Польза пищевых антиоксидантов для здоровья

Гастроэнтерология

Диетология

01.04.2025

23 мин. чтение

Польза пищевых антиоксидантов для здоровья

Университет Тафтса,
Жан Майер МСХ питания человека в научно-исследовательском центре по проблемам старения,
научно-исследовательская лаборатория антиоксидантов,
Бостон, Массачусетс

Перечень сокращений

ССЗ: сердечно-сосудистые заболевания
iPF2α: F2α-изопростаны
МС: метаболический синдром
oxЛПНП: окисленные липопротеины низкой плотности
БК: белковые карбонилы
RNS: активные формы азота
ROS: активные формы кислорода
RSS: активные формы серы
ВОЗ: Всемирная организация здравоохранения
МДА: малоновый диальдегид

Обзор

Институт медицины дал определение диетическим антиоксидантам в соответствии с их способностью к ослаблению неблагоприятных воздействий свободных радикалов (активных форм окислителей) на нормальные физиологические функции человека. В то время как польза диетических антиоксидантов для здоровья людей является, как правило, общепризнанной, они могут все же не обеспечивать профилактику или защиту человека от хронических заболеваний посредством своего антиоксидантного действия. Несмотря на то, что наиболее важным конечным результатом применения диетических антиоксидантов является снижение риска возникновения у людей изучаемых нами заболеваний, для установления реального механизма их действия необходимо провести полную проверку и дать оценку статуса окислительного стресса, которая отразила бы как само действие, так и эффективность применения пищевых антиоксидантов. В этом контексте в данной статье обсуждается клиническая значимость пищевых антиоксидантов при метаболическом синдроме.

Введение

Реактивные виды окислителей (свободные радикалы), включающие реактивные виды кислорода (ROS), активные формы азота (RNS) и реактивные виды серы (RSS), представляют собой электрофилы, которые забирают один или два электрона из нуклеофила без образования аддукта [1]. Они производятся как часть нормальной физиологии человеческого организма, однако, считается, что бесконтрольное их производство может привести к возникновению и развитию ряда заболеваний, таких как онкология, ожирение, сахарный диабет, метаболический синдром (MC), сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ), неврологические расстройства, гипертония и катаракта [2].

Развитие и прогрессирование перечисленных заболеваний наблюдается, в частности, в условиях, когда производство реактивных окислителей подавляет потенциал антиоксидантной защитной системы организма, и происходит окислительный стресс [3]. Одним из простых способов укрепления защиты организма считается увеличение потребления человеком пищевых антиоксидантов. Пищевые антиоксиданты, включающие основные антиоксидантные питательные вещества, такие как витамины С и Е и ряд минералов (кофакторов антиоксидантных ферментов), а также менее важные фитохимические вещества, обычно присутствуют во многих растительных продуктах и лекарственных растениях, и их роль в профилактике и лечении хронических заболеваний, связанных с действием реактивных окислителей, является общепризнанной [4-6]. Важнейшими антиоксидантами в питании являются витамины А, С и Е, коэнзим Q10, глутатион, ресвератрол, астаксантин, флавоноиды.
Так, например, потребление большего количества пищевых антиоксидантов считается профилактическим или даже терапевтическим средством против заболеваний свободнорадикальной этиологии. Тем не менее, данные о влиянии пищевых антиоксидантов, полученные в результате наблюдений и в ходе клинических исследований, являются, в лучшем случае, неоднозначными. Некоторые исследования даже показали, что прием дополнительных антиоксидантов может повышать риск смертности при некоторых состояниях [7-9].

Антиоксиданты способны снижать риск возникновения у человека ССЗ и диабета в силу своей способности поглощать реактивные виды окислителей. Однако не менее важно признать, что они способны улучшать здоровье людей и с помощью иных своих механизмов [5, 10]. Наличие некоторых отношений между отдельными видами окислителей и активными антиоксидантами сделало возможным гипотетическое предположение о том, что окислительный стресс некоторым образом связан с явлениями, происходящими на ранних стадиях развития метаболического синдрома (МС), а также с последствиями этих явлений. Так, например, динамические взаимодействия между окислительным стрессом и совокупностью факторов риска развития МС, включающих дислипидемию, гипергликемию, гипертонию и ожирение, могут привести к возникновению диабета 2 типа и ССЗ [11]. Последовательное изучение антиоксидантной защиты и биологических маркеров окислительного стресса при развитии МС предоставляет надежный подход к проверке вышеназванного гипотетического предположения к установлению реальной пользы пищевых антиоксидантов для здоровья человека.

В предлагаемом здесь кратком обзоре мы рассматриваем данные исследований, проводимых на людях и имеющих своей целью установить, какую именно роль играют антиоксиданты и активные окислители в возникновении и прогрессировании МС, а также в вероятном риске последующего развития диабета и ССЗ.

