рогозинниковых

nevash_lexa

За Державу обидно.

ruchildren

Весомый вклад в литературу :)

iam_krasnoyarsk

Комсостав танкового батальона 1-й дивизии народного ополчения

masterok

Как морозы уничтожили виноградники во Франции

grazdano4ka

​***

valery_brest_by

Наши боты дойдут до Варшавы и Ковеля...

tytgrom

Парк Долгопрудного 21-12-2023

• Ранее
• Архив