Актуальность
Среди множества вероятных причин биологического старения и факторов, определяющих ожидаемую продолжительность жизни, рассматриваются, в том числе, и механизмы окислительного стресса. При этом известно, что активные формы кислорода — супероксид О2, синглетный кислород, Н2О2 и радикал гидроксила ОНʹ — являются неотъемлемой частью многих физиологических процессов. И несмотря на то что роль указанных радикалов изучена не до конца, высказываются предположения о потенциальных возможностях рассмотрения этих факторов в качестве перспективных терапевтических мишеней.
В недавнем исследовании, результаты которого представила группа ученых кафедры бионеорганической химии Университета имени Фридриха Александра в Эрлангене-Нюрнберге (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg), Германия, при сотрудничестве с исследователями кафедры химии и биохимии Обернского университета (Auburn University), США, показано, что цинк может выступать в качестве активатора органических молекул, оптимизируя возможности антиоксидантных систем организма.
Материалы и результаты исследования
Ранее было известно, что цинк — эссенциальный микроэлемент, принимающий участие в большинстве физиологических процессов и входящий в состав более чем 300 ферментов и гормонов организма человека. В новой работе представления о физиологической роли цинка были расширены. В экспериментальном проекте исследователям удалось продемонстрировать, что цинк, наряду с компонентами, выявленными в таких продуктах, как кофе, чай, шоколад и вино, может проявлять защитные свойства в отношении негативных влияний супероксидных радикалов, инициирующих феномен окислительного стресса. Выделенные компоненты были причислены к группе гидрохинонов, представителей полифенолов — растительных компонентов, определяющих вкус и аромат.
Было показано, что цинк непосредственно участвует в активации гидрохиноновых групп, обеспечивая естественную защиту от воздействия супероксидных радикалов — побочных продуктов клеточного дыхания, оказывающих повреждающее влияние на отдельные биомолекулы, в том числе протеины, липиды и геном в целом. Ранее признано, что супероксидный радикал играет определенную роль не только в процессах биологического старения, но и в развитии ряда системных патологических процессов и отдельных заболеваний — в системном воспалении, онкологических или нейродегенеративных патологиях.
Результаты эксперимента позволили констатировать, что изолированное воздействие гидрохинона не оказывает разрушительного влияния на радикалы супероксида. Однако сочетание его с цинком формирует активный микроэлементный комплекс, имитирующий естественный фермент супероксиддисмутазу. Ферменты указанной группы, как известно, представляют конгломерат антиоксидантной защиты организма, препятствующий механизмам деградации вследствие окислительных реакций. Таким образом, применение комплекса цинк-гидрохинон создает условия для активного и безопасного метаболизма супероксидных радикалов, препятствуя клеточной деградации на фоне окислительного стресса.
Объясняя значимость проделанной работы, авторы подчеркнули, что первые биомодификации супероксиддисмутазы были произведены ранее с применением марганца, железа, меди и никеля. Однако, несмотря на то что указанные металлы также могут оптимизировать антиоксидантный потенциал защитных комплексонов, всегда существует риск, что любые позитивные эффекты могут нивелироваться в случае перенасыщения и даже приводить к обратным результатам, наоборот усиливая негативные процессы окисления и деградации. Принято считать, что в противоположность указанным металлам, цинк гораздо менее токсичен. И со временем это обстоятельство может быть рассмотрено как потенциальная основа для разработки новых препаратов или биологических добавок, более безопасных в применении.
Выводы
В заключение исследователи отметили, что перспективным направлением могла бы стать оценка возможностей сочетания гидрохинонов естественных пищевых продуктов с цинком в качестве стратегии, позволяющей безопасно поддерживать здоровое функционирование организма. Поэтому вполне возможно, что вино, кофе, чай или шоколад с добавлением цинка могут стать в будущем доступными для потребителя. Тем не менее не стоит забывать о том, что содержание алкоголя все же отрицательно влияет на положительные качества подобных антиоксидантных комплексонов.
- University of Erlangen-Nuremberg (2018) Can chocolate, tea, coffee and zinc help make you more healthy? Scientists discover new protection against oxidative stress. ScienceDaily, Nov. 2.
- Ward M.B., Scheitler A., Yu M. et al. (2018) Superoxide dismutase activity enabled by a redox-active ligand rather than metal. Nat. Chem., 10: 1207–1212.
Наталья Савельева-Кулик
