Во время хранения, обработки продуктов и напитков, богатых флавоноидами, происходит конденсация флавоноидов с токсичными карбонильными соединениями. Сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН при поддержке Российского научного фонда изучают влияние полученных продуктов на клеточные функции. Результаты их исследования были опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences. Работа учёных 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 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 исследования 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: пресс-секретарь ИТЭБ РАН.