Обзор исследований

В результате жизнедеятельности в организме человека образуются, так называемые, прооксиданты и антиоксиданты. Прооксиданты представляют собой химические вещества, провоцирующие развитие окислительного стресса. Считается, что свободные радикалы относятся к прооксидантам.

Они нужны организму для борьбы с больными клетками, поврежденными — трансформированными тем или иным способом, а также для борьбы с болезнетворными организмами   Эту же точку зрения высказывают авторы работ   «свободные радикалы и их прооксидантное действие необходимы для жизненных метаболических процессов, включая клеточную сигнализацию, рост и дифференциацию клеток, разрушение инфицированных и злокачественных клеток, а также гибель болезнетворных организмов». Показано, что трансформированные клетки, более чувствительны к повышенной интенсивности процессов с участием таких радикалов, как АФК (активные формы кислорода), чем нормальные клетки.

Важным свойством  ПО систем для организма является то, что процессы с участием АФК являются энергогенерирующими.

При заболеваниях, физической и эмоциональной нагрузках уровень свободных радикалов повышается.

В ответ на увеличение уровня радикалов в организме включаются антиоксидантные (АО)  системы, которые предназначены для борьбы с излишком радикалов.  Для нормальной жизни, здоровья систем и органов должен поддерживаться баланс между количеством радикалов и антиоксидантов.

Так, показано[1,]  , что динамика процессов с участием АФК, определяемая отношением интенсивности их генерации прооксидантными системами к скорости их устранения антиоксидантами, оказывает существенное влияние на рост, дифференцировку, старение живых клеток, их гибель за счет апоптоза (регулируемого процесса программируемой клеточной гибели) .

Об этом же говорится в работе [5,7]  «в крови человека  происходит непрерывная генерация АФК аэробными клетками крови при восстановлении ими кислорода, поступающего от эритроцитов, и она способна генерировать и устранять АФК  благодаря активной работе прооксидантных и антиоксидантных механизмов».  И в нормальном, здоровом организме действие этих систем связано друг с другом и строго сбалансировано.

Так, например, в случае обычных, не критичных напряжений, например, в состоянии повышенной физической активности (занятия физкультурой) организм начинает интенсивнее продуцировать радикалы (АФК).  В работе[2]  приводится ссылка на исследование, в котором показано, что у взрослых боле 15% потребляемого кислорода превращается в АФК в состоянии покоя и гораздо больше того при высокой активности. Может быть, это связано с энергообразующей способностью процессов, в которых принимают участие АФК. И в состоянии напряжения, физической активности потребность в энергетическом обеспечении у организма возрастает. При увеличении уровня свободных радикалов начинают интенсивнее работать АО системы. В отсутствии физической нагрузки (сидячий образ жизни) АО системы затухают, антиоксиданты перестают вырабатываться, организм все более становится беззащитным перед угрозой уже неконтролируемого действия радикалов, которые  в организме продуцируются непрерывно. (Т.е. для нормального функционирования, безотказного их действия, АО системы нужно тоже «тренировать»!)

В случае же серьезных стрессовых ситуаций (тяжелых заболеваний, отравлений, чрезмерных физических и психических нагрузок) уровень радикалов становится чрезвычайно  высок. Так, в работе [5]   приводятся сведения о том, что у пациентов, страдающих стенокардией, уровень АФК значительно превышает таковую крови здоровых доноров. Там же приводят данные о том, что скорость образования АФК при заболевании ХОБЛ (хронической обструктивной болезнью легких) в остром состоянии в два раза больше, чем в хроническом.  В этом случае, даже «тренированные» АО системы  могут не справиться с шквальным увеличением  уровня свободных радикалов, которые начинают свое разрушительное действие, убивая и разрушая уже не только трансформированные, но и здоровые клетки. Многими исследователями отмечается связь между повреждением здоровых клеток и повышенным риском развития хронических заболеваний, например, рака, сердечно-сосудистых и неврологических заболеваний, а также нарушений обмена веществ  . Многими свободные радикалы считаются основным фактором старения.

