CC BY
357
В помощь врачу
146
И.М. Османов, В.С. Сухоруков, Е.И. Каламбет
Московский НИИ педиатрии и детской хирургии
Применение коэнзима Q10 в педиатрии
Контактная информация:
Каламбет Екатерина Игоревна, аспирант Московского НИИ педиатрии и детской хирургии Адрес: 125412, Москва, ул. Талдомская, д. 2, e-mail: [email protected] Статья поступила: 24.03.2011 г., принята к печати: 11.04.2011 г.
Приведено описание заболеваний в детском возрасте, связанных с нарушением клеточного энергообмена, которые могут носить как первичный, так и вторичный характер. Изложены механизмы энерготропного и антиоксидантного действия убихинона (коэнзима Q10) при различных заболеваниях, в том числе сопровождающихся энергодефицитом. Ключевые слова: дети, убихинон, антиоксиданты, лечение.
В течение последних десятилетий в медицине интенсивно развивается так называемое метаболическое направление, цель которого состоит в анализе различного уровня нарушений обменных процессов, лежащих в основе многих болезней. Особенно активно формируются представления о патогенетической роли нарушений клеточного энергообмена (энергетики) в развитии целого ряда патологических процессов [1, 2]. Накопление энергии происходит путем образования молекул АТФ в биохимических циклах клеточного дыхания в митохондриях. Накопленная энергия в последующем трансформируется в механическую (в мышечной ткани), биоэлектрическую (в нервной и мышечной тканях) и другие виды энергии [3]. Степень выраженности патологического процесса в том или ином органе связана со степенью зависимости его тканевых элементов от энергетического обеспечения. В связи с этим возможные изменения в митохондриях способны вызвать сложную цепь патологических процессов на уровне органов и всего организма. При патологических состояниях нарушается снабжение тканей кислородом и возникает тканевая гипоксия в результате недостаточности биологического окисления и недостатка энергии. В этих случаях энергетические потребности клеток могут в течение короткого времени удовлетворяться за счет ограниченных запасов энергии в виде АТФ, а также
за счет активации гликолиза. В результате длительное нарушение функции митохондрий приводит к недостаточности энергообеспечения клеток, нарушению многих других важных обменных процессов, дальнейшему развитию клеточного повреждения, вплоть до гибели клетки [4-6].
К препаратам, способным повлиять на эти процессы, улучшить энергообмен клетки, относятся коэнзим Р10 (убихинон), L-карнитин, витамины группы В и др. Убихинон — вещество эндогенной природы, обязательный компонент мембран митохондрий, лизосом, аппарата Гольджи, плазматических мембран [7]. Коэнзим Р10 в митохондриях участвует в синтезе АТФ как переносчик электронов, сопрягающий процессы электронного транспорта и окислительного фосфорилирования. Коэнзим р10 — необходимое звено для передачи электронов с комплексов I и II на комплекс III дыхательной цепи. При его недостатке (затруднении в передаче электронов по дыхательной цепи) комплексы I и III становятся основными генераторами супероксидных анион-радикалов кислорода [8-11].
Коэнзим р10 принимает участие не только в энергетическом обмене клетки, но и занимает центральное место в ее антиоксидантной защите. Развитие многих заболеваний сопровождается окислительным повреждением тканей вследствие генерации в них активных
I.M. Osmanov, V.S. Sukhorukov, Ye.I. Kalambet
Moscow Scientific Institute of Pediatrics and Children's Surgery
Coenzyme Q10 in pediatrics
The article presents the description of children’s diseases related to primary and secondary disorders of cell energy exchange. Mechanisms of energotropic and antioxidant effect of ubiquinone (coenzyme Q10) in treatment of different diseases including those accompanied with deficiency of energy are described.
Key words: children, ubiquinone, antioxidants, treatment.
