СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ Российский патент 2005 года по МПК A23K1/16 A23L1/29 A23L1/30 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к пищевым добавкам, и может быть использовано в производстве кормов для сельскохозяйственных животных.

Селен - эссенциальный микроэлемент, биохимические функции которого в организме человека и животных определяются селенсодержащими белками - ферментами, содержащие его в активных группах в виде селеноцистеина. Селеносодержащие ферменты локализованы в различных органах. Недостаточность селена в организме человека может вызвать заболевание различных органов и систем, являющихся причиной преждевременного старения и уменьшения продолжительности жизни.

Существуют различные сведения о физиологической потребности организма человека в селене. Для американцев и европейцев с учетом различий в массе тела и коэффициента запаса необходимый и достаточный уровень суточного потребления селена в США принят равным 70 мкг для мужчин в 55 мкг для женщин, в Англии - 75 и 60 мкг соответственно, в Финляндии - 120 мкг/сутки. Считается, что эти дозы селена обеспечивают максимальную активность селенсодержащего фермента глутатионпероксидазы тромбоцитов. В последнее время в среднем ежесуточную потребность организма человека принимают равной 1,0 мкг/кг массы тела.

Недостаток поступления селена в организм человека и животных вызывает одну из разновидностей гипомикроэлементоза - гипоселеноз. С дефицитом селена связано около 75 различных патологий и болезненных симптомов. Причем 14 сердечно-сосудистых и 8 онкологических заболеваний из этого списка - основные среди причин смертности населения и сокращения жизни (Анискин Л.В. Роль селена в адаптации и дезадаптации. В сб. Патология человека и роль препаратов селена и пантов в ее терапии. - Материалы научно-практической конференции. - Чита, 1993). Поэтому коррекции селенового статуса населения Российской Федерации и, в первую очередь, подрастающего поколения представляется жизненно необходимой.

Эпидемиологические исследования в России выявили дефицит обеспеченности микроэлементом почти у 80% населения. Одним из путей коррекции дефицита селена в организме является обогащение им продуктов массового питания. Наибольшей биодоступностью для организма являются органическая форма селена и существенно меньшей - его неорганические соединения, которые при этом имеют узкий интервал между токсической и терапевтической дозами, что может быть причиной селенозов при употреблении высоких доз селена. Антиоксидантные свойства селена определяют перспективность использования препаратов микроэлемента при оксидантном стрессе, кардиологических, ряде онкологических заболеваний, псориазе, лечении печени, ожогов, защите от радиации (Тутельян В.А., Княжев В.А., Хотимченко С.А. и др. Селен в организме человека. М., Изд. РАМН, 2002). Доказана перспективность его использования в продуктах питания для защиты организма человека от токсических веществ и ксенобиотиков.

Известен способ получения органических соединений селена в виде селеноцистеина, входящего в состав активной группы глутатионпероксидазы и ее изоформ, путем выращивания хлебопекарных дрожжей на питательной среде, содержащей селенистую кислоту. В процессе роста и развития дрожжи ассимилируют селен, который замещает в организме серу в серосодержащих аминокислотах (Патент Российской Федерации, №2103352. Бюл. 1998, №3).

Недостатками способа являются: 1) выделение селеноцистеина из дрожжей - трудоемкий и дорогостоящий процесс; 2) использование селенизированных дрожжей может вызвать онкологические заболевания из-за высокого содержания (6-12%) в них нуклеиновых кислот. Для взрослого человека допустимо ежесуточное потребление с продуктами питания нуклеиновых кислот не более 2 г.

Известен способ получения органических соединений селена путем выращивания водоросли спирулина и на среде с неорганической формой микроэлемента. Обнаружено, что в растительных организмах селен находится в основном в виде селенометионина, который накапливается в разных органах и тканях в виде запасного материала, и в случае необходимости он биотрансформируется в селеноцистеин (Тутельян В.А., Княжев В.А., Хотимченко С.А. и др. Селен в организме человека. М., Изд. РАМН, 2002).

Обнаружено, что селен может ковалентно присоединяться к ароматической или гетероциклической простетической группе ферментов, исключая ферментативный путь (Мацлер Д. Биохимия. М.: Мир, 1980, т.2, с.331-332). Это явление лежит в основе способа получения органических соединений селена, приготовляемого путем взаимодействия неорганических форм селена с аминокислотами, полисахаридами и др.

