Высокая биологическая активность каротиноидов асцидии в предотвращении предраковых, возрастных повреждений и опухолевых трансформаций клеток

Асцидия (халоцинтия) пурпурная Halocynthia aurantium - уникальное животное дальневосточных морей, отличающееся необычным составом своих тканей и органов, обитает во всех дальневосточных и некоторых арктических морях на глубинах от 4 до 400 м. Крупные, до 25 см в высоту, упругие в воде халоцинтии украшают подводный пейзаж залива Петра Великого.

 

У неё яркий красный цвет наружной оболочки, за что иногда называют её «морским помидором». Из туники животного готовят препараты, которые обладают высокой антиоксидантной активностью, антистрессовым и лечебным действием [1].

 

Большой вклад в проблему изучения гидробионтов, развития марикультуры и применения продукции из кукумарии, трепанга, асцидии пурпурной для питания, в оздоровительной практике и для других хозяйственных целей вносят учёные и различные специалисты-практики, научные учреждения Дальневосточного региона: «Тихоокеанский институт био-органической химии имени Г. Б. Елякова» Дальневосточного отделения Российской академии наук» (ТИБОХ ДВО РАН), Тихоокеанский филиал ФГБНУ «ВНИРО» («ТИНРО»), ФГБОУ ВО «Дальрыбвтуз», «Национальный научный центр морской биологии имени А. В. Жирмунского» Дальневосточного отделения Российской академии наук» (ФГБУН ННЦМБ ДВО РАН).

 

Экстракт из морского гидробионта асцидии пурпурной (Halocynthia aurantium) способен ослаблять анатомические и биохимические проявления стресса. Он препятствует снижению антитоксической функции печени и нарушениям липидного обмена печени при интоксикации гепатотоксичными ксенобиотиками.[2] Экстракт туники асцидии пурпурной имеет сложный композиционный состав, в него входят вещества различных классов: каротиноиды, аминокислоты, фосфолипиды, полиненасыщенные жирные кислоты, простагландины, микроэлементы, витамины.

 

Гидробионты морских и пресноводных акваторий отличаются от наземных организмов значительным разнообразием вторичных метаболитов, существенная часть которых представлена функциональными соединениями. К веществам такого типа относятся каротиноиды. Ученые, наблюдая широкое распространение и разнообразие каротиноидов в растительном и животном мире, отмечают важную роль этих соединений для протекания нормальных физиологических процессов.

 

 Более 12 видов каротиноидов обнаружено в экстракте туники асцидии пурпурной (Halocynthia aurantium), среди которых преобладают ксантофиллы: астаксантин, аллоксантин, диатоксантин, галоцинтиаксантин, фукоксантинол, митилоксантинон [3; 11].

Антиоксидантная активность астаксантина в 10 раз превышает аналогичные свойства β-каротина [4]. Галоцинтиаксантин присущ только этому объекту и используется для идентификации препаратов на его основе.

 

Галоцинтиаксантин проявляет ингибиторное действие к РНК-зависимой ДНК-полимеразе вируса иммунодефицита человека 1-го и 2-го типов [5]. Неоксантин и фукоксантин индуцируют апоптоз (гибель) опухолевых клеток простаты человека [6]. Поскольку фукоксантин и неоксантин обладают высокой активностью в индукции апоптоза в раковых клетках человека,  сравнение противораковых эффектов фукоксантина и неоксантина и их метаболитов представляют большой интерес в биохимических исследованиях каротиноидов с точки зрения антиканцерогенной активности.

 

Большой интерес представляет работа Konishi I., Hosokawa M., Sashima T. Ученые продемонстрировали, что выделенные каротиноиды асцидии (Halocynthia roretzi) галоцинтиаксантин и фукоксантинол демонстрируют заметную индукцию апоптоза линии раковых клеток HL-60 при лейкемии, клеток MCF-7 при раке молочной железы, клеток Caco-2 при раке толстой кишки, а также антипролиферативное действие (действие, препятствующее размножению клеток: опухолевых или предопухолевых). Ученые продемонстрировали, что галоцинтиаксантин и фукоксантинол, выделенные из H. roretzi, оказывают антипролиферативное и апоптоз-индуцирующее действие на клетки при лейкемии, раке молочной железы и толстой кишки человека. Оба каротиноида снижали жизнеспособность клеток HL-60 при лейкемии человека в зависимости от дозы и времени. Кроме того, фукоксантинол снижал уровни экспрессии белка, подавляющего апоптоз, Bcl-2, в клетках HL-60 в 6:25, а галоцинтиаксантин снижал уровни экспрессии белка Bcl-2 в 25:00. Эти результаты согласуются с результатами жизнеспособности клеток и фрагментации ДНК. [7]

 

Nishino H., Tsushima M., Matsuno T., Miki W. также выявили, что   каротиноиды проявляют антиоксидантную, иммуномодулирующую, противоопухолевую активности, способны модулировать экспрессию генов, обеспечивая защиту от воспалительных повреждений и неопластических трансформаций [4; 8].

