Растителни феноли и човешкото здраве - Енциклопедия по безопасност
Разделът изчерпателно разглежда закономерностите и механизмите на биологичното действие на фенолните съединения, обширна група органични вещества, разпространени повсеместно в растителния свят. Изпълнявайки заедно с протеини, нуклеинови киселини, въглехидрати и други съединения важни функции в растителните клетки и тъкани, фенолите в хранителните продукти, както и различни традиционни и съвременни лекарства навлизат в човешкото тяло и оказват забележим ефект върху работата на различни органи. Предназначен за лекари, биолози и биохимици. Съдържание
Фенолите като лекарства Въведение в основните прояви на физиологичната и фармакодинамичната активност на растителните фенолиубедително показа, че много от тях имат големи перспективи за използване при лечение и профилактика на човешки заболявания.
Задълбочено и изчерпателно се изучават основните класове органични съединения: протеини, нуклеинови киселини, въглехидрати, мазнини, както и необходимите за живота минерални соли и микроелементи. Стотици хиляди страници усърдни наблюдения, безброй експерименти, надежди и разочарования на хиляди изследователи, спорове и дискусии, грешки и открития - това се крие зад лаконичните редове на учебниците по биохимия. Протеините, съставени от въглерод, водород, кислород, азот и сяра, изпълняват основни жизнени функции. Заедно с мастноподобни вещества (липиди) те образуват биологични мембрани – основните структури, от които са изградени клетките. Ензимните протеини са основните двигатели, катализатори на метаболизма - най-важният жизнен процес. Протеиновите хормони са средството за регулиране и контрол в машината на живота. В тялото има контрактилни протеини, те работят в скелетните мускули, извършват движението на вилите, промотирането на хранителния болус по храносмилателния тракт; транспортни протеини, те носят много жизненоважни вещества на повърхността на своите огромни молекули; протеините-антитела са мънички защитници на нашия вътрешен свят от посегателствата на невидими врагове - бактерии и вируси. Няма такава форма на жизнена дейност, такъв биологичен процес, в който протеините да не играят първостепенна роля. Нуклеиновите киселини, открити за първи път в състава на клетъчното ядро, станаха известни по-къснопротеини, а тяхното предназначение в организма е напълно установено едва през последните десетилетия. Тя е тясно свързана с ролята на протеините. Големите молекули нуклеинови киселини (най-големите от тях се състоят от стотици хиляди и дори милиони въглеродни, водородни, кислородни и азотни атоми) съхраняват в своите дълги нишки, в последователността на своите атомни групировки, наследствената памет на клетките, информация за структурата и производството на протеини. Въглехидратите и мазнините са много по-прости и тяхната роля в тялото е по-малко разнообразна. Изгаряйки в тъканите в процеса на бавно биологично окисление, те отдават енергията си за поддържане на температурата на живия организъм, за осъществяване на процесите на биосинтеза на необходимите му органични съединения. Мазнините и мастноподобните вещества, заедно с протеините, са част от биологичните мембрани, на повърхността на които протичат всички най-важни жизнени процеси. Въглехидратите (те са наречени така, защото са изградени от въглерод, водород и кислород, като последните два елемента се съдържат в тях в същото съотношение като във водата, 2: 1), особено големите молекули на полизахаридите, играят ролята на енергиен резерв (нишесте, гликоген). Някои от тях, като целулозата, са част от обвивката на растителните клетки, образуват влакна и служат като важен поддържащ материал в растителните тъкани. Структурата и жизненоважната роля на витамините, самото им съществуване стават известни едва през 20 век. Нуждата от тях е малка, но са необходими: при липсата или недостига им човек се разболява сериозно и дори може да умре от скорбут или пелагра, бери-бери или рахит. Влизайки ворганизмас храната, витамините задължително присъстват в телесните течности непроменени или подложени на метаболитно активиране. Например, витамин В1 се превръща в тялото в кокарбоксилаза (тиамин дифосфат), която имамаксимална активност. Водоразтворимите витамини B1 B2, B6, B12, PP, H, фолиева (Bs) и пантотенова (B3) киселини играят ролята на коензими в организма. Това е един вид набор от стандартни инструменти, с които ензимните протеини изпълняват своите каталитични функции: нарязват или свързват молекули, прехвърлят групи от атоми от молекулите на едно вещество в друго, ускоряват хода на определени метаболитни реакции. Мастноразтворимите витамини (A, D, E, K) са част от биологичните мембрани - основният структурен елемент на клетките. Мембраните се състоят от двоен слой от липидни (подобни на мазнини) молекули, липидно „море“, в което протеиновите частици „плуват“ като айсберги. Мембраните разделят клетката на отделения, които изпълняват различни функции; извършва пренос на молекули, йони, електрически заряди, основните реакции на метаболизма. Мастноразтворимите витамини стабилизират структурата на мембраните, предпазват ги от окислително увреждане и осигуряват нормалното функциониране на мембранните ензими. Витамин C стои отделно; той е разтворим в телесни течности, но очевидно няма коензимна функция. Подобно на мастноразтворимите витамини, той има антиоксидантно действие, но не е част от мембраните, а като част от биологичните течности на тялото, измива тяхната повърхност. До средата на ХХ век. времето на големите открития в областта на изучаването на химичния състав и структурата на органичните вещества изглеждаше отминало. Биохимиците се впуснаха в преследване на микроелементи - вещества, присъстващи в живите тъкани в изчезващо малки количества, изучавайки тяхната роля като кофактори на ензимната катализа, ускорители или забавящи метаболитни реакции. Но се оказва, че има голям и разнообразен клас органични съединения, чиято биологична роля все още е далеч от ясна. Това са фенолнивръзки. Те ще бъдат обсъдени в книгата. Има много от тях, тези вещества. Те се намират във всяко растение, във всяка клетка на тялото им, в корените и листата, в плодовете и кората – навсякъде, където учените ги търсят. Няколко хиляди феноли са изолирани от растения и списъкът продължава да расте. Делът на фенолните съединения възлиза на до 2-3% от масата на органичната материя на растенията, а в някои случаи до 10% или дори повече. Разбира се, такива широко разпространени и многобройни органични вещества трябва да изпълняват някои важни, необходими жизнени функции. Не може да се каже, че нищо не се знае за ролята на растителните фенолни съединения. Изследванията в тази област се провеждат повече от 100 години и много са направени през последните десетилетия. Но много скоро стана ясно едно странно обстоятелство. Протеините и нуклеиновите киселини, въглехидратите и липидите се намират в тъканите на растенията и животните, те се съдържат в приблизително еднакви или близки съотношения. Те са изградени по един план, състоят се от едни и същи изходни елементи (аминокиселини, нуклеотиди, мастни киселини, монозахариди). В храносмилателния тракт на тревопасните растителните храни се разграждат на такива универсални прости компоненти, които са част от техните собствени органични съединения, а след това и на месоядните. Освен това е възможно да се проследи съдбата на едни и същи вещества по цялата биологична верига, от растенията до животните и хората, като функциите на тези вещества в различни части на веригата при различни видове, класове и типове организми се оказват приблизително еднакви и дори подобни. Ситуацията е напълно различна при фенолните съединения. Тяхното изобилие и разнообразие в растителния свят е в рязък контраст с присъствието в тъканите на животни и хора само на няколко представители на фенолното "царство", които също се съдържат в многомалки, дори пренебрежимо малки количества. И въпреки близкото сходство на химичната структура на растителните и животинските феноли, все още никой не е успял абсолютно уверено и надеждно да докаже, че между тях съществува същата последователна връзка, както между растителните и животинските протеини или въглехидрати. Опитите да се проследи (използвайки метода на белязаните атоми или други съвременни научни методи) съдбата на фенолните съединения на растителните храни в тялото на животните и хората дават същия резултат: по-голямата част от растителните феноли изгарят в тялото на животните до въглероден диоксид и вода, подобно на това как се държат въглехидратите или мазнините. Но дали ролята на въглехидратите е чисто енергийна или някои от тях все още се използват в биосинтеза на животински феноли? Все още няма категоричен отговор на този въпрос. Каква е функцията на растителните феноли в тялото на животните и хората, къде постоянно идват с храната? Нека се опитаме да отговорим на този въпрос на страниците на раздела.