Antioxidanter

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 31 augusti 2021; kontroller kräver 29 redigeringar .

Antioxidanter (även antioxidanter, konserveringsmedel ) - ämnen som hämmar oxidation ; någon av många kemikalier, inklusive naturliga kroppsprodukter och kostnäringsämnen, som kan neutralisera de oxidativa effekterna av fria radikaler och andra ämnen [1] . De betraktas främst i samband med oxidation av organiska föreningar .

Klassificering

Antioxidanter är enzymatiska till sin natur ( enzymer som syntetiseras av eukaryota och prokaryota celler ) och icke-enzymatiska. De mest kända antioxidantenzymerna (AOF) är katalytiska proteiner : superoxiddismutas ( SOD), katalas och peroxidaser [2] . AOF är den viktigaste (inre) delen av kroppens antioxidantsystem. Tack vare AOF är varje cell normalt kapabel att förstöra överskott av fria radikaler, men med ett överskott av fria radikaler som inte är avgiftade spelar den yttre delen av antioxidantsystemet, antioxidanter som erhålls från mat, en betydande roll för att skydda kroppen från oxidativ stress.

De mest kända icke-enzymatiska antioxidanterna är askorbinsyra (vitamin C), tokoferol (vitamin E), ß- karoten (provitamin A) och lykopen (i tomater). De inkluderar också polyfenoler : flavin och flavonoider (finns ofta i grönsaker), tanniner (i kakao, kaffe, te), antocyaniner (i röda bär).

Antioxidanter delas in i två breda underklasser beroende på om de är vattenlösliga (hydrofila) eller lipidlösliga (lipofila). I allmänhet oxideras vattenlösliga antioxidanter i cellens cytosol och blodplasma, medan lipidlösliga antioxidanter skyddar cellmembranen från lipidperoxidation [3] . Antioxidanter kan syntetiseras i kroppen eller komma från kosten [4] . Olika antioxidanter finns i ett brett spektrum av koncentrationer i kroppsvätskor och vävnader, med vissa ( glutation eller ubikinon ) primärt närvarande i cellerna, medan andra ( urinsyra ) är mer jämnt fördelade. Vissa antioxidanter kan bara hittas i vissa organismer, dessa föreningar kan vara viktiga för mikroorganismers patogenes och virulensfaktorer [5] .

Innehåll i mat

Antioxidanter finns i stora mängder i färska bär och frukter , samt färskpressade juicer , fruktdrycker och puréer . Bär och frukter rika på antioxidanter inkluderar havtorn , blåbär , vindruvor , tranbär , bergaska , svarta aroniabär , vinbär , granatäpplen , mangostan , acai .

Nötter , vissa grönsaker och bönor är rika på antioxidanter ( bönor , grönkål , kronärtskockor ), och i det andra fallet kan överskott av antioxidanter hindra kroppen från att absorbera järn, zink, kalcium och andra spårämnen [6] .

Andra livsmedel som innehåller antioxidanter inkluderar kakao , rött vin , grönt te , eldgräs och, i mindre utsträckning, svart te .

Verkningsmekanismer

Oxidationen av kolväten , alkoholer , syror , fetter och andra ämnen med fritt syre är en kedjeprocess. Kedjereaktioner av transformationer utförs med deltagande av aktiva fria radikaler - peroxid (RO 2 * ), alkoxi (RO * ), alkyl (R * ), såväl som reaktiva syrearter (superoxidanjon, singletsyre ). Oxidationsreaktioner med grenad kedja kännetecknas av en ökning av hastigheten under omvandlingen ( autokatalys ). Detta beror på bildandet av fria radikaler under nedbrytningen av mellanprodukter - hydroperoxider, etc.

Verkningsmekanismen för de vanligaste antioxidanterna (aromatiska aminer , fenoler , naftoler , etc.) består i att bryta reaktionskedjorna: antioxidantmolekyler interagerar med aktiva radikaler för att bilda lågaktiva radikaler. Oxidationen bromsas också i närvaro av ämnen som förstör hydroperoxider (dialkylsulfider etc.). I detta fall minskar hastigheten för bildandet av fria radikaler. Även i en liten mängd (0,01-0,001%) minskar antioxidanter oxidationshastigheten, så under en viss tidsperiod (en period av hämning, induktion) upptäcks inte oxidationsprodukter. Vid utövandet av hämning av oxidativa processer är synergifenomenet av stor betydelse - den  ömsesidiga förbättringen av effektiviteten av antioxidanter i en blandning eller i närvaro av andra ämnen.

