Производные фенола как антиоксиданты

Кроме того, экстракт черники показал способность укреплять стенки сосудов. Черника обладает способностью снижать уровень сахара в крови, поэтому она полезна для больных диабетом. Антоцианины черники способствуют нормализации гематоэнцефалического барьера (между кровью и мозгом), восстанавливают его проходимость, что также продлевает жизнь.

Другие соединения (фенолы) способны останавливать рост патологических кровеносных сосудов. Это один из механизмов, через который данные вещества могут препятствовать росту и распространению опухолей.

И, наконец, в одном из экспериментов достигнут беспрецедентный результат. С помощью черничного экстракта и витамина Е в 97% случаев было остановлено прогрессирование катаракты (ведёт к слепоте). В другом эксперименте, экстракт черники улучшил зрение у 75% близоруких людей.

Итак, множество особых веществ, содержащихся в чернике, делают эту ягоду уникальным средством для продления жизни и предотвращения многих тяжёлых заболеваний.

Для получения перечисленных эффектов, достаточно принимать одну чайную ложку экстракта в сутки.

Действие черники и показания

антиоксидант, замедляет старение и продлевает молодость;

антисептическое;

вяжущее;

геморрой;

глаукома;

зрение;

инсульт;

катаракта;

колиты;

малокровие и белокровие;

нарушение мозгового кровообращения;

нежное вяжущее и диетическое средство при острых энтероколитах у взрослых;

обмен веществ;

подагра;

поносы неинфекционной породы;

противовоспалительное;

расширение вен;

рак;

ревматизм;

сердечно-сосудистые заболевания;

хронические запоры;

энтериты;

язва желудка.

Голубика

Голубика (гонобобель) - листопадный кустарник семейства вересковых. (Vaccinium uliqinosum L.)высотой до 120 см. Впервые голубика зацветает только на 11-18 году, а продолжительность жизни может составлять 90 лет.

Голубика - важный продукт питания, источник витаминов, лекарственное средство. Химический состав голубики довольно богат. В ней содержится до 8,0% сахаров (глюкоза, фруктоза, сахароза) около 3% органических кислот (никотиновой, яблочной, лимонной, щавелевой, уксусной, бензойной). В ягодах содержатся углеводы, белки, клетчатка и много микроэлементов. На 100 грамм ягод приходится 6 мг натрия, 16 мг кальция, 51 мг калия, 7 мг магния, 8 мг фосфора, 17 мг железа, есть марганец, дубильные и красящие вещества. Голубика содержит 0,04 мг бета каротина, 13 мг витамина C и 1 мг витамина E в 100 граммах ягод. Также голубика содержат 10 мг ретинола (Ретинол - эквивалент, единицы витамина A) в 100 граммах ягод. Кроме того, в ягодах обнаружены почти все витамины группы В. Среди витаминов, есть витамины А, К, Е, Р и РР, являющиеся источником шести незаменимых аминокислот. Кроме того, плоды голубики содержат многие макро- и микроэлементы, способствующие кроветворению, укреплению стенок сосудов, регулирующие обмен веществ в организме и предупреждающие варикозное расширение вен и высокое кровяное давление.

Голубика содержит антоцианины и фенолы, которые могут также действовать как антиоксиданты. Антоциан - растительный пигмент, или антиоксидантный завод. То же самое вещество, которое дает голубике ее цвет (пигмент, называемый антоциан) делает эту ягоду одним из самых полезных продуктов в борьбе против старения.

Голубика - источник диетических волокон: 2.7г/100г. Содержание пектинов у голубики самое высокое из всех лесных ягодных растений, что позволяет рекомендовать ее людям, работающим во вредных условиях, так как пектиновые вещества способны связывать и выводить из организма радиоактивные металлы - стронций и кобальт. Принимая во внимания свидетельства собранные за последние 20 лет можно утверждать о многочисленных преимуществах диет с высоким содержанием растительных волокон (клетчатки). В день рекомендуется включать в питание диету, содержащую 25г. диетического волокна.

