П
оложительное влияние липоевой кислоты на регуляцию различных метаболических процессов в организме человека известно достаточно давно. Свойства -липоевой кислоты (синонимы: тиоктовая, липоиковая кислота, витамин N) изучаются с середины прошлого века, когда она была открыта (1948 г.) и впервые синтезирована (1953 г.). Название "липоевая" было дано этой кислоте за сходство ее физико-химических свойств с липоидами - веществами, растворимыми в органических (липофильных) соединениях и нерастворимыми в воде. Молекула липоевой кислоты состоит из 8 атомов углерода и двух атомов серы, отсюда второе ее название - тиоктовая ("тио" - соединение серы, "октос" - восемь). -Липоевая кислота широко распространена в природе, синтезируется в растениях, организме животных и человека.
Некоторые биохимические характеристики липоевой кислоты
Уникальные физико-химические свойства -липоевой кислоты позволяют ей участвовать в ряде важных биохимических реакций. Липоевая кислота, обладая высокой гидрофобностью, может достаточно легко проникать через различные биомембраны. По современной номенклатуре -липоевая кислота является витаминоидом, основная роль которого - участие в окислительно-восстановительных процессах цикла трикарбоновых кислот (цикл Кребса) в качестве кофермента, оптимизируя реакции окислительного фосфорилирования. Липоевая кислота играет важную роль в утилизации углеводов и осуществлении нормального энергетического обмена, улучшая "энергетический статус" клетки. -Липоевая кислота обладает выраженными антиоксидантными свойствами и может работать в качестве антиоксиданта как в жирорастворимых, так и в водорастворимых средах. Как известно, свободные радикалы (супероксид анион О2
-, гидроксильный радикал ОН- и др.) оказывают выраженное токсическое воздействие на различные ткани. В эксперименте было отмечено защитное действие липоевой кислоты на клеточном уровне при перекисном окислении липидов. Кроме того, липоевая кислота может взаимодействовать с комплексом других антиоксидантов, поддерживая как липидный, так и водный антиоксидантный статус на физиологическом уровне.
Фармакологические свойства -липоевой кислоты
Ежедневная потребность здорового взрослого человека в липоевой кислоте составляет 1-2 мг. В сыворотке крови ее концентрация составляет до 15 мкг/мл. Липоевая кислота хорошо всасывается в кишечнике при пероральном приеме, достигая максимума концентрации в плазме примерно через 45 мин, затем начинает постепенно снижаться и через 3 ч приходит к исходному уровню. Поскольку выведение из плазмы происходит очень быстро, биодоступность липоевой кислоты составляет не более 30%. По данным эксперимента, после трехнедельного перорального введения липоевой кислоты происходит ее накопление в периферической нервной ткани, где ее концентрация была даже выше, чем максимальная концентрация в плазме. Выведение липоевой кислоты осуществляется почками. Однако у больных с сахарным диабетом, острым и хроническим гепатитом, циррозом печени, полиневропатиями, кожными заболеваниями, атеросклерозом было обнаружено снижение концентрации липоевой кислоты как в сыворотке крови, так и в моче, при этом меняется и индивидуальный уровень ее всасывания.
Безопасность применения и побочные действия липоевой кислоты
Токсичность липоевой кислоты у животных низкая. Как при внутривенном, так и при пероральном введении летальная доза для собак составляет около 400 мг/кг массы тела. При ежедневном длительном введении липоевой кислоты в дозе 30 мг/кг массы тела у собак несколько увеличивалось слюнотечение и снижалась прибавка в весе. Но к завершению четырехнедельного курса ни у одного животного не обнаружилось изменений в органах, связанных с введением этой кислоты. Также не выявлено тератогенного или канцерогенного действия -липоевой кислоты. Интоксикация этой кислотой у человека не наблюдалась. Имеются лишь единичные данные об аллергических реакциях при лечении. В среднетерапевтических дозах (в зависимости от формы выпуска и дозировки конкретного препарата) прием липоевой кислоты был безопасен. Клинического испытания применения липоевой кислоты у беременных не проводилось.
Взаимодействие с другими лекарственными средствами
В связи с нерастворимостью липоевой кислоты в воде для парентерального введения используется ее раствор с 0,5-1% натриевой солью. С молекулами сахара липоевая кислота образует малорастворимые комплексы, в связи с чем она несовместима с растворами глюкозы, Рингера и т.п. По той же причине при одновременном приеме липоевой кислоты и сахароснижающих препаратов при сахарном диабете глюкоза в крови снижается более интенсивно, что может потребовать корректировки дозы гипогликемических средств. Во время лечения препаратами липоевой кислоты рекомендуется воздерживаться от приема алкоголя, так как под его воздействием снижается ее терапевтическая активность.
Терапевтические эффекты липоевой кислоты
Патология печени
Липоевая кислота существенно замедляет жировое перерождение клеток печени, обладает антиатерогенными свойствами. Применение липоевой кислоты при диффузных заболеваниях печени обосновано, исходя из снижения ее содержания в сыворотке крови и нарушения ее обмена. Благоприятное действие липоевой кислоты на углеводный, липидный и белковый обмен делает перспективным ее применение в комплексной терапии цирроза печени и хронических гепатитов, при которых содержание ее в крови также снижено. Исследования показали (А.С. Логинов), что у большинства больных отмечается положительная динамика клинического состояния, уменьшение степени выраженности биохимических нарушений или даже нормализация показателей. Результаты ряда исследователей (В.С. Романов, М.Ф. Ясиновский и др.) указывают на еще достаточно высокую способность гепатоцитов использовать липоевую кислоту в качестве кофермента в окислительно-восстановительных реакциях у больных с хроническими поражениями печени, что подтверждает целесообразность данной заместительной терапии. Включение липоевой кислоты в комплексное лечение больных, страдающих гепатитами, оправдано при затяжном ее течении (М.Е. Семендяева), а также когда острый гепатит протекает с изменением функциональных проб печени. Нормализация функционального состояния печени и улучшение неврологического статуса отмечены также при лечении липоевой кислотой пациентов, страдающих болезнью Вильсона - Коновалова (гепатоцеребральная дистрофия) - дегенеративным заболеванием печени и нервной системы, в основе которого лежит нарушение обмена меди. Это объясняется хелатной активностью -липоевой кислоты к ионам меди. При этом выявлено усиление выведения меди с мочой, нормализация функции печени и уменьшение выраженности неврологических симптомов.
Интоксикации
В ряде исследований выявлены антитоксические свойства липоевой кислоты в отношении препаратов ртути, фосфора, мышьяка, селена, цианидов, сурьмы. Защитные свойства при обезвреживании различных токсических агентов объясняется наличием в структуре липоевой (тиоловой) кислоты активных серосодержащих (тиоловых) групп. По своим антидотным свойствам липоевая кислота превосходит другие тиоловые соединения, в частности унитиол. Некоторые авторы (M. Frimmer) показали, что -липоевая кислота в высоких концентрациях обладает протективными свойствами к клеткам печени при отравлении некоторыми грибами (в частности, бледными поганками). N. Genazzani и соавт. применяли липоевую кислоту с целью защиты от рентгеновских лучей. Введение липоевой кислоты ослабляет симптомы лучевого поражения, улучшает гематологические показатели, увеличивает выживаемость подвергшихся облучению крыс. Y.Suzuki отметил, что -липоевая кислота обладает защитным эффектом от радиационного поражения.
