Чи допоможе фітогормон спокою у боротьбі з цукровим діабетом?
Останніми роками фітогормони все частіше фігурують у наукових дослідженнях як перспективні речовини для створення нових більш ефективних та безпечних лікарських засобів. Серед таких «кандидатів» особливо виділяється абсцизова кислота — один з класичних гормонів рослинного походження, що має високу біологічну активність, й, можливо, дозволить здійснити новий підхід до лікування хворих на цукровий діабет
Дещо невдала назва
Абсцизова кислота — це гормон, який виділяє рослина під час нестачі води. Вперше цю кислоту було виділено у 1963 р. й спочатку вона одержала не зовсім вдалу назву «абсцизин», яка пізніше, у процесі вивчення її хімічної будови, трансформувалася в «абсцизову кислоту». Початково було встановлено, що даний гормон спричиняє опадання листя та коробочок бавовнику, тому його назва й утворилася від англійського «abscission», що означає опадання листя або плодів, але насправді в цих процесах абсцизова кислота не є основним гормоном, тому її назву й вважають дещо невдалою.
Абсцизова кислота має ще й іншу назву — «дормін» й в цілому є «гормоном спокою». Вона індукує «сплячку» насіння, бульб та коренеплодів, уповільнюючи їхнє проростання, й одночасно запускає процес накопичення в насінинах запасних речовин для забезпечення майбутнього успішного проростання. Крім того, абсцизова кислота – це «гормон стресу» у рослин, оскільки координує їхню адаптацію до таких умов навколишнього середовища, як посуха, засоленість ґрунту, холоднеча, а також гіпоксія.
Всюдисуща кислота
Цікаво зазначити, що абсцизова кислота виконує функції хімічного сигналу не лише в рослинах. Цю унікальну молекулу можна виявити в різних доменах життя: у грибів, водоростей й навіть у ціанобактерій. У губок, наприклад, вона бере участь у реакції на температурний стрес аналогічно реакції рослин на посуху, із залученням подібних біохімічних механізмів. Зокрема, одним з посередників дії гормону в клітині губки є фермент АДФ-рибозилциклаза (абсцизова кислота стимулює підвищення його активності) подібно до рослинної клітини [1].
Що стосується ссавців та людини, то у них абсцизову кислоту залучено до двох більш конкретних процесів: регуляції імунної відповіді та контролю рівня глюкози в крові. Ця кислота виділяється з гранулоцитів людини при стимуляції якимось із звичних для них подразників, котрий вони сприймають за шкідливого мікроба, й стимулює активність клітин цього ж типу (хемотаксис, фагоцитоз і продукцію активних форм кисню, що знищують бактерій). У цьому абсцизова кислота є подібною до цитокінів — речовин, що беруть участь у сигналізації між імунними клітинами.
«Премудрощі» біохімічних механізмів
Вчені висунули припущення про те, що абсцизова кислота — це прозапальний цитокін, тобто гормоноподібна речовина, яка стимулює запалення. Важливою є та обставина, що цю дію на лейкоцити абсцизова кислота чинить із залученням АДФ-рибози. За тим самим механізмом при стресах вона стимулює виживання мегакаріоцитів людини (великих клітин кісткового мозку, що дають початок нашим тромбоцитам) [2].
У процесі обміну глюкози абсцизова кислота стимулює виділення інсуліну β-клітинами підшлункової залози [3], що має призводити до зниження рівня глюкози в крові. Біохімічний механізм проведення сигналу абсцизової кислоти до клітини при цьому є таким самим, як і у випадку з лейкоцитами. Цей механізм у лейкоцитах людини вивчено досить детально. Як вважають, за рецептор абсцизової кислоти в організмі людини та тварин слугує білок, локалізований на поверхні клітини, який має назву LANCL2 [4]. Зв’язуючись із ним, абсцизова кислота й запускає всі зазначені вище процеси.
Цікаві результати експериментів на моделях
Те, що абсцизова кислота виявилася залученою одночасно як до процесів запалення, так і до регуляції рівня глюкози, робить її привабливою для фармакологів, адже перший з них лежить в основі багатьох хронічних захворювань, а другий є суттю такого грізного захворювання, як цукровий діабет.
