Что такое свободные радикалы? 

Организм постоянно подвергается атаке окислительного стресса. Кислород в организме расщепляется на отдельные атомы с неспаренными электронами. Электроны любят находиться в парах, поэтому эти атомы, называемые свободными радикалами, ищут в организме другие электроны, чтобы стать парой. Это приводит к повреждению клеток, белков и ДНК. 

Свободные радикалы связаны с заболеваниями человека, включая рак, атеросклероз, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и многие другие. Они также могут быть связаны со старением, которое определяется как постепенное накопление повреждений, вызванных свободными радикалами, по словам Кристофера Ванджека, обозревателя журнала Live Science. 

Вещества, генерирующие свободные радикалы, содержатся в пище, которую мы едим, лекарствах, которые мы принимаем, воздухе, которым мы дышим, и воде, которую мы пьем, согласно данным образовательного проекта по борьбе с болезнью Хантингтона при Стэнфордском университете. К этим веществам относятся жареные продукты, алкоголь, табачный дым, пестициды и загрязнители воздуха.

Свободные радикалы — это естественные побочные продукты химических процессов, таких как метаболизм. Доктор Лаури Райт, дипломированный диетолог и доцент кафедры питания в Университете Южной Флориды, говорит: "По сути, я считаю свободные радикалы отходами различных химических реакций в клетке, которые, накапливаясь, наносят вред клеткам организма". 

Тем не менее, свободные радикалы необходимы для жизни, писал Ванджек в 2006 году. Способность организма превращать воздух и пищу в химическую энергию зависит от цепной реакции свободных радикалов. Свободные радикалы также являются важной частью иммунной системы, проходя по венам и атакуя чужеродных захватчиков.

Опасность свободных радикалов

По данным Университета Райса, после образования свободных радикалов может начаться цепная реакция. Первый свободный радикал отбирает электрон у молекулы, что дестабилизирует ее и превращает в свободный радикал. Затем эта молекула забирает электрон у другой молекулы, дестабилизируя ее и превращая в свободный радикал. Этот эффект домино может в конечном итоге нарушить и повредить всю клетку.

Цепная реакция свободных радикалов может привести к разрушению клеточных мембран, что может изменить то, что входит и выходит из клетки, согласно данным Гарвардской школы общественного здравоохранения. Цепная реакция может изменить структуру липида, что повышает вероятность его попадания в артерию. Поврежденные молекулы могут мутировать и привести к росту опухолей. Или же каскадное повреждение может изменить код ДНК. 

Окислительный стресс возникает, когда в организме слишком много свободных радикалов и слишком много клеточных повреждений. Окислительный стресс связан с повреждением белков, липидов и нуклеиновых кислот, говорится в статье в журнале Pharmacognosy Review. Несколько исследований, проведенных в последние несколько десятилетий, позволили предположить, что окислительный стресс играет роль в развитии многих заболеваний, включая макулярную дегенерацию, сердечно-сосудистые заболевания, некоторые виды рака, эмфизему, алкоголизм, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, язвы и все воспалительные заболевания, такие как артрит и волчанка. 

Свободные радикалы также связаны со старением. "Свободнорадикальная теория старения утверждает, что мы стареем из-за повреждения организма свободными радикалами с течением времени, — говорит Райт. Свободные радикалы могут повредить инструктивный код ДНК, в результате чего наши новые клетки растут неправильно, что приводит к старению". 

Симптомы окислительного стресса

Согласно статье, опубликованной в 2010 году в журнале Methods of Molecular Biology, официально признанных симптомов окислительного стресса не существует. Однако, согласно сайту врача-натуропата Дониэль Уилсон, симптомы включают усталость, головные боли, чувствительность к шуму, потерю памяти и туман в мозгу, боли в мышцах и суставах, морщины и седые волосы, проблемы со зрением и снижение иммунитета.  

Тестирование на наличие свободных радикалов

По данным Университета Райса, напрямую измерить количество свободных радикалов в организме невозможно. Согласно статье, опубликованной в 2000 году в "Американском журнале клинического питания", существуют косвенные методы измерения окислительного стресса, обычно включающие анализ побочных продуктов перекисного окисления липидов. Статья предупреждает, что все методы "следует использовать с осторожностью из-за недостаточной точности, достоверности или того и другого". 