форм кислорода. Во время интенсивно протекающих окислительно-восстановительных процессов в клетках образуются эндогенные свободные радикалы, такие как супероксид, оксид азота, перекись водорода, липидные радикалы и др. Активные формы кислорода повреждают клеточные мембраны и коллагеновые волокна, способны разрушить свободные аминокислоты (цистеин, лизин) [12]. Для предотвращения вредного воздействия активных форм кислорода клетки организма используют антиоксидантные системы, низкомолекулярные и специализированные антиоксидантные ферменты — суперок-сиддисмутазу, каталазу, глутатионпероксидазу, глутатион (трипептид). Однако при развитии процессов, ведущих к активации окислительного метаболизма, резерва анти-оксидантных факторов недостаточно, поэтому необходимо поступление таких веществ, как витамины Е и С, провитамин А, полифенолы растительного происхождения (флавоноиды) и хиноны животного происхождения (витамин К, коэнзим р10), извне, с пищей. Особенностью коэнзима р10 является способность регенерироваться, то есть восстанавливать свою окисленную форму с помощью ферментных систем организма и антиоксидантов неферментной природы (аскорбата, Л-токоферола), что возвращает ему антиоксидантную активность.
Кофермент р10 вырабатывается в организме человека постоянно, начиная с рождения, но после 30 лет его вос-
производство неуклонно сокращается, а к 70-80 годам достигает того же уровня, что и в младенческом возрасте. Кроме того, потребность в коэнзиме р10 возрастает при активных физических и умственных нагрузках, а также при заболеваниях [7], приводящих к развитию энергодефицитных состояний. Эти состояния весьма различны и включают ряд заболеваний.
Первичные митохондриальные болезни. Начальным патогенетическим звеном этих заболеваний является мутация в митохондриальном геноме. К первичным митохондриальным болезням в настоящее время относят группу энцефаломиопатий: синдром MERRF (миоклонус-эпилепсия, «рваные красные волокна»), синдром MELAS (митохондриальная энцефалопатия, лактат-ацидоз, инсультоподобные эпизоды), синдром Кернса-Сейра (пигментный ретинит, наружная офтальмоплегия, блокада сердца, птоз, мозжечковый синдром), синдром Пирсона (поражение костного мозга, панкреатическая и печеночная дисфункции), болезнь Лебера и целый ряд других, не всегда четко очерченных, состояний. Данные заболевания имеют ряд сходных признаков с системной митохондриальной недостаточностью (мышечная слабость, птоз, офтальмоплегия, отставание в умственном развитии и такие биохимические изменения, как повышение уровней пирувата и лактата в крови) [13]. В меньшей степени изучены наследственные митохондриальные дефекты,
147
. ' Захарова И.Н. и др. Применение антмсжскчантиьк грепаратое в педиатртесгой грактикв II Трдецьй пациент. - 2010. - Т. 8. - № 3.
www.akvion.ru 2 Руженцова ТА, Горелое А.В., Смирнова Т.В., Счастных ЛА Метаболическая терапия миокардитов и кардиомиопатин у детей,
больных распространенными острыми инфекционными заболеваниями// Инфекционные болезни.- 2010.-Т.8.- №3.
3 Длин В.В., Османов И.М., Баширова З.Р. Новые возможное™ лечения диэметабопических нефропатий у детей с применением
www.qudesan.ru
Кудесан II Практика педиатра. - 2010. - Сентябрь.
В помощь врачу
148
связанные с повреждением ядерного генома. В настоящее время их известно сравнительно немного (различные формы младенческих миопатий, болезни Альперса, Лея, Барта, Менкеса, синдромы недостаточности карни-тина, некоторых ферментов цикла Кребса и дыхательной цепи митохондрий) [14-16]. Комплексная энерготропная терапия этих заболеваний, включающая коэнзим р10 (Кудесан), цитохром С, L-карнитин и некоторые другие, позволяет добиться существенного клинического эффекта. Результатом лечения считается нарастание массы тела, уменьшение выраженности сердечно-сосудистых нарушений, снижение частоты приступов рвоты, судорог, уменьшение выраженности проявлений энцефалопатии и миопатии, снижение утомляемости в зависимости от сферы проявлений патологического процесса.
