Глава 4 ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ ФЛАВОНОИДОВ

Не подлежит сомнению, что важнейшую роль в многообразном влиянии флавоноидов на организм человека играют их противовоспалительные свойства. Поэтому вполне закономерным выглядит большой интерес, проявившийся в последнее время к флавоноидам. В этой главе предпримем попытку разобраться в особенностях противовоспалительного действия флавоноидов, его механизмах и перспективах клинического применения этих растительных полифенолов.

Наряду с антиоксидантным действием противовоспалительная активность многих флавоноидов хорошо известна на протяжении многих лет. Более того, не вызывает сомнений, что отмеченные эффекты зачастую тесно связаны, поскольку имеют ряд общих патофизиологических механизмов. В последние годы опубликован ряд серьезных монографий и статей обзорного характера, посвященных, в том числе, и противовоспалительному действию флавоноидов, которые могут быть адресованы заинтересованному читателю [1-10]. Поэтому, не углубляясь в детали, отметим лишь ряд существенных моментов, имеющих, на наш взгляд, важное значение в контексте рассматриваемой проблемы.

Хорошо известно, что воспаление представляет собой защитный ответ иммунной системы и обычно индуцируется микробной инфекцией (чаще), тканевым повреждением или травмой без участия патогенов. Воспалительная реакция запускает высвобождение молекулярных паттернов, консервативных групп молекул, связанных с патогенами (PAMP), или молекулярных паттернов, ассоциированных с тканевым повреждением (DAMP). Выделившиеся молекулярные паттерны и обусловливают активацию врожденного иммунитета через распознавание иммунными клетками, такими как макрофаги, моноцитиы, нейтрофилы, дендритные клетки, натуральные киллерные (NK) клетки, тучные клетки, эозинофилы, базофилы, эндотелиоциты, кардиомиоциты. Эти клетки распознают молекулярные паттерны с помощью паттернраспознающих рецепторов (PRR). К ним относятся локализованные на клеточных мембранах, мембранах внутриклеточных компартментов и в цитозоле Toll-подобные (TLR) и Nodподобные (NLP) рецепторы, которые, связываясь с молекулярными паттернами, осуществляют передачу соответствующих сигналов внутрь клетки. Инициирование этих сигнальных путей обусловливает многие эффекты: рекрутирование и высвобождение провоспалительных цитокинов, хемокинов, гормонов и факторов роста; формирование микросреды воспаления с индуцированием хронизации процесса, удаления погибших и подвергшихся мутациям клеток

[11-13].

57

При этом важнейшую роль в механизме противовоспалительного действия флавоноидов, без сомнения, играет воздействие на активность ядерного фактора NF-κB [2,20,21].

NF-κB представляет собой гетеродимерный комплекс белков, который находится в цитоплазме в неактивном состоянии, будучи связанными со специфическим ингибиторным белком IκB. В условиях активации комплекса происходит фосфорилирование белка IκB с помощью специфических киназ IKK и его последующей протеасомной деградацией. В присутствии таких стимулирующих факторов как PAMP, провоспалительные цитокины, факторы роста, окислительный стресс (ОС) происходит фосфорилирование белка IκB с его последующим убиквитинированием и протеасомной деградацией. Высвободившийся активный NF-κB поступает в ядро клетки, где связывается со специфической таргетной последовательностью ДНК, определяя процесс транскрипции контролируемых генов [22-26]. Сегодня ясно, что фактор NF-κB играет ключевую и многогранную роль в развитии воспалительной реакции. С одной стороны, будучи стимулированным рядом провоспалительных цитокинов, таких как TNF-α, ИЛ-6 и другие, NF-κB активирует образование АК с последующим увеличением синтеза простагландинов, тромбоксанов, простациклинов и лейкотриенов, активных индукторов воспалительного процесса [2,13,20,21,27]. Следует подчеркнуть, что эффективность данного каскада обеспечивается активностью таких ферментов как фосфолипаза А2, циклооксигеназа (ЦОГ) и липоксигеназа (ЛОГ), которые наряду с NF-κB являются многообещающими мишенями для действия флавоноидов. И действительно, показано, что целый ряд флавоноидов ингибирует указанные ферменты, нарушая образование эйкозаноидов и ослабляя тем самым развитие воспалительной реакции [2,3,14,28-30]. Выяснено, например, что флавоноиды способны угнетать активность фосфолипазы А2, ЦОГ-2, и ЛОГ [ 30-37]. С другой стороны, установлено, что фактор транскрипции NF-κB таргетирует гены химокинов, цитокинов, иммунных рецепторов, молекул клеточной адгезии, инициирующие мощный провоспалительный эффект. Флавон лютеолин в многочисленных экспериментах на культурах клеток ингибировал активность NF-κB, воздействуя на различные сигнальные молекулы, участвующие в метаболизме этого фактора и его транслокации в ядро. В частности, показано, что лютеолин ингибировал активность гистонацетилтрансферазы и стимулировал гистондеацетилазу, угнетал деградацию IκB и подавлял активность киназ Src и Syk [18]. Показано, что и другие флавоноиды способны регулировать активность IκB и через NF-κB воздействовать на клеточную активность [9]. А флавонол фисетин в экспериментах на крысах ингибировал транслокацию NF-κB к ядру, что, по-видимому, и обусловило снижение стимулированной экспрессии провоспалительных цитокинов [39]. Поэтому способность флавоноидов ингибировать транскрипционный фактор

