Фитостерины

Введение

Фитостерины (от греч. “phito” – растение) – это стероидные соединения, выделенные из растений, иногда в литературе для их обозначения применяют термин «ситостерины» (от греч “sito” – зерно) (Физер и Физер, 1964). Фитостерины имеют множество важных функций в растительной клетке, они регулируют текучесть и проницаемость клеточной мембраны, выступают в роли биогенных предшественников соединений вовлеченных в рост растения, т.е. брассиностероидов. Дополнительно они выступают субстратом в синтезе большого количества вторичных растительных метаболитов, таких как алкалоиды и сапонины. Более строго очертить группу фитостеринов можно на основании их химической структуры. Помимо растительного происхождения, обязательным условием отнесения к группе фитостеринов являются циклопентанпергидрофенантренновая структура и гидроксильная группа в 3β положении.

История изучения фитостеринов начинается в 1878 году, когда Гессе (Hesse) присвоил термин фитостерины (phytosterols) субстанции выделенной из бобов Calabar. Общая химическая формула характеризующая данную субстанцию в его исследовании была C26H44O + H2O. Подобная субстанция была выделена и ранее но исследователи Benek и Ritthausen посчитали что эта субстанция содержит холестерин (Ellis., 1918). Еще в 1910 г. Бергстерм обнаружил, что талловое масло содержит левовращающие фитостерины. Талловое масло (Tallöl происходит от сочетания шведского слова tall – сосна и немецкого öl - масло) побочный продукт сульфатно - целлюлозного производства. Сульфатный метод производства целлюлозы подразумевает, на одной из стадий, обработку древесины сульфатом натрия. Содержащиеся в древесине хвойных и переходящие в раствор при сульфатной варке вещества – смоляные кислоты, жирные кислоты, нейтральные компоненты – выделялись после упаривания отработанного щелока в виде пенистого темного сульфатного мыла, которое после разложения кислотой давало талловое масло.

Работы Зандквиста показали позже, что левовращающий фитостерин – это смесь из большого количества β-ситостерина, меньшего количества дигидроситостерина и, вероятно, следов α-ситостерина. К аналогичным результатам пришли также Бартон и Джонс, Халецкий и Соломник и др. По содержанию фитостерина талловое масло занимает первое масло среди всех растительных масел (Зандерман, 1964).

Первые способы получения фитостеринов из хвойных растений были основаны на экстрагировании неомыляемых веществ из сульфатного мыла с последующим выделением фитостеринов из них путем кристаллизации. Зандквист и Линдстрем получили из сырого сульфатного мыла фитостерины с выходом 1,7 %, однако из-за сильного эмульгирования промышленная реализация этого способа была затруднена.

Во время второй мировой войны из-за недостатка ланолина и других видов сырья появились проблемы в снабжении промышленности холестерином и эмульгаторами для кожных кремов, и талловое масло как стериновое сырье приобретает большое значение. Были разработаны различные схемы экстрагирования фитостеринов. В России эти работы проводились Солодким Ф.Т., он проводил экстрактацию неомыляемых веществ скипидаром. Было разработано много способов выделения фитостеринов и только простое их перечисление заняло бы несколько страниц, поэтому останавливаться на них не будем.

Фитостерины на протяжении прошлого столетия использовались в основном в химической, парфюмерной промышленности, как сырье для различного рода синтезов, как компоненты красок, кремов и т.д.

Однако в конце прошлого столетия исследования, проведенные в разных странах показали, что фитостерины, и в частности β-ситостерин, являются важным компонентом питания. Именно этот факт стимулировал большое число научных работ посвященных этой группе соединений.

Источники фитостеринов в природе

Источником фитостеринов являются все продукты растительного происхождения. Однако содержания фитостеринов значительно варьирует. Можно выделить две основные причины вариабельности растительных стеринов. Первая – фитостерины неравномерно распределены в продуктах. Наиболее богаты фитостеринами нерафинированные растительные масла. Содержания β-ситостерина и кампестерина в некоторых маслах представлены в Табл. 1. Лидерами по содержание фитостеринов среди масел является масло из проросшей пшеницы, кукурузное масло, и масло подсолнечника. Однако существует источник еще более богатый фитостеринами это нейтральный экстракт хвойных растений. Содержание β-ситостерина в экстракте пихты сибирской на порядок превышает этот показатель растительных масел (Табл. 1).

Богатым источником фитостеринов так же являются орехи и злаки. Источником львиной доли поступающих в организм фитостеринов являются злаки. Содержание фитостеринов в злаках находится в пределах 50 – 100 мг% (Piironen et al., 2000, Normén et al., 2002). Содержание в орехах составляет 60 – 400 мг% (Normen et al., 2007).

Беднее фитостеринами овощи и фрукты. Капуста брокколи содержит - 37 мг%, брюссельская - 37 мг%; картофель - 5 мг% и томаты – 7 мг%, морковь – 15 мг%. Среди фруктов апельсины содержат 23 мг%, слива - 13 мг% зеленый виноград - 20 мг%, яблоки - 18 мг%, бананы – 12 мг% (Piironen et al., 2003, Normén et al., 1999).