Голубика обладает большой питательной ценностью, изумительна на вкус, но малокалорийна.

Хотя сама голубика не панацея, но она содержит множество веществ, которые положительно влияют на здоровье. Антиоксиданты нейтрализуют побочные действия свободных радикалов, повышают иммунитет и сопротивляемость организма. Флавоноиды играют важную роль для профилактики рака, заболеваний сердечно-сосудистой системы и процесса старения. Органические кислоты, которые умеренно «ощелачивают» жидкие среды организма, являются активными возбудителями секреции поджелудочной железы. Еllagitannin и фолиевая кислота являются профилактическим средством против рака. Кроме того, фолиевая кислота необходима для нормального созревания клеток, стимулирует кроветворную функцию костного мозга, поддерживает сердечно-сосудистую систему.

Пектиновые вещества голубики способствуют «оздоровлению» кишечника. Танин и другие дубильные вещества голубики способствуют нормализации стула при поносах. В Швеции, высушенная голубика используется для лечения детской диареи. Это свойство относится к антоцианинам, естественному веществу, найденному в голубике, которое, как полагают, убивает бактерии, связанные с инфекцией. Голубика служит подспорьем при лечении анемии у детей, беременных и после острой кровопотери.

Голубика - хорошее мочегонное средство, поскольку в ней много воды (88,2%). Железо ягод усваивается гораздо лучше, чем в специальных препаратах. Голубика так же содержит дубильные вещества, арбутин, тритерпеноиды, стероиды.

Ягоды голубики обладают противосклеротическим, противовоспалительным, противоопухолевым, общеукрепляющим сахароснижающим действием. Они улучшают память, повышают концентрацию внимания. Голубику, кроме того, используют, как противоцинготное средство, общеукрепляющее и способствующее обмену веществ.

Антиоксиданты

В биологических системах антиоксидантами называются вещества, способные ингибировать процессы свободнорадикального окисления. Для живых клеток наибольшую опасность представляет цепное окисление полиненасыщенных жирных кислот, или перекисное окисление липидов (ПОЛ). В реакциях ПОЛ образуется большое количество липидных гидроперекисей, которые обладают высокой реакционной способностью и оказывают мощное повреждающее действие на клетку.

Защита организма от этих и многих других заболеваний - основная задача антиоксидантной системы. Антиоксиданты предотвращают перекисное окисление липидов и не дают свободным радикалам накапливаться в организме. Однако естественная антиоксидантная система организма часто оказывается перегруженной и буквально захлебывается лавиной свободных радикалов. Это состояние называется окислительным стрессом. Чаще всего окислительный стресс вызывается УФ излучением, которое не только индуцирует свободнорадикальное окисление, но и нарушает работу ферментных антиоксидантов кожи.

По механизму действия антиоксиданты можно разделить на:

* "мусорщиков" (scavenger of free radicals), которые очищают организм от всех свободных радикалов, чаще всего, восстанавливая их до стабильных неактивных продуктов;

* "ловушки" (trap of free radicals) - антиоксиданты, которые имеют сродство к какому-то определенному свободнорадикальному продукту (ловушки синглетного кислорода, гидроксил-радикала и т.д.). Ловушки часто используют для уточнения механизма свободнорадикальной реакции;

* антиоксиданты, обрывающие цепи (chain breaking antioxidants) - вещества, молекулы которых более реакционноспособны, чем их радикалы. Чаще всего это фенолы, которые легко отдают свои электроны, превращая радикал, с которым они прореагировали, в молекулярный продукт. А сами при этом превращаются в слабый феноксил-радикал, который уже не способен участвовать в продолжение цепной реакции.

