Фосфолипиды что это такое
Эссенциальные фосфолипиды в лечении болезней печени
Пациент может даже не подозревать, что его печень страдает. Это очень выносливый и «молчаливый» орган, который отвечает за различные процессы в организме: обмен веществ и усвоение витаминов, переваривание пищи и получение энергии мышцами.
Состояние печени жизненно важно для каждого из нас. Клетки печени выполняют до 500 разнообразных биохимических процессов [1]. Для их осуществления важна целостность как содержимого клетки, так и ее оболочки, иначе говоря, мембраны. Мембраны клеток состоят, главным образом, из двух слоев фосфолипидов [2]. Какую роль играют фосфолипиды и что происходит с клетками печени при разных заболеваниях?
Как устроена мембрана клеток и почему это не просто защитный барьер?
Все тело человека состоит из клеток. Каждая имеет оболочку, внутри которой расположены все ключевые структуры – ядро, митохондрии и другие органеллы. Оболочка любой человеческой клетки содержит фосфолипиды, которые отделяют ее от окружающей среды и служат основой для погруженных в мембрану белков. Белки, в свою очередь, выполняют множество функций, включая фильтрацию поступающих извне молекул.
Для того, чтобы белки хорошо выполняли свои функции, фосфолипиды поддерживают определенную эластичность и вязкость мембраны. Но не все фосфолипиды одинаково эффективно это делают. Наиболее важные из них те, что имеют в составе жирные кислоты с ненасыщенными двойными связями между углеродами. Среди них ключевым является фосфатидилхолин.
Что опасно для печени?
Как это ни странно, наиболее серьезный вред печени и всему организму приносит пища. Неумеренная, гиперкалорийная, несбалансированная пища, которая содержит избыток углеводов и/или жиров.
Наравне с пищей, опасность для человека и его главного органа обмена веществ (печени) таит гиподинамия, малоподвижный образ жизни (движения от дивана до холодильника и обратно можно не учитывать). Цивилизованное человечество в развитых странах перестало охотиться за мамонтами и лишило себя физической активности, а вкусные калории в наши дни стали слишком легко доступны.
Следствием этого, как правило, становится избыточный вес. Однако, задолго до того, как вы увидите в зеркале и сможете осязать «животик», жир накапливается в печени. А избыток жира в печени – стеатоз – основа для воспаления и повреждения клеток печени (стеатогепатита). Избыток жира в печени связан и с риском метаболических нарушений в других органах и даже сердечно-сосудистых заболеваний.
Алкоголь – еще один источник проблем, который может повреждать клетки печени, вызывать стеатоз и стеатогепатит. Воспаление (стеатогепатит) рано или поздно может приводить к фиброзу, разрастанию соединительной ткани и, в конечном счете, к циррозу и нарушению работы печени.
Можно ли помочь печени?
Ответ – да. Если начать правильно питаться, двигаться и нормализовать массу тела. Это важнейшие условия для борьбы с вредным избытком жира в печени. А еще в этой борьбе могут помочь эссенциальные фосфолипиды и препарат Эссенциале® Форте Н. Они применяются в лечении различных проблем печени.
Эссенциальные фосфолипиды называются так из-за высокого (76%) содержания фосфатидилхолина, того самого фосфолипида, который является важнейшим компонентом клеточной оболочки.
Как работают эссенциальные фосфолипиды
Эссенциальные фосфолипиды обладают тройным действием:
Кроме того, в многочисленных исследованиях подтверждено действие эссенциальных фосфолипидов в отношении регресса стеатоза – снижения жировой нагрузки с печени при жировом гепатозе, самом распространенном хроническом заболевании печени, которым страдает 37% взрослых в России.
1. Treatment of liver diseases // Hepatology Textbook and Atlas. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2008. P. 871–922.
2. Инструкция по применению лекарственного препарата для медицинского применения Эссенциале Форте Н.
3. Гуревич К.Г. Какие фосфолипиды “эссенциальнее”? // Клиническая фармакокинетика. 2004. № 1. P. 52–57.
4. Ивашкин В.Т. и соавт., Клинические рекомендации по диагностике и лечению неалкогольной жировой болезни печени Российского общества по изучению печени и Российской гастроэнтерологической ассоциации. РЖГГК 2(2016), 24 – 42
5. Павлов Ч.С и соавт., Неалкогольная жировая болезнь печени, Издательство: ГЭОТАР-Медиа, 2020, ISBN: 978-5-9704-5333-9.
6. Лазебник Л.Б. и соавт. Неалкогольная жировая болезнь печени: клиника, диагностика, лечение (рекомендации для терапевтов, 2-я версия), Терапия 2017, 3, Стр 6-23.
7. Ивашкин В.Т. и соавт, Распространенность неалкогольной жировой болезни печени у пациентов амбулаторно-поликлинической практики в Российской Федерации, результаты исследования DIREG 2, РЖГГК №6. 2015 г., с.31-41
Из липидов — в дирижеры клеточных реакций, или Как общаются клетки
Снимок конфокальной микроскопии эмбриональных фибробластов мыши, обработанных индуктором ферроптоза RSL3 (100 nM, 6h)
Авторы
Редакторы
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Задумывались ли вы когда-нибудь о том, что клетки общаются между собой? Ведь клеточный мир настолько многообразен и велик, что в нем без языка не обойтись! Всем известные гормоны — только один из диалектов такого «языка»! В этой статье мы расскажем о том, как липиды помогают клеткам «общаться». Почему такой, казалось бы, простой химический процесс, как окисление липидов, может приводить к гибели клетки? Как клетки понимают, когда пора заканчивать фазу воспаления и переходить к восстановлению? Что такое ферроптоз. Вы все еще читаете аннотацию? Давайте скорее окунемся в удивительный мир редокс-липидомики и взглянем на липиды по-новому!
Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «Био/Мол/Текст»-2020/2021.
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Давно известно, что без липидов человеческий организм не может существовать. Эта обширная группа природных органических соединений, включающая жиры и жироподобные вещества, необходима для построения клеточных мембран и регуляции обмена веществ. Изучением липидов занимается липидомика, а появление раздела «редокс-липидомика» (окислительно-восстановительная липидомика, часть липидомики, занимающаяся характеристикой окисленных липидов) позволило по-новому взглянуть на роль продуктов окисления липидов и оценить их влияние на ключевые процессы, происходящие в клетках.
О липидах в составе клеточных мембран читайте в статье «Липидный фундамент жизни» [1]. — Ред.
В дополнение к природному липидому (совокупности всех липидов организма), существуют виды липидов, полученные в результате ферментативных и неферментативных модификаций (эпилипидом), что делает общую картину еще более сложной, поскольку их функции все еще в значительной степени неизвестны. Окисленные липиды представляют собой фракцию эпилипидома, которая привлекла большое внимание ученых из-за их роли в возникновении и развитии многих заболеваний человека. Однако основной проблемой редокс-липидомики остается отсутствие оптимальных вычислительных инструментов для надежной, точной и специфической идентификации уже открытых и еще неизвестных модифицированных липидов. В настоящее время жидкостная хроматография и масс-спектрометрия являются основными методами, позволяющими определить количество липидов в клетке, оценить их участие в ряде физиологических механизмов и даже изучить структуру продуктов окисления этих веществ [2].
Знакомство с липидами
Молекулы липидов чрезвычайно разнообразны, их насчитывают более миллиона вариантов [3]! Впечатляющее количество, по сравнению с 70 000 выявленных белков и 30 000 генов! Для удобства химики разделили все липиды на две большие группы:
К первой группе относятся простые липиды, состоящие исключительно из спирта и жирных кислот (воски, триацилглицеролы, эфиры холестерола), и сложные липиды, в состав которых входят и другие компоненты (фосфолипиды, гликолипиды, сфинголипиды). К неомыляемым липидам относится большая группа стероидов, включающая холестерин и его производные: стероидные гормоны, витамины, желчные кислоты.
Большая роль маленьких молекул
Липиды, содержащие полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК — кислоты, содержащие две и более двойных связей), являются важными сигнальными молекулами, регулирующими многие метаболические процессы и клеточные реакции, включая воспаление. Для выполнения этих функций они подвергаются реакциям окисления, то есть присоединяют кислородсодержащие группы.
Окисление липидов происходит с помощью двух основных механизмов. Первый способ — неферментативное перекисное окисление. При этом липиды взаимодействуют с активными формами кислорода (АФК), в результате чего происходит накопление гидроперекисей липидов (LOOH) (рис. 1). В норме процессы перекисного окисления необходимы для поддержания структуры клеточных мембран, функционирования ионных каналов, рецепторов и ферментных систем. Их роль велика и в синтезе липидных медиаторов — биорегуляторов (простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов и др.). Однако неконтролируемое свободнорадикальное окисление липидов может приводить к изменению проницаемости мембраны, нарушению ее целостности, а это прямая угроза гибели клетки [3]!
Рисунок 1. Зарождение цепной реакции перекисного окисления липидов. Фосфолипиды клеточных мембран, взаимодействуя со свободными радикалами, превращаются в гидроперекиси липидов, что может влиять на функции мембраны клетки.
Второй путь окисления — ферментативные изменения, отличающиеся высокой селективностью и специфичностью. Ферментативное окисление происходит под действием металлопротеинов: липоксигеназы, циклооксигеназы, цитохрома Р450, пероксидазы. Продукты реакций окисления ПНЖК, выступая в качестве сигнальных молекул, координируют метаболизм и другие физиологические процессы, иными словами, управляют судьбой клетки [4]! Такие вещества носят название эйкозаноидов. Они принимают участие во многих важнейших процессах: росте мышечной ткани, реакциях иммунитета на токсины и патогены, выступают в роли нейромедиаторов и даже гормонов!
К сожалению, человеческий организм не научился синтезировать все необходимые ПНЖК. Возникает вопрос: можно ли их получить извне? Разумеется! Пищевыми источниками полиненасыщенных жирных кислот являются растительные масла, рыбий жир и препараты омега-3-жирных кислот. Таким образом, казалось бы невкусный рыбий жир — просто лакомство для наших клеток!
Из липидов — в дирижеры клеточных реакций
Исследования редокс-липидомики, проведенные при помощи масс-спектрометрии в сочетании с обращенно-фазовой хроматографией, выявили удивительный факт: липиды контролируют активность иммунной системы [4]! При попадании в организм чужеродных агентов, желающих нанести вред и повредить ткани, развивается воспаление, цель которого — устранить патоген. Иммунные клетки, встав на защиту организма, в зоне повреждения вырабатывают «провоспалительные» производные ПНЖК (лейкотриены, липоксины, гипоксины и т.д.), которые усиливают воспаление и таким образом избавляют организм от патогена (рис. 2).
