Про- та антиоксидантна системи і патологічні процеси в організмі людини
В огляді наведено аналіз сучасних даних літератури та власних досліджень авторів щодо хвороби сучасності — антиоксидант-індукованого стресу, який спричинює зміни структури нуклеїнових кислот, амінокислот, протеїнів, ліпідів та індукує розвиток онко-, кардіоваскулярних хвороб, аутизму, атеросклеро...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Вісник НАН України |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70663 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Про- та антиоксидантна системи і патологічні процеси в організмі людини / О.Г. Резніков, О.М. Полумбрик, Я.Г. Бальон, М.О. Полумбрик // Вісн. НАН України. — 2014. — № 10. — С. 17-29. — Бібліогр.: 40 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859858418516361216 |
|---|---|
| author | Резніков, О.Г. Полумбрик, О.М. Бальон, Я.Г. Полумбрик, М.О. |
| author_facet | Резніков, О.Г. Полумбрик, О.М. Бальон, Я.Г. Полумбрик, М.О. |
| citation_txt | Про- та антиоксидантна системи і патологічні процеси в організмі людини / О.Г. Резніков, О.М. Полумбрик, Я.Г. Бальон, М.О. Полумбрик // Вісн. НАН України. — 2014. — № 10. — С. 17-29. — Бібліогр.: 40 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вісник НАН України |
| description | В огляді наведено аналіз сучасних даних літератури та власних досліджень
авторів щодо хвороби сучасності — антиоксидант-індукованого стресу, який спричинює зміни структури нуклеїнових кислот, амінокислот,
протеїнів, ліпідів та індукує розвиток онко-, кардіоваскулярних хвороб,
аутизму, атеросклерозу, діабету тощо. Розглянуто механізми дії антиоксидантів на патологічні процеси в організмі людини і сучасні підходи до розроблення харчових продуктів, збагачених мікроелементами, а також шляхи подолання оксидативного стресу.
В обзоре приведен анализ современных данных литературы и собственных исследований авторов относительно
болезни современности — антиоксидант-индуцированного стресса, обуславливающего изменения структуры нуклеиновых кислот, аминокислот, протеинов, липидов и индуцирующего развитие онко-, кардиоваскулярных болезней, аутизма, атеросклероза, диабета и других заболеваний. Рассмотрены механизмы действия антиоксидантов на патологические процессы в организме человека и современные подходы к разработке пищевых продуктов,
обогащенных микроэлементами, а также пути преодоления оксидативного стресса.
The review contains a new literature data and results of own investigations of antioxidant induced stress, which can
cause structure changes of nucleic acids as well as amino acids, proteins, lipids and induce cancer and cardiovascular
diseases, diabetes, autism and atherosclerosis development. The mechanisms of action of the antioxidants on pathological
processes and modern approaches in food products development, which are fortified by microelements and ways of oxidative
stress overcoming have been described.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:44:59Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 10 17
РЕЗНІКОВ
Олександр Григорович —
академік НАМН України,
член-кореспондент НАН України,
доктор медичних наук, професор,
завідувач відділу ендокринології
репродукції та адаптації
ДУ «Інститут ендокринології
та обміну речовин
ім. В.П. Комісаренка
НАМН України»
ПОЛУМБРИК
Олег Максимович —
доктор хімічних наук, професор,
завідувач кафедри загальної
і неорганічної хімії Національного
університету харчових технологій
БАЛЬОН
Ярослав Григорович —
доктор хімічних наук, професор,
завідувач лабораторії органічного
синтезу і хімічних реактивів
ДУ «Інститут ендокринології
та обміну речовин
ім. В.П. Комісаренка
НАМН України»
ПОЛУМБРИК
Максим Олегович —
кандидат технічних наук, доцент
кафедри безпеки життєдіяльності
Національного університету
харчових технологій
ПРО- ТА АНТИОКСИДАНТНА
СИСТЕМИ І ПАТОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ
В ОРГАНІЗМІ ЛЮДИНИ
В огляді наведено аналіз сучасних даних літератури та власних досліджень
авторів щодо хвороби сучасності — антиоксидант-індукованого стре-
су, який спричинює зміни структури нуклеїнових кислот, амінокислот,
протеїнів, ліпідів та індукує розвиток онко-, кардіоваскулярних хвороб,
аутизму, атеросклерозу, діабету тощо. Розглянуто механізми дії анти-
оксидантів на патологічні процеси в організмі людини і сучасні підходи до
розроблення харчових продуктів, збагачених мікроелементами, а також
шляхи подолання оксидативного стресу.
Ключові слова: оксидативний стрес, антиоксиданти, механізм дії, гіпо-
елементоз, мікроелементи, патогенез.
Оксидативний стрес
Стрес — це природний фізіологічний стан, необхідний для нор-
мальної життєдіяльності людини, що виникає в процесі реалі-
зації її бажань і потреб, а також під впливом зовнішніх факторів
природного і соціального середовища. Стрес супроводжує лю-
дину все життя. На фізіологічному рівні розрізняють евстрес,
тобто нормальний, помірний, і дистрес — такий, що виходить
за межі адаптації, порушує гомеостаз і може стати причиною
захворювань. На відміну від тварин для людини головне дже-
рело стресів — не фізичні фактори середовища, а психосоціаль-
ні конфлікти [1].
Канадський учений Ганс Сельє (Hans Selye) свого часу звер-
нув увагу на стереотипність відповіді організму на стресові
стимули незалежно від їхньої природи (фізичне напруження,
негативні емоції, радіація, інтоксикація тощо). Головну роль
при цьому відіграє нейрогормональна система організму.
Основних стрес-реалізуючих систем дві: симпато-адрено ме-
ду лярна і гіпоталамо-гіпофізо-кортикоадреналова (ГГКАС).
Перша є системою аварійної відповіді, як її назвав американ-
ський учений Уолтер Кенон (Walter Cannon). Основною озна-
кою її є викид у кров адреналіну з мозкової речовини наднир-
кових залоз. Одразу після цього активується ГГКАС, що при-
СТАТТІ СТАТТІ
ТА ОГЛЯДИТА ОГЛЯДИ
УДК 616.092+664.68+678.048
18 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 10
СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ
зводить до посилення в корі надниркових за-
лоз секреції кортизолу — глюкокортикоїдного
гормону. Він здійснює головну захисну функ-
цію і підвищує неспецифічну резистентність
організму, тобто здатність виявляти опір різ-
номанітним хвороботворним чинникам [1, 2].
Початковою ланкою реакції ГГКАС на стре-
согенні фактори є особлива ділянка головного
мозку — гіпоталамус. Він синтезує і вивільнює
кортиколіберин — пептид, який надходить із
кровотоком венозної портальної системи гіпо-
фіза до його передньої частки (аденогіпофіза) і
посилює там утворення і вивільнення у кров
адренокортикотропного гормону (АКТГ) —
стимулятора секреції кортизолу. Секрецію АКТГ
посилює також гіпоталамічний олігопептид
вазопресин. Він надходить по довгих аксонах
до задньої частки гіпофіза, де й депонується.
Переносниками вазопресину по аксону є спе-
ціальні білки — нейрофізини. Під час стресової
активації ГГКАС вазопресин проникає корот-
кими судинами до аденогіпофіза і стимулює
вивільнення АКТГ.
Поряд із стрес-реалізуючими існують стрес-
лімітуючі системи, які обмежують надмірні
прояви стресу, що можуть посилити його не-
гативні наслідки. Гормональні та інші реак-
ції стресу здатні обмежувати γ-аміномасляна
кислота (головний гальмівний нейромедіатор
мозку), гормон шишкоподібного тіла мелато-
нін, γ-пептид сну тощо [1, 2].
