1. Рациональная статинотерапия: точка зрения

   В.И. Волков, А.С. Исаева

2. Рецептори до гістаміну та ефекти їхньої активації

   О.М. Радченко

3. Необхідний мінімум знань із клінічної фізіології водно‑електролітного обміну

   О.А. Галушко

4. Дегідратаційний синдром: класифікація, клініка, інфузійна терапія

   С.М. Недашківський, О.А. Голубовська, О.А. Галушко

5. Ресвератрол – эликсир молодости и защита от рака?

6. Вміст вітаміну D – важливий показник стану здоров’я жінок у період менопаузи

7. Проблема лікування неускладненого циститу у практиці сімейного лікаря

8. Оптимизация патогенетической терапии у пациентов с ХОЗЛ в сочетании с ИБС

   Е.О. Крахмалова, Ю.Е. Харченко, А.Ю. Токарева

9. Эффективность и безопасность терапии L‑карнитином при хронической сердечной недостаточности: мета‑анализ результатов рандомизированных контролируемых исследований

10. Інфекційна діарея: як діагностувати і лікувати згідно з доказовими даними?

Содержание статьи:

• Сиртуины и ресвератрол продлевают жизнь – это слишком хорошо, чтобы быть правдой?
• Нет неудачных экспериментов, есть эксперименты с неожиданным концом
• Активность против бактерий Propionibacterium acne

В последние годы взгляд многих ученых, врачей, биологов, косметологов и нутрициологов прикован к веществу под названием ресвератрол. Данный интерес возник в результате «громкой» публикации Дэвида Синклера в журнале Nature в 2003 году, в которой он заявил, что открыто вещество, способное продлить жизнь организма. С того времени споры в научном мире не утихают, и немало «копий» еще будет сломано в научных баталиях вокруг данного вещества. Попробуем разобраться, что же это за «магическое» вещество.

В экспериментах с мышами и крысами были выявлены противораковые, противовоспалительные, сахароснижающие, хелатирующие и другие положительные эффекты ресвератрола. Большинство этих результатов пока еще не были подтверждены у людей. По данным одного эксперимента, очень высокая доза ресвератрола (3-5 г) существенно снижала уровень глюкозы крови у пациентов.

Сиртуины и ресвератрол продлевают жизнь – это слишком хорошо, чтобы быть правдой?

Не однажды мы слышали или читали о положительном влиянии умеренного употребления сухого красного вина на здоровье человека. Впрочем, положение о его терапевтических свойствах было известно еще на заре человеческой цивилизации. Уже тогда вино стало глобальным социо-религиозным символом, ассоциирующимся со множеством преимуществ, в том числе оно наделялось лечебными и магическими свойствами.

Рисунок 1. Химическая формула ресвератрола

 

Рисунок 1. Химическая формула ресвератрола

Популярное ныне мнение о пользе умеренного употребления вина впервые было высказано отцом медицины – Гиппократом. Однако польза красного вина в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний впервые стала предметом научного исследования лишь относительно недавно – после того, как в 1992 г. в журнале The Lancet были опубликованы результаты исследования французских ученых Сержа Рено (Serge Renaud) и Мишеля де Лоржериля (Michel de Lorgeril). Они показали, что у французов наблюдается низкий уровень смертности вследствие ишемической болезни сердца, несмотря на такое же высокое потребление жиров, как у других европейцев и американцев, а также невзирая на распространенность у них других факторов риска, в том числе курения. Это явление было названо «французским парадоксом» (french paradox), который ученые объясняют присущей французам «средиземноморской диетой», включающей сравнительно большое потребление красного сухого вина (S. Renaud, de M. Lorgeril, 1992).

В 1997 г. результаты голландского эпидемиологического исследования показали, что уровень патологии коронарных артерий у мужчин пожилого возраста обратно пропорционален употреблению ими флавоноидов, которые содержатся, в том числе, в красном вине (M.G. Hertog, E.J. Feskens, D. Kromhout, 1997).

Затем результаты ряда исследований показали или подтвердили антиоксидантное, гипохолестеринемическое, кардиопротекторное, противораковое действие красного вина и/или биологически активных веществ, входящих в его состав (J.M. Wu, Z.R. Wang, T.C. Hsieh et al., 2001; D.K. Das, N. Maulik, 2006; S. Das, D. Santani, N.S. Dhalla, 2006; S. Das, D.K. Das, 2007; S.V. Penumathsa, N. Maulik, 2009).

