Растительные полифенолы как регуляторы метаболизма этанола и липидов у людей двух этнических групп

Размещено на http://www.allbest.ru

Растительные полифенолы как регуляторы метаболизма этанола и липидов у людей двух этнических групп

Кушнерова Н.Ф.

В настоящее время не вызывает сомнения факт о неодинаковой переносимости этанола представителями разных этнических групп, в частности европеоидами и монголоидами. Этнические различия реакций на этанол связывают с особенностями структурной организации алкогольдегидрогеназы (АДГ) и альдегиддегидрогеназы (АлДГ) у монголоидов. В связи с этим скорость окисления этанола у них существенно выше, чем у представителей европейской популяции, а ацетальдегида ниже. Вследствие этого прием алкоголя сопровождается накоплением ацетальдегида в организме. Однако наряду с особенностями структурной организации этанолокисляющих ферментов у монголоидов, установлены также различия в метаболических реакциях в организме здоровых людей, принадлежащих к разным этническим группам [2]. Эти различия, несомненно, должны приниматься во внимание при изучении влияния алкоголя на эти популяции. растительный полифенол метаболизм этанол

Одним из перспективных путей профилактики и лечения при злоупотреблении этанолом является коррекция его метаболизма [6]. Он может быть направлен в сторону такой коррекции активности АДГ, при которой снижается быстрая наработка ацетальдегида. Существуют работы, в которых показано влияние экстрактов из растений на изменение активности АДГ, скорость элиминиции этанола у экспериментальных животных [11]. Однако практически отсутствуют сведения о корректирующем действии растительных экстрактов на состояние этанолокисляющей системы, биохимические параметры липидного обмена у человека, в том числе в зависимости от его этнической расы.

Известно, что в районах с преимущественным потреблением натуральных спиртосодержащих напитков (Франция, Италия, Испания и т.д.), таких как натуральное виноградное вино, яблочный сидр, на одного человека, в среднем, приходится алкоголя больше, чем в районах преимущественного потребления водки и других крепких напитков, содержащих только дистиллированный алкоголь. Доминирующим классом полифенольного комплекса винограда и яблок, а, следовательно, и алкогольных напитков, получаемых на основе их переработки, являются так называемые комплексы олигомерных проантоцианидинов или конденсированные таннины, представляющие собой полимерные формы флавоноидов из группы катехинов. Они ингибируют процессы перекисного окисления липидов, агрегацию тромбоцитов, снижают хрупкость и проницаемость капилляров, а также влияют на активность ряда ферментных систем, включая каскад арахидоновой кислоты.

Настоящая работа посвящена изучению метаболических изменений, вызванных воздействием этанола, у представителей монголоидной и европеоидной популяций, а также предпринята попытка коррекции установленных сдвигов с помощью растительных полифенолов, выделенных из экстракта гребней винограда.

Методика. Эксперимент проводили на мужчинах-добровольцах в возрасте 25-30 лет, разделенных на две группы по 20 человек в каждой: 1 группа - здоровые не употребляющие алкоголь европеоиды, 2 группа - здоровые не употребляющие алкоголь монголоиды (чукчи). Обследуемые каждой группы были в свою очередь разделены на две подгруппы по 10 человек, которые получали соответственно: 40% этанол; комбинированный раствор из 40% этанола и полифенолов из гребней винограда (100мг). Все растворы испытуемые получали однократно в количестве 3 мл на 1кг массы тела. На исследование брали образцы крови до приема растворов (фон) и через 1, 2 и 4 часа после приема. Перед приемом у всех испытуемых методом газожидкостной хроматографии определялся уровень эндогенного этанола в крови. У всех испытуемых он был в пределах нормы (0,2-0,3 г/л).

