Мир радикалов, про- и антиоксидантов
Согласно одной из многочисленных гипотез возникновения рака, причиной разрастания раковых клеток является «оксидативный стресс». Стресс создают т.н. свободные радикалы, которые, помимо прочего, повреждают оболочки клеток и наследственное вещество (ДНК). В нашем теле идет постоянная борьба хорошего с плохим, как в кино. Записные негодяи, в данном случае радикалы, распространены повсюду и во всем виноваты – в старении, в обызвествлении артерий, и, разумеется, они же - причина рака. На страже добра стоят антирадикалы (антиоксиданты) – это, прежде всего, витамины C и E, а также бета-каротин – бравая полиция организма, изо всех сил стремящаяся обезвредить агрессивные радикалы.
Однако в кино теперь наступает наплыв с изображением предшествующих событий: кто такие собственно эти радикалы, и отчего они такие агрессивные? Вы знаете фильмы, в которых кто-либо уводит у мафии чемодан денег либо случайно становится обладателем миллионов? И далее, по законам жанра, все устремляются в погоню за чемоданом с деньгами, и каждый стремится отобрать его у другого. При этом зачастую страдает пара участников, автомобилей и предметов интерьера.
Совершенно то же самое происходит с молекулами и их электронами. Радикалы – это обычные молекулы, очень часто соединения кислорода, у которых был «похищен» электрон. Оттого они, во что бы то ни стало, стремятся вернуть себе электрон (однако в отличие от истории с чемоданом это не обязательно должен быть тот же самый электрон). И, как и гангстеры, они развивают бешеную энергию для достижения своей цели.
Собственно, для организма радикалы не представляют особой опасности. Напротив, они настолько же полезны для нас, что и деньги. Как и деньги, они не должны попасть в плохие руки, необходимо найти им хорошее применение. Радикалы участвуют в таких важных процессах, как выработка энергии и отпор внедрившимся возбудителям болезней. В этих применениях их «энергичный темперамент» действует в строго ограниченных рамках.
Передача электронов осуществляется «под присмотром», и, как и в эстафетном беге, с одного этапа на другой. При появлении радикала одна «вспомогательная молекула» отдает один электрон, и тем самым удовлетворяет нужду разъяренного радикала. Эта химическая реакция называется реакцией окисления, и поскольку «вспомогательная молекула» своим действием препятствует окислению прочих молекул, данный вид вспомогательной полиции называют «антиоксидантами» или «ловцами радикалов».
Как и в настоящей жизни, где время от времени пропадают деньги, в организме теряется пара разыскиваемых радикалов. Эти «свободные» радикалы представляют опасность оболочкам клеток, белкам или наследственному веществу, если они отправляются «на охоту» за электронами. Эти свободные радикалы могут появляться в различных местах. Они возникают при горении (курение табака), при вдыхании кислорода воздуха или от воздействия солнечных лучей на кожу.
Тем самым, наличие свободных радикалов в организме – обычная повседневность. И именно оттого организм располагает многочисленными ремонтными мастерскими, цель которых – обследовать все клетки и составные части клеток, и, при необходимости, производить их починку.
Возвращаемся к нашей основной теме. Многие полагают, что организм может перенапрячься в борьбе с радикалами, и ему может потребоваться помощь извне. Оттого рекомендуется прием веществ с антиоксидантным действием, как например витаминов, для укрепления полицейских рядов организма и разгрузки ремонтных мастерских. Если бы это было так, прием витаминов, по крайней мере, способствовал бы уменьшению заболеваемости раком. Но до сих пор все попытки подобного рода оказывались тщетными.
В некоторых исследованиях от рака легких умирало не меньшее, а большее число курильщиков, принимавших бета-каротин. И прочие витамины антиоксидантного действия не приносят никакой пользы (см. ниже «Защищают ли витамины-антиоксиданты от рака?»).
Полный провал по всем фронтам. Как могло подобное произойти? В чем состояла ошибка? В нашем организме существует очень чувствительное равновесие между окисляющими и окисленными веществами, и многие из них свободно переходят из одного состояния в другое и вновь обратно. Каково их поведение в каждом отдельном случае, зависит от партнеров по реакции, от среды (это всем известно из химии), от концентрации кислорода, и, не в последнюю очередь, от концентрации антиоксидантов.