Невід’ємним супутником дистресу є зсув ре-
докс-рівноваги в організмі в бік вільноради-
кального окиснення і утворення пероксидів
лі підів, що в сучасній науці дістало назву «ок-
си дативний стрес» [3, 4]. У біологічних систе-
мах найактивнішими є вільні радикали та іон-
радикали, що містять неспарені електрони в
атомах O, N, S чи Сl і утворюють так звані ак-
тивні форми кисню (АФК), азоту (АФА), сірки
(АФС) і хлору (АФХ).
З одного боку, кисень абсолютно необхідний
для дихання і процесів окиснення вуглеводів,
білків і жирів, що супроводжується вивільнен-
ням великої кількості енергії, потрібної для
нормального функціонування організму; з ін-
шого — активні форми кисню викликають де-
струкцію клітинних структур, загибель мембран
і органел. Утворенню радикалів сприяють ку-
ріння, пестициди, озон, токсичні відходи тощо.
Активні форми азоту утворюються при вза-
ємодії NO з АФК, найбільш реакційноздатним
і небезпечним з них є пероксинітрит ONOO—.
Активні форми сірки утворюються при дії АФК
на тіольні сполуки. Вони містять ди суль фід-S-
оксиди, сульфенові кислоти, тіольні радикали,
які модулюють редокс-статус біологічних тіо-
лів і дисульфідів. АФХ включають гіпохлорит-
ну кислоту, нітрил гіпохлорит, атомарний
хлор.
Найзагальніша і найдавніша реакція клітини
на стресові події — це посилення продукуван-
ня енергії електрон-транспортними системами
мітохондрій і мікросом (ендоплазматичного
ретикулуму) зі збільшенням споживання кис-
ню. Внаслідок бурхливого посилення окисних
реакцій утворюється велика кількість АФК.
Вони виникають і в разі прямого пошкоджен-
ня клітинних мембран і стінок. Активація віль-
норадикального окиснення і ліпідної перокси-
дації є незмінним і обов’язковим компонентом
клітинної відповіді на дію стресорів. Мабуть, це
і є та загальна ланка механізму індукції стресу,
в якій поєднуються ефекти різних стресоген-
них чинників. У відповідь зростає активність
системи антиоксидативного захисту.
Надлишок активних форм кисню порушує
транспорт електронів і знижує вироблення
енергії, утворення макроергів. Це спричинює
різке обмеження і пригнічення всіх процесів у
клітині, які потребують енергії: синтезу ДНК,
РНК і білків, поділу клітин, роботи іонних ка-
налів і насосів, обміну речовин (рис. 1). Сту-
пінь пригнічення продукування енергії має ви-
рішальне значення для виживання або загибелі
клітин при тяжких і тривалих стресах. З іншо-
го боку, АФК, АФА, АФС, АФХ є необхідними
посередниками багатьох процесів нормального
функціонування клітин [5, 6]. Так, перекисне
окиснення ліпідів важливе для біосинтезу про-
стагландинів, лейкотрієнів, інших біологічно
активних речовин тощо.
Усі джерела активних форм кисню потребу-
ють антиоксидантного обмеження. Якщо акти-
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 10 19
СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ
вація вільнорадикального окиснення відіграє
таку важливу роль у механізмі стресу, то сис-
теми антиоксидантного захисту, які є на всіх
рівнях структури організму, виступають як
найважливіша внутрішня сила протидії стре-
совим ушкодженням і порушенням. Разом з
тим антиоксидантні механізми безпосередньо
задіяні у стрес-реакції, є її невід’ємною части-
ною, завдяки чому стрес власне і є адаптивною
реакцією. Введення антиоксидантів ззовні, з
харчовими продуктами та фармпрепаратами,
поповнює їх ендогенні резерви, збільшує захис-
ну активність системи, забезпечує утримання
стресу у фізіологічних рамках. Антиоксиданти
містяться в організмі всюди, де є певна небез-
пека виникнення окисного вибуху [7, 8].
Компоненти системи цього захисту — анти-
оксидантні ферменти мітохондрій і цитозолю
клітин (розчинні й мембрано-асоційовані),
ферменти крові, жиро- і водорозчинні анти-
оксиданти, тіолові сполуки, металотіонеїни, а
також репаративні системи — функціонують
координовано.
Основні антиоксидантні ферменти — супер-
оксиддисмутази (СОД) і каталаза. СОД ней-
тралізують супероксидний іон-радикал, пере-
творюючи його на воду і пероксид водню — ак-
тивний окисник, який знешкоджується катала-
зою. Мідь/цинк-вмісна супероксиддисмутаза
(CuZnСОД) є в цитозолі, а марганець-вмісна
(MnСОД) — у мембранах і матриксі мітохон-
дрій. Каталаза міститься в пероксисомах. Відо-
ма також CuZnСОД, яка знаходиться в крові і
захищає від пероксидації ендотелій судин.
Відновлений глутатіон (GSH) є головним
фактором підтримання внутрішньоклітинного
редокс-гомеостазу, він безпосередньо інакти-
вує АФК і також функціонує як кофактор і ко-
субстрат GSH-залежних ферментів. Як і цис-
теїн, тіоредоксин, ерготіонеїн, він відновлює
дисульфідні групи до тіолових, бере участь у
тіол-дисульфідному обміні. Глутатіонперокси-
Рис. 1. Механізм дії оксидативного стресу (GSH — глутатіон відновлений; NOS — NO-синтаза; NADH —
нікотинаденіндинуклеотид відновлений; АТР — аденозинтрифосфат) [1]
20 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 10
СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ
даза розкладає Н2О2 до води у взаємозв’язку з
окисненням глутатіону [1—3].
Пероксидази — група ферментів, які вико-
ристовують пероксид водню для окиснення ін-
ших субстратів. Це цитохром-С-пероксидаза,
мієлопероксидаза, NADH-пероксидаза, перок-
сидаза хрому тощо.
У крові людини і тварин міститься церу-
лоплазмін — головний позаклітинний анти-
оксидантний фермент, якому притаманна
СОД-активність. Поряд з антиоксидантними
ферментами захищають клітини і тканини від
окисного стресу також ферменти і білки, що
зв’язують іони металів зі змінною валентністю
і блокують їх здатність каталізувати окиснен-
ня і пероксидацію.
До жиророзчинних антиоксидантів нале-
жать: вітамін Е (α-токоферол, а також менш
активні β-, γ- і δ-токофероли і токотрієноли),
який захищає ліпідний бішар плазматичних,
мітохондріальних, ядерних мембран, ліпопро-
теїди крові та лімфи; вітамін А (ретинол, рети-
наль, ретиноєва кислота і провітамін β-ка ро-
тин) захищає клітинні й тканинні мембрани,
ліпопротеїди, сітківку ока; пігмент білірубін —
продукт метаболізму жовчних кислот; α-лі по-
є ва кислота, коензим Q (убіхінол-убіхі нон) —
компонент і важливий фактор редокс-ста бі лі-
за ції електрон-транспортних ланцюгів. Дода-
ють свій важливий внесок у редокс-гомеостаз
мікроелементи, зокрема Zn, Fe, Cu, Se, а також
гормони, олігопептиди, опіоїдні пептиди, не-
йропептид Y та деякі інші нейропептиди, піг-
мент меланін.
До водорозчинних вітамінів належать С, РР,
група В, до вітаміноподібних речовин — холін,
ліпоєва кислота та інші. Деякі вітаміни синте-
зуються в організмі людини ендогенно мікро-
флорою кишок, більшість не синтезуються
зовсім. Тому потрібно забезпечити їх постійне
надходження з продуктами харчування.