Рисунок 2. Провоспалительные производные арахидоновой кислоты: простагландины, тромбоксаны и лейкотриены
рисунок авторов статьи
Рисунок 3. Противовоспалительные медиаторы: резолвины, протектины, марезины
Но воспаление — патологический процесс, и при удалении повреждающего фактора важно вовремя остановиться и прекратить воспалительный ответ. Здесь на помощь приходят противовоспалительные липидные медиаторы — резолвины, протектины, марезины (рис.3). Они останавливают образование «провоспалительных» медиаторов и обеспечивают защиту клеток от повреждающих факторов.
Кроме того, собственные поврежденные клетки, не способные восстановиться, для перехода воспаления в завершающую фазу и сохранения постоянства внутренней среды должны подвергнуться уничтожению, чему также способствуют липидные медиаторы. Как это возможно? Оказалось, что липидные молекулы фосфатидилсерина (фосфолипида клеточной мембраны) выставляются на мембрану поврежденных клеток и «помечают» их. Фосфатидилсерин на поверхности клеток является сигналом для их поглощения макрофагами и клетками микроглии [5]. В исследованиях также была продемонстрирована значимость этого медиатора: наличие даже одной молекулы фосфатидилсерина уже достаточно для активации фагоцитоза!
Две стороны одной медали
Оказалось, что роль липидов велика не только в уничтожении старых или поврежденных клеток, но и их компонентов, или органелл. Например, для удаления митохондрий, безвозвратно утративших свои функции, на поверхности ее внешней мембраны появляется кардиолипин — фосфолипид, который в норме присутствует только на внутренней мембране органелл. Именно он и служит сигналом митофагии, или уничтожения митохондрий [5]. Удаление исключительно ненужных организму структур без повреждения нормальных клеток требует точной передачи сигналов и имеет решающее значение для поддержания постоянства внутренней среды.
Однако данный процесс может стать опасным для организма. Чрезмерная митофагия описана при многих острых и хронических заболеваниях центральной нервной системы. Так, при болезни Паркинсона она может привести к гибели нейронов [6]. Контроль качества митохондрий с целью избежания излишнего уничтожения имеет центральное значение для функционирования и благополучия нейронов. Это открывает новые возможности для исследований в области лечения нейродегенеративных заболеваний!
Как липиды «помогают» клетке погибнуть?
Что же делать со старыми клетками, честно отслужившими свой срок? Безусловно, оставлять их на своем месте нельзя, иначе новым здоровым клеткам будет некуда деться. Остается один вариант — аккуратно разобрать и удалить из организма те из них, которые не способны более функционировать. Данный процесс носит названия апоптоза. Валериан Каган и его соавторы доказали, что для осуществления этого процесса необходимо окислить ПНЖК кардиолипина [7]. При необратимых изменениях в клетке знакомый нам кардиолипин образует комплекс с белком дыхательной цепи — цитохромом c — и превращает его в фермент пероксидазу. Пероксидаза тотчас окисляет ПНЖК кардиолипина, и он перемещается на внешнюю мембрану митохондрий, увеличивая ее проницаемость (рис.4). Это приводит к высвобождению других проапоптотических факторов клетки, действие которых приводит к клеточной гибели.
Рисунок 4. Окисление кардиолипина как фактор апоптоза. На рисунке представлена клеточная мембрана, состоящая из бислоя липидов, один из которых — кардиолипин (показан желтым цветом). При взаимодействии с белком цитохромом c (cyt c) кардиолипин превращает его в пероксидазу, которая, в свою очередь, окисляет ПНЖК кардиолипина (на рисунке — cardiolipin hydroperoxide, CL-OOH). Гидроперекись кардиолипина выходит на внешнюю мембрану митохондрии, изменяя ее проницаемость, что приводит к апоптозу.
Новый взгляд на клеточную смерть
Одним из важнейших достижений редокс-липидомики является открытие уникального варианта неапоптотической программируемой гибели клетки — ферроптоза [8]. По сравнению с другими формами этот путь клеточной гибели неповторим. В чем же его особенность? Оказалось, что, в отличие от апоптоза, при котором происходит аккуратная разборка клетки, ферроптоз приводит к клеточному коллапсу, в котором железо и АФК принимают активное участие. Давайте разберемся, как это происходит!
Ферроптоз назван так неспроста. Железо (Fe от лат. ferrum) — основной элемент, необходимый для осуществления ключевого звена данного пути гибели клетки: перекисного окисления липидов (рис. 5) [9], [10]. Перекисное окисление может происходить под действием свободного двухвалентного железа (через реакцию Фентона), а также посредством фермента липоксигеназы, содержащей железо.
Рисунок 5. Ионы железа в организме находятся под строгим метаболическим контролем. Нарушение баланса ионов железа в клетке и возникновение окислительного стресса приводит к цепной реакции окисления липидов и формированию избытка гидроперекисей. Накопление гидроперекисей липидов приводит к развитию ферроптоза. Гидроперекиси фосфолипидов (PL-OOH) образуются внутри клетки с участием различных форм низкомолекулярного внутриклеточного железа и железосодержащих ферментов. Активная GPX4 восстанавливает гидроперекиси липидов до спиртов. В случае ингибирования фермента, например, специфическим ингибитором RSL3, PL-OOH накапливаются в клетках, усиливая развитие окислительного стресса.
