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 (Н02), перекис- ные радикалы (R02), супероксидный радикал (о2), гидроксильный радикал (ОН), синглетный кислород (Ю2). Перекись водорода не является свободным радикалом, но активно участвует в образовании гидроксильного 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, цитохромоксида- зы, 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.
- Повреждение 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 супероксиданиона (02*), 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, кортикостерои
дами, 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 антиоксидантными 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 то- коферлы (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 свободнорадикального 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 фун- кционально-структурних свойств мембран. Витамин А препятствует канцерогенному действию бензпирена и других веществ, что связано со способностью тормозить микросомальное 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 метастази- рования (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.
Аскорбиновая кислота (витамин С). Одним из основных свойств витамина С является способность к обратным окислительно-восстановительным превращениям. Как важный компонент биологической антиоксидантной системы витамин С взаимосвязан с глутатионом и токоферолом. Он активно участвует в микросомальном окислении эндогенных и чужеродных веществ, стимулирует активность цито- хромного цикла, процессы гидроксилирования. От снабжения аскорбиновой кислотой зависит активность цитохрома Р-450, фагоцитарная активность нейтрофилов и макрофагов, их антимикробные свойства. Значительную защитную роль как антиоксидант витамин С играет при токсическом действии различных соединений. Он активирует синтез антител (особенно иммуноглобулинов А и М), СЗ-компонента комплемента, интерферона, способствует фагоцитозу, усиливает процесс миграции и хемотаксиса полиморфноядерных лейкоцитов, восстанавливает их функцию, подавленную во время вирусных заболеваний. Модулирует образование простагландинов, ингибирует свободнорадикальные реакции. Способствует синтезу кортикостероидов, инактивации гистамина и снижает уровень IgE. В итоге, аскорбиновая кислота способна активизировать неспецифическую защиту организма от инфекций и ингибировать воспалительные и аллергические процессы. В норме концентрация аскорбиновой кислоты в нейтрофилах в 150 раз выше, чем в плазме крови.
Ферменты-антиоксидантьК 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 глутатионпе- роксидазы. При дефиците селена и снижении активности глутатион- пероксидазы повышается гемолиз эритроцитов вследствие действия перекиси водорода и липоперекисей. На активность глутатионперок- сидазы 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 липоперекисей, ликвидирует или предупреждает симптомы Е-витаминной недостаточности. Обновленный глутатион и глутатионпероксидаза превращают липо- перикиси 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 цинка 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.
У различных антиоксидантных систем имеется определенная специфика воздействия на тот или иной свободный радикал (схема 14).
Специфика воздействия антиоксидантных систем на различные свободные радикалы
Установлено, что витамины А, С, Е и глутатион обладают взаимной защитой, усиливая (или восстанавливая) свои антиоксидантные свойства (схема 15).
Схема 15
Взаимная защита радикальных форм аитиоксидантов
- 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, бронхоэктатической болезни, силикозе, пневмосклерозе;
- Заболеваниях органов пищеварения: гастрите, язвенной болезни, хроническом пакреатите, заболеваниях печени (гепатит, цирроз), желчных путей, хроническом энтерите, колите, дисбактериозе, лямб- лиозе, 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, флаво- ноиды, 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, реконвалесценция 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 Foods and Drugs 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. Из их числа прежде всего следует назвать антиоксидантные комплексы Три-Ви и Три-Ви плюс (США), которые по содержанию и взаимному соотношению ингредиентов относительно физиологической суточной потребности взрослого человека являются оптимальными. Оба этих комплекса содержат в одной таблетке 60 мг витамина С, 30 ME витамина Е, 5000 ME бета-каротина. Комплекс Три-Ви плюс дополнительно содержит 40 мг цинка в виде оксида цинка, 40 мкг селена (селената натрия) и 2 мг меди (оксида меди). Синергическое действие компонентов обусловливает высокую эффективность препаратов как с профилактической, так и с лечебной целью (табл. 25).