Applikation

Antioxidanter används flitigt i praktiken. Oxidativa processer leder till förstörelse av värdefulla livsmedelsprodukter ( härskning av fetter , förstörelse av vitaminer), förlust av mekanisk styrka och missfärgning av polymerer ( gummi , plast, fibrer ), hartsning av bränsle, bildning av syror och slam i turbin- och transformatoroljor, etc.

I livsmedelsindustrin

Antioxidanter används som livsmedelstillsatser för att minska matförstöring. Exponering för syre och solljus är de två huvudfaktorerna i livsmedelsoxidation. För att öka bevarandet av mat hålls den mörkt och försluten i lufttäta behållare eller till och med täckt med vax. Syre är dock också viktigt för växternas andning: lagring av växtmaterial under anaeroba förhållanden bidrar till en obehaglig lukt och färg [7] . Av ovanstående skäl används en gasblandning som innehåller cirka 8 % syre vid förpackning av färsk frukt och grönsaker. Antioxidanter är en särskilt viktig klass av konserveringsmedel eftersom, till skillnad från bakteriell eller svampförstöring, oxidationsreaktioner fortfarande sker relativt snabbt även i frysta eller kylda livsmedel [8] . Dessa konserveringsmedel inkluderar naturliga antioxidanter som askorbinsyra (AA, E300) och tokoferoler (E306), såväl som syntetiska antioxidanter som propylgallat (PG, E310), tertiär butylhydrokinon (TBHQ), butylhydroxyanisol (BHA, E320) och butylhydroxitoluen (BHT, E321) [9] [10] .

De vanligaste molekylerna som påverkas av oxidation är omättade fetter. Oxidation gör dem härskna [11] . Eftersom oxiderade lipider ofta är missfärgade och tenderar att ha en obehaglig smak, såsom metalliska eller svavelhaltiga nyanser, är det viktigt att undvika oxidation av fetter i livsmedel som är rika på dem. Sådana livsmedel konserveras sällan genom torkning ; används oftare rökning , saltning och jäsning ( jäsning ). Ännu mindre fet mat som frukt sprayas med svavelhaltiga antioxidanter innan lufttorkning. Oxidation är ofta metallkatalyserad, så mat som är rik på fett bör inte slås in i aluminiumfolie eller förvaras i metallbehållare. Vissa feta livsmedel, som olivolja, skyddas delvis från oxidation genom närvaron av naturliga antioxidanter, men förblir känsliga för fotooxidation [12] . Antioxidantkonserveringsmedel läggs också till oljiga kosmetika, inklusive läppstift, fuktighetskrämer och mjukgörande medel, för att förhindra härskning.

För bränslestabilisering

Hartsbildningen av bränslet saktar ner kraftigt med tillsats av små mängder antioxidanter (0,1% eller mindre); sådana antioxidanter inkluderar paraoxidifenylamin, alfa-naftol, olika fraktioner av träharts, etc. Följande antioxidanter (1-3 %) tillsätts till smörjoljor och fetter: paraoxidifenylamin, ionol, tributylfosfat, zink (eller barium) dialkylditiofosfat, zinkdialkyldiofosfat , etc. .

I medicin

Lipidperoxidationsprocesserna sker ständigt i kroppen och är viktiga för att uppdatera sammansättningen och bibehålla biomembranens funktionella egenskaper, energiprocesser, celldelning, syntes av biologiskt aktiva ämnen och intracellulär signalering.

Eftersom regelbundet intag av färska vegetabiliska livsmedel minskar sannolikheten för hjärt- och kärlsjukdomar och ett antal neurologiska sjukdomar, formulerades och spreds en arbetshypotes i media att antioxidanter kan förhindra den skadliga effekten av fria radikaler på cellerna i levande organismer, och därigenom sakta ner. ner i åldringsprocessen .. Som ett resultat har en mångmiljardmarknad för kosttillskott med antioxidantegenskaper uppstått [13] .

