Антиоксиданты

Антиоксиданты становятся распространенной пищевой добавкой во многих сложных композициях спортивного питания. Что представляют из себя эти вещества? Чтобы ответить на этот вопрос, нам придется совершить небольшую экскурсию по истории зарождения жизни на Земле.

Жизнь на нашей планете зарождалась в бескислородной среде. Пять миллиардов лет тому назад атмосфера Земли состояла на 90 % из углекислого газа и всего лишь на 2 % из кислорода. Когда появились первые сине-зеленые водоросли, атмосфера Земли быстро стала меняться в сторону снижения доли СО₂ и повышения доли О₂ как побочного продукта жизнедеятельности.

Кислород — продукт изначально ядовитый. Окисление (горение) способно разрушить любую биологическую систему, если она недостаточно защищена. В процессе эволюции живые организмы смогли избежать гибели только благодаря тому, что включили О₂ в обмен веществ. Энергию теперь уже можно было получать как с помощью бескислородного окисления, так и с помощью кислородного. Кислородное окисление дает конечный выход энергии 11 раз больший, чем бескислородное. Поэтому и неудивительно, что использование О₂ привело к «взрыву» эволюции с образованием новых более сложных форм жизни.

Все было бы очень хорошо, но вот беда: использование О₂ в качестве окислителя приводило к образованию в организме высокотоксичных свободных радикалов. Все живые организмы Земли вынуждены были не только использовать кислород, но и одновременно защищаться от него, вырабатывая антиоксиданты, вещества, блокирующие свободнорадикальное окисление.

В процессе дыхания человека 98 % молекулярного О₂ полностью восстанавливаются до воды (с образованием большого количества энергии), но 2 % идут на образование токсичных свободнорадикальных молекул.

Свободный радикал — это высокоактивный агрессивный химический агент, готовый соединиться с любой подвернувшейся ему молекулой. Его высокая химическая активность обусловлена наличием свободного не спаренного электрона на внешней орбите. В основном это окислы: +О₂, гидроксилы: +Н₂О, перекиси +H₂О₂. Свободная валентность придает этим соединениям большую «химическую агрессивность. Из-за своей нестабильности и агрессивности свободные радикалы становятся настоящими террористами. Они вступают в реакции с липидами клеточных мембран, вызывая их повреждение. Помимо клеточных мембран, свободные радикалы разрушают нуклеиновые кислоты генетического аппарата клетки, белковые молекулы и т. д., вызывая разрушение всего того, с чем они соприкасаются. Сложность проблемы еще и в том, что свободные радикалы не просто разрушают различные вещества. Они вызывают образование новых свободных радикалов из разрушенных ими веществ. Реакции свободнорадикального окисления протекают лавинообразно, вызывая все больше и больше повреждений. Такую цепную реакцию очень трудно остановить. Намного легче и целесообразней предупредить ее развитие.

Вся клетка является ничем иным, как скоплением большого числа клеточных мембран. Мембраны окружают клетку снаружи, формируют оболочку ядра, мембранами окружены все органеллы (органы) клетки. Даже цитоплазма клетки — пространство, в котором находятся органеллы — представляет из себя ничто иное, как скопление определенным образом расположенных мембран. Отсюда уже понятно, сколь негативно воздействуют на клетки свободные радикалы.

Свободные радикалы разрушают эндотелий (внутреннюю оболочку) сосудов, провоцируя атеросклероз. Повреждение генетического аппарата клетки — одна из самых главных причин старения организма. Коричневые пятна на коже стариков вызваны накоплением в клетках особого «пигмента старения» — липофусцина. Липофусцины — это ничто иное, как продукт перекисного окисления жиров и, частично, белка.

Свободные радикалы способны разрушать гормоны и витамины. Они снижают выработку антител и устойчивость организма к инфекционным заболеваниям.

Повреждение клеточных мембран митохондрий вызывает падение энергетического потенциала клеток. Снижается как общая, так и специальная выносливость. Спортивная выносливость во многом зависит от того, насколько сильны в организме антиоксидантные системы — системы борьбы со свободнорадикальным окислением.

Если головной мозг, вес которого составляет всего 2 % от всего веса тела, потребляет 20 % всего кислорода, поступающего в организм, то, естественно, он в наибольшей степени среди всех других органов подвергается свободнорадикальной агрессии. Сердце, сетчатка глаза, печень идут вслед за мозгом по интенсивности потребления кислорода. Поэтому они являются «горячими точками» и в наибольшей степени подвергаются свободнорадикальной агрессии.