Сахарный диабет
Нарушение углеводного обмена при сахарном диабете сопровождается понижением концентрации липоевой кислоты в крови, которое расценивается как один из патогенетических факторов ухудшения клинической картины этого заболевания. В экспериментальных исследованиях было показано, что увеличение количества -липоевой кислоты в организме приводит к улучшению процесса утилизации глюкозы и снижению содержания кетоновых тел в крови. В условиях эксперимента показано, что при сахарном диабете липоевая кислота, действуя как антиоксидант, защищает островковые клетки поджелудочной железы крыс от повреждения свободными радикалами. Также в эксперименте было показано, что -липоевая кислота, подобно инсулину, стимулирует процесс утилизации глюкозы в мышечных клетках. По современным представлениям, одним из основных патогенетических механизмов диабетической невропатии является оксидантный стресс. Регулирование оксидантного дисбаланса липоевой кислотой осуществляется двумя путями: а) непосредственной инактивацией радикалов, б) восстановлением эндогенных систем свободнорадикальной защиты. Диабетическая полиневропатия
По современным данным, более чем у 50% больных сахарным диабетом развивается полиневропатия. Причиной всех проявлений невропатии является прогрессирующая дегенерация чувствительных и двигательных нервных волокон. Вследствие этого возникает и постепенно нарастает нарушение проведения возбуждения по периферическим нервным волокнам. Патогенетический "каскад", приводящий к дегенерации нервных волокон, выглядит следующим образом: возникает нарушение метаболизма в нейронах и их аксонах вследствие избыточного содержания внутриклеточной глюкозы; сосудистые механизмы - микроангиопатия, поражающая vasa nervorum (собственные сосуды нервов) с ишемией и дегенерацией нервных волокон. Не следует забывать и о генетической предрасположенности к нарушениям обмена глюкозы и раннему возникновению полиневропатии. Клинически наиболее часто диабетическая полиневропатия проявляется симметричным нарушением болевой и вибрационной чувствительности по типу "носков" и "перчаток" и двигательным нарушениями в тех же областях. Иногда периферическая полиневропатия сочетается с вегетативной (вследствие поражения вегетативных нервных волокон) полиневропатией, что, безусловно, усугубляет состояние больного. В клинических исследованиях отечественных и зарубежных авторов было показано, что использование лекарственной терапии липоевой кислотой приводит к значительному клиническому улучшению и позитивным изменениям по данным электронейромиографического обследования - увеличению скорости возбуждения по исследуемым периферическим нервам по сравнению с исходным (до лечения) уровнем. Кроме того, уменьшаются проявления периферической вегетативной недостаточности со стороны сердечно-сосудистой и пищеварительной систем.
Лекарственные формы
| Форма выпуска и дозировки
Препараты -липоевой кислоты различаются по дозировке, а следовательно, по количеству активного вещества в таблетированной или инъекционной форме. В ряде исследований авторы пришли к выводам, что наиболее оптимальным, в том числе с позиции фармакокинетики, в лечении заболеваний как центральной, так и периферической нервной системы, а также соматической патологии является назначение -липоевой кислоты в суточной дозе 600 мг, разбивая ее на два приема для более равномерного содержания в плазме крови в течение суток. В этом отношении одним из рекомендуемых является препарат Берлитион 300 (в ампулах) либо форма для приема внутрь - Берлитион 300 (в таблетках). Такая дозировка позволяет принимать препарат 2 раза в день, что, безусловно, оптимизирует режим дозирования для пациентов. |
Режим дозирования лекарственного препарата
| БЕРЛИТИОН(r) 300 [тиоктовая (-липоевая) кислота]
Внутрь взрослым назначают по 300 мг 2 раза в сутки в течение 1-4 мес. При тяжелых формах полиневропатии в начале лечения препарат назначают внутривенно по 600 мг (соответственно 2 ампулы по 12 мл однократно) в течение 2-4 нед. В дальнейшем переходят на поддерживающую терапию и назначают Берлитион 300 в форме таблеток по 300 мг 2 раза в сутки в течение 1-3 мес. При внутримышечно введении доза, вводимая в одно место инъекции, не должна превышать 50 мг (2 мл). Внутримышечно введение препарата в высоких дозах необходимо осуществлять в виде нескольких инъекций (по 2 мл на каждое место инъекции). Представлена краткая информация производителя по дозированию лекарственных средств у взрослых. Перед назначением препарата внимательно читайте инструкцию. |
Алкогольная полиневропатия
Алкогольное поражение периферической нервной системы является наиболее частым осложнением острой и хронической алкогольной интоксикации. Алкогольная полиневропатия (АПН) развивается при длительном, многолетнем злоупотреблении алкоголем. Доля АПН среди полиневропатических синдромов различной этиологии постепенно возрастает (от 10 до 70%), что связано как с ростом заболеваемости алкоголизмом, так и с улучшением возможности диагностики. Алкогольная полиневропатия относится к числу первичных аксонопатий, но по мере прогрессирования заболевания развивается также и сегментарная демиелинизация. Алкогольная полиневропатия является хроническим, трудно курабельным заболеванием. Клинические проявления алкогольной полиневропатии принципиально не отличаются от полиневропатий другой этиологии и включают дистальные чувствительные расстройства с болью, парестезиями и онемением по типу "перчаток" и "носков"; слабость и атрофию дистальных мышц, преимущественно ног; снижение или отсутствие сухожильных рефлексов на ногах, а затем и на руках; поражения вегетативных волокон в виде нарушения вегетативного регулирования различных систем. Электромиографическими признаками АПН являются: снижение количества функционирующих двигательных единиц; снижение скорости проведения импульса преимущественно по чувствительным волокнам по сравнению с двигательными; возникновение блока проведения импульса в периферических нервах. Особое значение в патогенезе алкогольной полиневропатии имеет дефицит витамина В1
, или тиамина. Витамин В1
в организме превращается в тиаминпирофосфат, являющийся составной частью важных ферментов (пируват- и кетоглутаратдегидрогеназных комплексов), участвующих в различных биохимических реакциях, обеспечивающих энергетические ресурсы клетки. Развитие алкогольной полиневропатии происходит при алиментарном дефиците витамина В1
вследствие однообразного, несбалансированного, как правило, углеводного питания, а также при прямом токсическом воздействии этанола и ацетальдегида на нервную ткань. Ряд зарубежных исследователей и собственное исследование авторов показали положительную клиническую динамику в виде уменьшения как объективных (двигательные, чувствительные нарушения), так и субъективных (парестезии, боль) симптомов у пациентов на фоне приема препаратов -липоевой кислоты (300 мг два раза в сутки перорально).
Нейродегенеративные заболевания
В последние годы оксидантный стресс рассматривается как один из наиболее значимых и универсальных факторов патогенеза нейродегенеративных заболеваний, включая рассеянный склероз, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, боковой амиотрофический склероз и др. Основанием к этому является выраженное повышение концентрации свободных радикалов в ткани мозга, обнаруживаемое у таких больных. Свободные радикалы, присутствующие в малых количествах и выполняющие физиологические функции в норме, при увеличении концентрации могут активизировать перекисное окисление липидов клеточных мембран, ДНК и белков, что ведет к нарушению гомеостаза и функции клеток. Образование свободных радикалов в норме сдерживается такими биологическими "антимусорщиками", как каталаза, глутатионпероксидаза, супероксиддисмутаза, витамин Е, восстановленный глутатион и др.). Вследствие этого липоевая кислота может быть использована в комплексной терапии больных с различными нейродегенеративными заболеваниями с наиболее благоприятным эффектом.