 

Благодаря многочисленным исследованиям канд.биол. наук Добрякова Ю.И., канд. медицинских наук Добрякова Е.Ю., канд.биол. наук Пономаревой Т.И. выявлено, что биологически активные вещества асцидии обладают широким спектром физиологической активности:

• стимулируют бактерицидную и фагоцитарную активность нейтрофилов, антиокислительные свойства сыворотки крови;
• замедляют интенсивность перекисных процессов в организме;
• оказывают противовоспалительный и гемостимулирующий эффекты;
• снижают риск развития атеросклероза, обеспечивая нормализацию процессов жирового метаболизма;
• препятствуют развитию дегенеративных изменений в нервной ткани;
• обеспечивают защиту от стрессов;
• увеличивают сопротивляемость и выносливость организма [2; 9; 10].

 

Каротиноиды из туники асцидии обладают мембранотропной активностью, способны связываться с фосфолипидами и стабилизировать структуру клеточных мембран [4].

 

Присутствие в каротиноидах большого количества (11 и более) двойных связей придает им высокую биологическую активность, которая проявляется в торможении процессов перекисного окисления липидов и определяет такие их биологические функции, как предотвращение предраковых и возрастных повреждений, радиационных поражений, сердечно‐сосудистых заболеваний [11]. Другим важным следствием уникальных физико‐химических свойств молекул каротиноидов асцидии является их способность встраиваться в мембраны.

 

Проведенные учеными исследования доказали, что экстракт из туники асцидии пурпурной проявляет мембранопротекторный эффект после алкогольной интоксикации, а также восстанавливает соотношение липидных компонентов клеточных мембран при действии токсических веществ [12; 13].

 

Канд. биол.наук, Лесникова Л.Н., канд. биол. наук, профессор Кушнерова Н.Ф., канд. медицинских наук Момот Т.В. изучили изучить эффективность применения экстракта из туники асцидии пурпурной при действии различных стрессорных факторов, проведя ряд исследований. Учеными было отмечено, что назначение экстракта из туники асцидии пурпурной в послеоперационном периоде онкологическим больным раком молочной железы I - II стадий и меланомы кожи I – II стадий (в Приморском краевом онкологическом диспансере г. Владивостока) способствовало существенному повышению фагоцитарной активности крови и ускоренной эпителизации ран. Отмечались отсутствие инфекционных осложнений (особенно у пациентов пожилого возраста), более высокая оценка больными субъективного состояния и умеренное повышение у них аппетита. Побочных реакций на препарат не наблюдалось. [14]

 

Проведенные исследования позволили ученым рекомендовать экстракт из туники асцидии пурпурной для профилактики заболеваний, обусловленных стрессом, при проживании в экологически неблагоприятных регионах страны, а также для мобилизации защитных сил организма при онкологических заболеваниях. [14]

 

Следует отметить, что организм человека не может синтезировать каротиноиды и их поступление зависит только от источников питания.

 

Так как асцидия содержит широкий спектр биологически активных веществ как гидрофильной, так и липофильной природы, то для исчерпывающей экстракции сырья учеными-биотехнологами под руководством канд. биол. наук В.В. Ковалева для создания комплексов «Моресил» с экстрактом асцидии использовались растворители различной полярности, а объединенный экстракт концентрировали затем под вакуумом до сухого состояния.

Полученный сухой концентрат стандартизировался по содержанию суммы каратиноидов, как одного из главных действующих компонентов, и использовался для производства БАДов в таких же капсулированных формах как и для трепанга («Омега-3 с экстрактом трепанга») ‒ капсулированный рыбий жир с экстрактом асцидии Моресил «Омега-3 с экстрактом асцидии» и композитный полисахаридный сорбент с экстрактом асцидии в твердых желатиновых капсулах ‒ Моресил «Сорбент-композит с экстрактом асцидии».