Итак, агрессивные свободные радикалы, являясь побочным продуктом кислородного окисления в организме, способны повреждать клетки, вызывая их старение, провоцируя развитие атероскзероза и рака. Вообще, свободные радикалы принимают участие в развитии почти всех заболеваний организма. Интенсивная мышечная деятельность приводит к большому увеличению потребления кислорода. Естественно, при этом резко возрастает количество свободно-радикальных реакций. Многие серьезно настроенные ученые считают, что среди спортсменов не бывает долгожителей именно потому, что из-за интенсивной мышечной деятельности клетки повреждаются высокотоксичными свободными радикалами, ведь спортсмены потребляют очень много кислорода.

Спрашивается: как быть? Стоит ли отказываться от спортивных занятий в страхе перед преждевременным старением? Думаю, что нет. Существует множество как синтетических, так и натуральных препаратов, которые являются антиоксидантами, т. е. оберегают организм от процессов свободнорадикального окисления. Да и в самом организме в процессе эволюции не могли не развиться особые механизмы защиты клеток от свободных радикалов.

Это биоантиоксиданты. В организме человека насчитывается более двадцати соединений с антиоксидантной активностью. На первый взгляд может показаться странным, как это при таком большом количестве антиоксидантов в организме все еще протекают свободнорадикальные реакции. Но дело в том, что в процессе эволюции человеческий организм умудрился даже высокотоксичные радикалы вписать в свой обмен веществ. Так, например, очень большая доза жирных кислот клеточных мембран представлена арахидоновой кислотой. После свободнорадикального окисления из арахидоновой кислоты образуются важные биологически активные соединения: простогландины, тромбоксаны, лейкотриены и т. д. Эти соединения регулируют свертываемость крови, сократимость гладких мышц, иммунитет и т. д.

Свободные радикалы могут вырабатываться в процессе многих нормальных реакций организма. Макрофаги — это отдельные клетки, которые мигрируют по всему организму и, словно амебы, пожирают попавшие в организм микробы и вирусы. Макрофаги вырабатывают пероксидный радикал +О₂, который помогает им убивать свои жертвы. Утомление после высокоинтенсивной тренировки развивается, в том числе и по причине «перепроизводства» биологических регуляторов, которые являются продуктами свободнорадикального окисления.

Получается, что роль антиоксидантных систем организма заключается не в том, чтобы полностью подавить свободнорадикальное окисление, а в том, чтобы не допустить его чрезмерного развития. Динамическое равновесие между свободнорадикальными реакциями и работой антиоксидантных систем в полной мере соответствует одному из основных философских законов — закону единства и борьбы противоположностей.

Для удобства рассмотрения разделим все антиоксиданты на 3 большие группы:

Биоантиоксиданты — это вещества, вырабатываемые самим организмом для борьбы со свободным окислением. Глутатион-пероксидаза — фермент, который катализирует восстановление токсичных гидроперекисей в нетоксичные гидроксисоединения. Каталлаза — фермент, расщепляющий перекись водорода на воду и кислород. Пероксидаза — фермент, включающий перекись водорода в окислительные реакции с образованием в конечном итоге воды. Синтез в организме собственных биоантиоксидантов поддается регулированию. Его можно ускорить с помощью некоторых витаминов и аминокислот. Так, например, такая широко распространенная в спортивном питании добавка, как глютаминовая кислота, способна значительно усилить синтез антиоксидантов. Следует лишь помнить, что минимально эффективная доза глютаминовой кислоты составляет 10 г в сутки при среднем весе человека 70 кг. Меньшие дозы глютаминовой кислоты неэффективны. Доза в 10 г не покажется такой уж большой, если учесть, что с пищей организм получает в сутки не менее 18 г глютаминовой кислоты. Глютаминовая кислота помимо своих антиоксидантных свойств способна окисляться с выходом большого количества энергии, те. обладает хорошим энергизирующим действием. Выводит из организма токсины. Глютаминовая кислота выпускается в России в таблетках по 0,25 г. В упаковке 50 таблеток. Как компонент входит во многие специализированные продукты спортивного питания: аминокислоты, энергизаторы, протеины и т. д.

Липоевая кислота — это витамин, способный усилить в организме образование собственных антиоксидантов. Липоевая кислота ускоряет окисление пировиноградной кислоты, которая является одним из «токсинов усталости», обладает энергизирующим действием, облегчает работу печени по обезвреживанию в организме токсичных соединений. Суточные дозы приема липоевой кислоты составляют от 250 до 500 мг. Иногда в соревновательном периоде липоевую кислоту назначают до 1 г в сутки. В России выпускается липоевая кислота в таблетках по 25 мг. В упаковке 50 таблеток. Впускается также липамид — А жидкое производное липоевой кислоты со сходным спектром действия. Принимается в тех же дозах, что и липоевая кислота. Соединения липоевой кислоты входят так же в состав многих поливитаминных препаратов.

