Естественные антиоксиданты - антигипоксанты в адаптационной физиологии и медицине

Истоки изучения действия гипоксии на организм человека и животных берут свое начало с XVIII века и связаны с восхождением и освоением людьми горных вершин, а также с развитием воздухоплавания.

Проблема кислородной недостаточности в настоящее время приобретает исключительное значение в связи с огромной важностью данного вопроса для практической медицины, а также освоением космического пространства, где на организм человека совместно с другими факторами космоса, может действовать и кислородная недостаточность.

Кислородная недостаточность в том или ином виде сопровождает человека на протяжении всего его жизненного цикла. Особенно проявляется гипоксия в горных условиях.

При действии на организм горного климата имеет значение ряд факторов: снижающееся с увеличением высоты парциальное давление кислорода, разряженный воздух, пониженное давление, резкие перепады температуры, повышенная солнечная радиация и ионизация воздуха,

пониженная влажность.

Следует отметить, что в этом комплексе факторов наибольшее значение имеет горная гипоксия. Этот фактор горного климата используется с оздоровительной и лечебной целью. Результаты фундаментальных исследований патогенеза гипоксии и адаптации к ней позволили успешно использовать адаптацию к гипоксии в горах для лечения хронических заболеваний дыхательных путей и легких, сердечно-сосудистых заболеваний, анемии, нейро-циркуляторной дистонии, некоторых психических расстройств. Например, в настоящее время начаты совместные исследования физиологов и клиницистов КБР по изучению механизмов действия горно­импульсной гипоксии на глиомы и астроцитомы головного мозга человека. Установлен факт выраженного протекторного действия горно-импульсной гипоксии на злокачественные опухоли головного мозга нейрохирургических больных (М. Т. Шаов, О. В. Пшикова, X. М. Каскулов, 2002).

Существуют различные способы адаптации к гипоксии: акклиматизация, горно-ступенчатая, интервально-ритмическая, природные

импульсно-гипоксические адаптации.

Повышение адаптационного потенциала организма человека и животных возможно и с помощью антиоксидантов различной природы.

Поиск антигипоксантов имеет свою достаточно давнюю историю. В нашей стране разработка антигипоксантов началось в 60-х годах прошлого столетия ленинградской школой фармакологов, когда В. М. Виноградов теоретически обосновал возможность и целесообразность выделения самостоятельного класса антигипоксантов как средств, основное действие которых направлено на поддержание функций митохондрий, обеспечивающих продукцию основного количества энергии в клетках и страдающих при различных видах гипоксии (А. В. Смирнов, А. И. Костюченко, Б. И. Криворучко, Е. Б. Шустов, 1994).

В качестве антигипоксантов используются вещества самого различного действия: производные барбитуратов, нейролептики, транквилизаторы, адрено- и симпатомиметики, антиоксиданты - ингибиторы циклооксигеназ, блокаторы Са-каналов и фосфолипаз, стабилизаторы мембран и др. Однако больших антигипоксических эффектов при этом не достигнуто.

Сравнительный анализ литературы показывает, что вещества центрального действия осуществляют свой антигипоксический эффект преимущественно за счет активации тормозных влияний в центральной нервной системе, приводящих к снижению основного обмена и температуры тела. Для них характерна избирательность, узкая полоса терапевтического действия. Они способствуют снижению уровня функциональной лабильности, потере адаптационных возможностей органов (В. М. Виноградов и соавт., 1973; М. В. Кораблев, П. И. Лукиенко, 1976), затруднено восстановление функций и метаболизма в постгипоксический период. То же самое можно сказать об ингибиторах системы катехоламины - аденилатциклазы.

Биохимические процессы, в которых совершаются эпизодически или постоянно одноэлектронные переносы, можно разделить на 2 класса - ферментативные и неферментативные (Ю. А. Владимиров, 1987). Ферментативные реакции, продуцирующие свободные радикалы, характеризуются строгой структурно-пространственной организацией в клеточных органеллах, а также тонкой, постоянной регуляцией разного уровня (внутриклеточной, эндокринной, нервной); эта регуляция носит двусторонний характер, возможно как ингибирование, так и активирование этих процессов.

