МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ И ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ КАРОТИНОИДОВ
Е.А. Чагина, канд. мед. наук, доцент Е.П. Турмова, д-р мед. наук, доцент В.Д. Перелыгина, студент А.А. Ольшевская, студент
Тихоокеанский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации (Россия, г. Владивосток)
DOI:10.24412/2500-1000-2024-12-4-132-135
Аннотация. В данной работе рассматриваются метаболические и лечебно-профилактические эффекты каротиноидов, являющихся важными биологически активными соединениями, находящимися в растениях и некоторых микроорганизмах. Акцент сделан на па-тофизиологическе механизмы действия каротиноидов, их влиянии на клеточный метаболизм, антиоксидантные свойства и роль в уменьшении воспалительных процессов. В работе проанализированы данные о роли каротиноидов в возникновении и профилактике заболеваний сердечнососудистой системы, диабета и онкологических.
Ключевые слова: каротиноиды, гиперкаротинемия, гипокаротинемия, ретинопатии, анти-оксиданты, ß-каротиновый парадокс.
Для изучения данной темы был проведен ретроспективный анализ публикационной активности на платформе научной электронной
Анализ полученных данных анализа публикационной активности за последние 5 лет говорят о достаточном интересе медицинского сообщества к проблеме изучения метаболических и лечебно-профилактических эффектов каротиноидов. Наибольшее количество публикаций было зарегистрировано в 2021 году. слова «Каротиноиды» и «Антиок-сиданты» демонстрируют наибольшую активность.
Общеизвестным фактом является то, что среди пищевых факторов, имеющих особое значение для поддержания здоровья, работоспособности и активного долголетия, ведущая
библиотеки еНЬгагу.гу за 2020-2024 гг. (табл.) по текущему вопросу. Данные анализа изложены в ниже представленной таблице.
роль принадлежит витаминам и провитаминам. Предшественники витамина А (провитамины) представлены каротиноидами.
Известно порядка пятисот каротиноидов (а-, в- и 5-каротин, лютеин, ликопин, зеаксан-тин и пр.). Наиболее известный каротиноид -бета-каротин. Он является провитамином витамина А, образующегося в клетках слизистой оболочки кишечника и печени в результате окислительного расщепления при воздействии фермента каротиндиоксигеназы. Ка-ротиноиды получили широкое применение в профилактике и лечении различных заболеваний человека, в том числе онкологических,
Таблица. Анализ публикационной активности с использованием ключевых слов
Ключевое слово
Год «Каротиноиды» «Лечебные эффекты кароти- «Каротиноиды в педиатрии» «Профилактический эффект каротинои- Ретинопатии Антиоксиданты
ноидов» дов»
2020 416 66 11 33 849 202
2021 1767 249 41 163 4327 754
2022 171 30 11 16 648 70
2023 107 22 8 11 301 35
2024 56 4 3 7 198 21
Итого 2517 371 74 230 6323 1082
сердечно-сосудистых, сахарного диабета и широко применяется в педиатрической практике в терапии вирусных инфекций. Лечебно-профилактическое действие каротиноидов обусловлено инактивацией активных форм кислорода и свободных радикалов [1].
Антиоксидантное действие. Каротинои-ды оказывают выраженный антиоксидантный эффект, способствуя снижению риска развития онкологических и других заболеваний, возникающих в связи с повышенной экологической нагрузкой на человека. Большинство авторов считают общим звеном для подавляющего большинства биохимических процессов, в которых принимают участие каротино-иды является свободнорадикальная модификация молекул и компонентов биологических мембран. В качестве природного антиокси-данта Р-каротин и другие каротиноиды (зеак-сантин, ликопин, Р-криптоксантин, астаксан-тин, фукоксантин) защищат организм от канцерогенного действия агрессивных проокси-дантов - активных форм кислорода (АФК) и свободных радикалов, образующихся в клетках в процессе внутриклеточного дыхания, поступления в организм табачного дыма, загрязненного воздуха, компонентов пищи, содержащей предшественников свободных радикалов, неуправляемого перекисного окисления липидов при ослаблении антиоксидант-ной защитной системы организма. Повышенный уровень каротиноидов помогает сохро-нять здоровую когнитивную функцию, особенно в пожилом возрасте, оказывая нейро-защиту, снижаая гибель клеток мозга в условиях окислительного стресса. Антиоксидант-ные свойства многих каротиноидов обуслав-лено их радиопротективным, антимутоген-ным, иммуномодулирующеим, антиинфекционным, антиканцерогенным действиеи. Например, иммуностимулирующим действием за счет антипролиферативно апоптотиче-ской активности in vitro в отношении лимфоцитов и торможения функциональной активности тромбоцитов обладает бета-каротин [2].
