Растительные фенолы и здоровье человека

В разделе всесторонне рассматриваются закономерности и механизмы биологического действия фенольных соединений — обширной группы органических веществ, повсеместно распространенных в растительном мире. Выполняя наряду с белками, нуклеиновыми кислотами, углеводами и другими соединениями важные функции в растительных клетках и тканях, фенолы в составе пищевых продуктов, а также разнообразных лекарственных средств народной и современной медицины поступают в организм человека и оказывают заметное воздействие на работу различных органов.

Рассчитано на врачей, биологов и биохимиков.

Содержание

Литература

Основные классы органических соединений: белки, нуклеиновые кислоты, углеводы. жиры, а также необходимые для жизни минеральные соли и микроэлементы изучаются глубоко и всесторонне. Сотни тысяч страниц кропотливых наблюдений, бесчисленные эксперименты, надежды и разочарования тысяч исследователей, споры и дискуссии, ошибки и открытия — вот что скрыто за лаконичными строками учебников по биохимии.

Белки, состоящие из углерода. водорода, кислорода, азота и серы, действительно выполняют важнейшие жизненные функции. Они образуют вместе с жироподобными веществами (липидами) биологические мембраны — основные структуры, из которых построены клетки. Белки-ферменты — основные двигатели, катализаторы обмена веществ — важнейшего жизненного процесса. Белки-гормоны — это средства регулирования и управления в машине жизни. Есть в организме белки сократительные, они работают в скелетных мышцах, осуществляют движение ворсинок, продвижение пищевого комка по пищеварительному тракту; белки транспортные, они переносят на поверхности своих огромных молекул многие жизненно важные вещества; белки-антитела — крошечные защитники нашего внутреннего мира от посягательств невидимых врагов — бактерий и вирусов. Нет такой формы жизнедеятельности, такого биологического процесса, в котором белки не играли бы первостепенную роль.

Нуклеиновые кислоты. обнаруженные впервые в составе клеточного ядра, стали известны позже белков, а их назначение в организме установлено в полной мере лишь в последние десятилетия. Оно теснейшим образом связано с ролью белков. Крупные молекулы нуклеиновых кислот (самые большие из них состоят из сотен тысяч и даже миллионов атомов углерода, водорода, кислорода и азота) хранят в своих длинных нитях, в последовательности своих атомных группировок наследственную память клеток, информацию о структуре и производстве белков.

Углеводы и жиры устроены значительно проще, и роль их в организме менее разнообразна. Сгорая в тканях в процессе медленного биологического окисления, они отдают свою энергию на поддержание температуры живого тела, на осуществление процессов биосинтеза нужных ему органических соединений. Жиры и жироподобные вещества входят вместе с белками в состав биологических мембран, на поверхности которых протекают все важнейшие жизненные процессы. Углеводы (они названы так потому, что построены из углерода, водорода и кислорода, причем два последних элемента содержатся в них в том же соотношении, что и в воде, 2:1), особенно крупные молекулы полисахаридов, играют роль энергетического запаса (крахмал, гликоген). Некоторые из них, например целлюлоза. входят в состав оболочки растительных клеток, образуют волокна, служат важным опорным материалом в тканях растений.

Строение и жизненная роль витаминов, само их существование стали известны лишь в XX в. Потребность в них невелика, но они необходимы: при их отсутствии или недостатке человек тяжело заболевает и может даже погибнуть от цинги или пеллагры, бери-бери или рахита. Поступая в организм с пищей, витамины обязательно присутствуют в жидкостях тела неизменными или подвергшись обменной активации. Например, витамин B1 превращается в организме в кокарбоксилазу (дифосфат тиамина), обладающую максимальной активностью.

Водорастворимые витамины В1 В2, В6, В12. РР, Н, фолиевая (Вс) и пантотеновая (В3) кислоты играют в организме роль коферментов. Это своего рода набор стандартных инструментов, с помощью которых ферментные белки выполняют свои каталитические функции: разрезают или соединяют молекулы, переносят группы атомов от молекул одного вещества к другому, ускоряют течение определенных обменных реакций.