Известен способ получения органического соединения селена путем взаимодействия неорганической его формы с органическими веществами, имеющими пиранозную форму. К числу веществ с пиранозной формой относятся гликозиды, олигосахариды, полисахариды. Установлено, что полученное этим способом селеносодержащее органическое соединение, называемое селенопираном, при добавлении к кормам повышает иммуноактивность животных (Крапинина Е.В., Федоров В.Н. Сб. «Научные основы производства ветеринарных биологических препаратов». Щелково, 2000, с.277-279). Существенным недостатком этого способа приготовления органических соединений селена состоит в том, что селенопираны не изменяют селеновый статус организма человека, поскольку полисахариды и тем более олигосахариды не усваиваются организмом человека, что в полной мере относится и селенопиранам.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ приготовления селеносодержащих аминокислот, осуществляемый с помощью химической реакции между селеноводородом (H₂Se) и серосодержащими аминокислотами: метионином и цистеином с образованием продукта реакции соответственно селенометионина и селеноцистеина (McConnel K.P., Cho G.J. Am. J. Science 1961, v.208, p. 1191; Spencer R.P., Blau M. Science 1961, v.136, p. 155). Недостаток прототипа обусловлен низким уровнем выведения органических форм селена из организма. Следовательно, существует наибольшая опасность отравления организма при потреблении аномально высоких доз этих соединений, что подтверждается данными (Thomson C.D., Robinson M.E., Am. J. Clin. Nitr. 1986, v.39, p.236). Другой недостаток прототипа состоит в том, что он не позволяет существенно увеличить активность антиоксидантных свойств селенсодержащих ферментов. Известно, что антиоксидантные свойства селена повышаются только при совместном воздействии на организм с другими биологически активными веществами, проявляющими антиоксидантное действие, например глутатионом, витамином Е и др., а также соединениями, оказывающими позитивное влияние на организм.

Цель изобретения состоит в увеличении биологической ценности продуктов питания, способствующих нормализации биохимических, поведенческих и других физиологических функций человека.

Поставленная цель достигается тем, что продукты питания массового потребления обогащаются комплексом синергично действующих биологически активных соединений, которые повышают антиоксидантную защиту организма при одновременном увеличении активности обмена веществ.

Сущность изобретения состоит в том, что комплекс биологически активных веществ, синергично действующих на организм, формируется при протекании реакции между селенатом натрия и биологически активными тиоловыми соединениями, т.е. веществами, в состав молекул которых входит сера.

К тиоловым соединениям относятся и сульфгидрильные соединения - вещества, содержащие SH-группы. Следует отметить, что SH-группа определяет специфику химического поведения сульфгидрильных соединений из-за ее участия в окислительно-восстановительных реакциях. Аналогичность у атомов серы и селена строения внешнего электронного уровня определяет схожесть у них химических свойств. Однако в отличие от серы, которая наиболее устойчива в кислородных соединениях и имеет валентность +6, для селена наиболее устойчивым является двуокись (SeO₂) и отвечающие ей кислота и соли.

Согласно предлагаемому изобретению для улучшения обеспечения организма селеном предлагается обогащать повседневные продукты питания эссенциальным микронутриентом - биотрансформируемым (органическим) селеном - производным селеноцистеином. Важно подчеркнуть, что он имеет три фактора преимущества перед неорганической формой селена. Во-первых, производное селеноцистеина является предшественником активных групп селенозависимых ферментов (глутатиоипероксидазы и ее изоформ), т.е. производное селеноцистеина в организме формирует селеноцистеин, являющегося основой активных групп указанных ферментов. Во-вторых, биодоступность органических форм селена существенно выше неорганических соединений селена. В третьих, соединения неорганического соединения обладают низким порогом токсичности, т.е. он обладает токсическим действием при низких концентрациях. Наши исследования показали, что у производного селеноцистеина порог токсичности приблизительно в 5 раз выше, чем у неорганического селена.

