Для проростков, находящихся в почве, опасны не только микроорганизмы. На них действуют многие отрицательные факторы внешней среды – загрязнение воды, воздуха и почвы, промышленные выбросы, резкие перепады температур. Для семян, находящихся на поверхности почвы, особенно опасно ультрафиолетовое солнечное излучение. Правда, на первых порах их защищает земля. Мелкие семена дикорастущих видов, созревая и осыпаясь, попадают вначале на поверхность почвы, а затем, под влиянием осадков, проникают в ее верхний слой. Опавшая листва также защищает их от света. У крупных плодов (яблоко, груша, тыква, лимон) семена защищены мощным околоплодником. Агротехника посева зерновых культур – это в том числе и заделка семян в почву. Глубина заделки семян каждой культуры определяется четкими нормативами, принятыми в земледелии. Слишком глубоко их сажать нельзя, жизненных резервов не хватит, чтобы пробиться на поверхность.
Определенную опасность для прорастающего семени представляет, как это ни парадоксально, и его чрезвычайно активное дыхание. Кислород, столь нужный проросткам для активного обмена веществ, обладает очень высокой реакционной способностью. В энергетическом обмене растений он используется благодаря сложным ферментативным системам с помощью ряда последовательных окислительных реакций. Но эти процессы могут иногда давать сбой, реакции не идут каждый раз абсолютно точно. Результатом таких ошибок может стать образование неполноценных молекул, имеющих свободный электрон, так называемых свободных радикалов. Свободные радикалы обладают способностью быстро повреждать любые находящиеся рядом молекулы РНК, ДНК, белков и привести к гибели клетку или группу клеток. Это очень опасные, крайне агрессивные соединения. Останавливают их разрушительное действие так называемые антиоксиданты, молекулы которых противостоят губительному для тканей окислению, нейтрализуя избыток свободных радикалов.
При появлении всходов начинается фотосинтез, что прибавляет проблем. В хлоропластах зеленых растений в процессе фотосинтеза образуется кислород, который выделяется в атмосферу. От «своего» кислорода тоже нужно защищаться, синтезируя антиоксиданты.
Чтобы миновать все эти опасности, одной скорости роста недостаточно. Необходимо включать все доступные механизмы, защищающие проростки от неблагоприятных факторов внешней среды и избытка свободных радикалов.
Со всеми этими задачами растения справляются блестяще. Ведь они – организмы гораздо более древние, чем животные и человек, и создание совершенной иммунной системы принадлежит прежде всего им. За сотни миллионов лет своего существования они постоянно подвергались атакам многочисленных агрессивных организмов и действию неблагоприятных факторов окружающей среды, и должны были приспособиться, научиться выживать и давать потомство. От поколения к поколению в растениях совершенствовались системы защиты и выработовалась способность синтезировать все нужные для этого вещества в необходимых количествах и соотношениях.
Прорастание семени и появление всходов – тот короткий промежуток времени, когда иммунные силы растения возрастают с необыкновенной быстротой и, достигая максимального напряжения, защищают молодой организм. Выражается это прежде всего в ускоренном синтезе антиоксидантов.
Разрушительное действие избытка свободных радикалов и их нейтрализация антиоксидантами – явление, характерное для всего органического мира, для всех живых существ. И для человека, конечно, тоже. Однако самую мощную защиту от свободных радикалов имеют растения. Именно они, а зачастую только они, обладают способностью самостоятельно синтезировать различные антиоксиданты, жизненно важные для человека. Разумеется, растения делают это для собственного выживания. А для нас они являются поставщиками самых необходимых пищевых антиоксидантов. В их числе витамин С, витамин Б, каротиноиды и биофлавоноиды.
