Реактивация метаболической активности кожи - ВІТ-А-ПОЛ
advertisement
КОСМЕТОЛОГІЯ УДК 591.1.15.871.74 Н.Н. Деркач1, М.В. Коржов1, Т.М. Скородед2, В.И. Коржов1 1 ГУ «Национальный институт фтизиатрии и пульмонологии имени Ф.Г. Яновского АМН Украины» 2 ГУ «Институт травматологии и ортопедии АМН Украины», Киев Реактивация метаболической активности кожи Ключевые слова Цикл трикарбоновых кислот, сукцинат, кожа, старение. Роль метаболических процессов при старении Старение является закономерным процессом возрастных изменений, свойственно всем орга низмам и протекает на всех уровнях организации живого — от молекулярногенетического до ор ганизменного. Старение развивается с различной скорос тью в разных клетках, тканях и органах. Неоди наковы и качественные изменения в них. На мо лекулярногенетическом уровне происходят не обратимые нарушения ДНК, неравномерные изменения в синтезе РНК и различных белков, нарушения в системе передачи генетической информации. Важную роль в дезинтеграции метаболичес ких процессов играют нарушения в образовании, транспорте и использовании энергии, снижение активности антиоксидантной системы, системы детоксикации ксенобиотиков и интенсивности процессов синтеза нейротрансмиттеров [4, 5]. На клеточном уровне отмечается деградация и гибель части клеток, снижение митотической активности, уменьшение количества митохонд рий, разрушение лизосом, изменение структуры и функции биологических мембран субклеточ ных структур. Следствием этих деструктивных процессов является постепенное ослабление функций ос новных физиологических систем организма — кожи, нервной, сердечнососудистой, пищевари тельной, эндокринной и др. [2]. В коже, как и в других органах и тканях, с воз растом также происходят биохимические и мор фофункциональные изменения. Они касаются всех ее слоев [5, 10]. При старении и многих патологических сос тояниях происходят нарушения энергетических процессов и ультраструктуры митохондрий. По этому представляется перспективным изучение и нормализация патологических состояний с по зиций регуляции энергетических митохондри альных процессов. Подтверждением этого явля ются данные литературы о том, что вещества, улучшающие митохондриальные процессы, об ладают лечебным действием [2, 10]. Свободнорадикальная теория объясняет процессы старения избыточным образованием свободных радикалов и их влиянием на метабо лические процессы в клетках. Существуют раз личные причины образования свободных ради калов, но независимо от причин они повреждают генетический аппарат клетки, способствуют на рушению водного и ионного баланса в ней, набу ханию митохондрий, отеку тканей, нарушению фосфолипидного состава мембран, увеличению их текучести и проницаемости. Следует отме тить, что сама дыхательная цепь митохондрий может служить мощным источником свободных радикалов и перекиси водорода при одноэлект ронном восстановлении кислорода. Супероксид дисмутаза, каталаза, пероксидазы, токоферол, глутатион, аскорбиновая кислота, каротиноиды и другие антиоксиданты снижают уровень супер оксида и продуктов его превращений, но не пре дотвращают их образование. Кардинальным решением проблемы побоч ных эффектов аэробиоза является снижение од ноэлектронного восстановления кислорода ми тохондриями при патологических состояниях различного генеза и старении. Реактивация функции митохондрий способствует снижению Український журнал дерматології, венерології, косметології • № 3 (38) • 2010 85 КОСМЕТОЛОГІЯ содержания свободных радикалов до физиоло гического уровня. Это в полной мере относится и к митохондриям фибробластов кожи. Они яв ляются основными клетками кожи. Энерги зация митохондрий фибробластов кожи экзо генным сукцинатом способствует усилению синтеза белков (коллаген, эластин и др.) и раз личных ферментов, сохранению функциональ ной активности, прочности, эластичности и тур гора кожи. Роль метаболита цикла трикарбоновых кислот — сукцината в регуляции физиологического состояния На протяжении последних десятилетий разраба тывается новое направление регуляции физио логического состояния с помощью метаболитов различных путей превращения веществ, среди которых важное место отводится метаболитам трикарбонового цикла. Наиболее изученным эф фективным метаболитом цикла трикарбоновых кислот является сукцинат [1, 9]. Сукцинат — естественное, абсолютно неток сичное, не накапливаемое в организме вещество — выгодно отличается от своего широко применяе мого сегодня метаболического предшественника глюкозы быстротой усвоения в качестве энерге тического и пластического материала выражен ными антитоксическими и противогипоксичес кими свойствами. В процессе его усвоения акти вируется утилизация других органических кис лот, что способствует ощелачиванию организма. Сукцинат усиливает микроциркуляцию и обла дает диуретическим действием. Цикл трикарбоновых кислот (его называют также цикл СентДьёрди — Кребса или цитрат ный цикл) — это общая для всех клеток универ сальная, высокоспециализированная биохими ческая система, переводящая химическую энергию молекул в такую форму, в которой она может использоваться клетками. Он является центром, в котором сходятся практически все ме таболические пути. Это общий конечный путь окисления ацетильных групп ацетилСоА, в ко торые превращается в процессе катаболизма большая часть углеводов, жирных кислот и боль шинство аминокислот [3]. Реакции цикла трикарбоновых кислот проте кают в митохондриях, и многие его ферменты прочно связаны с митохондриальными мембра нами. Реакции и субстраты цикла играют важ ную роль не только в поддержании энергетичес кого гомеостаза клеток, но и в биосинтезе многих соединений, начиная от аминокислот, пуринов и пиримидинов и заканчивая жирными кислотами с длинной цепью и порфиринами. 86 Цикл трикарбоновых кислот не линейный, а замкнутый путь, объединяет 8 последовательных химических реакций, замкнутых циклически (рисунок). На схеме изображены только промежуточные продукты реакций, хотя каждая из них катализи руется своим специфическим ферментом. В первой реакции ацетилСоА конденсирует ся с оксалоацетатом с образованием лимонной кислоты. В ходе последующих реакций цитрат через цисаконитат превращается в изоцитрат, изоцитрат дегидрируется с образованием αке тоглутарата и СО2. На следующей стадии цикла происходит окислительное декарбоксилирование αкетоглутарата с образованием сукцинилСоА и СО2. Из сукцинилСоА образуется сукцинат, из последнего в результате ряда ферментативных реакций — оксалоацетат, с которого и начинается цикл. Таким образом, в каждый оборот цикла в форме ацетилСоА вступает одна ацильная груп па. При каждом обороте цикла происходит реге нерация молекулы оксалоацетата. В ходе окислительных реакций четыре пары атомов водорода покидают цикл. При этом в ре акциях окислительного декарбоксилирования изоцитрата и αкетоглутарата восстанавливают ся две молекулы NAD+, при окислении малата — одна молекула NAD+ и при окислении сукцина та — одна молекула FAD. NADH и FADH2, обра зующиеся в цикле трикарбоновых кислот, окис ляются в дыхательной цепи митохондрий. При транспорте электронов от молекулы NADH на О2 в дыхательной цепи митохондрий образуется 3 молекулы АТФ, а от FADH2 — 2 молекулы АТФ [3, 6, 11]. Промежуточные продукты цикла трикарбо новых кислот — αкетоглутарат, сукцинат и ок Рисунок. Схема цикла трикарбоновых кислот [3] Український журнал дерматології, венерології, косметології • № 3 (38) • 2010 КОСМЕТОЛОГІЯ салоацетат могут удаляться из цикла и исполь зоваться в качестве предшественников амино кислот. В физиологических условиях потребность в энергии изменяется в широких пределах. Удов летворение этих меняющихся потребностей осу ществляется благодаря гибкой регуляции ско рости отдельных ферментативных реакций и всего цикла в целом. Характерным является общеукрепляющее действие сукцината, что объясняется его поло жительным влиянием на энергетический баланс организма. После физических нагрузок этот ме таболит укорачивает восстановительный период. Системные благоприятные эффекты экзоген ного сукцината, наблюдаемые в физиологичес ких условиях, отмечены и при различных пато логических состояниях. Благоприятное действие проявляется при бактериальных и медикамен тозных интоксикациях, в том числе барбитурата ми, острых и хронических гепатитах, циррозах, при миокардитах, декомпенсации сердечной дея тельности различного генеза, коронарной недос таточности, при радикулоневритах, бронхиаль ной астме [1, 8]. Особый интерес представляют исследования, касающиеся реактивирующего действия сукци ната при естественном увядании биохимических и, как следствие, физиологических функций ор ганизма — при старении. Нормализующее действие сукцината на энер гетические митохондриальные процессы в ста рости показаны в экспериментальных