Как видно из описательной части предлагаемого изобретения, производное селеноцистеина является продуктом реакции между водными растворами аминокислоты цистеина и селената натрия (Na₂SeO₄), взятых в отношении 4:1 (в молярно-объемных концентрациях). Для проведения реакции между ними растворы смешивают при постоянном перемешивании. Итогом реакции является производное селеноцистеина, имеющего вид

При этом одновременно образуется побочный продукт реакции, содержащий окисленную SH-группу (дисульфидную), который в организме синергичен с производным сленоцистеина. Этот продукт представляет собой соединение HOOCNH₂CHCH₂S-SCH₂CHNH₂COOH, который, в свою очередь, в организме вовлекается в формирование окисленной (дисульфидной) группы глутатиона, относящегося к числу тиоловых кофакторов, но и участвующего также в формировании селенозависимого фермента глутатионпероксидазы и ее изоформ, в образовании которых принимает участие и производное селеноцистеина.

Обобщая изложенный материал, можно констатировать, что при обогащении пищевых рационов в продукт питания одновременно вносятся производное селеноцистеина и вещество с окисленной (дисульфидной) группой глутатиона. Они синергично действуют на организм.

Возможность протекания реакции между цистеином и селенатом натрия обусловлено следующее. Цистеин - сульфгидрильное соединение, проявляющее антиоксидантное действие вследствие наличия в составе его молекулы сульфгидрильной группы (SH), которая обладает высокой скоростью окисления (Пасынский А.Г. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1963, стр.402).

Селенат натрия в воде подвергается гидролизу с образованием ионов натрия и четырехокиси селена, обладающего сильно выраженными окислительными свойствами и имеющего окислительное число +6. В итоге восстановление селената натрия цистаином приводит к образованию производного селеноцистеина.

Подобная реакция протекает между неорганическим селеном и глутатионом, в состав которого входит остаток цистеина, содержащий сульфгидрильную группу. В итоге образуется селенсодержащее соединение, в составе которого находится глутатион вместо цистеина, и побочный продукт реакции с окисленной группой глутатиона (Мецлер Д. Биохимия, М.: Мир, 1980, т.2, стр.332):

4GSH+Н₂SeO₃=G-S-Se-S-G+G-S-S-G+3Н₂О,

где GSH - глутатион.

В организме производное селеноцистеина участвует в биосинтезе активной группы ключевого фермента антиоксидантного ряда - глутатионпероксидазы и ее изоформ, а также восстановленного глутатиона.

Важно подчеркнуть, что глутатион (Г) в организме существует в двух формах: восстановленной Г-SH и окисленной (дисульфидной) Г-S-S-Г, т.е. в виде диглутатиона, который вовлекается в метаболические процессы с образованием Г-SH. Что касается биологической роли глутатиона, то следует отметить его участие во многих окислительно-восстановительных реакциях и формирование ряда ферментов, в которых он является тиоловым кофактором. К этой группе кофакторов относятся липоевая кислота и кофактор А, участвующих в фуедаментальных биохимических реакциях организма.

Кроме того, согласно современным представлениям глутатион является фактором, восстанавливающим активность фермента глутатионпероксидазы. Этот факт, предотвращая окисление липидов, сам превращается в окисленную форму с потерей активности. Организм для восстановления активности глутатионпероксидазы используют восстановленную форму глутатиона.

Рассматривая роль глутатиона в участии в метаболических процессах, необходимо иметь в виду, что он способствует снижению токсичности селена при его передозировки вследствие повышения уровня вывода микроэлемента с желчью (DuBois K.P., Rhian M., Moxon A.L., Pro S. Dokatu, Acad. Sci. 1939, v.19, p. 71-72).

Следует отметить, что линоевая кислота проявляет свойства антиоксиданта; участвует в синтезе кофактора А, необходимого для нормального обмена углеводов, белков и липидов: играет существенную роль в биологических реакциях, обеспечивающих организм энергией.

Реакции липоевой кислоты с селенатом натрия, взятых в отношении их концентраций 1:1, протекает по иному механизму, чем его реакция с цистеином. В молекуле липоевой кислоты входящие в ее состав два атома серы имеют степень окисления +2, и поэтому можно предположить, что оксидная группа селена замещает два атома серы, а находящийся в неорганическом соединении селен с валентностью +6 восстанавливается до степени окисления +4 (SeO₂), т.е. до наиболее устойчивого оксида селена.

Можно полагать, что в организме это селеносодержащее соединение подвергается биотрансформации с образованием селеноцистеина, вступающего в процесс синтеза глутатионпероксидазы, и формированием полноценной молекулы липоевой кислоты, проявляющей антиоксидантные свойства и одновременно включающейся в широкий спектр метаболических процессов, в частности, повышающих энергетику клетки.