Последние годы ознаменовались созданием новой области науки - свободнорадикальной биологии и медицины. Еще в 1944 г. Н. Kohn и М. Liversedge сообщили о возможности определения продуктов свободнорадикального окисления липидов при помощи реакции с 2- тиобарбитуровой кислотой. Этот метод с успехом был использован в исследованиях F. Bemheim и соавт. (1963), которые обосновали представление о природных антиоксидантах как регуляторах свободнорадикальных реакций в тканях. В конце 50-х - начале 60-х годов прошлого столетия независимо и одновременно D. Harman в США, а также Н. М. Эмануэль и Б. Н. Тарусов в России высказали предположение о возможности участия свободных радикалов в нарушении нормального метаболизма. D. Harman (1982) сформулировал теорию старения организма, в основе которой лежали представления о возрастных нарушениях метаболизма, связанных с постепенным накоплением необратимых повреждений клеточных структур, вызванных негативными действиями свободных радикалов. Н. М. Эмануэль и Б. Н. Тарусов впервые высказали предположение о том, что вызванные свободными радикалами повреждения могут играть важную роль в возникновении и развитии злокачественных новообразований (Н. М. Эмануэль, 1958) и лучевой болезни (Б. Н. Тарусов, 1957). Эти публикации привлекли интерес к проблеме свободнорадикального окисления в живых системах и инициировали процесс продолжения этих исследований во всем мире.

В настоящее время не вызывает сомнения важная роль нарушений липидного обмена в этиологии и патогенезе атеросклероза. В экспериментальных и клинических исследованиях подтверждено усиление перекисного окисления липидов при триглицеридной, эргокальцифероловой и холестириновой моделях атеросклероза, а также у больных с различными клиническими проявлениями атеросклероза. Ведущую роль аутоокисления липидов и белков в атерогенезе выявили опыты, в которых атеросклероз воспроизводили с помощью недостаточности антиоксидантов, что позволило разработать перекисную модель атеросклероза.

На основании этих исследований и данных по эпидемиологии атеросклероза О. Н. Воскресенский (1979, 1981) сформулировал основные положения перекисной теории его патогенеза, развиваемые в работах экспериментаторов (В. 3. Ланкин и соавт., 1976; В. Н. Бобырев, 1987; Б. В. Давыдов, П. П. Голиков, 1988) и клиницистов (В. И. Калмыкова, 1970; В. 3. Ланкин и соавт., 1979, 1987; М. А. Дудченко и соавт., 1981, 1986; В. И. Калмыкова, Е. Б. Бурлакова, 1982; Л. Е. Бобырева и соавт., 1987). Эта теория представляет собой основу для разработки ангиопротекторов в ряду антиоксидантов.

При первичной и вторичной профилактике атеросклероза широко используются лекарственные вещества - статины, подавляющие образование холестерина в организме - ингибиторы ключевого фермента биосинтеза холестерина (3-гидрокси-(3-метилглутарил-коэнзим А редуктазы (В. 3. Ланкин и соавт., 2000).

Эндогенные антиоксиданты делятся на 3 большие группы. Первую группу составляют антиоксидантные ферменты, которые являются главным средством собственной антиоксидантной защиты организма. В их число входят супероксиддисмутаза (СОД), каталаза, глутатионпероксидаза. Антиоксиданты второй группы - неферментные белковые антиоксиданты - обнаруживаются главным образом в плазме и представлены такими белками, как трансферин, альбумин и церулоплазмин, который обладает также ферментативной активностью (ферроксидаза). Наконец, антиоксиданты третьей группы имеются в основном в плазме, вне- и внутриклеточной жидкости, липопротеидах и клеточных мембранах.

Исследованы антиоксиданты непрямого действия - препараты никотиновой кислоты - копламин, глуникат и гликозиды элеутерококка; из числа антиоксидантов прямого действия испытаны дубинол, пробукол, биофлаваноиды, комплекс антиоксидантов, включающих токоферол, аскорбат, рутин, глутаминат.

По данным В. И. Калмыковой (1970), копламин снижает перекисное окисление липидов и улучшает эргометрические показатели больных коронарным атеросклерозом. Е. Г. Дубенко и П. П. Голиков (1984) указывают на перспективность применения копламина при ранних стадиях атеросклероза, подчеркивают нормализующее действие на систему гемодинамики. Препараты из антиоксидантов оказывают защитное действие и при тромбонекротических исходах атеросклероза. Дибунол в существенной степени нормализует клиническую картину больных ишемической болезнью сердца, снижает потребность в нитроглицерине, увеличивает ударный объем крови, снижает уровень липидов (М. А. Дудченко и соавт., 1986; В. А. Барсель и соавт., 1988). Клинические наблюдения М. А. Дудченко и соавт. (1986) убедительно подтвердили высокий защитный эффект комплекса антиоксидантов, включающего токоферола ацетат, аскорбат, рутин, глутаминат.

В последнее время сформировалось представление о роли кислородных свободных радикалов в сердечно-сосудистой патологии, связанной с нарушением регуляции тонуса сосудов.

У больных артериальной гипертонией снижена активность ферментов антиоксидантной системы, утилизирующих активные формы кислорода и липопероксиды (Б. И. Рудых, Н. И. Ярема, 1991; Н. И. Ярема и соавт., 1992).