Другу лінію антиоксидантного захисту утво-
рюють ліполітичні ферменти (ліпази й фосфо-
ліпази), які захоплюють і сприяють видаленню
з ліпідного бішару окиснених жирних кислот,
що обриває ланцюгові реакції ліпідної перок-
сидації; протеолітичні ферменти, які приско-
рюють деградацію окиснених білків. Стресові
білки (білки теплового шоку) відновлюють
нормальну конформацію частково окиснених,
денатурованих білків і прискорюють дегра-
дацію глибоко змінених білків. Ферменти ре-
паративних систем клітини ліквідують ушко-
дження структури ДНК.
Кожен з компонентів антиоксидантного за-
хисту необхідний для виконання своєї, прита-
манної тільки йому, функції на різних стадіях
процесу окиснення. Усі ці численні компонен-
ти клітини створюють складну ієрархічну ан-
тиоксидантну систему, вони взаємодіють між
собою і в сукупності забезпечують підтримку
і збереження редокс-гомеостазу в умовах дії
стресорів різної природи.
Доведено, що пероксидація ліпідів здійсню-
ється переважно внаслідок вільнорадикаль-
них реакцій і є ланцюговим процесом, у яко-
му беруть участь алкільні R•, алкоксидні RO•,
пероксидні RОO• радикали і АФК, зокрема
синглетний кисень і супероксид аніон-радикал
[9, 10].
В організмі людини молекулярний кисень
є основним джерелом окиснення. Електронна
конфігурація молекули кисню в основному
стані має два неспарені електрони на зовніш-
ній оболонці, даючи триплетний сигнал у маг-
нітному полі*. Хоча реакції між киснем, який
перебуває в основному стані (3О2), та біологіч-
ними молекулами є термодинамічно сприят-
ливими, внаслідок високого значення енергії
активації (146—273 кДж·моль−1) вони відбува-
ються повільно.
Активація триплетного кисню, як окисника
в окисно-відновних реакціях, потребує вели-
ких витрат енергії. Одним зі способів активації
є переведення кисню з основного (3О2) у збу-
джений синглетний стан (1О2). Синглетний
кисень — не радикал, електрофіл, надзвичайно
реакційноздатна і короткоіснуюча ((50—
700) ·10−6 с залежно від природи розчинника)
частинка. Він може утворюватися хімічним,
ензиматичним і фотохімічним шляхом. До ак-
* Енергетичний рівень розщеплюється на 2І+1 підрів-
ні, де І – сумарний спін.
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 10 21
СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ
тивних форм кисню, що утворилися внаслідок
відновлення його триплетного стану, відносять
супероксид аніон-радикал (О2
•-), його ко н’ю го-
вану кислоту (НО2
•) (пергідроксил-ра ди кал),
пероксид водню (Н2О2), гідроксильний ради-
кал ОН•, гіпохлоритну кислоту НОСl та пе-
роксинітрит ONOOˉ. Найсильнішими елек т-
ро філами і найбільш реакційноздатними фор-
мами кисню є 1О2 та ОН• [11].
Механізм дії природних,
синтетичних антиоксидантів і ліків
Основним методом захисту біологічних систем
людини від окиснення є використання специ-
фічних харчових добавок або лікарських засо-
бів, які гальмують цей процес.
Вільні радикали можуть реагувати з ба-
гатьма сполуками, що містяться в клітинах,
за різними механізмами — перенос електрона
до чи від радикала з отриманням відповідних
іонів; відщеплення атома водню з утворенням
нових радикалів та ймовірністю ланцюгового
механізму; утворення хелатних комплексів з
d-металами; протонізація вільних радикалів
з накопиченням іон-радикалів; реакції приєд-
нання, диспропорціонування, самоанігіляції
тощо.
Антиоксидантна активність сполук зале-
жить від багатьох факторів, зокрема від їх кон-
центрації, природи біологічних компонентів
(білки, жири, вуглеводи, амінокислоти, ліпіди
та ін.), температури, тиску кисню, наявності
інших антиоксидантів, води, природи каталі-
заторів тощо.
На рис. 2 наведено основні класи антиокси-
дантів. Антиоксидантна система організму лю-
дини містить дві основні групи антиоксидан-
тів — ензиматичні й неензиматичні. Первинну
ланку ензиматичного захисту забезпечують
супероксиддисмутаза, яка перетворює супер-
оксид аніон-радикал на H2O2, який каталаза
розщеплює до H2O і O2, і глутатіонперокси-
даза, що слугує відновником для пероксидів.
Вторинну ланку становлять глутатіонредук-
таза і глюкозо-6-фосфатдегідрогеназа, які без-
посередньо не реагують з радикалами, проте
важливі для діяльності інших ендогенних ан-
тиоксидантів.
До неeнзиматичних ендогенних антиокси-
дантів належать вітаміни, кофактори ензимів,
пептиди, сполуки азоту непротеїнової приро-
ди, фенольні кислоти, органічні сірковмісні
сполуки тощо. Коензим Q10, наприклад, вза-
ємодіє з ліпідними пероксидними радикала-
ми, а також бере участь у регенерації вітамі-
ну Е. Уринова кислота захищає від надлишку
оксогем-оксидантів, які утворюються в реакції
гемоглобіну з пероксидами, а також реагує з
синглетним киснем та гідроксильними ради-
калами.
Окремий клас становлять синтетичні анти-
оксиданти — переважно це просторово екрано-
вані феноли, а також фармпрепарати, які зде-
більшого є витяжками з біологічно активних
рослин, плодів, овочів [10, 12].
Антиоксиданти захоплюють вільні радика-
ли, надаючи їм водень, а також продукуючи
відносно стабільні антиоксидантні радикали з
низьким відновним потенціалом (менш як
0,5 В) [9]. Підвищена стабільність антиокси-
дантних радикалів пов’язана з резонансною
делокалізацією структур, які містять фенольне
ядро, чи просторовим екрануванням реакцій-
ного центру об’ємними замісниками [10]. При-
кладами похідних фенолу, які слугують віль-
норадикальними пастками, є токофероли, трет-
бутилгідрокситолуол, трет-бутил гідро ксі ані-
зол, трет-бутилгідрохінон, лігніни, флавоноїди,
фенольні кислоти, наприклад розмаринова.
Енергія дисоціації зв’язку О—Н фенольних
антиоксидантів загалом визначає стабільність
відповідних антиоксидантних радикалів: чим
вона менша, тим стабільніший антиоксидант-
ний радикал.
Потужним інгібітором активних форм кис-
ню є розмаринова кислота. Вона широко засто-
совується як терапевтичний препарат при лі-
куванні діуретичних, запальних процесів, має
антисклеротичні властивості [13]. Зерна кави
містять значну кількість одного з найпотуж-
ніших фенольних антиоксидантів — хлороге-
нової кислоти. Її споживання знижує ризики
виникнення цукрового діабету ІІ типу, онко-
22 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 10
СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ
логічних і серцево-судинних захворювань [14,
15]. У великих кількостях кава шкідлива для
осіб, що страждають на артеріальну гіпертен-
зію, ішемічну хворобу серця, гастрити, а також
для вагітних. Крім того, вона може викликати
залежність, особливо серед любителів розчин-
ної кави.
Флавоноїди — група антиоксидантних спо-
лук, що складається з флавонолів, антоціа-
нінів, ізофлавоноїдів, флаванолів і флавонів.
Найефективнішими серед них є катехін, кате-
хінгалат, кверцетин та кемпферол. Флавоної-
ди, особливо кверцетин і лутеолін, — потенцій-
ні інгібітори ксантиноксидази, яка долучена
до процесів оксидативного ушкодження, пе-
реважно після ішемічної реперфузії, оскільки,
реагуючи з молекулярним киснем, продукує
супероксид-радикал [16, 17]. Біофлавоноїди,
зокрема корвітин, як розчинну лікарську фор-
му кверцетину, й таблетки квертину (випуска-
ються київським Борщагівським хімфармзаво-
дом) ефективно використовують у лікуванні
гострого інфаркту міокарда, ішемічної хворо-
би серця, інсультів [18]. У комбінаціях з гіпо-
глікемічними засобами їх рекомендують для
профілактики розвитку нефропатії у хворих
на цукровий діабет І та ІІ типу [19].