Ишемия головного мозга
Известно, что восстановление кровотока (реперфузия) в тканях, временно выключенных из кровотока (мозг при инсульте, миокард после рассасывания тромба), приводит к образованию свободных радикалов (О2
- и др.). Имеются отдельные экспериментальные работы на животных, в которых показана эффективность липоевой кислоты в профилактике перфузионного поражения. Метаболическая роль и антиоксидантные свойства -липоевой кислоты позволяют применять ее для лечения и профилактики многих заболеваний нервной системы. Это обусловлено тем, что мозговая ткань является одним из наиболее метаболически активных органов по потреблению кислорода - 35 мл/мин•кг (печень - 44 мл/мин•кг, сердце - 59 мл/мин•кг, почки - 96 мл/мин•кг). Мембраны нейронов богаты полиненасыщенными жирными кислотами, и их антиоксидантный статус ниже по сравнению с другими тканями. Показано, что в основе многих неврологических заболеваний лежит универсальный неспецифический механизм - свободнорадикальное поражение нервной ткани. В антиоксидантной защите нервной и других тканей центральную роль играют тиолы, которые потенциально могут применяться в качестве нейропротекторов при лечении многих неврологических заболеваний. Наиболее важный тиоловый антиоксидант - глутатион. Однако глутатион не может использоваться в таком качестве, так как он не абсорбируется клетками; N-ацетилцистеин, поставщик цистеина для синтеза глутатиона, также неприменим из-за своих побочных эффектов (тошнота, рвота, диарея). Применение сложных эфиров глутатиона в качестве нейропротекторов тоже не увенчалось успехом. В отличие от глутатиона и его производных, - липоевая кислота легко абсорбируется, транспортируется и утилизируется клетками различных тканей, в том числе и мозговой. S.S.Gross и соавт. показали, что -липоевая кислота может модулировать содержание оксида азота (NO) в ткани мозга. Поступающая извне липоевая кислота аккумулируется в ткани мозга и в периферических нервах. H.O.Borbe, G. Peter в экспериментах на крысах убедительно показали, что липоевая кислота захватывается клетками всех отделов мозга и периферической нервной системы. В ряде экспериментальных работ (J.Prehn и соавт., C .Backhaus и соавт., M.Panigrahi и соавт.) была показана эффективность -липоевой кислоты в предотвращении потери антиоксидантов клетками нервной ткани, в снижении степени оксидантного поражения, в значимом увеличении выживаемости животных после церебральной ишемии - реперфузии. В работе А.Б. Гехт по примененю препарата липоевой кислоты берлитиона в раннем восстановительном периоде ишемического инсульта были получены положительные результаты: динамика неврологического статуса (уменьшение степени пареза), регресс неврологического дефицита, улучшение уровня повседневной деятельности, самообслуживания, улучшение высших психических функций, психоэмоционального статуса (мышления, контроля, ориентации, восприятия, внимания, функций памяти, речи, чтения, письма) и в целом улучшение качества жизни пациентов. Таким образом, применение -липоевой кислоты не ограничивается использованием ее лишь при заболеваниях печени и периферической нервной системы, а имеет более широкие возможности. Как естественный метаболит организма -липоевая кислота может использоваться при разнообразных формах патологии, что диктует целесообразность проведения дальнейших клинических исследований.
Метаболизм α-липоевой кислоты в печени при различных формах патологии
Дж. Бустаманте, Дж. Лодж, Л. Маркоччи, Г. Тритшлер, Л. Пакер, Б.Рин Департамент молекулярной и клеточной биологии Калифорнийского университета, США
α - липоевая кислота является природной простатической группой в α-кетокислотном дегидгогеназном комплексе митохондрий и играет одну из основных ролей в метаболизме. Хотя это было известно уже десятки лет, только недавно показали, что α - липоевая кислота влияет на клеточные метаболические процессы in vitro, может влиять на редокс статус клеток и взаимодействовать с тиолами и другими антиоксидантами. Следовательно, этот препарат обладает важным терапевтическим потенциалом в состояниях, сопровождающихся оксидативным стрессом. Ранние исследования клинических случаев с α - липоевой кислотой проводились на фоне малой информированности о действии α - липоевой кислоты на клеточном уровне, но они имели логическое обоснование, так как природное белковое соединение α - липоевой кислоты играет основную роль в метаболизме и что заместительная терапия этим соединением может иметь позитивный эффект. В таких исследованиях оценивалось влияние α - липоевой кислоты, назначаемой в малых дозах, на липидный и углеводный обмены. Общей особенностью этих исследований было увеличение транспорта глюкозы, также отмечалось увеличение уровней пирувата и лактата, что предполагает ингибирование пируват-дегидрогеназного комплекса. Одновременно α - липоевая кислота применялась в качестве терапевтического препарата при ряде состояний, связанных с заболеваниями печени, включая алкогольное повреждение печени, интоксикации грибами и тяжелыми металлами и отравления ССl4
. Терапия α - липоевой кислотой успешно применялась во многих случаях при лечении данных состояний. По данным экспериментальных исследований и клинических испытаний, проведенных в последние 5 лет с использованием больших доз α - липоевой кислоты (600 мг у людей), были получены новые и последовательные данные о роли антиоксиданта α - липоевой кислоты в лечении инсулинорезистентности и диабетической полинейропатии. Все это должно способствовать тому, чтобы клиницисты использовали α - липоевую кислоту для терапии заболеваний печени, при которых оксидативный стресс является основным патогенетическим фактором.
Ключевые слова:
α - липоевая кислота, тиоктовая кислота, оксидативный стресс, свободные радикалы, печень, первичный билиарный цирроз.
α - липоевая кислота является дисульфидным производным октановой кислоты и в течение десятилетий считалась основной простетической группой ряда клеточных ферментативных комплексов. До недавнего времени α - липоевая кислота считалась эффективным антиоксидантом. Предполагалось, что она может быть эффективным средством терапии или профилактики различных заболеваний, при которых отмечается дисбаланс окислительно-восстановительного клеточного статуса. Это может отмечаться при нейродегенерации, ишемии-реперфузии, полинейропатии, сахарном диабете, ВИЧ и нарушениях функции печени.
На основании данных большого числа экспериментальных и клинических исследований высказывались предположения о возможном положительном влиянии α - липоевой кислоты при лечении нейродегенеративных заболеваний, ВИЧ и сахарном диабете.
Для оценки эффективности α - липоевой кислоты при заболеваниях печени и желчевыводящих путей, будет проведено обсуждение экспериментальных моделей in vitro о влиянии эндогенной или экзогенно назначаемой α - липоевой кислоты на физиологию клеток. Также будет проведен анализ эффективности терапевтических препаратов по данным клинических исследований.
Транспорт, метаболизм и расщепление альфа - липоевой кислоты
Различные исследования по радиоактивному распределению dl-[14 C]- или [35 S]- липоевой кислоты в тканях крыс после интраперитонеального или перорального назначения показали, что α - липоевая кислота быстро всасывается в желудке, проникает в различные ткани, где частично метаболизируется с последующей экскрецией. После назначения α - липоевой кислоты в течение 5 недель, свободная α - липоевая кислота была обнаружена и различных тканях с наибольшей концентрацией в сердце [2]. При непосредственном поступлении в клетки in vitro, α - липоевая кислота быстро захватывалась клетками. Детальный анализ влияния α - липоевой кислоты в гепатоцитах был проведен Peinado et al. [3]. Билиарная экскреция [35 S]- компонентов после назначения [35 S]- α - липоевой кислоты показала, что липоат транспортировался в гепатоциты и не напрямую связывался с мембраной гепатоцита. Тонкослойный хроматографический анализ показал, что эти компоненты состоят в основном из продуктов метаболизма, не идентичных липоату. Было показано, что поступление в печень α - липоевой кислоты с экскрецией [35 S]-компонентов в желчный пузырь, одновременно подавлялось в присутствии жирных кислот (октаноатов), что предполагает, что липоат и эти жирные кислоты транспортируются с помощью одного переносчика [3]. После поступления липоат проходит кинетические изменения с насыщенными и ненасыщенными компонентами. Насыщенный компонент показал Km (константа Михоэлиса) 28 mM и обнаруживается при концентрации ниже 75 mM. Авторы предположили, что поступление липоата в печень с помощью переносчика осуществляется при его низких концентрациях, в то время как при высоких концентрациях диффузия становится основным способом его поступления. Физиологическая концентрация α – липоата в крови ниже уровня Km (80±17nM) [4]: следовательно, нормальное поступление происходит посредством транспортного механизма. Экскреция с мочой достигает максимальных величин через 3-6 часов после назначения α - липоевой кислоты [5-7].