Антиокислительная система тканей представлена:

* ферментными антиоксидантами: супероксиддисмутазой, каталазой, пероксидазами, глутатионредуктазой и восстановленным глютатионом;

* макромолекулярными неферментативными компонентами: белком-переносчиком железа - трансферрином и другими белками сыворотки, способными связывать ионы железа - церулоплазмином, гаптоглобинами, гемопексином;

* низкомолекулярными компонентами: женскими половыми гормонами, тироксином, флавоноидами, стероидными гормонами, витаминами А, Е, К, убихиноном, низкомолекулярными SH-соединениями и аскорбиновой кислотой.

Полифенольные антиоксиданты

Классификация фенолов

Широте распространения фенольных соединений в растительном мире соответствует и разнообразие их химической структуры. Разобраться в этой массе веществ непросто. Нужно опираться при этом на определённые закономерности. Прежде всего, фенольные вещества встречаются в растениях, подобно углеводам, белкам, нуклеиновым кислотам, в виде моно- и полимерных соединений. Основной их структуры является углеродный скелет, в строение которого число и расположение гидроксильных групп, а также других группировок и углеводородных радикалов вносят достаточное разнообразие. Соединения фенолов с углеводами образуют обширный класс гликозидов, фенольная часть которых носит название агликона.

Мономерные фенольные соединения. Это простейшие представители фенольных мономеров имеют совершенно одинаковый шестичленный углеродный скелет - бензольное ядро и никаких боковых цепочек. В растениях эти вещества в свободном состоянии встречаются крайне редко. Так, фенол содержится в иглах и шишках сосны, в некоторых лишайниках, пирокатехин - в чешуе лука, плодах грейпфрута, флороглюцин - в шишках секвойи. Гидрохинон несколько более распространён: его довольно много, главным образом в виде глюкозида арбутина, в листьях, коре и семечках груши. Гораздо шире распространены сложные олиго- и полимерные фенолы, в состав которых входят остатки пирогаллола, пирокатехина, и флороглюцина.

Оксибензойные кислоты. Это соединения, у которых короткая боковая цепочка представлена карбоксильной кислотной группой - СООН. Простейшие соединения этого ряда - бензойная кислота гидроксильных групп и поэтому к фенольным соединениям не относится. По взаимному расположению карбоксильной группы и гидроксильной групп фенокислоты делятся на две основные группы (см. рисунок 3).

Рисунок 2. Основные представители мономерных фенольных соединений

Эти вещества распространены достаточно широко у покрытосеменных растений в свободном виде, а п -оксибензойная, ванилиновая и сиреневая кислоты образуются при деструкции лигнина. Димеры галловой кислоты встречаются в свободном состоянии, так и в виде полимерных гало- и эллаготаннинов.

Рисунок 3 Представители оксибензольных кислот.

Следующих класс полифенолов относятся к ряду оксикоричных кислот и кумаринов распространены в растительном мире. Сама коричная кислота фенольным соединением не является ввиду отсутствия в её молекуле гидроксила в бензольном ядре. Среди её многочисленных оксипроизводных наиболее распространены четыре кислоты, которые приводятся на рисунке 4.

Рисунок 4 Представители оксикоричнового ряда

У кумаринов трехуглеродная боковая цепь через атом кислорода замыкается в дополнительный шестичленный гетероцикл, сопряженный с основным (см. рисунок 5).

Рисунок 5. Представители ряда кумарина

Сам кумарин, как и другие исходные представители рядов фенольных соединений, строго говоря, к последним не относится ввиду отсутствия фенольной гидроксильной группы. Но традиционно его относят к полифенолам. Кумарин - летучий компонент многих растений, с запахом свежескошенного сена (именно он придаёт сену такой запах). Умбеллиферон встречается в растениях семейства зонтичных. Эскулетин содержится в околоплодниках конского каштана в виде глюкозида эскулина, скополетин - в корнях скополии японской.

Одна из самых обширных групп полифенолов - это флавоноиды. Её представители встречаются в тканях практически каждого вида растений. В состав молекулы флавоноидов входят два бензольных кольца, соединенные между собой трёхулеродным мостиком. В большинстве случаев этот мостик образует (с участием атома кислорода) гетероцикл.

