Фармакологическое действие витаминов антиоксидантов

Витамины, витаминные препараты и антиоксидантные комплексы

Витамины и витаминные препараты наряду с иммуномодулирующими свойствами проявляют ряд общеизвестных жизнеобеспечивающих качеств, принимая участие в метаболизме и дыхании клеток и во всех других функциях. Выраженной иммунотропной активностью обладают препараты витаминов Е, A, F, С, витамины группы В, Р и др.

В последние годы важное значение придают антиоксидантным свойствам витаминов, особенно в сочетании с некоторыми микроэлементами, при лечении и профилактике нарушений в иммунной системе, связанных с воздействием свободных радикалов (оксидантов).

Свободные радикалы (оксиданты)- это молекулы или их части, имеющие неспаренный электрон на молекулярной (атомной) орбите (т. е. со свободной валентностью). Чаще всего они образуются в процессе многоступенчатых окислительных реакций (промежуточные продукты), а также в ходе реакций с изменением валентности элементов (НАДФ, Fe в гемоглобине и др.).

К свободным радикалам относятся гидропероксид (НО2), перекисные радикалы (RO2), супероксидный радикал (О:), гидроксильный радикал (ОН), синглетный кислород (\О ). Перекись водорода не является свободным радикалом, но активно участвует в образовании гидроксиль-ного радикала.

Свободнорадикальное окисление (СРО) — это универсальный физиологический процесс. Свободные радикалы играют важную роль в физиологических процессах организма.

Физиологическая роль свободных радикалов в норме

Участие: а) в окислении и восстановлении коферментов; б) в транспорте кислорода; в) в процессах тканевого дыхания; г) в процессах энергетического обмена; д) в биосинтезе прогестерона, простагландина Е1, кортикостероидов; е) в построении и самообновлении липидных мембранных структур.
Ускорение трансмембранного транспорта глюкозы,
Детоксикация ксенобиотиков (чужеродных, веществ).
Уничтожение (фагоцитоз) бактерий и вирусов.

Чрезмерное же образование свободных радикалов может привести к различного рода патологическим последствиям.

Патологические эффекты избыточного накопления (или чрезмерной активности) свободных радикалов

Повреждение жизненно важных ферментных структур клетки: сукцинатдегидрогеназы, ксантиноксидазы (поврежденная ксантиноксигеназа сама становится активным поставщиком супероксиданиона), глутатиона, цитохромоксидазы, липоевой кислоты, коэнзима А с потерей их биологической активности.
Инициация перекисного окисления полиненасыщенных жирных кислот.
Повреждения липидного компонента биологических мембран.
Прямое воздействие на внутриклеточные структуры (угнетение клеточного иммунитета, мутации, опухоли).
Угнетение гуморального иммунитета.
овреждение структур соединительной ткани.
Инициация самоускоряющегося образования более сильных свободных радикалов.

Подсчитано, что 1-3% вдыхаемого кислорода используется на образование супероксиданиона.

При этом каждая клетка организма человека ежедневно продуцирует 10 млрд. частиц супе-роксиданиона (О2*), а в течение года в организме человека образуется свыше 2 кг супероксида.Подсчитано также, что ДНК каждой клетки подвергается 100 000 оксидативных ударов в день и получает более 20 повреждений.

Восстановительные же системы в норме исправляют только 99% повреждений, в то время как 1% повреждений сохраняется и такие ДНК вступают в свободнорадикальные разветвленные цепные реакции.

Причины избытка свободных радикалов в организме весьма разнообразны и могут быть разделены на внутренние и внешние.

Внутренние причины избытка свободных радикалов в организме (переход биологического окисления на неферментативный путь)

Гиповитаминоз.
Гипоксия.
Эндогенная интоксикация.
Воздействие бактерий и вирусов.
Психоэмоциональные стрессы.
Частые физические перегрузки.
Нарушение озонового слоя атмосферы.
Воздействие проникающего ионизирующего и солнечного излучения.

Внешние причины избытка свободных радикалов в организме (поступление свободных радикалов из внешней среды)

Радионуклиды.
Промышленные отходы.
Токсины непромышленного происхождения.
Некачественные пищевые продукты.
Табачный дым.
Злоупотребление алкоголем.

Длительное лечение химиопрепаратами, антибиотиками, кортикостероидами, нестероидными противовоспалительными, болеутоляющими, контрацептивными и другими лекарственными средствами.