Детальное изучение уровня перекисного окисления липидов и показателей гемостаза у пациентов с гипертонической болезнью позволило обнаружить усиление перекисного окисления липидов и развитие гиперкоагуляции у большинства обследованных больных (В. П. Мищенко и соавт., 1987). Авторы вполне обоснованно рекомендуют включение антиоксидантов в комплексную терапию заболевания. Применение аевита и теоникола у больных гипертонической болезнью способствовало более быстрой и стойкой нормализации артериального давления, чем при использовании традиционных антигипертензивных средств (В. В. Мирончик и соавт., 1983; А. Г. Брюховецкий и соавт., 1986).

В ряде исследований было показано, что витамины — антиоксиданты, миметики СОД и СОД-содержащие липосомы могут ограничивать дисфункцию эндотелия и ремодулирование сосудов при экспериментальной гипертензии (J. В. Laursen et al., 1997). В других исследованиях продемонстрировано, что антиоксиданты снижают артериальное давление и улучшают антиоксидантный статус у больных с эссенциальной гипертензией, что подтверждает важную роль оксидативного стресса в патогенезе гипертонической болезни (R. В. Singh et al., 1999). Было установлено и неоднократно подтверждено, что вазодилататорные реакции системных и

коронарных сосудов улучшаются после сочетанного применения липидсодержащей и антиоксидантной терапии, особенно при применении в качестве антиоксиданта витамина С (G. N. Levine et al., 1966; U. Solzbach et al.1997).

Активные формы кислорода приобретают особое значение в деятельности органов, отличающихся высоким уровнем аэробного метаболизма. Одним из таких органов является сердце: при массе, составляющей всего 0,5 % массы тела, оно поглощает около 10% всего кислорода, потребляемого организмом. Образование активных форм кислорода резко усиливается, когда митохондрии не могут использовать весь кислород, поступающий в клетки. Такая ситуация наблюдается во время реперфузии после периода ишемии миокарда. Возникающий при этом избыток активных форм кислорода составляет основу повреждающего действия активных форм кислорода при реперфузии ишемического миокарда (В. Л. Лакомкин и соавт., 2002).

Одним из антиоксидантов, осуществляющих естественную защиту миокарда является убихинон (коэнзим Q10) - липофильный антиоксидант. Его содержание в миокарде значительно выше, чем во всех остальных органах (A. Kalen et al.,1989). Убихинон способен тормозить процессы перекисного окисления в мембранах и защищать ДНК и белки от разрушительного действия гидроксильных радикалов (L. Emster, G. Dallner, 1995). Убихинон, являясь структурно-функциональным компонентом митохондрий, обеспечивает сопряжение процессов электронного транспорта и окислительного фосфорилирования при ситезе АТФ.

Результаты исследования В. Л. Лакомкина и др. (2002) позволяют заключить, что длительный прием убихинона повышает резистентность митохондриальных мембран к действию окислительного стресса и это сопровождается улучшенным восстановлением сократительной функции сердца после тотальной ишемии. Защитный эффект липофильной формы убихинона в полной мере воспроизводится при использовании его гидрофильной формы. Гидрофильная форма убихинона в настоящее время выпускается в виде препарата “Кудесан”. Клинические исследования показали эффективность использования убихинона в комплексном лечении ишемической болезни сердца, атеросклероза, его осложнений и особенно гипертонической болезни.

Антигипоксантная активность тканей является существенным фактором обеспечения их устойчивости к гипоксии. Повышение содержания перекиси водорода активирует синтез каталазы или СОД в клетках, повышая устойчивость к токсической дозе перекиси. Супероксидом определяется, как установили М. Н. Кондрашова и сотрудники (1996), первичный физико­химический механизм общеукрепляющего действия отрицательных ионов воздуха на организм, включающий образование микромолярных концентраций перекиси водорода, активирующей в этих концентрациях СОД, оказывающую антиоксидантное действие. Этими же авторами было установлено, что янтарная кислота снижает повреждения, вызываемые перекисными соединениями, что янтарная кислота обладает выраженным антиоксидантным действием.

Антигипоксические эффекты, присущие химическим соединениям, в полной мере выявляются у многих растений и их отдельных компонентов в виде водных и спиртовых извлечений (Л. В. Пастушенков, Е. Е. Лесковская, 1991; М. Т. Шаов, О. В. Пшикова, Ф. В. Долова, 1996; О. В. Пшикова, М. Т. Шаов, 1997; О. В. Пшикова, 1999).