Властивість флавоноїдів пригнічувати ріст
злоякісних пухлин також пов’язана з їх функ-
цією вільнорадикальної пастки. Флавоноїди
гальмують розмноження онкоклітин і зумов-
люють їх апоптоз (руйнування).
Одним із найпоширеніших і ефективних ан-
тиоксидантів є каротиноїди [20, 21]. Давно ві-
Рис. 2. Основні класи антиоксидантів [10, 12]
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 10 23
СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ
домо, що ці сполуки втрачають свій колір, коли
потрапляють у середовище, яке містить вільні
радикали, або за наявності окисників, що по-
яснюється порушенням ланцюга кон’югованих
подвійних зв’язків. Рослина шафран містить
каротиноїдний антиоксидант кроцин. Втрату
забарвлення цього каротиноїду використову-
ють як метод визначення антиоксидантної єм-
ності в плазмі крові, а також природних сполук
та екстрактів рослин. Одним із основних біо-
логічних продуктів окиснення каротиноїдів
вважають ретиноєву кислоту, яка бере участь у
процесах синтезу кісток і м’яких тканин під
час розвитку ембріона. Плазма крові містить
приблизно 1—2 μМ каротиноїдів. У такій кон-
центрації за фізіологічного парціального тиску
прооксидантна здатність каротиноїдів незнач-
на, тоді як антиоксидантна доволі велика [22].
Ретинол (вітамін А) — ліпофільний антиок-
сидант, який синтезується в організмі людини
з β-каротину. Він необхідний для роботи зо-
рової, опорно-рухової, імунної систем, а також
для підтримки здоров’я шкіри та волосся. Ві-
тамін А і β-каротин — потужні антиоксиданти,
які використовують як засоби профілактики
онкологічних захворювань, зокрема, вони за-
побігають рецидиву пухлин після операцій.
Ретинол та β-каротин захищають мембрани
головного мозку від руйнівної дії вільних ра-
дикалів, при цьому β-каротин нейтралізує най-
небезпечніші з них.
Прикладом механізму приєднання радика-
ла є взаємодія β-каротину й монооксиду азоту,
який міститься в тютюновому димі:
CAR + NО → NO—CAR.
Отже, каротиноїди є потенційно корисними
для осіб, які палять, зважаючи на зниження
токсичного впливу оксидантів, що містяться у
тютюновому димі [10].
Аскорбінова кислота, глутатіон і цистеїн, які
мають властивості вільнорадикальних пасток,
виступають донорами атома водню, надаючи
його вільним радикалам і продукуючи більш
стабільні радикали глутатіону та аскорбіно-
вої кислоти [9]. Ця кислота енергійно реагує
з супероксид аніон-радикалом, Н2О2, та 1О2
і впливає на синтез в організмі людини NO,
який бере участь у регуляції тонусу судин і ба-
гатьох фізіологічних процесах.
Амінокислоти, що містять сульфгідрильні
та гідроксильні групи, такі як цистеїн, фені-
лаланін і пролін, також інактивують вільні
радикали. При цьому відбувається конкурен-
ція між білковими сполуками та ліпідами за
високореакційноздатні радикали [9]. Взаємні
перетворення в системі цистин — цистеїн ви-
значають активну участь цих амінокислот в
окисно-відновних реакціях біохімічних про-
цесів дихання, обміну речовин, нервової діяль-
ності живих організмів тощо [10].
Останнім часом зростає інтерес до антиок-
сидантних властивостей ліпоєвої кислоти (6,8-
дитіооктанової), яка існує у двох формах —
окисненій (дисульфід) і відновленій. Ліпоєва
кислота може функціонувати як акцептор
вільних радикалів і метаболічний природний
антиоксидантний протектор. Увага дослідни-
ків зосереджена на цій кислоті як клітинному
редокс-регуляторі, який бере участь у проце-
сах передачі сигналу. Тому ліпоєва кислота є
потенційно важливим терапевтичним агентом
при окисному стресі. Її використання перспек-
тивне в терапії нейродегенеративних хвороб,
діабетичної нейропатії, ішемічної реперфузії,
ВІЛ, захворювань печінки (цироз, хвороба
Боткіна) тощо [23].
Деякі антиоксиданти (вітамін С, убіхінон,
глутатіон) можуть рециклювати вітамін Е —
головний антиоксидант, що обриває радикаль-
ні ланцюги і захищає біомембрани від ліпідно-
го перокиснення [24, 25]. Глутатіон є головним
внутрішньоклітинним антиоксидантом, що діє
як сульфгідрильний буфер, захищаючи зали-
шок цистеїну від окиснення в протеїнах, тобто
дію глутатіону можна розглядати в рамках те-
рапевтичної стратегії.
Катіони важких металів — каталізатори
окиснення, які розкладають гідропероксиди,
утворені на ранніх стадіях [9, 10] з накопичен-
ням радикалів, що включаються в ланцюгові
реакції аутоокиснення. У незначних кількос-
тях важкі метали містяться в багатьох ензи-
мах та інших металовмісних білках. Білки гем
24 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 10
СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ
(Fe2+) і гемін (Fe3+) часто присутні в харчових
продуктах. Гемоглобін, міоглобін та цитохром
С поглиблюють перокиснення ліпідів у ткани-
нах та сировині тваринного походження.
Хелатні комплекси гальмують процес окис-
нення внаслідок утворення нерозчинних
комп лексів і зниження таким чином редокс-
потенціалів металів або завдяки створенню
стеричних перешкод між металами та компо-
нентами біологічних систем чи їх окиснених
інтермедіатів [9, 10]. Лимонна та етилендіа-
мінтетраоцтова (ЕДТА) кислоти є класичними
прикладами сполук, що утворюють з металами
хелатні комплекси. Більшість подібних комп-
лексоутворювачів розчинні у воді, а лимонна
кислота обмежено розчинна в жирах. У ролі
сполук, здатних утворювати хелати, можуть
виступати фосфоліпіди [9], флавоноїди, ак-
тивність яких залежить від їх структурних
особливостей [17]. Утворення комплексів хе-
латного типу з катіонами металів має велике
значення в патогенезі деяких хвороб. Реакції
Фентона відбуваються в дофамінових нейро-
нах нервових тканин, де внаслідок катаболізму
утворюється певна кількість пероксиду водню
[14]. Накопичення радикалів у цих нейронах
вважається основним патогенетичним агентом
хвороби Паркінсона [26]. Ознакою інших ней-
родегенеративних хвороб, таких як хвороба
Альцгеймера та синдром Хантінгтона, вважа-
ється накопичення катіонів заліза в деяких ді-
лянках мозку [27]. У людей, які страждають на
хворобу Альцгеймера, підвищується кількість
феритинового заліза базальних ганглій.
Взаємодія антиоксидантів між собою може
бути синергічною, антагоністичною або про-
сто адитивною. Типовим прикладом синергіз-
му антиоксидантів є дія суміші α-токоферолу
та аскорбінової кислоти при аутоокисненні й
фотоокисненні ліпідів [9, 10]. Поліфенольні
сполуки, такі як епігалокатехінгалат, квер-
цетин, епікатехінгалат, епікатехін та ціані-
дин, характеризуються адитивним ефектом з
α-токоферолом, який слугує вільнорадикаль-
ною пасткою [24].
