Экдистероиды – полигидроксилированные стерины, широко распространены в растительном и животном мире. На сегодняшний день из природных источников выделено свыше 520 соединений этого класса. Уникальность структуры экдистероидов, характеризующаяся жесткостью углеродного скелета и наличием функциональных групп со строго определенной конфигурацией, позволила стать стероидам в процессе эволюции переносчиками биологической информации как внутри (гормональные функции), так и между живыми организмами.
Рисунок 1. Структура фитоэкдистероида
Наиболее доступный и распространенный представитель этого класса фитоэкдистероид 20-гидроксиэкдизон (20E). Высокое содержание его (до 2,5%) в растениях Rhaponticum carthamoides и Serratula coronata и широкий спектр физиологических эффектов для млекопитающих и человека позволили стать 20E объектом и инструментом пристального внимания современных исследований по клеточной и молекулярной биологии, генетики (экдизон-индуцированные системы экспрессии генов). С практической точки зрения это послужило платформой для создания разнообразных коммерческих биологически-активных добавок. Привлекательность полигидроксилированной стероидной структуры 20Е для синтетических трансформаций служит стимулом для моделирования соединений с новыми биологически-активными свойствами и изучения полусинтетических производных экдистероидов в контексте структура-активность.
Рисунок 2. Слева-направо растения Serratula coronata и Rhaponticum carthamoides
Низкая токсичность (LD50 = 9 г/кг) фитоэкдистероидов по отношению к теплокровным и человеку, а также относительная доступность некоторых фитоэкдистероидов стимулировали исследования их физиологической активности. Учитывая биологическую важность и широкую распространенность экдистероидов в растениях, за последние три десятилетия были приложены значительные усилия по изучению физиологических эффектов влияния экдистероидов на организмы млекопитающих и в том числе человека. При обобщении полученных результатов выявлено, что экдистероиды обладают широким спектром биологической активности, участвуя в важных физиологических процессах организма.
Участие в синтезе белков. Еще в 1972 г. было отмечено, что экдистероиды участвуют в синтезе белков и впоследствии показано, что физиологическое действие экдистероидов на млекопитающих обусловлено их свойством стимулировать биосинтез белка при отсутствии побочного гормонального эффекта. В настоящее время активно используется 20Е в составе биологически активных добавок в спортивном питании для спортсменов-профессионалов.
Участие в углеводном метаболизме. С участием лабораторных животных определено, что экдистероиды (20Е, 0.1-10 мг/кг) нормализуют содержание сахара в сыворотке крови при гипергликемии, спровоцированной аллоксановой пробой. При приеме 20Е (5 мг/кг) увеличивается содержание гликогена в сердце и печени лабораторных крыс. В работе японских исследователей отмечен антидиабетический эффект экдистероида инокостерона.
Участие в липидном обмене. Нарушение липидного обмена считается одним из наиболее важных факторов развития атеросклероза. Было показано, что при приеме α-экдизона у лабораторных крыс ускоряется выделение холестерина в желчь, тем самым способствуя снижению уровня холестерина в печени. Кроме того установлено, что прием 20Е улучшает работу печени после химической интоксикации лабораторных животных, проявляя гепатопротекторные свойства и стимулируя желчеотделение.
Антиоксидантные свойства. В результате окислительного стресса в организме накапливаются активные формы кислорода, провоцирующие различные патологические изменения. Известно, что 20Е в концентрации 10-6–10-3 М обладает более выраженными антирадикальными и антиоксидантными свойствами, нежели известные ингибиторы перекисного окисления липидов такие как диэтил-п-фенилендиамин и этилендиамин тетраацетат. В экспериментах in vitro показано, что 20Е более активен в своих антирадикальных эффектах, чем витамин D и гидрохинон. Отмечается увеличение уровня эритроцитов и гемоглобина в крови интактных животных при приеме экдизона, 2-дезокси-20Е, 20Е, силенеозида А и туркестерона. Антиоксидантный потенциал экдистероидных экстрактов в 2 раза выше, чем для сукцината α-токоферолуксусной кислоты.
Экдистероиды оказывают влияние на пролиферацию (размножение, разрастание) клеток позвоночных, хорошо известны тонизирующие, адаптогенные и иммуномоделирующие свойства экдистероидов, продемонстрированные на примере 20Е в тестах на лабораторных животных.
Большой интерес вызывают исследования, направленные на выявление противоопухолевого эффекта экдистероидов, а именно ярко выраженная хемосенсибилизирующая активность в отношении различных линий раковых клеток, в том числе мультирезистентных.
Выявленные разнообразные фармакологические эффекты экдистероидов, и что немаловажно, их низкая токсичность последних, предопределили создание различных экдистероидсодержащих препаратов, применяемых в медицине при нарушениях сердечно-сосудистой, центральной нервной и репродуктивной систем, общего гомеостаза организма. Кроме того, такого рода препараты используются для предупреждения болезней и поддержания иммунного статуса здорового человека. Они занимают важное место в косметической, спортивной и военной медицине.
Литература
1 В. В. Володин Орлова И.В., Носов А.М., Смоленская И.Н. «Фитоэкдистероиды», 2003, 250
2 Ахрем А.А., Ковганко Н.В. Экдистероиды: Химия и биологическая активность. Минск: Наука и техника. 1989, 325
3 Savchenko R.G., Veskina N.A., Odinokov V.N., Benkovskaya G.V., Parfenova L.V. Ecdysteroids: isolation, chemical transformations, and biological activity // Phytochem. Rev.- 2022, doi: org/10.1007/s11101-021-09792-y
Автор статьи: Савченко Р.Г.
Институт нефтехимии и катализа РАН
Дата статьи: 21.09.2022г.