Реактивные виды окислителей и антиоксиданты

Реактивные виды окислителей - это атомы, молекулы или ионы с неспаренными электронами, которые характеризуются крайней нестабильностью и высокой реактивностью. Предпочитая принимать дополнительный электрон от других нестойких молекул, они также могут и отдавать свой электрон другим молекулам [12]. Они могут быть получены из трех элементов: кислорода, азота и серы. Соответственно различают активные формы кислорода, активные формы азота и активные формы серы. В человеческом организме обычно присутствуют такие ROS, как супероксидный анион (O2–), гидропероксильный радикал (HO2), гидроксильный радикал (OH), оксид азота (NO), перекись водорода (H2O2), синглетный кислород (1O2), хлорная кислота (HOCl), пероксинитрит (ONOO-) [6]. Реактивные виды окислителей постоянно вырабатываются в организме как при помощи ферментативных, так и неферментативных механизмов [1, 3]. Ферментативные механизмы включают индукцию ксантиноксидазы при гипоксии, респираторный взрыв иммунных клеток в ответ на инфекции и синтез простагландинов. Неферментативные механизмы включают образование супероксидов в митохондриях при утечке электронов из электронной транспортной цепи во время производства АТФ, а также образование гидроксильных радикалов из Н²О² в ходе реакции Фентона, где в качестве медиаторов выступают ионы железа. Их образование становится активнее, если организм человека подвергается воздействию рентгеновских лучей, озона, табачного дыма и загрязненного воздуха [1, 3]. Было подсчитано, что примерно от 1 до 3% вдыхаемого нами кислорода становятся реактивным окислителем, и эта цифра способна увеличиваться во время физических нагрузок.

Для защиты от постоянных воздействий со стороны активных форм окислителей человеческий организм оснащен достаточно эффективной системой антиоксидантной защиты. Тем не менее, некоторые активные виды окислителей все же способны преодолевать систему защиты и атаковать соседние восприимчивые молекулы.

Антиоксидантная система защиты бывает двух видов:

эндогенная;
экзогенная.

Эндогенную систему защиты можно далее разделить на три подвида:

защита с антиоксидантными ферментами (супероксид дисмутаза, глутатионпероксидаза, каталаза, тиоредоксин редуктаза, хинонредуктаза);
белковая защита (ферритин, трансферрин,церулоплазмин);
защита с мелкомолекулярными антиоксидантами (глутатион,тиоредоксин, липоевая кислота, убихинол, мочевая кислота).

Работу эндогенной системы защиты организма можно усилить при помощи таких стимулов, как активные физические упражнения и пищевые полифенолы. Экзогенная система защиты формируется из витаминов С и Е, каротиноидов, фенольных кислот, флавоноидов и других веществ, поступающих в организм человека исключительно из продуктов питания - фруктов, овощей, цельных злаков и орехов. Увеличение потребления пищевых антиоксидантов, как правило, оказывается эффективным для усиления антиоксидантной защиты.

Существует несколько определений диетических антиоксидантов. Институт медицины определил диетический антиоксидант как "вещество, содержащееся в пищевых продуктах, которое значительно снижает неблагоприятное воздействие активных форм кислорода, активных форм азота или обеих форм на нормальную физиологическую функцию человека". Это определение было дано на основе следующих трех критериев:

наличие данного вещества в рационе питания человека,
наличие измерений содержания данного вещества в продуктах, обычно потребляемых человеком,
наличие свидетельств того, что данное вещество снижает неблагоприятное воздействие активных форм кислорода и азота на организм человека в естественных условиях. [13]

Несколько отличное определение было дано Хлебниковым и его коллегами [14], которые определили антиоксидант как "любое вещество, которое непосредственно поглощает реактивные виды окислителей или оказывает косвенное действие, приводящее к усилению антиоксидантной защиты или ингибированию производства реактивных видов окислителей". С нашей точки зрения, именно это определение надлежащим образом включает в себя те вещества, которые, обладая слабой способностью к поглощению радикалов, все же способны повышать общую антиоксидантную способность организма посредством индукции эндогенной антиоксидантной системы защиты.

Потребление растительной пищи обратно пропорционально связано с риском возникновения многих заболеваний. Это, вероятнее всего, вызвано высокой плотностью питательных и фитохимическими веществ в составе продуктов растительного происхождения. Людям, которые ведут здоровый образ жизни и потребляют здоровую пищу в целях профилактики возможных заболеваний, из всех основных микроэлементов наиболее известны своей антиоксидантной активностью витамины С и Е. Витамин С эффективен для удаления O2–, HO2, OH и RNS из организма [15]. Витамин Е действует как мощный липофильный антиоксидант. Липофильные антиоксиданты защищают клеточные мембраны от перекисного окисления липидов, в то время как гидрофильные антиоксиданты вступают в реакцию с окислителями в цитозоле клеток и плазме крови. Витамин Е останавливает распространение перекисного окисления липидов, отдавая свой фенольный водород пероксильным радикалам, образующим токофероксильные радикалы, которые, несмотря на то, что они также являются радикалами, неактивны для продолжения окислительной цепной реакции. Подобно витамину Е, но еще более эффективно, пероксильные радикалы устраняет витамин А [16]. Имеются доказательства того, что витамин К, который обычно не ценится как антиоксидант, может оказывать ингибирующее действие на перекисное окисление липидов [17]. Некоторые важные пищевые минералы, не действуя как непосредственные поглотители радикалов, являются, однако, неотъемлемой частью антиоксидантных ферментов (металлоферментов), например, селен - глутатионпероксидазы и тиоредоксинредуктазы, железо - каталазы, цинк и медь - цитозольной супероксиддисмутазы, марганец - митохондриальной супероксиддисмутазы.

