Роль флавоноидов в активации метаболизма липидов

Состояние здоровья человека на 70 % определяется образом жизни и питанием. Избыточное потребление жиров и углеводов, сочетающееся с недостаточной фи­зической нагрузкой, приводит к нарушению липидного обмена (дислипедимии). Данному заболеванию подвержены 10 – 12 % детей и 40 – 60 % взрослого населения экономически развитых стран [1]. Типичными признаками дислипидемии являются снижение уровня холестерола и ЛПВП, повышенное содержание триглицеридов и ЛПНП [2]. Структурные изменения липопротеидов даже без их количественных изменений могут являться причиной развития таких болезней цивилизации как ожирение, диабет 2 типа, атеросклероз, на которые, по оценкам экспертов ВОЗ, приходится около 60 % смертей ежегодно [3].

Существует широкий спектр гиполипидемических препаратов, но при их применении возникают  по­бочные реакции со стороны желудочно-кишечного тракта. Наиболее эффективным и безопасным решением данной проблемы является корректировка питания.  Введение в рацион растительной пищи, содержащей флавоноиды,  позволит нормализовать нарушенный обмен липидов путем снижения их синтеза и усиления катаболизма [4].

Учитывая важную роль нарушения метаболизма липидов в патогенезе алиментарно-зависимых заболеваний, цель данной работы направлена на поиск и изучение влияния флавоноидов на обмен липидов.

Метаболизм липидов

Метаболизм липидов представляет собой совокупность процессов превращений жиров в клетках организма и во внеклеточной среде (анаболические и катаболические процессы). Жиры запасаются в организме человека и способны обеспечивать его энергией длительное время. Мобилизация жиров происходит после завершения пищеварения до следующего приема пищи при голодании и активной физической работе. Гидролиз внутриклеточного жира осуществляется под действием фермента гормончувствительной ТАГ-липазы до глицерина и жирных кислот. Глицерин транспортируется кровью в свободном виде, а жирные кислоты (гидрофобные молекулы) в комплексе с белком плазмы – альбумином.

Синтез жиров активируется в абсорбтивный период и происходит в жировой ткани и печени. Непосредственными субстратами в синтезе жиров являются ацил-КоА и глицерол-3-фосфат. В жировой ткани для синтеза жиров используются в основном жирные кислоты, выделившиеся при гидролизе жиров хиломикронов и ЛПОНП. Жирные кислоты поступают в адипоциты, превращаются в производные КоА и взаимодействуют с глицерол-3-фосфатом, образуя сначала лизофосфатидную кислоту, а затем фосфатидную. Последняя после дефосфорилирования превращается в диацилглицерин, который ацилируется с образованием триацилглицерина [5].

В печени  жирные кислоты синтезируются из продуктов распада глюкозы. Избыток глюкозо-6-фосфата, не использованный для образования глюкозы крови или гликогена печени под действием пируватдегидрогеназы преобразуется в ацетил-КоА. Далее из ацетил-КоА при участии АТФ в результате реакции карбоксилирования образуется малонил-КоА под действием фермента ацетил-КоА-карбоксилазы. В тканях происходит синтез пальмитиновой кислоты – предшественника других высших жирных кислот. Синтезированные в печени жиры упаковываются в ЛПОНП, секретируются в кровь и доставляются в другие ткани [6].

Регуляция метаболизма липидов

Что будет преобладать – синтез жиров или их распад, зависит от поступления пищи и физической активности человека. В абсорбтивном состоянии действует инсулин, который  способствует синтезу липидов. В постабсорбтивном состоянии – липолиз, активируемый глюкагоном и адреналином. Данные гормоны  при голодании и физических нагрузках стимулируют выработку внутриклеточной липазы. Так, адреналин способствует синтезу цАМФ через аденилатциклазу. В свою очередь цАМФ активирует соответствующую протеинкиназу, катализирующую  фосфорилирование липазы, т.е. образование ее активной формы, которая расщепляет эфирные связи в триацилглицеридах [5]. 

Флавоноиды

В последние десятилетия пристальное внимание исследователей привлекают продукты вторичного метаболизма растений – флавоноиды. Флавоноиды – крупнейший класс растительных полифенолов,  структурную основу которых составляют 2 бензильных кольца, соединенных друг с другом гетероциклическим пираном [7]. В зависимости от строения флавоноиды подразделяют на подклассы, основными из которых являются  флавоны и их производные (флавонолы, флавононы, флаванонолы), флаваны и их производные (флаван-3-олы (катехины)), флаван-3,4-диолы (проантоцианидины и антоцианидины), халконы и другие изофлавоноиды [8]. Данные природные вещества не синтезируются в организме человека и должны поступать с пищей в виде лекарств или пищевых добавок. Рекомендуемый уровень потребления для взрослых составляет 250 мг/сут [9].

Действие флавоноидов

• Флаваны. Показано, что эпигаллокатехин-галлат (ЭГКГ) ингибирует потребление глюкозы адипоцитами крысы, что подтверждено их прямым взаимодействием с транспортером глюкозы GLUT4. В результате глюкоза не поступает в адиопоциты, и синтез жиров не происходит. В большом количестве ЭГКГ содержится в зеленом чае.
• Флавонолы. Кверцетин активирует апоптоз преадипоцитов и препятствует развитию ожирения. Мирицетин снижает концентрацию глюкозы в крови, тем самым предотвращая активацию процесса липогенеза. Изорамнетин и изокверцетин способны ингибировать дифференциацию адипоцитов в культуре клеток 3T3-L1. Содержатся в растениях преимущественно красного и багрового цвета.
• Флаваноны. Гесперидин и нарингенин могут снижать в жировой ткани синтез адипокинов – цитокинов воспаления и, соответственно, препятствовать высвобождению в кровь свободных жирных кислот. Эти флаваноны переключают метаболизм на путь расщепления жиров, ингибируют экспрессию антилиполитических ферментов, препятствуют отложению жира в адипоцитах и вызывают апоптоз преадипоцитов. Гесперидин наряду с нарингенином содержатся в цитрусовых, в основном в кожуре и околоплоднике.
• Изофлавоны. Генистеин тормозит процесс дифференциации клеток жировой ткани адипоцитов. Наномолярные концентрации генистеина способны восстанавливать чувствительность гепатоцитов к инсулину. Даидзеин ингибирует адипогенез, активируя определенные гормон-чувствительные липазы. Данные изофлавоны характерны для соевых продуктов.
• Антоцианины и антоцианидины. Исследование действия цианидин-3-О-глюкозида из черной фасоли показало пониженное содержание липидов  в крови у мышей с ожирением при одновременном снижении накопления жира в висцеральной жировой ткани и печени. В исследовании на культуре HepG2 клеток человека было показано, что цианидин-3-О-глюкозид повышает окисление жирных кислот и ингибирует липогенез в клетках HepG2 путем активации протеинкиназы и транспортера глюкозы GLUT4 [10].

Таким образом, с позиций современной нутрициологии для профилактики метаболических нарушений целесообразно использовать пищевые продукты, содержащие флавоноиды различной структуры.