БИОЛОГИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА  ВИТАМИНА  Е

Голованова  Альбина  Владимировна

студент  2  курса,  кафедра  медицинской  химии  НГМУ,  г.  Новосибирск

E-mail: 

Студеникина  Анастасия  Александровна

студент  2  курса,  кафедра  медицинской  химии  НГМУ,  г.  Новосибирск

E-mail:  angerran.destud@yandex.ru

Терах  Елена  Игоревна

научный  руководитель,  канд.  хим.  наук,  доцент  НГМУ,  г.  Новосибирск

E-mail: 

В  настоящее  время  в  литературе  широко  обсуждаются  вопросы  о  роли  активных  форм  кислорода  и  вызываемых  ими  свободнорадикальных  процессов  в  развитии  различных  патологических  состояний  в  организме.  При  нормальных  условиях  свободнорадикальные  процессы  контролируются  и  находятся  на  приемлемом  уровне,  но  в  стрессовых  ситуациях  может  происходить  избыточное  образование  активных  форм  кислорода,  что  приводит  к  активации  реакций  перекисного  окисления  липидов  (ПОЛ)  [1,  3]. 

Для  профилактики  и  терапии  состояний,  связанных  с  чрезмерной  активацией  ПОЛ,  могут  быть  использованы  антиоксиданты  [1,  с.  3—4].  Направленность  биологического  действия  антиоксидантов  весьма  разнообразна  и  объясняется,  в  большинстве  случаев,  их  защитными  функциями,  которые  выражены  в  способности  связывать  свободные  радикалы  и  уменьшать  интенсивность  процессов  окисления  в  организме.  К  числу  наиболее  известных  и  биологически  значимых  антиоксидантов  относится  витамин  Е,  представляющий  собой  группу  токоферолов,  одним  из  представителей  которых  является  α-токоферол:

Витамин  Е  —  жирорастворимый  природный  антиоксидант,  который  синтезируется  растениями  и  фитопланктоном.  Наибольшее  количество  витамина  Е  содержится  в  злаках,  пророщенных  зернах,  растительных  маслах.  В  клетках  человека  находится  главным  образом  α-токоферол  и  в  значительно  меньших  количествах  представлены  γ-,  β-,  δ-токоферолы.  Максимальное  содержание  витамина  Е  в  организме  человека  обнаружено  в  надпочечниках,  жировой  ткани,  гипофизе,  печени  и  семенниках.  Витамин  Е  является  обязательным  компонентом  пищи  человека  и  животных.  Рекомендуемая  суточная  доза  витамина  Е  в  России  составляет  15  мг  [4]. 

Антиоксидантные  функции  витамина  Е  заключаются  в  следующем:  взаимодействие  с  гидроксильным  радикалом  НО•,  «погашающее»  действие  на  синглетный  кислород,  инактивирование  супероксидного  анион-радикала  О₂^–,  липидных  радикалов  и  радикалов  аминокислот,  защита  от  токсического  действия  озона  и  блокирование  порождаемых  им  радикальных  реакций  [1,  с.  3—4].  Будучи  липофильным  соединением,  α-токоферол  обладает  выраженными  мембранотропными  свойствами  и  способен  стабилизировать  клеточные  мембраны. 

Механизм  антиоксидантного  действия  витамина  Е  основан  на  передаче  атома  водорода  с  молекулы  токоферола  (Тф-ОН)  на  пероксильный  радикал  (RО₂•)  с  образованием  гидропероксида  и  токоферильного  радикала  (Тф-О•):

Тф-ОН  +  ROO•  →  Тф-О•  +  ROOH

Таким  образом  вместо  реакционноспособного  пероксильного  радикала  образуется  малоактивный  токоферильный  радикал.  Регенерация  молекул  витамина  Е  происходит  за  счет  взаимодействия  токоферильных  радикалов  с  аскорбиновой  кислотой,  убихиноном,  b-каротином.

Для  оценки  поведения  α-токоферола  в  биологических  системах  нами  с  помощью  программ  MOLINSPIRATION  (http://www.molinspiration.com/),  ALOGPS  (http://www.vcclab.org/lab/),  GUSAR  (http://pharmaexpert.ru/GUSAR/),  PASS  (http://pharmaexpert.ru/PASSOnline/),  были  рассчитаны  растворимость  в  воде,  липофильность,  структурные  показатели  молекулы,  а  также  токсические  и  фармакологические  эффекты  [5,  7,  10].  Полученные  результаты  сопоставляли  с  известными  литературными  данными. 

Таблица  1.

Физико-химические,  структурные  свойства  и  токсичность  α-токоферола  по  расчетам  программ  ALOGPS,  MOLINSPIRATION  и  GUSAR

По  расчетам  программы  ALOGPS  α-токоферол  является  липофильным  веществом  с  невысокой  растворимостью  в  воде,  что,  по  всей  видимости,  обуславливает  и  низкую  токсичность  данного  соединения  (табл.  1).  Так,  по  прогнозу  программы  GUSAR  α-токоферол  согласно  классификации  в  соответствии  с  Руководством  ОЭСР  [9]  относится  к  слаботоксичным  веществам.  Липофильные  вещества  хорошо  проходят  через  эндотелий  капилляров  и  клеточные  мембраны,  легко  проникают  в  ткани  мозга,  могут  задерживаться  в  жировых  депо  [6]. 

