Витамины и микроэлементы, участвующие в регуляции антиоксидантной системы (Fe, Cu, Zn, Se, S, Co, Mn, Mg, витамины A, C, E, K, B2, B5, B6, омега-3, омега-6 жирные кислоты)
Комплексный анализ основных витаминов и микроэлементов, необходимых для нормального функционирования антиоксидантной системы организма.
Синонимы английские
Antioxidant vitamins and trace elements.
Высокоэффективная жидкостная хроматография.
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Как правильно подготовиться к исследованию?
- Не принимать пищу в течение 8 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
- Не курить в течение 30 минут до исследования.
Общая информация об исследовании
Биохимические процессы, происходящие в организме человека, сопровождаются образованием соединений, обладающих свойствами окислителей (прооксидантов). Наиболее выраженными окислительными свойствами обладают активные формы кислорода (ионы кислорода, перекиси и свободные радикалы). Прооксиданты в норме выполняют ряд важных функций, таких как обеспечение врождённого и приобретенного иммунитета, процесс передачи сигнала в клетке, регуляция диаметра артериальных сосудов, поступление глюкозы в мышечную ткань и многие другие. С другой стороны, прооксиданты способны модифицировать структуру липидов, белков и нуклеиновых кислот, что может приводить к неблагоприятным последствиям. Так, в последнее время появились данные о роли прооксидантов в возникновении ишемической болезни сердца, рассеянного склероза, сахарного диабета, злокачественных опухолей и многих других заболеваний.
В норме для предотвращения вредного воздействия прооксидантов в организме синтезируются соединения-антагонисты, обладающие мощным восстановительным потенциалом (антиоксиданты). Кроме того, антиоксидантными свойствами обладают некоторые витамины и микроэлементы, источником которых для человека являются пищевые продукты. Во многих исследованиях было показано, что люди, употребляющие большое количество фруктов и овощей, богатых пищевыми антиоксидантами, действительно реже страдают заболеваниями сердца. Кроме того, показано, что профилактическое назначение препаратов витаминов и микроэлементов также снижает риск заболеваний сердца.
Наиболее выраженными антиоксидантными свойствами обладают витамины А, С и Е и микроэлементы железо, медь, цинк и селен.
Антиоксидантные витамины E, С и A
Витамин Е входит в состав липопротеинов и клеточных мембран и препятствует перекисному окислению полиненасыщенных жирных кислот. Он является основным антиоксидантом липопротеинов низкой плотности (ЛПНП). Кроме того, витамин Е тормозит агрегацию тромбоцитов и адгезию моноцитов.
Витамин Е в больших количествах обнаруживается в растительных маслах и пшеничных зародышах, а также в мясе, рыбе, фруктах и овощах. Рекомендуемая суточная норма потребления (RDA) витамина Е составляет 30 МЕ (30 мг/сут).
Витамин С – это основной антиоксидант сыворотки крови. Этот водорастворимый витамин нейтрализует свободные радикалы плазмы крови и, таким образом, препятствует их взаимодействию с ЛПНП. Также витамин С восстанавливает активную форму витамина Е, способствует выведению холестерина, улучшает вазодилатацию сосудов и тормозит агрегацию моноцитов.
Пищевыми источниками витамина С являются цитрусовые фрукты, клубника, помидоры, капуста и зеленолистные овощи. RDAвитамина С составляет 60 мг, однако для курящих людей, пациентов с заживающими ранами, беременных и кормящих грудью женщин необходимо большее количество витамина С.
Витамин А, а точнее его предшественник β-каротин, проявляет антиоксидантные свойства как в сыворотке крови, так и в составе ЛПНП. Он тормозит захват окисленных ЛПНП макрофагами, но не препятствует их первоначальному окислению.
Витамин А в больших количествах обнаруживается во фруктах, желтых и оранжевых овощах (морковь, тыква, картофель) и темно-зеленых овощах (шпинат и брокколи). RDAвитамина А не определена.
Хотя применение препаратов витаминов Е, С и А не было ассоциировано с какими-либо выраженными токсическими эффектами, следует подчеркнуть, что в одном из исследований был выявлен повышенный риск рака легкого у курящих пациентов, получающих препарат витамина А.
Витамины E, С и A – это основные витамины, обладающие антиоксидантными свойствами. Роль других витаминов (К, группы В, омега-3 и омега-6 жирных кислот) также важна, однако не является определяющей.
