<<
>>

Биологическая активность

Биологическую активность различных форм витамина Е начиная с 1965 года выра­жают в Международных Единицах (ME). 1 ME соответствует активности 1 мг DL-a- токоферилацетата в тесте на предотвращение рассасывания плода у крыс, лишённых витамина Е; тест был разработан в 1943 году Милтоном Иоффе и Филипом Л. Харрисом [780] и используется до настоящего времени. Активность природного RRR-a- токоферола составляет 1,49 МЕ/мг, а его эфира RRR-a-токоферилацетата - 1,36 МЕ/мг. Как видно из табл. 41, в разных тест-системах биологическая активность различных то­коферолов существенно зависит от наличия ор/яо-заместителей у ароматической ОН- группы.

Наибольшей активностью обладает a-токоферол, имеющий 2 ор/яя-метильных заместителя; активность моно-ор/яо-замещённых (3- и у-токоферолов, в 5-10 раз ниже; 8-токоферол, являющийся неэкранированным фенолом, в 100 раз менее активен, чем а-токоферол.

Для биологической активности токоферолов в разных тест-системах (табл. 41) важ- нш^знаыение имел^ структура боковой^епи: при укорочении её на одну изопреноидную группу активность снижалась на 10 %, на 2 и более звеньев - полностью утрачивалась [130]. Необходимым условием проявления биологической активности является наличие ароматической ОН-группы в кольце гидроксихромана, с которой связаны антиоксидант­ные свойства токоферолов. Из этого следует, что стабильные эфиры а-токоферола, обычно используемые в качестве коммерческих препаратов витамина Е, не проявляют антиоксидантной активности в простых системах in vitro и приобретают её только после гидролиза эфирной связи ферментами, присутствующими в кишечнике и клетках [1066]. Этерификация токоферолов с образованием ацетил- или сукцинилзамещённых произ­водных позволяет повысить их устойчивость к окислению и увеличить сроки хранения.

Таблица 41

Относительная биологическая активность различных токоферолов и токотриенолов [130]

Соединение Тест на расса­сывание плода у крыс Тест на гемолиз эритроцитов у крыс Тест на мышечную I дистрофию у цыплят
а-Токоферол 100 100 100
(З-Токоферол 25-40 15-27 '2
В у-Токоферол 1-11 3-20 5
1 5-Токоферол 1 0,3-2,0 -
I Токол (2-метил-2-(4,8,12- триметилтридецил)-хроман-6-ол) - 1-3 -
а-Токотриенол 29 17-25 -
Р-Токотриенол 5 1-5

Вместе с тем у эфиров токоферолов часто выявляются новые биологические свойст­ва, не связанные напрямую с их антиоксидантной активностью. Так, было показано, что а-токоферилсукцинат в низких концентрациях (10-50 мкМ) обладает антипролифера- Уйвным^ проапоптотическим действием, снижает рост и индуцирует дифференцировку и гибель опухолевых клеток разных линий (мышиной меланомы В-12, меланомы чело­века, NB мышей, рака простаты человека, карциномы околоушной железы человека, рака груди человека, вирустрансформированных опухолей грызунов, некоторых видов рака гемопоэтических клеток человека, аденокарциномы лёгких человека (А549), брон­хокарциномы (BEAS-2B), карциномы желудка (SgC-7901) и прямой кишки человека, рака поджелудочной железы, карциномы шейки матки и яичника человека, клеток ней­робластомы, чешуйчатоклеточной карциномы ротовой полости человека) в культурах [1115, 1237, 1244, 1472, 1604], а также ингибирует рост опухолей у мышей и хомячков in vivo [1111, 1237].

Предполагается, что противоопухолевое действие сукцината а- токоферола может реализовываться через разные механизмы - индукцию апоптоза зло­качественных клеток через Fas- [1533] и р53-опосредованный путь [1359], активацию каспаз [1113], подавление активности протеинкиназы С [1651] (посредством активации протеинфосфатазы А2 [1113]) и поли(АДФ-рибоза)полимеразы [1355], дестабилизацию лизосомальных мембран [1116], ингибирование активации NF-кВ и его связывания с ДНК [1471], угнетение онкогенов с-тус и H-ras, усиливающих резистентность опухоле­вых клеток к облучению [404]. В пользу неантиоксидантного характера проапоптотиче- ского действия эфиров токоферолов свидетельствуют результаты работы [187]. Автора­ми показано, что апоптогенный эффект не гидролизумого эстеразами аналога витамина Е, 2,5,7,8-тетраметил-2/?-(4'К,8'К,12'-триметилтридецил)хроман-6-илоксиацетата, в от­ношении клеточных линий рака яичника и шейки матки человека более значителен, чем а-токоферилсукцината (до 4-кратного превышения в случае линии рака яичника ср70); при этом предварительная (перед добавлением а-токоферилсукцината) инкубация кле­ток ср70 бис-(р-нитрофенил)фосфатом, ингибитором эстераз, повышала как количество интактного, негидролизированного а-токоферилсукцината, так и число покончивших с собой клеток.