Другим продуктом реакции липоевой кислоты и селената натрия являются анионы серы (S^2-), которые в водном растворе подвергаются гидратированию. Образование гидратированного аниона серы не противоречат современным представлениям о строении ионов. В данном случае избыточный электрон не сосредоточен только на атоме серы, а распределен по всем атомам (делокализован), входящим в гидратированный ион. Учитывая хорошие восстановительные свойства аниона серы, в организме он легко отдаст электроны окислителям, в частности свободным радикалам или пероксиду водорода, с образованием двуокиси серы, являющейся сильным восстановителем и, кроме того, обладающей, правда, в меньшей степени окислительными свойствами. Иначе говоря, двуокись серы является антиоксидантом. Помимо анионов серы в процессе реакции образуется кислород, который либо вступает в реакцию с одним из анионов серы, либо выделяется в атмосферу. Таким образом, синергично действующие продукты реакции липоевой кислоты с селенатом натрия способны одновременно повышать антиоксидантный статус организма и усиливать интенсивность метаболизма, которые в совокупности повышают ее жизнеспособность.

Обобщая изложенный материал, можно сделать вывод: комплекс синергично действующих биологически активных веществ, образуемых в результате реакции селената натрия с тиоловыми соединениями (цистеином и липоевой кислотой), по сравнению с прототипом увеличивает не только антиоксидантный статус организма человека, но и способствует повышению активности метаболизма, а также снижает вероятность возникновения токсикоза, обусловленного потреблением аномально высоких доз селена.

Изобретение пояснгяется примерами, которые описывают результаты, полученные при проведении микробиологического теста и модельных экспериментов на животных. Данные приводятся среднестатистические.

Пример 1 (контроль 1).

Выращивание эукариотических клеток - пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae 14 проводили на среде состава: меласа - 160 г/л, кукурузный экстракт - 1,6 г/л, гидрофосфат аммония - 0,3 г/л, сульфат аммония - 0,5 г/л, сульфат магния, гидрат - 0,5 г/л, сульфат марганца (2+), гидрат - 0,05 г/л, сульфат цинка, гидрат - 0,03 г/л, хлорид железа (3+), гидрат - 0,01 г/л.

Засев питательной среды осуществляли дрожжами в колбе 5% от объема среды. Выращивание проводили в качалочных колбах на 100 мл с объемом среды 25 мл на качалке со 180 об/мин в течение 16 часов при температуре 19+/-1 С. Количество клеток в культуральной жидкости в конце эксперимента составляло 171 млн.кл./мл.

Пример 2 (контроль 2).

Эксперимент проводили по аналогии с примером 1. Отличие состояло в том, что в питательную среду дополнительно вводился селенат натрия в следующих концентрациях: 10 мкг/л, 20 мкг/л, 30 мкг/л (дано по селену).

После выращивания дрожжей на среде, обогащенной селенатом натрия равной концентрации, количество клеток в культуральной жидкости составляло: 173,1 мкг/л, 179 мкг/л, 176 мкг/л. Как видно, добавление селена натрия незначительно увеличило продуктивность дрожжей.

Пример 3.

Эксперимент проводился по аналогии с примером 2. Отличие состояло лишь в том, что вместо селената натрия в питательную среду добавлялись разные дозы продукта реакции селената натрия с цистеином, взятых в отношении 1:4 (опыт 1), или продукта реакции этого соединения селена с липоевой кислотой с отношением их концентрации 1:1 (опыт 2).

Результаты исследований (среднестатистические) сведены в табл.1, в которой также показаны дозы соединений селена, вносимых в питательную среду, в пересчете на микроэлемент.

Табл.1Вариант опытаДоза селена в среде, мкг/лКоличество клеток, млн.кл./млКонтроль(1)нет селена171Контроль(2)2170,6 10173,1 20179 30176Опыт(1)2181 10186 30192 40204 60197Опыт (2)2190 10193,6 30203,5 40226 60213,9

Рассмотрение экспериментальных данных, приведенных в табл.1, указывает на то, что продукты реакций селената натрия с цистеином и липоевой кислотой вызывают наибольшее позитивное влияние на эукариотические клетки - дрожжи, что может быть объяснено синергичным действием на клетки продуктов реакции приготовления органических соединений селена. При этом более высокий позитивный эффект наблюдается при использовании продуктов реакции селената натрия с липоевой кислотой.