Второй причиной вариабельности содержания фитостеринов является их термическая и химическая лабильность. Хотя структура фитостеринов в целом является достаточно устойчивой, однако большой размер молекул приводит к тому, что тепловая и другие виды обработка приводят к деструкции фитостеринов. Разрушение хотя бы одной химической связи приводи к изменению конформации молекулы и как следствие утрате биологических свойств. Например, рафинирование растительных масел приводит к снижению содержания фитостеринов в среднем на 40 %.

Основным процессом ведущим к снижению содержания является окисление. В экспериментах с модельными системами, а так же с пищевыми продуктами найдено что даже кратковременное нагревания продуктов содержащих фитостерины выше 100°С, приводит к значительным деструктивным процессам. Так 10 минутное нагревание до 180°С сливочного масла и жидкого маргарина обогащенных фитостеринами, приводит к окислению 5% и 3% фитостеринов соответственно (Soupas, 2006.). По данным (Oehrl et al., 2001) проводившим исследования моделирующие различные способы приготовления продуктов. Нагревание в до 100°С в течение 48 часов в печи приводило к уменьшению содержания β-ситостерина на 33%.

Строение и номенклатура фитостеринов

Стероидные соединения занимают в биохимии особое положение. По своей биологической важности для клетки они близки к белкам и нуклеиновым кислотам, но в отличие от них имеют малые размеры. Лишь некоторые пептиды имеют такое же сочетание размеров и биологической активности.

Это, пожалуй, единственный класс биологически активных соединений, для которых из-за малого размера молекул, возможно, создать простую и химически строгую систему номенклатуры. Такие попытки были предприняты IUPAC-IUB в 1976 и 1989 годах (Moreau et al., 2002). На Рис. 1 представлен пример номенклатуры ситостерина согласно номенклатуре IUPAC-IUB.

Однако номенклатура IUPAC-IUB не прижилась, широко используется тривиальная номенклатура фитостеринов, поэтому исследователю впервые сталкивающемуся с этими соединениями общепринятая система названий кажется запутанной (Moreau et al., 2002). Согласно этой номенклатуре каждое соединение имеет исторически сложившееся название например кампестерин, стигмастерин. В литературе можно встретить названия соединений оканчивающихся не на -стерин а на -стерол, например кампестерин и кампестерол, эти названия эквиваленты. В литературе так же встречаются названия оканчивающиеся на -станин и -станол, например кампестанин и кампестанол. Термины кампестанин и кампестанол эквивалентны, но они не эквивалентны терминам кампестерину и кампестеролу. Название оканчивающееся на -станин (-станол) означает насыщенные фитостерины, в которых нет двойных связей.

Структуры наиболее распространенных фитостеринов (для сравнения приведена структура животного стерина – холестерина) показаны на Pис. 2 (Ковганко и Ахрем, 1990, Ostlund, 2002).

В зависимости от числа атомов углерода в стериновом скелете различают С27, С28 и С29 стерины, однако иногда встречаются стерины с большим числом атомов углерода (до 31). Как правило, фитостерины имеют в своей структуре одну-две двойные связи, в редких случаях – три. Связи расположены как в ядре, так и в боковой цепи.

Так как систематическая номенклатура не получила распространения для упрощения систематизации фитостерины делят на три группы в зависимости от числа метильных групп у четвертого углеродного атома скелета: два (4,4-диметил), один (4α-монометил), ни одного (4-дезметил). 4,4-диметилстерины и 4α-метилстерины являются предшественниками растительных стеринов и в растениях присутствуют в более низких концентрациях чем 4-дезметилстерины, конечные продукты биосинтеза растительных стеролов. В свою очередь 4-дезметилстеролы можно классифицировать на Δ5-стеролы, Δ7-стеролы и Δ5,7-стеролы в зависимости от позиции и числа двойных связей в B кольце (Рис. 3).

Свойства фитостеринов

Фитостерины входят как и холестерин в группу тритерпенов. Основой этих соединений является тетрациклическая структура циклопентанпергидрофенантрена, к которой через С17 атом углерода присоединена длинная подвижная боковая цепь (Рис. 1). Четыре кольца (A, B, C, D) имеющие trans конформацию (конформация кресла), образуют плоскую α-систему. Боковая цепь и две метильные группы (С18, С19) располагаются под углом к системе колец, над их плоскостью, принимая таким образом β-конфигурацию. Более того так как предпочтительной конформацией боковой цепи является 20R, стеролы имеют плоскую структуру как в ядре так и в боковой цепи, это ведет к возможности множественных гидрофобных взаимодействий между жестким ядром стеролов и мембранной матрицей. Гидроксильная группа при С3 так же имеет β конфигурацию (Piironen et al., 2000).

Большинство растительных стеролов, такие как кампестерол и ситостерол (β-ситостерин), имеют Δ5 связь и дополнительные заместители в боковой цепи, при С24.