В настоящее время известно, что цитохром с при гипоксии различного происхождения ускоряет усвоение тканями кислорода и способствует дыханию клеток. Особенно выражено действие цитохрома с при поражении сердца; в физиологических условиях его содержание и прижизненное потребление кислорода выше, чем в других тканях организма (Л. Г. Богомолова, И. Г. Андрашова и др., 1974; В. В. Гацура, В. В. Пичугин, А. А. Сурменков, 1975; А. А. Сурменков, 1975; Н. Б. Гамбашидзе, Т. М. Чавчанидзе и др., 1976).

Н. Б. Гамбашидзе, Г. А. Батиашвили (1980) установлено, что растительный цитохром с оказывает кардиостимулирующее и

коронарорасширяющее действие и не уступает в этом отношении аналогичному препарату животного происхождения. Растительный цитохром с обладает антиаритмическим, антиадреналиновым эффектом, улучшает внутрижелудочковую гемодинамику, регулирует окислительно- восстановительные процессы в мышце сердца и устраняет энергетический дефицит в ней. Растительный цитохром с, как и животный, является высокоэффективным средством лечения различных экспериментальных патологических состояний сердечно-сосудистой системы,

сопровождающихся гипоксией, что открывает перспективу его применения в клинической практике.

К антиоксидантам природного происхождения принято относить ряд витаминов (витамины С и Е, /? -каротин), некоторые минеральные вещества с антиоксидантными свойствами (например, селен), а также ряд других компонентов пищи (флавоноиды, фенолы).

Одним из ведущих механизмов в развитии гипоксии является нарушение биоэнергетических процессов. Установлено, что витамин Е обладает не только антиоксидантным действием, но и регулирует тканевой энергетический обмен. Участие витамина Е в процессах тканевого дыхания установил J. Viktor в 1934.

Под понятием “витамин Е” подразумевают смесь сходных по химической природе и биологическому действию веществ - токоферолов. В настоящее время известно 9 токоферолов, существенно отличающихся по физиологической активности. Наиболее физиологически активным считается а -токоферол и, видимо, потому, что из него образуется растворимая физиологически активная форма витамина Е.

В ряде работ (Т. Г. Редди, М. С. Нат, 1972; S. S. Chernick et al., 1955; G. P. Rodnan et al., 1956; L. M. Corwin, K. Schwarrz, 1959; J. Green et al., 1961) было показано, что недостаточность витамина Е в организме связана с уменьшением потребления кислорода в тканях разных видов животных. Снижение потребления кислорода у животных в тканях с авитаминозом Е сопровождается изменением степени сопряжения дыхания и окислительного фосфорилирования.

К. Schwarz (1972) высказал предположение о том, что а-токоферол контролирует энергетический метаболизм клетки путем прямого участия как кофактора транспорта электронов между сукцинатдегидрогеназой и убихиноном или путем проявления регуляторного эффекта на ферментном уровне. Ранее A. Nason (1958) и F. Vasington (1960) высказали предположение на основании своих экспериментальных данных о роли витамина Е как кофактора в системе цитохром с - редуктаза.

В связи с тем, что окислительные реакции в липидах организма носят преимущественно радикальный характер, можно предполагать, что токоферол как природный антиоксидант расходуется в этих реакциях по свободнорадикальному пути. Это положение подтверждается тем, что такие продукты окислительного превращения токоферола, как токоферилхинон, димеры и тримеры токоферола, обнаруженные в модельных экспериментах при свободнорадикальном окислении углеводородов в присутствии токоферола, выделены из липидных экстрактов животных тканей (A. S. Csallany et al., 1962, 1963; Н. Н. Draper, A. S. Csallany, 1967).

Токоферилхинон признан одним из конечных продуктов превращения токоферола in vivo (A. S. Csallany et al., 1962; F. Weber, O. Wiss, 1963). Поскольку в организме животных отсутствуют системы, регенерирующие токоферол из окисленной формы (С. К. Chow et al., 1967), С. А. Аристархова и сотрудники (1975) предположили, что токоферилхинон может служить показателем расходования токоферола в окислительных свободнорадикальных реакциях, и изучили изменение концентрации токоферилхинона в липидных вытяжках печени при воздействиях на организм, которые сопровождаются нарушением в содержании свободного токоферола в липидах. Полученные ими экспериментальные данные показывают, что токоферилхинон в липидах организма образуется в реакциях токоферола со свободными радикалами липидов и о степени расходования токоферола в свободнорадикальных реакциях окисления липидов можно судить по изменению концентрации токоферилхинона.

Витамин Е - универсальный компонент клеточных мембран (И. И. Иванов и соавт., 1975; А. А. Покровский, 1975; A. L. Tappel, 1962).

Установлено стабилизирующее влияние витамина Е на мембраны эндоплазматического ретикулума (J. Molenaar et al., 1968), митохондрии эритроцитов (J. Т. Dingle, J. A. Lucy, 1963), липопротеиновых мембран клеток и внутриклеточных органелл, включая лизосомы (Н. Zalkin et al., 1962) в опытах in vivo, in vitro (W. Diaczenko et al., 1970; Kenji Fukuzawa et al., 1971).