Антиоксидантные микроэлементы Fe, Cu, Zn, Se
Микроэлементы являются кофакторами ферментов антиоксидантной системы, катализирующих разрушение свободных радикалов.
Источник
Витамины, витаминные препараты и антиоксидантные комплексы
Витамины и витаминные препараты наряду с иммуномодулирующими свойствами проявляют ряд общеизвестных жизнеобеспечивающих качеств, принимая участие в метаболизме и дыхании клеток и во всех других функциях. Выраженной иммунотропной активностью обладают препараты витаминов Е, A, F, С, витамины группы В, Р и др.
В последние годы важное значение придают антиоксидантным свойствам витаминов, особенно в сочетании с некоторыми микроэлементами, при лечении и профилактике нарушений в иммунной системе, связанных с воздействием свободных радикалов (оксидантов).
Свободные радикалы (оксиданты)- это молекулы или их части, имеющие неспаренный электрон на молекулярной (атомной) орбите (т. е. со свободной валентностью). Чаще всего они образуются в процессе многоступенчатых окислительных реакций (промежуточные продукты), а также в ходе реакций с изменением валентности элементов (НАДФ, Fe в гемоглобине и др.).
К свободным радикалам относятся гидропероксид (НО2), перекисные радикалы (RO2), супероксидный радикал (О:), гидроксильный радикал (ОН), синглетный кислород (\О ). Перекись водорода не является свободным радикалом, но активно участвует в образовании гидроксиль-ного радикала.
Свободнорадикальное окисление (СРО) — это универсальный физиологический процесс. Свободные радикалы играют важную роль в физиологических процессах организма.
Физиологическая роль свободных радикалов в норме
- Участие: а) в окислении и восстановлении коферментов; б) в транспорте кислорода; в) в процессах тканевого дыхания; г) в процессах энергетического обмена; д) в биосинтезе прогестерона, простагландина Е1, кортикостероидов; е) в построении и самообновлении липидных мембранных структур.
- Ускорение трансмембранного транспорта глюкозы,
- Детоксикация ксенобиотиков (чужеродных, веществ).
- Уничтожение (фагоцитоз) бактерий и вирусов.
Чрезмерное же образование свободных радикалов может привести к различного рода патологическим последствиям.
Патологические эффекты избыточного накопления (или чрезмерной активности) свободных радикалов
- Повреждение жизненно важных ферментных структур клетки: сукцинатдегидрогеназы, ксантиноксидазы (поврежденная ксантиноксигеназа сама становится активным поставщиком супероксиданиона), глутатиона, цитохромоксидазы, липоевой кислоты, коэнзима А с потерей их биологической активности.
- Инициация перекисного окисления полиненасыщенных жирных кислот.
- Повреждения липидного компонента биологических мембран.
- Прямое воздействие на внутриклеточные структуры (угнетение клеточного иммунитета, мутации, опухоли).
- Угнетение гуморального иммунитета.
- овреждение структур соединительной ткани.
- Инициация самоускоряющегося образования более сильных свободных радикалов.
Подсчитано, что 1-3% вдыхаемого кислорода используется на образование супероксиданиона.
При этом каждая клетка организма человека ежедневно продуцирует 10 млрд. частиц супе-роксиданиона (О2*), а в течение года в организме человека образуется свыше 2 кг супероксида.Подсчитано также, что ДНК каждой клетки подвергается 100 000 оксидативных ударов в день и получает более 20 повреждений.
Восстановительные же системы в норме исправляют только 99% повреждений, в то время как 1% повреждений сохраняется и такие ДНК вступают в свободнорадикальные разветвленные цепные реакции.
Причины избытка свободных радикалов в организме весьма разнообразны и могут быть разделены на внутренние и внешние.
Внутренние причины избытка свободных радикалов в организме (переход биологического окисления на неферментативный путь)
- Гиповитаминоз.
- Гипоксия.
- Эндогенная интоксикация.
- Воздействие бактерий и вирусов.
- Психоэмоциональные стрессы.
- Частые физические перегрузки.
- Нарушение озонового слоя атмосферы.
- Воздействие проникающего ионизирующего и солнечного излучения.
Внешние причины избытка свободных радикалов в организме (поступление свободных радикалов из внешней среды)
- Радионуклиды.
- Промышленные отходы.
- Токсины непромышленного происхождения.
- Некачественные пищевые продукты.
- Табачный дым.
- Злоупотребление алкоголем.