Många vetenskapliga studier har ännu inte bekräftat denna hypotes [14] [15] . Det har publicerats storskaliga studier som tyder på att kosttillskott med antioxidanter tvärtom kan vara hälsofarliga [16] [17] . En metaanalys av kliniska studier som involverade mer än 240 tusen personer i åldrarna 18 till 103 år (44,6 % av kvinnorna) visade att betakaroten och vitamin E i doser som överstiger den rekommenderade dagliga dosen signifikant ökar den totala dödligheten [18] . En ökning av incidensen av lungcancer visades i en klinisk studie från 1994 om användningen av betakarotentillskott av Folkhälsoinstitutet i Finland , som omfattade 29 133 rökare; studie av användningen av vitamin A och betakaroten, genomförd 1996 med deltagande av 18 tusen personer. En genomgång från 2004 av tjugo studier av vitamin A, C, E och betakaroten hos 211 818 patienter fann att vitaminer ökar dödligheten, liksom en metaanalys från 2005 av vitamin E-tillskott. 2012 och sammanfattande data från studier av antioxidantvitaminer i 215 900 patienter kom man fram till att tillskott med vitamin E, betakaroten och stora doser vitamin A är farligt [13] . Nya bevis tyder på att hälsofördelarna med färska vegetabiliska livsmedel beror på andra föreningar och faktorer än antioxidanter [19] [20] .

När man studerade fria radikalers och antioxidanters roll i kroppen drog forskarna slutsatsen att kroppen själv producerar starkare antioxidanter än de som ingår i kosttillskott, och en överskottsmängd av antioxidanter i kroppen kan vara skadlig. Enligt forskarna kan fria radikaler inte betraktas som ett villkorslöst ont, deras positiva roll är mycket betydelsefull: de används av immunsystemet för att attackera bakterier och cancerceller . Forskare är benägna att tro att balansen mellan fria radikaler och naturliga antioxidanter är fördelaktigt för kroppen, och inte frånvaron av fria radikaler. Människokroppen kan inte klara av att upprätthålla denna balans endast vid vissa sällsynta sjukdomar, och i deras frånvaro upprätthåller den denna balans ganska framgångsrikt [13] .

Minskade nivåer av bioantioxidanter

En långvarig minskning eller fullständigt försvinnande av vissa bioantioxidanter i vävnaderna inträffar med avitaminos E, såväl som med avitaminos C, P, K. I dessa patologiska tillstånd, resistens mot faktorer som aktiverar radikal oxidation, såsom joniserande strålning eller syreförgiftning, är kraftigt reducerad. Antioxidanteffekten är uppenbarligen en av de viktigaste egenskaperna hos tokoferoler (se), vilket bestämmer deras biologiska funktioner. Detta bevisas av ackumuleringen av lipidperoxider i djurens vävnader i de inledande faserna av E-avitaminos och likheten mellan symtomen på E-avitaminos med de symtom som uppstår när djur matas med fettoxidationsprodukter, samt en minskning i nivån av lipidperoxider och avlägsnande av de viktigaste symptomen på E-avitaminos genom införandet av vissa föreningar (till exempel difenylparafenylendiamin), som endast har antioxidantegenskaper gemensamma med tokoferol.

En långvarig minskning av den totala antioxidantaktiviteten i vävnaderna i en levande organism inträffar med strålningsskada.

En konstant, om än lätt, minskning av antioxidantaktiviteten hos muskelvävnadslipider inträffar med åldrandet.

Gemensamt för de studerade fallen av en signifikant eller långvarig minskning av nivån av bioantioxidanter i vävnaderna i en levande organism är en kränkning av normal metabolism och, som ett resultat, en minskning av tillväxthastigheter, försvagning av regenerativa och proliferativa processer, liksom som en minskning av kroppens anpassningsförmåga.

Ökande nivåer av bioantioxidanter

I experimenten, en kortvarig artificiell ökning av innehållet av antioxidanter i kroppen (på grund av införandet av giftfria koncentrationer av glutation, tiourea, beta-aminoetylisotiuronium, propylgallat, nordihydroguaiaretinsyra i möss i icke-toxiska koncentrationer) hade en otvetydig effekt - det ökade djurens motståndskraft mot syreförgiftning.