59

противовоспалительного действия флавоноидов. Причем, очевидно, что ведущую роль играет не количество, а их локализация в базовой структуре флавоноида. Так, несмотря на различия в химическом строении ряд флавонолов и флавонов, имеющих гидроксильные группы у С-5 и С- 7 кольца А и у С -4ʹ кольца B, обладали сходной способностью блокировать индуцированную TNF-α экспрессию ICAM-1 на клетках линии А549 легочного эпителия [49]. Кроме того, наличие гидроксила в положении 4 кольца B обусловило ингибирование апигенином и кемпферолом продукции провоспалительного цитокина ИЛ-1β в сравнении с хризином и галангином, не имеющими этой гидроксильной группы. Сходный противовоспалительный эффект предположительно обеспечивается гидроксилами у С-5 и С-7 кольца А [4].

Анализируя массив литературы относительно противовоспалительного действия различных подклассов флавоноидов, отметим, что флавонолы кверцетин, его гликозид рутин, кемпферол, мирицетин, фисетин, морин подавляли активацию NF-κB, сигнальные каскады MAP и AMP киназ в макрофагах и PI3K/Akt-mTOR в раковых клетках, активацию и созревание дендритных клеток, продукцию провоспалительных цитокинов TNF-α, ИЛ-6, ИЛ-1β, ИЛ-8, активность фосфолипазы А2, ЦОГ-2, iNOS и инфламмасомы NLRP3. Кроме того, под влиянием этих флавоноидов была зафиксирована активация противовоспалительного каскада Nrf2. А in vivo кверцетин существенно ослаблял развитие экспериментального артрита, индуцированного у крыс и мышей коллагеном, зимозаном, диоксидом титана, адъювантом Фрейнда и мононатрия йодацетатом [32,39,50-61]. Ослабление воспаления под влиянием флавонолов было зафиксировано и на других моделях. Так, кверцетин ослаблял динамику острого воспалительного отека лапы крыс, вызванного каррагенаноми припухлость ушей при воздействии ксилола [62]. А тот же кверцетин и рутин уменьшали повреждение толстой кишки на моделях экспериментального колита у крыс и мышей [62-64]. В опытах на мышах системное введение кверцетина (40 мг/кг внутрь 2 раза в сутки в течение 5 дней) не только ослабляло экспериментальное воспаление пародонта за счет подавления сигнального пути NF-κB, но и восстанавливало нормальный микробный состав ротовой полости [65]. Отметим, наконец, и положительный эффект внутривенного введения кверцетина мышам в условиях системного сепсиса, индуцированного введением липополисахарида [66]. Зафиксированную эффективность флавоноида цитируемые авторы связывают с увеличением секреции перитонеальными макрофагами противовоспалительного цитокина ИЛ-10.

В экспериментах in vitro и на животных моделях была установлена мощная противовоспалительная активность флавонов и их гликозидов, таких как апигенин, лютеолин, хризин, витексин. Выяснилось, что они подавляют сигнальные пути, в которых участвуют NFκB, PI3K/Akt, MAPK, STAT3 и AP-1, ингибируют активность инфламмасомы NLRP3,

продукцию провоспалительных цитокинов ИЛ-1β, ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-12, TNF-α,

61

свойства. Так, антоцианидины подавляли активацию NF-κB посредством влияния на MAPK и ERK1/2 in vitro, ингибировали экспрессию ЦОГ-2 и продукцию провоспалительных цитокинов ИЛ-6, ИЛ-17А, TNF-α, а также активацию инфламмасомы NLRP3 [96-101]. Эксперименты in vitro показали, что малвидин-3-О-β гликозид подавлял образование провоспалительных цитокинов макрофагами, происходящими из моноцитов периферической крови человека, и перитонеальными макрофагами крыс [102], а воздействие смеси антоцианидов на клетки HepG2 ингибировало в них индуцированную ИЛ-6 и ИЛ -1β продукцию СРБ [103]. И все же, выяснилось, что наибольшая противовоспалительная активность свойственна делфинидину и цианидину, что, по-видимому, обусловлено наличием орто-дигидроксифенилового фрагмента у B-кольца этих соединений [9,96].