Эти заместители вводятся реакцией трансметилирования. Метильные или этильные заместители могут иметь α- или β-конфигурацию. Большинство 24-этил стеролов 24α-эпимеры, однако 24-метилстеролы представляют собой смесь 24α-эпимеро и 24β-эпимеров. Алкилирование С24 эта реакция специфичная для растений. Другая характерная особенность растительных стеринов это частое присутствие двойной связи при 22 атоме (как правило в транс-конфигурации), как например в стигмастерине (Рис. 2). В значительно меньших количествах встречается двойная связь в цис-конфигурации. Для полноты картины на Рис. 3 представлены структуры минорных стеринов: Δ7-авеностерол представитель Δ7- стеролов, эргостерол - Δ5,7-стерол, ситостанол - насыщенный стерин, грамистерол - 4α-монометил стерол, циклоартенол - 4,4-диметил стерол.

Гидроксильная группа в положении С3, свободных стеролов может быть этерифицирована жирной кислотой или фенолкислотой образуя стериловые эфиры (стерил радикал стерола), либо быть связанной гидроксильной группой углевода образуя гликозид стерила либо ацетилированный гликозид стерила (Рис. 4). В ацетилорованном гликозиде 6’-позиция углевода этирифицирована длинноцепочечной жирной кислотой. Необходимо отметить, что в отличие от холестерина, эфиры растительных стеринов достаточно распространены в растениях их содержание может достигать 50% от общего количества фитостеринов.

В чистом виде растительные стеролы представляют собой твердое вещество, с достаточно высокой температурой плавления: ситостерол - 140°С, кампестерол - 157°С, стигмастерол - 170°С. Увеличение боковой цепи приводит к повышению гидрофобности стеролов. Так растительные стеролы с 28 или 29 атомами углерода более гидрофобны. Двойная цепь боковой цепи делает стеролы более гидрофильным. Однако свободные стеролы и их эфиры растворимы в неполярных растворителях, таких как гексан, глюкозиды растворяются в более полярных растворителях.

Биосинтез фитостеринов

Фитостерины являются продуктами изопреноидного биосинтетического пути. Изопентил пирофосфат является основным строительным блоком при синтезе всех терпеноидов, включая стеролы, которые являются С30 тритерпеноидами (рисунок 5).

Превращение Δ3-изопентилпирофосфата в Δ2-изопентилпирофосфат является вводной частью для синтеза всех изопреноидов. Под действием фермента фарнезилпирофосфатсинтетазы из метаболитов образуется фарнезилпирофосфат. Фарнезилпирофосфат в клетках играет роль одного из центраболитов, из него синтезируются сесквитерпены и тритерпены (стеролы), Рис. 5.

Изменения которые претерпевает сквален прежде чем образуются фитостерины включают в себя последовательность более чем 30 ферментативных реакций. Образование 2,3-оксисквалена, циклизация сквалена и последующие измения дают в конечном итоге множество растительных стеролов, Рис. 5. (Piironen et al., 2000).

Метаболизм фитостеринов

Метаболизм фитостеринов один из ключевых вопросов в понимании биологической активности этих соединений, поэтому обойти его никак нельзя. Попав в организм и пройдя желудок, где они почти не подвергаются воздействию, фитостерины достигают кишечника и начинают всасываться. Стерины, и фитостерины в частности, различаются по своей биодоступности. Абсорбция соевых β-ситостерина от поступившего с пищей в кишечнике здорового человека составляет 0.5%, кампестерола - 1.9 %, ситостанола - 0.04 %, кампестанола - 0.16% (Ostlund et al., 2002), по данным Lütjohann et al, адсорбция ситостерина составляет 5%, кампастерина 14% (Lütjohann et al., 1995) в опытах, проведенных на крысах, было показано, что адсорбция ситостерина в кишечнике этих животных составляет 0.42% (Ikeda et al., 1988). В работе Heinemann et al., 1993 было найдено, что адсорбция фитостеринов уменьшается в следующем ряду: кампестанол - 12.5%, кампестерин - 9.6%, стигмастерин - 4.8%, ситостерин - 4.2%, ситостанол - 0,0%. В этой работе исследовали адсорбцию верхнего отдела кишечника. Таким образом, общая абсорбция фитостеринов в кишечнике достаточно мала и по разным данным колеблется от 0.04 до 16% (Brufau et al., 2008, De Jong et al., 2003), а для станолов эта величина еще меньше и находится в пределах от 0.02 до 0.3% (De Jong et al., 2003).

Добавление в рацион фитостеринов приводит к увеличению их уровня в плазме, однако повышение уровня отдельных фитостеринов не одинаково. В наибольшей степени происходит повышение уровня кампестерина (Ling and Jones, 1995.), при чем не только по причине более высокой абсорбции кампестерина, но еще и из-за разной скорости экскреции разных фитостеринов печенью.

Низкая абсорбция фитостеринов в сравнении с холестерином объясняется их быстрой ресекрецией клетками кишечниками обратно в полость кишечника посредством АТР-зависимых кассетных транспортеров АВС G5 и АВС G8. Подобно другим липидным компонентам, фитостерины образуют мицеллы, которые обычно содержат смесь свободного холестерина, моно- и диглециридов, жирных кислот, фосфолипидов и желчных кислот. Так же, как и этерифицированный холестерин, фитостериновые эфиры разрушаются панкератическими холестериновыми эстеразами (Tratwein and Demonty, 2007). Мицеллы в печени образуют липопротеины очень низкой плотности, они могут в дальнейшем превращаться в липопротеины низкой плотности (De Jong et al., 2003).

