Биологическая активность флавоноидов. Антиоксидантная активность флавоноидов

Одно из более известных свойств флавоноидов – это их превосходная антирадикальная активность, что и используется при снижении действия АФК при инфекциях, воспалении, ожогах или лучевом поражении.

Реакция флавоноидов с АФК характеризуется высокими скоростями, составляющими для OH-радикала – 5х108М-1с-1, для перокисного радикала липидов – 0,18х108 М-1с-1 (кверцетин), несколько ниже для супероксид аниона – 4х104 М-1с-1 (катехин).

Флавоноиды легко и необратимо окисляются до п-гидрохиноновой формы, которая далее обратимо может окисляться до п-хинона. Последний легко полимеризуется в не растворимое соединение. Окисление флавоноидов катализируется ионами тяжелых металлов и под действием света. Промежуточные формы окисления флавноидов могут являться токсичными для клеток, а в процессе их взаимопревращения в ряде случаев образуются АФК (рис. 4).

Рис.4 Окислительно-восстановительные превращения кверцетина (Metodiewa D, et.al., 1999; Меньшикова Е.Б., и др., 2006).

Тем не менее, флавоноиды считают одними из наиболее значимых антиоксидантов, антиоксидантная активность которых возрастает в присутствии аскорбиновой кислоты. Другой причиной высокой антиоксидантной активностифлавоноидов, может быть их ингибирующая активность ряда ферментов, включая гидролазы, например фосфолипазы, оксидоредуктазы, например избирательно ингибируют COX1 или COX2, связанные с воспалительным и репарационным ответами соответственно, ДНК-синтетазы, РНК-полимеразы, фосфатазы, фосфокиназы, оксигеназы, и оксидазы аминокислот. В некоторых случаях, тип ингибирования конкурентный, но чаще это аллостерическое ингибирование. Многие флавоноиды также способны ингибировать цАМФ и цГМФ фосфодиестеразы, в результате чего увеличивается уровень цАМФ, участвующего в различных каскадах. Многочисленные экспериментальные исследования в водных системах позволили выявить следующие наиболее важные для антирадикальной активности структурные элементы молекул флавоноидов: 1) две ОН-группы в положениях СЗ' и С4', 2) двойная связь между 2 и 3 атомами углерода, желательно совместно с карбонильной группой в положении С4 и 3) ОН-группы в положениях СЗ и С5 совместно с карбонильной группой [10].

В молекулах флавоноидов ОН-группа в положении С4' представляет собой наиболее предпочтительную мишень для радикальной атаки, при этом наличие ОН-групп у соседнего атома углерода СЗ' (катехоловая структура) или СЗ' и С5' (галловая структура) облегчает отрыв атома водорода. Между соседними гидроксилами кольца В образуются водородные связи, поэтому соединения, имеющие такие структуры, характеризуются низким окислительным потенциалом и относительно легко образуют радикалы [19, 76]. Кроме того, присутствие opтo-дигидроксильной структуры приводит к большей делокализации неспаренного электрона и повышает стабильность феноксилыюго радикала [10]. Синтезированные на структурной основе флавона соединения, не содержащие ОН-групп в В-кольце, не проявляли существенной антиоксидантной активности в отношении окисления липидных липосом при индукции ионами Fe2+, Fe3+ и 2,2'-азобис(2-амидинопропан)дигидрохлоридом [5]. Катехоловые структуры также эффективно связывают ионы металлов переменной валентности, препятствуя тем самым их вовлечению в реакции разложения гидроперекисей. Прежде всего это касается катехоловых структур В-кольца, однако при Fe +- и Ре3+-индуцированном окислении, так же, как в отношении ОН-радикалов в реакции Фентона и пероксинитрита, выраженный ингибирующий эффект дают соединения, содержащие ОН-группы в положениях С7 и С8 или С5 и С6 [5, 17, 40]. Замена ОН-групп в положениях С5, С7 или СЗ на O-D-глюкозу приводила к снижению способности флавоноидов ингибировать перекисные и ОН-радикалы, а также ONOO- [40].

Важность двойной связи С2-СЗ для антиоксидантного действия флавоноидов, повидимому, определяется образованием диеновой структуры между атомом кислорода в положении С4 и электронной структурой В-кольца, что приводит к делокализации элек¬тронной плотности по всей молекуле при образовании радикала. Действительно, экспе¬риментальное исследование показало несколько большее смещение в область С-кольца спиновой плотности неспаренного электрона в радикале кверцетина, имеющем ненасыщенную связь С2-СЗ, по сравнению с аналогичным по структуре радикалом таксифолина, у которого эта связь одинарна. Кроме того, наличие двойной С2-СЗ-связи ограничивает подвижность В-кольца и способствует формированию планарной структуры молекулы, что важно для ингибирования ферментативной продукции АКМ, в частности, в ксантин-ксантиноксидазной реакции [9].

Несмотря на большое количество исследований in vitro и несомненный факт наличия флавоноидов в рационе питания человека и животных, убедительных доказательств доминирующего антиоксидантного действия флавоноидов в каких-либо процессах в организме in vivo нет.

Популярные статьи:

Синергетика. Рождение порядка и хаоса. Синергетическое видение эволюции Вселенной
Основное понятие синергетики — определение структуры как состояния, возникающего в результате многовариантного и неоднозначного поведения таких многоэлементных структур или многофакторных сред, которые не деградируют к стандартному для за ...

Взаимосвязь биосферы и ноосферы
Соотношение понятий биосферы и ноосферы было введено в научный контекст работами В.И.Вернадского, Т.де Шардена и Э. Леруа. Основоположниками постулировалось положение о «переходе» биосферы в ноосферу — на этом основании собственно и был в ...

Область применения метода
Рис. 2 дает представление о размерах хромосомных сегментов, в пределах которых «работают» различные современные методы генетических исследований. Ось ординат представляет собой логарифмическую шкалу физических расстояний, измеренных в пар ...