Один из этих компонентов – флавоноид ресвератрол – содержится в кожуре и косточках винограда и попадает из них в красное вино в процессе его созревания. В экстремальных условиях это вещество вырабатывается не только виноградом, но и многими другими растениями. Подобными свойствами обладает около 2 десятков других веществ, синтезируемых растениями в ответ на стресс. Ряд исследователей выдвигают или поддерживают гипотезу о том, что ресвератрол не только помогает противостоять стрессу (повышение температуры, голод), но и способен замедлить процессы старения. Биологически активное вещество ресвератрол обладает антиоксидантными свойствами и является активатором сиртуинов.

Сиртуины (sirtuins; от англ. Silent Information Regulator 2 (Sir2) proteins) – класс ферментов, обнаруженных во всех организмах, от бактерий до человека. Предполагается, что сиртуины регулируют процессы старения, транскрипции, апоптоза (запрограммированной гибели клеток) и сопротивляемости стрессу (например, голоданию), а также отвечают за продолжительность жизни некоторых организмов. Название Sir2 применяется относительно дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), у которых был обнаружен данный фермент, плодовых мух Drosophila melanogaster и круглых червей Caenorhabditis elegans. Подобные белки, характерные для прочих дрожжей, называются Hst1, а для человека – SIRT1.

Полезные свойства ресвератрола, как полагают, связаны с его способностью активировать фермент Sir2. Сиртуины еще 10 лет назад связывали с долгожительством. Именно тогда профессор биологии Леонард Гуаренте (Leonard P. Guarente) из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) в Кембридже (США) обнаружил, что продолжительность жизни дрожжей при добавлении им дополнительных копий гена, кодирующего фермент Sir2, значительно повышается (M. Kaeberlein, M. McVey, L. Guarente, 1999).

Четыре года спустя Дэвид Синклер (David Sinclair), постдокторант профессора Л. Гуаренте, опубликовал работу, в которой показал, что ресвератрол способен активировать сиртуины в дрожжах и таким образом увеличивать продолжительность их жизни (K.T. Howitz, K.J. Bitterman, H.Y. Cohen, D. Sinclair et al., 2003).

Д. Синклер в дальнейших работах по изучению данного вещества продемонстрировал, что у круглых червей, получавших с пищей ресвератрол, увеличивалась продолжительность жизни (J.G. Wood, B. Rogina, S. Lavu, D. Sinclair et al., 2004). При этом ученых поразило не столько сходство реакции разных организмов, сколько тот факт, что данный феномен наблюдался у взрослого червя, чьи клетки уже не делятся и у которого репликативный механизм старения, свойственный дрожжам, не действует.

Возник логичный вопрос: каким образом «работает» ген, кодирующий белок Sir2?

Исследователи обнаружили, что данный ген кодирует фермент, обладающий необычными свойствами. Молекула ДНК в клетке находится в компактной форме: она намотана на «катушки», образованные гистонами (ядерными белками, необходимыми для сборки и упаковки нитей ДНК в хромосомы; существует несколько типов гистонов, названных H1, H2A, H2B, H3, H4 и Н5).

С активацией транскрипции ДНК происходит ацетилирование гистонов под действием фермента гистонацетилтрансферазы. Присоединенные к гистонам ацетильные группы выполняют роль «химических меток», при помощи которых поддерживается нужная плотность упаковки ДНК: ацетилирование гистонов придает отрицательный заряд их поверхности, что приводит к отталкиванию их друг от друга. В результате «закрытая» до этого ДНК становится доступной для ферментов, осуществляющих транскрипцию. Если часть этих «меток» удалить, то ДНК наматывается на гистоновую «катушку» слишком туго, и ферменты, обеспечивающие вычленение из нее кольцевых рибосомных ДНК (рДНК), отвечающих за синтез компонентов рибосом, оказываются заблокированными. Участки ДНК в таком сверхплотном состоянии называются молчащими (англ. silent), потому что ни один из их генов не может быть активирован.

Доказано, что белок Sir2 является одним из ферментов, который отщепляет от гистонов ацетильные группы и таким образом участвует в поддержании генов в «молчащем» состоянии. Данный фермент активен лишь в присутствии кофермента никотинамидадениндинуклеотида (англ. nicotinamide adenine dinucleotide, NAD⁺), участвующего в большинстве метаболических процессов. Эта сложная цепь биохимических процессов может объяснять связь между характером питания и старением.