В организме человека существуют специальные вещества – антиоксиданты (антиокислители), способные тормозить или устранять свободнорадикальное окисление органических веществ. Большинство антиоксидантов имеют подвижный атом водорода (АО-С- -Н). Это позволяет заменить кислород в активном свободном радикале и образовать малоактивный радикал (радикальную форму антиоксиданта).

Главными компонентами системы антиоксидантной защиты организма являются:

биологические антиоксиданты (витамины и другие вещества, обладающие антиокси-дантными свойствами);
антиоксидантные ферментные системы, активность которых во многом зависит от содержания в активной группе фермента цинка, меди, селена и других микроэлементов.

Витамины-антиоксиданты. Среди биологических антиоксидантов наиболее выраженными антиоксидантными свойствами обладают токоферолы (витамин Е); каротиноиды (включая витамин А) и аскорбиновая кислота (витамин С). Эти же витамины обладают выраженным иммуностимулирующим эффектом.

Из токоферолов наиболее биологически активным является альфа-токоферол (витамин Е). Он стабилизирует мембранные структуры, в которых происходят процессы СРО, угнетает образование липоперекисей, разрывает цепочку свободнорадикального окисления путем нейтрализации свободных радикалов в момент их возникновения. Молекулы витамина локализируются во внутренних мембранах митохондрий. Витамин Е защищает митохондрии, лизосомы от повреждающего действия перекисей, поддерживает функциональную целостность внешней цитоплазматической мембраны клетки и является основным фактором резистентности эритроцитов к гемолитическим ядам, самым важным защитным веществом при действии различных факторов, патологических состояниях, для которых характерны нарушения свободнорадикаль-ного окисления. Активирует синтез белка, в том числе, иммуноглобулинов. Повышает уровень эндогенного интерферона.

Ретинол (витамин А) и каротиноиды. Витамин А необходим для образования серосодержащих биомолекул, связывания и обезвреживания эндогенных веществ и ксенобиотиков. Как антиоксидант, он тормозит превращение сульфгидрильных групп в дисульфидные. Участвует в синтезе гликопротеинов, влияет на метаболизм мембранных фосфолипидов. Антиоксидантное действие витамина А при этом объясняется участием в обмене тиоловых соединений, нормализацией функционально-структурных свойств мембран. Витамин А препятствует канцерогенному действию бензпирена и других веществ, что связано со способностью тормозить микросомаль-ное окисление этих соединений. С антиоксидантным торможением превращения ксенобиотиков связаны противомутагенные свойства витамина А. В то же время избыток окисленных промежуточных продуктов бета-каротина и витамина А может оказывать прооксидантный эффект.

Витамин А нормализует дифференцировку клеток, изменяя экспрессию генов главного комплекса гистосовместимости, тормозит пролиферацию клеток и повышает синтез ДНК. Используется для профилактики возникновения опухолей, подавления их роста и метастазирования (этот эффект наиболее выражен у искусственных аналогов – витамеров А). Он является антиинфекционным препаратом, повышает устойчивость к заболеваниям слизистых оболочек верхних дыхательных путей, желудка и кишок, к инфицированию кожи. Витамин А поддерживает деление иммунокомпетентных клеток, нормальный синтез иммуноглобулинов, в том числе секреторного иммуноглобулина А и других факторов специфической и неспецифической защиты организма от инфекций (ИНФ, лизоцим), активирует ферменты лизосом, в том числе и в фагоцитах, что необходимо для переваривания захваченных микроорганизмов.

К ним относятся:

Супероксиддисмутаза (СОД): а) Cu-зависимая внутриклеточная; б) Zn-зависимая внеклеточная; в) Mn-зависимая митохондриальная;
Каталаза и пероксидазы – Fe-зависимые;
Церулоплазмин – Си-зависимый;
Глутатионпероксидаза (Г-SH) – Se-зависимая.

Таким образом в состав ферментных систем, обладающих антиоксидантными свойствами, входят микроэлементы – медь, цинк, магний, железо, селен, которые в большой мере обеспечивают антиоксидантный потенциал организма, способствуя синтезу указанных ферментов.

Особенно большое внимание в последние годы уделяют селену и цинку.