De flesta strålskyddsmedel (se Radioprotectors) har antioxidantegenskaper. Deras införande i kroppen ökar vävnadernas antioxidantaktivitet och ökar djurens motståndskraft mot verkan av joniserande strålning.

En ökad nivå av antioxidantaktivitet hos lipider i ett antal tumörer hittades under perioden med maximal tillväxthastighet för dessa tumörer. Samtidigt noterades ansamlingen av en av de starkaste bioantioxidanterna, tokoferol, i tumörer.

En kortvarig ökning av antioxidantaktivitet åtföljs vanligtvis av en allmän aktivering av ämnesomsättningen med en ökning av proliferativa processer och en ökning av kroppens adaptiva förmåga. En långsiktig ökning av nivån av bioantioxidanter åtföljs av en kränkning av normal metabolism och observeras i malign tillväxt.

Konstantiteten för nivån av total antioxidantaktivitet hos vävnader, individualiteten hos denna nivå för varje organ, fungerar uppenbarligen som en av huvudindikatorerna för homeostas (se Homeostas). Tillgängliga experimentella data visar att en betydande och långvarig förändring av antioxidantaktivitet, både uppåt och nedåt, leder till patologiska förändringar i kroppen.

De metodologiska grunderna för att bestämma antioxidanteffekten av vävnader, vatten- och lipidextrakt och individuella föreningar när de introduceras i kroppen eller i modellsystem bygger: 1) på att bestämma minskningen av mängden peroxider som bildas i närvaro av en antioxidant jämfört med kontrollen; 2) på en förändring i hastigheten för destruktion av vissa föreningar av fria radikaler oxidationsprodukter [till exempel bildar dihydroxifenylalanin (DOPA) produkter med olika egenskaper under oxidation]; 3) genom att öka tiden (induktionsperioden) under vilken en viss mängd peroxider bildas; 4) på ​​förändringen i intensiteten av kemiluminescens; 5) på en minskning av volymen av radikalsampolymerisation; 6) att minska toxiciteten hos oxiderande prover; 7) vid registrering med metoden för elektronparamagnetisk resonans (se) dynamiken för ackumulering av relativt stabila radikaler A '.