Рисунок 6. Общий вид флавоноидов

Многочисленное семейство флавоноидов делится на десять структурных групп в зависимости от строения трёхуглеродного мостика и степени его окисления.

Рассмотрим наиболее часто встречающиеся в быту группы флавоноидов:

Катехины содержаться в плодах многих съедобных растений (яблоки, груши, айва, абрикосы), в ягодах (земляника, малина, брусника), а также в коре и древесине дыба, ивы, сосны, акации и других деревьев. Особенно много катехинов в молодых побегах чая, бобах какао и кола. Окислительные превращения катехинов играют важнейшую роль в производстве чая, вин, при переработке бобов какао и т. п. Они легко окисляются при нагревании, освещении лучами солнца, особенно в щелочной среде при действии окислительных ферментов. Потемнение плодов и овощей при механической и термической обработке обусловлено окислением катехинов.

Также наиболее часто встречаются антоцианиды - основные пигменты цветков, плодов, ягод, листьев, о чём говорит само их название ( antos - по-гречески цветок, kyoanos - синий). Но окраска, создаваемая этими веществами, различная - от розового до фиолетового цвета. Антоцианиды имеют положительный заряд. Поэтому в растениях они присутствуют виде солей соответствующих кислот.

Разнообразие окраски цветов зависит от числа гидроксильных групп в молекуле - с их увеличением окраска сдвигается в направлении синего цвета (дельфинидин - содержится в цветках дельфиниумах); при метилировании гидроксилов - красного (мальвидин). Кроме того, имеет значение образование комплексов антоцианов с металлами: ионы магния и кальция способствуют проявлению синей окраски, а соли калия - пурпурной.

Механизм ингибированного окисления с участием полифенолов

Окисление алифатических и алкилароматических углеводородов молекулярным кислородом в жидкой фазе представляет собой радикальный цепной процесс с квадратичным обрывом цепи. Это же относится ко многим другим органическим соединениям, например: липидам. Первичным молекулярным продуктом окисления при не слишком высокой температуре являются перекисные соединения, обычно гидроперекиси, но в некоторых случаях полиперекиси или Н 2 О 2. Детали механизма меняются в зависимости от структуры окисляемого субстрата, а также условий окисления. Продукты более глубокого окисления - карбонильные, карбоксильные и другие соединения - образуются в основном в результате последующих превращений перекисных соединений.

Наибольшее практическое значение имеет гидроперекисный механизм окисления, начальная стадия которого при достаточно больших давлениях О 2 может быть описана следующей принципиальной схемой:

схема 1. Схема неингибированного окисления

Процессы первичной генерации радикалов (стадия зарождения цепи) весьма разнообразны. В естественных условиях радикалы образуются при взаимодействии О 2 с молекулами основного вещества или более легко окисляемой примеси, при гомолитическом распаде примесных молекул, в результате реакций с участием соединений металлов переменной валентности, присутствующих в следовых концентрациях. Радикалы могут зарождаться также при действии естественного света, ионизирующего излучения, в реакциях с участием озона и синглетного кислорода.

Взаимодействие с перекисным радикалом окисляющегося субстрата - принципиальная реакция, которая, прежде всего, определяет способность фенольных соединений тормозить цепное окисление. Продуктом реакции является феноксильный радикал:

Установлено, что радикал, образующийся при окислении фенолят-иона, претерпевает димеризацию с образованием связей углерод-углерод или углерод-кислород, но не кислород-кислород [5]

схема 2. Механизм ингибированного окисления

Изучение переходного состояния, возникающего при подобной окислительной димеризации фенолятов, показало, что оно имеет сэндвическую структуру из двух феноксильных радикалов.

Введение объемистых заместителей в бензольное ядро фенола делает невозможным образование сэндвического переходного состояния. Если же такие заместители в положении 2, 4, 6, то кроме того будут блокированными все свободнорадикальные центры - атом кислорода, а также орто- и пара-положения. Подобные радикалы оказываются устойчивыми. Например: радикал, полученный из 2, 4, 6- три(трет-бутил) фенола, в отсутствии воздуха и активных химических реагентов может существовать неопределённо долго.