Помимо того, что растительная пища богата антиоксидантными витаминами и минералами, она содержит также множество фитохимических веществ, полезных для здоровья человека. Сюда относятся: фенольные кислоты, флавоноиды, каротиноиды, фитостеролы и растительные волокна. Названные фитохимические вещества являются предметом широких исследований на их участия в целом ряде процессов – в которых они могут выполнять различные роли, такие как: антиоксидантную, противовоспалительную, сосудорасширяющую и антипролиферационную. Из упомянутых выше биологических функций именно антиоксидантная активность наиболее часто изучается на предмет ее вклада в укрепление здоровья и профилактику заболеваний человека.

Каротиноиды - это группа липофильных пигментов, которые синтезируются растениями и придают ряду фруктов и овощей яркий цвет. Наиболее распространенными каротиноидами являются ликопин, α- и β-каротин, зеаксантин и лютеин. Основное антиоксидантное действие каротиноидов приписывается их участию в гашении синглетного кислорода [18]. После того, как реакция гашения завершается, возбужденные каротиноиды отдают вновь приобретенную энергию посредством совершения серии вращательных и колебательных взаимодействий с растворителем, чтобы затем снова вернуться в невозбужденное состояние. Антиоксидантная активность каротиноидов была выявлена и наблюдалась в лаборатории, однако в естественных условиях их антиоксидантное действие на организм человека до сих пор не получило надежной проверки [18].

Полифенолы - фенольные кислоты, флавоноиды, дубильные вещества и лигнаны - обладают мощными антиоксидантными свойствами, если они вводятся в дозах, превышающих те, которые люди обычно потребляют с пищей или пищевыми добавками. Этот вывод подтверждается в ходе лабораторных опытов с участием животных. Полифенолы способны подавлять широкий спектр активных форм окислителей, включая O2^-, OH^-, HOCl, пероксинитриты и пероксильные радикалы [19, 20]. Кроме того, они хелатируют ионы переходных металлов (железа и меди), чтобы предотвратить образование радикалов, индуцированных переходными металлами [21].

Общая антиоксидантная защита организма, включающая эндогенную и экзогенную подсистемы, работает как единая связная система, имеющая своей целью устранение реактивных видов окислителей. Однако некоторые окислители все же избегают защиты и вызывают в организме повреждения окислительного характера. В антиоксидантных ферментах супероксиддисмутаза доводит О2 до H2O2, далее происходит восстановление H2O2 до H2O (воды). В качестве медиаторов при этом выступает каталаза или глутатионпероксидаза. В отношении малых молекулярных антиоксидантов витамин Е ослабляет свободный радикал, а затем сам становится слабым свободным радикалом. Впоследствии радикалы витамина Е перерабатываются или восстанавливаются обратно в исходную форму посредством витамина С, липолевой кислоты или кофермента Q10 [1, 3]. Радикалы витамина С могут быть далее восстановлены глутатионом, причем окисленная форма восстанавливается через глутатионредуктазу за счет НАДФН пентозофосфатного пути, а в качестве субстрата используется глюкоза. Полифенолы проявили себя в экспериментальных лабораторных условиях как мощный антиоксидант, устраняющий радикалы. Однако в естественных условиях действие полифенолов как антиоксидантов достаточно ограничено, главным образом, из-за их низких концентраций в кровообращении и тканях (<1 мкмоль/л, что намного ниже, чем содержание витаминов С и Е), а также из-за их обширной трансформации в форму, в которой они утрачивают свои антиоксидантные способности [22]. В противоположность господствующему представлению о том, что полифенолы сами по себе являются сильным антиоксидантом, поглощающим радикалы, они лишь способствуют антиоксидантной защите, повышая регуляцию эндогенной антиоксидантной системы, например, увеличивают выработку глутатиона и повышают активность глутатионпероксидазы [23].

Несмотря на то, что механизм, который смог бы точно объяснить регуляторные и усиливающие действия полифенолов, не был полностью изучен, все же утверждается, что индукцию вызывает их слабое окислительное воздействие в ходе быстрого окисления с образованием Н²О² и других продуктов окисления [3]. Тем не менее, антиоксидантное действие полифенолов в естественных условиях проявляется под жестким контролем. Та потенциальная польза от них для здоровья человека, о которой здесь идет речь, возникает в желудочно-кишечном тракте, когда полифенолы присутствуют в нем в исходном виде в больших концентрациях [24].