В более свежей статье в журнале Methods of Molecular Biology говорится, что наборы для тестирования окислительного стресса становятся все более доступными, хотя их точность и достоверность все еще находятся под пристальным вниманием. 

Измерение определенных свободных радикалов, например, кислорода, оксида азота, сероводорода и др. возможно произвести в клеточных культурах с помощью специальных датчиков, обладающих избирательной селективностью. Такие эксперименты приближают нас к пониманию процессов, происходящих с участием свободных радикалов на клеточном и тканевом уровне. С определенной осторожностью эти данные можно переносить и на уровень целого организма.

Антиоксиданты и свободные радикалы

Антиоксиданты держат свободные радикалы под контролем. Антиоксиданты — это молекулы в клетках, которые не позволяют свободным радикалам забирать электроны и наносить ущерб. Антиоксиданты способны отдать электрон свободному радикалу, не дестабилизируясь сами, тем самым останавливая цепную реакцию свободных радикалов. "Антиоксиданты — это природные вещества, задача которых — очищать организм от свободных радикалов. Как клетчатка очищает кишечник от отходов, так и антиоксиданты очищают клетки от отходов свободных радикалов", — говорит Райт. К известным антиоксидантам относятся бета-каротин и другие каротиноиды, лютеин, ресвератрол, витамин С, витамин Е, ликопин и другие фитонутриенты.

Наш организм самостоятельно вырабатывает некоторые антиоксиданты, но в недостаточном количестве. Окислительный стресс возникает при дисбалансе свободных радикалов и антиоксидантов (слишком много свободных радикалов и слишком мало антиоксидантов), говорится в журнале Pharmacognosy Review. 

Антиоксиданты можно получить через диету. "Антиоксидантов много во фруктах и овощах, особенно в ярких фруктах и овощах", — говорит Райт. "В качестве примера можно привести ягоды, помидоры, брокколи, шпинат, орехи и зеленый чай". 

Антиоксиданты стали широко известны в 1990-х годах, когда ученые начали осознавать возможное влияние свободных радикалов на развитие рака, атеросклероза и других хронических заболеваний. В последующие десятилетия ученые провели множество исследований влияния антиоксидантов с неоднозначными результатами. Райт привела несколько примеров. "Шестилетнее исследование Age-Related Eye Disease Study (AREDS) показало, что комбинация витамина С, витамина Е, бета-каротина и цинка обеспечивает определенную защиту от развития прогрессирующей возрастной макулярной дегенерации", - сказала она. 

С другой стороны, Райт отметила, что исследование бета-каротина, проведенное среди финских мужчин, которые были заядлыми курильщиками, выявило увеличение заболеваемости раком легких среди тех, кто принимал добавки с бета-каротином. 

Ученые не до конца понимают неоднозначные результаты испытаний или точный механизм, который делает антиоксиданты эффективными или неэффективными в борьбе со свободными радикалами, но, по словам Райт, результаты исследования говорят о том, что эффективнее и потенциально безопаснее получать антиоксиданты через цельные продукты питания, а не через добавки.

Свободные радикалы и физические упражнения

Согласно статье в журнале Biochemical Society Transactions, интенсивные аэробные упражнения могут вызывать окислительный стресс. Сжигание топлива при высокоинтенсивных кардиоупражнениях вызывает химические реакции, в результате которых свободные радикалы образуются быстрее. Однако это не повод прогуливать спортзал. Согласно статье, опубликованной в American Journal of Clinical Nutrition, частые тренировки, по-видимому, снижают окислительный стресс, первоначально вызванный физическими упражнениями. Это объясняется тем, что регулярные физические упражнения усиливают антиоксидантную защиту организма.

В связи с опасениями, что интенсивные тренировки могут вызвать окислительный стресс, было проведено несколько исследований по изучению влияния антиоксидантных добавок для спортсменов. В статье в American Journal of Clinical Nutrition говорится, что дополнение высокоинтенсивных физических упражнений антиоксидантными добавками не дало никакого положительного эффекта. Одних только регулярных физических упражнений было достаточно для создания антиоксидантной защиты против первоначального окислительного стресса, вызванного физической нагрузкой. 

Таким образом, люди, не имеющие хорошей физической формы и нечасто занимающиеся спортом, при спонтанных интенсивных физических нагрузках могут вызвать окислительный стресс, в то время как тем, кто постоянно активен, не стоит беспокоиться.