Выяснено также, что протвовоспалительная активность присуща таким изофлавонам как генистеин, даидзеин, пуэрарин. И хотя считается, что противовоспалительная активность у этих фитоэстрогенов выражена в меньшей степени, чем, например, у флавонолов [9], существует достаточно исследователей, придерживающихся иной точки зрения [104-106]. Особенно много исследований, касающихся противовоспалительного действия этих флавоноидов, относится к генистеину [106]. В недавних обзорах приводятся данные об ингибировании изофлавонами внутриклеточного сигнальных каскадов, модулируемых NF-κB, PI3K, MAPK и JNK. Выяснилось, что эти флавоноиды уменьшают экспрессию ЦОГ-2 и синтез соответствующих простагландинов, снижают актиность провоспалительных цитокинов, образование активных форм кислорода, а также экспрессию ряда генов, обеспечивающих развитие воспалительной реакции [107-111]. В экспериментах in vivo продемонстрировано, что применение изофлавонов эффективно подавляло воспаление на моделях РА у животных. Так, генистеин и даидзеин в дозах 20-30 мг/кг ослабляли воспалительную реакцию у крыс с артритом, индуцированным введением коллагена, ингибируя сывороточный уровень аутоантител, сигнальный путь NF-κB, содержание маркеров воспаления и функциональную активность гранулоцитов, моноцитов и лимфоцитов [111-113].

Рассматривая столь выраженную противовоспалительную активность флавоноидов, нельзя не коснуться возможности их местного применения, особенно при воспалительных заболеваниях кожи. На первый взгляд, эта перспектива выглядит весьма многообещающей. Однако следует иметь в виду, что низкая растворимость флавоноидов в воде резко ограничивает их биодоступность, в том числе через слои кожи . Поэтому сегодня развернулись серьезные исследования, направленные на повышение биодоступности флавоноидов, с использованием современных наноносителей, существенно повышающих адресную доставку препаратов. С этой целью перспективным выглядит введение флаваноидов в такие

63

провоспалительных цитокинов ИЛ-6 и TNF-α. Авторы справедливо связывают существенные отличия от данных, получаемых in vitro, с целым рядом причин, среди которых низкая биодоступность большинства флавоноидов при приеме внутрь и их метаболическая трансформация в организме, а также неадекватно высокие концентрации, зачастую используемые in vitro [129]. Следует также обратить внимании еще на одну мысль авторов, приведенного выше обзора [128]. Они заметили, что снижение сывороточного уровня провоспалительных цитокинов наблюдалось главным образом у пациентов, страдавших различными хроническими, в том числе сердечно-сосудистыми и иммунными заболеваниями, а не у здоровых пациентов, как это, например, имело место при приеме кверцетина спортсменами [130,131]. Это позволило высказать предположение, что флавоноиды проявляют свою противовоспалительную активность лишь в условиях нарушенного иммунного статуса, окислительного стресса и других патологических состояний. Но для подтверждения этой догадки необходимо гораздо больше фактического материала [128].

И все же, в последние годы все чаще появляются клинические данные, говорящие о несомненной терапевтической эффективности флавоноидов при воспалительных заболеваниях. Особенно наглядно это проявляется при анализе сведений о применении флавонола кверцетина в комплексном лечении РА [132-135]. Мета-анализ семи рандомизированных контролируемых исследований кверцетина в дозах 500 мг и более в сутки привел к значительному снижению уровня циркулирующего СРБ, чувствительного биомаркера воспалительной реакции [136]. А в рандомизированном двойном слепом плацебо-контролируемом клиническом исследовании прием женщинами с РА кверцетина в течение 8 недель в дозе 500 мг в сутки обусловил значительное улучшение состояния пациенток на фоне существенного уменьшения плазменного содержания TNF-α [137]. Сходная терапевтическая эффективность была отмечена и при назначении 60 пациентам с РА изофлавона пуэрарина, когда уменьшение симптомов заболеванеия, зафиксированное с помощью шкалы DAS 28, сопровождалось снижением СОЭ и содержания ИЛ-6 [138]. Когда 32 пациентам, находящимся на гемодиализе, в течение 4 недель давали сок из красного винограда, в плазме крови зарегистрировали не только повышение содержания эпигаллокатехина, но и снижение уровня СРБ, фибриногена, VCAM-1, ICAM-1, а также ИЛ-1α [139]. Перечисление подобных работ можно было бы продолжить. В целом приводится достаточное количество сведений, которые следует трактовать как противовоспалительное действие многих флавоноидов и препаратов/биологически активных добавок, создаваемых на их основе. Сюда можно отнести и данные относительно потребления пищевых продуктов, содержащих значительные количества флавоноидов. К ним относятся черный и зеленый чай, виноград, красное вино, какао, соя, различные ягоды и цитрусовые. Существует много сведений относительно потребления тех или иных продуктов, содержащих

65