Инструменты оценки окислительного стресса

Окислительный стресс можно представить как следствие борьбы между антиоксидантной защитой и реактивными видами окислителей. Некоторые из наиболее реактивных видов окислителей способны избегать защиты и индуцировать окисление восприимчивых макромолекул (липидов, ДНК и белков). Количество образующихся продуктов окисления зависит от соотношения антиоксидантной защитной способности организма с количеством и реакционной способностью активных форм окислителя. Теоретически состояние окислительного стресса в организме может быть лучше всего выяснено, когда оценке подвергаются и элементы системы антиоксидантной защиты, и реактивные виды окислителей, и окисленные продукты. Однако оказывается, что измерить высоко реактивные виды окислителей в организме человека практически невозможно, поскольку они сохраняются в нем в течение секунды (или даже меньше) после их образования. Количественная оценка мелкомолекулярных антиоксидантов и измерение активности антиоксидантных ферментов могут быть выполнены достаточно качественно. При этом процесс измерения может оказаться довольно-таки громоздкими, поскольку действие каждого фермента следует оценивать индивидуально. Поэтому одним из лучших биологических маркеров для оценки состояния окислительного стресса в организме человека служат продукты, полученные из реактивных видов окислителей.

Достоверные биологические маркеры способны адекватно отражать состояние соответствующих физиологических функций организма, выявлять наличие признаков патологий, а также устанавливать, оказывает ли тот или иной агент благотворное, неблагоприятное или нулевое воздействие на укрепление здоровья человека, служит ли он целям профилактики заболеваний или имеет терапевтическую ценность в лечении уже имеющихся заболеваний. Когда реактивные окислители атакуют нуклеофилы с целью захвата электронов, следствием этих атак является производство целого ряда продуктов окисления. Анализы, проводимые с целью определения продуктов окисления липидов, белков и ДНК, были рассмотрены в других публикациях [25, 26]. Коротко говоря, малоновый диальдегид (МДА) и F2α-изопростаны (iPF2) являются двумя общими биомаркерами перекисного окисления липидов, причем последний из этих маркеров является более чувствительным и специфичным. МДА, в целом, чаще исследуют, чем iPF2. Это объясняется относительно низкой стоимостью исследования и высоким выходом МДА в различных матрицах. Однако достоверность результатов таких исследований и их специфичность часто подвергаются сомнению из-за перекрестного взаимодействия 2-тиобарбитуровой кислоты (образующей розовый аддукт с МДА) с другими субстратами (другими алканалами, белком, сахарозой, аминокислотами, сиаловой кислотой, мочевиной, ацетальдегид-сахарозой и редуцирующими сахарами). Белки могут повреждаться непосредственно, будучи атакованы свободными радикалами, или же косвенно: в ходе реакции с участием вторичных побочных продуктов перекисного окисления липидов. В результате такого рода реакций соответственно образуются окислительно модифицированные аминокислоты и белковые карбонилы (БК) [27]. Последние являются наиболее часто используемым биологическим маркером окисления белка в исследованиях, проводимых на людях. Этот маркер может быть измерен при колориметрическом анализе, иммуноферментном анализе (ИФА) или при помощи метода высокоэффективной жидкостной хроматографи (ВЭЖХ) [28, 29]. Такие окисленные аминокислотные продукты, как хлоротирозин (Cl-tyr),3-нитротирозин (N-tyr) и дитирозин (di-tyr) являются более показательными для специфических радикальных реакций с белками, чем белковые карбонилы [30]. В частности, продукты окисления тирозина образуются исключительно в естественных условиях и не подвержены артефакции [29]. Для количественного определения окисленных аминокислот были разработаны методы с использованием ВЭЖХ, оснащенных электрохимическим детектором (ЭКД) или ГХ-МС. Окисленные основания ДНК, отражающие повреждение ДНК и указывающие на риск развития онкологического заболевания, могут быть изучены и оценены с помощью различных методов, например ВЭЖХ-ЭКД, ГХ-МС, ЖК-МС и ИФА. Кроме того, вызванные радикалами разрывы цепочек ДНК могут быть полуквантифицированы в отдельных клетках с помощью электрофореза отдельной клетки. Этот метод также называют «кометным» анализом [31]. Из окисленных оснований ДНК наиболее часто измеряется 8-гидроксигуанониз (8-оксо-ДГ).