Длительное лечение химиопрепаратами, антибиотиками, кортикостероидами, нестероидными противовоспалительными, болеутоляющими, контрацептивными и другими лекарственными средствами.
В организме человека существуют специальные вещества – антиоксиданты (антиокислители), способные тормозить или устранять свободнорадикальное окисление органических веществ. Большинство антиоксидантов имеют подвижный атом водорода (АО-С- -Н). Это позволяет заменить кислород в активном свободном радикале и образовать малоактивный радикал (радикальную форму антиоксиданта).
Главными компонентами системы антиоксидантной защиты организма являются:
- биологические антиоксиданты (витамины и другие вещества, обладающие антиокси-дантными свойствами);
- антиоксидантные ферментные системы, активность которых во многом зависит от содержания в активной группе фермента цинка, меди, селена и других микроэлементов.
Витамины-антиоксиданты. Среди биологических антиоксидантов наиболее выраженными антиоксидантными свойствами обладают токоферолы (витамин Е); каротиноиды (включая витамин А) и аскорбиновая кислота (витамин С). Эти же витамины обладают выраженным иммуностимулирующим эффектом.
Из токоферолов наиболее биологически активным является альфа-токоферол (витамин Е). Он стабилизирует мембранные структуры, в которых происходят процессы СРО, угнетает образование липоперекисей, разрывает цепочку свободнорадикального окисления путем нейтрализации свободных радикалов в момент их возникновения. Молекулы витамина локализируются во внутренних мембранах митохондрий. Витамин Е защищает митохондрии, лизосомы от повреждающего действия перекисей, поддерживает функциональную целостность внешней цитоплазматической мембраны клетки и является основным фактором резистентности эритроцитов к гемолитическим ядам, самым важным защитным веществом при действии различных факторов, патологических состояниях, для которых характерны нарушения свободнорадикаль-ного окисления. Активирует синтез белка, в том числе, иммуноглобулинов. Повышает уровень эндогенного интерферона.
Ретинол (витамин А) и каротиноиды. Витамин А необходим для образования серосодержащих биомолекул, связывания и обезвреживания эндогенных веществ и ксенобиотиков. Как антиоксидант, он тормозит превращение сульфгидрильных групп в дисульфидные. Участвует в синтезе гликопротеинов, влияет на метаболизм мембранных фосфолипидов. Антиоксидантное действие витамина А при этом объясняется участием в обмене тиоловых соединений, нормализацией функционально-структурных свойств мембран. Витамин А препятствует канцерогенному действию бензпирена и других веществ, что связано со способностью тормозить микросомаль-ное окисление этих соединений. С антиоксидантным торможением превращения ксенобиотиков связаны противомутагенные свойства витамина А. В то же время избыток окисленных промежуточных продуктов бета-каротина и витамина А может оказывать прооксидантный эффект.
Витамин А нормализует дифференцировку клеток, изменяя экспрессию генов главного комплекса гистосовместимости, тормозит пролиферацию клеток и повышает синтез ДНК. Используется для профилактики возникновения опухолей, подавления их роста и метастазирования (этот эффект наиболее выражен у искусственных аналогов – витамеров А). Он является антиинфекционным препаратом, повышает устойчивость к заболеваниям слизистых оболочек верхних дыхательных путей, желудка и кишок, к инфицированию кожи. Витамин А поддерживает деление иммунокомпетентных клеток, нормальный синтез иммуноглобулинов, в том числе секреторного иммуноглобулина А и других факторов специфической и неспецифической защиты организма от инфекций (ИНФ, лизоцим), активирует ферменты лизосом, в том числе и в фагоцитах, что необходимо для переваривания захваченных микроорганизмов.
К ним относятся:
- Супероксиддисмутаза (СОД): а) Cu-зависимая внутриклеточная; б) Zn-зависимая внеклеточная; в) Mn-зависимая митохондриальная;
- Каталаза и пероксидазы – Fe-зависимые;
- Церулоплазмин – Си-зависимый;
- Глутатионпероксидаза (Г-SH) – Se-зависимая.
Таким образом в состав ферментных систем, обладающих антиоксидантными свойствами, входят микроэлементы – медь, цинк, магний, железо, селен, которые в большой мере обеспечивают антиоксидантный потенциал организма, способствуя синтезу указанных ферментов.
Особенно большое внимание в последние годы уделяют селену и цинку.