В последние годы обнаружен ряд состояний, при которых нарушения функций митохондрий носят вторичный характер. К ним относятся некоторые формы прогрессирующих мышечных дистрофий, наследственные моно-генные заболевания соединительной ткани: синдромы Элерса-Данлоса, Марфана, а также синдром Ретта, мигрень, синдром повышенной утомляемости и другие нейропатологические состояния. Обнаружена взаимосвязь митохондриальных нарушений с повышенной импульсивностью, тревожностью, депрессией [17]: туберозный склероз, ряд неэндокринных синдромов, сопровождающихся задержкой роста (остеохондродисплазии, синдромы Аарскога, Сильвера-Рассела и др.); выявлено влияние митохондриальной недостаточности на течение ряда кардиологических, наследственных, хирургических и других заболеваний у детей [1, 2, 14, 16, 18, 19]. При заболеваниях, включающих в свой симптомоком-плекс «вторичную» митохондриальную недостаточность, также можно добиться улучшения качества жизни больных за счет использования энерготропных препаратов: например, значительной стимуляции роста у низкорослых детей с различными неэндокринными наследственными заболеваниями [1, 2, 14]. При некоторых заболеваниях, благодаря энерготропной терапии, впервые была продемонстрирована возможность относительного успеха в лечении (например, при лечении синдрома Ретта и туберозного склероза впервые удалось добиться улучшения когнитивных и эмоциональных функций) [14, 16].
На основании результатов работ последних лет можно предположить существование различных типов индивидуального энергетического статуса организма и наличие скрытой формы относительной индивидуальной недостаточности цитоэнергетического статуса организма — «энергодефицитного диатеза» [2]. Представляется вероятным, что это состояние достаточно распространено, откладывает свой отпечаток на течение различных болезней и требует специфической «энерготропной» коррекции. Для пациентов с энергодефицитным диатезом характерно своеобразие индивидуального течения многих болезней, когда обычное лечение недостаточно эффективно. Так, именно при энергодефицитном диатезе у детей наблюдается повышенная частота заболеваемости ОРИ, соединительнотканных нарушений, вегетативных дисфункций, нарушено заживление ран (склонность к келоидному типу рубцевания) [1, 2, 20].
Кроме того, применение энерготропных препаратов целесообразно в качестве стимуляторов адаптационных процессов при заболеваниях, не несущих митохондриальной дисфункции в качестве патогенетической составляющей, например у детей дошкольного возраста с различными вариантами нарушений речевого развития (общее недоразвитие речи, дислалия, задержка психоречевого развития). У наблюдавшихся детей регистрировались жалобы главным образом «вегетативного» характера: повышенная возбудимость, эмоциональная лабильность, быстрая утомляемость, нарушения сна, плохой аппетит, боли в животе. Установлено, что при нарушении речевого развития часто выявляются гиперсимпатикотоническое или асимпатикотоническое состояния, что свидетельствует о перенапряжении или истощении адапттивных механизмов у большинства детей [21].
Еще одним примером эффективности метаболической коррекции являются результаты наблюдения за часто болеющими детьми [20]. Так, через один месяц от начала метаболической коррекции активность митохондриальных ферментов повышается в среднем на 25% к исходному уровню. Это тем более подчеркивает актуальность и потенциальную эффективность своевременного энерготропного лечения детей с энергодефицитом. Вместе с тем, необходимо помнить, что существует и другой механизм, связанный с митохондриальной дисфункцией, — «окислительный стресс»: повреждение незащищенного гистонами митохондриального генома продуктами перекисного окисления липидов — супероксидными радикалами, перекисью водорода и гидроксильными радикалами. Следует добавить, что современные достижения в изучении клеточных структур различных органов указывают на ведущую роль оксида-тивного стресса в формировании патологии желудочнокишечного тракта, мочевой, сердечно-сосудистой и других систем организма [7, 12, 22, 23]. Так, доказаны нарушения в системах липопероксидации и антиоксидантной защиты у подростков с хроническим гастродуоденитом, хроническим пиелонефритом, вегетативной дистонией, протекающей с кардиальными изменениями [7, 12, 22, 23]. Комплексное лечение таких групп детей с применением антиоксидантных препаратов приводит к более быстрому выздоровлению и достижению более длительной ремиссии. У больных язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки наблюдается активация перекисного окисления липидов с повышением содержания в крови и слизистой оболочке желудка активных форм кислорода и продуктов свободнорадикального окисления липидов, в том числе при хеликобактерном гастрите [12, 22]. Доказано, что Helicobacter pylori сам является источником активных форм кислорода, и дополнительный прием антиоксидантных веществ служит профилактикой развития оксидативного стресса и его последствий в слизистой оболочке желудка при хеликобактерном гастрите [12, 22]. Таким образом, в настоящее время остается открытым вопрос о способах лечения пациентов с различной митохондриальной дисфункцией в зависимости от типа и степени нарушений энергообмена и оксидативного стресса. Для достижения эффекта необходима комплексная терапия с подбором оптимальных доз лекарственных препаратов и определением продолжительности лечения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Нарушения клеточного энергообмена у детей / под ред. В. С. Сухорукова, Е. А. Николаевой. — М., 2004. — 79 с.