Если принять в избыточном количестве один из партнеров реакции, например витамин-оксидант, равновесие может нарушиться. Вещество, призванное препятствовать оксидативному стрессу, само становится фактором стресса, поскольку ловцы радикалов при ловле радикалов сами превращаются в свободные радикалы, и становятся способными на все те постыдные дела, которые ранее приписывались оксидативному стрессу.
Все как в настоящей жизни: преступники не такие уж совершенно пропащие, а у героев на белой жилетке проступают несколько пятен. Все определяется обстоятельствами, все как в кино.
Нейтрализуют ли антиоксиданты радикалы?
В общем, это утверждение верно, оттого как так утверждают на протяжении десятков лет производители продуктов питания. В продуктах антиоксиданты – проверенные добавки, удлиняющие срок сохранности продукта, они защищают продукты от прогоркания, обесцвечивания и изменения вкуса. В любом случае, для всего этого необходимы особые условия.
Самое главное из них то, что антиоксиданты «улавливают» радикалы лишь при малой своей дозировке. Они быстрее реагируют с радикалами, чем с ингредиентами продуктов питания. При этом они сами становятся радикалами. Оттого антиоксиданты действуют лишь в узком и невысоком диапазоне концентраций. При высокой дозировке они начинают действовать противоположно: сами становятся прооксидантами и ускоряют порчу продукта.
Чтобы подавить опасность преобразования антиоксидантов в радикалы, к продукту дополнительно добавляются т.н. синергисты (вещества, усиливающие активность антиокислителей, но сами не обладающие антиокислительными свойствами). Синергисты, например лимонная кислота, связывают мельчайшие следы железа и меди, которые снижают эффективность антиоксидантов и даже могут превращать их в прооксиданты.
Одновременно, требуется еще соответствие кислотности (pH-показателя) и равномерное распределение добавок-антиоксидантов по продукту. И, само собой, требуется знать, какие радикалы мы собираемся нейтрализовать, чтобы добавить подходящий антиоксидант. Лишь при соблюдении всех этих условий удается замедлить нежелательные реакции.
Никто из производителей продуктов питания не поведется на идею добавить для препятствия окислению любые антиоксиданты. Действие по принципу «лучше больше, чем меньше» лишь ухудшит качество продукции. Оттого содержание антиоксидантов в готовом продукте почти всегда оптимальное. Но тот, кто глотает витамины, не имеет никакой возможности проверить, что собственно происходит в его организме. Даже содержащееся в крови железо разрушает ожидаемое антиоксидантное действие.
Всегда ли нужно употреблять большие количества антиоксидантов?
Если «ловцы радикалов» настолько важны, как нам это внушает реклама, отчего она тогда не рекомендует добавки, более эффективные, чем витамины C или E? Так, например, более действенны пищевые добавки E320 (бутилгидроксианизол) и E321 (бутилгидрокситолуол).
Эти добавки потребляют, в частности, сами того не ведая, любители жевательной резинки (E320 - в составе "Орбит для детей"), чипсов и пралиновых конфет. При том, что именно эти 2 антиоксиданта повышают уровень холестерина. Несомненно, "ешка" вызывает подозрение, что речь идет об искусственных антиоксидантах. Правильно; вы, скорей всего, окажете предпочтение природным веществам. Нет проблемы!
Так, к примеру, в овощах, зелени и красном вине содержатся многочисленные фенольные соединения, которые, предположительно, защищают сердце от инфаркта, а организм в целом от рака. Если эти соединения настолько полезны, то специалисты по питанию обязаны рекомендовать к употреблению продукт, содержащий эти соединения в наибольшей концентрации: какао. Ежедневно один батончик на перекус в рабочей паузе взамен большой миски кочанного салата.
Однако у природы есть еще более щедрое предложение: самым сильным природным «ловцом радикалов» является вызывающий рак конденсат сигаретного дыма. Этот конденсат, как никакое другое природное вещество, препятствует окислению холестерина – даже в присутствии очень опасного прооксиданта меди. На основе той же самой, базирующейся на биохимии логики, которая побуждает продавать витамины, следует продвигать на рынке сигареты с предельно максимальным содержанием дегтя.