Анализ отдельных маломолекулярных антиоксидантов занимает много времени и обычно требует анализа с проведением хроматографической сепарации до начала количественного измерения. Таким образом, количественное определение всех возможных антиоксидантов в пищевых продуктах и жидкостях человека оказывается очень длительным и дорогостоящим процессом. Кроме того, некоторые антиоксидантные фитохимические вещества, присутствующие в продуктах питания, еще только предстоит охарактеризовать. Учитывая все сказанное выше, ученые на протяжении ряда лет разработали множество простых в исполнении и экономически эффективных методик для создания общего метода измерения антиоксидантных способностей всех антиоксидантов, содержащихся в пищевых продуктах или плазме/сыворотке. Сюда относятся измерения таких свойств антиоксидантов, как их способность поглощения кислородных радикалов, антиоксидантная способность восстановления железа, способность подавления дифенил-пикрилгидразила, тролокс- эквивалентная антиоксидантная способность и общая способность поглощения радикалов в целом [32]. Проведение такого рода исследований необходимо в целях выявления наличия связи между потреблением человеком богатых антиоксидантами продуктов питания и риском развития у него некоторых заболеваний, а также для оценки влияния различных питательных веществ, продуктов питания или диет на антиоксидантный статус человека. Среди названных выше исследований наибольшее признание имеет изучение способности антиоксидантов к поглощению кислородных радикалов, поскольку результаты именно этого анализа часто используются пищевыми компаниями для продвижения своей продукции на потребительском рынке. Применение всех перечисленных видов анализа в исследовании продуктов питания остается привлекательным для специалистов пищевой отрасли, потому что они помогают определить реальную ценность пищевых продуктов. Тем не менее, существует озабоченность тем, что антиоксидантные свойства веществ в рационе питания могут не иметь прямой связи с антиоксидантами в плазме/сыворотке крови, поскольку пищевые антиоксиданты подвержены обширным модификациям в процессе жевания, в желудочно-кишечном тракте при воздействии желудочного сока и метаболического процесса, опосредованного кишечными бактериями и эндогенными механизмами детоксикации.

Связь, существующая между накоплением биологических маркеров окислительного повреждения и производством конкретного свободного радикала, является лишь косвенной, ибо изменение клиренса способно резко изменить уровень маркера без изменения производства данного свободного радикала. Следовательно, анализ результатов деятельности продуктов, приводящих к окислительным повреждениям, следует проводить с осторожностью, четко понимая, что именно помогут выявить используемые методы. Важно также понимать, что способность антиоксидантов в естественных условиях определяется не только реактивностью по отношению к радикалам, но и рядом других факторов, таких как концентрация, распределение, локализация, судьба антиоксидантного радикала, его взаимодействие с другими антиоксидантами и метаболизм. Достоверно оценить общий окислительный стресс, как на локальном, так и на системном уровне, не представляется возможным при помощи любого одного отдельно взятого биологического маркера. Биологические маркеры следует отбирать с учетом того, какие функции и показатели подлежат оценке. Кроме того, комбинированная оценка, как биологических маркеров “следа” реактивных окислителей, так и антиоксидантной защиты организма, включающей ферментативную и неферментативную формы защиты, является наилучшим способом определения той роли, которую играют свободные радикалы и антиоксиданты в биологии и медицине.

Роль антиоксидантов в метаболическом синдроме

Метаболический синдром (MС) представляет собой расстройство с целым рядом метаболических нарушений. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) [33] и Национальная образовательная программа по изучению холестерина у взрослых людей (ATP III) [11] дали определение МС, сделав особый упор на дислипидемию, гипергликемию, гипертонию и абдоминальное ожирение. Следует отметить, что критерии диагностики этого расстройства в разных медицинских организациях могут отличаться друг от друга. Ключевыми компонентами МС являются факторы риска развития у человека сахарного диабета 2 типа и ССЗ. МС также ассоциируется и с другими заболеваниями, такими как ожирение печени, синдром поликистозных яичников, образование холестериновых камней в желчном пузыре и апноэ сна [34]. Степень распространенности МС в Соединенных Штатах составляет примерно от 25 до 30% (~47 миллионов взрослых) [35], а в Китае - от 13 до 16% [36]. Резкое увеличение числа лиц с избыточным весом/ожирением в развивающихся и развитых странах является показательным и позволяет прогнозировать их преобладание в массе населения в дальнейшем. Поэтому становится крайне важным найти такие подходы в организации питания людей, которые бы позволили предотвращать не только развитие у них ожирения как такового, но и перерастание его в более серьезные проблемы со здоровьем.

Окисленные липопротеины низкой плотности (окЛПНП) являются биологическим маркером атеросклероза, так как участвует в образовании пенистых клеток в стенке сосуда. Его циркуляция связана с высоким риском развития у человека МС, в том числе, таких его составляющих, как абдоминальное ожирение, гипергликемия и гипертриглицеридемия [37-39]