В качестве водорастворимых антиоксидантов могут выступать некоторые витамины при условии, что они будут применяться в достаточно больших дозах.

Аскорбиновая кислота (витамин С), витамины группы Р (биофлавоноиды), никотиновая кислота, бензойная кислота, витамин U являются сильными антиоксидантами. Эти витамины в больших дозах повышают устойчивость клеточных мембран к действию любых химически агрессивных агентов. Обладают антисклеротическим и противораковым действием. Повышают спортивную работоспособность, особенно при профилактическом приеме (в данном случае легче предупредить развитие утомления, чем ликвидировать уже развившееся).

Аскорбиновую кислоту наиболее целесообразно применять совместно с витамином Р. Витамин Р замедляет разрушение аскорбиновой кислоты и способствует депонированию витамина С в тканях. Аскорбиновая кислота и витамин Р обладают взаимопотенциирующим действием, т. е. усиливают действие друг друга на организм. Антиоксидантное действие витамина С как и витамина Р проявляется только при назначении больших доз: от 3 до 10 г в сутки. Самым удачным препаратом этих витаминов является выпускаемый у нас в России «Аскорутин». Этот препарат содержит равные количества витамина С и витамина Р — по 50 мг в каждой таблетке. В упаковке 50 таблеток.

Никотиновая кислота начинает проявлять свое антиоксидантное действие при использовании больших доз: от 3 г в сутки и выше. Некоторые авторы сообщают об успешном применении никотиновой кислоты в суточной дозировке в 9 и даже 12 г. Выпускается никотиновая кислота в таблетках по 50 мг. В упаковке 50 таблеток. Никотиновая кислота, помимо всего прочего, обладает выраженным анаболическим действием. Под влиянием больших доз никотиновой кислоты активность эндогенного (собственного) соматотропного гормона может возрастать в 2 раза. Никотиновая кислота увеличивает секрецию и кислотность желудочного сока. Под ее влиянием усиливается переваривающая способность желудочно-кишечного тракта.

Витамин U называют еще противоязвенным витамином. Помимо своего антиоксидантного действия, витамин U способствует заживлению поврежденной слизистой оболочки желудка и кишечника. При его назначении заживают все трещины, эрозии, язвы. Значительно улучшается пищеварение. Способность организма усваивать пищевые вещества повышается, а это является предпосылкой для хорошего анаболизма.

Бета-каротин — провитамин А является тем веществом, из которого витамин А может синтезироваться в самом организме. Бета-каротин является не только предшественником витамина А, но так же имеет и самостоятельное значение. Каротин — один из самых распространенных в природе пигментов. В малых количествах он придает овощам и фруктам желтую окраску. В средних количествах — оранжевую, а в больших количествах — красную. Знаменитое племя хунза, в котором средний возраст превышает 120 лет, питается продуктами, содержащими много каротина (сушеные абрикосы). Самое высокое содержание каротина в моркови (9 мг на 100 г продукта). Морковь — незаменимый диетический продукт. Для обеспечения организма каротином достаточно употреблять 100 г моркови в день. Избыток каротина абсолютно безвреден и приводит лишь к окрашиванию кожи в желтый цвет из-за накопления каротина в подкожно-жировой клетчатке. Такое пожелтение кожи ни в коем случае не следует путать с желтухой. Значение каротина для здоровья так велико, что его начали выпускать в драже для внутреннего приема.

Лимонная кислота является не только хорошим антиоксидантом, но так же сильным антигипоксантом (повышает устойчивость организма к гипоксии — недостатку кислорода в тканях) и энергизатором. Всевозможные шипучие (да и обычные тоже) напитки, содержащие лимонную кислоту, обладают способностью снижать посттренировочное утомление, ускоряют восстановление организма после истощающих физических нагрузок.

В качестве лекарственного средства лимонную кислоту производят в капсулах по 100 мг для внутреннего приема. Комбинированный препарат «Лимонтар» содержит по 50 мг лимонной и 200 янтарной кислоты в одной таблетке. Применяется как средство повышающее устойчивость организма к токсинам, а так же в качестве эпергизатора. В упаковке 20 таблеток. Применяют от 3-х до 12-ти таблеток в день.

