Организм каждого современного человека находится в состоянии постоянного стресса, вызванного неблагоприятными условиями окружающей среды. Этот стресс, а также такие воздействия, как курение, употребление алкоголя, радиационное и ультрафиолетовое излучение, и просто физическая изнашиваемость организма являются причиной избыточного образования свободных радикалов, способных вызывать окислительный стресс, а, следовательно, окислительное повреждение клеток и тканей собственного организма. Свободные радикалы вовлечены в развитие таких заболеваний как болезнь Паркинсона, Альцгеймера, атеросклероз, астма, диабет, аутоиммунные и многие другие заболевания, а также являются причиной старения. Эффективно борются со свободными радикалами антиоксиданты - вещества, блокирующие окислительный процесс. Поступление этих необходимых организму веществ происходит в том числе с продуктами питания. Но сохраняются ли антиоксиданты в продуктах питания во время их созревания и хранения, не утрачивают ли они свои полезные свойства? Изучению этой проблемы посвящен проект ученых из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН г. Пущино. Свои последние исследования они опубликовали в майском номере журнала «Journal of food science and technology».
В этой работе ученые сфокусировались на изучении процессов, происходящих с таксифолином - мощнейшим антиоксидантом, который включен в Государственный Реестр лекарственных средств. В больших количествах это вещество получают из комлевой части сибирской и даурской лиственницы, и оно допущено к применению в пищевой промышленности в качестве пищевого антиоксиданта. Таксифолин также входит в состав древесины вишни, из которой он экстрагируется в вино при созревании последнего в вишневых бочках. Кроме того, данный полифенол был обнаружен в винограде, томатах, яблоках, красных сортах репчатого лука и т. д.
Таксифолин относится к биофлавоноидам, одному из классов полифенольных соединений растительного происхождения. Растительные полифенолы придают разнообразную окраску цветкам, листьям и плодам растения, а также участвуют в защите растений от ультрафиолетового излучения, низких температур и засухи. Данные соединения способны не только утилизировать свободные радикалы, но и предотвращают их образование, связывая ионы железа и меди. Однако при определенных условиях эти, безусловно, полезные вещества способны оказывать прооксидантное действие, т.е. наоборот, усиливать окислительный стресс.
При хранении и созревании продуктов питания и напитков с высоким содержанием флавоноидов эти вещества могут претерпевать различные превращения, в том числе с формированием димерных и олигомерных форм: молекулы флавоноидов соединяются в цепочку из двух или нескольких исходных молекул. Это происходит из-за того, что они вступают в реакции с содержащимися в этих же продуктах альдегидами.
До сих пор биологическое значение этих преобразований флавоноидов оставалось практически не изученным. Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ИТЭБ РАН Виктория Шубина рассказывает: «Целью настоящей работы являлось изучение процессов, протекающих в продуктах питания и напитках при их созревании и хранении, а также влияния данных процессов на антиоксидантные свойства потребляемых продуктов. Одной из задач исследования являлось изучение реакции конденсации таксифолина с глиоксалевой кислотой и сравнение антиоксидантных свойств продукта реакции и исходного флавоноида. В соответствии с полученными данными в результате реакции формируется димер таксифолина, обладающий несколько лучшей способностью улавливать активные формы кислорода по сравнению с таксифолином. Кроме того, димер лучше связывает ионы металлов, а восстанавливает их хуже. Таким образом, димер проявляет более высокую антиоксидантную активность по сравнению с исходным полифенолом». Работа ученых демонстрирует, что при хранении и созревании продуктов, богатых флавоноидами, их полезные свойства могут не только сохраняться, но и усиливаются. Таким образом, результаты этого исследования способствуют лучшему пониманию процессов, протекающих в продуктах и напитках, которые мы употребляем.
Токсичные карбонильные соединения, к числу которых относится и глиоксалевая кислота, образуются в организме при различных патологических состояниях. Интересно, что при взаимодействии полифенолов с такими соединениями происходит не просто утилизация этих опасных веществ, но и формирование продуктов, способных проявлять высокую антиоксидантную активность. Также следует обратить внимание на свойство флавоноидов после образования димерных форм усиленно связывать ионы металлов. Дело в том, что при одновременном употреблении пищи, богатой флавоноидами, и продуктов или препаратов, содержащих, например, ионы железа, эти ионы, вероятно, будут хуже всасываться в желудочно-кишечном тракте и выводиться из организма.
Необходимо отметить и тот факт, что в результате структурных исследований разных форм полифенолов ученые смогли выявить функциональные группы соединений, важные для проявления антиоксидантной активности. На основании этих данных можно синтезировать новые эффективные антиоксиданты.
Работа проводится при поддержке грантов РФФИ № 15-04-02377 и № 14-44-03622.
V.Shubina, Y.Shatalin J Food Sci Technol., 2017 May; 54(6):1467-147. Antioxidant and iron-chelating properties of taxifolin and its condensation product with glyoxylic acid.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28559605
Пресс-служба ИТЭБ РАН Татьяна Перевязова, т. 8-903-224-64-31, iteb-press@yandex.ru