Ван Гилдер и его коллеги [40] отмечают, что наблюдается поэтапное увеличение циркулирующих oкЛПНП у людей, страдающих ожирением, по сравнению со здоровыми людьми, а также у людей с МС по сравнению с тучными людьми, не страдающими этим расстройством. Важно отметить, что у людей с двумя или более компонентами МС перекисное окисление липидов происходит в большем объеме, чем у людей с одним компонентом МС или людей, не страдающих этим расстройством.
Конукоглу с коллегами [41] в своем исследовании протестировали 25 не страдающих ожирением нормотензивных пациентов (АД 95,5/75,4; ИМТ 21,5; возраст 54,5), 25 не страдающих ожирением гипертоников (АД 165,5/105,3; ИМТ 23,5; возраст 56,5), 35 страдающих ожирением нормотензивных пациентов (АД 109,5/75,5; ИМТ 32,5; возраст 60,5) и 45 страдающих ожирением гипертоников (АД 168,8/115,6; ИМТ 33,8; возраст 58,5). Ученые установили, что наличие у человека ожирения в совокупности с гипертонией соотносится с более высоким статусом окислительного стресса, оцененным с помощью МДА, чем наличие у пациента любого из данных расстройств в отдельности. Аналогично, Стойлькович с коллегами [42] обнаружили повышение экскреции iPF2 с мочой у 10 тучных гипертоников с инсулинорезистентностью (ИМТ 31; АД 131/88; возраст 40 лет) по сравнению с 12 здоровыми нормоатензивами без инсулинорезистентности (ИМТ 22; АД 106/72; возраст 38 лет). Все эти данные указывают на то, что биологические маркеры продуктов, окисленных радикалами, у людей с МС или с его ключевыми компонентами оказываются повышенными. Следует, однако, отметить, что это повышение может просто указывать на усиленную выработку активных форм окислителей у людей с МС и что оно не объясняет, является ли это следствием слабой антиоксидантной защиты организма, возникающей в результате малого потребления человеком пищевых антиоксидантов, или же следствием увеличения производства активных форм окислителей при MС. Кроме того, связь между повышенным окислительным стрессом и МС не является однонаправленной. Шегрен с коллегами [43] провели небольшое исследование 289 здоровых пожилых мужчин (от 62 до 64 лет). Ученые установили, что циркулирующие oкЛПНП и iPF2 мочи не были повышены у людей с МС по сравнению с теми испытуемыми, у кого наблюдались один или два ключевых признака МС, а также с теми, у кого признаков МС вообще не наблюдалось. Они также установили, что iPF2 находится в обратной связи с потреблением витамина С и β-каротина с продуктами питания, что предполагает более значительную роль пищевых антиоксидантов в усилении статуса окислительного стресса, чем патогенные состояния, вызванные MС.

Мелкомолекулярные антиоксиданты, в том числе витамины С и Е, каротиноиды, полифенолы, α-липоевая кислота, глутатион, мочевая кислота и убихинолы вносят свой вклад в систему антиоксидантной защиты организма, дополняя работу ферментативных антиоксидантов. Если бы этиология или прогрессирование МС были напрямую связаны с окислительным стрессом, то можно было бы ожидать более высокой утилизации и потребности в более низких концентрациях названных соединений в состоянии неблагоприятного окислительного стресса. В действительности, в ряде исследований отмечалось, что антиоксидантный статус сыворотки крови находится с МС в обратной связи. На основании данных программы Национального обследования здоровья населения, проведенной в 2001-2006 годы, Бейдун с коллегами [44] показали, что МС наблюдается у 32,0% взрослых мужчин и 29,5% женщин (возраст от 20 до 85 лет). В своем исследовании ученые обнаружили, что каротиноидный статус сыворотки крови у испытуемых с МС был более низким, даже после контроля у них общего холестерина и триглицеридов, чем у испытуемых без МC. Аналогично, содержание витамина С в сыворотке крови находится, по данным этого исследования, в обратной линейной связи с наличием МС, а также такими связанными с МС состояниями, как инсулинорезистентность и гиперурикемия. Напротив, после контроля уровня содержания липидов в сыворотке крови ученые установили, что витамин Е не имеет какой-либо значимой связи с МС. В другом исследовании Форд с коллегами [45] использовали результаты, полученные в ходе Третьего национального обследования здоровья и питания (1988-1994 годы) с участием 8808 взрослых жителей США (возраст ≥20 лет). Эти ученые установили, что концентрация ретиниловых эфиров, каротиноидов и витаминов С и Е у испытуемых с МС была значительно ниже, чем у тех испытуемых, у которых МС не был выявлен. Еще в одном исследовании Вэй и его коллеги [46] использовали данные, полученные из Китая, где МС выявлен у 17% взрослого населения(n =2069). Оказалось, что низкое потребление витамина С, скорректированное с потреблением энергии, находится в некоторой связи с наличием МС, тогда как потребление витамина Е и селена не обнаруживают никакой связи с данным расстройством. Аналогичным образом, Сохраб с коллегами [47] отметили, что существует отрицательная связь между МС и потреблением флавоноидов с пищей. Поскольку перекрестные исследования такого рода не позволяют сделать общий вывод о прогрессирующем возникновении названных выше связей, остается неясным, является ли более низкий статус циркулирующих антиоксидантов результатом увеличения производства активных форм окислителей, вызванного МС, или же прямым результатом более низкого потребления человеком в пищу фруктов и овощей. Кроме того, результаты исследований, свидетельствующие о том, что испытуемые с МС потребляли меньше антиоксидантов с пищей, добавляют сложности в формирование единого представления на основании всех имеющихся данных.