В бронхолёгочной системе антиоксидант-ный эффект связан с устранением повреждающего действия на клеточный состав и биомембраны клеток бронхолегочной системы активными формами кислорода и свободных радикалов, концентрирующимися в результате воспалительного процесса в слизистой. За-
щищая основные структуры эпителия от повреждения и ремодуляции, Р -каротин потенцирует также их резистентность к различным патогенным воздействиям факторов окружающей среды (электромагнитным излучениям, химическим и радиоактивным загрязнениям), к бактериальной инфекции [3].
Участие в воспалительных реакциях. Каротиноиды влияют на содержание в крови цитокинов и С-реактивного белка, увеличивают концентрацию интерферона и уменьшают содержание макрофагального воспалительного белка, что имеет большое значение в поддержании воспалительного гомеостаза и при коррекции воспалительного процесса [3].
При этом активация Р-каротином щелевых контактов и метаболического контроля со стороны здоровых клеток может существенно корректировать инициацию клеток и блокировать стадию промоции канцерогенеза. Установлено, что женщины с высоким содержанием в плазме крови а-каротина, Р-каротина, лютеина и зеаксантина, ликопина и общих каротиноидов имеют меньший риск рака молочной железы [4].
Астаксантин, ликопин, Р-каротин, Р-криптоксантин, лютеин, фукоксантин и кро-цетин, оказывают гиполипидемическое и противовоспалительное действия, предотвращают развитие жирового гепатоза печени. По мнению L.I. Elvira-Torales, их гепатопротек-торное действие связано со способностью подавлять окислительный стресс и регулировать метаболизм липидов гепатоцитов путём модуляции соответствующих генов, что снижает риск жирового перерождения печени.
Несмотря на обнадеживающие перспективы в клинических испытаниях, использование каротиноидов в качестве терапевтических агентов не всегда дает утешительные результаты. Например, добавление к пище высоких доз каротиноидов оказывает положительное влияние на функции сетчатки здорового глаза крыс, но негативно действует при сахарном диабете [5].
В крови бета-каротин переносится в составе липопротеинов и хиломикронов, после поступления распределяется в жировой ткани (80-85%), коже, печени (8-12%), кишечнике, надпочечниках, желтом теле и других тканях. Содержание бета-каротина в сыворотке варьирует в зависимости от текущей диеты и ис-
ходного состояния организма. Отмечается повышение его концентрации в сыворотке после, однократного приема препаратов бета-каротина [6].
Гиперкаротинемия - это доброкачественное состояние, характеризующееся каротино-дермией, вызванной отложением каротинои-дов в роговом слое эпидермиса, что проявляется желтушным оттенком кожи, особенно ладоней и подошв, и высоким концентрациям каротиноидов в плазме крови. При этом ги-перкаротинемия отличается от желтухи, поскольку при гиперкаротинемии склеры глаз и слизистая оболочка рта не окрашиваются в желтый цвет, так как в их состав входят преимущественно белки.
Установлено, что каротиноиды, как правило, нетоксичны, даже при приеме в высоких дозах в виде очищенных добавок. Однако есть несколько исключений. Гиперкаротинемия развивается вследствие приема высоких доз ß-каротина или продуктов, богатых каротинои-дами, таких как морковь, тыква, апельсины, томаты, или добавок ß-каротина (>30 мг в день) в течение нескольких месяцев. При поступлении каротиноидов в организм в избытке в течение длительного времени, провитамин А каротиноидов не преобразуется в ретинол.
Основной мишенью для каротиноидов является жировая ткань, печень. Содержание каротиноидов в сыворотке крови составляет лишь небольшую часть от общего количества каротиноидов, накапливающихся в организме. Передозировка каротиноидами, включая лю-теин, редко возникает из-за потребления пищевых продуктов, богатых этими веществами. Однако при длительном или чрезмерном употреблении добавок, содержащих каротинои-ды, могут возникнуть некоторые нежелательные последствия (гиперкаротинемия, проблемы с пищеварением, тошнота, рвота).