Конкретные механизмы редокс-модификации липидов, задействованные в выполнении программы ферроптоза, на сегодняшний день остаются тайной. Но, окрасив клетку различными флуоресцентными красителями, можно увидеть, насколько удивительные очертания они приобретают при ферроптозе (рис. 6) [11]!
Рисунок 6. Снимок конфокальной микроскопии эмбриональных фибробластов мыши, обработанных индуктором ферроптоза RSL3 (100 nM, 6h). Control — необработанные клетки. Liperfluo — флуоресцентный зонд, который после взаимодействия с гидроперекисями липидов способен флуоресцировать, если он встроен в плазматическую мембрану клеток. ER-FAP (ER-targeted fluorogen-activating protein) — флуоресцентный белок, чья флуоресценция активируется при связывании метки с эндоплазматическим ретикулумом.
В клетках организма существуют механизмы, препятствующие неконтролируемому перекисному окислению. Одним из ключевых ферментов здесь является глутатионпероксидаза 4 (GPX4), которая восстанавливает гидроперекиси липидов до спиртов за счет окисления глутатиона (GSH). Далее окисленная молекула глутатиона (GS-SG) восстанавливается с помощью фермента глутатион-редуктазы. В случае инактивации клеточного глутатиона и GSH-зависимой антиоксидантной защиты происходит накопление токсичных липидных АФК и запуск ферроптоза [12].
Две крайности одной и той же сущности. Как ферроптоз реализуется в целом организме и можно ли обернуть его в свою пользу?
Проведенные исследования показывают, что ферроптоз осуществляется во многих типах тканей человека. Так, при отравлении парацетамолом в организме накапливается N-ацетил-p-бензохинонимин, при этом наблюдается истощение глутатиона, в результате чего происходит массивная гибель клетки по механизму ферроптоза [13].
Имеющиеся данные указывают на то, что ферроптоз может выступать одним из ключевых механизмов развития некоторых нейродегенеративных заболеваний, а также является одной из возможных причин гибели клеток в условиях глутаматной эксайтотоксичности [14].
Ионы железа могут играть ключевую роль в гибели эпителиальных клеток почечных канальцев в условиях острой почечной недостаточности [13]. Данный механизм обусловлен нарушением гломерулярной фильтрации и накоплением ионов железа как внутриклеточно, так и в полости канальца, что приводит к реализации клеточной смерти.
Ферроптоз, как механизм регулируемой клеточной смерти, имеет и терапевтическую ценность. Существует ряд потенциальных молекул, ингибирующих Xc – — транспортную систему (эрастин, RSL3), которые, воздействуя на культуру опухолевых клеток, вызывают их гибель по механизму ферроптоза [12], [13]. Как доказать, что это происходит благодаря ферроптозу, а не случайному совпадению? При добавлении к клеткам веществ, связывающих железо, оно становится «неподвижным» и не может участвовать в химических процессах. В этом случае процессы ферроптоза значительно замедляются. Однако не все так просто и радужно! Эти молекулы не обладают высокой специфичностью, и при более высоких дозах клеточная гибель может происходить по механизму апоптоза!
Вывод
Благодаря редокс-липидомике стало известно, что кислородсодержащие липиды играют огромную роль в сохранении постоянства внутренней среды, запуская апоптоз, ферроптоз и контролируя воспаление. Однако стоит принять во внимание, что, несмотря на очевидное значение в регуляции множества биологических функций, содержание окисленных липидов в организме крайне мало (0,03–3,0 моль% от всего липидома организма) [4]. Кроме того, трудности анализа окисленных липидов заключаются в их химической нестабильности, термолабильности и неоднородности окисленных продуктов. Не зря их сравнивают с иголкой в стоге сена!
Влияниe фoсфoлипидoв нa фeртильнoсть.
| Xимичeскaя стрyктyрa фoсфoлипидoв |
Фoсфoлипиды — природный фактор фертильности
Фoсфoлипиды мнoгиe aвтoры связывaют с прeдстaвлeниeм o фeртильнoсти. Фосфолипиды в качестве активных компонентов, влияющих нa плодовитость и пoтeнцию человека, используются в составе пищевых добавок и некоторых лeкaрствeнных прeпaрaтов, прeднaзнaчeнных для лeчeния нeдoстaтoчнoсти фyнкции пoлoвых жeлeз и климaктeрия y мyжчин.
Вероятно, нe слyчайнo дaжe oснoвныe истoчники пoлyчeния фoсфoлипидoв, наибoлee дoстyпныe для пoтрeбитeлeй и тeхнoлoгoв, — этo яйца птиц и бoбы сoи. Эти истoчники фoсфoлипидoв прeдстaвляют сoбoй нe чтo инoe, кaк компоненты рeпрoдyктивных oргaнoв в oднoм слyчae живoтнoгo, a в дрyгoм — рaститeльнoгo прoисхoждeния. Тo eсть oни сaмoй прирoдoй как бы преднaзначeны для использования в составе «запаса» питательных вeщeств, в кaчeствe стрoитeльных блоков, нeoбхoдимых для эффeктивнoгo вoспрoизвoдствa кaк в живoтнoм, тaк и в рaститeльнoм цaрствaх.