Серосодержащие аминокислоты — цистеин, гомоцистеин помимо антиоксидантного обладают значительным дезинтоксикационным действием.

Нейромедиатор дофамин — вещество, с помощью которого осуществляют передачу сигнала нервные клетки и гормон надпочечников адреналин, обладают значительным антиоксидантным действием. Для синтеза в организме дофамина, адреналина и серосодержащих аминокислот необходимо достаточное количество белка в рационе. Недостаток полноценных белков сразу же сказывается на синтезе нейромедиатора дофамина: снижается настроение, развивается нервная депрессия. От содержания дофамина в центральной нервной системе зависит настроение, общий уровень активности, сексуальность, способность к проявлению агрессивности, сила воли.

Достаточный уровень белка в рационе — непременное условие нормального функционирования центральной нервной системы и антиоксидантных систем. Излишняя перегрузка организма жирами, наоборот, приводит к увеличению количества свободных радикалов в организме. Причем, речь идет не только о животных жирах, но и о растительных тоже.

Все диетологи единодушно утверждают, что для профилактики атеросклероза и других возрастных изменений в организме нужно если не исключить, то хотя бы резко ограничить содержание животных жиров в рационе. При этом рекомендуют животные жиры заменять растительными. Однако растительные жиры при свободнорадикальном окислении дают еще больше высокотоксичных радикалов, чем животные. Поэтому, в свете последних научных публикаций количество растительных жиров в рационе следует несколько ограничить. «Безопасной дозой» растительного жира (растительного масла) являются 2 столовые ложки в день для человека весом в 70 кг. Большие дозы растительного масла, конечно, будут способствовать выведению из организма холестерина, но в еще большей степени они вызывают образование свободных радикалов, что в конечном итоге вызовет прогрессировать атеросклероза. Вот вам и «полезное» растительное масло.

Стероидные гормоны: половые гормоны, глюкокортикоды и минерокортикоды обладают антиоксидантным действием, стабилизируют клеточные мембраны, повышают устойчивость организма к экстремальным воздействием.

Витамины группы Е. Помимо антиоксидантного действия, стабилизируют клеточные мембраны, оказывают анаболическое действие, обладают противораковым действием, замедляют развитие атеросклероза. Витамин Е выпускается в капсулах по 100 мг. В упаковке 30 капсул. Антиоксидантное действие развивается при употреблении от 100 мг до 300 мг витамина Е в сутки. Витамин Е входит в состав многих поливитаминных препаратов. Подъем физической работоспособности в результате приема витамина Е происходит в течение месяца, после чего остается уже на одном уровне. После отмены препарата работоспособность так же постепенно снижается в течение месяца. В эксперименте витамин Е приводит к увеличению плодовитости животных, а также к улучшению качества потомства. В клинической медицине витамин Е используют в комплексном лечении импотенции у мужчин и бесплодия у женщин.

Витамин Е обладает так же заметным анаболическим действием. Мало влияя на скорость синтеза белка в организме, витамин Е замедляет скорость его распада, что в конечном итоге способствует росту мышечной массы.

Витамины группы К являются антиоксидантами и в то же время усиливают процессы свертываемости крови, окислительное фосфорилирование, стимулируют анаболические процессы в организме, увеличивают прочность коллагеновых волокон, проявляют ранозаживляющее и язвозаживляющее действие. Выпускают витамины в таблетках по 15 мг под названием «Викасол». В упаковке 10 таблеток. Препарат принимают по 15–30 мг в сутки в течение 4-х дней. Затем следует перерыв в три дня, после чего прием препарата можно возобновить.

Убихон (Коэнзим Q) — не только хороший антиоксидант, но так же антигипоксант, защищающий организм от дефицита кислорода.

Карнозин и анзерин — аптиоксиданты, избирательно защищающие от перекисного окисления мышечные волокна. Они особенно эффективны при профилактическом введении незадолго до тренировки. Эти два соединения препятствуют развитию процессов утомления в мышцах, повышая тем самым физическую работоспособность (объем работы, выполненной за определенный промежуток времени). Карнозин, конечно же, заслуживает отдельного разговора. В 1900 году карнозин был открыт русским профессором Гулевичем B.C. Тем самым Гулевичем, который пятью годами позже, в 1905 г, открыл карнитин (витамин В₁). Гулевич выделил из мяса вещество, которое назвал карнозином (от слова carnis — говядина).

Карнозин способен не только препятствовать развитию утомления. Он оказался также эффективным в лечении уже развившегося утомления. Карнозин обладает выраженным анаболическим и ранозаживляющим действием. Карнозин, получаемый синтетическим путем, используется в спортивной практике в качестве средства, повышающего физическую работоспособность и способствующего наращиванию мышечной массы.

