Токоферол (витамин е) является главным антиоксидантом организма, обладает мембранопротекторным действием (см. Ниже).

13.2. 3. Антиоксиданты

В последние десятилетия установлено, что незначительная часть кислорода, поступающего из воздуха в организм, превращается в активные формы (О₂^-, НО₂^-, НО^., Н₂О₂ и др.), называемые свободными радикалами или оксидантами. Свободные радикалы кислорода, обладая высокой химической активностью, вызывают реакции окисления, затрагивающие белки, липиды и нуклеиновые кислоты. Такое окисление называют свободнорадикальным (СРО). Чаще всего свободнорадикальному окислению подвергаются непредельные жирные кислоты, входящие в состав липоидов, образующих липидный слой биомембран. В процессе свободнорадикального окисления в жирных кислотах по месту двойной связи возникает группировка из двух атомов кислорода (перекись жирной кислоты), аналогичная перекиси водорода:

H H ― C ― C ―

│ │ │ │

O ― O O — O

Перекись водорода Участок молекулы жирной кислоты,

подвергшейся СРО

Далее, в этом месте происходит расщепление жирной кислоты.

В связи с возникновением перекисной группировки свободнорадикальное окисление жирных кислот, входящих в состав липоидов, часто обозначают термином перекисное окисление липидов (ПОЛ).

Образование свободных радикалов кислорода в тканях организма происходит постоянно. За счет этого процесса, прежде всего, осуществляется обновление липидного слоя биологических мембран.

Считается, что свободные радикалы кислорода выполняют также защитную функцию, окисляя различные чужеродные вещества, поступающие в организм извне и, в том числе, мембранные белки и липоиды патогенных микроорганизмов.

В физиологических условиях свободнорадикальное окисление протекает с низкой скоростью, так как ему противостоит защитная антиоксидантная система организма, предупреждающая накопление свободных радикалов кислорода и ограничивающая тем самым скорость СРО. Главным компонентом антиоксидантной системы является витамин Е (токоферол).

Активные формы кислорода могут возникать в процессе тканевого дыхания. Для нормального течения тканевого ды-хания необходимо одновременное присоединение к молекуле кислорода четырех электронов. В этом случае образуются две молекулы воды. Однако же иногда (например, при избытке кислорода) к молекуле кислорода присоединияются два или даже один электрон. В этих случаях вместо воды возникают соответственно перекись водорода (Н₂О₂) и супероксид-анион кислорода (О₂^-), которые очень токсичны для клеток, так как являются сильными окислителям и повреждают биомембраны.

Для защиты от этих опасных соединений в состав антиоксидантной системы входят специальные ферменты.

Под действием фермента супероксиддисмутазы супероксид-анион превращается в перекись водорода:

2 О₂^- + 2 Н⁺ ——> Н₂О₂ + О₂

Далее перекись водорода разрушается ферментом каталазой:

2 Н₂О₂ ——> 2 Н₂О + О₂

Исследования последних лет, и в том числе, выполненные на кафедре биохимии ГУФК им. П.Ф. Лесгафта, показали, что физические нагрузки, свойственные современному спорту, приводят к чрезмерному образованию активных форм кислорода и значительному росту скорости ПОЛ. Так, практически, любая спортивная работа протекает в условиях повышенного потребления кислорода, а пересыщение организма (или отдельных органов, или тканей) кислородом способствует появлению свободных радикалов кислорода и интенсификации перекисных процессов. В ациклических видах спорта (особенно в спортивных играх и единоборствах) характер мышечной деятельности резко и многократно меняется. Такие изменения сопровождаются несоответствием между продолжающимся повышенным поступлением кислорода и снижением его потребления митохондриями мышечных клеток. Подобное несоответствие вызывает относительную гипероксию в мышечной ткани, что, несомненно, приводит к еще большему образованию свободных радикалов и дальнейшему нарастанию их повреждающего воздействия на биомембраны. К повышению скорости свободнорадикального окисления также приводит ацидоз (повышение кислотности), возникающий у спортсменов вследствие накопления в миоцитах молочной кислоты. И, наконец, приближающиеся к пределу функциональных возможностей физические нагрузки современного спорта, его высокая мотивированность и эмоциональность позволяют выявить в деятельности спортсменов многие характерные черты стресса. А стресс и, в частности, стрессорные гормоны оказывают значительное влияние на развитие в организме свободнорадикального окисления.

Чрезмерная активация ПОЛ оказывает негативное влияние на мышечную деятельность. Так, повышение проницаемости мембран нервных волокон и саркоплазматического ретикулума миоцитов, вызываемое ПОЛ, затрудняет передачу двигательных нервных импульсов и тем самым снижает сократительные возможности мышцы. Повреждающее воздействие перекисного окисления на цистерны, содержащие ионы кальция, неизбежно приводит к нарушению функции кальциевого насоса и ухудшению релаксационных свойств мышц. При повреждении митохондриальных мембран снижается эффективность окислительного фосфорилирования (тканевого дыхания), что ведет к уменьшению аэробного энергообеспечения мышечной работы. Повышение проницаемости оболочки мышечных клеток – сарколеммы может привести к потере мышечными клетками многих важных веществ, которые будут уходить из них в кровь и лимфу.

Таким образом, в масштабе всего организма активация ПОЛ сказывается на возможностях аэробного энергопроизводства, на сократительных способностях мышц и, следовательно, на работоспособности спортсмена в целом.

Все вышесказанное позволяет считать процессы свободнорадикального окисления и, в первую очередь, липидов биологических мембран важнейшим дезадаптационным фактором, обусловливающим развитие утомления и снижение физической работоспособности.

В настоящее время для предупреждения утомления и сохранения физической работоспособности в спортивной практике применяются различные экзогенные средства, способные повышать ёмкость антиоксидантной системы организма.

Токоферол (витамин Е), как уже отмечалось, главным компонентом естественной антиоксидантной системы организма. Введение в организм экзогенного витамина Е существенно повышает способность клеток противостоять процессам свободнорадикального окисления и предупреждает возникновение негативных изменений в организме, вызывающих снижение работоспособности, и, прежде всего, повреждение биологических мембран. Следовательно, токоферол обладает выраженным мембранопротекторным действием, способствующим сохранению работоспособности при выполнении физических нагрузок

Выпускается в форме спиртовых и масляных растворов во флаконах, капсулах и ампулах.

Менее выраженными антиоксидантными свойствами еще обладают витамины С и Р.

Триовит, макровит и Антиокс⁺ - поливитаминные комплексы, содержащие антиоксиданты. Совместными исследованиями, проведенными на кафедрах биохимии и гребного спорта СПбГАФК им. П.Ф. Лесгафта, показано, что курс приема указанных витаминных комплексов, включенных в отечест­венную фармакопею, вызывает заметное повышение работоспособности спортсменов-гребцов.

Тимол (производное фенола) обладает выраженным антиокислительным действием. На кафедре биохимии СПбГАФК им. П.Ф. Лесгафта в экспериментах установлено, что применение тимола (втирание в кожу спиртовых растворов) непосредственно перед выполнением спортсменами физической работы, приводит к повышению спортивной работоспособности.

Дибунол (ионол) – синтетический препарат, являющийся производным фенола и обладающий значительной антиоксидантной активностью.

Антиоксидантными свойствами также обладают адантогены (см. ниже).