В кишечной полости стерины подвергаются действию эстераз, что приводит к превращению эфиров в свободные фитостерины и холестерин. И там же они входят в состав мицелл (смесь желчных кислот, фософолипидов, свободных стеринов и некоторых жирных кислот). Взаимодействие мицелл содержащих стерины с апикальной мембраной приводит к проникновению фитостеринов в энтероцит (Patel, 2008). Точный молекулярный механизм не известен, но подобно холестерину фитостерины требуют для абсорбции белок Niemann-Pick C1-like 1. Этот белок экспрессируется в тонком кишечнике вероятно большей частью в энтероцитах щеточной каемки. Для трансмебранного транспорта фитостеринов необходимы так же белки ABCG5 и ABCG8, принадлежащие к семейству АВС транспортеров, играющие важную роль в балансе стеринов. ABCG5 и ABCG8 образуют транспортную систему в энтероците, они ответственны за удаление абсорбированных фитостеринов и холестерина обратно в полость кишечника (Brufau et al., 2008, Patel and Thompson, 2006).

В энетроците фитостерины подобно холестерину подвергаются этерификации. Скорость этирификации фитостеринов АСАТ и АСАТ2 (ацил-СоА:холестерин-ацилтрансфераза) мала, это является следствием пространственного не соответствия холестерина и фитостеринов. Кроме АСАТ и АСАТ2 в процессе этерификации участвует лецитин-холестерин-ацилтрансфераза (LCAT) крови. Так для крыс 90% лимфатического холестерина является этерифицированным, и только 12% ситостерина была в этерифицированной форме (Ikeda et al., 1988). Однако у человека в хиломикронах холестрин этерифицирован на 53.5%, кампестерин - на 50.6 % ситостерин - на 39.9%. (Gylling et al., 2006), что несколько расходится с предположением о критической роли АСАТ и АСАТ2 в процессах этерификации фитостеринов.

Неэтерифицированные фитостерины и холестерин транспортируются обратно в полость кишечника, в этом процессе участвуют ABCG5 и ABCG8. (Quilez et al., 2003). Не абсорбированные фитостерины, а так же экскретированные фитостерины могут в дальнейшем подвергаться бактериальной трансформации кишечной флорой, с выделением таких веществ как копростанол и копростанон.

Энтероциты формируют хиломикроны, включающие аполипротенин В48 (apoB48), триглицериды и стерины. (Gylling et al., 2006)/ Хиломикроны, сформированные на базолатеральной мембране, секретируются в лимфатическую систему, что в конечном итоге приводит к переносу хиломикронов в венозную систему (Patel and Thompson, 2006). У крыс ситостерин в отличие от холестерина который был этерифицирован и располагался в ядре хиломикрона, присутствует в основном в свободной форм на поверхности хиломикрона (Moghadasian, 2000).

Общая концентрация растительных стеринов в плазме взрослого варьирует от 7 до 24 мкмоль/л, что составляет менее чем 1% от общей концентрации стеринов крови (Moghadasian, 2000). Концентрация ситостерина в плазме при ежедневном употреблении 160-360 мг составляет от 0.3 до 1.0 мг на 100 мл (Salen et al., 1970). Количество ситостерина и кампестерина составляет 0.1 - 0.14% от концентрации холестерина организма. (Ostlund, 2002).

Хиломикроны подвергаются воздействию липопротеиновой липазы в капиллярных руслах всех органов, что позволяет достичь триглицеридам и жирорастворимым витаминам всех тканей. Стеролы в этих частицах не транспортируются наружу, а остаются их частью. После этого ремнанты распознаются рецепторами, экспресируемыми печенью, что в дальнейшем приводит к высвобождению стеринов (Patel, 2008). Остатки хиломикрона, сохраняют большую часть холестерина после липолиза, достигая печени подвергаются целому ряду метаболических процессов. Прежде всего переход в желчные кислоты, процессы этерификации и образование липопротеинов очень низкой плотности (Fielding and Fielding 1995).

Хиломикроны содержащие фитостерины попадая в печень подвергаются воздействию, где они включаются в липопротеины очень низкой плотности или секретируются с желчью. ABCG5 и ABCG8 так же ответственны за секрецию фитостеринов с желчью.

Абсорбированные растительные стерины циркулируют в плазме в составе липопротеиновых частиц как свободные так и в форме эфиров. У крыс основным носителем растительных стеринов являются липопротеины высокой плотности, у человека это липопротеины низкой плотности. (Moghadasian, 2000).

Было продемонстрировано, что насекомые и креветки способны превращать фитостерины в холестерин, затем синтезируя стероидные гормоны и желчные кислоты. Однако, для позвоночных однозначно не доказано превращение фитостеринов в холестерин и его метаболиты (Ling and Jones, 1995). Было продемонстрировано, что у человека фитостерины, и в частности β-ситостерин, могут метаболизироваться в желчные кислоты (Salen et al., 1970). Однако в подобных экспериментах на крысах и обезьянах были получены отрицательные результаты (Ling and Jones, 1995). В экспериментах с участием добровольцев с использованием радиоактивно-меченого ситостерина не было найдено значительного превращения фитостеринов в желчные кислоты (Muri-Boberg et al., 1990), хотя ситостерол может быть превращен в прегненолон у животных (Pegel, 1997).

