Первые формы жизни на Земле возникли в то время как атмосфера состояла из кислорода всего на 2%, большую же ее часть составляла двуокись углерода. Распространение по всей земле цианобактерий спровоцировало снижение концентрации углекислого газа. Цианобактерии синтезировали энергию, потребляя углекислый газ и выделяя в атмосферу кислород. Вскоре концентрация кислорода сильно повысилась, и таким образом появились условия для жизни существ с аэробным типом дыхания.У существ с аэробным типом дыхания кислород является главным окислителем в процессе выделения энергии. Такой тип дыхания оказался крайне эффективным, поэтому вскоре образовалось огромное разнообразие новых видов с таким типом дыхания. Однако в аэробном дыхании есть и свои минусы.
Основную долю энергии человеческий организм вырабатывает путем окисления питательных веществ кислородом. Окисление углеводов, белков и жиров осуществляется в митохондриях. В ходе реакции кислород захватывает электроны с пищевых молекул. Связываясь с водородом, кислород образует воду. Для полного перехода O2 в H2O молекула кислорода должна притянуть по два электрона на каждый атом. Однако в процессе окисления каждый атом кислорода притягивает всего по одному электрону. Таким образом, в качестве побочного эффекта реакции окисления образуется O2-1 - ион молекулы кислорода с одним электроном на внешнем уровне. Посредством этого электрона O2-1 очень легко вступает в реакцию. Поэтому он является одним из наиболее активных свободных радикалов (супероксидный анион).
Также в процессе окисления питательных веществ высвобождаются такие вещества, как атомарный кислород, оксиды, пероксиды и гидроксильные радикалы. Все перечисленные вещества имеют один или два неспаренных электрона на внешней орбите, и поэтому являются свободными радикалами. Свободные радикалы вступают в реакцию с любыми структурами организма, поэтому они могут нанести серьезный вред. Больше всего они повреждают мембраны клеток. Практически все органоиды клетки заключены в мембраны, поэтому все они уязвимы перед свободными радикалами. Свободные радикалы разрушают генетический аппарат клетки, повреждают митохондрии, разрушают наружную мембрану клетки. Таким образом они повреждают гены, разрушают фабрики клеточной энергии и уничтожают рецепторы, расположенные на внешней мембране, что ведет к нечувствительности клетки к различным гормонам и нейромедиаторам.
Помимо того, что свободные радикалы ускоряют естественный процесс старения, они также способствуют усугублению различных патологий, характерных для старческого возраста. К примеру, свободные радикалы крайне усугубляют течение такого заболевания как атеросклероз. Холестерин накапливается в атеросклеротических бляшках именно благодаря свободным радикалам. Поэтому при атеросклерозе в первую очередь необходимо обратиться к антиоксидантам. Вредоносность свободных радикалов на основе кислорода состоит в том, что они расщепляют алифатические кислоты. Особо опасны в этом отношении ненасыщенные жирные кислоты, содержащиеся в растительных жирах. При взаимодействии свободных радикалов с жирными кислотами происходит окислительная деградация липидов. В результате выделяются вещества, в десятки и сотни раз более опасные, нежели кислородосодержащие свободные радикалы. Многие из них вызывают рак.
Исходя из вышесказанного, можно установить прямую зависимость между ожирением и старением. Как правило, людьми учитывается лишь внешняя сторона ожирения – нагрузка на сердечную мышцу, гормональный дисбаланс, необходимость в большем количестве кислорода. Однако эти факторы не столь опасны. Наиболее опасный процесс, связанный с ожирением – расщепление жиров. Жиры под действием липазы непрерывно расщепляются на жирные кислоты и глицерин, которые попадают в плазму крови.
Затем они вновь распределяются в подкожном пространстве и на различных органах, преобразуясь в триглицериды. При увеличении количества триглицеридов увеличивается содержание свободных жирных кислот в плазме крови. Таким образом, чем больше запас нейтрального жира в организме, тем активнее происходит столь опасная реакция «перекисного окисления липидов».
Человеческий организм обладает запасом различных веществ, нейтрализующих свободные радикалы. Главным образом эту функцию выполняют ферменты дисмутаза и пероксидаза. Стероидные гормоны также способны нейтрализовать свободные радикалы. Наиболее эффективные среди них – гормоны, выделяемые половыми железами и корой надпочечников. Адреналин также является ингибитором свободнорадикального окисления.
Однако, несмотря на все вышесказанное, свободные радикалы все же приносят пользу. К примеру, в человеческом организме наличествуют особые свободно движущиеся клетки – макрофаги. Макрофаги эволюционировали из амёб.
Мигрируя по человеческому организму, макрофаги улавливают и переваривают все вредоносные для организма объекты: бактерии, вирусы, грибы, опухолевые клетки, вредные липиды и т.д.
Захватив вредоносный объект, макрофаг производит супероксидный анион, посредством которого происходит расщепление вредоносного объекта. При расщеплении витамина F посредством свободного радикала, высвобождаются столь необходимые организму вещества, как тромбоксаны, лейкотриены, простагландины и др. Однако для подобных реакций организму необходимо лишь около двух процентов всех свободных радикалов, выделяемых в процессе окисления. Поэтому чем большим количеством антиоксидантов располагает организм, тем лучше здоровье и самочувствие человека.
Все медики сходятся в одном: здоровое питание и здоровый образ жизни обеспечивают замедление процесса старения. Но кроме привычных продуктов в диету человека преклонного возраста рекомендуется включить биологически активные добавки, обогащенные антиоксидантами.