Роль обратимого окисления в механизме биологического действия фенолов

Особенности развертывания вырожденно-разветвленных реакций таковы, что эффективность вмешательства в их течение очень сильно зависит от момента вмешательства. На экспоненциальной стадии процесса, чтобы добиться эффекта торможения, нужно ввести много вещества-ингибитора (от латинского inhibitio — торможение). В период индукции бывает достаточно самой небольшой добавки ингибитора, чтобы предотвратить выход реакции в экспоненциальную стадию. Именно так и действуют фенольные антиоксиданты.

Однако хорошо известно, что при взаимодействии радикала с нейтральной молекулой образуются новая молекула и новый радикал:R1+R2H>R1H+R2Следовательно, молекула фенольного ингибитора, нейтрализуя и инактивируя радикал, участвующий в окислительной реакции, сама превращается в радикал ингибитора — семихинонный, или феноксильный (ароксильный), радикалR+HIn>RH+InНо коль скоро взамен одного радикала возникает другой, суть дела, казалось бы, не изменяется. Реальный антиокислительный эффект наблюдается лишь в том случае, если вновь образующийся радикал ингибитора несет малую энергию, относительно стабилен и не продолжает цепной процесс.

Именно таковы семихинонные радикалы фенольных ингибиторов. Это сравнительно долгоживущие и малоактивные радикалы. Образование каждого из них при использовании фенольных антиоксидантов означает обрыв одной из цепей свободпорадикального окисления и, следовательно, общее замедление процесса.

И если фенольный ингибитор с самого начала присутствует в веществе, нуждающемся в защите от окисления (будь то биологическая мембрана или целая клетка, ткань или орган человеческого тела либо один из скоропортящихся продуктов — свиное сало или растительное масло, молоко или мясо), желаемого эффекта можно достичь, ограничившись всего 0,01—0,02% добавки. В таком именно количестве присутствует витамин Е — токоферол в жировой ткани, в липидах биомембран, в кукурузном масле и т. п. В таком соотношении добавляются и искусственные фенольные антиоксиданты к жирам, подлежащим более или менее длительному хранению.В рассмотренных выше уравнениях семихинонный радикал ингибитора выступает в качестве конечного продукта ингибирования, обрывающего цепь. Но можно представить себе наряду с этой и другие возможности.

Феноксильный радикал может и непосредственно взаимодействовать с окислительным радикалом; «платой» за исчезновение двух радикалов может стать их соединение в одну молекулу. Наконец, и семихинонные радикалы, и образующиеся из них хиноны, обладающие более высокой реактивностью, чем исходные восстановленные фенолы, могут оказывать достаточно сильное и разнообразное воздействие на структуры клеток, на белки-ферменты и нуклеиновые кислоты, вмешиваться в течение обменных реакций.Так или иначе, в основе разнообразных проявлений биологической активности фенольных соединений, их превращений в растительном и животном организме лежит вытекающая из их химической структуры склонность к обратимому окислению.