Экстракт из гребней винограда "Каберне" (Патент № 1473139 от 15.12.1988 г.) предварительно готовили на 40% этиловом спирте, в процессе реперколяции на 1кг сырья выход экстракта составил 1л (1:1). Готовый спиртовой экстракт упаривали на водной бане до 1/3 объема для удаления этанола. Выпавший осадок удаляли центрифугированием, надосадочную жидкость фильтровали через мембранный фильтр (0,45 мкМ). Полученный раствор суммарной фракции фенольных соединений экстрагировали гексаном для удаления неполярных примесей и наносили на хроматографическую колонку с Сефадексом LH-20, уравновешенную дистиллированной водой. Данная процедура позволяла отделить полифенольные соединения, которые адсорбируются на колонке, от органических кислот и углеводов, не задерживающихся на сорбенте.

Количество этанола в пробах определяли при непосредственном введении образца в газовый хроматограф [1], активность АДГ в крови - по методу Skursky. Экстракцию липидов из сыворотки крови и общих фосфолипидов проводили по общепринятым методам. Хроматографическое распределение нейтральных липидов (НЛ) и их количественное определение проводили методом одномерной тонкослойной хроматографии на силикагеле в системе растворителей гексан - серный эфир - уксусная кислота в соотношении 90:10:1 об/об [8]. Идентификацию пятен липидов осуществляли с помощью очищенных стандартных препаратов. Стандарты и пробы после хроматографирования обнаруживали парами йода. Результаты выражали в процентах от суммы всех фракций.

Результаты и обсуждение. Изучение динамики окисления этанола показало, что у испытуемых обеих этнических групп максимальная его концентрация в крови отмечалась через 1 час после приема, а к 4-у часу уменьшалась до исходных значений (таблица 1). В то же время активность АДГ нарастала у испытуемых этих групп неоднозначно. Так, у европеоидов наибольшая активность АДГ отмечалась на 4-й час эксперимента и составляла к этому времени 4,5+0,18 ед/л (исходный уровень - 1,16+0,06 ед/л; Р<0,01).

В группе монголоидов максимум активности АДГ был выявлен на 2-й час эксперимента (5,57+0,17 ед/л, фон - 1,24+0,07 ед/л; Р<0,01) и сохранялся повышенным до 4-го часа. Концентрация этанола в крови на 2-й час снизилась в 2 раза по сравнению с его уровнем на 1-й час.

При сравнении динамики активности АДГ в крови испытуемых обеих этнических групп следует отметить, что у монголоидов на 1-й и 2-й часы эксперимента активность фермента была в 2 раза выше, чем у европеоидов. Эти результаты подтверждают известные в литературе данные о том, что у представителей монголоидной расы происходит более быстрое окисление этанола до ацетальдегида [9, 10].

Таблица 1.

Динамика содержания этанола в цельной крови (г/л) и активности АДГ (ед/л) в сыворотке крови испытуемых при однократном приеме этанола (М м).

Примечание: (1- P < 0,02; (2 - P < 0,001.

При исследовании влияния комбинированного раствора этанола с полифенольным комплексом (ПК) из гребней винограда на динамику активности АДГ у испытуемых обеих этнических групп можно было отметить практически абсолютную сопоставимость с результатами, полученными при воздействии только этанола. Однако значительные различия были выявлены в динамике окисления этанола. Так, на 2-й и 4-й часы эксперимента было зафиксировано более высокое его содержание в крови как у европеоидов, так и у монголоидов, чем в эти же временные интервалы в предыдущем случае. Таким образом, добавление в этанол ПК из гребней винограда существенно меняет картину динамики окисления этанола в крови испытуемых обеих этнических групп: его концентрация остается повышенной во все исследуемые интервалы времени. Данный феномен, по-нашему мнению, обусловлен наработкой этанола из ацетальдегида, так как известно, что при физиологических значениях рН восстановление альдегидов протекает в десятки раз быстрее, чем окисление алкоголей [4].

Высказанное предположение подтверждается данными, полученными нами ранее в эксперименте на животных [7]. При исследовании фармакокинетических параметров элиминации этанола из организма крыс было установлено, что под действием ПК из гребней винограда, вводимого наряду с этанолом, происходит замедление процесса выведения этанола. Одновременно в печени этих животных отмечалось значительное повышение редуктазной активности АДГ, что свидетельствует о восстановлении ацетальдегида в этанол. Данный вывод подтверждается также снижением общей активности АлДГ, так как этот фермент является индуцибельным.