В любом случае, ряд метаболических исследований у людей и крыс показали, что только малые из назначенных количеств α - липоевой кислоты экскретируются в неизменном виде [5-8]. Полученные данные показали, что печень обладает большей способностью к захвату и накоплению этих компонентов, что согласуется с данными исследований in vivo. Было показано, что пути, связанные с метаболизмом липоата, проходят в основном через b-окисление боковой цепи валериановой кислоты, а углеродный скелет дитиолового кольца значительно более устойчив к изменениям [7]. Низкие уровни метаболитов предполагают, что в основном назначаемая α - липоевая кислота находится в неизменной форме.
Роль альфа - липоевой кислоты в физиологических процессах клеток эукариотов
Уникальные физико-химические свойства α - липоевой кислоты делают ее сильной и реактивной биологической молекулой, которая была эволюционно выбрана для ряда биохимических реакций, необходимых для окислительного метаболизма и модуляции функций клеток (рис. 1).
Ферменты клеточного метаболизма, восстанавливающие липоевую кислоту
Рис. 1. Внутриклеточный механизм экзогенно назначаемой α - липоевой кислоты, связанный с протеином. Описана природная α - липоевая кислота, представленная в пяти митохондриальных протеинах, взаимозаменяемая с восстановленной формой ДЛК с помощью энзима Е3
, требующего НАДН/НАД+
. Назначаемая α - липоевая кислота проникает в клетку и восстанавливается с помощью ферментов цитоплазмы глутатион редуктазы и тиоредоксин редуктазы при участии НАДН и митохондриального фермента Е3
. Активность каждого фермента зависит от вида липоевой кислоты и ткани.
α - липоевая и дигидролипоевая кислоты обладают высокой гидрофобностью, что позволяет им с высокой скоростью проникать через биологические мембраны.
Ниже описываются биологические свойства α - липоевой кислоты, в виде простетической группы связанной с белками и в качестве свободной молекулы взаимодействующей в клеточных системах и в условиях in vitro и in vivo.
α - липоевая кислота связанная с белками
α - липоевая кислота является кофактором дегидрогеназ α – кетокислот и системы расщепления глицина. Эти ферментативные комплексы участвуют в метаболических реакциях окисления пирувата, цикле лимонной кислоты, деградации аминокислот и их биосинтезе.
Комплексы дегидрогеназ с α – кетокислотами.
Комплексы дегидрогеназ с α – кетокислотами, в частности пируват-дегидрогеназный комплекс (ПДК), α – кетоглутарат-дегидрогеназный комплекс (α-КГДК), и дегидрогеназный комплекс α – кетокислоты с разветвленной боковой цепью (ДККРБЦ) составляют практически универсальное объединение ферментов. Они располагаются в митохондриальном матриксе, связаны с внутренней мембраной и катализируют окислительное декарбоксилирование различных α – кетокислотных субъектов (пирувата, α – кетоглутарата и укороченных α – кетокислот, образующихся при трансаминировании лейцина, изолейцина и валина) в соответствующие формы ацил-КоА (ацетил-КоА, сукцинил-КоА и изовалерил-КоА), соответственно, с образованием НАДН.
Система расщепления глицина (СРГ).
Система расщепления глицина представляет собой мультиферментативный комплекс, располагающийся только в печеночном митохондриальном матриксе и катализирующим окисление глицина СО2
и аммиак с образованием НАДН и (N5
N10
)-метилентетрагидрофолата.
Свободная α - липоевая кислота
Были получены данные, подтверждающие, что свободная α - липоевая кислота может влиять на различные уровни биохимических процессов. Анализировалось взаимодействие α - липоевой кислоты с различными белковыми системами и было показано, что α - липоевая кислота может быть субстратом, ингибитором или эффектором.
Также сообщалось о влиянии свободной α - липоевой кислоты на ферментативную активность системы расщепления глицина [15]. α - липоевая кислота является субстратом для дегидрогеназы липоамида, обнаруженного в сыворотке у людей.
Также изучалось способность α – липоевого / дегидролипоевого комплекса быть донором водорода в реакции, катализируемой селенопероксидазой [18]. Было также показано, что глутатион-редуктаза также использует α - липоевую кислоту в качестве субстрата [19], что приводит к НАДФ-Н-зависимому образованию дигидролипоевой кислоты.
α - липоевая кислота как ингибитор фермента
. Также был отмечен ингибиторный эффект α - липоевой кислоты на активность различных ферментов.
Проводился анализ влияния свободной α - липоевой кислоты на каталазную активность.
Было высказано предположение о том, что в развитии осложнений сахарного диабета участвует альдоз-редуктазный механизм вследствие повышения активности альдоз-редуктазы при гипергликемии [28]. Более того, было показано, что ингибиторы альдоз-редуктазы обладают благоприятным действием на развитие катаракты, нефропатии и нейропатии у экспериментальных грызунов с сахарным диабетом. α - липоевая кислота в дозе 0,5 мМ ингибировала активность альдоз-редуктазы, которая активировалась гипергликемией, в хрусталике крыс, который инкубировался 20 часов в присутствии 100 мМ глюкозы [29]. Строение α - липоевой кислоты в виде хелатного кольца с металлом в середине может обеспечивать подобную защиту; однако, нельзя исключить влияния восстановительного потенциала α - липоевой кислоты на альдоз-редуктазные сульфгидридные группы [30].
Дозы α - липоевой кислоты от 500 до 1000 мг считаются хорошо-переносимыми дозами препарата без развития каких-либо побочных эффектов в плацебо-контролируемых исследованиях [31-33].
α - липоевая кислота как белковый модификатор.
Было показано, что дигидролипоевая кислота и структурные аналоги бис- и тетранорлипоат, а также амид из липоамида, восстанавливают дисульфидные группы очищенного тиоредоксина Escherischia coli [14, 35]. Это приводит к усилению активности дисульфид-редуктазы этого малого белка, который является определяющим фактором активности ферментов в клеточных системах. Регуляция активности ферментов осуществляется при тиоловом контроле окисления-восстановления [36].
Было показано в исследованиях in vitro, что дигидролипоевая кислота осуществляет восстановление как метгемоглобина в оксигемоглобин, так и феррил-миоглобина а оксигемоглобин [41]. В аналогичном исследовании было показано, что α - липоевая кислота эффективно взаимодействует с феррилгемоглобином. В зависимости от присутствия перекиси водорода, α - липоевая кислота может либо прямо восстанавливать железо гемма в форме метмиогемоглобина или вступать в реакцию с пирролоновыи кольцом, образуя сульфгидрилмиоглобин.
Также был отмечен in vitro эффект α - липоевой кислоты на структурные модификации бычьего сывороточного альбумина (БСА) и лизосом, индуцированные введением глюкозы [42].
Зависимое от α - липоевой кислоты снижение окислительного образования Nα-(карбоксиметил)-лизина (основного продукта окислительной модификации гликированных протеинов) было недавно показано на примере альбумина сыворотки человека [44]. Более того, α - липоевая кислота препятствовала снижению проницаемости мембран красных кровяных клеток и снижала реактивность протеин-SH-групп в состоянии гипергликемии [45].
Активность α-липоата в качестве очистителя от свободных радикалов (таблица 1)
Дитиоловая природа липоата делает этот компонент высоко активным против ряда реактивных свободных радикалов, но одновременно способствует регенерации окисленных антиоксидантов. Интерес к антиоксидантным свойствам липоата возник после исследований Rosenberg и Culik [46], которые отметили, что назнач
Различные виды реакций приводят к образованию свободных радикалов. В качестве ответной реакции на воспалительную стимуляцию высокореактивными кислородными ионами отмечалось резкое респираторное увеличение количества нейтрофилов. Образуется супероксид, который в присутствии супер-оксид-дисмутазы, образует Н2
О2
. Далее он конвертируется в НОСl под действием миелопероксидазы.