Интересно, что применение сукцината а-токоферола в таких же концентрациях, как правило, це^оказывало антипролиферативного или токсического действия на нормаль­ные клетки. Более того, он эффективно защищал гепатоциты крыс от токсического дей­ствия АКМ, образующихся в митохондриях [1695]. На клеточных культурах и in vivo была показана повышенная аккумуляция сукцината а-токоферола в митохондриях гепа- тоцитов [545]. В то же время инкубация клеток HeLa и нормальных фибробластов чело­века в присутствии 37,6 мкМ а-токоферилсукцината показала, что через 24 часа культи­вирования его содержание в обоих типах клеток существенно не различается, и феномен антипролиферативного эффекта а-токоферилсукцината в отношении преимущественно опухолевых клеток авторы склонны связывать с их повышенной по сравнению с нор­мальными клетками чувствительностью к данному эфиру витамина Е [883]. Одной из причин специфического действия а-токоферол сукцината в отношении опухолевых кле­ток является снижение эстеразной активности в этих клетках по сравнению с нормаль­ными и, как следствие, их неспособность к эффективному гидролизу эфирной связи [1111]. При этом как сам а-токоферол. так и другие его эфиры (а-токоферола ацетат, а- токоферола никотинат) аналогичным действием не обладают [1237]. Показано также, что сукцинат а-токоферола синергично усиливает противоопухолевый эффект приме­няемых при терапии злокачественных новообразований у-облучения [883], гипертермии [1316], многих химиотерапевтических средств [1237], при этом не повреждая, а зачас­тую и защищая нормальные клетки, подвергнутые аналогичному воздействию. Специ­фические проапоптотические свойства сукцината а-токоферола в отношении опухоле­вых клеток позволили предложить его в качестве препарата комбинированного (проти­воопухолевого и антиатерогенного) действия [1111, 1472, 1604].

Патологические изменения, связанные с недостатком витамина Е, описаны у многих домашних и лабораторных животных, а также у животных диких видов. Проявления недостаточности витамина Е весьма многообразны и существенно зависят от вида жи­вотного, его возраста, рациона питания и многих других факторов. Хорошо известно заболевание пресноводных черепах и крокодилов (стеатит), возникающее при кормле­нии их пищей, содержащей мало витамина Е и избыток ненасыщенных жирных кислот (жирной морской рыбой и крысами). Проявляется стеатит в очаговом изменении под­кожной клетчатки и мышц, на более поздних стадиях у рептилии нарушается координа­ция движений, возможны параличи конечностей, животное отказывается от корма. Ле­чение заболевания заключается во введении больному питомцу витамина Е в любой до­пустимой форме 1-3 раза в течение 1 недели в количестве 50-800 ME, в зависимости от массы животного. Однако необходимо учитывать, что витамин Е (токоферилацетат) до­вольно токсичен для рептилий и передозировки его могут приводить к тяжелым пораже­ниям печени.

У крыс, содержащихся на витамин Е-дефицитной диете, развиваются неврологиче­ские нарушения [1355], возрастает метаболическая активность перитонеальных макро­фагов, снижается активность СОД и повышается вязкость мембран эритроцитов [145]. Особенно тяжёлые нарушения возникают у животных с комбинированными алиментар­ными дефицитами. Так, недостаток в пище витамина Е и селена вызывает у морских свинок фатальную миопатию, в то время как отсутствие только токоферола сопровожда­ется лишь минимально выраженным некрозом мышечной ткани [690]. Двойной дефицит витамина Е и С у морских свинок приводил к гибели 1/3 животных в первые 9 дней ис­следования, у оставшихся животных развивался паралич задних, через несколько часов - и передних лап, появлялись нарушения дыхания, несовместимые с жизнью и требующие

эвтаназии; эти патологические изменения обусловлены, очевидно, свободнорадикаль­ным поражением центральной нервной системы [691].