2. Сухоруков В. С. Энергодефициты у детей. — М.: Медпрак-тика-М, 2009. — 27 с.
3. Кнорре Д. Г., Мызина С. Д. Биологическая химия. — М.: Высшая школа, 1992. — 416 с.
4. Drummond R., Fay F. Mitochondria contribute to Ca2+ removal in smooth muscle cells // Pflugers. Arch. — 1996; 431 (4): 437-482.
5. Shapira A. H. V. Mitochondrial disorders // Biochim. Biophys. Acta. — 1999; 1410 (2): 99-102.
6. Gajewski C. D., Yang L., Schon E.A., Manfredi G. New Insights into the Bioenergetics of Mitochondrial Disorders Using Intracellular ATP Reporters // Molecular Biology of the Cell. — 2003; 14: 3628-3635.
7. Аронов Д. М. Что важно знать практическому врачу об убихи-ноне (коэнзиме Q10) // Русский медицинский журнал. — 2006, 14 (4): 223-230.
8. Turrens J. F. Mitochondrial formation of reactive oxygen species // J. Physiol. — 2003; 552: 335-344.
9. Chen Q., Vazquez E. J., Moghaddas S. et al. Production of reactive oxygen species by mitochondria: central role of complex III // J. Biol. Chem. — 2003; 278: 36027-36031.
10. Madamanchi N. R., Runge M. S. Mitochondrial Dysfunction in Atherosclerosis // Circ. Res. — 2007; 100: 460-473.
11. Медведев О. С., Каленикова Е. И., Гзродецкая Е. А., Шашу-рин Д. А. Коэнзим Q10 в кардиологической практике: теоретические основы и результаты клинических исследований // Русский медицинский журнал. — 2009; 17 (18): 1177-1182.
12. Лазебник Л. Б., Хамерики С. Г. Оксидативный стресс в слизистой оболочке желудка: механизмы развития и возможности коррекции. В сб.: Применение антиоксидантов при гастродуоденальной патологиии у детей. — М.: Медпрактика-М, 2008. — С. 5-19.
13. Вельтищев Ю. Е., Темин П. А. Митохондриальные болезни. Наследственные болезни нервной системы: Руководство для врачей. — М.: Медицина, 1998. — 496 с.
14. Сухоруков В. С., Ключников С. О. Энерготропная терапия в современной педиатрии // Вестник педиатрической фармакологии и нутрициологии. — 2006; 6: 79-87.
15. Сухоруков В. С. Врожденные дисфункции митохондриальных ферментов и их роль в формировании тканевой гипоксии и связанных с ней патологических состояний. В кн.: Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты / под ред. Л. Д. Лукьяновой, И. Б. Ушакова. — М.: Истоки, 2004. — С. 439-455.
16. Казанцева Л. З., Юрьева Э. А., Николаева Е. А. и др. Основные методы лечения детей, страдающих митохондриальными заболеваниями. — М.: МЗ РФ, 2001. — (Методические указания № 99/160).
17. Накостенко Т. Н., Ключников С. О., Сухоруков В. С. Коррекция нарушений вегетативного гомеостаза и внутриклеточного энергообмена у часто болеющих детей // Вестник педиатрической фармакологии и нутрициологии. — 2007; 1.
18. Fattal O., Budur K., Vaughan A. J., Franco K. Review of the literature on major mental disorders in adult patients with mitochondrial diseases // Psychosomatics. — 2006; 47: 1-7.
19. Filipek P. A., Juranek J., Smith M. et al. Mitochondrial disfunction in autistic patients with 15q inverted duplication // Ann. Neurol. — 2003; 53: 801-804.