При Е-авитаминозе отмечается нарушение нормального функционирования клеточных мембран (гемолиз эритроцитов), нарушение целостности лизосомальных мембран и выход в кровь лизосомальных ферментов (кислая фосфотаза, трансаминаза, р -глукуронидаза), накопление в тканях гидроперекисей ненасыщенных жирных кислот и некоторых метаболитов, например, малоновый альдегид (А. Р. Вальдман, 1975).

Ю. А. Владимиров и А. И. Арчаков (1972), указывая на то, что в мембранах клетки содержатся субстраты перекисного окисления - ненасыщенные жирные кислоты, - также предполагают, что среди токсических продуктов, накапливающихся в клетках под действием неблагоприятных факторов, одно из первых мест должны занимать именно продукты перекисного окисления липидов. Перекиси, накапливаясь в тканях и мембранах, присоединяют воду и превращаются в оксиды, которые выделяют активный кислород, что, по-видимому, является главной причиной обменных нарушений и мембранных повреждений (А. Г. Вальдман, 1975). Согласно антиоксидантной теории витамин Е, присоединяя кислород, тормозит процесс окисления липидов и противодействует токсическому влиянию самих перекисей.

Известно, что недостаток витамина Е по-разному влияет на различные виды животных и внутри одного вида можно наблюдать заметную тканевую специфичность в чуствительности к витамин Е-недостаточности. К наиболее чувствительным тканям относятся мышцы, половые железы, печень, кора

надпочечников.

У крыс при недостаточности витамина Е поражается половой аппарат, что приводит к стерильности. Недостаточность витамина Е приводит также к необратимым изменениям в половом аппарате и функции размножения у кур и индеек (В. А. Шатерников, 1974).

Одним из наиболее частых симптомов недостаточности витамина Е у многих видов животных является мышечная дистрофия. Ее обнаруживали у крыс, цыплят, кроликов, собак, морских свинок, макаков резусов, а также многих видов домашних травоядных животных. Наряду со скелетными мышцами обычно поражается и миокард (В. А. Шатерников, 1974).

При недостаточности витамина Е могут наблюдаться анемия, поражения нервной системы, печени, щитовидной железы.

Имеется обширный литературный материал о применении витамина Е в лечении заболеваний сердечно-сосудистой системы, однако единогласия в этом вопросе пока нет.

Витамин Е и /? -каротин защищают эндотелий посредством уменьшения проникновения окисленных липопротеидов низкой плотности в клетки (D. Steinberg et al., 1989). Получены данные о том, что витамины- антиоксиданты могут замедлять развитие атеросклероза посредством ингибирования пролиферации гладкомышечных клеток, адгезии и агрегации тромбоцитов и экспрессии интерлейкина-1 (В. Frei, 1994).

Наиболее убедительные данные об обратной связи между риском ишемической болезни сердца и потреблением витаминов-антиоксидантов как с пищей, так и в виде специально принимаемых препаратов получены в отношении витамина Е.

Большинство эпидемиологических исследований и среди мужчин, и среди женщин (М. J. Stampfer et al., 1993; Е. В. Rimm, 1993; Р. Knekt et al., 1994; L. H. Kushi et al., 1996; и др.) подтверждают связь с ишемической болезнью сердца потребления витамина Е как с пищей, так и в виде препаратов. Наиболее выраженный эффект отмечен у тех, кто принимал витамин Е в дополнительных количествах в виде препаратов. В то же время исследования с определением концентрации витамина Е в сыворотке крови не выявили строгой ассоциации с ишемической болезнью сердца, поэтому сохраняется необходимость в проведении исследований, чтобы получить убедительные доказательства кардиопротекторного действия витамина Е. Однако уже сейчас целесообразно не откладывать от назначения препаратов витамина Е как средства профилактики ишемической болезни сердца (Н. Г. Киселева, В. А. Метельская, Н. В. Перова, 1998).

Витамин Е обнаруживает прямую связь со структурными особенностями и функционированием клеточных мембран: контролирует функцию мембран посредством специфического витамин-липидного взаимодействия, возможного взаимодействия с серой и селеном негеминовых железосодержащих белков мембран, с окислительными ферментами, разрушающими мембрану; поддерживает нормальный уровень мембранного транспорта, не и связанного с энергией; контролирует окисление, связанное с функционированием мембран.

а -токоферол оказывает прямое действие на процессы поглощения кислорода, содержание неорганического фосфата, степень сопряжения окисления и фосфорилирования, на активность некоторых окислительных ферментов, на концентрацию ряда компонентов цепи транспорта электронов (Г. В. Донченко, 1975).