В експерименті на мишах абсцизова кислота виявилася ефективною при запальному захворюванні кишечнику [5], якому в патології людини відповідають захворювання Крона й неспецифічний виразковий коліт — тяжкі й практично невиліковні повністю хвороби. В іншому експерименті абсцизова кислота підвищувала толерантність до глюкози у генетично схильних до ожиріння мишей, яким давали їжу з високим вмістом жирів (що моделювало цукровий діабет 2-го типу) [6]. Ця сама група дослідників з’ясувала, що виявлені сприятливі ефекти можуть бути пов’язаними з активацією рецептора PPARγ [7].
Читайте також: Ліки для зниження артеріального тиску, можливо, краще приймати перед сном
Цікаво зазначити, що абсцизова кислота активує PPARγ не безпосередньо. У цих рецепторів, як і в інших, активація зазвичай відбувається шляхом зв’язування невеликих біологічно активних молекул (гормонів, ліків, а у випадку PPARγ — жирних кислот та їхніх похідних). Це змінює конформацію рецептора (розташування його частин одна відносно одної), що дозволяє рецептору зв’язати ту мішень у клітині, на яку він передасть сигнал далі. У випадку PPARγ та інших ядерних рецепторів все відбувається досить просто: рецептор зв’язується безпосередньо з ДНК, регулюючи транскрипцію низки генів, які відповідають за процеси обміну та запалення.
Об’єкт уваги фармакологів
Рецептор PPARγ завдяки своїй протизапальній та антидіабетичній дії давно слугує об’єктом пильної уваги фармакологів. Нині відома ціла низка лікарських засобів, що носять назву «тіазолідиндіони» або «глітазони». Вони активують цей рецептор й їх можна застосовувати при лікуванні хворих на цукровий діабет. Однак частіше перевагу надають препаратам інших груп, й це при тому, що дія глітазонів на процеси, що призводять до розвитку цукрового діабету, є найвпливовішою. Як вважають, цукровий діабет 2-го типу, що є найбільш поширеним, перш за все, серед людей, які неправильно харчуються та мало рухаються, розвивається через зниження чутливості клітин нашого організму до інсуліну. У цьому випадку інсулін, що зазвичай зв’язується зі своїми рецепторами на клітині, намагається відкрити глюкозі «двері» до клітини, але «кодовий замок», який у нормі відкривається інсуліном, стає заблокованим зсередини. Таким чином глюкоза залишається в крові, зумовлюючи різні ускладнення. Глітазони та інші сполучення, що активують PPARγ, — це саме ті препарати, які сприяють «розблокуванню» внутрішньоклітинних систем відповіді на інсулін у м’язових та жирових тканинах, що споживають глюкозу.
Читайте також: Чому важливо контролювати свій артеріальний тиск
Широкому застосуванню глітазонів стає на заваді наявність серйозних побічних ефектів, серед яких затримка рідини в організмі, збільшення маси тіла, зниження міцності кісток, серцева недостатність й ушкодження печінки [7]. Так, наприклад, перший з препаратів класу глітазонів, а саме троглітазон, свого часу було знято з виробництва через тяжкі ушкодження печінки, які він спричиняв.
Абсцизова кислота активує рецептор PPARγ із залученням інших механізмів [7] і, можливо, її дія виявиться більш прийнятною. У будь-якому разі, пошук нових активаторів PPARγ, у тому числі на основі абсцизової кислоти, є вельми актуальним.
На межі двох наук
У результаті досліджень [4], проведених італійськими і американськими вченими, було запропоновано використовувати абсцизову кислоту в харчуванні здорових людей та людей із переддіабетом для нормалізації вуглеводного обміну. Абсцизова кислота міститься у багатьох фруктах, таких як яблука, цитрусові та авокадо. Цей фітогормон, як вважають автори, можна розглядати як основу перспективної розробки на межі двох наук — дієтології та біофармацевтики. Більш того, автори дослідження припустили, що значне поширення цукрового діабету й серецево-судинних захворювань може бути пов’язаним із недостатньою кількістю абсцизової кислоти в раціоні сучасних людей, основним джерелом якої є фрукти. Оскільки абсцизова кислота в організмі людини виконує функцію гормону й одночасно надходить з їжею, то її нестача сама по собі, можливо, здатна спричиняти цукровий діабет та атеросклероз. Поки що це тільки теоретичне припущення [4], але не виключено, що воно може бути підтвердженим на практиці.
Отже, дослідження біохімічних властивостей абсцизової кислоти триває і не виключено, що це може сприяти розробці нового підходу до лікування та профілактики як деяких запальних захворювань, так і цукрового діабету.
Підготував Руслан Примак,
канд. хім. наук
“Фармацевт Практик” #11′ 2019