α - липоевая кислота и дигидроксилипоевая кислота могут способствовать очищению как от перекиси водорода и НОСl, в то время как дигидролипоевая кислота способствует очищению от Н2
О2
[26, 49].
Перекись водорода может вступать в реакцию с переходными металлами с образованием высокоактивных гидроксильных радикалов. Было показано, что α - липоевая и дигидроксилипоевая кислоты способствуют очищению от гидроксильных радикалов в металлокатализирующих системах [23] и при металлосвободной реакции под действием ультрафиолета (УФЛ). При перекисном окислении липидов, образуются пероксильные радикалы с распространением реакции. Дигидролипоевая кислота способствует очищению от этих свободных радикалов, образованных от генераторов гидрофильных пероксильных радикалов [52]. Таким образом, комплекс липоатов представляет собой возможную систему очистки от потенциальных свободных радикалов.
При взаимодействии с активными кислородными ионами антиоксидант превращается в форму, которая более не в состоянии функционировать и разрушается. Таким образом, окисленный продукт должен возвратиться к своей нативной форме для последующего функционирования. Витамин Е, представляющий собой потенциальный очиститель от свободных радикалов, является основным антиоксидантом, разрушающим цепочку и защищающим биологические мембраны от перекисного окисления липидов [53]. Это достаточно трудная задача, так как на 1 молекулу витамина Е приходится примерно 1500 фосфолипидных молекул; однако, окисление мембран не является естественным процессом и витамин Е не является быстро истощающейся субстанцией. Этот явный парадокс может быть объяснен рециклом циркулирующих антиоксидантов. Ряд антиоксидантов могут осуществлять рецикл витамина Е, а также витамина С, убихинолов и глутатиона [54, 55]. Дигидролипоевая кислота имеет очень слабую взаимосвязь с радикалами токоферола, таким образом, большая часть рецикла витамина Е осуществляется посредством дигидролипоевой кислоты через промежуточный рецикл других антиоксидантов. Дигидролипоевая кислота также осуществляет рецикл витамина Е при снижении уровня окисления глутатиона [58], который впоследствии восстанавливает радикалы витамина Е. В настоящее время есть данные о том, что назначение липоата увеличивает уровень тканевого убихинола [59], который также может осуществлять рецикл витамина Е.
Таким образом, существует комплекс антиоксидантов, с которыми может взаимодействовать дигидролипоевая кислота и поддерживать как липидный, так и водный антиоксидантный статус.
Влияние α - липоевой кислоты в качестве металлической хелатной структуры (хелатное кольцо с металлом внутри) (таблица 1)
Таблица 1. Резюме антиоксидантных и метаболических эффектов комплекса α – липоат/дегидролипоат in vitro
| Действие
|
Эффект
|
Литература
|
| Участие липоата в очищении от активных кислородных радикалов Взаимодействие липоата с другими антиоксидантами Влияние назначаемого липоата на метаболические процессы | Очищение от ОН2
, О2 , 1 О2 , ROO, HOCl, Металл в хелатном кольце Восстановление GSSG Рецикл витамина С/Е Рецикл убихинона Восстановление тиреоредоксина НАДН/НАДФ Увеличение соотношения АД/НАДН Увеличение внутриклеточного GSN Стабилизация увеличения внутриклеточного Са2+ , обусловленного окислением Ингибирование активации NF-kB |
50, 51, 52 26, 49 70 57 47, 48 61, 62 58 52, 56, 57 59 71 57 72 67 73 74 |
В дополнение к вышеописанным свойствам, α - липоевая кислота и дигидролипоевая кислоты могут включать в хелатное кольцо ряд ионов металлов, включая Cu2+
, Fe3+
[61], Mn2+
, Zn2+
и Cd2+
[62]. Включение в хелатное кольцо Cu2+
α - липоевой кислотой приводит к 1) ингибированию Cu2+
-катализируемого окисления in vitro; 2) способствует разделению Cu2+
в n-октанол, и 3) ингибируютпоступление H2
O2
, индуцируемое в пределах эритроцитов под воздействием аскорбиновой кислоты [63]. Было показано in vitro, что дигидролипоевая кислота, также как и дигидролипоамид, может перемещать железо, находящееся внутри ферритина, с образованием комплекса в виде ферритной формы. Скорость реакции увеличивается в зависимости от соотношения дигидролипоевая кислота/ферритин, на нее не влияет содержание железа в ферритине и реакция является рН зависимой [64].
Влияние α - липоевой кислоты на метаболизм глутатиона. Модификация клеточного глутатионового статуса в течение длительного времени была предметом потенциальной терапевтической оценки, так как считалось, что снижение глутатиона отмечается при ряде детоксических реакций против окисленных радикалов, образующихся при метаболизме ксенобиотиков. Влияние α - липоевой кислоты на клеточный статус глутатиона исследовалась в различных in vitro и in vivo системах (человеческие клеточные линии Т-лимфоцитов, глиальных С6, нейробластомных, Jurkat, Wurzburg клеток, эритроцитов человека и периферических лимфоцитов крови) назначение α – липоевой кислоты (10-100 mM) приводило к увеличению клеточного уровня глутатиона на 30-70 % [22, 67, 68]. Увеличение тканевого уровня глутатиона в легких, печени и почках с одновременным улучшением выживаемости после облучения всего тела отмечалось у крыс через 11 дней после интраперитонеального введения липоевой кислоты в дозах 4,8-16 мг/кг/д [68]. Увеличение уровня общего глутатиона в печени и крови, но не в почках, сердце и скелетной мускулатуре крыс, отмечалось после интрагасторального назначения липоата (150 мг/кг в течение 8 недель).
α - липоевая кислота как метаболический регулятор
Вскоре после того, как было показано, что α - липоевая кислота является ферментативным кофактором окислительного метаболизма, проводился ряд исследований по изучению ее влияния на углеводный и липидный обмены.
Влияние α - липоевой кислоты на углеводный обмен
Данные ранних исследований показывают, что α - липоевая кислота может улучшать углеводный обмен посредством влияния на разные звенья метаболизма.
Лечение морских свинок (весом 250 г) α - липоевой кислотой (0,5 мг) в течение 10 дней постепенно повышало уровень молочной кислоты (30% увеличение от контрольного уровня), и снижало уровень лимонной кислоты (60% снижение по сравнению с контрольной группой) [76]. На основании полученных данных, было высказано предположение, что α - липоевая кислота стимулировала анаэробную конверсию пирувата в лактат, реакцию, которая, по мнению других авторов может идти в двух направлениях [77, 78].
Печень играет основную рольв поддержании и модулировании уровня гликемии в сыворотке крови ( в пределах между 80 и 120 мг/100 мл) посредством глюкогенолиза, гликолиза и глюконеогенеза. Одной из основных патогенетических характеристик сахарного диабета 2 типа является инсулинорезистентность, приводящая к развитию гиперинсулинемии. Недавние исследования экспериментального сахарного диабета 1 и 2 типов показали, что α - липоевая кислота стимулирует захват глюкозы в перфузированные сердца нормальных крыс и крыс с сахарным диабетом. Haugaard [80] отметили увеличение утилизации глюкозы в диафрагме крыс in vitro после назначения α - липоевой кислоты. Аналогичная стимуляция глюкозотранспортной активности α - липоевой кислотой отмечалась в изолированной эритрохлеарной мышце как у худых инсулиночувствительных, так и у инсулинорезистентных с ожирением крыс [135].