Известно, что продолжительность жизни напрямую зависит от количества потребляемых калорий. Режим ограничения обычно заключается в уменьшении количества потребляемой пищи на 30-40% по сравнению с тем, что считается нормой. Показано, что крысы и мыши, собаки и приматы на такой диете не только живут дольше, но и отличаются лучшим состоянием здоровья. У них снижается частота возникновения многих заболеваний, включая рак, сахарный диабет и нейродегенеративные расстройства. Однако репродуктивные способности при этом ослабевают.

Ранее исследователи полагали, что при сниженном количестве потребляемой пищи замедляется метаболизм, что способствует уменьшению количества образующихся при этом токсинов, побочных продуктов пищеварительного процесса. Сегодня такая точка зрения признана ошибочной – низкокалорийная диета вовсе не замедляет метаболизм ни у млекопитающих, ни у низших организмов. Напротив, как считают Д. Синклер и Л. Гуаренте, происходит ускорение и изменение обмена веществ. Дефицит калорий выступает таким же биологическим фактором стресса, как и недостаток пищи, который включает защитные системы организма, мобилизуя их на борьбу за выживание. У млекопитающих при этом меняется эффективность работы клеточных систем репарации и производства энергии, отсрочивается апоптоз.

В опытах на дрожжах было выявлено, что дефицит питательных веществ запускает у них механизмы, повышающие ферментативную активность Sir2. При одном из них активируется получение энергии, а в качестве побочного продукта образуется NAD⁺ (который активирует Sir2), и одновременно снижается уровень его антагониста – восстановленной формы NAD⁺ (NADH), которая инактивирует Sir2. Изменяющееся соотношение NAD⁺/NADH в клетке может влиять на активность Sir2, а, следовательно, и на продолжительность жизни.

В 2007 г. Д. Синклер и Sirtris Pharmaceuticals Inc. – биофармацевтическая компания, которую Д. Синклер основал совместно с венчурным капиталистом¹ Кристофом Вестфалем (Christoph Westphal) в Кембридже (Массачусетс, США) для изучения активаторов сиртуинов, – после проведения скрининга исследовали большое количество низкомолекулярных соединений, среди которых велся поиск активаторов сиртуина млекопитающих – SIRT1. Результаты были опубликованы в журнале Nature (J.C. Milne, P.D. Lambert, S. Schenk, 2007). Исследователи обнаружили три вещества (SRT1720, SRT2183, SRT1460), которые активировали данный энзим более чем в тысячу раз мощнее по сравнению с ресвератролом.

¹ Инвестор, финансирующий новые и высокорискованные проекты, в частности, связанные с научными разработками (прим. ред.).

Кроме того, для одного из обнаруженных веществ была показана способность повышать чувствительность к инсулину у тучных мышей и крыс. Предполагается возможность применения этих новых веществ в лечении сахарного диабета 2-го типа.

Менее года спустя, в конце апреля 2008 г., Sirtris Pharma была приобретена британской мультинациональной фармацевтической компанией GlaxoSmithKline plc. Два препарата, разработанные этой компанией, в настоящее время проходят II фазу клинических исследований – один предназначен для лечения рака, и оба предполагается использовать для терапии сахарного диабета 2-го типа.

Однако оптимизм относительно потенциальных свойств данных веществ со временем был несколько омрачен сообщениями о результатах исследований, согласно которым ресвератрол непосредственно не активизирует SIRT1, а активен лишь будучи ковалентно связанным с флуорофором – именно этот конъюгат и определялся во время предыдущих скринингов, а также показывал эффективность в отношении повышения активности SIRT1 в ранее проведенных исследованиях (M. Kaeberleina, T. McDonaghc, B. Heltweg et al., 2005; D. Beher, J. Wu, S. Cumine et al., 2009). А результаты исследования, опубликованные в журнале The Journal of Biological Chemistry, вызвали еще больше разногласий между теми, кто верит в уникальные свойства ресвератрола, и теми, кто думает, что это «слишком хорошо, чтобы быть правдой» (M. Pacholec, B.A. Chrunyk, D. Cunningham et al., 2010).

В настоящее время исследователи во главе с биохимиком Кеем Аном (Kay Ahn) из департамента кардиоваскулярных, метаболических и эндокринных заболеваний и структурной биологии лаборатории Pfizer Global Research and Development американской корпорации Pfizer Inc. подтвердили, что молекулы, выделенные учеными Sirtris Pharma, непосредственно не активируют SIRT1, если только не образуют конъюгатов с флуорофорами.