На уровень токоферолов в разных органах существенное влияние оказывают феноль­ные соединения. Так, потребление крысами в течение 4 недель пищи, обогащённой ио- нолом (4 г/кг), в 2 раза повышало содержание а-токоферола в плазме и печени и в 3,7 раза в лёгких, при этом отношение у-токоферол/а-токоферол падало в плазме, печени и лёгких в 4, 2 и 3 раза соответственно [802]. В тех же условиях влияние феруловой кисло­ты и куркумина было незначительным, однако добавление в корм сезамина приводило к 10-, 14- и 16-кратному возрастанию уровня у-токоферола в плазме, печени и лёгких со­ответственно. Такой эффект сезамина может быть обусловлен его способностью усили­вать связывание у-токоферола с токоферолпереносящими белками [1656]. Кофейная ки­слота также увеличивала содержание а-токоферола в плазме крови крыс и выделенных из плазмы липопротеинах [1104]. Значительные изменения концентрации токоферола в различных тканях крыс наблюдались в процессе адаптации к холоду. В первые 2-5 часов нахождения животных при 5 °С в сыворотке, в надпочечниках, эпидермальном жире и митохондриях, выделенных из печени, содержание токоферола снижалось на 20-50 %, однако после 5-10 дней адаптации к холоду его количество в тимусе, надпочечниках, буром жире, сердце и лёгких увеличивалось в среднем на 25-70 % [73]. Обилие биохи­мических и морфологических нарушений на клеточном и субклеточном уровне, разно­образие факторов, способствующих и препятствующих развитию дефицита витамина Е, позволяют рассматривать его как специфическое соединение с множеством биологиче­ских функций, играющее важную роль в метаболических процессах.

У человеку явно выраженных авитаминозов Е с клиническими проявлениями прак­тически не бывает, так как запас этого витамина в печени обычно достаточно велик. Вместе с тем гиповитаминоз Е часто наблюдается у новорожденных, так как плацента] плохо проницаема для жирорастворимых соединений. С дефицитом витамина Е связана гемолитическая желтуха у новорожденных. У взрослых токоферольная недостаточность' может возникать в результате нарушения его всасывания при заболеваниях желудочно- кишечного тракта, печени или поджелудочной железы, а та::же редко встречающегося аутосомного рецессивного нейродегенеративного заболевания, обусловленного генети­ческим дефектом а-токоферолпереносящего белка печени. Возникающий дефицит ви­тамина Е проявляется прогрессирующей периферической нейропатией, атаксией (рас­стройство координации движения), дизартрией (расстройство артикуляции), умственной отсталостью, иногда - миопатией скелетных мышц и пигментным ретинитом, наблюда­ется также угнетение функции половых желез, мышечная дистрофия, нарушение цело­стности эритроцитов [1168].

Потребность в витамине Е зависит от возраста, пола и физиологического состояния организма. Согласно нормам питания, утверждённым в России и США, суточная по­требность в витамине Е для взрослого человека составляет 12-15 мг. для детей первого года жизни около 5 мг (табл. 42). Эпидемиологические исследования выявляют как у п мужчин, так и у женщин прямую взаимосвязь между развитием коронарного атероскле­роза и поступлением витамина Е с пищей [1281, 1442]. Многолетнее рщдомизированное исследование также показало, что дополнительный приём витамина Е (100 МЕ или больше в день) приводит к достоверному снижениюстенозирования коронарных арте- рий, что связывается авторами со снижением окисления липопротеинов низкой плотно­сти и уменьшением риска возникновения атеросклеротического поражения сосудов [706]. Хотя научное обоснование, эпидемиологические данные и ретроспективные ис­следования довольно весомы, однако в результате проспективных, рандомизированных.

299 ^

плацебо-контролируемых испытаний до сих пор не получены бесспорные доказательст- I ва пользы дополнительного употребления витамина Е. Так, полученные данные были недостаточно убедительными, чтобы Комиссия по пищевым антиоксидантам Департа­мента еды и питания Национальной академии наук США (Panel on Dietary Antioxidants of the US Food and Nutrition Board) увеличила норму ежедневного поступления витамина Е более чем на 50 % (с 10 до 15 мг в сутки) (табл. 42) [497].