Надзвичайно важливою функцією антиок-
сидантів є регулювання діяльності радикал-
генеруючих ензимів, таких як NAD(P)
H-оксидаза і ксантиноксидаза, а також актив-
ності експресії антиоксидантних ензимів (су-
пероксиддисмутаза, каталаза, глутатіонперок-
сидаза). Ці антиоксидантні ензими виробля-
ються в організмі людини і є важливою ланкою
захисту проти дії вільних радикалів.
Окиснення ліпідів, білків і вуглеводів
Ліпіди, що містять подвійний С—С зв’язок, а
саме ненасичені жирні кислоти, фосфоліпіди,
гліколіпіди, холестерол та його ефіри, є осо-
бливо чутливими до реакцій окиснення. По-
ліненасичені жирні кислоти, які містять 1,4-
пентадієнові функціональні фрагменти, також
схильні до реакцій окиснення. Наприклад,
окиснення лінолевої кислоти, що входить до
складу багатьох харчових продуктів, відбува-
ється за двома основними механізмами — від-
щеплення атома водню та приєднання син-
глетного кисню.
Утворені під час первинного окиснення гід-
роксипероксиди жирних кислот — нестабільні
сполуки, які зазнають вторинного окиснення з
утворенням продуктів полімеризації чи низь-
комолекулярних альдегідів і кетонів [9, 10].
Малоновий діальдегід — один із найпоши-
реніших продуктів окиснення жирів. Його
часто використовують як індикатор ступеня
окиснення ліпідів біологічних систем, він ви-
никає в організмі внаслідок розкладання полі-
ненасичених жирів високореакційноздатними
формами кисню, слугує маркером оксидатив-
ного стресу. Відомо, що він здатен реагувати з
ДНК, утворюючи мутагенні аддукти. У хворих
на цукровий діабет, ускладнений ангіопатією,
рівень малонового діальдегіду значно вищий,
ніж у таких пацієнтів без ангіопатій.
При дії вільних радикалів білки, пептиди та
амінокислоти, які містяться в них, можуть за-
знавати оксидативних змін [9]. Найбільш чут-
ливими і схильними до окисного розкладання
амінокислотами вважають метіонін, цистеїн
(цистин), гістидин і триптофан [9, 10], а за
певних умов — також тирозин, серин і треонін.
Окиснення білків та амінокислот може від-
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 10 25
СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ
буватися під дією світла, γ-випромінювання,
перокиснених ліпідів, іонів металів, продуктів
ензиматичних і неензиматичних реакцій, що
супроводжуються зміною кольору, тощо [9].
Цистеїн — амінокислота, що входить до
складу продуктів тваринного походження, він
сприяє перетравлюванню їжі, беручи участь
у процесах переамінування, виведенні з ор-
ганізму деяких токсичних речовин, і захищає
організм від руйнівної дії радіації. Це один із
найпотужніших природних антиоксидантів,
при цьому його дія посилюється за одночас-
ної наявності вітаміну С та селену. Цистеїн є
складовою глутатіону — речовини, яка захи-
щає клітини печінки та головного мозку від
ушкоджень, спричинених алкоголем, деякими
лікарськими препаратами й токсичними речо-
винами, що містяться у тютюновому димі.
Крім перокиснення ліпідів і руйнування
ДНК макромолекул АФК можуть включатися
в реакції нітрування і хлорування амінокис-
лот, модифікуючи відповідні протеїни. Перок-
синітрит ONOOˉ та його протонована форма
пероксинітрозна кислота ONOOH є потужни-
ми оксидантами і нітруючими агентами. Гемо-
протеїн мієлопероксидаза каталізує утворен-
ня HOCl (H2O2 + Clˉ → HOCl), яка в реакції з
NO2
ˉ утворює нітрил хлорид NO2Cl, що може
спонтанно розщеплюватися на NO2
• і Cl•. Гі-
похлоритна кислота реагує з жирними кисло-
тами, холестеролом, протеїнами, ДНК, РНК,
утворюючи відповідні продукти хлорування
[28]. Наявність нітро- чи хлоротирозину слу-
гує біомаркером цих процесів [29]. Протеїни,
що містять залишок нітротирозину, було зна-
йдено при різних патологіях, зокрема діабеті,
гіпертензії, атеросклерозі тощо. Інгібітором
пероксинітриту, який відіграє ключову роль у
хворобі Альцгеймера, є розмаринова кислота.
Ефективними інгібіторами дії HOCl виступа-
ють окиснений і відновлений глутатіон, ме-
тилглутатіон, α-ліпоєва кислота.
Вуглеводи не настільки чутливі до окиснен-
ня, як білки та ліпіди, а продукти їх окиснення
не леткі [30].
Незважаючи на потужну ендогенну антиок-
сидантну систему організму людини, для під-
тримки адекватного антиоксидантного статусу
і концентрації вільних радикалів на низькому
рівні потрібно щодня вживати їжу, багату на
антиоксиданти. Проте біологічні антиокси-
данти можуть виявляти прооксидантні влас-
тивості, що залежить від їх концентрації та
умов середовища. Прооксиданти розглядають
як високореакційні частинки, що індукують
оксидативний стрес або виступають інгібіто-
рами антиоксидантної системи організму лю-
дини [31].
Редокс-потенціал антиоксидантів характе-
ризує їх активність в окисно-відновних реакці-
ях і пов’язаний з прооксидантними ефектами,
які залежать від їх концентрації. Наприклад,
ліпоєва і дигідроліпоєва кислоти інгібують
утворення нітротирозину з пероксинітриту за
концентрації 0,01—0,05 мМ, а за вищих кон-
центрацій — виявляють прооксидантні влас-
тивості [29].
Потужний антиоксидант — водорозчинний
вітамін С за наявності солей міді чи заліза ви-
являє прооксидантні властивості, відновлюю-
чи іони Fe3+ до Fe2+ і Cu2+ до Cu+ і сприяючи
розкладанню пероксиду водню до гідроксиль-
них радикалів. Збагачення харчових продуктів
аскорбіновою кислотою не рекомендується
для хворих з високою концентрацією заліза
в крові (таласемія, гемохроматоз). Водночас
збагачення їжі цим вітаміном, особливо у ве-
ликих дозах, дає позитивний ефект для хворих
з низьким його рівнем у плазмі, що характер-
не для багатьох хвороб, у тому числі онколо-
гічних. Вживання їжі, збагаченої вітаміном С,
є корисним при діабеті, атеросклерозі, гіпер-
тензії, гіпохолестеролемії, що пояснюють його
здатністю захищати від окиснення ліпопротеї-
ди низької густини і збільшувати кількість ате-
розахисного оксиду азоту в організмі [12, 25].
Прооксидантний ефект виявляють у висо-
ких дозах каротиноїди, флавоноїди, зумовлю-
ючи розвиток онкозахворювань. Загалом, про-
оксидантний ефект антиоксидантів залежить
від: а) їх концентрації; б) редокс-потенціалу;
в) наявності інших антиоксидантів; г) присут-
ності іонів перехідних металів; д) активності та
концентрації ендогенних антиоксидантів [32].
26 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 10
СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ
Шляхи подолання
оксидативного стресу
Надмірний довготривалий оксидативний стрес
супроводжується утворенням високореакцій-
них АФК, АФА, АФС, АФХ і призводить до
низки серйозних захворювань, таких як онко-
логічні, серцево-судинні, інфаркт, атероскле-
роз, нервові, ниркові, печінкові хвороби, гі-
пертензія, ревматоїдний артрит, синдром рес-
піраторного дистресу, запалення, дегенера-
тивні зміни, пов’язані з віком, діабет і його
ускладнення, ожиріння, катаракти, аутизм,
хвороби Альцгеймера, Паркінсона, Хантінг-
тона, васкуліт, гломерулонефрит, гемохрома-
тоз, виразка шлунку тощо [1]. Оксидативний
стрес супроводжується виснаженням вну-
трішніх резервів і потребує надійного захисту.