То, что некоторые вещества обладают антиоксидантным действием, еще ничего не значит. Химическая промышленность производит широкую гамму антиоксидантов, предохраняющих автомобильный бензин и реактивное топливо от осмоления, трансформаторное масло от шламообразования, а пластмассу от старения.
В продукты питания добавляется общим числом свыше 30 антиоксидантных добавок. Идея о всеобщей полезности антиоксидантного действия на организм становится со временем рискованной догадкой, если принять во внимание, что некоторые антиоксиданты (например дитиокарбамат) используются в качестве пестицидов.
Прочие антиоксиданты – это оправдавшие себя лекарственные средства, среди которых антибиотики (тетрациклин, пенициллин G, рифампицин и стрептомицин), лекарства от болезни Паркинсона (селегилин) и эпилепсии (барбитураты). Даже некоторые ядовитые природные вещества обладают антиоксидантным действием, как например микотоксин цитринин, сильнейший почечный яд. А ведь его антиоксидантное действие сравнимо с действием витамина E.
Вопрос, является ли некоторое вещество антиоксидантом, оправдан лишь с технической точки зрения, но с биологической точки зрения невозможно делать какие-либо заключения о его воздействии на организм. При этом не играет никакой роли, является ли вещество природным, как цитринин, идентичным натуральным, как препараты витамина C, или синтетическим, как большинство средств защиты растений.
Защищают ли витамины-антиоксиданты от рака?
Уже десятилетиями клиническая медицина считает витамины причиной рака, и их прием раковыми больными и пожилыми людьми должен быть ограничен. Основой подобных суждений явились эксперименты над животными, в которых витаминные добавки способствовали росту опухолей. При тогдашней точке зрения очевидный результат: в конце концов, витамины – типичные ростостимулирующие вещества.
«Дополняющие вещества (напр. витамины, минеральные вещества) имеют обратную сторону», писал в 1935 г. Ханс Гуггисберг, в то время профессор в Берне, в одной из своих работ, и продолжал: «Они благоприятствуют росту злокачественных опухолей». И, применительно к лучевой терапии, Гуггисберг в свое время разъяснял, что «прежде всего, следует ограничить потребление витаминов».
В то время, как эксперименты на животных убедительно подкрепляли данную точку зрения, проводимые на людях диетические мероприятия давали менее убедительные результаты. Так, у ранее не получавших витамины пациентов (!) наблюдалось улучшение общего состояния. Гуггисберг сохранял скептицизм и призывал к отказу от профилактики питания. «Профилактика вызовет лишь страх перед раком, не достигая чего решительного». И далее следующее: «Следует решительно предостеречь от обилия витаминов в пожилом возрасте, которое в настоящее время, под влиянием неверно понятых учений о питании, всемерно пропагандируется!» Таково было состояние науки в 1935 году.
В дальнейшем придерживались противоположной точки зрения: антиоксидантые витамины в мегадозировке успешно тормозят процессы старения и возникновения рака. По факту, медицина возлагала большие надежды на витамины A, C, E и бета-каротин. Однако, со временем оптимизм улетучился, и ныне положение оценивается более трезво. «Это было величайшим разочарованием в моей карьере», признался доктор профессор Чарльз Хеннекенс из Гарвардского университета в конце своего исследования по здоровью врачей. Под его надзором 22.000 врачей на протяжении 12 лет принимали бета-каротин либо плацебо. Улучшения не наступило ни в статистике рака, ни инфаркта миокарда, ни какого-либо другого заболевания. Хеннекенс пришел к выводу: «Все это совершенно бесполезно».
Хеннекенсу еще довелось испытать удачу среди неудачи. Другое интервенционное исследование с бета-каротином пришлось даже прервать вследствие наступления катастрофических последствий - в обоих случаях частота рака и инфаркта миокарда стабильно возрастала! Представление, что именно легко синтезируемый бета-каротин должен явиться спасителем от рака, поразительно хотя-бы уже оттого, что в продуктах питания на нашем столе присутствуют по меньшей мере 300 прочих каротиноидов с еще до сих пор не выясненным воздействием. Большинство из них синтезируется лишь с большими затратами, и наука обходит их стороной. Для чего исследовать действие веществ, которые нельзя продать?