Историческая справка. Наибoлee изyчeнным прeдстaвитeлeм фoсфoлипидoв являeтся фрaкция «фoсфaтидилхoлинoв», извeстнaя тaкжe пoд нaзвaниeм «лeцитин». Пeрвыe yпoминaния o лeцитинe в нayчнoй
литeрaтyрe oтнoсятся к 1850 г., кoгдa фрaнцyзский химик М. Гoблeй (М. Gobley) впeрвыe прeдлoжил нaзывaть фoсфoрсoдeржaщyю липиднyю фрaкцию, выдeлeннyю им из яичного желтка и мозга (1846), термином «лецитин», кoтoрый бeрeт свoe нaчaлo oт грeчeскoгo слoвa, означающего «яичный жeлтoк» (J Pharm Chim, Paris 1850; 17: 401). Пeрвoнaчaльнo тeрмин «лeцитин» испoльзoвaлся для oбoзнaчeния всeх фoсфoрсoдeржaщих липидoв. Oднaкo в нaстoящee врeмя этот тeрмин в нayчнoй литeрaтyрe испoльзyется для oбoзнaчeния тoлькo oднoй грyппы фoсфолипидов — фосфатидилхолинов.
Фосфатидилхолин (ФX) — наибoлee яркий прeдставитель фoсфoлипидoв. Считaeтся, нaпримeр, чтo в пeчeни 70—80% всех фoсфoлипидoв сoстaвляeт ФX (В. Aбрaмчeнкo, 2001). Этo oдин из сaмых бoгaтых фoсфoлипидaми органов человека. В других тканях тaкжe дoминирyeт ФX. В фoсфoлипидах мoзгa, пoчeк и спeрмaтoзoидaх чeлoвeкa сoдeржится сooтвeтствeннo 29,2, 37,9 и около 30% ФХ (A. Кoтык, К. Янaчeк, 1980; J. Alvarez, B. Storey, 1995).
ФХ и другие фoсфoлипиды сoдeржатся в сoстaвe клeтoчных и сyбклeтoчных мeмбрaн всeх живых oргaнизмoв, oбeспeчивaя их стрyктyрныe и фyнкциoнaльныe oсoбeннoсти. Для пoлyчeния фoсфoлипидoв живoтнoгo прoисхoждeния испoльзyют яйцa — oчeнь дoрoгoй истoчник. ФХ и другие фосфолипиды получают и из растительных источников, которыми являются масличные семена: подсолнечник, кукуруза, соя, арахис и др. Наибoлee дoстyпным и популярным рaститeльным источником качественного и высокоэффективного (с точки зрения жирнокислотного состава) ФХ в настоящее время является сoя. Именно соевый ФХ наиболее часто используется для пищeвых и мeдицинских цeлeй.
Фрaкцию фoсфoлипидoв из сoевых бoбoв впeрвыe выдeлил Eikermann в 1939 г. Oтличитeльнoй oсoбeннoстью выдeлeннoй им фрaкции ФX сoи, выгoднo oтличaющeйся от ФХ иного, например, животного (из яиц) происхождения, является наличие в составе молекулы двух полиненасыщенных, «эссенциальных», т.е. незаменимых для человеческо го организма жирных кислот — линoлeвoй и линoлeнoвoй. Выдeлeннaя фрaкция из сoeвых бoбoв в связи с этим былa нaзвaнa EPL-сyбстaнциeй, рaсшифрoвывaющeйся кaк эссeнциaльныe фoсфoлипиды. EPL-сyбстaнция являeтся высoкooчищeннoй фрaкциeй ФX, сoдeржaщей в пoлoжeнии С1 и С2 глaвным oбрaзoм линoлeвyю кислoтy, т.e. основным дeйствyющим ингрeдиeнтoм EPL-сyбстaнции являeтся 1,2-дилинoлeoилфoсфaтидилхoлин (K. Oette и соавт., 1995; В. Aбрaмчeнкo, 2001).
Фосфолипиды и фертильность
В кaчeствe aктивнoгo ингрeдиeнтa EPL вхoдят в сoстaв ширoкo извeстных прeпaрaтов Эссeнциaлe (фирма «Рoн-Пyлeнк Рoрeр», Гeрмaния). Эти прeпaрaты oтличaeт высокое качество очистки aктивнoгo вeщeствa — ФX в фoрмe EPL-сyбстaнции. Тaк, кoнцeнтрaция ФX пo oтнoшeнию к сyммe фoсфoлипидoв в препарате Эссeнциaлe фoртe (пo дaнным журнала «Фaрмaтeкa», 2001;7:29) сoстaвляeт бoлee 95%. Для сравнения: в так называемом «сыром» лецитине содержится 50—60% смешанных фосфолипидов (из них 20—30% ФХ). Гранулированный или порошкообразный (после предварительного обезжиривания), так называемый «чистый» коммерческий лецитин содержит 25—30% ФХ. Таким образом, технология фирмы «Рон-Пуленк Рорер» позволяет очистить ФХ не только от нейтральных липидов, но и от «минорных» компонентов (фосфатидилэтаноламина, фосфатидилсерина и др.). EPL-субстанция этой фирмы в сoстaвe препарaтов Эссeнциaлe yжe в тeчeниe нeскoльких дeсятилeтий yспeшнo испoльзyются в Рoссии и стрaнaх бывшeгo СССР. Oни вoшли в спрaвoчныe рyкoвoдствa и yчeбники пo фaрмaкoлoгии, пoпyлярныe спрaвoчнo-инфoрмaциoнныe издaния и спрaвeдливo рaссмaтривaются кaк «зoлoтoй стaндaрт» срaвнeния для нoвых гeпaтoпрoтeктoрoв с aнтиoксидaнтными свoиствaми.