В процесі захисної дії антиоксиданти посту-
пово виводяться з організму, і тому необхідно
постійно відновлювати їх кількість з продук-
тами харчування чи фармпрепаратами. Уже в
невеликих кількостях (0,01—0,001 %) антиок-
сиданти помітно гальмують процеси окиснен-
ня біосистем, коли потужний внутрішньоклі-
тинний антиоксидан тний захист доповнюєть-
ся позаклітинним.
Синтетичні антиоксиданти, такі як іонол,
трет-бутилгідрокситолуол, трет-бутил гід рок-
си хінон, використовують у харчовій промис-
ловості для захисту продукції від окиснення
ліпідів. Однак через токсикологічні проблеми
вони поступаються фармакологічним препа-
ратам. Більшість натуральних антиоксидантів
отримують із фруктів, овочів, екстрактів зер-
нових культур і трав, до них належать, напри-
клад, куркума, розмарин, зелений чай, грейп-
фрут, часник тощо. Сильну антиоксидантну
дію виявляють екстракти гінкго завдяки на-
явності флавонових глікозидів, які нейтралі-
зують вільні радикали, екстракти зеленого чаю
і грейпфруту, що містять флавоноїди катехін і
епікатехін [33].
Велику антистресову активність мають мед і
продукти бджільництва, а також речовини, що
містять біологічно активні складові, — жень-
шень, китайський лимонник, елеутерокок, му-
мійо тощо. Потужним джерелом антиоксидан-
тів є чай, кава, шоколад.
Крім вищеназваних антиоксидантів фарм-
індустрія пропонує ще десятки інших, серед
яких найбільш уживаними є глікозид МВ (діа-
бетон MR), мексидол, емоксипін та тіотриазо-
лін. Глікозид (сульфанілсечовина II поколін-
ня) належить до гіпоглікемічних засобів ліку-
вання діабету ІІ типу, виявляє антитератогенну
і антиоксидантну дію, збільшуючи стійкість
бета-клітин підшлункової залози до оксидатив-
ного стресу [19]. Мексидол і емоксипін (сук-
цинат і гідрохлорид 3-гідрокси-6-метил-2-етил-
піридину) мають антигіпоксичну, ангіопротек-
торну і антиагрегаційну дію, застосовуються в
офтальмії для лікування діабетичної ретино-
патії і при порушенні мозкового кровообігу та
інших станів, пов’язаних з гіпоксією тканин
[34]. Вітчизняний антиоксидант тіотриазолін
(морфоліній 2-метил-1,2,4-триазоліл-5-тіо аце-
тат) виявляє протиішемічні, мембраностабілі-
зуючі та імуномодулюючі властивості. Він ак-
тивує антиоксидантну систему, гальмує проце-
си перекисного окиснення ліпідів в ішемічних
ділянках міокарда, запобігає загибелі гепато-
цитів, нормалізує білковий, вуглеводний, лі-
підний та печінковий обміни, покращує реоло-
гічні властивості крові [35].
У наш час біоантиоксиданти розглядають
як перспективні терапевтичні засоби для лі-
кування багатьох хвороб. Активність таких
антиоксидантів залежить від того, на якій ста-
дії хвороби вводять препарат, оскільки розви-
ток захворювання супроводжується зміною
анти окис ної активності. Перспективним на-
прямом є синтез багатофункціональних анти-
оксидантів, що поєднують антиоксидантну та
інші функціональні властивості. Тому важли-
вим завданням спеціалістів агропромислового
комплексу є розроблення нових сортів рослин,
що мають такі властивості. Новим напрямом у
вивченні біоантиоксидантів є ефект їх дії в над-
малих дозах [36]. На прикладі α-токоферолу і
фенозану К знайдено, що вони діють однотип-
но у звичайних (10−3—10−5) і надмалих (10−9—
10−13 М) концентраціях. Подальше вивчення
цього феномену обіцяє великі перспективи у
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 10 27
СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ
практичному плані, особливо в геронтології та
профілактиці онкозахворювань. Встановлено
важливу роль антиоксидантів в експресії генів
і стабільності геному, оскільки вільні радикали
можуть регулювати активність генів [9].
Мінерали відіграють важливу роль у мета-
болізмі антиоксидантів. Дефіцит чи надлишок
есенціальних елементів призводить до непе-
редбачуваних метаболічних змін у здоров’ї лю-
дини і потребує адекватного збагачення ними
харчових продуктів, яке слід ретельно контро-
лювати [37].
Зараз велику увагу приділяють вивченню
взаємозв’язку гіпоелементозу (Zn, Fe, Cu, Se,
Mo, Mn, Co) і оксидативного стресу. Дослі-
дження вмісту 25 мікроелементів у плазмі кро-
ві за допомогою плазмової мас-спектроскопії
високої роздільної здатності показали, що де-
фіцит мікроелементів, особливо селену, цинку
і марганцю, зменшує активність антиоксидант-
них ензимів, збільшуючи оксидативний стрес,
що порушує коронарну мікроциркуляцію і
призводить до серцевої дисфункції [38]. Над-
звичайно важливою в розвитку оксидативного
стресу є роль цинку і селену. Селен в організмі
людини міститься як в органічній (селеноцис-
теїн і селенометіонін), так і в неорганічній (се-
леніт і селенат) формах. Хоча селен, як і цинк,
безпосередньо не реагує з вільними радикала-
ми, він активує антиоксидантні ензими (мета-
лоензими, глутатіонпероксидазу, тіоредоксин
редуктазу та ін.). Цинк є інгібітором NAD(Р)Н-
оксидази, яка каталізує утворення синглетно-
го кисню, він входить до складу супероксид-
дисмутази, яка перетворює синглетний кисень
на Н2О2, а також до металотіонеїнів, які є паст-
кою гідроксильних радикалів.
Оксидативний стрес відіграє важливу роль у
патогенезі залізодефіцитної анемії, у розвитку
ангіопатії при цукровому діабеті. Тому дієтоте-
рапія при цукровому діабеті повинна включа-
ти біоантиоксиданти, особливо ті, що містять
селен. Наслідком нестачі його є зниження іму-
нітету, перевантаження серця, передчасне ста-
ріння організму людини тощо [1].
Дослідження останніх років показують, що
однією з причин розвитку оксидативного стре-
су є нестача цинку в організмі, що в кінцевому
підсумку призводить до ініціювання багатьох
хронічних хвороб. Якщо врахувати, що близь-
ко 2 млрд людей на Землі потерпають від не-
стачі цинку, проблема забезпечення адекват-
ного рівня його споживання людиною стає на-
гальною в усьому світі [39].
Одним із можливих шляхів вирішення про-
блеми дефіциту мікроелементів у харчуванні
може стати застосування сполук з корисними
властивостями, які отримують шляхом нано-
технологій, зокрема солей біогенних металів
харчових кислот [40].
Згідно з визначенням ВООЗ, однією з голо-
вних проблем харчування в XXI ст. стане подо-
лання дефіциту мікронутрієнтів загалом і мі-
кроелементів зокрема. Зміна харчового стату-
су пов’язана з усе меншим споживанням свіжої
рослинної їжі й дедалі більшим — продукції
промислового виробництва, в якій у процесах
технологічної обробки залишається мало віта-
мінів, біологічно активних речовин і мікроеле-
ментів, натомість додаються нехарчові інгреді-
єнти — барвники, емульгатори тощо [39]. Ін-
тенсивні технології виробництва в землероб-
стві і тваринництві також зумовлюють істотне
зменшення необхідних інгредієнтів уже в са-
мій природній сировині. Малорухливий спосіб
життя, споживання висококалорійних продук-
тів промислового виробництва, психоемоційні
навантаження призводять до суттєвого погір-
шення здоров’я населення і виникнення різно-
го роду стресів.