В опытах in vitro обнаружено угнетение синтеза аскорбиновой кислоты экстрактами печени крыс с недостаточностью витамина Е, которое являлось результатом торможения фермента гулонолактоноксидазы, локализованного в микросомах. Торможение биосинтеза аскорбиновой кислоты in vitro является одним из наиболее ранних проявлений недостаточности витамина Е. В результате перекисного окисления липидов при недостаточности витамина

Е наряду с малональдегидом, возможно, образуется и ингибитор синтеза аскорбиновой кислоты (В. А. Шатерников, 1974).

Аскорбиновая кислота благоприятно влияет на холестериновый обмен в организме и задерживает развитие алиментарной гиперхолестеринемии (И. А. Мясникова, 1952; С. М. Бременер, 1966).

Применение аскорбиновой кислоты показано при атеросклерозе в ранней стадии; в поздней - ее применение показано при отсутствии резких проявлений атеросклероза венечных артерий (С. М. Рысс, 1955, 1963). С. М. Рысс (1963) считает целесообразным внутривенное введение аскорбиновой кислоты вместе с глюкозой при заболеваниях сердечной мышцы в связи с благоприятным влиянием витамина С на биохимические процессы в сердечной мускулатуре.

Значительное число исследований посвящено изучению взаимосвязи между потреблением витамина С и ишемической болезнью сердца. В ряде из них продемонстрирован защитный эффект больших доз витамина С.

Так, в Национальном исследовании здоровья и питания в США (J. Е. Enstrom, L. Е. Kanim, М. A. Klein, 1992) обнаружена взаимосвяь между потреблением витамина С и риском смерти от ишемической болезни сердца среди 11348 мужчин и женщин. Среди лиц, потреблявших с пищей витамин С в количестве 50 мг/сут и более, а также принимавших ежедневно препараты витамина С, риск смерти от ишемической болезни сердца был на 34% ниже в сравнении с остальной частью популяции. Потребление витамина С с пищей в больших количествах независимо от потребления витамина С в виде препаратов ассоциировалось со статистически значимым снижением риска смерти от ишемической болезни сердца на 10% (Н. Г. Киселева и соавт., 1998).

Аскорбиновая кислота является полезным вспомогательным средством при лечении анемий, особенно при железодефицитных гипохромных анемиях.

Витамин С оказывает капилляроукрепляющее действие, обладает радиопротекторными свойствами, уменьшает геморрагические проявления лучевой болезни и стимулирует кроветворение (И. И. Матусис, 1974).

Витамин С показан при остром и хроническом нефрите, так как нарушение функции почек, по-видимому, ведет к более высокому выведению аскорбиновой кислоты с мочой и потерей ее для организма. С другой стороны, часто наблюдаемая связь этого заболевания с инфекционным очагом делает целесообразным использование витамина С в качестве средства, повышающего защитные силы организма (С. М. Бременер, 1966).

Аскорбиновая кислота играет положительную роль в развитии иммунных реакций организма. Она способствует выработке организмом антител, повышает бактерицидные показатели крови и фагоцитарную активность лейкоцитов. Важное значение имеет витамин С в профилактике инфекционных заболеваний. В эксперименте на морских свинках было выявлено (А. Ф. Андреев, 1950), что при ряде инфекционных заболеваний (экспериментальный туберкулез, дифтерия и др.) содержание аскорбиновой кислоты в органах снижается, что говорит о повышенном расходовании этого витамина при возникшей интоксикации. У животных, способных синтезировать витамин С (например, у крыс), при различных интоксикациях наблюдается усиленный синтез аскорбиновой кислоты и повышение ее содержания в органах. Сопоставление этих двух фактов позволяет предположить (А. Ф. Андреев, 1950), что аскорбиновая кислота, по- видимому, используется организмом животного для борьбы с возникшей интоксикацией. В одном случае это приводит к усиленному ее распаду и снижению содержания в органах, в другом случае (у крыс) — к усиленному синтезу аскорбиновой кислоты.

Известно, что аскорбиновая кислота обеспечивает более высокую выносливость животных к недостатку кислорода. Видимо, это связано с ее участием в окислительно-восстановительных реакциях организма, что подтверждено рядом работ (Н. Kersten, Н. Staudinger, 1957; W. Krisch, Н.

Staudinger, 1959; H.Frunder, Biume, H. King, 1962; W. Schneider, H. Schneider, W. Weis, 1964).

В условиях гипоксии введение животным аскорбиновой кислоты повышает способность тканей к использованию кислорода. О. В. Пшиковой (1999) было отмечено достоверное повышение напряжения кислорода нервной и мышечной тканей крыс после приема витамина С. Интересно отметить, что в условиях последействия практически не наблюдалось уменьшения уровня напряжения кислорода в мышечной ткани у кормленных витамином С животных, а в нервной ткани значение напряжения кислорода вернулось к фоновому.