Дозо-зависимое увеличение захвата глюкозы отмечалось в L6 мышечных клетках и адипоциатх после терапии α - липоевой кислоты из-за транслокации Glut-1 и Glut-4 транспортеров из внутриклеточного пула в мембрану [136]. При экспериментальном сахарном диабете 1 типа (крысы со стрептозотоционвым сахарным диабетом) терапия α - липоевой кислотой увеличила концентрацию Glut-4 в мышцах [138]. Jacob et al. [81] показали, что терапия α - липоевой кислотой (100 мг/кг в течение 10 дней) способствовала улучшению 1) инсулинозависимой утилизации 2-дезоксиглюкозы; 2) окисления глюкозы; 3) синтеза гликогена, и 4) снижала уровень инсулина и жирных кислот плазмы, что позволило сделать предположение о том, что α - липоевая кислота может улучшать неокислительный и окислительный метаболизм глюкозы на животных моделях. Также, дозо-зависимое увеличение потребление глюкозы отмечалось в человеческой линии Т-клеток (Wurzburg клетки) при назначении α – липоата [72].
У пациентов с сахарным диабетом (таблица 2)
Jacob et al. [33] показали, что назначение α - липоевой кислоты (100 мг в/в) увеличивало инсулинозависимую утилизацию глюкозы всем телом на 59%. Было высказано предположение, о том, что α - липоевая кислота является антиоксидантом, защищающим сульфгидридные группы системы транспортеров глюкозы (Glut-1 и Glut-4). Jacob et al. [82] также показали, что 10-дневное перфузионное введение 500 мг α - липоевой кислоты привели к значительному повышению инсулинозависимой утилизации глюкозы (30%) и увеличению индекса инсулиночувствительности у больных сахарным диабетом 2 типа.
Одним из основных осложнений у больных сахарным диабетом является периферическая нейропатия, обусловленная отчасти снижением эндонейрональной биологической доступности глюкозы и сопутствующим возрастанием оксидативного стресса. Гипергликемия приводит к гликированию белков в эндоневральных кровеносных сосудах. Этот биохимический процесс связан со снижением кровотока в нервной системе больных сахарным диабетом, что, в свою очередь, приводит к развитию оксидативного стресса, обусловленного повышением уровня свободных радикалов. Как было показано Packer et al. [1], α - липоевая кислота может предотвращать гликирование белков, что приводит к дозо-зависимой нормализации кровотока в нервной системе при экспериментальной диабетической нейропатии.
Эти данные легли в основу обоснования целесообразности лечения диабетической нейропатии α - липоевой кислотой в Германии. В трех клинических исследованиях (таблица 2), α - липоевая кислота назначалась ежедневно в дозировках, варьировавших от 300 до 600 мг, в периоды времени вплоть до 15 недель [32, 83-85]. Отмечалось улучшение клинической симптоматики (облегчение боли, уменьшение парестезий, жжения и онемения) и биологических клинических показателей (снижение уровня малонилдиальдегида, снижение альбуминурии, снижение уровня гидропероксидов).
Влияние α - липоевой кислоты на липидный обмен.
Влияние α - липоевой кислоты на липидный обмен
Оценивалось у кроликов (весом 2,5 – 3 кг), находившихся на диете с повышенным содержанием холестерина (1 г холестерина, 9 г резаной моркови/день в течение 7 дней). Терапия α - липоевой кислотой (5 мг/кг в виде в/м инъекций), начиная с диетотерапии, способствовала снижению диетозависимого увеличения липидов плазмы, печени и аорты, определяемых через 15 дней после начала эксперимента. Антилипидемический эффект α - липоевой кислоты также отмечался, когда терапия α - липоевой кислотой назначалась в конце приема пищи с высоким содержанием холестерина, хотя и в меньшей степени [86]. Кроме того, увеличение веса у животных, принимавших α - липоевую кислоту было меньше, чем у не леченных животных [87]. Падение уровня как общего холестерина, так и его эфиров в крови, выявлялось у ряда сердечно-сосудистых больных с атеросклерозом, которым проводилась терапия внутримышечным введением 50 мг/день α - липоевой кислоты в течение 7 дней [88] (таблица 2)
. Также было показано, что внутривенное назначение α - липоевой кислоты улучшало катаболизм липидов [89], наряду с увеличением уровня протеинов в сыворотке, что предполагает, что α - липоевая кислота участвует в процессах деградации и синтеза липидов и белков [90].
Таблица 2. α - липоевая кислота при клинических исследованиях при заболеваниях печени и желче-выводящих путей.
| Заболевание
|
Доза α-липоевой кислоты
|
Клинический исход
|
Литература, годы
|
| СД 2 типа СД 2 типа Диабетическая нейропатия Диабетическая нейропатия Диабетическая нейропатия Гиперхолестеринемия Липиды Клиренс алкоголя, острая алкогольная интоксикация Цирроз печени Цирроз печени Отравление грибами Облучение при аварии на Чернобыльской АЭС | 1000 мг, в/в, 1 день 500 мг, в/в, 10 дней 200 мг/день, 3 недели 600 мг/день, 3 недели 300 мг/день, 10 недель 600 мг/день, 15 недель 50 мг/день, 1 неделя 500 мг/день, 10 дней 90 мг/день, 1 неделя 30 мг/день, 3 дня 300 мг/день, 6 месяцев 400 мг/день, 1 неделя 400 мг/день, 4 недели | Увеличение утилизации глюкозы Увеличение утилизации глюкозы, увеличение индекса чувствительности к инсулину Облегчение боли Снижение уровня малонил-диальдегида в крови и уменьшение альбуминурии Уменьшение болей и парестезий Снижение уровня холестерина сыворотки Отсутствие изменений в уровнях холестерина, ЛПВН и триглицеридов Отсутствие влияния на клиренс крови Отсутствие влияния на прогрессирование заболевания Улучшение биохимических показателей (АСТ, ГГТП) Уменьшение гепатомегалии. Нормализация функций печени и почек. Восстановление спонтанной хемолюминисценции лейкоцитов, нормализация функции печени и почек | 33, 1996 82, 1996 83, 1980 84, 1993 32, 85, 1993 88, 1958 82, 1996 94, 1961 111, 1961 112, 1982 113, 1972 118, 1993 |
Значение и терапевтическое применение липоевой кислоты в гепатологии.
Проводились клинические исследования, а также обширные экспериментальные исследования с использованием α - липоевой кислоты в качестве терапевтического агента при различных нарушениях, связанных с заболеванием печени. Далее приводится краткое обсуждение некоторых исследований, целью которого является об эффективности α - липоевой кислоты при лечении ряда патологических состояний.
Эксперименты на животных
Проводились многочисленные эксперименты на грызунах для оценки предполагаемой роли α - липоевой кислоты при алкогольной интоксикации, интоксикации растворителями и тяжелыми металлами, а также при облучении. Все эти токсические агенты нарушают редокс состояния внутренних органов, в частности это касается печени.
Этанол метаболизируется в ацетат алкогольдегидрогеназой и альдегид-дегидрогеназой при участии НАД+
. Считается, что ацетальдегид и увеличение секреции НАДН и ионов водорода во многом обуславливают гепатотоксическое действие этанола [91]. Образование водорода и сопутствующее нарушение редокc статуса приводит к изменениям в движении и метаболизме разных печеночных субстратов, это состояние также ассоциируется с развитием лактацидоза, кетоза и гиперурикемии [92]. Избыток секретируемого НАДН ингибирует НАД+
, необходимого для таких реакций, как глюконеогенез, окисление свободных жирных кислот и ксантин-оксидазное с последующим образованием активных радикалов кислорода [93]. Также отмечается значительное увеличение цитохрома Р450
2Е1, способствующему перекисному окислению липидов с последующим увеличением количества супероксильных радикалов. В дополнение к этому, алкогольная интоксикация приводит к снижению содержания в печени глютатиона (GSN), как было показано у животных и людей [93].