Антиокислительная активность фенольных соединений

Под антиокислительной активностью (АОА) подразумевают способность антиоксидантов тормозить цепное окисление органических веществ в реальных условиях их эксплуатации, хранения и т.д. Количественной мерой АОА является длительность и глубина торможения. АОА характеризуется набором параметров - периодом индукции, скоростью окислительных процессов в периоде индукции и некоторыми другими. Таким образом, АОА не эквивалентна реакционной способности антиоксиданта по отношению к перекисным радикалам или к каким-либо другим веществам. АОА характеризует не сколько антиоксидант, а сколько систему антиоксидант-окисляемый субстрат, она зависит от условий окислений, прежде всего от температуры, начальной концентрации антиоксиданта, а также давления кислорода, геометрии окисляющегося образца, режима проведения процесса и т.п. На сегодняшней день не существует какой-либо единой шкалы АОА. Практика показывает, что положение данного антиоксиданта в ряду АОА может существенно изменяться в зависимости от природы окисляемого субстрата, условий окислений и от того, какой параметр АОА интересует в каждом конкретном случае.

Содержание полифенольных антиоксидантов в продуктах питания

Основным источником флавоноидов служат растительные продукты. Препараты растительных фенольных соединений успешно применяются в качестве средств профилактики атеросклероза, антигипоксантов, антиаллергических средств, они снижают токсические эффекты противотуберкулезных препаратов и тетрациклиновых антибиотиков. Эти препараты применяют при лечении лучевых поражений.

Специалисты Корнельского университета в Нью-Йорке проводили исследования уровня антиоксидантов в разных напитках, таких как чай, красное вино и какао. Антиоксиданты - вещества, помогающие предотвратить многие заболевания. Они предотвращают развитие свободных радикалов (вредных веществ, приводящих к возникновению онкологических заболеваний) и замедляют старение организма. Больше всего антиоксидантов оказалось в какао - вдвое больше, чем в красном вине и почти в три раза больше, чем в зеленом чае.

Чашка какао в день поможет сохранить здоровье. К таким выводам пришли американские ученые, выяснившие, что какао содержит большое количество мощных антиоксидантов. В последнее время многие исследования подтверждают пользу употребления чая, красного вина и какао. Все эти продукты богаты полифенолами, обладающими свойствами антиоксидантов. Они уничтожают свободные радикалы - заряженные частицы, приносящие вред клеткам и способствующие развитию онкологических заболеваний.

Проведенные в прошлом году в Китае исследования говорят о том, что любители чая вдвое меньше подвержены риску заболеть раком, чем те, кто не пьет этот напиток. Во Франции также в прошлом году ученые подтвердили существовавшую ранее теорию о том, что бокал красного вина в день вдвое сокращает вероятность инфаркта.

В 1998 году исследование, в котором участвовали восемь тысяч американцев, выявило, что употребление шоколада, который вырабатывается из какао, продлевает жизнь. Ученые доказали, что хотя какао и присутствует во многих продуктах, например в шоколаде, его лучше пить.

Ведь в шоколадных плитках много насыщенных жиров. Например, в плитке весом 40 граммов - восемь граммов жиров, а в кружке какао - только 0,3 грамма.

«Несмотря на то, что антиоксиданты важны для сохранения здоровья, мы пока не можем сказать сколько их нужно принимать в день», - говорит ученый Чан Юн Ли из Корнельского университета.

«Тем не менее, выпиваемая время от времени чашка-другая горячего какао дает возможность получать больше антиоксидантов», - добавил он.

Продление жизни с помощью какао - это, конечно, еще не доказанный факт, но американские ученые могут сказать одно - употребление какао весомо снижает риск возникновения злокачественных опухолей.

Также доказано, что полифенольные антиоксиданты содержаться в хмельных шишках (пиво), в плодах голубики и т.д.

Размещено на Allbest.ru