исследо ваниях. Экзогенный сукцинат оказывает благо приятное действие на функцию сердечной мыш цы старых крыс, стимулирует эндогенное дыха ние, увеличивает содержание АТФ и АДФ [12]. Клиническими исследованиями установлено, что у больных пожилого возраста с хронически ми сердечнососудистыми заболеваниями (коро нарный атеросклероз, перенесенный инфаркт миокарда) сукцинат способствует исчезновению слабости, бессонницы, неприятных ощущений в области сердца, учащенного сердцебиения, не значительных отеков без применения диурети ческих и сердечных средств. Отмечается пони жение пульса, нормализация артериального дав ления. Эффект действия препарата наблюдается в течение нескольких месяцев [13]. Сукцинат нормализует содержание гистамина и серотонина в крови, повышает микроциркуля цию в органах и тканях. Экзогенное поступление его в организм нормализует активность сукцинат дегидрогеназы. Противоишемический эффект сукцината, вероятнее всего, связан с активацией сукцинатдегидрогеназного пути его окисления и снижением степени восстановленности перенос чиков электронтранспортной цепи митохондрий. Список литературы 9. Регулятори енергетичного обміну (янтарна кислота та її солі) і можливості їх використання в оптимізації ліку вальнореабілітаційних програм у клінічній педіатрії: Методичний посібник / За ред. Л.П. Арабської, Ю.Г. Ан типкіна, О.А. Смірнової.— К., 2006.— 52 с. 10. Скулачёв В. П. Старение организма — особая биологи ческая функция, а не результат поломки сложной био логической системы: биохимическое обоснование ги потезы Вейсмана // Биохимия.— 1997.— Т. 62, № 11.— С. 1394—1399. 11. Холмухамедов Э.Л. Роль митохондрий в обеспечении нор мальной жизнедеятельности и выживания клеток млеко питающих: Автореф. дис. ...дра биол. наук.— 2008.— 35 с. 12. Фролькис В.В., Богацкая Л.Н., Шевчук В.Г. Влияние ян тарной кислоты на функцию и энергетический обмен миокарда в старости. Терапевтическое действие янтарной кислоты.— Пущино, 1976.— С. 116—118. 13. Шпирт Я.Ю. Лечение янтарной кислотой больных пожи лого возраста. Терапевтическое действие янтарной кис лоты.— Пущино, 1976.— С. 115—116. 1. Деркач Н.Н., Коржов М.В., Коржов В.И. О возможности коррекции некоторых биохимических процессов в коже при старении // Укр. журн. дерматол., венерол., косме тол.— 2009.— № 3.— С. 45—49. 2. Клаучек С.В., Лифанова Е.В. Физиология стареющего организма.— Волгоград, 2007.— 47 с. 3. Ленинджер А. Основы биохимии.— М.: Мир, 1985.— 365 с. 4. Литошенко А.Я. Генетика и геномика митохондрий: воз растные аспекты // Биологические механизмы старе ния.— Харьков, 2006.— С. 7—8. 5. Лэмб М. Биология старения.— М.: Мир, 1980.— С. 12—16. 6. Николайчик Е.А. Регуляция метаболизма.— Минск, 2002.— 92 с. 7. Осивац Х.Д., Хаманн А. Реорганизация ДНК и биологи ческое старение // Биохимия.— 1997.— Т. 62, № 11, — С. 1491—1502. 8. Песков А.Б., Маевский Е.И., Учитель М.Л. Оценка эф фективности «малых воздействий» в клинике внутрен них болезней.— Ульяновск: УлГУ, 2006.— 201 с. Выводы Наряду с деструктивными процессами в коже протекают процессы, направленные на предуп реждение, устранение повреждений и сохране ние гомеостаза различных биохимических сис тем — системы антиоксидантов, микросомально го окисления, внутриклеточной регенерации, ре парации ДНК и др. [4, 7]. Однако с ослаблением энергетических функций митохондрий функции этих систем не в состоянии реализоваться в пол ной мере. Исходя из этого, становятся понятны ми эффективность относительно малых доз экзо генного сукцината и многообразие эффектов его действия при патологическом и возрастном сни жении обеспечения организма энергией [1, 8]. Український журнал дерматології, венерології, косметології • № 3 (38) • 2010 87 КОСМЕТОЛОГІЯ Н.М. Деркач, М.В. Коржов, Т.М. Скородєд, В.І. Коржов Реактивація метаболічної активності шкіри Розглянуто можливість використання сукцинату для відновлення функцій фізіологічних систем організму — шкіри, нервової, серцевосудинної, травної, ендокринної та інших. N.N. Derkah, M.V. Korzov, T.M. Skoroded, V.I. Korzov Reactivatio of the skin metabolic activity The possibility of succinate using for the renewal of functions of the physiological systems of the organism – such as skin, nervous system, cardiovascular system, digestive system, endocrine system is considered. 88 Український журнал дерматології, венерології, косметології • № 3 (38) • 2010