Anteckningar

  1. ↑ Antioxidanter . Medicinsk ordbok  (engelska)  (inte tillgänglig länk) . Drugs.com . Hämtad 16 oktober 2015. Arkiverad från originalet 6 september 2015.
  2. ↑ PEROXIDASER . Hämtad 29 maj 2022. Arkiverad från originalet 25 januari 2021.
  3. ↑ Sies H. Oxidativ stress: oxidanter och antioxidanter.  (engelska)  // Experimentell fysiologi. - 1997. - Vol. 82, nr. 2 . - S. 291-295. — PMID 9129943 .
  4. ↑ Vertuani S. , Angusti A. , Manfredini S. Nätverket av antioxidanter och pro-antioxidanter: en översikt.  (engelska)  // Aktuell läkemedelsdesign. - 2004. - Vol. 10, nr. 14 . - P. 1677-1694. — PMID 15134565 .
  5. ↑ Miller RA , Britigan BE Roll av oxidanter i mikrobiell patofysiologi.  (engelska)  // Clinical microbiology reviews. - 1997. - Vol. 10, nr. 1 . - S. 1-18. — PMID 8993856 .
  6. ↑ Hurrell RF Inflytande av vegetabiliska proteinkällor på spårelement och minerals biotillgänglighet.  (engelska)  // The Journal of nutrition. - 2003. - Vol. 133, nr. 9 . - P. 2973-2977. — PMID 12949395 .
  7. ↑ Kader AA , Zagory D. , Kerbel EL Modifierad atmosfär förpackning av frukt och grönsaker.  (engelska)  // Kritiska recensioner inom livsmedelsvetenskap och nutrition. - 1989. - Vol. 28, nr. 1 . - S. 1-30. - doi : 10.1080/10408398909527506 . — PMID 2647417 .
  8. ↑ Zallen EM , Hitchcock MJ , Goertz GE Chilled food systems. Effekter av kyld lagring på kvaliteten på nötköttslimpor.  (engelska)  // Journal of the American Dietetic Association. - 1975. - Vol. 67, nr. 6 . - s. 552-557. — PMID 1184900 .
  9. ↑ Iverson F. Phenolic antioxidants: Health Protection Branch studies on butylated hydroxyanisole.  (engelska)  // Cancer letters. - 1995. - Vol. 93, nr. 1 . - S. 49-54. - doi : 10.1016/0304-3835(95)03787-W . — PMID 7600543 .
  10. ↑ E-nummerindex . Antioxidanter  . _ ukfoodguide.net . Tillträdesdatum: 2015-12-99. Arkiverad från originalet den 4 mars 2007.
  11. ↑ Robards K. , Kerr AF , Patsalides E. Härskning och dess mätning i ätliga oljor och snacks. En recension.  (engelska)  // The Analyst. - 1988. - Vol. 113, nr. 2 . - S. 213-224. — PMID 3288002 .
  12. ↑ Del Carlo M. , Sacchetti G. , Di Mattia C. , Compagnone D. , Mastrocola D. , Liberatore L. , Cichelli A. Bidrag av fenolfraktionen till olivoljans antioxidantaktivitet och oxidativa stabilitet.  (engelska)  // Journal of agricultural and food chemistry. - 2004. - Vol. 52, nr. 13 . - P. 4072-4079. doi : 10.1021 / jf049806z . — PMID 15212450 .
  13. ↑ 1 2 3 Talenter, Pyotr Valentinovich . 0.05 : Evidensbaserad medicin från magi till strävan efter odödlighet. - M.  : AST : CORPUS, 2019. - 560 sid. — (Evolutionsfondens bibliotek). - LBC  54.1 . - UDC  616 . — ISBN 978-5-17-114111-0 .
  14. ↑ Stanner SA , Hughes J. , Kelly CN , Buttriss J. En genomgång av de epidemiologiska bevisen för "antioxidanthypotesen".  (engelska)  // Folkhälsans nutrition. - 2004. - Vol. 7, nr. 3 . - s. 407-422. - doi : 10.1079/PHN2003543 . — PMID 15153272 .
  15. ↑ Shenkin A. Mikronäringsämnenas nyckelroll.  (engelska)  // Klinisk nutrition (Edinburgh, Skottland). - 2006. - Vol. 25, nr. 1 . - S. 1-13. - doi : 10.1016/j.clnu.2005.11.006 . — PMID 16376462 .
  16. ↑ Bjelakovic G. , Nikolova D. , Gluud LL , Simonetti RG , Gluud C. Mortalitet i randomiserade studier av antioxidanttillskott för primär och sekundär prevention: systematisk översikt och metaanalys.  (engelska)  // JAMA. - 2007. - Vol. 297, nr. 8 . - s. 842-857. doi : 10.1001 / jama.297.8.842 . — PMID 17327526 .
  17. ↑ Seifried HE , McDonald SS , Anderson DE , Greenwald P. , Milner JA Antioxidantproblemet vid cancer.  (engelska)  // Cancerforskning. - 2003. - Vol. 63, nr. 15 . - P. 4295-4298. — PMID 12907593 .
  18. ↑ Bjelakovic G. , Nikolova D. , Gluud C. Meta-regressionsanalyser, metaanalyser och sekventiella försöksanalyser av effekterna av tillskott med betakaroten, vitamin A och vitamin E enskilt eller i olika kombinationer på alla orsaker dödlighet: har vi bevis för bristande skada?  (engelska)  // Public Library of Science ONE. - 2013. - Vol. 8, nr. 9 . — P. e74558. - doi : 10.1371/journal.pone.0074558 . — PMID 24040282 .
  19. ↑ Cherubini A. , Vigna GB , Zuliani G. , Ruggiero C. , Senin U. , Fellin R. Rollen av antioxidanter i ateroskleros: epidemiologisk och klinisk uppdatering.  (engelska)  // Aktuell läkemedelsdesign. - 2005. - Vol. 11, nr. 16 . - P. 2017-2032. - doi : 10.2174/1381612054065783 . — PMID 15974956 .
  20. ↑ Hail N. Jr. , Cortes M. , Drake EN , Spallholz JE Cancer kemoprevention: ett radikalt perspektiv.  (engelska)  // Friradikalbiologi & medicin. - 2008. - Vol. 45, nr. 2 . - S. 97-110. - doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2008.04.004 . — PMID 18454943 .

Litteratur

Länkar