Селен. Самое большое количество селена содержится в белках с высоким содержанием цистина: образуются трисульфиты, которые, подобно сульфгидрильным группам мембранных белков, регулируют стабильность и проницаемость мембран. Антиоксидантный эффект селена обусловлен его действием, как составной части глутатионпероксидазы. При дефиците селена и снижении активности глутатионпероксидазы повышается гемолиз эритроцитов вследствие действия перекиси водорода и липоперекисей. На активность глутатионпероксидазы влияет уровень содержания витаминов С и А, которые способствуют усвоению селена, его транспорту и утилизации. Селен также участвует в фотохимических реакциях, связанных с функцией зрения, имеет антибластомное действие. Витамин Е предохраняет селен от окисления и способствует его сохранению. Добавление селена при Е-дефицитном рационе тормозит накопление липопереки-сей, ликвидирует или предупреждает симптомы Е-витаминной недостаточности. Обновленный глутатион и глутатионпероксидаза превращают липоперикиси в менее токсичные оксикислоты и этим препятствуют повреждению биоструктур. Пополнение фонда глутатиона совершается за счет аминокислот, которые содержат серу.
Что касается цинка, то кроме антиоксидантных свойств в последние годы получены доказательства его важной роли в поддержании нормальной функции иммунной системы. Установлено, что дефицит пинка в организме способствует следующим процессам:
- Уменьшению количества тимоцитов в тимусе;
- Снижению уровня тимулина (одного из гормонов тимуса, активирующегося в присутствии цинка) в сыворотке крови;
- Уменьшению гиперчувствительности замедленного типа;
- Уменьшению количества периферических Т-лимфоцитов;
- Уменьшению пролиферации Т-лимфоцитов под влиянием ФГА;
- Снижению цитотоксической активности Т-лимфоцитов;
- Снижению функции Т-лимфоцитов-хелперов;
- Снижению активности ЕК-клеток;
- Снижению функции макрофагов (фагоцитоз, внутриклеточный киллинг);
- Снижению функции нейтрофилов (кислородный взрыв, хемотаксис);
- Уменьшению продукции антител.
При нормализации содержания цинка в организме наблюдаются следующие эффекты:
- Увеличение количества тимулина;
- Восстановление нарушенных иммунных функций;
- Увеличение количества CD4+ лимфоцитов у больных СПИДом;
- Уменьшение частоты оппортунистических инфекций у больных СПИДом;
- Улучшение состояния больных ревматоидным артритом;
- Клиническая эффективность при ОРВИ;
- Усиление продукции ИНФ-альфа, ИНФ-гамма, ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО-альфа;
- Усиление экспрессии рецептора к ИЛ-2.
- Витамин А защищает SH-группы глутатиона.
- Глутатион восстанавливает радикальную форму витамина С.
- Витамин С восстанавливает радикальные формы витаминов А и Е.
- Витамин Е восстанавливает радикальную форму витамина А.
Существует взаимосвязь между обменом цинка и витамина А. Так, всасывание цинка нарушается при гиповитаминозе А, при дефиците одного антиоксиданта возникает дефицит другого. Одновременный дефицит обоих факторов приводит к срыву гомеостатической регуляции организма. Поэтому включение в антиоксидантный комплекс одновременно цинка и витамина А является чрезвычайно целесообразным.
Соединение в антиоксидантном комплексе меди и цинка также необходимо, так как одновременное присутствие в препарате ионов меди и цинка сопровождается синергизмом их действия.
Совмещение в одном препарате меди и витамина С в физиологических дозах также является необходимым, потому что употребление аскорбиновой кислоты в высоких дозах понижает содержание церулоплазмина в сыворотке крови.