Антиоксидантные комплексы Три-Ви, Три-Ви плюс ориентированы на RDA (Recommended Dietary Allowances), т. е. содержание в них витаминов С, Е и бета-каротина отвечает американским нормативам суточной потребности. Комплексы сбалансированы по своему составу, а одновременное использование нескольких антиоксидантов значительно превышает защитный эффект этих веществ, взятых отдельно. Это связано с взаимной защитой антиоксидантов от быстрого использования и является характерным для веществ с различным механизмом действия.
Таким образом, качественный и количественный состав антиоксидантных комплексов Три-Ви и Три-Ви плюс хорошо обоснован. Токсичность их составных элементов очень низкая. Так, при многолетнем приеме витамина Е в дозе 200—300 мг почти не наблюдается побочных эффектов. Низкая токсичность характерна и для витамина А: хронические токсические реакции отмечаются при дозах свыше 100 000 ME в сутки. Употребление меди до 10 мг в сутки безопасно для врос- лых, поэтому прием 3 таблеток Три-Ви плюс в день без учета содержания меди в пищевых продуктах не приводит к токсическим проявлениям. Доза селена (40 мкг) также физиологическая: мужчинам нужно ежедневно до 70 мкг, женщинам — 55 мкг этого микроэлемента.
Что касается цинка, то Три-Ви плюс содержит 40 мл этого микроэлемента — больше, чем какой-либо другой препарат антиоксидантной группы. Это делает обоснованным его применение в комплексном лечении целого ряда заболеваний, сопровождающихся нарушением клеточного и гуморального иммунитета.
Таблица 25. Показания и способ назначения антиоксидантных витаминов и микроэлементов
Препарат |
Показания |
Способ назначения |
Три-Ви плюс |
С профилактической целью |
По 1 таблетке в сутки во время еды |
Три-Ви |
То же |
По 1 таблетке (разжевать) в сутки во время еды |
Три-Ви плюс Три-Ви |
При заболеваниях |
По 2—3 таблетке в сутки в течение 1—2 месяцев |
Три-Ви плюс |
При неблагоприятной экологической и радиационной ситуации |
По 1 таблетке в сутки перед едой или во время еды, 3 месяца с последующим месячным перерывом перед повторным курсом |
Три-Ви |
Для профилактики осложнений, лечения опухолей, в период ре- конвалесценции после тяжелых заболеваний, операций и т. п. |
Чередовать: месяц Три-Ви, месяц Три-Ви плюс |
Не следует назначать Три-Ви и Три-Ви плюс больным с повышенным внутричерепным давлением, тяжелыми нарушениями функции печени и почек, в острый период инфаркта миокарда, первом триместре беременности. Необходимо соблюдать осторожность при декомпенсации функции сердечно-сосудистой системы (вследствие пороков сердца, кардиосклероза). При повышенной склонности к свертыванию крови, тромбозам, при тромбофлебитах не следует назначать более 1 таблетки в сутки.
Из числа других антиоксидантных витаминно-минеральных комп-
лексов можно рекомендовать цитогард-антиоксидант (США), милт- риум (США) и др.
В заключение перечислим общие показания к назначению антиоксидантной терапии:
- Проживание в районах с неблагоприятной экологической (радиационной) обстановкой;
- Нарушения иммунитета;
- Профилактика гриппа, простудных и инфекционных заболеваний;
- Профилактика атеросклероза, ишемической болезни сердца, кол- лагенозов, паркинсонизма;
- Профилактика онкологических заболеваний у пациентов из групп повышенного риска;
- Профилактика рецидивов после онкологических операций;
- Массивная и длительная медикаментозная или лучевая терапия (препараты сопровождения);
- Замедление процессов старения;
- Дефицит витаминов в пище;
- Заболевания нервной системы;
- Нарушения зрения и заболевания глаз (катаракта и др.);
- Ускорение репаративных процессов. ¦