Свободные радикалы в организме человека
В последнее время в окружающей среде произошло незаметное глазу, но довольно опасное явление. Это резкое увеличение числа разнообразных свободных радикалов, атакующих человека.
Что такое свободный радикал? Это неустойчивая молекула или атом кислорода, вступающие в реакцию с другими молекулами и действующие деструктивным способом. Свободными их называют потому, что ими потерян электрон. Стремясь восполнить эту потерю, они неразборчиво «воруют» его у другой молекулы, а «обворованная» превращается в свободный радикал и т.д. Так возникает цепочка электронных «краж». Избыток свободных радикалов (а не вообще свободные радикалы) может оказывать различные вредные воздействия на организм человека.
Свободные радикалы, число которых значительно увеличивается во время стресса, разрушают оболочки клеток, которые теряют свое содержимое — цитоплазму, а в ней заключен весь необходимый набор элементов, обеспечивающих дыхание, питание, защиту, воспроизводство. Затем свободные радикалы добираются и до ядра клетки, атакуя ДНК (генетическое наследство), тем самым они способны вызвать патологические изменения и даже рак.
Низкие дозы свободных радикалов привычны и естественны для организма. Они им вырабатываются в процессе клеточного метаболизма и участвуют в нейтрализации болезнетворных патогенных микроорганизмов. Универсальный природный окислитель — перекись водорода. Она участвует во всех главных биологических процессах в организме; метаболизме белков, углеводов, жиров, образовании и усвоении витаминов, микроэлементов, иммунной защите и т.д. Другие окислители также играют положительную роль. Например, окись азота позволяет контролировать давление, способствует процессам, связанным с памятью.
Свободные радикалы антиоксиданты
Свободные радикалы, или оксиданты, должны находиться в организме в состоянии оптимального баланса. Если возникает их избыток, то лучше это сразу предотвратить. Антиоксиданты — вещества или молекулы, вступающие в борьбу с оксидантами в момент их образования. Они останавливают цепочку окислений, сдерживая образование свободных радикалов или устраняя последствия их действия.
Недостаток антиоксидантов в рационе приводит к нарушению процессов свободного радикального окисления и развитию различных заболеваний. Поэтому поддержание свободного радикального окисления на оптимальном уровне играет исключительную роль в профилактике, лечении и реабилитации людей, подвергшихся значительным физическим, психоэмоциональным нагрузкам. В связи с этим возрастает внимание к антиоксидантам. Наиболее перспективные из них — натуральные биологически активные продукты, в частности продукты пчеловодства, однако в отношении последних систематизированных исследований в указанном направлении не проводили.
После изучения во Всероссийском институте питания башкирский мед уже несколько лет поступает в Центр подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина. Он включен в обеденный рацион космонавтов и рекомендован для их питания на Международной космической станции. Специалисты Центра предложили изучить влияние факторов космического полета на свободно радикальное окисление в организме человека. Так родилась комплексная программа исследований, одним из направлений которой стало изучение меда и других продуктов пчел в качестве натуральных антиоксидантов.
Предварительно изучали свободное радикальное окисление в модельных системах, а также в органах и тканях экспериментальных животных. Для этого мы использовали метод регистрации свечения — хемилюминесценции (ХЛ), возникающей при взаимодействии свободных радикалов. Работу выполняли на установке ХЛМ-003, созданной в Уфимском государственном авиационном техническом университете. Основными и наиболее информативными характеристиками ХЛ служили светосумма свечения, определяемая по интенсивности излучения, и амплитуда максимального свечения.
В модельных системах изучали влияние на свободное радикальное окисление следующих продуктов пчеловодства: медов гречишного, липового, донникового, полифлерного, цветочной пыльцы, перги, нативного маточного молочка, прополиса (прополисное масло), предоставленных НПЦ «Башкирский мед». Сравнительную оценку антиокислительной активности проводили по отношению к действию классического антиоксиданта мексидола, добавление которого в модельные системы вызывало уменьшение светосуммы свечения и амплитуды максимального свечения. Степень угнетения свечения зависела от концентрации препарата: чем она была выше, тем сильнее угнеталось свечение (прямая зависимость ХЛ и свободного радикального окисления).