В последнее время на международном рынке появилось много новых спортивных продуктов питания и добавок, содержащих карнозин.

Такие продукты особенно ценны для восстановления физической работоспособности после длительных и истощающих нагрузок.

Фосфолипиды. В том числе лецитин и кефалин, помимо своего антиоксидантного действия, значительно замедляют развиты атеросклероза. Фосфолипиды принимают участие в текущем ремонте (самообновлении) клеточных мембран. За счет этого и развивается их мембраностабилизирующее действие. Фосфолипиды так же уменьшают синтез в печени холестерина и увеличивают расход холестерина на синтез стероидов и желчных кислот. Введение организм фосфолипидов заметно улучшает состояние печени и сердечно-сосудистой системы.

Лецитин производится как в качестве самостоятельного препарата для внутреннего применения, так и а качестве компонента различных композициях спортивного питания. Среди продукте «чемпионом» по содержанию лецитина является соевая мука, а та же все продукты, для приготовления которых она используете. Лецитин, используемый в качестве лечебного препарата, выделяется именно из соевых бобов. Наименьшая смертность от сердечно сосудистых заболеваний, так же, как и наибольшая продолжительность жизни отмечаются в тех странах, где в рационе традиционно велик удельный вес продуктов из сои (Япония, Корея).

Подобно тому, как сложный прибор имеет множество механизмов настройки, живая клетка имеет в своем распоряжении множество антиоксидантов для точной настройки своего метаболизма. Многие болезни, а также состояние перетренированности сопровождаются активизацией перекисного окисления, поэтому в тканях и создается определенный запас прочности в виде целого набора антиоксидантов. Если ввести в организм избыток антиоксидантов, то это не причинит ему вред, т. к. антиоксиданты «включаются» в работу только при определенных условиях — при избыточном накоплении свободных радикалов, а до тех пор антиоксиданты могут выполнять другие функции, связанные с их структурой. Все это позволяет широко использовать антиоксиданты (особенно витаминные) с профилактической и лечебной целью. Большие дозы вышеуказанных витаминов и бета-каротина могут без всякого вреда для организма назначаться профилактически.

Помимо ингибирования свободнорадикальных реакций антиоксиданты уменьшают содержание в организме жировой ткани, уменьшают потребность в пищевых веществах, повышают антитоксическую функцию печени, (абилизация мембран печеночных клеток), увеличивают активность надпочечников, увеличивают продолжительность жизни на 20–30 % (так, например, витамин Е способен в адекватных дозировках удлинить жизнь подопытных животных на 30 %), снижают потребление организмом кислорода, повышают работоспособность.

В последние годы созданы искусственные антиоксиданты, не имеющие аналогов в живой природе. Такие, например, как декстрамин, ионол (дибунол) и т. д. Антиоксиданты не являются прерогативой одной лишь фармакологии. Самый обычный чеснок содержит летучее соединение аллицин, обладающее выраженными антиоксидантными свойствами. Поэтому чеснок, а так же различные препараты из него применяются с древнейших времен в качестве общеукрепляющего и продляющего жизнь средства. Обычный салат из моркови с чесноком может обеспечить ваш организм антиоксидантной защитой ничуть не хуже самых современных лекарственных препаратов.

В процессе занятий спортом по мере повышения спортивной квалификации организм адаптируется к интенсивной мышечной деятельности. Повышение содержания в организме свободных радикалов во время активных тренировок вызывают ответную реакцию организма — уменьшение содержания свободных радикалов в организме в период отдыха и восстановления. Организм включает защитные оксиоксидантные системы и в результате количество свободнорадикальных реакций снижается до оптимальной величины, соответствующей физиологическому фону.

Итак, что мы имеем на сегодняшний день? Антиоксиданты, производимые на сегодняшний день, зарекомендовали себя как полезные, высокоактивные и в то же время совершенно безопасные вещества. Их действие на организм мягко, физиологично. Антиоксиданты не вызывают в организме никаких грубых, резких изменений. Они усиливают собственные физиологические механизмы защиты организма от вредных, повреждающих факторов, в том числе и от чрезмерного утомления.

Сфера применения антиоксидантов постоянно растет. Антиоксиданты обладают огромной широтой терапевтического действия, т. е. разница между лечебной (профилактической) и токсической дозой очень велика. У некоторых антиоксидантов токсическая доза в тысячу раз превышает лечебную. Ими практически невозможно отравиться.