ß-каротиновый парадокс: физиологические дозы ß-каротина оказывают защитный эффект при раке бронхов и легких у курильщиков,
его высокие дозы приводили к возрастанию встречаемости заболевания. Четырехлетнее плацебо-контролируемое двойное слепое исследование у 18 000 человек продемонстрировало, что длительное применение Р-каротина в высоких дозах (30 мг/сут) в сочетании с высокими дозами витамина А увеличивает смертность от рака легких у злостных курильщиков. Химическим канцерогеном в этом случае считают образования сложного соединения свободной фракции Р-каротина с продуктами сгорания табачного дыма, асбеста [7].
Недостаток каротиноидов. Недостаток каротиноидов приводит к ухудшению ночного зрения и повышенному риску развития катаракты.
Каротиноиды играют роль в поддержании работы иммунной системы. Их недостаток приводит к повышенной восприимчивости клеток организма к инфекциям.
Каротиноиды способствуют поддержанию здоровья кожи. И недостаток может вызвать сухость, зуд и другие дерматологические проблемы.
У детей дефицит каротиноидов приводит к замедлению физического и эмоционального развития.
Некоторые исследования показывают, что недостаток каротиноидов приводит к ухудшению памяти, когнитивных функций человека. И общей усталости, снижению энергии и настроения.
Заключение. С позиции метаболической терапии прием препаратов каротиноидов при гиповитаминозах и патологических состояниях в организме человека терапевтически обоснован. Публикационная активность по данной теме на портале электронной библиотеке еНЬгагу.гу говорит о том, что исследователи продолжают поиск терапевтических эффектов каротиноидов, имеющих важное значение в защите клеток и повреждения, и окислительного стресса.
Библиографический список
1. Мережникова А.В. Анализ биологической роли каротиноидов в организме и некоторые их источники в живой природе. - Оренбург: Оренбургский государственный медицинский университет, 2019.
2. Чагина Е.А. Патофизиологические факторы риска развития атеросклероза / Е.А. Чагина, Е.П. Турмова, В.Ю. Бурая // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. -2022. - № 3-3(66). - С. 11-14. - DOI 10.24412/2500-1000-2022-3-3-11-14. - EDN KCFXZZ.
3. Колдаев В.М. Каротиноиды в практической медицине / В.М. Колдаев, А.В. Кропотов // Тихоокеанский медицинский журнал. - 2022. - № 1(87). - С. 65-71. - DOI 10.34215/1609-1175-20221-65-71. - EDN ABUIAY.
4. Костантини Л., Молинари Р., Фаринон Б., Мерендино Н. Ретиноевые кислоты в лечении большинства смертельных видов солидного рака // J. Clin. Med. - 2020. - С. 360-366.
5. Шамитова Е.Н. Витамин А и его роль в организме человека / Е.Н. Шамитова, А.А. Серебрякова, А.А. Жукова // Международный студенческий научный вестник. - 2019. -№ 3. - С. 15. - EDN QQYLLQ.
6. Витамин А: позиция диетолога / С.В. Орлова, Е.А. Никитина, Л.И. Карушина [и др.] // Медицинский алфавит. - 2020. - № 21. - С. 49-57. - DOI 10.33667/2078-5631-2020-21-49-57. - EDN AGCHAX.
7. Шамитова Е.Н., Викторович Н.Н. Изучение влияния дефицита витамина А на физиологическое состояние легких // Современные проблемы науки и образования. - 2019. - № 4. - С. 44-49.
METABOLIC AND MEDICAL-PROPHYLACTIC EFFECTS OF CAROTENOIDS
E.A. Chagina, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor E.P. Turmova, Doctor of Medical Sciences, Associate Professor V.D. Perelygina, Student A.A. Olshevskaya, Student
Pacific State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation (Russia, Vladivostok)
Abstract. This paper discusses the metabolic and therapeutic-prophylactic effects of carotenoids, which are important biologically active compounds found in plants and some microorganisms. The emphasis is on the pathophysiological mechanisms of action of carotenoids, their effect on cellular metabolism, antioxidant properties and role in reducing inflammatory processes. The paper analyzes data on the role of carotenoids in the development and prevention of cardiovascular diseases, diabetes, and cancer.
Keywords: carotenoids, hypercarotenemia, hypocarotenemia, retinopathies, antioxidants, fi-carotene paradox.