Общая антиоксидантная способность считается интегрированным измерением всех мелкомолекулярных антиоксидантов, принятым в пищевой отрасли и в науке о питании человека. На протяжении трех лет своих наблюдений Бахадоран [48] сумел установить, что у тех испытуемых, которые в начале исследования имели самый высокий показатель по количеству антиоксидантов, потребляемых с пищей, рассчитанный с использованием базы данных USDA ORAC, МС развивался значительно реже, чем у прочих участников эксперимента. Таким образом, по причине высокого содержания в них микроэлементов и фитохимических веществ, следует поощрять включение в ежедневный рацион людей с МС различных растительных продуктов с высоким содержанием различных антиоксидантов. Следует отметить, однако, что потребление продуктов с высоким содержанием антиоксидантов не обязательно напрямую связано с высоким показателем антиоксидантов в плазме/сыворотке крови. Причиной этого может служить слабая усвояемость некоторых пищевых антиоксидантов и интенсивный метаболизм. Клинические данные в отношении характера связи между антиоксидантами плазмы/сыворотки и наличием МС неоднозначны. Коркмаз с коллегами [49] установили, что показатель FRAP в сыворотке крови был выше у 55 пациентов с МС, чем у 20 здоровых участников из контрольной группы. Это в первую очередь связано с более высоким содержанием циркулирующей мочевой кислоты, которая отвечает за ~60% в показателе FRAP (Ferric Reducing/Antioxidant Power). В противоположность этому, в ходе других исследований антиоксидантов Вентурини с коллегами [50] наблюдали, что у испытуемых с МС показатель общей способности поглощения радикалов в плазме был ниже, чем у здоровых испытуемых из контрольной группы, даже несмотря на то, что показатель уровня мочевой кислоты у них был выше.

Таким образом, несмотря на то, что исследования антиоксидантов подтвердили свою экономическую эффективность и высокую значимость для оценки общего статуса мелкомолекулярных антиоксидантов, их клиническое значение и применение полученных результатов в отношении МС требуют дополнительной проверки в дальнейших исследованиях, где будет учитываться биохимический и физиологический фенотип испытуемых.

МС, как представляется, находится в связи с усилением окислительного стресса, проявляющегося повышением содержания индуцированных радикалами продуктов окисления и/или снижением антиоксидантной защитной способности организма. В связи с этим имеется перспектива использования антиоксидантов в рационе питания человека с целью профилактики и лечения МС. Однако признание эффективности антиоксидантов основывается на предположении, что реактивные виды окислителей играют этиологическую роль в развитии МС и его прогрессировании до более серьезных осложнений, таких как диабет 2 типа и ССЗ. Если бы реактивные виды окислителей вносили прямой вклад в развитие МС, то повышение способности организма к антиоксидантной защите, опосредованное любыми медиаторами, должно было бы снизить частоту возникновения МС в лонгитюдных исследованиях или количество ключевых компонентов МС в интервенционных исследованиях. Однако, поскольку имеется еще мало прямых доказательств, подтверждающих вклад диетических антиоксидантов в снижение риска развития МС, необходимо проводить новые исследования в этой области.

Диетические рекомендации для укрепления здоровья и профилактики возникновения заболеваний акцентируют внимание людей на отдельных продуктах или питательных веществах. Так, в Диетических рекомендациях 2015 года для американцев упоминается Средиземноморская диета, богатая фруктами, овощами, орехами и цельными злаками. В исследовании Веласкеса и его коллег [51] изучалось влияние средиземноморской диеты на ключевые компоненты МС у 29 детей с ожирением (возраст: 11 лет; ИМТ: 27 кг/м2). После 16 недель диетического питания выраженность МС снизилась с 66 до 21% у детей, потреблявших средиземноморскую диету, а у тех, кто потреблял стандартную диету, положительных изменений не наблюдалось. Хотя полученные результаты должны быть далее подтверждены в более масштабном исследовании, они дают возможность предположить, что здоровая диета с высоким содержанием антиоксидантов, имеет терапевтический эффект в лечении и профилактике возникновения МС. Кроме того, установлено, что средиземноморская диета ведет к увеличению потребления таких важных антиоксидантов, как цинк, селен, витамины С и Е и флавоноиды.

Один из аспектов проблемы, который еще предстоит изучить, - это установление конкретной доли вклада антиоксидантов в рационах питания в снижение риска развития МС. Такого измерения не было сделано в исследовании Веласкеса. Вполне возможно, что диетические антиоксиданты и не играют в снижении заболеваемости МС той важной роли, которую им отводят. В этой связи интересно сообщение де ла Инглезиа с соавторами [52] о том, что диетотерапия, направленная на снижение веса, способна улучшить многие ключевые компоненты MС, поскольку именно ожирение является одним из его важнейших компонентов. Если считать это утверждение справедливым, то лечение и профилактика МС не может зависеть от увеличения потребления антиоксидантов. Например, Мэннинг и его коллеги [53] в течение одного года проводили исследование с участием 151 взрослого испытуемого с выявленными симптомами МС. Ученые установили, что ни добавление в диету участников эксперимента липоевой кислоты (600 мг/сут), ни витамина Е (100 МЕ/сут), ни их комбинации не улучшают резистентность к инсулину или показатели по компонентам МС.