Загалом порушення хиткої рівноваги між
антиоксидантами, що містяться в більшій кіль-
кості, ніж це потрібно для виконання біологіч-
них функцій, і високореакційними частинками
спричинює антиоксидант-індукований стрес.
Одним із надійних шляхів боротьби з ним є
збільшення ендогенного антиоксидантного за-
хисту завдяки помірним щоденним фізичним
вправам, а також досягненню стійкої психо-
емо ційної рівноваги.
28 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 10
СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Барабой В.А., Резніков О.Г. Фізіологія, біохімія і психологія стресу. — К.: Інтерсервіс, 2013. — 314 с.
2. Durackova Z. Some current insights into oxidative stress // Physiol. Res. — 2010. — V. 59. — P. 459—469.
3. Fisher-Wellman K., Bell H.K., Bloomer R.J. Oxidative stress and antioxidant defense mechanisms linked to exercise
during cardiopulmonary and metabolic disorders // Oxid. Med. Cell. Longev. — 2009. — V. 2. — P. 43—51.
4. Laranjinha J. Oxidative stress: from 1980’s to recent update // Oxidative Stress. Inflammation and Angiogenesis in
the Metabolic Syndrome. — N.Y., 2009. — P. 21—32.
5. Min D.B., Doff I.M. Chemistry and Reaction of Singlet Oxygen in Foods // Comp. Rev. Food Sci. Food Saf. —
2002. — V. 1. — P. 58—72.
6. Valko M., Leibfritz D., Moncol J. et al. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human
disease // Int. J. Biochem. Cell. Biol. — 2007. — V. 39. — P. 44—84.
7. Lobo V., Phatak A., Chandra N. Free radicals and functional foods: impact on human health // Pharmacol. Rev. —
2010. — V. 4. — P. 118—126.
8. Diet, nutrition and the prevention of chronic diseases. Report of a Joint WHO/FAO Expert Consultation. — Geneva:
WHO, 2003. — http://www.whglibdoc.who.int/trs/WHOTRS916.pdf.
9. Choe E., Min D.B. Mechanisms of antioxidants in the oxidation of foods // Comp. Rev. Food Sci. Food Saf. — 2009. —
V. 8. — P. 345—358.
10. Polumbryk M., Ivanov S., Polumbryk O. Antioxidants in food systems. Mechanism of action // Ukr. J. Food Sci. —
2013. — V. 1. — P. 15—40.
11. Durackova Z. Oxidants, antioxidants and oxidative stress // Mitochondrial Medicine / ed. A. Gvordjakova. — N.Y.:
Springer, 2008. — Р. 19—54.
12. Carocho M., Ferreira I.C.F.R. A review on antioxidants, prooxidants and related controversy: natural and synthetic
compounds, screening and analysis methodologies and future perspectives // Food Chem. Toxicol. — 2013. — V. 57. —
P. 15—25.
13. Gao L.P., Wei H.L., Zhao H.S. et al. Antiapoptotic and antioxidant effects of rosmarinic acid in astrocytes // Pharma-
cia. — 2005. — V. 50. — P. 62—65.
14. Leopoldini M., Russo N., Toscano M. The molecular basis of working mechanism of natural polyphenolic antioxi-
dants // Food Chem. — 2011. — V. 125. — P. 288—306.
15. Maurya D.K., Devasagayam T.P. Antioxidant and prooxidant nature of hydroxyl cinnamic acid derivatives ferulic and
caffeic acids // J. Appl. Toxicol. — 2005. — V. 25. — P. 535—548.
16. Pietta P.G. Flavonoids as antioxidants // J. Nat. Food. — 2000. — V. 63. — P. 1035—1042.
17. Prochazkova D., Bousova I., Wilhelmova N. Antioxidant and prooxidant properties of flavonoids // Fitoterapia. —
2011. — V. 82. — P. 513—523.
18. Максютина Н.П., Мойбенко А.А., Мохарт Н.А. и др. Биофлавоноиды как органопротекторы (кверцитин,
корвитин, квертин). — К.: Наук. думка, 2012. — 274 с.
19. Аметов А.С., Соловьева О.Л. Окислительный стресс при сахарном диабете 2-го типа и пути его коррекции //
Проблемы эндокринологии. — 2011. — Т. 57, № 6. — С. 52—56.
20. Young A.J., Lowe G.M. Antioxidant and prooxidant properties of carotenoids // Arch. Biochem. Biophys. — 2001. —
V. 382. — P. 20—27.
21. Krinsky N.I., Yeum K.J. Carotenoid—radical interactions // Biochem. Biophys. Res. Commun. — 2003. — V. 305. —
P. 754—760.
22. Palozza P. Prooxidant actions of carotenoids in biologic systems // Nutr. Rev. — 1998. — V. 56. — Р. 257—265.
23. Moini H., Packer L., Saris N.E. Antioxidant and prooxidant activities of alpha-lipoic acid and dihydrolipoic acid //
Toxicol. Appl. Pharmacol. — 2002. — V. 182. — P. 84—90.
24. Murakami M., Yamaguchi T., Takamura H. et al. Effects of ascorbic acid and L-tocopherol on antioxidant activity of
polyphenolic compounds // J. Food Sci. — 2003. — V. 68. — P. 1622—1625.
25. Lu J.M., Lin P.H., Yao Q., Chen C. Chemical and molecular mechanisms of antioxidants: experimental approaches and
model systems // J. Cell. Mol. Med. — 2010. — V. 14. — P. 840—860.
26. Hirsch E.C., Faucheux B.A. Iron metabolism and Parkinson’s disease // Movem. Disord. — 1998. — V. 13. — P. 39—45.
27. Cuajungco M.P., Faget K.Y., Huang X et al. Metal chelation as a potential therapy for Alzheimer’s disease // Ann. N.Y.
Acad. Sci. — 2000. — V. 920. — P. 292—304.
28. Pacher P., Beckman J.S., Liaudet L. Nitric oxide and peroxynitrite in health and disease // Physiol. Rev. — 2007. —
V. 87. — P. 315—424.
29. Viappiani S., Schulz R. Detection of specific nitrotyrosine — modified proteins as a marker of oxidative stress in car-
diovascular disease // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. — 2006. — V. 290. — P. 2167—2168.
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 10 29
СТАТТІ ТА ОГЛЯДИ
30. Полумбрик М.О. Вуглеводи в харчових продуктах і здоров’я людини. — К.: Академперіодика, 2011. — 487 с.
31. Villanueva C., Kross R.D. Antioxidant-induced stress // Int. J. Mol. Sci. — 2012. — V. 13. — P. 2091—2109.
32. Duarte T.L., Lunec J. Review: When is an antioxidant not an antioxidant? A review of novel actions and reaction of
vitamin C // Free Radic. Res. — 2005. — V. 39. — P. 671—680.
33. Rababah T.M., Hettiarachchy N.S., Horax R. Total phenolics and antioxidant activities of fenugreek, green tea, black
tea, grape seed, ginger, rosemary, gotu cola and ginkgo extracts, vitamin E and tret-butylhydroquinone // J. Agric.
Food Chem. — 2004. — V. 52. — P. 5183—5186.
34. Машковский М.Д. Лекарственные средства. — М.: Новая волна, 2005. — 1200 с.
35. Бибик Е.Ю., Фомина К.А., Ющак М.В. Тиотриазолин — потенциальное лекарственное средство с детоксикаци-
онной активностью // Укр. мед. альманах. — 2009. — Т. 12, № 1. — С. 213—217.