Оценку  биодоступности  α-токоферола  осуществляли  на  основе  правил  С.А.  Lipinski  [8]  и  D.F.  Veber  [11],  которые  учитывают  молекулярную  массу  вещества,  его  липофильность,  число  доноров  и  акцепторов  водорода,  число  вращающихся  связей  в  молекуле,  площадь  топологической  полярной  поверхности  (табл.  1).  Расчет  указанных  параметров  для  α-токоферола  на  основе  программ  ALOGPS  и  MOLINSPIRATION,  показал,  что  данное  соединение  имеет  по  одному  отклонению  от  правил  С.А.  Lipinski  и  D.F.  Veber,  что  свидетельствует  об  удовлетворительной  биодоступности  α-токоферола  при  пероральном  способе  введения. 

Прогноз  биологических  свойств  α-токоферола  осуществляли  с  помощью  программы  PASS,  которая  для  каждого  вещества  выдает  спектр  биологической  активности,  включающий  перечень  различных  видов  активности  и  вероятность  их  проявления.  Показатель  Р_а  обозначает  вероятность  проявления  того  или  иного  фармакологического  эффекта.  Средняя  точность  прогноза  с  помощью  данной  программы  достигает  свыше  90  %.  В  табл.  2  представлены  данные  по  спрогнозированным  биологическим  свойствам  α-токоферола.

Таблица  2. 

Фармакологические  эффекты  α-токоферола  по  данным  программы  PASS

По  данным  прогноза  α-токоферол  в  биологических  системах  способен  проявлять  антиоксидантные  свойства,  выступать  в  качестве  «ловушки»  свободных  радикалов  и  ингибитора  ПОЛ,  проявлять  протекторные  свойства,  оказывать  антиканцерогенное  действие,  ингибировать  синтез  холестерина,  может  быть  использован  для  лечения  атеросклероза,  ишемии  миокарда,  рассеянного  склероза,  воспалительных  заболеваний  кишечника,  заболеваний  печени,  аутоиммунных  расстройств.  Для  него  возможно  проявление  антиаллергического,  антистатического  и  антисеборейного  эффектов.  Полученные  прогнозные  данные  хорошо  согласуются  с  ранее  проведенными  исследованиями  α-токоферола  в  системах  in  vitro  и  in  vivo  [2—4]  и  подтверждают  широкие  возможности  использования  данного  соединения  для  профилактики  и  лечения  свободнорадикальных  патологий. 

Список  литературы:

1.Зенков  Н.К.,  Ланкин  В.З.,  Меньщикова  Е.Б.  Окислительный  стресс:  биохимические  и  патофизиологические  аспекты.  —  М.:  Наука/Интерпериодика,  2001.  —  343  с.

2.Машковский  М.Д.  Лекарственные  средства.  —  М.:  Новая  волна,  Умеренков,  2010.  1216  с.

3.Окислительный  стресс.  Проантиоксиданты  и  антиоксиданты  /  Е.Б.  Меньщикова,  В.З.  Ланкин,  Н.К.  Зенков,  И.А.  Бондарь,  Н.Ф.  Круговых,  В.А.  Труфакин.  —  М.:  Слово,  2006.  556  с.

4.Фенольные  биоантиоксиданты  /  Н.К.  Зенков,  Н.В.  Кандалинцева,  В.З.  Ланкин,  Е.Б.  Меньщикова,  А.Е.  Просенко.  —  Новосибирск:  СО  РАМН,  2003.  328  с.

5.Филимонов  Д.А.,  Поройков  В.В.  Прогноз  спектра  биологической  активности  органических  соединений  //  Рос.  хим.  журн.  2006.  №  2(L).  С.  66—75.

6.Харкевич  Д.А.  Фармакология.  —  М.:  Медицина,  1993.  544  с.

7.Lagunin  A.,  Zakharov  A.,  Filimonov  D.,  Poroikov  V.  QSAR  Modelling  of  Rat  Acute  Toxicity  on  the  Basis  of  PASS  Prediction  //  Mol.  Inf.  2011.  V.  30.  P.  241—250.

8.Lipinski  C.A.,  Lombardo  F.,  Dominy  B.W.,  Feeney  P.J.  Experimental  and  computational  approaches  to  estimate  solubility  and  permeability  in  drug  discovery  and  development  settings  //  Adv.  Drug.  Delivery  Rev.  1997.  V.  23.  P.  4—25. 

9.OECD  Guidelines  for  the  Testing  of  Chemicals.  Guideline  423.  Acute  Oral  Toxicity  —  Acute  Toxic  Class  Method,  OECD,  Paris,  2001.

10.Tetko  I.V.,  Gasteiger  J.,  Todeschini  R.,  Mauri  A.,  Livingstone  D.,  Ertl  P.,  Palyulin  V.A.,  Radchenko  E.V.,  Zefirov  N.S.,  Makarenko  A.S.,  Tanchuk  V.Y.,  Prokopenko  V.V.  Virtual  computational  chemistry  laboratory-design  and  description  //  J.  Comput.  Aid.  Mol.  Des.  2005.  V.  19.  P.  453—463.

11.Veber  D.F.,  Johnson  S.R.,  Cheng  H.-Y.,  Smith  B.R.,  Ward  K.W.,  Kopple  K.D.  Molecular  properties  that  influence  the  oral  bioavailability  of  drug  candidates  //  J.  Med.  Chem.  2002.  V.  45.  P.  2615—2623.