Нет неудачных экспериментов, есть эксперименты с неожиданным концом

Несмотря на такой «конфуз», Л. Гуаренте, являющийся в настоящее время научным консультантом Sirtris Pharma, считает, что подобные результаты последних исследований не должны расстраивать или вселять беспокойство. Хотя синтезированные его компанией вещества и способны «работать» in vitro лишь в виде флуорофор-конъюгированных пептидов, однако, по его мнению, ситуация in vivo является совершенно иной. Так, журнал Nature, среди прочих, опубликовал результаты исследований, согласно которым активность фермента SIRT1 была выше в клеточной культуре и на животных моделях после введения веществ, обнаруженных Sirtris Pharma. Кроме того, ресвератрол не оказывал никакого влияния на продолжительность жизни дрожжей, у которых отсутствовал ген, кодирующий фермент Sir2. Это свидетельствует, что активность фермента зависит от наличия данного гена (K.T. Howitz, K.J. Bitterman, H.Y. Cohen et al., 2003).

В то же время согласно заявлению, сделанному GlaxoSmithKline, результаты исследования К. Ана исключают любую возможность прямой активации SIRT1 вне эксперимента in vitro. Однако некоторых исследователей данные результаты не останавливают. Другой бывший работник лаборатории Л. Гуаренте – Брайан Кеннеди (Brian Kennedy), являющийся в настоящее время сотрудником Вашингтонского университета (University of Washington) в Сиэтле, указывает, что результаты исследований на клеточных культурах являются достаточно сложными для интерпретации, особенно потому, что ресвератрол, как полагают, взаимодействует со многими ферментами. Б. Кеннеди, в 2005 г. ставший первым из тех, кто сообщил, что ресвератрол активизирует SIRT1 только лишь in vitro и лишь будучи конъюгированным с флуорофорами, считает, что ресвератрол не проявляет специфичности, но все же может быть эффективен in vivo. Остается лишь загадкой, что именно активизирует этот процесс-мишень. Вряд ли SIRT1 является той самой ключевой мишенью.

В своем последнем исследовании К. Ан попытался также воспроизвести полученные в лаборатории Sirtris Pharma результаты по снижению уровня глюкозы в крови у подопытных мышей, страдающих ожирением. При этом результат оказался плачевным – некоторые мыши даже погибали, несмотря на то, что получали SRT1720, SRT2183, SRT1460 и ресвератрол в дозах, указанных в статье из Nature. Однако при этом К. Ан поспешил подчеркнуть, что эксперименты, проводящиеся in vivo разными исследователями, могут несколько отличаться друг от друга. «В нашем случае, – отметил он, – мы не наблюдали благоприятных эффектов, однако мы не хотим делать далеко идущих заключений на основе этих результатов».

Одна из причин такого несовпадения результатов, считает Д. Синклер, заключается в том, что К. Ан и его коллеги не располагали полной информацией о характеристиках изучаемых веществ, которые они для своего исследования синтезировали сами. Таким образом, полагает он, невозможно знать наверняка, насколько чистыми были эти вещества и вообще являются ли они теми же, что были синтезированы учеными из Sirtris Pharma. Факт гибели подопытных животных, полагает Д. Синклер, указывает на то, что, вероятно, вещества не были достаточно очищены.

Те, кто скептически относится к результатам, полученным ранее Д. Синклером, продолжают сомневаться. «Энтузиазм по поводу активаторов сиртуинов, синтезированных компанией Sirtris Pharma, и ресвератрола был преждевременным», – полагает Ричард Миллер (Richard Miller), сотрудник гериатрического центра Мичиганского университета (University of Michigan Geriatrics Center) в Энн-Арбор (штат Мичиган, США), обнаруживший, что активирование метаболизма увеличивает продолжительность жизни млекопитающих (D.E. Harrison, R. Strong, Z.D. Sharp, 2009). Данные вещества, считает он, вполне могут оказывать положительное воздействие на здоровье, однако самые первые результаты не представляются достаточно убедительными, а все последующие факты предполагают, что система окажется намного более сложной, чем это могло казаться раньше.