Важно подчеркнуть, что внесение в питательную среду аналогичных концентраций смеси продуктов реакции селената натрия с метионином (приготовление производного селенометионина), взятых в отношении 1:2, сопровождается незначительным ростом продуктивности дрожжей, т.е. продуктивность дрожжей была на уровне между контролем, экспериментом (2) и опытом (1). Небольшое увеличение продуктивности дрожжей по отношению к контролю (2), очевидно, связано с введением в питательную среду смеси продуктов, получаемой при приготовлении селенометионина, компоненты которой усиливают обмен веществ, следствием которого является рост продуктивности дрожжевых клеток.

Пример 4

Оценка влияния комплекса биологически активных соединений, получаемых при взаимодействии селената натрия с цистеином или липоевой кислотой, осуществлялась с привлечением животных с токсическим гепатитом, воспроизводимом пероральным введением им сублетальной дозы тетрахлорметана (ТХМ) - одного из сильнейших стимуляторов перекисного окисления липидов, ДНК и РНК.

Крысы породы Вистар массой 180-200 г обеих полов были разбиты на 4 группы по 10 животных, которых кормили гранулированным кормом. Если животные интактной и контрольной групп пили воду, то крысы опытной (1-ой) группы пили воду с добавлением комплекса продуктов реакции между селенатом натрия и цистенном, а крысы (2-ой) группы пили воду с добавлением продуктов реакции между селенатом натрия и липоевой кислотой. Во всех экспериментах доза добавляемых органических соединений селена равнялась 1 мкг/кг массы тела (дано по селену), т.е. добавлялась общепринятая ежесуточная потребность организма здорового взрослого человека в селене. Животным контрольной и опытных групп через 6 суток перорально вводили по 200 мкг/кг массы т ела ТХМ, растворенного в фармакопейном подсолнечном масле. На 7-ые сутки они снова получили по 100 мкг/кг массы тела ТХМ. Крысы неизменно в течение 18 суток получили органические соединения селена с питьевой водой. Продолжительность эксперимента 18 суток.

После завершения опыта у всех животных определяли массу тела, а затем из хвостовой вены отбирали кровь, которая разбавлялась гепарином и проводилась оценка ее антиоксидантной активности (АОТА) хемилюминесцентным методом. Затем крысы подвергались декапитированию и у них была взята печень на морфометрическое исследование. Для оценки морфометрических показателей печени был выбран печеночный индекс (отношение массы тела к массе органа), как один из интегральных показателей ее параметров.

Результаты исследований сведены в табл.2, в которой представлены среднестатистические данные.

Таблица 2Группа животныхЖидкость, смесь селенаАОА плазмы, условные единицыИндекс печениЛетательность животныхдопослеИнтактнаявода2,22,240,1нетКонтрольнаявода2,61,243,52Опытная (1)вода+селен2,42,040,9нетОпытная (2)вода+селен2,32,139,8нет

Интересно отметить, что гистоморфологические исследования печени всех групп животных выявили у неё наиболее выраженные изменения в группе контрольных животных, т.е. их печень имела максимальное поражение. Оно выражалось в белковых дистрофических и некробиотических изменениях гепатоцитов, преимущественно гидропического (колликвационного) типа и мезенхимальной реакции воспалительного характера. У крыс опытных групп (1, 2) изменения печени не выражены, и, более того, ее состояние практически соответствовало норме.

Пример 5

В эксперименте использовалось пять групп животных по 10 белых беспородных мышей обоего пола весом 18-22 г. Интактные и контрольные мыши в течение 18 суток получали только гранулированный корм, а в опытных вариантах эксперимента к такому же корму добавлялась одна из пищевых добавок: экстракт травы солянки холмовой, обладающей гепатопротективным действием; селенат натрия; производное селеноцистеина.

Ежесуточно в кормовой рацион животным 3-ей группы добавлялось по 3 мл на каждую мышь экстракта солянки холомовой с 2,9% сухих веществ. Экстракт в корм добавляли постепенно при постоянном его перемешивании. В суточные кормовые рационы животных 4-ой и 5-ой групп постепенно при постоянном его перемешивании добавляли соответственно водные растворы селената натрия и производного селеноицистеина в количестве 0,025 мкг на мышь (дано по селену). Во всех экспериментах средняя суточная доза потребления воды составляла 2, 5 мл/мышь.