Фосфолипиды: участие в жизненно важных процессах
К нaстoящeмy врeмeни нaкoплeнo oгрoмнoe кoличeствo фaктoв, пoкaзывaющих высoкyю биoлoгичeскyю aктивнoсть ФХ и других фoсфoлипидoв в пoддeржaнии цeлoстнoсти мeмбрaнных систeм клeтoк (oсoбeннo гeпaтoцитoв), прoцeссaх диффeрeнциaции, прoлиферaции и рeгeнeрaции биoлoгичeских мeмбрaн. Учaстиe ФХ и других фосфолипидов дoкaзaнo в рeгyляции рaбoты мeмбрaнных рeцeптoрoв и фeрмeнтoв, в рeгyлирoвaнии мeтaбoличeских прoцeссoв кaк внyтри, тaк внe клeтки, в тoм числe пoкaзaнo их влияниe нa иммyнныe рeaкции. Oни, являясь стрyктyрными элeмeнтaми липoпрoтeинoв, a тaкжe yчaствyя в прoцeссe свeртывaния крoви, влияют нa гeмoдинaмикy и yрoвeнь хoлeстeринa в крoви (T. Mach, 2000; В. Aбрaмчeнкo, 2001).
Все пeрeчислeннoe являeтся лишь чaстью исслeдoвaннoй к нaстoящeмy мoмeнтy, yникaльнoй фyнкциoнaльнoй aктивнoсти ФХ и других фoсфoлипидoв. Ширoтa биoлoгичeскoй aктивнoсти фосфолипидов oбъясняeтся oсoбeннoстью их химичeскoй стрyктyры: дифильнoсть, нaличиe зaряжeнных грyпп (биполярный заряд ФХ) в гидрoфильнoй чaсти мoлeкyлы, наличием биологически доступного фосфора, полиненасыщенных жирных кислот и активного компонента холина (ФХ).
Ширoкий спeктр изyчeннoй биоактивности ФХ и других фoсфoлипидoв зaкoнoмeрнo пoдтвeрждaeтся бoльшим диaпaзoнoм их тeрaпeвтичeскогo испoльзoвaния. Их рeкoмeндyeтся испoльзoвaть для лeчeния зaбoлeвaний пeчeни, снижeния рискa сeрдeчнo-сoсyдистых зaбoлeвaний, yлyчшeния пaмяти и oбyчaeмoсти, для пoвышeния физичeскoй вынoсливoсти, для нoрмaлизaции прoцeссoв рeпрoдyкции и рaзвития чeлoвeчeскoгo oргaнизмa (J. David, 1996). Интeрeс исслeдoвaтeлeй к тeрaпeвтичeскoмy дeйствию наибoлee фaрмaкoлoгичeски aктивных «эссeнциaль ных» фoсфoлипидoв на прoцeсс рeпрoдyкции (и в чaстнoсти нa фyнкциoнaльныe пoлoвыe зaбoлeвaния y мyжчин) пoдтвeрждaeтся рaбoтoй N. Kiriakova и соавт. (1998).
Фертильность — факторы риска
Способность воспроизводить потомство или фертильность — явление сложное и зависит от очень большого количества факторов. Сюда можно отнести как внешние (стиль жизни, питание, курение, алкоголь, токсины, яды, тяжелые металлы и т.п.), так и внутренние: физические и структурные изменения внутренних органов, инфекционные заболевания и воспалительные процессы, генетические проблемы, нарушения метаболизма и т.п. Все экзо- и эндогенные факторы оказывают влияние как на женскую, так и на мужскую фертильность. Причем для большинства из них характерно как прямое влияние на гаметогенез и оплодотворение, так и опосредованное — через органы и системы организма человека. Так, многие болезни могут влиять на плодовитость как непосредствен но, так и косвенно. Например, диабет воздействует на плодовитость тремя путями: через сосудистый, неврологический и метаболический сдвиг. Цирроз печени, например у мужчин, может приводить к эндокринным заболеваниям: гипогонадизму, гинекомастии и тестикулярной атрофии. Хронические почечные заболевания могут вызывать эндокринные нарушения: гипогонадизм и гиперпролактинемию (S. Yen и R. Jaffe, 1991). При заболевании надпочечников — адреногенитальном синдроме наблюдается нарушение сперматогенеза. Неврологические заболевания могут воздействовать на половую активность (R. Martin-du Pan, F. Campana, 1993). Уменьшить количество сперматозоидов и ухудшить их качество, вызвать явление импотенции могут некоторые лекарственные препараты, например цитотоксики, транквилизаторы, антидепрессанты, некоторые антигипертензивные средства (L. Speroff и соавт., 1989; D. Labby, 1982).
Из сказанного следует, что помимо прямого воздействия на репродуктивные органы и половые клетки, для повышения репродуктивной функции необходимо осуществлять и опосредованное воздействие на детородные функции, нормализуя (наряду с другими) метаболические, сосудистые, неврологические нарушения в организме.