В различных модельных системах показана возможность усиления перекисного окисления липидов аскорбиновой кислотой. На этом основании некоторые авторы (Ю. А. Владимиров, А. И. Арчаков, 1972) относят аскорбиновую кислоту в группу “прооксидантов”. Наряду с этим за аскорбатом устоялось также определение “антиоксидант”, возникшее на основе его способности ингибировать некоторые свободнорадикальные реакции. Механизм прооксидантного действия аскорбата объясняют восстановлением ионов железа или их освобождением из связи с белками (Ю. А. Владимиров, А. И. Арчаков, 1972), образованием радикала семидегидроаскорбата за счет переноса электрона в составе комплекса аскорбата с ионами металлов (N. Subramanian et al., 1973; К. Takamura, М. Ito, 1977; W. Lohman, R. Lange, 1979) или, наконец, образованием перекиси водорода и свободного гидроксильного радикала из кислорода при автоокслении аскорбата (G. Cohen, 1977; J. Chrastil, J. Т. Wilson, 1978). Свободные радикалы образуются также при реакции дегидроаскорбиновой кислоты с ароматическими аминами (М. Yano et al., 1978) и при переносе электрона с аскорбата на феноксильные и другие радикалы.

Антиокислительное действие аскорбата может быть обусловлено его антирадикальной активностью, т. е. способностью инактивировать различные свободные радикалы. В биологическом отношении наиболее важным считают способность восстанавливать токоферильный радикал, и тем самым участвовать в генерации фонда важнейшего липидного антиоксиданта организма (О. Н. Воскресенский, А. П. Левицкий, 1970; A. L. Tappel, 1973). Эта реакция является ключевой в схемах систем антиоксидантной защиты, поскольку она обеспечивает связь между водорастворимыми и липидными антиоксидантами. Второй механизм антиоксидантного действия аскорбата в организме может быть связан с его способностью восстанавливать супероксидный анион. Последний при этом превращается в перекись водорода (J. F. Allen, D. О. Hall, 1973; М. Nishikimi, 1975; J. Е. Biaglow et al., 1977).

Каротиноиды - обширная группа углеводородистых соединений - пигментов, синтезируемых высшими растениями, грибами и бактериями. По своему строению каротиноиды могут быть разделены на ряд групп. Физиологическое действие каротиноидов связано в основном с каротинами. Наибольшей биологической активностью обладает р -каротин, молекула которого состоит из двух р -ионовых колец, соединенных алифатической цепью, имеющей 9 ненасыщенных двойных связей. По одной такой связи находится в каждом р -ионовом кольце. При распаде в организме р -каротина образуется 2 молекулы витамина А, оказывающего значительное влияние на барьерную функцию клеточных мембран и активно участвующего в окислительно-восстановительных реакциях, протекающих в клетках организма (А. А. Душейко, 1989).

Нехватка витамина А считается фактором риска развития гипертонии и ишемической болезни сердца, ведет к накоплению холестерина, нарушению углеводного, липидного, белкового обменов (С. М. Бременер, 1966).

В последнее время накоплены данные об антираковом действии витамина А и некоторых каротиноидов. Установлено, что витамин А и р- каротин являются естественными ингибиторами, способными предотвращать канцерогенез эпителиальных тканей. Противораковый эффект оказывает и потребление растительной пищи с высоким содержанием каротиноидов (Peto et al., 1981; В. Bermond, Santamaria, 1984).

При недостатке витамина А отмечается прекращение роста, расстройство желудочно-кишечного тракта, притупление обоняния, вкуса (А. R. Bernard, В. Р. Halpern, 1968), уменьшение тактильной чувствительности, понижение нижней границы слуха. Витамин А повышает устойчивость организма к экстремальным влияниям внешней среды, а также к инфекциям и инвазиям (М. С. Белаковский и соавт., 1978).

При некоторых патологических состояниях в организме, а также при обитании в условиях пониженного парциального давления кислорода, в клетках теплокровных животных может возникнуть потребность в создании депо кислорода (Б. Г. Савинов, 1948; В. Н. Карнаухов, 1969, 1971). В особенности это касается отличающихся высокой импульсной метаболической активностью нервных и мышечных клеток. Оба типа клеток характеризуются резким различием скоростей потребления кислорода в покое и в активном состоянии при максимальных нагрузках (М. Т. Шаов, 1981; М. Т. Шаов, О. В. Пшикова, 1997). В то же время известно, что при обитании животных в условиях пониженного парциального давления кислорода может возникнуть ситуация, когда скорость поступления кислорода в ткани окажется недостаточной для удовлетворения потребностей в нем нейронов и миоцитов в состоянии активного обмена. В этих условиях можно ожидать появления систем внутриклеточного депонирования кислорода, включающих каротиноиды и миоглобин (В. Н. Карнаухов, 1969, 1971; Н. Ф. Стародуб, В. Н. Коробов, В. И. Назаренко, 1992).