Всем мышам, за исключения животных интактной группы, на шестой день эксперимента перорально вводили по 200 мкг/кг массы тела тетрахлорметана (ТХМ), растворенного в фармакопейном подсолнечном масле в объеме 0,5 мл на мышь весом 20 г. На седьмые сутки мыши снова получили ТХМ в количестве 100 мкг/кг массы тела.

После введения ТХМ у мышей контрольной группы, 3-ей и 4-ой групп резко изменилась поведенческая реакция. Животные стали пассивны, малоподвижны и по внешнему виду их можно охарактеризовать как больных животных. Это подтверждается частичной гибелью животных: на 10 день в контрольной группе погибло 25% мышей от общего их количества в группе, а в группах 3-ей и 4-ой, употреблявших соответственно экстракт солянки холмовой и селенат натрия, количество погибло их животных было существенно ниже и составляло соответственно 14% и 10%.

Иная картина наблюдалась у мышей 5-ой группы, употреблявших корм с добавкой производного селеноицистеина. Поведенческая реакция мышей этой группы соответствовала поведению мышей интактной. Гибели животных 5-ой группы, употреблявших корм с добавкой производного селеноцистеина, не зафиксировано.

Эффективность действия указанных выше пищевых добавок на организм животных оценивалась также по морфологическим и морфометрическим показателям печени мышей всех групп и по гистологическим исследованиям ее ткани и жирно-кислотному составу этого органа. Жирно-кислотный состав печени определяли методом газожидкостной хроматографии на хроматографе Crom 5 (S.G. Batrakov, D.J.Nikitin, V.J.Sheichenko, A.O.Ruzhitsky, / A nevel sulfonic - acid analoque of ceramide is major extractable lipid of the gram - negative marine bacterium cyclobacterium WH/ - Biochimica et Biophysica Acta. 1998, 139, 79-81).

Проведенные исследования гистоморфологии печени всех групп мышей выявили неодинаковую выраженность изменений не только в опытных группах животных, но и у отдельных особей внутри некоторых групп. Так, печень мышей группы, 3-ей и 4-ой групп, подвергшихся прямому токсическому воздействию ТХМ, имела наибольшие изменения. Они выражались в белковых дистрофических и некробиотических изменениях гепатитов (клеток печени), преимущественно гидропического (колликационного) типа, и мезенхимальной реакции воспалительного характера. Печень животных контрольной группы имела максимальное поражение. В группах животных 3-ей и 4-ой групп печень у большей части особей имела также максимальное поражение, но в то же время у другой части животных изменения печени следует расценивать как умеренно выраженное.

У мышей 5-ой группы, употреблявших корм с добавкой производного селеноцистеина, изменения печени не выражены, более того, у большей части мышей ее состояние практически соответствовало норме.

Приведенные экспериментальные факты гистоморфологии печени животных свидетельствуют о протективных свойствах вышеназванных добавок, что находится в согласии с результатами анализа содержания в печени всех исследуемых животных липидов с ненасыщенными жирными кислотами и летальностью мышей. Липиды с ненасыщенными жирными кислотами позволяют оценить их степень повреждения на печень. Результаты сведены в табл.3.

Таблица 3Варианты опытасодержание ненасыщенных жирных кислот, % к интактным животнымЛетальность, %интактные мыши100нетконтроль33,625экстракт солянки холмовой47,514селенат натрия59,810производное селеноцистина78,1нет

Из приведенных данных видно, что все исследуемые пищевые добавки обладают антидотными свойствами (противотоксическими), которые по эффективности детоксицирующего действия располагаются в ряду: экстракт солянки холмовой<селенат натрия<производное селеноцистеина.

У сердечно-сосудистых заболеваний нет одной простой причины. Это переплетение множества нарушений на разных уровнях организма - от клеточного до системного. Как известно, одним из факторов, вызывающих заболевание сердечно-сосудистой системы, является атеросклероз. Существуют доказательства, что в развитии атеросклероза важную роль играют липопротеиды низкой плотности (ЛПНП) и очень низкой плотности (ЛПОНП), Важно отметить, что повышение содержания в крови липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) и уменьшение количества ЛПНП и ЛПОНП снижает риск развития атеросклероза. Это связано с тем, что ЛПВП, кроме холестерина, содержит белок и лецитин, обладающий липотропным действием, что способствует предотвращению избыточного содержания липидов в крови, являющихся главным фактором риска развития атеросклероза. Следует отметить, что в состав ЛПОНП и ЛПНП в основном входят белок, липиды и холестерин.