Селен. Самое большое количество селена содержится в белках с высоким содержанием цистина: образуются трисульфиты, которые, подобно сульфгидрильным группам мембранных белков, регулируют стабильность и проницаемость мембран. Антиоксидантный эффект селена обусловлен его действием, как составной части глутатионпероксидазы. При дефиците селена и снижении активности глутатионпероксидазы повышается гемолиз эритроцитов вследствие действия перекиси водорода и липоперекисей. На активность глутатионпероксидазы влияет уровень содержания витаминов С и А, которые способствуют усвоению селена, его транспорту и утилизации. Селен также участвует в фотохимических реакциях, связанных с функцией зрения, имеет антибластомное действие. Витамин Е предохраняет селен от окисления и способствует его сохранению. Добавление селена при Е-дефицитном рационе тормозит накопление липопереки-сей, ликвидирует или предупреждает симптомы Е-витаминной недостаточности. Обновленный глутатион и глутатионпероксидаза превращают липоперикиси в менее токсичные оксикислоты и этим препятствуют повреждению биоструктур. Пополнение фонда глутатиона совершается за счет аминокислот, которые содержат серу.

Что касается цинка, то кроме антиоксидантных свойств в последние годы получены доказательства его важной роли в поддержании нормальной функции иммунной системы. Установлено, что дефицит пинка в организме способствует следующим процессам:

Уменьшению количества тимоцитов в тимусе;
Снижению уровня тимулина (одного из гормонов тимуса, активирующегося в присутствии цинка) в сыворотке крови;
Уменьшению гиперчувствительности замедленного типа;
Уменьшению количества периферических Т-лимфоцитов;
Уменьшению пролиферации Т-лимфоцитов под влиянием ФГА;
Снижению цитотоксической активности Т-лимфоцитов;
Снижению функции Т-лимфоцитов-хелперов;
Снижению активности ЕК-клеток;
Снижению функции макрофагов (фагоцитоз, внутриклеточный киллинг);
Снижению функции нейтрофилов (кислородный взрыв, хемотаксис);
Уменьшению продукции антител.

При нормализации содержания цинка в организме наблюдаются следующие эффекты:

Увеличение количества тимулина;
Восстановление нарушенных иммунных функций;
Увеличение количества CD4+ лимфоцитов у больных СПИДом;
Уменьшение частоты оппортунистических инфекций у больных СПИДом;
Улучшение состояния больных ревматоидным артритом;
Клиническая эффективность при ОРВИ;
Усиление продукции ИНФ-альфа, ИНФ-гамма, ИЛ-1, ИЛ-6, ФНО-альфа;
Усиление экспрессии рецептора к ИЛ-2.

Витамин А защищает SH-группы глутатиона.
Глутатион восстанавливает радикальную форму витамина С.
Витамин С восстанавливает радикальные формы витаминов А и Е.
Витамин Е восстанавливает радикальную форму витамина А.

Существует взаимосвязь между обменом цинка и витамина А. Так, всасывание цинка нарушается при гиповитаминозе А, при дефиците одного антиоксиданта возникает дефицит другого. Одновременный дефицит обоих факторов приводит к срыву гомеостатической регуляции организма. Поэтому включение в антиоксидантный комплекс одновременно цинка и витамина А является чрезвычайно целесообразным.

Соединение в антиоксидантном комплексе меди и цинка также необходимо, так как одновременное присутствие в препарате ионов меди и цинка сопровождается синергизмом их действия.

Совмещение в одном препарате меди и витамина С в физиологических дозах также является необходимым, потому что употребление аскорбиновой кислоты в высоких дозах понижает содержание церулоплазмина в сыворотке крови.

Необходимость в антиоксидантах резко возрастает при состояниях и заболеваниях, обусловливающих истощение определенных звеньев антиоксидантной системы или их нарушение (срыв):