На основании полученных результатов можно заключить, что метаболизм этанола у монголоидов протекает иначе, чем у европеоидов. Так, у взрослых европеоидов максимальная величина этанола в крови отмечается через 1 час, а минимальная - через 4 часа после однократного приема, что соответствует известным в литературе данным [3]. У монголоидов через 1 час после приема этанола резко возрастает активность АДГ (в 2 раза) и достигает максимальной величины ко 2-му часу, что сопровождается быстрым окислением этанола и, соответственно, снижением его уровня в крови при одновременном накоплении ацетальдегида. Этот механизм лежит в основе формирования алкогольной зависимости у данной популяции. Добавление в этанол растительных полифенолов меняет картину динамики окисления этанола у испытуемых обеих этнических групп. Концентрация этанола в крови остается повышенной, особенно у представителей монголоидной расы. Есть основание полагать, что введение полифенолов из гребней винограда может играть защитную роль для людей монголоидной расы при потреблении ими алкогольных напитков. Утилизация ацетальдегида за счет активации скорости наработки из него этанола будет препятствовать развитию механизма быстрого формирования алкогольной зависимости у монголоидов.

Таблица 2.

Динамика содержания фракций нейтральных липидов в сыворотке крови здоровых лиц пришлой популяции после однократного приема этанола (в % от суммы всех фракций, М м).

Примечание: (1 - P < 0,05.

Обмен эталона тесно связан с обменом липидов, что согласуется с выявленными нами изменениями во фракционном составе НЛ и общих ФЛ. в сыворотке крови испытуемых обеих этнических групп после однократного приема этанола.

При сравнении количества отдельных фракций НЛ в сыворотке крови испытуемых 1-й группы (пришлые европеоиды) статистически достоверные различия выявлены только в содержании эфиров холестерина (ЭХС). Уровень их повысился на 25% (Р<0,05) через 1 час после приема этанола (таблица 2). В течение последующих часов содержание ЭХС оставалось повышенным. При изучении содержания триацилглицеринов (ТАГ) отмечалось повышение их уровня на 2-й и 4-й часы эксперимента (19,1+0,8%; фон - 17,4+0,7%; P<0,05). Некоторая тенденция к снижению содержания холестерина (ХС), наблюдавшаяся через 1 час от начала эксперимента сохранялась также через 2 и 4 часа.

У испытуемых 2-й группы (коренные монголоиды) изменения в составе НЛ сыворотки крови были более выражены, чем у представителей 1-й группы. Так, количество ЭХС через 1 час увеличилось на 5%, а через 4 часа на 11%, уровень ТАГ через 4 часа от начала эксперимента возрос на 10% (таблица 3). Статистически достоверные различия выявлены в содержании свободных жирных кислот (СЖК). Их количество увеличилось на 22% (Р<0,001) через 2 часа после приема этанола (18,4+0,6%; фон - 15,1+0,5%). При изучении содержания ХС в сыворотке крови отмечена тенденция к его снижению на 4-й час эксперимента: уровень ХС уменьшился на 8%.

Таблица 3.

Динамика содержания фракций нейтральных липидов в сыворотке крови здоровых лиц коренной популяции после однократного приема этанола (в % от суммы, М м).

Примечание: (1 - P < 0,001.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что однократный прием этанола как у европеоидов, так и у монголоидов приводит к повышению содержания ТАГ в сыворотке крови, связанному с усилением периферического липолиза в ответ на выброс в кровь катехоламинов. Однако в наших исследованиях у европеоидов прослеживается тенденция к снижению уровня СЖК. В то же время у испытуемых монголоидной расы разовое потребление этанола сопровождается статистически достоверным увеличением содержания СЖК. Можно полагать, что ацетил-КоА, образующийся в результате окисления этанола, у монголоидов может расходоваться на синтез жирных кислот, тогда как у лиц европеоидной расы он или окисляется в цикле Кребса, или расходуется на синтез кетоновых тел и холестерина. При потреблении этанола в крови испытуемых обеих групп отмечалась выраженная тенденция постепенного снижения общих ФЛ.