Глава 3. Некоторые общие свойства прорастающие семян
Свободные радикалы и антиоксиданты
Изучение разрушительного действия свободных радикалов привело к тому, что в 50-х годах прошлого столетия была впервые сформулирована так называемая свободнорадикальная теория старения человека. Возрастные изменения, которые выражаются, в частности, в накоплении молекулярных и генетических повреждений, стали объяснять агрессивным действием свободных радикалов. В связи с этим многие исследователи при разработке оздоровительных программ начали уделять особое внимание использованию различных антиоксидантов.
Антиоксидантная активность – чрезвычайно важный показатель, который свидетельствует о наличии веществ, нейтрализующих в живой ткани избыток свободных радикалов. Накопление избытка свободных радикалов может стать следствием самых разнообразных отрицательных факторов – загрязнения воздуха и воды, УФ-излучения, неблагоприятных температур, действия патогенных микроорганизмов. Для человека факторы риска – курение, неправильное питание, стрессы. Снижение антиоксидантного статуса организма может понизить иммунитет, привести к возникновению и развитию многих патологических процессов, стать причиной преждевременного старения. При действии антиоксидантов прерывается цепь окислительных реакций, повреждающих клетки организма.
Оценивая в целом роль тех антиоксидантов, которые нейтрализуют действие свободных кислородных радикалов, на первое место нужно поставить ферменты, постоянно присутствующие в клетках организма. Основную необходимую защиту осуществляет фермент супероксиддисмутаза. Под действием этого фермента свободные радикалы немедленно нейтрализуются и превращаются в перекись водорода. Далее ферменты каталаза и пероксидаза превращают перекись водорода в воду и молекулярный кислород. Эта схема защиты, которая активно осуществляется внутри клетки природными ферментами – антиоксидантами, является наилучшей, но, к сожалению, в фармацевтической практике использоваться не может. Лекарственных препаратов из ферментов-антиоксидантов изготовить нельзя. Все ферменты – это белки, их молекулы разрушаются в желудочно-кишечном тракте, и прием лекарств в виде привычных таблеток смысла не имеет.
Антиоксиданты, которые мы получаем с пищей, – это антиоксиданты пассивного действия. Они выработаны не нашим организмом, а, как правило, синтезированы растениями. Содержатся они в основном во фруктах, овощах и растительных жирах. Их роль в нашем организме чрезвычайно велика, они нейтрализуют свободные радикалы в крови, лимфе, слизистых оболочках.
Пищевые природные антиоксиданты, которые синтезируют растения, являются жизненно важными элементами питания, необходимыми каждому человеку. Использование в пищу продуктов, богатых природными антиоксидантами – это одна из систем «ремонта» повреждений, которые наносят свободные радикалы. Чтобы максимально нейтрализовать разрушающее действие избытка свободных радикалов, нужно знать, какие продукты могут нам в этом помочь, какова их антиоксидантная активность.
В течение многих лет основными природными антиоксидантами считались витамины Е, С и каротиноиды. Однако в последние годы было установлено, что их антиоксидантная активность не столь велика. Хотя эти витамины необходимы для нашего организма, они не могут полностью скорректировать окислительный стресс человека. По антиоксидантной активности первое место занимают биофлавоноиды, которые в десятки раз сильнее этих витаминов. Биофлавоноиды представляют собой большую группу природных полифенолов (всего известно более 6000), которые делятся на несколько классов. Эти вещества синтезируются растениями. Показано, что более 2 % от общего количества органического углерода, полученного при фотосинтезе, растения превращают в биофлавоноиды. Типичные представители биофлавоноидов – кверцетин, катехин, цианидин, рутин. Биофлавоноиды защищают растения от радиации, окисления кислородом, УФ-облучения. Учеными доказано, что в организме человека они нейтрализуют повреждающее действие свободных радикалов и ингибируют перекисное окисление липидов. Кроме того, они обладают противовоспалительными, антиаллергическими и антисклеротическими свойствами. К основным пищевым антиоксидантам относятся также и некоторые другие соединения – бензойные и коричные кислоты, производные кумарина, фитоэстрогены.