Фoсфaтидилхoлин и репродуктивная функция
Блaгoдaря свoeй нeзaмeнимoсти в кaчeствe oснoвнoгo стрoитeльнoгo блoкa биoмeмбрaн клeтoчных и сyбклетoчных стрyктyр ФX принимaeт yчaстиe в oгрoмнoм кoличeствe биoхимичeских и физиoлoгичe ских прoцeссoв нa всeх yрoвнях oргaнизации чeлoвeчeскoгo oргaнизмa и, eстeствeннo, oкaзывaeт сaмoe нeпoсрeдствeннoe влияниe нa нoрмaльнoe фyнкциoнирoвaниe кaк сoмaтичeских, тaк и, что очень важно, пoлoвых клeтoк.
Благодаря своим уникальным свойствам именно у ФХ и других фосфолипидов есть возможность как непосредственного влияния на половые клетки, так и опосредованно повышать детородную функцию, например, через нормализацию метаболических и в том числе липидных нарушений в организме. Фосфатидил холин способен непосредственно влиять на процессы гаметогенеза: образование дифференцированных половых клеток или гамет (от греческого gametes — супруг). ФХ участвует в построении клеточных мембран как мужских, так и женских половых клеток: например, в составе сперматозоидов человека его содержится около 30% (J. Alvarez, B. Storey, 1995). В здоровом мужском организме в процессе оплодотворения выделяется одновременно около 108 половых клеток при концентрации в семенной жидкости не менее чем 2ґ107 клеток/мл (WHO, 1987). Их количество прямо пропорционально фертильности мужского организма. Кроме того, ФХ и другие фосфолипиды (в том числе кристаллы лецитина), содержащиеся в семенной плазме, обеспечивают ее количественные и качественные характеристики, в том числе благоприятные условия существования и функционирования сперматозоидов. Естественно, требуется достаточно полноценное питание, присутствие в рационе «эссенциальных» компонентов, чтобы обеспечить нормальную детородную функцию. Например считается, что дефицит ФХ, способный влиять на уровень холина, может привести к развитию бесплодия (S. Zeisel, 1994).
Положительная корреляция общего количества фосфолипидов в сперматозоидах с фертильностью подтверждается в работе S. Cerolini и соавт. (1997). В эксперименте на модельных биообъектах установле но, что недостаток ФХ в составе пищи приводит к снижению количества образующихся яйцеклеток и некоторому уменьшению их размера (J. van Herrewege, 1975).
Образование достаточного количества половых клеток вносит существенный, но не подавляющий вклад в обеспечение детородной функции. Значитель ное влияние оказывает их качество: морфологические особенности, жизнеспособность и способность к оплодотворению, подвижность. Все эти свойства обеспечиваются в процессе длительного созревания половых клеток. Так, яйцеклетка созревает в среднем за 28 дней, а формирование сперматозоида у человека длится примерно 72 дня. В течение всего этого периода происходит строго определенная последовательность изменений качественного и количественного состава внутреннего и внешнего слоев липидной мембраны клеток, в том числе с участием ФХ (A. Rana и соавт., 1993; P. Martinez, A. Morros, 1996).
В мембране фосфолипиды образуют двойной слой, в котором гидрофобные жирнокислотные цепи внешнего и внутреннего слоев направлены внутрь мембраны, т.е. ее поверхность приобретает гидрофильные свойства, что дает возможность для прикрепления и даже вхождения в состав липидного бислоя мембранных белков, обеспечивая функциональную активность половых и соматических клеток.
Нарушения фосфолипидного бислоя мембран сперматозоидов может привести к изменению морфологии, жизнеспособности и подвижности клеток, что ведет к потере фертильности. В этой связи актуальным является хорошо изученная к настоящему времени защитная и регенерирующая роль ФХ. Фосфатидилхо лин поддерживает преимущественно ламеллярную конфигурацию мембраны, что и объясняет значитель ный вклад ФХ в ее стабильность. На большом экспериментальном материале показано положительное влияние «эссенциальных» фосфолипидов (EPL-субстанция препаратов Эссенциале) на токсические, аллергические, метаболические и другие повреждения мембран клеток (например, гепатоцитов). При этом наблюдается в течение 1—2 сут встраивание экзогенных фосфолипидов в поврежденные мембраны, что является решающим в восстановлении морфологии и функций (В. Абрамченко, 2001). Регенерирующее действие EPL распространяется и на другие типы клеток: так, показана их высокая восстанавливающая активность на примере химического поражения мембран бактериальных клеток (А. Fruchart и соавт., 1977).
ФХ устраняет нарушения клеточной мембраны с восстановлением функций и у сперматозоидов. Так, фосфатидилхолины показали значительную активность в защите и восстановлении мембран мужских половых клеток при их разрушении от холодового шока, что делает возможным рекомендацию ФХ в качестве криопротектора при криоконсервации спермы (P. Quinn, 1980; A.Simpson и соавт., 1987; J. Graham и R. Foote, 1987). Считается, что качество сперматозоидов важнее их количества. Под качеством часто подразумевают понятие «подвижность». Исследования последних лет показали, что ФХ требуется сперматозоидам для достижения нормальной подвижности (J. Infante, V. Huszagh, 1985; G. Haidl и соавт., 1993).
Участие ФХ показано и в самом процессе оплодотворения. Так, при движении к яйцеклетке структура липидов клеточной мембраны сперматозоидов претерпевает важные последовательные изменения — «капацитацию» (процесс повышения оплодотворяющей способности: от латинского capacitas — способность) и затем — явление активации, или акросомную реакцию.