Биологические эффекты фитостеринов

История изучения фитостеринов насчитывает более 200 лет, однако, только последние 20 лет фитостерины привлекают большое внимание своей биологической активностью. В 50-тых годах прошлого века было обнаружено, что фитостерины способны влиять на уровень холестерина (Pollak, 1952, Pollak, 1953, Ahrens, 1957). Эта особенность растительных стеринов привлекла большое внимание, было проведено много крупномасштабных исследования, итогом этой работы создание и введение в практику целого ряда продуктов, препаратов и добавок, использование которых влияет на уровень холестерина организма. Фитостерины все это время рассматривались только в направлении их способности участвовать в обмене липидов, другие аспекты их биологической активности или не рассматривались или рассматривались ограниченно. И только исследования последних 20 лет показали уникальную биологическую активность этих соединений. Обзор биологической активности хотелось бы начать в первую очередь с тех свойств растительных стеринов которые долгое время незаслуженно оставались в тени.


Противовоспалительное действие

Многочисленные исследования показали что фитостерины, в частности β-ситостерин имеют разностороннее влияние на иммунную систему. Один из основных эффектов это выраженное противовоспалительное действие. Эксперименты in vitro показали ингибирование ситостерином секреции маркеров воспаления, таких например как интерлейкин-6 (IL-6) или фактор некроза опухоли α (TNF-α) (Trautwein and Demonty, 2007) В работе Prieto et al., 2006 на модели контактного дерматита гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ) in vivo проверяли влияние β-ситостерина. Результаты показали, что ситостерин модулировал клеточно-опосредованную эдему, однако при этом β-ситостерина in vitro не оказывал влияния на синтез производных арахидоновой кислоты. Результаты другой работы, где использовалась модель воспаления легких индуцированного овальбумином, показали значительное уменьшение воспалительного процесса при перитонеальном введении β-ситостерина (Yuk et al., 2007). Было так же показано что оральное применение единичной дозы смеси фитостеринов, снижало и даже в некоторых случаях ингибировало эдему на муреиновой модели воспаления вызванного тетрадеканоилфорбол ацетатом. Более того было найдено ингибирование дегрануляции лейкоцитов и выброса радикалов кислорода. (Navarro et al., 2001).

Противовоспалительная активность β-ситостерина была так же найдена и в работе Mavar-Manga et al., 2008, однако действие ситостерина не было ярко выраженным. Несколько иные результаты получены в работе Calpe-Berdiel et al., 2007. В эксперименте с мышами на модели острого воспаления было найдено что прием фитостеринов вызывает повышение уровня ИЛ-2, ИФ-γ, что говорит о воспалительном пути дифференцировки Тх-клеток.

Показано влияние фитостеринов и на систему комплемента (Yamada et al., 1987). Инкубации сыворотки с фитостеринами приводила к активация комплемента. С помощь иммуноэлектрофореза было найдено расщепление С3 белка системы комплемента. Эти исследования также показали что активация происходит как по альтернативному так и по классическому пути активации комплемента.


Иммуномодулирующее действие

Большая группа исследований иммуноактивных свойств фитостеринов была проведена группой Patrick JD Bouic. В работах этого автора исследовалась биологическая активность не только фитостеринов но и их производных, как правило гликозиды фитостеринов, а так же различные смеси стеринов и их производных. Необходимо отметить что такие композиции достаточно близко приближаются по составу к природным многокомпонентным экстрактам растений, и достаточно правдоподобно моделируют природные поликомпонентные препараты.

Первые эксперименты проводились с кровью добровольцев. Оказалось что смесь β-ситостерин/гликозид β-ситостерина в соотношении 100:1 способна влиять на клеточную пролиферацию Т-лимфоцитов, при их активировании митогеном in vitro. Эти результаты подтвердились небольшим исследовании проведенном с добровольцами принимавшими смесь орально. Ex vivo анализ пролиферации лимфоцитов показал значительное повышение ответа на митоген. Параллельно изучали литическую способность НК (натуральных киллеров) литическую активность по отношению к опухолевой клеточной линии (Bouic et al., 1996).

Далее был измерен профиль секреции цитокинов активированными T-клетками. Это позволило определить, что активация клеточного иммунитета происходит селективно. Уровень интерлейкинов ассоциированных с клетками Тх1 возрастает, в то время как интерлейкины Тх2 типа либо ингибируются либо не подвергаются воздействию. Смесь ситостерина и его гликозида повышали секрецию ИЛ-2 и ИФ-γ, ингибируя при этом секрецию ИЛ-4 (Bouic et al., 1999.). Однако как оказалось при стимуляции цитокинов Тх1 типа, сильного воспалительного процесса не развивалось, так как смесь ситостерина и гликозида фитостерина проявляла противовоспалительную активность, посредством ингибирования секрецию ИЛ-6 и ФНО-α.

С учетом общих положительных результатов дальнейшие работы проводились для конкретизации и спецификации действия фитостеринов совместно с их производными. Были проведены исследования влияния добавок смеси β-ситостерин: гликозид β-ситостерина на общее состояние и иммунологический статус пациентов с тяжелой формой туберкулеза. Применение смеси ситостерина его гликозидом сочеталось с применением стандартной противотуберкулезной терапии. Было найдено значительное улучшение гематологических показателей. Так же для группы применявших фитостериновую смесь отмечено значительно более быстрый процесс восстановления веса и укрепление общего состояния (Donald et al., 1997).