Болезнях органов кровообращения: атеросклерозе, гиперлипидемии с ожирением и без него, артериальной гипертензии, ишемической болезни сердца, миокардиодистрофии, кардиомиопатиях;
Ревматических заболеваниях: ревматизме, диффузных болезнях соединительной ткани, системной красной волчанке, ревматоидном артрите, подагре, остеоартрозе, болезни Бехтерева;
Заболеваниях органов дыхания: пневмонии, бронхите, бронхиальной астме, бронхоэкта-тической болезни, силикозе, пневмосклерозе;
Заболеваниях органов пищеварения: гастрите, язвенной болезни, хроническом панкреатите, заболеваниях печени (гепатит, цирроз), желчных путей, хроническом энтерите, колите, дисбактериозе, лямблиозе, гельминтозах;
Преобладании углеводов и дефиците белков в пищевом рационе, наличии в продуктах нитритов, нитратов, ядохимикатов, пестицидов, соединений свинца, ртути и кадмия;
Чрезмерном энергетически ценном (калорийном) питании, употреблении насыщенных жиров, продуктов, богатых холестерином;
Инфекционно-токсических процессах;
Гипоксии;
Длительном приеме лекарственных средств;
Физиотерапевтических процедурах, лазеротерапии;
Хроническом стрессе (психоэмоциональных перегрузках, работе в экстремальных, неблагоприятных климатических условиях);
Гиподинамии и, наоборот, интенсивной физической нагрузке;
Преждевременном старении;
Ионизирующем облучении, лучевой болезни, инкорпорации радионуклидов;
Чрезмерном инфракрасном, ультрафиолетовом облучении;
Неблагоприятной промышленной экологической ситуации: влиянии различных химических токсических веществ, тяжелых металлов, оксидов азота, озона, углеводородов, кварцевой пыли и др.;
Курении, хроническом алкоголизме.

Хорошо известно, что состояние организма зависит от поступления в него различных веществ из окружающей среды. Это понимали уже в Древней Греции, говоря, что “мы представляем собой то, что мы едим”.

В организм с пищей поступают жирорастворимые антиоксиданты-витамины А, Е, К и водорастворимые–аскорбиновая кислота, флавоноиды, серосодержащие аминокислоты. Поэтому сбалансированное рациональное питание является залогом нормального функционирования физиологической антиоксидантной системы и профилактики болезней, в развитии которых большое значение имеет антиоксидантная недостаточность и связанный с ней иммунный дисбаланс. Питание может быть неполноценным по разным причинам: из-за определенных пищевых предпочтений, недоедания, недостаточного употребления овощей, фруктов, зелени зимой и весной, неправильной кулинарной обработки пищевых продуктов. Поэтому возникает необходимость назначения антиоксидантов-витаминов и микроэлементов в виде добавок.

Реальная суточная потребность в витаминах, микроэлементах может колебаться в зависимости от массы тела пациентов, условий окружающей среды, способа жизни, характера питания, возраста, пола, соматического состояния (здоровье, преморбидное состояние, болезнь, реконва-лесценция и т. п.). Удовлетворить суточную потребность организма человека в микроэлементах значительно тяжелее, чем в витаминах (особенно это касается селена). Поэтому дополнительная поддержка антиоксидантной системы с помощью антиоксидантных веществ чрезвычайно актуальна. Традиционным является использование витаминов (бета-каротина, А, Е, С, В6, РР, К), микроэлементов и минералов (селена, меди, цинка, железа, магния, серы, марганца), препаратов – унитиола, метионина, кортикостероидов, эстрогенов, липоевой кислоты, оксибутирата натрия, эссенциале. Однако оптимальным является назначение витаминов и микроэлементов в составе антиоксидантных комплексов. По данным отчета Food and Drug Administration (FDA,1996) – специального органа в Америке, контролирующего качество пищевых продуктов и лекарственных средств, – антиоксидантные препараты принимают 72,4% жителей США возрастом свыше 30 лет. 40% из них принимают антиоксидантные препараты как добавку к еде в течение нескольких лет. Выше уже упоминалось, что наиболее сильными природными антиоксидантами и иммуностимуляторами являются витамины – С, А, Е, микроэлементы цинк, медь, селен.

Между витаминами, а также между ними и микроэлементами существует тесная физиологическая взаимозависимость. Эффективность каждого из этих антиоксидантов возрастает при их совместном употреблении благодаря взаимному синергизму. Соединение в одном препарате значительно усиливает не только антиоксидантный, но и иммуномодулирующий эффект каждого из ингредиентов. Перечисленные антиоксиданты-витамины и микроэлементы составляют основу антиоксидантных препаратов.

Одним из показателей сбалансированности антиоксидантного препарата является соответствие состава его ингредиентов физиологической суточной потребности взрослого человека. При этом, чем больше наблюдается случаев совпадения с физиологической суточной потребностью составных препарата, тем безопаснее и эффективнее его длительный (более 3-4 месяцев) профилактический прием.

В настоящее время на фармацевтическом рынке Украины имеется большое количество препаратов, обладающих антиоксидантными свойствами.

Источник