Необходимость в антиоксидантах резко возрастает при состояниях и заболеваниях, обусловливающих истощение определенных звеньев антиоксидантной системы или их нарушение (срыв):
- Болезнях органов кровообращения: атеросклерозе, гиперлипидемии с ожирением и без него, артериальной гипертензии, ишемической болезни сердца, миокардиодистрофии, кардиомиопатиях;
- Ревматических заболеваниях: ревматизме, диффузных болезнях соединительной ткани, системной красной волчанке, ревматоидном артрите, подагре, остеоартрозе, болезни Бехтерева;
- Заболеваниях органов дыхания: пневмонии, бронхите, бронхиальной астме, бронхоэкта-тической болезни, силикозе, пневмосклерозе;
- Заболеваниях органов пищеварения: гастрите, язвенной болезни, хроническом панкреатите, заболеваниях печени (гепатит, цирроз), желчных путей, хроническом энтерите, колите, дисбактериозе, лямблиозе, гельминтозах;
- Преобладании углеводов и дефиците белков в пищевом рационе, наличии в продуктах нитритов, нитратов, ядохимикатов, пестицидов, соединений свинца, ртути и кадмия;
- Чрезмерном энергетически ценном (калорийном) питании, употреблении насыщенных жиров, продуктов, богатых холестерином;
- Инфекционно-токсических процессах;
- Гипоксии;
- Длительном приеме лекарственных средств;
- Физиотерапевтических процедурах, лазеротерапии;
- Хроническом стрессе (психоэмоциональных перегрузках, работе в экстремальных, неблагоприятных климатических условиях);
- Гиподинамии и, наоборот, интенсивной физической нагрузке;
- Преждевременном старении;
- Ионизирующем облучении, лучевой болезни, инкорпорации радионуклидов;
- Чрезмерном инфракрасном, ультрафиолетовом облучении;
- Неблагоприятной промышленной экологической ситуации: влиянии различных химических токсических веществ, тяжелых металлов, оксидов азота, озона, углеводородов, кварцевой пыли и др.;
- Курении, хроническом алкоголизме.
Хорошо известно, что состояние организма зависит от поступления в него различных веществ из окружающей среды. Это понимали уже в Древней Греции, говоря, что “мы представляем собой то, что мы едим”.
В организм с пищей поступают жирорастворимые антиоксиданты-витамины А, Е, К и водорастворимые–аскорбиновая кислота, флавоноиды, серосодержащие аминокислоты. Поэтому сбалансированное рациональное питание является залогом нормального функционирования физиологической антиоксидантной системы и профилактики болезней, в развитии которых большое значение имеет антиоксидантная недостаточность и связанный с ней иммунный дисбаланс. Питание может быть неполноценным по разным причинам: из-за определенных пищевых предпочтений, недоедания, недостаточного употребления овощей, фруктов, зелени зимой и весной, неправильной кулинарной обработки пищевых продуктов. Поэтому возникает необходимость назначения антиоксидантов-витаминов и микроэлементов в виде добавок.
Реальная суточная потребность в витаминах, микроэлементах может колебаться в зависимости от массы тела пациентов, условий окружающей среды, способа жизни, характера питания, возраста, пола, соматического состояния (здоровье, преморбидное состояние, болезнь, реконва-лесценция и т. п.). Удовлетворить суточную потребность организма человека в микроэлементах значительно тяжелее, чем в витаминах (особенно это касается селена). Поэтому дополнительная поддержка антиоксидантной системы с помощью антиоксидантных веществ чрезвычайно актуальна. Традиционным является использование витаминов (бета-каротина, А, Е, С, В6, РР, К), микроэлементов и минералов (селена, меди, цинка, железа, магния, серы, марганца), препаратов – унитиола, метионина, кортикостероидов, эстрогенов, липоевой кислоты, оксибутирата натрия, эссенциале. Однако оптимальным является назначение витаминов и микроэлементов в составе антиоксидантных комплексов. По данным отчета Food and Drug Administration (FDA,1996) – специального органа в Америке, контролирующего качество пищевых продуктов и лекарственных средств, – антиоксидантные препараты принимают 72,4% жителей США возрастом свыше 30 лет. 40% из них принимают антиоксидантные препараты как добавку к еде в течение нескольких лет. Выше уже упоминалось, что наиболее сильными природными антиоксидантами и иммуностимуляторами являются витамины – С, А, Е, микроэлементы цинк, медь, селен.
Между витаминами, а также между ними и микроэлементами существует тесная физиологическая взаимозависимость. Эффективность каждого из этих антиоксидантов возрастает при их совместном употреблении благодаря взаимному синергизму. Соединение в одном препарате значительно усиливает не только антиоксидантный, но и иммуномодулирующий эффект каждого из ингредиентов. Перечисленные антиоксиданты-витамины и микроэлементы составляют основу антиоксидантных препаратов.
Одним из показателей сбалансированности антиоксидантного препарата является соответствие состава его ингредиентов физиологической суточной потребности взрослого человека. При этом, чем больше наблюдается случаев совпадения с физиологической суточной потребностью составных препарата, тем безопаснее и эффективнее его длительный (более 3-4 месяцев) профилактический прием.
В настоящее время на фармацевтическом рынке Украины имеется большое количество препаратов, обладающих антиоксидантными свойствами.
Источник