Были проведены так же исследования влияния смеси фитостеринов на иммунологический статус ВИЧ инфицированных (Bouic, 2001). На первом этапе исследовали FIV (вирус иммунодифицита кошек), ретровирус аналогичный вирусу иммунодефицита человека. Для группы кошек зараженных FIV и в дальнейшем принимавшим смесь β-ситостерин: гликозид β-ситостерина, смертность на конец эксперимента составила 20% против 75% в контрольной группе. А на протяжении более чем 168 недель состояние иммунной системы вообще было стабильным, без каких либо негативных изменений. В дальнейшем проводились исследования на добровольцах (Bouic, 2001). Было показано что в группе где велся прием смеси фитостеринов показатели значительно улучшились. Количество CD4 было на стабильном уровне без снижений. Измерение цитокинового профиля показало что количество ИЛ-6 значительно снизилось, что говорит об снижении воспалительного процесса, что несомненно стабилизирует состояние больных. Вирусная нагрузка плазмы также снизилась, так как β-ситостерин не обладает прямым действием на ВИЧ, это свидетельствует об активизации иммунной системы больных. И что самое главное Клеточный иммунный профиль (Тх1/Тх2) в группе принимавшей смесь фитостеринов был сходным с таковым у здоровых людей, в противоположность контролю, где наблюдалось типичное преобладание Тх2 ответа. (Breytenbach et al., 2001).

Многие иммунодепрессивные состояния могут быть вызваны разного рода стрессами. Для моделирования иммунодепрессивного состояния вызванного стрессом проводились исследования на добровольцах, спортсменах бегунах на большие дистанции. Как правило, иммунодепрессия, связанная со стрессовой ситуацией опосредуется гормональным подавлением иммунитета либо нарушениями связанным с иммунными клетками. Если в контрольной группе марафонцев наблюдалось повышение уровня ИЛ-6 и уровня гормона надпочечников кортизола свидетельствующее об иммунном дисбалансе, то в группе принимавшей смесь ситостерин и его гликозида таких изменений не наблюдали.

И наконец, необходимо упомянуть врожденные и приобретенные хронические нарушения иммунной системы. Было изучено влияние смеси β-ситостерин: гликозид β-ситостерина на больных ревматоидным артритом, а так же больных с аллергическим ринитом. Группа добровольцев включавшая 24 человека принимала смесь в течение 12 недель. У всех принимавших наряду с изменением цитокинового профиля и уровня IgE значительно улучшилось самочувствие (Bouic, 2002).


Онкопротекторное действие

Достоверно показано влияние фитостеринов на опухоли. Это аспект биологической активности фитостеринов активно исследуют Питер Бредфорд и его сотрудники из Буфало (США). Очень интересный в этой связи факт который приводит Бредфорд в совеем обзоре по фитостеринам. Оказывается жители Азии реже болеют онкологическими заболеваниями чем жители Европы и Северной Америки. При этом при переезде на постоянное жительство из Азиатских стран в страны Европы и Северной Америки частота этих заболеваний увеличивается, Бредфорд связывает это с изменением диеты, уменьшением количества фитостеринов в пище [Bradford P.G., Awad A.B. Phytosterols as anticancer compounds. Mol. Nutr. Food Res. 2007, 51, 161-170.].


Регуляция уровня сахара

Диабет [Panda S., Jafri M., Kar A., Meheta B.K. Thyroid inhibitory, antiperoxidative and hypoglycemic effects of stigmasterol isolated from Butea monosperma. Fitoterapia 2009; 80:123-126.].

Практическое значение фитостеринов

В настоящее время использование фитостеринов сводится к продуктам понижающим уровень холестерина. Именно как понижающие холестерин фитостерины позиционируются сегодня на рынке. Получен ряд патентов на смеси фитостеринов как иммуномодулирующие препараты, однако пока эти патенты не получили широкого практического внедрения.

Безопасность фитостеринов пристально рассматривалась рядом законодательных организаций. В США фитостерины решением Food and Drug Administration (FDA) в 2000 г. был присвоен статус абсолютно безвредных веществ (GRAS-статус) и, что более важно, было дано разрешение на вынесение маркировки о снижении риска коронарной болезни сердца для продуктов, содержащих данный ингридиент.

В Европейском Союзе научный комитет по пищевым добавкам вынес заключение, что маргарин, обогащенный эфирами фитостеринов, является безопасным для потребления. Неблагоприятных эффектов не было отмечено ни в одном из проведенных токсилогических исследований на животных (острая токсичность, тератогенность, мутагенные свойства, эстрогенность).