Жирорастворимые витамины (A, D, Е, К) входят в состав биологических мембран — основного структурного элемента клеток. Состоят мембраны из двойного слоя липидных (жироподобных) молекул, липидного «моря», в котором «плавают», подобно айсбергам, белковые частицы. Мембраны разделяют клетку на отсеки, выполняющие разные функции; осуществляют перенос молекул, ионов, электрических зарядов, основные реакции обмена веществ. Жирорастворимые витамины стабилизируют структуру мембран, защищают их от окислительного разрушения, обеспечивают нормальную работу мембранных ферментов.

Особняком стоит витамин С; он растворим в жидкостях организма, но коферментной функцией, видимо, не обладает. Как и жирорастворимые витамины, он обладает антиокислительной активностью, но не входит в состав мембран, а в составе биологических жидкостей организма омывает их поверхность.

К середине XX в. пора великих открытий в области изучения химического состава и строения органических веществ, казалось, миновала. Биохимики устремились в погоню за микроэлементами — веществами, присутствующими в живых тканях в исчезающе малых количествах, изучая их роль как кофакторов ферментативного катализа, ускорителей или замедлителей реакций обмена веществ.

Но есть, оказывается, большой и разнообразный класс органических соединений, биологическая роль которых далеко еще не выяснена. Это фенольные соединения. О них-то и пойдет речь в книге.

Их много, этих веществ. Они встречаются в каждом растении, в каждой клетке их тела, в корнях и листьях, в плодах и коре — везде, где их ищут ученые. Из растений выделено несколько тысяч фенолов, и список этот продолжает расти. На долю фенольных соединений приходится до 2—3% массы органического вещества растений, а в некоторых случаях — до 10% и даже более. Конечно, такие распространенные и многочисленные органические вещества должны выполнять какие-то важные, необходимые жизненные функции.

Нельзя сказать, что о роли фенольных соединений растений ничего не известно. Исследования в этой области ведутся более 100 лет, и в последние десятилетия сделано особенно много. Но очень скоро выяснилось странное обстоятельство. Белки и нуклеиновые кислоты, углеводы и липиды содержатся в тканях как растений, так и животных, содержатся примерно в одинаковых или близких соотношениях. Они построены по единому плану, состоят из одних и тех же исходных элементов (аминокислот, нуклеотидов, жирных кислот, моносахаридов). В пищеварительном тракте травоядных растительная пища расщепляется на такие универсальные простые компоненты, входящие в состав собственных органических соединений этих животных, а затем и плотоядных. Причем удается проследить судьбу одних и тех же веществ на протяжении всей биологической цепи, от растений до животных и человека, и функции этих веществ на разных участках цепи у разных видов, классов и типов организмов оказываются примерно одинаковыми и даже аналогичными.

Совершенно иначе обстоит дело с фенольными соединениями. С их обилием и разнообразием в растительном мире резко контрастирует присутствие в тканях животных и человека лишь немногочисленных представителей фенольного «царства», содержащихся к тому же в очень малых, даже ничтожных, количествах. И несмотря на наличие близкого сходства химической структуры растительных и животных фенолов, никому еще не удалось совершенно уверенно и надежно доказать, что между ними существует такая же преемственная связь, как между растительными и животными белками или углеводами. Попытки проследить (с помощью метода меченых атомов или других современных научных методик) за судьбой фенольных соединений растительной пищи в организме животных и человека дали один и тот же результат: основная масса растительных фенолов сгорает в теле животных до углекислоты и воды, подобно тому как ведут себя углеводы или жиры.

Но является ли роль углеводов чисто энергетической или какая-то их часть все же используется при биосинтезе животных фенолов? Окончательного ответа на этот вопрос еще нет.

Какова же функция растительных фенолов в организме животных и человека, куда они постоянно поступают с пищей? Попытаемся ответить на этот вопрос на страницах раздела.