Akabane et al. [94] анализировали влияние α - липоевой кислоты на уровень исчезновения алкоголя и ацетальдегида при алкогольной интоксикации кроликов. Результаты, полученные на экспериментальных животных, при введении α - липоевой кислоты, показали отсутствие влияния на уровни глюкозы, лактата и пирувата в крови, но после введения ацетальдегида (метаболический продукт алкоголя) уровни глюкозы, лактата и пирувата в крови снизились и оставались значительно ниже контрольных показателей в пределах от 10 до 30%. Таким образом, при острой алкогольной интоксикации, положительное влияние α - липоевой кислоты можно объяснить антагонистическим влиянием алкоголя и α - липоевой кислоты на соотношение НАДН/НАД; алкоголь снижает это соотношение, а α - липоевая кислота увеличивает его посредством клеточного восстановления в дигидролипоевую кислоту при превращении НАДН и НАДФ в НАД+
и НАФД+
при глюконеогенезе и окислении жирных кислот [[72].
Галогеноуглеводы
являются липофильными ядрами, которые всасываются после вдыхания и приема пищи. Как большинство других органических растворителей галогеноуглеводы угнетают ЦНС. Тем не менее, наиболее серьезными, отсроченными по времени, токсическими эффектами тетрахлоруглерода (CCl4
) являются гепатотоксичность и нефротоксичность. Это может быть объяснено при оценке уровней трансаминаз сыворотки. Уровни сывороточных глутамат-пируват-трансаминазы (СГПТ) и глутамат-оксалоацетат-трансаминазы (СГОТ) определяются при экспериментальном отравлении крыс ССl4
, с предварительным назначением липоевой кислоты или без такового. Данные экспериментального исследования по отравлению ССl4
показали, что назначение липоевой кислоты было эффективным способом восстановления функции печени [95]. В этих исследованиях отмечалось, что предварительное назначение липоата приводило к значительному снижению уровней СГПТ и СГОТ [96], α - липоевая кислота может регулировать редуктазу цитохрома Р450
. Slepneva et al. [39] показали, что α - липоевая кислота может ингибировать как очищенную, так и микросомальную редуктазу Р450
при химической модификации SH-групп при тиол-дисульфидной обменной реакции [39, 40]. Это объясняется тем, что в присутствии α - липоевой кислоты токсичность CCl4
меньше.
Защитный эффект α - липоевой кислоты от повреждения свободными радикалами заинтересовал несколько групп исследователей, анализирующих защищает ли липоевая или дигидролипоевая кислоты гемопоэтические ткани мышей от свободнорадикального повреждения при воздействии ионизирующей радиации. Ramakrishnan et al. [98] отметили, α - липоевая кислота обладает защитным эффектом от радиационного повреждения. Они определяли LD50
в эндогенных и экзогенных колониях клеток селезенки. Интраперитонеальное назначение α - липоевой кислотой в нетоксической дозе в 200 мг/кг веса за 30 минут до облучения увеличило LD50
с 8,67 до 10,97 Гр у самцов мышей CD2F. Дигидролипоевая кислота также защищает от ультрафиолетового облучения кожу мышей [99].
Мышьяк
обнаруживается в почве, воде и воздухе и является обычным ядом окружающей среды. Трехвалентные производные мышьяка являются основными соединениями, ответственными за его токсическое действие, из низ ароматические производные – самые токсичные. Мышьяк может связываться с тиолами, а многим ферментам для их действия необходимы свободные тиолы. Например, ПДК для ацетилирования КоА необходима связанная с белками α - липоевая кислота. При экспериментах на собаках было показано, что интоксикация в дозе 17 мг/кг арсенита натрия профилактизировалась и подвергалась обратному развитию при назначении α - липоевой кислоты [101]. Аналогично при проведении теста на жизнестойкость Marino и Reduzzi [102] после инъекции новарсобензена в дозе 600 мг/кг отметили защитное действие липоевой кислоты. α - липоевая кислота также значительно ингибирует всасывание мышьяка в желудочно-кишечном тракте крыс [103]. Данные экспериментальных исследований показывают, что α - липоевая кислота может способствовать обратному развитию ингибирования ферментов, вызванному приемом арсенитов. Если учесть, что мышьяк является загрязняющим фактором окружающей среды в специфических популяциях, прием липоевой кислоты может оказать благоприятное действие при лечении хронической интоксикации мышьяком.
Необходимо отметить, что α - липоевая кислота увеличивает содержание сульфгидрила в желчном пузыре не только вследствие его восстановления в гепатоцитах [104], но также из-за увеличения гепатобилиарного переноса глютатиона [105]. Этот факт важен для оценки исследования роли α - липоевой кислоты при терапии отравлений ртутью, свинцом и золотом
. Результаты, полученные при исследовании животных с экспериментальной интоксикацией хлоридом ртути (20 мг/кг) показали, что одновременное назначение α - липоевой кислоты (177 мг/кг) оказало полный защитный эффект у мышей, получивших летальную дозу хлорида ртути. Снижение уровня глутатиона оказывает минимальное влияние на неорганическую ртуть. Gredus et al. [105] сделали вывод о том, что эндогенное снижение дигидролипоевой кислоты может способствовать формированию стабильных комплексов с ионами ртути и оказывает влияние на перенос неорганической ртути в желчном пузыре.
При анализе гепатоцитов после воздействия кадмия
(150 мМ Cd2+
) [108] дополнительное назначение α - липоевой кислоты (от 1 до 6 мМ) или дигидролипоевой кислоты (от 17 до 89 мМ) привело к уменьшению повреждения мембран (что было подтверждено меньшим выявлением аспартат-аминотрансферазы), снижению перекисного окисления липидов (определяемого с использованием теста с тиобарбитуровой кислотой) и снижением клеточного глутатиона.
Как было показано в многочисленных исследованиях на животных, α - липоевая кислота является метаболическим стимулятором и антиоксидантом, и обладает широким спектром положительных эффектов на химические и физические агенты, которые приводят к метаболическим нарушениям.
Клинические применения α - липоевой кислоты
Терапия α - липоевой кислотой при алкогольной интоксикации была описана Rausch в 1956 и Detsch в 1960 (цитируется из Wirtschafter и Smith, 109). Они показали, что α - липоевая кислота была эффективным препаратом при лечении печеночной комы и гепатита, и рекомендовали проводить лечение α - липоевой кислотой при острой алкогольной интоксикации (таблица 2). Shigeta et al. [110] обнаружили снижение уровня α - липоевой кислоты в сыворотке больных циррозом печени без оценки того, было ли это связано с диетой с низким содержанием α - липоевой кислоты или с нарушениями функции печени. Был проведен ряд исследований по использованию α - липоевой кислоты у больных циррозом печени. В одном из исследований 20 пациентам назначалось по 30 мг α - липоевой кислоты в день в течение 3 дней. При этом исследовании существенных изменений в уровнях пирувата или лактата сыворотки обнаружено не было [111] (таблица 2).
Однако, в группе леченых пациентов (300 мг α - липоевой кислоты ежедневно в течение 6 месяцев) по поводу алкогольной абстенции было отмечено улучшение биохимических показателей сывороточных аспартат-трансаминазы (аспартамино-трансфераза, АСТ) и γ-глутамил транспептидазы [112]. Также сообщалось, что при экспериментировании у людей на фоне острой алкогольной интоксикации, предварительная терапия α - липоевой кислотой (90 мг/день, 7 дней) до приема японского сакэ (эквивалентно 11 г/кг алкоголя), не оказала влияния на концентрацию алкоголя в крови или на уровень ацетальдегида в течение 6 часов. Известно, что у людей (в отличие от животных) после приема алкогольных напитков временно отмечается повышение уровня глюкозы в крови с последующим падением до исходного уровня. Вместе с тем, заслуживает интереса то факт, что уровни лактата, пирувата и α – кетоглутарата в крови были ниже в этой группе по сравнению с контрольной группой без α - липоевой кислоты [94].