Список литературы

  1. Васильев С.Н., Рощин В.И., Ягодин В.И. Состав экстрактивных веществ «Древесной зелени» Abies sibirica Ledeb // Растительные ресурсы. 1993. Т. 29, вып. 3. С. 117-132.
  2. Васильев С.Н., Рощин В.И., Ягодин В.И. Экстрактивные вещества древесной зелени Pinus Sylvestris L. // Растительные ресурсы. 1995. Т. 31, вып. 2. С. 79-119.
  3. Васильев С.Н., Рощин В.И., Фелеке С. Экстрактивные вещества древесной зелени Picea Abies (L.) Karst // Растительные ресурсы. 1996. Т. 31, вып. 1-2. С. 151-180.
  4. Зандерман В. Природные смолы, скипидары, талловое масло (химия и технология). - М.: Лесная промышленность, 1964. – 576 с.
  5. Ковганко Н.В., Ахрем А.А. Стероиды: экологические функции. – Мн.: Навука i тэхнiка, 1990. – 224с.
  6. Физер Л, Физер М. Стероиды. М.: Мир, 1964. 982 с.
  7. Ahrens Jr E. H., Hirsch J., Insull Jr W., Blomstrand R., Tsaltas T.T., Peterson M.L. The influence of dietary fats on serum-lipide levels in man // Lancet. 1957. V.272. P.943.
  8. Bouic P.J.D. The role of phytosterols and phytosterolins in immune modulation: a review of the past 10 years. Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care 4:471-475. 2001.
  9. Bouic P.J.D. Sterols and sterolins: new drugs for the immune system? // DDT. – 2002. - V.7 –P.775-778.
  10. Bouic P.J.D., Estsebeth S. Liebenberg R.W., Albrecht C.F., Pegel K., Van Jaarsveld P.P. Beta-sitosterol and beta-sitosterol glucoside stimulate human peripheral blood lymphocyte proliferation: implications for their use as an immunomodulatory vitamin combination // Int. J. Immunopharmac. Vol. 18, No. 12, pp. 693-700, 1996
  11. Bouic P.J.D., Lamprecht J.H., Plant sterols and sterolins: a review of their immune-modulating properties // Alternative medicine review. Vol. 4. No. 3. 1999.
  12. Breytenbach U., Clark A., Lamprecht J.H., Bouic P.J.D., Flow cytometric analysis of the Th1-Th2 balance in healthy individuals and patients infected with the human immunodeficiency virus (HIV) receiving a plant sterol/sterolin mixture // Cell Biol Int 2001; 25:43-49.
  13. Brufau G., Canela M., Rafecas M.Phytosterols: physiologic and metabolic aspects related to cholesterol-lowering properties // Nutrition Research 28 (2008), 217-225.
  14. Calpe-Berdiel L., Escola-Gil J.C., Benitez S., Bancells C., Gonzalez-Sastre F., Palomer X., Blanco-Vaca F. Dietary phytosterols modulate T-helper immune response but do not induce apparent anti-inflammatory effects in a mouse model of acute, aseptic inflammation // Life sciences 80 (2007) 1951-1956.
  15. De Jong A., Plat J., Mensink R. Metabolic effects of plant sterols and stanols // J of Nutritional Biochemistry 14 (2003), 362-369.
  16. Donald P.R., Lamprecht J.H., Freestone M., Albrecht C.F., Bouic P.J.D., Kotze D., van Jaarsveld P.P. A randomized placebo-controlled trial of the efficacy of beta-sitosterol and its glucoside as adjuvants in the treatment of pulmonary tuberculosis // Int. J. Tuberc. Lung. Dis. 1 (5): 518-522. 1997.
  17. Ellis M.T., Contributions to our knowledge of the plant sterols. Part I. The sterols content of wheat (Triticum sativum) Biochem J. 1918; 12(1-2): 160–172.
  18. Fielding C.J., Fielding C.J. Molecular physiology of reverse cholesterol transport // J. of Lipid Research. – v. 36, 1995. – pp. 211-228.
  19. Gylling H.K., Hallikainen M., Vidgren H., Agren J., Miettinen T.A. Ester percentage of plant sterols and cholesterol in chylomicrons and VLDL of humans with low and high sterol absorption // Atherosclerosis 187 2006 p 150-152.
  20. Heinemann T., Axtmann G., Bergmann K. Comperison of intestinal absorption of cholesterol with different plant steroks in man // Eur. J. of Clin. Investigation. 23, 1993 . – p. 827-831/
  21. Ikeda I., Tanaka K., Sugano M., Vahouny G., Gallo L. Discrimination between cholesterol and sitosterol for absorption in rats // J of Lipid Research. – V. 29, 1988 . – p. 1583-1591.
  22. Ling W.H., Jones P.J.H. Dietary phytosterols: a review of metabolism, benefits and side effects // Life Sciences. Vol. 57, No.3, pp. 195-206. 1995.
  23. Lütjohann D., Björkhem I., Beil U., Bergmann K. Sterol absorption and sterol balance in phytosterolemia evaluated by deuterium-labeled sterols: effect if sitistanol treatment / J of Lopod Res. – V. 36, 1995. – p 1763-1773.
  24. Mavar-Manga H., Haddad M., Pieters L., Baccelli C., Penge A., Quetin-Leclercq J. Anti-inflammatory compounds from leaves and root bark of Alchornea cordifolia (Schumach.&Thonn.) Mull. Agr // Journal of Ethnopharmacology 115 (2008) 25-29.