В этом случае требуется дополнительно вносить АО. Так, было показано, что лечение больных ХОБЛ  препаратами, содержащими АО, приводит к снижению АФК более, чем на 50%. Это позволяет предотвратить воспаление и разрушение тканей. То есть,  здоровье нашего организма,  устойчивая работа его органов  зависит, как упоминалось,  от баланса между образующимися радикалами и контролирующими их рост и действие АО. К этому взгляду склоняется все большее количество ученых, занимающихся проблемами здоровья, здорового образа жизни и проблемами старения.

Интересным фактом является также то обстоятельство, что антиоксидантам присущи прооксидантные свойства; это зависит от их концентрации и природы соседних молекул[1]  .Горячие обсуждения свойств антиоксидантов как раз и обусловлены тем, что способность этих веществ к антиоксидантному и прооксидантному действию зависит от различных факторов [3,4,10] .

Пристальное внимание в медицине, биологии, химии, нанобиотехнологиях и не только уделяется перспективам применения  фуллеренов С60.  Особое место в этих исследованиях занимает изучение применения фуллеренов в медицине для лечения, предупреждения заболеваний и старения организма человека.

Выявлены и показаны уникальные свойства фуллеренов в решении этих проблем. Проведены интереснейшие исследования и получены удивительные результаты в лечении пациентов при самых разных заболеваниях (включая онкологические) и в продлении жизни животных. Рассмотрим некоторые из тех исследований, результатами которых мы располагаем.

 В работе [1]   приводятся ссылки на исследования, в которых высокий потенциал С60  в различных областях медицины и биологии исследователи связывают с проявлением его антиоксидантной активности. Это и лечение аллергических реакций, и защита от УФ и радиации, использование в  противовирусной, антиоксидантной и антиамилоидной терапии, в усилении роста нейринов, доставке генов, и даже для усиления роста волос.  В работе[12]    изучалось антиоксидантное действие С60 в оливковом масле на крыс.  Показано, что прием этого препарата не только не влечет за собой хроническую токсичность, но и  в два раза увеличивает продолжительность их жизни. Воздействие раствора в оливковом масле в экспериментальной модели интоксикации у крыс хлороформом убедительно показывают, что влияние на продолжительность жизни в основном связано с ослаблением окислительного стресса, связанного с возрастом.

В работе  [13] впервые (!) показано, что минеральная вода «Svetla», активированная фуллеренами (созданной в фирме «Стэлмас-Д»), характеризуетсяисключительноважнымисвойствами, улучшающимиздоровьечеловека. Этоотносится, преждевсего, кнормализациинарушенныхокислительных и энергетических функций митохондрий (которые определяют осуществление практически всех основных обменных процессов в организме); выявлены антиоксидантные свойства этой воды, нормализующей уровень перекисного окисления липидов. Следствием этого является стабилизация клеточных мембран и повышение активности ряда ферментных систем. Прием воды «Svetla»способствуетснижениюкоэффициентазлокачественности(!). Установленаоптимальнаяконцентрацияэтойминеральнойводы, прикоторойпроявляетсяеенаиболее эффективное оздоравливающее действие на организм человека.

Исследования, проведенные  в Российском онкологическом научном центре имени Н.Н. Блохина[14]  , выявили противоопухолевое действие гидратированных фуллеренов HyFn. В исследованиях показано: — 30-70% торможение роста злокачественных опухолей; — 1,5 -2 кратное продление жизни животных при использовании HyFn как основной терапии или с профилактической целью, а также торможение воспалительных процессов и оправданность антиоксиданстной терапии при лечении очень широкого круга патологических состояний.

Многие ученые связывают уникальные способности фуллеренов в медицине с их прооксидантным  и антиоксидантным действием, чему посвящают свои исследования[3,4, 8-11]   Именно это действие, видимо, и позволяет создавать и поддерживать нужные для организма балансовые соотношения между радикалами и АО. Причем, изучается их действие в разных концентрациях на разные среды в разных условиях, поскольку про-и антиоксидантная способность зависит от этих факторов, что было уже  отмечено.

