Во время хранения, обработки продуктов и напитков, богатых флавоноидами, происходит конденсация флавоноидов с токсичными карбонильными соединениями. Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН при поддержке Российского научного фонда изучают влияние полученных продуктов на клеточные функции. Результаты их исследования были опубликованы в октябрьском номере журнала «International Journal of Molecular Sciences». Работа ученых позволяет лучше понять влияние полифенолов на здоровье человека, и может быть полезна при поиске новых терапевтических средств против заболеваний, связанных с окислительным стрессом.
Полифенолы - разнообразные и широко распространенные биологически активные соединения растительного происхождения. Они вовлечены в различные физиологические функции растений, в том числе в защиту растений от неблагоприятных факторов окружающей среды. Помимо благотворного влияния на растения, многие полифенолы рассматривают в качестве соединений, которые могут положительно влиять на здоровье человека. Употребление полифенолов или продуктов питания или напитков с высоким содержанием полифенолов связывают с более низкими рисками возникновения сердечно-сосудистых, нейродегенеративных и некоторых других заболеваний. Полифенолы проявляют широкий спектр биологических активностей, включая антиоксидантную, протвовоспалительную, антибактериальную, антитромбоцитарную и противоопухолевую активности.
Свежие продукты питания и напитки, подвергшиеся незначительной обработке, содержат довольно высокое количество полифенолов. Однако, в процессе хранения, созревания и обработки, полифенолы претерпевают многочисленные модификации. В частности, полифенолы захватывают реактивные карбонильные соединения, что приводит к формированию мономерных, олигомерных и полимерных химических соединений веществ - аддуктов. Кроме того, формирование таких соединений было обнаружено после совместного употребления некоторых жареных продуктов питания (источников реактивных карбонильных соединений) и напитков, богатых полифенолами, или самих полифенолов.
Известно, что реактивные карбонильные соединения, за счет своей реактивности, негативно влияют на качество продуктов питания и напитков, и при попадании в организм могут вызывать неблагоприятные последствия для здоровья человека. Они взаимодействуют с белками и нуклеиновыми кислотами, приводя к формированию веществ, накопление которых в организме связывают с развитием или осложнением ряда заболеваний, таких, как например, диабет, атеросклероз и болезнь Альцгеймера. Полифенолы связывают эти токсичные карбонильные соединения, приводя к формированию различных аддуктов. Свойства формирующихся соединений остаются практически не изученными, как и их влияние на клетки организма.
Руководитель работы, старший научный сотрудник лаборатории тканевой инженерии, к.б.н. Виктория Шубина прокоментировала исследования: «В рамках данной работы мы впервые оценили влияние конъюгата таксифолина с глиоксалевой кислотой и нескольких структурно близких флавоноидов, таксифолина, кверцетина, катехина, эриодиктиола, гесперетина и нарингенина, на продукцию активных форм кислорода нейтрофилами. Эти клетки являются наиболее многочисленной фракцией лейкоцитов, циркулирующих в кровеносном русле. Они одними из первых направляются к очагам инфекции и воспаления, где ликвидируют внедрившиеся патогены, инициируют и поддерживают воспалительный процесс, в том числе за счет продукции активных форм кислорода. В свою очередь, продленная активация данных клеток играет важную роль в патогенезе ряда воспалительных и аутоиммунных заболеваний. В частности, избыточная продукция активных форм кислорода нейтрофилами может приводить к повреждению клеток и тканей собственного организма, способствовать хронизации воспаления».
В ходе данной работы исследователи показали, что соединение таксифолина с глиоксалевой кислотой и исследуемые флавоноиды предотвращают продукцию активных форм кислорода нейтрофилами. Флавоноиды ингибировали как внеклеточную, так и внутриклеточную продукцию активных форм кислорода нейтрофилами, тогда как соединение таксифолина с глиоксалевой кислотой эффективно ингибировало только внеклеточное образование активных форм кислорода. Принимая во внимание то, что повышенная продукция внеклеточных активных форм кислорода нейтрофилами в местах воспаления способна приводить к повреждению собственных тканей, тогда как внутриклеточная продукция вовлечена в уничтожение микроорганизмов и регуляцию других функций нейтрофилов, и следовательно, необходима для эффективного иммунного ответа, можно рассматривать конъюгат таксифолина с глиоксалевой кислотой в качестве потенциального агента, способного снижать токсический эффект экстраклеточных активных форм кислорода и не влияющего на внутриклеточную продукцию активных форм кислорода и процессы, сопряженные с данной продукцией. По мнению авторов исследования, идентификация таких агентов представляет большой терапевтический интерес.
«Полученные данные говорят о том, что конденсация флавоноидов с реактивными карбонильными соединениями приводит не только к элиминированию последних, но и к формированию продуктов, способных эффективно ингибировать продукцию активных форм кислорода нейтрофилами», - сообщила Виктория Шубина. «Данные также свидетельствуют о том, что в ходе реакций конденсации полифенолов с карбонильными соединениями, например, в процессе пищеварения, может изменяться влияние полифенольных фракций на функции клеток». Результаты ученых из ИТЭБ РАН позволяют лучше понять влияние полифенолов на здоровье человека. Кроме того, полученные данные проясняют взаимосвязь между структурой и активностью полифенольных соединений и могут быть полезны для поиска новых терапевтических средств против заболеваний, сопровождающихся развитием окислительного стресса.
Работа поддержана грантом РНФ № 23-25-00149.
Источник: Shubina V.S., Kozina V.I., Shatalin Y.V. A Comparative Study of the Inhibitory Effect of Some Flavonoids and a Conjugate of Taxifolin with Glyoxylic Acid on the Oxidative Burst of Neutrophils. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24(20), 15068; https://doi.org/10.3390/ijms242015068.
Галерея