Липопротеиды являются переносчиками холестерина в крови. Интересно отметить, что ЛПНП переносят в крови около 65% холестерина, ЛПОНП - около 15% и ЛПВП - ориентировочно 20%. При этом важно подчеркнуть, что холестерин имеет широкий спектр биохимических функций, но основной функцией является его превращение в организме в прогестерон, открывающий цепь биосинтеза стероидных половых гормонов и костикостероидов. Физиологическая норма холестерина в крови 150-200 мг % (медицинское обозначение концентрации) пли в пересчете 4,0-5,2 мМ/л. Превышение этой концентрации холестерина в крови способствует ожирению печени, избыточному образованию желчи и, вследствие этого, желчных камней, а также отложению в стенках кровеносных сосудов холестерина в составе липопротеидов.

Доказана весьма важная роль антиоксидантов в замедлении атероматозных повреждений. Нужно особо подчеркнуть, что низкий антиоксидантный статус организма способствует окислительному стрессу, который ведет к накоплению липопероксидов, ингибирующих ключевой фермент катаболизма холестерина в печени - 7а-гидроксилазу, что нарушает ферментативную регуляцию катаболизма холестерина. Это приводит к поддержанию стабильно высокого уровня холестерина в крови. В этих условиях клетки печени могут секретировать в кровяное русло ЛПОНП, включающие окисленные ЛПНП, которые подвергаются окислительной деструкции с образованием малонового ангидрида, обладающего токсическим действием на организм.

Обнаружено, что блокада свободно-радикального окисления липидов антиоксидантами устраняет токсическое действие липопероксидов на печеночную 7а-гидроксилазу и тем самым способствует повышению катаболизма холестерина, снижению печеночной продукции ЛПОНП и ЛПНП (Недосугов Л.В., Волкова А.К., Рудько И.А., Беглеров Д.А. Сравнительная оценка эффективности Дивертина и Танакана в терапии сахарного диабета. Журнал клиническая фармакология, 2000, №4, 68-71).

Учитывая, что производное селеноцистеина повышает антиоксидантный статус организма, то употребление продуктов питания с повышенной биологической ценностью, достигаемое за счет обогащения повседневных продуктов питания указанным предшественником активных групп селензависимых ферментов, способствует снижению риска развития атеросклероза и, как следствие, развития сердечно-сосудистых заболеваний.

Высказанная точка зрения послужила основанием проведения оценки эффективности снижения риска развития атеросклероза на 15 добровольцах. В качестве объекта исследований использовался продукт питания с повышенной биологической ценностью, который был получен путем обогащения биокефира производным селеноцистеина.

Все 15 добровольцев, находившиеся на обычной диете, употребляли в течение 28 дней биокефир, обогащенный производным селеноцистеина. Кисломолочный продукт повышенной биологической ценности назначался по схеме: в 200 мл биокефира вносилось 40 мкг производного селеноцистеина (дано по селену), и продукт выпивался после ужина. Важно отметить, что по данным специалистов института питания РАМН микронутриенты тогда обладают лечебно-профилактическим действием, когда они вносятся в продукт питания в дозе, составляющей 30-50% от ежесуточной потребности. Оставшаяся часть ежесуточной потребности добирается за счет других употребляемых продуктов питания. Если вносить в продукт питания полностью ежесуточную потребность, то имеется большая вероятность передозировки за счет употребления других продуктов питания, содержащие эти микронутриенты (Тутельян В.Л., Спиричев В.Г., Суханов Б.П., Кудашева В.А. Микронутриенты в питании здорового и больного человека. М.: Колос, 2002).

У всех добровольцев до и после окончания приема биокефира с производным селеноцистеина производился биохимический анализ крови и оценивалось общее состояние организма. Обследование пациентов, употреблявших биокефир с добавкой производного селеноцистеина, выявило, что этот продукт питания повышенной биологической ценности предотвратил нарушение перекисного гомеостаза, т.е. предотвратил нарушение постоянства внутренней среды организма. Нарушение перекисного гомеостаза сопровождается усилением реакций свободно-радикального окисления и развития синдрома липидной пероксидации, играющей ведущую роль в развитии атеросклероза и, как следствие, сердечно-сосудистых заболеваний.