  25. Moghadasian M.H. Pharmacological properties of plant sterols in vivo and in vitro observations // Life Sciences 67 2000 p 605-615
  26. Moreau R.A., Whitaker B.D., Hick K.B. Phytosterols, phytostanols, and their conjugates in foods: structural diversity, quantitative analysis, and health-promoting uses // Prog. Lipid Res. 2002. V. 41. P. 457.
  27. Muri-Boberg K., Einarsoon K., Bjorkhem I., J. // Lipid Res. 31, pp. 1083-1088, 1990.
  28. Navarro A., De Las Heras B., Villar A. Anti-inflammatory and immunomodulating properties of a sterol fraction from Sideritis foetens Clem. // Biol Pharm Bull 2001; 24: 470-3.
  29. Normén L., Bryngelssonc S., Johnssona M., Evhedena P., Ellegårda L., Brantsd H., Anderssona H., Dutta P. The phytosterol content of some cereal foods commonly consumed in Sweden and in the Netherlands // Journal of Food Composition and Analysis, Volume 15, Issue 6, December 2002, Pages 693-704
  30. Normen L., Ellegard L., Brants H., Dutta P., Andersson H. A phytosterol database: Fatty foods consumed in Sweden and the Netherlands // J. of Food Composition and Analysis 20 (2007) 193-201.
  31. Normen L., Johnsson M., Andersson H., van Gameren Y., Dutta P. Plant sterols in vegetables and fruits commonly consumed in Sweden // Eur. J. Nutr. 1999. V.38. P. 84.
  32. Oehrl L.L., Hansen A. P., Rohrer C. A., Fenner G.P., Boyd L.C. Oxidation of phytosterols in a test food system // JAOCS 78, 1073-1078 (November 2001).
  33. Ostlund R. E. Jr., Mc Gill J. B., Zeeng Chun-Min, et al. Gastrointestinal absorption and plasma kinetics of soy Δ5-phytosterols and phytostanols in humans // Am J Physiol Endocrinol Metab 282: E911-E916, 2002
  34. Ostlund R. E. Jr. Phytosterols in human nutrition // Annu Rev Nutr. 2002;22:533-49.
  35. Patel S.B. Plant sterols and stanols: Their role in health and disease // J. Of Clinical Lipidology (2008) 2, pp. S11-S19.
  36. Patel M.D., Thompson P.D. Phytosterols and vascular disease // atherosclerosis 186 (2006) 12-19.
  37. Pegel K. The importance of sitosterol and sitosterolin in human and animal nutrition / South African Journal of Science. – Vol. 93. – June 1997. – p.263-268.
  38. Piironen V, Toivo J and Lampi A-M, Natural sources of dietary plant sterols // Journal of Food Composition and Analysis. Volume 13, Issue 4, August 2000, Pages 619-624.
  39. Piironen V., Toivo J., Puupponen-Pimia R. and Lampi A-M. Plant sterols in vegetables, fruits and berries // J Sci Food Agric 83: 330-337 (2003).
  40. Piironen V., Lindsay D.G., Miettinen T.A., Toivo J., Lampi A-M. Plant sterol: biosynthesis, biological function and their importance to human nutrition // J Sci Food Agric 80: 939-966 (2000).
  41. Pollak O.J. Prevention of hypercholesterolemia in the rabbit: successful prevention of cholesterol arherosclerosis // Reduction of blood cholesterol in man. Circulation 6: 459 (1952).
  42. Pollak O.J. Reduction of blood cholesterol in man // Circulation 7:702-706 (1953).
  43. Pollak O.J., Kritchevsky D. // Monogr. Atheroscler. 1981. V. 10. P.1.
  44. Prieto J.M., Recio M.C., Giner R.M. Anti-inflammatory activity of β-sitosterol in a model of oxazoloneinduced contact-delayed-type hypersensitivity // Boletín Latinoamericano y del Caribe de Plantas Medicinales y Aromáticas. – 2006. – Т. 6. – №. 4. – С. 57-62.
  45. Quilez J., Garcia-Lorda P., Salas-Salvado J. Potential uses and benefits of phytosterols in diet: present situation and future directions // Clinical Nutrition 2003 22 (4) p 343-351.
  46. Salen G., Ahrens E.H., Grundy S. Metabolism of β-Sitosterol in Man // The J. Of Clinical Investigation. – V. 49, 1970.- p. 952-967.
  47. Soupas L. Oxidative stability of phytosterols in food models and foods. Academic dissertation. Helsinki 2006.
  48. Tratwein E., Demonty I. Phytosterols: natural compounds with established and emerging health benefits // Ocl Vol 14 № 5., p. 259-266. (2007).
  49. Wahle K., Lindsay D., Bourne L. // Plants: diet and Health / Ed. By G. Goldberg. Oxford: Blackwell Science, 2003. P. 183.
  50. Yamada H., Yoshino M., Matsumoto T., Nagai T., Kiyohara H., Cyong J-C., Nakagawa A., Tanaka H., Omura S. Effects of phytosterols on anti-complementary activity // Chem. Pharm. Bull. 35(12)4851-4855(1987)
  51. Yuk J.E., Woo J.S., Yun C.Y. et al. Effect of lactose-beta-sitosterol and beta-sitosterol on ovalbumin-induced lung inflammation in actively sensitized mice // Int Immunopharmacol 2007; 7: 1517-27