^ Таблица 42

Рекомендуемые и максимально приемлемые ежедневные дозы витамина Е (мг)

Россия США Европа
Возраст, группа лю­дей Рекомен­

дуемая

доза

Возраст, группа лю­дей Рекомен­

дуемая

доза

Прием- I

лемый

предел

Возраст, группа людей Рекомен­

дуемая

доза

Прием­лемый предел 1
Мужчины 15 до 6 мес 4 НО < 1 года ПО
Женщины 12 7 мес - 1 год 5 НО 1-3 года 100
1-3 года 6 200 4-6 лет 120
4-8 лет 7 300 7-10 лет 160
9—13 лет 11 600 11-14 лет 220
14-18 лет 15 800 15-17 лет 10 260
>19 лет 15 1000 > 18 лет
Беременные Беременные Беременные
19 лет 15 1000 300
Кормящие

матери

15 Кормящие

матери

19 лез

19 1000

Примечание: НО - не определяется вследствие отсутствия данных о неблагоприятном эф­фекте витамина Е в данной возрастной группе.

ГLУпотребление токоферола, в отличие от других витаминов и пищевых добавок, прак­тически никогда"не приводи^ к развитию гипервитаминоза. В то же время показаноТчто ежедневный приём 800-1200 мг витамина Е может иметь антикоагуляционный эффект (токоферол вмешивается в механизмы свёртывания крови, опосредуемые витамином К) и приводить к кровотечениям, а дозы свыше 1200 мг в день - к головным болям, повы­шенной утомляемости, тошноте, диарее, судорогам, слабости, затуманиванию зрения, дисфункции гонад [542, 783]. У людей с гипертонией назначение витамина Е в дозах 800 мг и более может вызвать повышение артериального давления. Кроме того, обнаружено, что содержание в течение 7 дней животных (крысы) на диете, обогащенной токоферола­ми (0,5 %) приводит к развитию геморрагической токсичности, что сопровождается снижением протромбинового индекса [1478]. По эффективности геморрагических изме­нений природные токоферолы располагались в аналогичный их биологическому дейст-

вию (табл. 41) ряд: а-токоферол > Р-токоферол > у-токоферол > 8-токоферол. В другой работе не обнаружено усиления гемолиза эритроцитов крыс, которым в течение 8 недель добавляли в корм 10 г полностью рацематического а-токоферилацетата, однако в цито­плазме эритроцитов этих животных при условии содержания в их корме рыбьего жира (жира лосося) существенно снижались концентрации СОД, глутатионпероксидазы, ката­лазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы [526].

В этой связи в опубликованном в апреле 2000 г. предписании Департамента еды и питания НАН США установлен приемлемый верхний предел поступления витамина Е - 1000 мг в день [497, 783]; в заключении Научного комитета по питанию Евросоюза от 4 апреля 2003 г. указаны ещё более низкие цифры - 300 мг в день [1161] (табл. 42).

<< | >>
Источник: Меныцикова Е. Б. и др.. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты / Е.Б. Меныцикова, В.З. Ланкин, Н.К. Зенков, И.А. Бондарь, Н.Ф. Круговых, В.А. Труфакин. - М.: Фирма «Слово»,2006. - 556 с.. 2006

Еще по теме Биологическая активность:

  1. Биологическая активность ИЛ-1
  2. Глава 5.БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА
  3. Биологически активные добавки к пище
  4. Проявление биологической активности на разных клетках-мишенях
  5. КОНСТРУИРОВАНИЕ И СКРИНИНГ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
  6. 12.3. ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ХИМИИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
  7. ОПИСАНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ВЕЩЕСТВ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
  8. Садоян В. А.. Биологически активные добавки на фармацевтическом С14 рынке2006, 2006
  9. ВИРТУАЛЬНЫЙ СКРИНИНГ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ИЗВЕСТНОЙ СТРУКТУРЕ РЕЦЕПТОРА
  10. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ГЕЛИ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ И ПРОФИЛАКТИКИ ПОРАЖЕНИЙ МЯГКИХ И КОСТНЫХ ТКАНЕЙ
  11. ВОЗМОЖНОСТИ МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ В ПОЛУЧЕНИИ БЫСТРОРАСТВОРИМЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ДОБАВОК
  12. Георгиевский В. П., Комиссаренко II. Ф., Дмитрук С. Е.. Биологически активные вещества лекарственных растс- ний/Георгиевский В. П., Комиссаренко II. Ф., Дмитрук С. Е.—Новосибирск: Наука, Сиб, отд-ние,1990, 1990
  13. ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ И ЛЕКАРСТВЕННОЕ РАСТИТЕЛЬНОЕ СЫРЬЕ, СОДЕРЖАШИЕ РАЗЛИЧНЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА
  14. Коллектив авторов. Биологически активные вещества гидробионтов - новый источник лекарств. Под редакцией канд. мед. наук О. Г. Саканде лидзе и канд. мед. Наук. Кишинев, «Штиинца», 1979, 248 с., 1979