20. Ключников С. О., Гнетнева Е. С., Накостенко Т. Н., Сухору-ков В. С. Применение Кудесана (коэнзима Q10) у часто болеющих детей // Педиатрия. — 2007; 86 (2): 80-83.
21. Чугунова О. Л., Сухоруков В. С., Казанцева И. А. и др. Метаболическая коррекция нарушений клеточного энергообмена у детей с задержкой внутриутробного развития в неонатальном периоде // Российский вестник перинатологии и педиатрии. — 2008; 2: 13-18.
22. Захарова И. Н., Скоробогатова Е. В., Коровина Н. А. Применение антиоксидантов при обострении хронического гастродуоденита у детей. В сб.: Применение антиоксидантов при гастродуоденальной патологиии у детей. — М.: Медпрактика-М, 2008. — С. 5-19.
23. Капелько В. И. Активные формы кислорода, антиоксиданты и профилактика заболеваний сердца // Русский медицинский журнал. — 2003; 11 (21): 1185-1188.
Из истории медицины
Этьен-Жюль Маре
Жизнь в ритме сердца:
150 лет кардиографу
Уникальность и значимость любого открытия проверяется временем. Сегодня врачу сложно представить диагностику сердечных заболеваний без электрокардиографа, а пациенту — медицинскую карту без электрокардиограммы.
Изобретение в 1861 г. кардиографа — аппарата для регистрации и записи движений грудной клетки, обусловленных сердечным толчком, было бы невозможным без блестящего таланта и исключительной проницательности французского физиолога и изобретателя Этьена-Жюля Маре (5 марта 1830 — 15 мая 1904 гг.) Интересы великого экспериментатора распространялись на области кардиоло-
гии, авиации, синематографии и технической фотографии.
Этьен-Жюль Маре родился в семье виноторговца. После получения среднего образования учился в Политехнической школе, а затем, с 1850 г., изучал медицину в Париже. По окончании учебы работал в госпитале, где упорно начал заниматься физиологией кровообращения и сердечной деятельности.
Защитив диссертацию в возрасте 29 лет, Э.-Ж. Маре некоторое время работал в Вене, в лаборатории у Карла Людвига, но уже в 1860 г. вернулся в Париж и сконструировал свой усовершенствованный сфигмограф, ставший прямым предшественником современного прибора для измерения артериального давления. Позже Э.-Ж. Маре закончил конструкцию кардиографа, тем самым окончательно закрепив за собой славу изобретателя.
В 1868 г. ученый получил в свое распоряжение старое здание Комеди Франсез, где он переоборудовал сценические помещения в лаборатории. Здесь проходили дальнейшие изыскания ученого в области кровообращения. В 1872 г. Этьен-Жюль Маре становится членом Академии медицины, с 1878 г. — членом французской Академии наук.
В то же время Э.-Ж. Маре много работал в физиологической и фотографической лаборатории в Парк-де-Принс. Возглавив в 1894 г. Французское фотографическое общество, Э.-Ж. Маре организовал к открытию Всемирной Парижской выставки 1900 г. многочисленные фотоэкспозиции. Напряженный и самозабвенный труд ученого был признан еще при жизни: в 1895 г. Этьен-Жюль Маре
становится Президентом французской Академии наук, а в 1900 г. — президентом Академии медицины.
Э.-Ж. Маре принадлежит изобретение хронофотографии. Внимание ученого привлекало точное фотографическое изображение движения — в том числе и животных. Его революционная идея заключалась в фиксировании нескольких фаз движения на одной фотографической поверхности. В 1882 г. ученый создал фоторужье, которое было способно снимать со скоростью 12 кадров в секунду. Оно позволяло «стрелять» на далекие расстояния и давать превосходное качество изображения.
За свою жизнь Этьен-Жюль Маре написал и опубликовал 25 книг и более 280 научных статей и монографий, в том числе по работе кардиографа. Мог ли он догадываться, что основные принципы, описанные в научных трудах, в век высоких технологий, по-прежнему будут представлять собой основу работы современного кардиографического оборудования...
Материал подготовила Евгения Кореченкова
149
ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ ПЕДИАТРИИ /2011/ ТОМ 10/ № 2