Рисунок 2. Ресвератрол эффективнее, чем койевая кислота, ингибирует выработку меланина и активность тирозиназы

 

Рисунок 2. Ресвератрол эффективнее, чем койевая кислота, ингибирует выработку меланина и активность тирозиназы

Впрочем, растущее количество исследований, демонстрирующих благоприятные эффекты сиртуинов и ресвератрола, не способствует тому, чтобы ученые поспешили списать вновь открытые вещества со счетов. «Если бы меня попросили перечислить десять белков, которые заслуживают наибольшего внимания в связи со старением млекопитающих, то сиртуины были бы в этом списке, – говорит Р. Миллер. – Однако они бы не были в начале списка».

На момент написания статьи база данных PubMed содержала 10 399 публикаций по теме «ресвератрол», что говорит о растущем интересе к данному веществу. И наибольший интерес проявляет косметологическая отрасль, в которой результат проявляется «на лице», где цена ошибки велика, а предпочтение отдается натуральным продуктам.

В косметологии ресвератрол зарекомендовал себя как эффективный природный отбеливающий компонент. Он блокирует энзим, отвечающий за выработку меланина, уже в малых концентрациях. Эффективность его выше, чем у койевой кислоты (рис. 2).

Также большой интерес представляют протекторные свойства ресвератрола в отношении фотостарения кожи (J Cosmet Dermatol. 2008 Mar; 7 (1): 2-7. doi: 10.1111/j.1473-2165.2008.00354.x.), (Farris P., Krutmann J., Li Y.H., McDaniel D., Krol Y. Resveratrol: a unique antioxidant offering a multi-mechanistic approach for treating aging skin. J Drugs Dermatol. 2013 Dec; 12 (12): 1389-94.). Данный эффект реализуется несколькими путями:

1. Ресвератрол ингибирует гиалуронидазу – фермент, расщепляющий гиалуроновую кислоту, которая является основным влагоудерживающим компонентом в живых слоях кожи. Высокое содержание влаги необходимо для правильного формирования кератиноцитов. При воздействии на кожу ультрафиолетовых лучей, а также с возрастом гиалуронидаза активируется и ускоряет деградацию гиалуроновой кислоты. Ресвератрол в тестах показал высокую ингибирующую активность даже при малых концентрациях (Eroğlu İ., Gökçe E.H., Tsapis N., Tanrıverdi S.T., Gökçe G., Fattal E., Özer Ö. Evaluation of characteristics and in vitro antioxidant properties of RSV loaded hyaluronic acid-DPPC microparticles as a wound healing system. Colloids Surf B Biointerfaces. 2015 Feb 1; 126: 50-7. doi: 10.1016/j.colsurfb.2014.12.006. Epub 2014 Dec 12. PMID: 25543983).

2. Ресвератрол эффективно ингибирует коллагеназу – фермент, разрушающий коллаген нашей кожи. Коллаген занимает до 70% структурных элементов в дерме, его волокна расположены по всему пространству кожи. При воспалительном процессе, неизбежном при воздействии ультра­фиолетового излучения, активируется коллагеназа. Соответственно, возрастает и деградация коллагена. При недостатке коллагена кожа теряет упругость и эластичность.

3. Ресвератрол оказывает ингибирующее действие на фермент эластазу, разрушающую второй основной белок в нашей коже – эластин. Даже в малых дозах ресвератрол ингибирует активность эластазы, что особенно актуально летом, при высокой активности солнца.

Активность против бактерий Propionibacterium acne

Рисунок 3. Добавление ресвератрола в питательную среду блокирует размножение бактерий

 

Рисунок 3. Добавление ресвератрола в питательную среду блокирует размножение бактерий

Как известно, болезнь акне зависит от активности бактерий P. acne, являющихся постоянными резидентами на нашей коже и волосах. С увеличением салоотделения увеличивается и количество питательных веществ для бактерий. Фермент липаза расщепляет триглицериды себума, освобождая жирные кислоты, что вызывает ряд воспалительных реакций. В эксперименте в чашку Петри с питательным агаром в качестве среды для P. acne был добавлен ресвератрол в концентрации 300 мкг/мл и выше. Ресвератрол показал способность контролировать размножение бактерий (рис. 3), что безусловно делает перспективным его применение в лечении акне.

Является ли открытие ресвератрола сенсацией и будет ли это вещество эффективно применяться в медицине – делать выводы пока прежде­временно. Ученым еще многое предстоит выяснить. Однако полученные на сегодня данные дают основание внимательно следить за этими исследованиями.