Несколько лучшее положение с витамином C. По крайней мере, он не способствует развитию рака легких. Но защищает ли он при этом от него, остается под вопросом. Из шести проспективных исследований в трех выявился значимо меньший риск – однако только у некурящих, и в одном у женщин. Но подавляющее большинство пациентов с раком легких - курильщики и мужчины; это значит, что для данного состава результат шести исследований оказался 5 раз отрицательным.
Два проспективных исследования по взаимосвязи витамина C и рака желудка также не смогли выявить защитного эффекта. А если еще принять во внимание, что исследователи никогда не упускают возможности придать своим данным посредством статистики положительный характер, то результат тем более поразителен. Подобные исследования по токоферолам (витамин E) дали ясный результат: исходя из статистики, они равным образом не защищают от рака.
Однако чересчур поразительными, как это может показаться на первый взгляд, результаты исследования, тем не менее, не выглядят, если принять во внимание давно известное обстоятельство, что при определенных условиях антиоксиданты могут оказывать оксидантное действие, т.е. действуют в точности противоположно ожидаемому от них (см. выше «Мир радикалов, про- и антиоксидантов»). Новейшие исследования подтвердили правоту Гуггисберга в принципе.
Поскольку некоторые раковые клетки оказываются в состоянии избирательно накапливать витамин C и тем самым защищать себя от химиотерапии, рак даже извлечет для себя пользу из самых обычных пищевых добавок. И в случае приема витамина C есть свидетельства, что назначение витамина пошло опухоли не во вред, а на пользу: у женщин с раком груди уровень витамина E в крови выше, чем у здоровых, и при этом уровень оказывается тем выше, чем более разрушительной оказывается опухоль. Существует предположение, что раковые клетки способны менять равновесие между окислительными и противоокислительными процессами в свою пользу.
Профессор Виктор Херберт, внесший существенный вклад в изучение витаминов, не скрывает в экспертном сообществе свое критическое мнение: «Продажа мегадоз антиоксидантных витаминов, для борьбы с раком, повышения иммунитета и отдаления старости, связанная с представлением, что всеми этими свойствами согласно исследованиям обладают витамины, и что они, помимо этого, безопасны – это обширный приносящий многомиллиардные выгоды обман».
Утверждения компаний, что безопасность антиоксидантных витаминов E, C и бета-каротина доказана, в его глазах всего лишь «обман с целью обогащения. Рекламные сообщения лживы вследствие сокрытия противоположных фактов».
Радикалам нечего делать в нашем организме
В нашем организме радикалы встроены в такие жизненно важные процессы, как производство энергии и отпор внедрившимся возбудителям болезней. Свободные радикалы образуются в крови для борьбы с нежелательными возбудителями болезней. Несколько иначе идут процессы при выработке энергии, здесь свободные радикалы берутся на контроль и, как и при эстафетном беге, передаются с одного этапа на другой.
Животные, как и люди, добывают энергию из пищи, например, окисляют глюкозу посредством вдыхаемого воздуха до углекислого газа; энзимы переносят электроны на специальных белках-переносчиках. Переносчики переносят электроны с дальнейшим высвобождением энергии. В клетках содержится ряд молекулярных преобразователей энергии (митохондрий), преобразующих поток электронов в полезную работу.
Поскольку этот процесс разделен на мелкие шажки, требуется слаженная и точная работа всех участников процесса. Если добавить в избытке один из партнеров реакции, а именно «антиоксидантный» витамин, данное равновесие – в поддержании которого принимали участие множество веществ – может разрушиться.
Обычно организм прекрасно уживается со своими радикалами, мало того - без них наша жизнь была бы невозможна. Радикалы потребны для жизни как воздух для дыхания. С каждым вдохом образуется большое количество кислородных радикалов. Коли так, то физическая работа или даже спорт были бы опасными для здоровья занятиями. Само собой, подобные радикалы при случае вышли бы из-под контроля и повредили составные части клеток. Чтобы избежать подобного, клетка располагает сложнейшими ремонтными системами, которые не имеют ничего общего с покупными антиоксидантами и попросту в них не нуждаются.