Необыкновенно показательны в этом отношении исследования, проведенные в работе[1] . Так, самые различные терапевтические свойства гидратированного фулллерена HyFn автор связывает именно с его «способностью модулировать свободно-радикальные процессы в живых системах… Содной стороныHyFn, можно рассматривать как сильный донор электронов, антиоксидант, с другой – как активатор для кислорода, т.е. прооксидант».В работе показано, что внесение HyFnприводит к стабилизации ферментов. То есть, действует, как АО.

Изучение же действия HyFn разных концентраций на цельную кровь здоровых доноров и пациентов с  ХОБЛ (хронической обструктивной болезнью легких) показало, что добавление HyFnв сверхмалых дозах к крови здоровых доноров приводит к возрастанию уровня  АФК. В этом случае  HyFn действует как прооксидант. Это влияние  сохраняется и усиливается в течение нескольких суток. В крови же пациентов с ХОБЛ обнаружено противоположное влияние, т.е. происходит устранение АФК (действие HyFn как АО). Эти данные свидетельствуют о различиях в механизмах выработки и гашения АФК и других свободных радикалов в разных средах (в крови здоровых людей и пациентов с ХОБЛ). Кроме того, обнаруженное влияние HyFn зависит от концентрации.

Данное исследование подтверждает ранее высказанное положение о способности АО как к про-, так и антиоксидантному действию и зависимости этой способности от концентрации АО и природы среды (см.выше).

Также [1] оценивалось влияние препарата на скорость роста культуры трансформированных клеток и на скорость старения. Впервые показано (!), что HyFn подавляет пролиферацию (разрастание ткани организма путём размножения клеток делением) трансформированных клеток, а также ускоряет их гибель.  Предполагается, что HyFn в сверхнизких концентрациях цитотоксичен в первую очередь для транформированных клеток. То есть, в данном случае HyFn действует как прооксидант, подавляющий рост клеток и вызывающий их гибель.

Все  выявленные в работе эффекты на биологические объекты HyFn оказывает в малых и сверхмалых концентрациях. Это указывает на то, что его про- и антиоксидантная активность опосредована воздействием на водную среду этих объектов.

В работе [5]  для контроля уровня АФК, возникающих при заболевании ХОБЛ и предотвращения разрушения тканей организма, исследуется действие такого АО, как гипоксен в присутствии и в отсутствии гидратированного фуллерена HyFn.

Показано, что в присутствии  HyFn действие гипоксена оказывалось более выраженным. А также, что добавление HyFn в низких и сверхнизких концентрациях значительно снижает уровень образования АФК после лечения гипоксеном; найдены концентрации, при которых значительно снижается образование АФК (более, чем на 50%) в крови пациентов не проходивших курс лечения гипоксеном. Исследование показало, что скорость образования АФК в остром состоянии более, чем в два раза превышает таковую в хронических ситуациях. HyFnС60 в случае обострения заболевания обладает эффектом  на 12 % более выраженным. То есть, АО активность HyFn определяется его концентрацией и природой соседних молекул.

Судя по имеющимся у нас результатам исследований[1,6,7] , уникальное оздоравливающее  действие фуллеренов связано с его способностью создавать особые структуры оболочек воды, формирующихся вокруг его молекул и оказывающих как прооксидантное, так и антиоксидантное эффекты в живом организме    Поскольку «молекула С60 проявляет слабую химическую активность, а в составе HyFn она заключена в водную оболочку, можно предположить, что весь спектр действияHyFn можно объяснить свойствами водных оболочек, формирующихся вокруг молекул С60»[6].  Обзор литературы приведенный в этой работе подтверждает  эту точку зрения.

В работах[6,7]    изучалось влияние  HyFn на интенсивность энергогенерирующих процессов в разных водах, протекающих с участием АФК. Показано, что интенсивность этих процессов отличается в разных водах, имеющих разные структурные особенности.

Получены данные, которые свидетельствуют, что гидратированные фуллерены особым образом влияют на структурные параметры воды, модифицируя водную систему так, что меняются параметры протекающих в ней окислительно-восстановительных процессов.

В заключение необходимо сказать лишь одно: какими бы ни были  жаркими дискуссии о механизмах биохимического действия гидратированных фуллеренов, их влиянии на химические особенности и физико-химические свойства создаваемых им сред, сегодня мир науки солидарен в одном: природа подарила нам уникальное средство для комфортной жизни, здоровья и долголетия – гидратированный фуллерен!