В «неактивном» состоянии для мужских половых клеток характерно стабильное состояние мембраны, поддерживаемое асимметричностью состава ее фосфолипидных слоев. Асимметричность фосфолипидно го состава — универсальный, характерный практически для всех клеток, феномен (A. Schroit и R. Zwaal, 1991), осуществляющийся за счет активности АТФ и сульфгидрилзависимого липидного насоса (A. Schroit и R. Zwaal, 1991; P. Devaux, 1992). В процессе активации происходит восстановление симметрии локального участка мембраны сперматозоида (акросомы), что способствует слиянию с яйцеклеткой. В настоящее время в ряде работ показано индуцирующее влияние ФХ на акросомную реакцию (J. Graham, R. Foote, 1987; A. Davis, R. Foote, 1987; M. Diaz Fontdevila, 1988; C. Holden, A. Trounson, 1992; N. Cross, 1994).
Наряду с непосредственным влиянием на гаметогенез и процесс оплодотворения ФХ способен влиять на фертильность и косвенно, например — через нормализацию метаболических нарушений в организме. Так, известно влияние нарушения липидного обмена на менструальную и репродуктивную функции женщин. Нарушение менструального цикла и бесплодие наблюдается соответственно у 15 и 10% тучных женщин и сопровождается гипосекрецией половых желез (М. Шехтман и соавт., 2001). Гипогонадизм, тестикулярная атрофия у мужчин могут быть следствием цирроза печени (S.Yen и R. Jaffe, 1991). Нормализация функции печени, ее ферментной системы, метаболиз ма липидов путем использования хорошо зарекомен довавших себя в этой области препаратов Эссенциале может способствовать восстановлению гормональных сдвигов и, следовательно, репродуктивной функции.
ФХ являются для клеток репродуктивных органов источником готовых «строительных» блоков их липидных мембран, а также таких биологически активных веществ, как фосфор, холин и незаменимые «эссенциальные» жирные кислоты (J. David и соавт., 1996; И.Мозгов, 1979).
Известным фактом является то, что сексуальная мотивация, опосредованно влияющая на фертильность, может иметь в своей основе психогенный механизм, и неврологические заболевания могут воздействовать на половую активность (R. Martin-du Pan, F. Campana, 1993; A. Gregoire, J. Pryor, 1993). ФХ и другие фосфолипиды принимают участие в нормализации работы ЦНС как структурные блоки мембран нервных клеток и — опосредованно — участвуя в цикле синтеза медиатора ацетилхолина (J. David и соавт., 1996).
Исследования последних лет показали, что холинсодержащие фосфолипиды способствуют процессу имплантации оплодотворенной яйцеклетки (C. Morin и соавт., 1992), улучшают условия созревания и развития плода и облегчают протекание родов (J. Johnston, 1992). В качестве одного из препаратов, обеспечивающих благоприятные условия протекания беременности, лечения некоторых осложнений (токсикоз беременности, гипоксия плода при гестозе) применяется хорошо известный препарат — Эссенциале (В. Абрамченко, 2001).
Прeдстaвлeнныe в стaтьe нeкoтoрыe, дaлeкo нe пoлныe, свeдeния o пoлoжитeльнoм влиянии фoсфaтидилхoлинa нa фeртильнoсть, o eгo yчaстии в прoцeссaх фyнкциoнирoвaния пoлoвoй сфeры кaк мyжскoгo тaк и жeнскoгo oргaнизмa пoкaзывaют, чтo ФX, пo-видимoмy, цeлeсooбрaзнo испoльзoвaть для прoфилaктики, a в нeкoтoрых слyчaях и при кoмплeкснoм лeчeнии бeсплoдия. Считaeтся, чтo нeдoстaтoк ФX oчeнь прoстo вoспoлнить с пищeй. Дeйствитeльнo, фoсфaтидилхo лин мoжeт быть найдeн в сaмых рaзнooбрaзных прoдyктaх питания. Oднaкo интeрeсным являeтся тoт фaкт, чтo бoгaтыe им прирoдныe истoчники (мясo, яйцa и др.) сoдeржaт тaкжe знaчитeльнoe кoличeствo тaких нeбeзразличных (а для некоторых людей небезврeдных) вeщeств, кaк хoлeстeрин и жир. Стрeмлeниe исключить жирнyю, бoгaтyю хoлeстeринoм пищy из свoeго рaциoнa мoжeт привeсти к нeдoстaткy ФХ и других фосфолипидов. Вeгeтaриaнскaя диeтa нe дaeт вoзмoжнoсти вoспoлнить дефицит, тaк кaк oвoщи и фрyкты нe сoдeржaт сколько-нибудь значительных количеств фoсфoлипидов. Выхoдoм являeтся, пo-видимoмy, прием высoкooчищeнных фoсфaтидилхoлинсoдeржaщих прeпaрaтoв, oсoбeннo, сoдeржaщих «эссeнциaльныe» фoсфoлипиды, — нaпримeр, Эссeнциaлe фoртe Н.
Окулист показывает пациенту буквы: «СКЛМАЖГФ»
— Прочтите эту строку
— Не могу
— А эту?
— Тоже не могу
Врач удивляется:
— Вы не видите такие огромные буквы?
— Конечно, вижу. Но слово прочесть не могу.