Исследования проводили на беспородных половозрелых белых крысах-самцах массой 180-200 г, содержащихся в виварии на стандартном лабораторном рационе. Животных разделили на пять групп, по десять особей в каждой. Первая служила контролем: вторую подвергали плавательной физической нагрузке, сопровождавшейся психоэмоциональным стрессом. Животным остальных групп в течение 21 дня ежедневно через рот вводили продукты пчеловодства: третьей — 10%-ный водный раствор меда, четвертой — 10%-ную водную суспензию маточного молочка, пятой —10%-ный масляный раствор прополиса.
Для изучения состояния свободного радикального окисления в организме крыс в норме и на фоне физической нагрузки исследовали ХЛ гомогенатов печени и мозга, отличающихся наибольшей антиокислительной активностью, а также цельную кровь и сыворотку, как основные биологические жидкости, доступные для изучения в процессе жизнедеятельности организма. Кроме того, определяли количество лейкоцитов, как наиболее лабильной части крови, подвергающейся функциональным изменениям
в связи с физической нагрузкой. Под ее воздействием изменялась структура временного поведения животных: подвижность снижалась в 1,4 раза, эмоциональная тревожность, наоборот, возрастала в 1,3 раза.
То есть под влиянием физической нагрузки понижается «норковый» рефлекс и уменьшаются горизонтальный и вертикальный компоненты двигательной активности. Введение меда, маточного молочка и прополиса в рацион разных животных на фоне физической нагрузки снижает эмоциональную тревожность и усиливает их ориентировочно-исследовательскую деятельность.
В группе животных, подвергшихся стрессу, в периферической крови число лейкоцитов в начале и в конце опыта возросло в 1,8 раза по сравнению с контролем. Введение продуктов пчел поддерживало этот показатель на уровне, близком к контролю.
Колебания общего количества лейкоцитов в периферической крови животных второй группы, постоянно получавших определенную физическую нагрузку, находились в пределах физиологической нормы. Это позволило расценить интенсивность заданной нагрузки как физиологически приемлемую для организма. После нее значения морфологических показателей крови изменились. Введение продуктов пчел сохраняло их на уровне контроля.
Во второй группе активность фагоцитарных клеток крови животных снизилась в 1,6 раза относительно контрольной. Прием продуктов пчел повышал этот показатель. Мед, маточное молочко и прополис сохраняли окислительную активность фагоцитов на уровне контроля.
Также изучали изменение массы надпочечников белых крыс в условиях стресса, в частности плавания. Их масса достоверно увеличилась, что косвенно свидетельствует об активации их функций. Полученные результаты подтвердили реакцию на эмоциональный стресс. Введение меда, маточного молочка и прополиса снижало массу надпочечников, сохранив ее на уровне контрольной группы.
При исследовании влияния продуктов пчеловодства на свободное радикальное окисление in vivo использовали методы регистрации ХЛ гомогенатов внутренних органов (печень, головной мозг) и биологических жидкостей (сыворотка, цельная кровь). Введение животным продуктов пчел сопровождалось угнетением этих процессов, вызванных стрессом печени. Наибольший антиоксидантный эффект давал прием маточного молочка и прополиса, снижая светосумму свечения во второй группе примерно в 1,6 раза, мед уменьшал свечение в 1,4 раза.
При физической нагрузке изменялись показатели ХЛ в гомогенатах мозга крыс, получавших мед, маточное молочко и прополис. Наибольший антиоксидантный эффект проявлял мед, снижая светосумму свечения в 1,4 раза, маточное молочко и прополис уменьшали его в 1,1 и 1,2 раза соответственно.
Р.Р.ФАРХУТДИНОВ,
Ю.Л.БАЙМУРЗИНА, Р.К.ГАЛЕЕВ
Башкирский государственный
медицинский университет,
РНПЦ «Башкирский мед»