2.2 Флавоноиды
Флавоноиды растительного происхождения обладают выраженной антиоксидантной активностью и способностью ингибировать свободнорадикальные процессы в клетках на 3 различных стадиях: инициации, путем связывания О2 на стадии пероксидного окисления липидов (ПОЛ) реакцией как с пероксидным, так и с липидпероксидным радикалом и при формировании ОН, вероятно, путем хелатирования ионов железа.
Согласно результатам многочисленных экспериментальных исследований в водных системах, наиболее важными для антирадикальной активности структурными элементами молекул флавоноидов являются две ОН-группы в положениях С-31 и C-41; двойная связь между 2 и 3 атомами углерода, Желательно совместно с карбонильной группой в положении C-4; ОН-группы в положениях С-3 и С-5 совместно с карбонильной группой.
Структурный анализ и экспериментальные данные свидетельствуют о прямой взаимосвязи между антиоксидантной активностью флавонолов и количеством фенольных ОН-групп в их молекулах. В молекулах флавоноидов, имеющих 5 гидроксильных групп, ОН-группа в положении C-41 представляет собой наиболее предпочтительную мишень для радикальной атаки, при этом наличие ОН-группы у соседнего атома углерода С-31 (катехоловая структура) облегчает отрыв атома водорода. Между соседними гидроксилами кольца В образуются водородные связи, поэтому соединения с такими структурами характеризуются низким окислительным потенциалом и относительно легко образуют радикалы. Кроме того, присутствие орто-дигидроксильной структуры приводит к большой делокализации неспаренного электрона и повышает стабильность феноксильного радикала.
Силибин (2), будучи флавононолом и одновременно флаволигнаном, имеет более сложную химическую природу:
• хромоновая часть молекулы проявляет слабые кислотные свойства и способна вступать в донорно-акцепторные взаимодействия с основаниями;
• фенольные гидроксилы обусловливают взаимодействие этого соединения с сильными щелочами и растворение в воде в виде натриевых (калиевых) солей.
За счет полифенольных гидроксилов, а также за счет возможности комплексообразования с ионами переходных и других металлов в положении 3, 4 или 4, 5 силибин проявляет высокую антиоксидантную способность, что, в свою очередь, определяет его высокие гепатопротекторный, противоопухолевый и другие эффекты. Сравнительные данные в экспериментальной системе «CCl4–индуцированное ПОЛ в микросомах из печени крыс» показали, что относительная ингибирующая или защитная эффективность биологически активных соединений (БАС) уменьшается в ряду: лютеолин > апигенин > датисцетин > морин > галангин > эриодиктиол > (+) катехин > гарденин Д > силибин. Кроме того, известно, что флаволигнаны этой группы – силибин, силимарин (сумма флаволигнанов) – подавляли рост и синтез ДНК в разных клеточных линиях опухолей человека. Силибин и дигидрокверцетин снижали в клетках синтез холестерина посредством ингибирования лимитирующего скорость фермента.
В таких гетерофазных системах, как клетки или липопротеины, антиоксидантная эффективность флавоноидов во многом определяется их липофильностью и гидрофильностью. Флавоноиды аналогично a-токоферолу и холестерину стабилизируют мембраны и выступают в качестве структурных антиоксидантов: проникая в гидрофобную область мембран, молекулы флавоноидов значительно снижают подвижность липидов, что, в свою очередь, снижает эффективность взаимодействия пероксидных радикалов с новыми липидными молекулами.
Таким образом, фармакологические эффекты флавоноидов в значительной степени определяются их гидрофильно-липофильным соотношением и соответственно их проницаемостью через липофильные бислои мембран клеток.
Изучение флавоноидов in vitro показало, что они являются более мощными антиоксидантами, чем витамины С и E. Исследование свободно-радикального окисления человеческих клеток in vitro, вызванное продуктами термического разложения табака, показало, что виноградный экстракт, содержащий олигопроантоцианидин, обладал большей антиоксидантной активностью, чем витамины C и E даже в случае их совместного применения, при котором наблюдается синергетический эффект. Некоторые флавоноиды винограда способны восстанавливать окисленную форму аскорбиновой кислоты, так, проантоцианидины in vitro продлевали продолжительность полураспада витамина C на 400 %.