Для выяснения этого был проведен ряд экспериментов, в которых было отмечено, что в ткани сердечной мышцы, отличающейся более высокой устойчивостью систем окислительного метаболизма к гипоксии, по сравнению с нервной тканью (В. Н. Карнаухов, В. В. Петруняка, 1971), накопление каротиноидов происходит более медленно, чем в нервной ткани. По-видимому, этот факт указывает на то, что миоглобиновая система депонирования кислорода, имеющаяся в клетках сердечной мышцы, может до определенного возраста обеспечивать адаптацию этой ткани к недостатку кислорода. В нервной же ткани, отличающейся отсутствием значительных количеств миоглобина, необходимость адаптации к недостатку кислорода приводит к резкому росту концентрации каротиноидов.

О. В. Пшикова (1999) изучала изменение напряжения кислорода мышечной и нервной тканей крыс под влиянием /? -каротина. Автором были обнаружены изменения напряжения кислорода в сенсомоторной зоне коры головного мозга в следующей последовательности: норма (43,4± 3,01 мм рт. ст.) - скачок (103,2±5,15 мм рт. ст.) - снижение ниже исходного уровня в условиях последействия (40,3 ±3,77 мм рт. ст ).

В роли депо эндогенного кислорода в клетках служат плазматические мембраны с их ионселективными фильтрами из молекул кислорода (В. НШе, 1975; Ф. Хухо, 1990) и кислород из молекулярных ловушек потенциалообразующих химических элементов (М. Т. Шаов, 1989, 1995; М. Т. Шаов, 3. X. Шерхов, 1996) на наружной стороне плазматических мембран, а также продукты перекисного окисления липидов и молекулы воды (М. Ф. Тимочко и др., 1996, 1998).

С учетом этого логично предположить, что /? -каротин, благодаря акцепторно-донорным свойствам (В. Н. Карнаухов, 1973), сначала извлекает эндогенный кислород из плазматических мембран и других его депо - в этот момент должно произойти снижение напряжения кислорода в среде его определения. Потом, по мере насыщения кислородом /? -каротин, атакованный молекулами кислорода, под влиянием фермента каротин- диоксигеназы начинает превращаться в витамин А - в этот момент должно произойти возрастание напряжения кислорода в среде определения. И, наконец, витамин А осуществляет свою роль (Б. Б. Вартапетян, 1985) и депонирует кислород - это должно сопровождаться снижением уровня напряжения кислорода в среде определения. Предположения этих авторов подтвердились в экспериментах О. В. Пшиковой (1999, 2001, 2002) по исследованию динамики напряжения кислорода в нервных клетках коры головного мозга крыс под влиянием р -каротина природного и

синтетического происхождения.

Вышеперечисленные витамины С и Е, р -каротин содержатся в большом количестве в облепихе крушиновидной, произрастающей в Баксанском ущелье (район Приэльбрусья).

В работах последних лет (М. Т. Шаов, О. В. Пшикова, Ф. В. Долова, 1996; О. В. Пшикова, М. Т. Шаов, Ф. В. Долова, 1997; О. В. Пшикова, 1999, 2000) четко установлено, что облепиха крушиновидная за короткий период времени (7 - 10 дней) резко повышает резистентность организма к гипоксическому повреждению. При этом под влиянием плодов облепихи на клеточно-тканевом уровне обнаруживается возрастание напряжения кислорода, снижение его потребления и сокращение границ его флуктуаций. Причем выявлено, что антигипоксическое действие облепихи обеспечивает как р -каротин, так и витамин Е, содержащийся в облепихе крушиновидной в больших количествах. Однако, как показывают опыты (О. В. Пшикова, М. Т. Шаов, Ф. В. Долова, 1997; О. В. Пшикова, М. Т. Шаов, 1997), антигипоксическая сила р -каротина значительно выше, чем у витамина Е.

Следовательно, данные литературы говорят в пользу значительной роли клеточно-тканевого метаболизма (метаболическая теория регулирования) в механизмах регулирования функций сердечно-сосудистой системы. Они свидетельствуют также о высокой степени позитивного действия природных антиоксидантов, в том числе и облепихи, на кислородный метаболизм нервных и мышечных клеток.

Сведений, касающихся действия облепихи крушиновидной, произрастающей в районе Приэльбрусья, на физиологические показатели сердечно-сосудистой системы организма человека, в доступной нам литературе не обнаружено.