 

В комплексе Моресил «Сорбент-композит с экстрактом асцидии» в качестве композитного сорбента используется смесь кальций-натриевых солей растительных полисахаридов ‒ альгинатов и пектинов. Использование альгинатно-пектиновой композиции в качестве сорбента-носителя для биологически активных веществ асцидии позволяет лучше сохранять их полезные свойства. Пектины и альгинаты, благодаря особенностям своей химической структуры (являются природными ионообменниками), способны в значительной мере нейтрализовать действие желудочного сока и, таким образом, обеспечить определенную степень  защиты содержимого капсулы.

 

Список источников:

1. Ковалев В.В. Инновационная разработка бадов из морских гидробионтов // XV Международный Биотехнологический Форум «РосБиоТех». – М. - 26-28 апреля 2022 г.
2. Добряков Е.Ю., Добряков Ю.И., Пономарева Т.И. Хаурантин – экстракт из туники асцидии Halocynthia aurantium. - Saarbrucken: LAP Lambert Academic Publishing, 2012. - 140 с.
3. Britton G., Liaaen-Jensen S., Pfander H. Carotenoids today and challenges for the future. - Berlin: Birkhäuser Verlag, 1995. P. 13-26.
4. Miki W. Biological functions and activities of animal carotenoids // Pure & Appl. Chem. 1991. Vol. 63. № 1. P. 141-146.
5. Loya S., Kashman Y., Hizi A. The carotenoid halocynthiaxanthin: a novel inhibitor of the reverse transcriptases of human immunodeficiency viruses type 1 and type 2 // Arch. Biochem. Biophys. 1992. Vol. 293. № 2. P. 208-212.
6. Kotake-Nara E., Asai A., Nagao A. Neoxanthin and fucoxanthin induce apoptosis in PC-3 human prostate cancer cells // Cancer Let. 2005. Vol. 220. № 1. P. 75-84.
7. I., Hosokawa M., Sashima T. et. al. Halocynthiaxan­ thin and fucoxanthinol isolated from Halocynthia roretzi induce apoptosis in human leukemia, breast and colon cancer cells // Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology. 2006
8. Nishino H., Tsushima M., Matsuno T. et al. Anti-neoplastic effect of halocynthiaxanthin, a metabolite of fucoxanthin // Anticancer Drugs. 1992. Vol. 3. № 5. P. 493-497.
9. Пономарева Т.И., Добряков Ю.И., Добряков Е.Ю. Влияние экстракта из асцидии Halocynthia aurantium на кроветворные процессы в условиях миелосупрессии, вызванной цитостатиком // Тихоокеанский медицинский журнал - 2012. - No 1. -  С. 50–52.
10. Пономарева Т.И., Добряков Ю.И. Исследование иммунных свойств хаурантина при иммуносупрессии в эксперименте //  Тихоокеанский медицинский журнал. – 2009. - No 3. -  С. 52-54.
11. Моторя Е.С., Пивненко Т.Н., Гажа А.К., Иванушко Л.А., Воронцов В.Н., Санина Н.М. Исследование иммуномодулирующей и мембранотропной активности каротиноидов из туники асцидии Halocynthia Aurantium// Тихоокеанский медицинский журнал, 2009, No , С. 28-32.
12. Фоменко С.Е., Кушнерова Н.Ф., Добряков Е.Ю. Влияние экстракта из туники морского гидробионта асцидии пурпурной на липидный обмен печени при остром стрессе // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2012. - Т. 78, No 6 .- С. 36-39.
13. Кушнерова Н.Ф., Л.Н. Лесникова. Влияние хаурантина на процессы восстановления липидной составляющей мембран эритроцитов после поражения этиловым спиртом // Наркология. - 2003. - No 5. - С. 25-28.
14. Лесникова Л.Н., Кушнерова Н.Ф., Момот Т.В. Эффективность применения экстракта из туники асцидии пурпурной (Halocynthia aurantium) при действии различных стрессорных факторов // Инновационная наука. – 2015. – С. 241 – 244.
15. Дальневосточные голотурии и асцидии как ценное пищевое сырьё : монография / Л. Ю. Савватеева, М. Г. Маслова, В. Л. Володарский, Л. И. Гурина. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – Владивосток : Изд-во Дальне- вост. федерал. ун-та, 2022. – 150 с.

 

БАД. Не является лекарственным средством.