Было также установлено, что кверцетин (флавоноид с выраженными антиоксидантными свойствами, присутствующий в диетах) способствует повышению уровня холестерина и уменьшению окружности талии у взрослых людей, не имеющих признаков МС. Однако он не улучшает биологические маркеры окислительного стресса, например циркулирующие oкЛПНП и iPF2 мочевины [54]. В другом исследовании флавоноидов у пациентов с выраженными признаками МС, уровень глутатиона в крови и антиоксидантов в плазме повышали при помощи крепкого зеленого чая [55].
Поскольку авторам не удалось оценить биологические маркеры радикально индуцированных окисленных продуктов, повышение антиоксидантной защиты не следует экстраполировать на снижение систематического окислительного стресса и развитие признаков МС.

В крупномасштабном лонгитюдном исследовании SU.VI.MAX взрослые участники из Франции (n = 5220; возраст 49,4 года) без выявленных симптомов МC были рандомизированы для получения либо пищевой добавки, содержавшей комбинацию антиоксидантов (120 мг витамина С, 30 мг витамина Е, 6 мг β-каротина, 100 мкг селена и 20 мг цинка в день), либо плацебо [56]. По истечении 7,5-летнего периода наблюдения оказалось, что антиоксидантные добавки не повлияли на риск развития МС, однако исходная концентрация β-каротина и витамина С в сыворотке крови была отрицательно связана с риском развития этого расстройства. Интересно, что исходный уровень сывороточного витамина Е и селена оказался не связанным с риском развития МС, тогда как цинк проявил наличие связи с повышенным риском развития данного расстройства. Несмотря на отсутствие свидетельств о неблагоприятном эффекте от приема комбинированных добавок, исследователи все же поставили вопрос о целесообразности применения антиоксидантных добавок в популяциях с адекватным потреблением антиоксидантов в рационах питания. Самый важный вывод, сделанный учеными, заключается в том, что эффективность применения антиоксидантных добавок в профилактике MС может проявляться только у людей с повышенным статусом окислительного стресса или же тех, кто имеет скудный рацион питания.
Собранные к настоящему моменту результаты исследований дают возможность ученым предположить, что содержащиеся в рационах антиоксиданты не в состоянии ни предотвращать развитие МС, ни лечить его компоненты при помощи своих антиоксидантных свойств.

Заключение

Реактивные виды окислителей постоянно вырабатываются в организме человека. Даже имея очень короткий период полураспада, небольшая часть активных форм окислителей способна преодолеть систему антиоксидантной защиты организма, состоящую из ферментативных и мелкомолекулярных антиоксидантов, и вызвать повреждения окислительного характера. В частности, хроническое неконтролируемое производство активных форм окислителей подавляет способность антиоксидантной защиты организма и приводит к состоянию, которое называется окислительным стрессом, вызывая развитие и прогрессирование таких хронических заболеваний, как нарушения обмена веществ, ССЗ, некоторые виды онкологических заболеваний, снижение когнитивных способностей человека и др.

Исходя из сказанного, оправдано было предположить, что повышение антиоксидантной защиты может стать профилактическим или терапевтическим средством в борьбе с расстройствами/заболеваниями, связанными с активностью свободных радикалов. Простой метод усиления антиоксидантной защиты организма состоит в потреблении питательных веществ, способных либо поглощать активные виды окислителей, либо стимулировать синтез эндогенных антиоксидантов.

Для оценки клинической значимости пищевых антиоксидантов и проверки рабочих гипотез требуется оценить биологические маркеры либо антиоксидантной защиты, либо окисленных продуктов, либо и того, и другого.
МС - это расстройство с присутствием целого ряда метаболических нарушений, включая дислипидемию, гипергликемию, гипертонию и абдоминальное ожирение. Каждое из этих нарушений является фактором риска для развития ССЗ. Установление связи МС с сильным окислительным стрессом, на который указывает повышенное содержание окисленных продуктов и недостаточная антиоксидантная защита организма, прокладывает путь для использования диетических антиоксидантов в профилактике и лечении данного расстройства. Однако ограниченные данные, полученные в результате исследований, проводимых на людях, по-видимому, не подтверждают гипотезу о том, что антиоксиданты способны снизить риск развития МС или уменьшить количество компонентов этого расстройства за счет своих антиоксидантных активностей. Если бы гипотеза о том, что активные виды окислителей способствуют развитию и прогрессированию МС, была верной, то терапевтическая эффективность антиоксидантов должна была бы быть реализована. Нулевые результаты, полученные в исследованиях, могут быть объяснены необходимостью разработки системы антиоксидантных вмешательств, нужных для облегчения окислительного стресса и профилактики/лечения заболеваний, поскольку вероятность успеха исследования может быть снижена отсутствием многих факторов, например, оптимальных комбинаций и доз антиоксидантов, а также наилучших физиологических и биохимических условий для лечения МС. Важно отметить, что в новых исследованиях для проверки эффективности действия антиоксидантов и получения соответствующих клинических результатов должны производиться измерения как антиоксидантной защиты, так и продуктов свободнорадикального окисления.

Рекомендуемые продукты