Литература.

1.«Влияние гидратированного фуллерена  С60 в широком диапазоне концентраций на биологические тест-системы».Яблонская О.И. Кафедра биоорганической химии Биологического факультета Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова, Москва, 2013. (Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук)

2. А.А. Назаров.    «Активная вода для здоровья и долголетия».

3. Halliwell B. Free radicals and antioxidants – quo vadis? Trends Pharmacol. Sci. 2010; 32:125–130. (ХалливеллБ. Свободныые радикалы и антиоксиданты– в том ли направлении ведутся исследования? Журнал «Тенденции в области фармакологических наук». 2010 г.; 32:125–130.)

4. Proch?zkov? D. et al. Antioxidant and prooxidant properties of flavonoids. Fitoterapia. 2011; 82:513–523. (Прочажкова Д. и др. Антиоксидантные и прооксидантные свойства флавоноидов. Журнал «Фитотерапия». 2011 г.; 82:513–523.)

5.Изменение хемилюминесцентных свойств цельной крови пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), проходящих курс лечения гипоксеном и воздействие фуллереновС60 на хемилюминесцентные свойства крови. Новиков К.Н., Бердникова Н.Г., Новиков А.К., Люзина О.Ю., Мухитова О.Г. и др. (Работа, проведенная совместно коллективом исследователей МГУ им. М.В.Ломоносова и Московского 1-го медицинского гос. Университета им. И.М.Сеченова.- MedSciMonit, 2012, 18(2).

6. Отчет по исследованию энергетических параметров бутилированных гидрокарбонатных вод и по влиянию на их физико-химические свойства гидратированных фуллеренов в низких и сверх-низких дозах. Профессор Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова д.б.н. Воейков В.Л.

7. Исследования  энергетической активности питьевых минеральных природных вод «Dana» и «Svetla». Биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, д.б.н. Воейков В.Л.

8. Lobo V. et al. Free radicals and functional foods: impact on human health. Pharmacogn. Rev. 2010; 4:118–126. (Лобо В. и др. Свободные радикалы и функциональные пищевые продукты: влияние на здоровье человека. Журнал «Обзорывобластифармакогнозии». 2010 г.; 4:118–126.)

9. Bouayed J. and Bohn T. Exogenous antioxidants – double-edged swords in cellular redox state. Oxid. Med. Cell. Longev. 2010; 3:228–237. (Буе Ж. и Бон Т. Внутренние антиоксиданты – двусторонняя защита клеток при окислительно-восстановительных реакциях. Журнал «Био-окислительная медицина и клеточное долголетие». 2010 г.; 3:228–237.)

10. Isabel C.F.R. Ferreira, PhD, CIMO/Escola Superior Agr?ria, Instituto Polit?cnico de Bragan?a, Portugal (Изабель С.Ф.Р. Феррейра, кандидат наук, Исследовательский центр в рамках Программы партнерства по горным регионам / Высшая школа сельского хозяйства, Политехнический институт г. Браганса, Португалия).- Научные споры касательно антиоксидантов и прооксидантов. Ноябрь 15, 2014 -

11. VillanuevaC. andKrossR. D. Antioxidant-inducedstress. Int. J. Mol. Sci. 2012; 13:2091–2109. (Вильянуэва С. и Кросс Р.Д. Стресс, обусловленный действием антиоксидантов. «Международный журнал молекулярных наук». 2012 г.; 13:2091–2109.)

12. Баати Т., Бурасе Ф., Гарби Нажла и др. Экспериментальное исследование увеличения продолжительности жизни крыс с помощью препарата Фулрин. Факультет фармакологии, университет Пари СюдXI, Франция, Отдел микроэлементов и антиоксидантов.Лаборатория биофизики и отдел патологической анатомии и цитологии. CHU медицины Монастира, Тунис.

13. Выявление механизмов эффективного оздоровления организма человека под влиянием минеральной воды «Svetla». Лаборатория эндогенной регуляции МАЭИН. Д.б.н. Г.П. Гулидова

14. Исследования в Российском онкологическом научном центре имени Н.Н. Блохина, 2002 г.