36. Бурлакова Е.Б. Биоантиоксиданты // Рос. хим. журн. — 2007. — Т. 51, № 1. — С. 3—12.
37. Fragg C.G. Relevance, essentiality and toxicity of trace elements in human health // Mol. Asp. Med. — 2005. —
V. 26. — P. 235—244.
38. Eide D.J. The oxidative stress of Zinc deficiency // Metallomics. — 2011. — V. 3. — P. 1124—1129.
39. Тронько М.Д., Полумбрик О.М., Ковбаса В.М. та ін. Біологічна роль цинку і необхідність забезпечення адекват-
ного рівня його споживання людиною // Вісн. НАН України. — 2013. — № 6. — С. 21—31.
40. Сердюк А.М., Гуліч М.П., Каплуненко В.Г., Косінов М.В. Нанотехнології мікронутрієнтів і проблеми, перспек-
тиви та шляхи ліквідації дефіциту макро- та мікроелементів // Журн. АМН України. — 2010. — Т. 16, № 1. —
С. 107—114.
Стаття надійшла 15.05.2014
А.Г. Резников 1, О.М. Полумбрик 2, Я.Г. Бальон 1, М.О. Полумбрик 2
1 Институт эндокринологии и обмена веществ им. В.П. Комиссаренко НАМН Украины
ул. Вышгородская, 69, Киев, 04114, Украина
2 Национальный университет пищевых технологий
ул. Владимирская, 68, Киев, 01033, Украина
ПРО- И АНТИОКСИДАНТНАЯ СИСТЕМЫ
И ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА
В обзоре приведен анализ современных данных литературы и собственных исследований авторов относительно
болезни современности — антиоксидант-индуцированного стресса, обуславливающего изменения структуры ну-
клеиновых кислот, аминокислот, протеинов, липидов и индуцирующего развитие онко-, кардиоваскулярных бо-
лезней, аутизма, атеросклероза, диабета и других заболеваний. Рассмотрены механизмы действия антиоксидан-
тов на патологические процессы в организме человека и современные подходы к разработке пищевых продуктов,
обогащенных микроэлементами, а также пути преодоления оксидативного стресса.
Ключевые слова: оксидативный стресс, антиоксиданты, механизм действия, гипоэлементоз, микроэлементы,
патогенез.
О.H. Reznikov 1, О.М. Polumbryk 2, Y.H. Balion 1, M.О. Polumbryk 2
1 Komissarenko Institute of Endocrinology and Metabolism of NAMS of Ukraine
69 Vyshhorodska St., Kyiv, 04114, Ukraine
2 National University of Food Technologies
68 Volodymrska St., Kyiv, 01033, Ukraine
PRO- AND ANTIOXIDANT SYSTEMS
AND PATHOLOGICAL PROCESSES IN HUMANS
The review contains a new literature data and results of own investigations of antioxidant induced stress, which can
cause structure changes of nucleic acids as well as amino acids, proteins, lipids and induce cancer and cardiovascular
diseases, diabetes, autism and atherosclerosis development. The mechanisms of action of the antioxidants on pathological
processes and modern approaches in food products development, which are fortified by microelements and ways of oxida-
tive stress overcoming have been described.
Keywords: oxidative stress, antioxidants, mechanism of action, hypoelementosis, microelements, pathogenesis.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70663 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0372-6436 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:44:59Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Резніков, О.Г. Полумбрик, О.М. Бальон, Я.Г. Полумбрик, М.О. 2014-11-10T15:24:25Z 2014-11-10T15:24:25Z 2014 Про- та антиоксидантна системи і патологічні процеси в організмі людини / О.Г. Резніков, О.М. Полумбрик, Я.Г. Бальон, М.О. Полумбрик // Вісн. НАН України. — 2014. — № 10. — С. 17-29. — Бібліогр.: 40 назв. — укр. 0372-6436 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70663 616.092+664.68+678.048 В огляді наведено аналіз сучасних даних літератури та власних досліджень авторів щодо хвороби сучасності — антиоксидант-індукованого стресу, який спричинює зміни структури нуклеїнових кислот, амінокислот, протеїнів, ліпідів та індукує розвиток онко-, кардіоваскулярних хвороб, аутизму, атеросклерозу, діабету тощо. Розглянуто механізми дії антиоксидантів на патологічні процеси в організмі людини і сучасні підходи до розроблення харчових продуктів, збагачених мікроелементами, а також шляхи подолання оксидативного стресу. В обзоре приведен анализ современных данных литературы и собственных исследований авторов относительно болезни современности — антиоксидант-индуцированного стресса, обуславливающего изменения структуры нуклеиновых кислот, аминокислот, протеинов, липидов и индуцирующего развитие онко-, кардиоваскулярных болезней, аутизма, атеросклероза, диабета и других заболеваний. Рассмотрены механизмы действия антиоксидантов на патологические процессы в организме человека и современные подходы к разработке пищевых продуктов, обогащенных микроэлементами, а также пути преодоления оксидативного стресса. The review contains a new literature data and results of own investigations of antioxidant induced stress, which can cause structure changes of nucleic acids as well as amino acids, proteins, lipids and induce cancer and cardiovascular diseases, diabetes, autism and atherosclerosis development. The mechanisms of action of the antioxidants on pathological processes and modern approaches in food products development, which are fortified by microelements and ways of oxidative stress overcoming have been described. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Вісник НАН України Статті та огляди Про- та антиоксидантна системи і патологічні процеси в організмі людини Про- и антиоксидантная системы и патологические процессы в организме человека Pro- and antioxidant systems and pathological processes in humans Article published earlier |
| spellingShingle | Про- та антиоксидантна системи і патологічні процеси в організмі людини Резніков, О.Г. Полумбрик, О.М. Бальон, Я.Г. Полумбрик, М.О. Статті та огляди |
| title | Про- та антиоксидантна системи і патологічні процеси в організмі людини |
| title_alt | Про- и антиоксидантная системы и патологические процессы в организме человека Pro- and antioxidant systems and pathological processes in humans |
| title_full | Про- та антиоксидантна системи і патологічні процеси в організмі людини |
| title_fullStr | Про- та антиоксидантна системи і патологічні процеси в організмі людини |
| title_full_unstemmed | Про- та антиоксидантна системи і патологічні процеси в організмі людини |
| title_short | Про- та антиоксидантна системи і патологічні процеси в організмі людини |
| title_sort | про- та антиоксидантна системи і патологічні процеси в організмі людини |
| topic | Статті та огляди |
| topic_facet | Статті та огляди |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70663 |
| work_keys_str_mv | AT rezníkovog protaantioksidantnasistemiípatologíčníprocesivorganízmílûdini AT polumbrikom protaantioksidantnasistemiípatologíčníprocesivorganízmílûdini AT balʹonâg protaantioksidantnasistemiípatologíčníprocesivorganízmílûdini AT polumbrikmo protaantioksidantnasistemiípatologíčníprocesivorganízmílûdini AT rezníkovog proiantioksidantnaâsistemyipatologičeskieprocessyvorganizmečeloveka AT polumbrikom proiantioksidantnaâsistemyipatologičeskieprocessyvorganizmečeloveka AT balʹonâg proiantioksidantnaâsistemyipatologičeskieprocessyvorganizmečeloveka AT polumbrikmo proiantioksidantnaâsistemyipatologičeskieprocessyvorganizmečeloveka AT rezníkovog proandantioxidantsystemsandpathologicalprocessesinhumans AT polumbrikom proandantioxidantsystemsandpathologicalprocessesinhumans AT balʹonâg proandantioxidantsystemsandpathologicalprocessesinhumans AT polumbrikmo proandantioxidantsystemsandpathologicalprocessesinhumans |