В последнее время отмечается увеличение числа случаев отравления грибами (мицетизм)
в связи с ростом популярности потребления лесных грибов. Наиболее тяжелой формой митецизма является форма, вызываемая Amanita phalloides или Amanita capensis, часто встречающихся как в Северной Америке, так и в Европе. 90% летальных исходов связано с этими вариантами. Они вызывают тяжелые и часто смертельные отравления, обусловленные содержанием циклопептидов (фаллоидин, аманитин). Аматоксины (α- и β-амантин) входят в группу циклических октапептидов, ингибирующих РНК полимеразу II с последующим блокированием синтеза мРНК. α - липоевая кислота успешно применялась при этом виде отравлений. Kubicka в 1968 (в цитировании Zulick et al., 113) впервые применили α - липоевую кислоту при этой форме митецизма. Отмечалось значительно уменьшение гепаторенального повреждения после внутривенного назначения α - липоевой кислоты. Zulick et al. [113] сообщили о лечении 12 пациентов в возрасте 16-77 лет в Богемии, уровни трансаминаз у которых превышали 100 МЕ/100 мл. Они назначали α - липоевую кислоту в дозе 200 мг/день в виде двух внутривенных инъекций. В описанных случаях отмечалось уменьшение гепатомегалии через неделю от начала терапии. Было отмечено снижение уровня смертности, у всех пациентов удалось достичь нормализации функции печени и почек. Cohen et al. [114] рекомендовали назначение препарата в дозе 300 мг/день при отравлении грибами при повышении уровня трансаминаз. Сообщалось, что у 39 из 40 больных с отравлением грибами удалось достичь восстановления почечной и печеночной функций в Ceske Budejovice (Богемия) [115]. Piqueras [117] рекомендовал прием препарата в дозе от 5 до 10 мг/кг/день в три или четыре приема.
В интересном наблюдении, связанном с аварией на Чернобыльской АЭС
, Korkina et al. [118], обнаружили, что α - липоевая кислота обладает радиопротективным эффектом
. Детям, проживавшим в загрязненных районах (15-40 Кю/км2
) назначалась α - липоевая кислота в дозе 400 мг в день или α - липоевая кислота в той же дозировке в сочетании с 200 мг α –токоферола в день. Уровнь спонтанной хемолюминиесценции лейкоцитов, по данным теста с люминолом, восстановился до базального через 1 месяц после двух видов терапии. В дополнение к вышеизложенному, было отмечено, что прием больших доз препаратов из группы α - липоевой кислоты приводил к значимому снижению содержания глютатиона в эритроцитах. Терапия α - липоевой кислотой позволила достичь нормализации функции печени и почек.
Необходимо также отметить, что существует патология, выраженная недостаточностью липамид-дегидрогеназы. Это врожденное заболевание влияет на активность ПДК, ОАКЦД и ДККРБЦ и приводит к развитию лактацидоза, увеличению экскреции с мочой лактата, 2-кетоглутарата и 3-гидроксибутирата. Через 2 года после курса заместительной терапии α - липоевой кислотой (50 мг/кг/день) в дополнение к приему пищи было отмечено улучшение параметров тактацидоза и пируватацидоза, улучшилась толерантность к приему белковой пищи у молодых пациентов [119].
Недавно было проведено несколько двойных, слепых исследований с корректной оценкой клинических параметров, особенно липидного и углеводного печеночного метаболизма.
В будущем необходимо провести исследования с большим числом больных с определенными заболеваниями печени или желчевыводящих путей для лучшей оценки липидного и углеводного метаболизма α - липоевой кислоты.
α - липоевая кислота и первичный билиарный цирроз (ПБЦ)
Специальным вопросом о роли α - липоевой кислоты в гепатологии является ее значение в качестве кофактора при терапии болезней печени, как отмечалось в предыдущей главе, а в качестве мишени для аутоантител при редком аутоиммунном заболевании., Первичном Билиарном Циррозе (ПЦБ).
ПЦБ является аутоиммунным заболеванием печени, встречающимся в основном у женщин. При этом более чем у 95% пациентов выявляются антимитохондриальные антитела. Заболевание характеризуется деструкцией внутрипеченочных желчных протоков вследствие воспалительной реакции. Антимитохондриальные антитела вырабатываются к внутреннему митохондриальному аутоантителу, состоящему из ПДК-Е2
, содержащего природный протеин, связывающий липоевую кислоту [120].
Е2
компонент (дигидролипоил ацетилтрансфераза) образует основное ядро ПДК, и для его активности необходима липоевая кислота, связанная с протеином. Аутоантитела при ПЦБ направлены исключительно против Е2
компонента. Это было впервые показано Van der Water et al. [121], который клонировал крысиный ПБЦ-Е2
и показал, что антигенными свойствами обладал участок между 81 и 100 аминокислотами.
В течение последнего десятилетия молекулярная база ПЦБ была частично определена; однако, точный патогенез этого заболевания с анализом участия липоевой кислоты остается предметом будущих научных исследований.
С этой точки зрения, предполагаемая терапия ПЦБ должна создаваться на основании имеющихся данных о том, что антимитохондриальные антитела вырабатываются против внутренней липоильной основы ПДК. Как синтетический 20-мер [121] или полимер октамера [125], эта основа может вступать в специфические реакции с антимитохондриальными антителами. На основании этого можно предположить, что течение заболевания может улучшиться после плазмафереза с использованием аффинных колонок α-липоил-синтетическими антигенами для специфического удаления всех антимитохондриальных антител. Это позволяет улучшить клиренс антимитохондриальных антител без удаления все антител, как было ранее при использовании двойного фильтрационного плазмафереза, анионного обмена и угольной абсорбционной хроматографии.
Заключение
Благодаря своим биохимическим характеристикам, α - липоевая кислота может рассматриваться как мощный фактор влияния на клеточный метаболизм на различных уровнях и потенциальный терапевтический агент для лечения нарушений энергообмена и редокс-дисбаланса при различных заболеваниях.
Выраженный фармакологический позитивный эффект α - липоевой кислоты при сахарном диабете и диабетической полинейропатии был показан в недавних исследованиях. Для других патологических состояний необходимо проведение дальнейших исследований. Это касается применения α - липоевой кислоты при патологии печени и желчевыводящих путей. Были получены убедительные положительные результаты на животных моделях, в частности при патологии, связанной с употреблением алкоголя, отравлением металлами и химическими веществами. Большинство исследований у людей проводилось с анализом небольшого числа обследуемых. Также довольно часто не корректно оценивались дозо-зависимые побочные реакции. В этом контексте, в последнее время становится ясным на основании данных по диабетической нейропатии, что положительный эффект α - липоевой кислоты отмечается при сравнительно высоких дозах препарата, в частности 600 мг/день. Все это требует дальнейшего проведения клинических исследований при заболеваниях, особенно это касается заболеваний печени, в которых оксидативный стресс является основным патогенетическим фактором.
Критерии начала лечения при нарушенном липидном обмене согласно 2 докладу комитета экспертов Национальной образовательной программы США по холестерину –
NCEP.
| Характеристика больных | Уровень ХС ЛПНП(ммоль/л), при котором следует начинать лечение | Целевой уровень ХС ЛПНП (ммоль/л) |
| Отсутствие ИБС и менее чем два ФР* | ≥ 4,1 | ˂ 4,1 |
| Отсутствие ИБС и 2 или более ФР | ≥ 3,4 | ˂ 3,4 |
| Наличие ИБС | ≥ 2,6 | ˂ 2,6 |
Диетическое лечение
Медикаментозное лечение
Отсутствие ИБС и менее чем два ФР |
Мужчины до 35 лет, Женщины до менопаузы |
5,7 |
4,1 |
Мужчины старше 35 лет Женщины в менопаузе |
4,9 |
4,1 |
|
| Отсутствие ИБС и два и более ФР | ≥ 4,1 | ˂ 3,4 | |
| Наличие ИБС | ≥ 3,4 | ˂ 2,6 | |
ФР* - фактор риска
Литература:
- Горбачев
- БМЭ