При добавлении в этанол растительных полифенолов из гребней винограда в сыворотке крови европеоидов отмечалось достоверное снижение ТАГ на 15% (16,5+0,69%; фон - 19,4+0,71%), и постепенное снижение ЭХС (на 4-й час на 12%). Такая же тенденция прослеживалась в динамике ТАГ в сыворотке крови монголоидов (через 1 час от начала эксперимента снижение составило 9%). Однако количество ЭХС увеличилось через это же время также на 9%. При исследовании содержания общих ФЛ в сыворотке крови добровольцев обеих этнических групп в течение эксперимента наблюдалась выраженная тенденция к увеличению их количества. На основании полученных данных можно прийти к выводу, что у испытуемых потребление этанола с полифенолами из гребней винограда сопровождалось активацией синтеза фосфолипидов, то есть липогенез направлен преимущественно в сторону образования фосфолипидов, а не триглицеридов. Факт снижения содержания ЭХС и ХС в сыворотке крови европеоидов свидетельствует о том что, либо активируется синтез желчных кислот из холестерина, либо образовавшийся ацетил-КоА при окислении этанола утилизируется в реакциях гликолиза. У монголоидов увеличение содержания ЭХС и ХС, по-видимому, связано с генетически обусловленным липогенезом и недостаточностью цикла Кребса. В то же время образование ХС может являться защитно-компенсаторной реакцией, так как известно, что биологические мембраны монголоидов обладают меньшей устойчивостью к разжижающему эффекту этанола [5].

Выводы:

Метаболические реакции на этанол у представителей различных этнических групп основаны на разных путях интеграции ацетил-КоА, образовавшегося при окислении этанола. У европеоидов ацетил-КоА непосредственно включается в цикл Кребса или синтез холестерина, тогда как у монголоидов он, в первую очередь, используется на синтез жирных кислот.

Добавление растительных полифенолов из гребней винограда способствует изменению метаболизма этанола в организме, что может препятствовать развитию механизма быстрого формирования алкогольной зависимости, особенно у монголоидов.

Под действием растительных полифенолов из гребней винограда происходит восстановление метаболических путей, подавленных этанолом у представителей обеих этнических групп, а именно: восстановление синтеза фосфолипидов, нормализация содержания эфиров холестерина и свободных жирных кислот.

Литература

Р.В. Кудрявцев, М.М. Ушакова. //Суд. мед. эксперт. - 1983. - С. 28-31.

Н.Ф. Кушнерова. Автореф. дис. д-ра биол. наук. Москва. 1992.

В.П. Латенков, Г.Д. Губин. Биоритмы и алкоголь. Наука: Новосибирск, 1987.

Ю.М. Островский, В.И. Сатановская, С.Ю. Островский и др., Метаболические предпосылки и последствия потребления алкоголя. Наука и техника: Минск, 1988.

Ю.А. Рахманин, Н.Ф. Кушнерова //Гиг. и сан. - 1991. - № 11. С. 59-62.

М.Н. Селевич, В.В. Лелевич. //Экспер. и клин. фармакология. 1999. - Т. 63. - № 1. - С. 70-74.

С.Е. Фоменко. Автореф. дис. канд. биол. наук. - Владивосток. - 1995.

J.S. Amenta //J. Lipid Res. - 1964. - № 5. - Р. 270-272.

Y. Akira, H. Lilyc, I. Tohru et al. //Biochem. Soc. Trans. - 1988. - V. 16. - N 3. - P. 230-232.

A.K.W. Chan //Alcohol a Alcohol. - 1986. - V. 21. - N 1. - P. 93-104.

N. Hobara, A. Watanable, M. Kobayashi et al. //Pharmacology. - 1988. - V. 37. - N 4. - P. 264-267.

Размещено на Allbest.ru