Изложенный материал поясняется конкретным примером.

Пример 6

Пациент в возрасте 67 лет в течение 28 дней ежедневно после ужина употреблял 200 мл биокефира, обогащенного производным селеноцистеина в количества 40 мкг (дано по селену). У пациента до назначения ему биокефира с производным селеноцистеином и после окончания его употребления проводился биохимический анализ крови. Критериями оценки действия этого продукта питания с повышенной биологической ценностью на организм 67-летнего пациента служили метаболические показатели - содержание в сыворотке крови общего холестерина (ХС), ЛПВП, ЛПНП и ЛПОНП, а также показатели перекисного окисления липидов (ПОЛ): количество в крови первичных молекулярных продуктов перекисного окисления липидов (диеновых и триеновых конъюгатов) и конечных полимерных флуоресцирующих соединений основания Шиффа. Одновременно определялся коэффициент, характеризующий общую антиоксидантную активность организма, который представляет собой отношение Imax/S, где "Imax" - значение максимальной амплитуды свечения флуоресцирующих соединений, отражающее интенсивность ПОЛ; "S" - буфферная емкость всех имеющихся антиоксидантных реакций со стороны антиоксидантной системы защиты на индукцию процесса ПОЛ.

В ряде исследований показано, что конечным продуктом ПОЛ является образование малонового ангидрида, являющегося основным биохимическим критерием интоксикации организма. Этот полифункциональный альдегид реагирует с аминогруппами белка с образованием оснований Шиффа. В этой реакции он выступает в качестве сшивающего агента, обусловливающего формирование нерастворимого липид-белкового комплекса.

Результаты исследований сведены в табл.4

табл.4ПоказательОценка показателейПозитивный эффект, % исходноеконечное ХС общий, мМ/л6,94,81143,5ЛПВП, мМ/л1,692,15127,2ЛПНП, мМ/л3,612,13169,5ЛПОНП, мМ/л1,340,49173,5Диеновый конъюгат, мг/л0,0980,065150,8Триеновый конъюгат, мг/л0,0220,014157,1Основание Шиффа, усл. ед.0,190,099305,1I/S0,0560,0991776,8

Анализ данных табл.4 указывает на то, что продукт питания повышенной биологической ценности, получаемый путем обогащения повседневного продукта питания производным селеноцистеина, корректирует активность общего обмена веществ, проявившееся в усилении ферментативной регуляции катаболизма холестерина и триглицеридов; уменьшении интенсивности процесса свободно-радикального окисления липидов и одновременном блокировании синтеза ЛПНП и ЛПОНП, увеличивая при этом продуцирование ЛПВП, что обусловливает снижение риска развития атеросклероза - предвестника сердечно-сосудистых заболеваний.

Увеличение антиоксидантного статуса организма 67-летнего пациента за счет употребления биокефира, обогащенного производным селеноцистеина, указывает на увеличение в его крови содержания селена, который, как известно, является иммуномодулятором, т.е. веществом, способным влиять на повышение активности иммунной системы. В связи с этим важно подчеркнуть, что увеличение содержания селена в крови в виде производного селеноцистеина приводит наряду с ростом активности блокирования свободно-радикальных реакций к увеличению иммуннореактивности организма 67-летнего пациента, т.е. к повышению невосприимчивости организма к инфекционным и неинфекционным агентам и веществам.

Обобщая изложенный материал, можно сделать вывод, что органические соединения селена, приготовленные по предлагаемому способу, синергично действуют на организм с другими продуктами реакций их получения, что проявляется как в усилении антиоксидантной защиты организма от свободных радикалов, так и в защите печени от токсических веществ, что подтверждается ее нормальным состоянием и отсутствием гибели животных при воздействии на них химического токсиканта.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Продукты питания обогащают продуктами реакции селената натрия с цистеином. Употребление продуктов питания, обогащенных предложенным способом, позитивно влияет на иммунную, детоксикационную системы и другие общие механизмы адаптационно-приспособительных реакций. 4 табл.

Способ увеличения биологической ценности продуктов питания, включающий их обогащение селеном, отличающийся тем, что продукты питания обогащают биологически активным веществом, являющимся продуктом реакции селената натрия с цистеином в соотношении их мольных концентраций 1:4.