Логотип журнала "Провизор"








ИСТОРИЯ «ОТ ВСЕГО СЕРДЦА»: ТРИПЕПТИДЫ — ИЗ ПРОШЛОГО В БУДУЩЕЕ
Другие статьи из раздела: Фармацевтическая наука
Статья
№ 22'2010 НАУКОВО-ПРАКТИЧНІ ОСНОВИ НАНОФАРМАЦІЇ
№ 13-14'2009 Каши в питании детей первого года жизни
№ 01-02’2009 Орально дезинтегрируемые таблетки: биофармацевтические аспекты
№ 21’2007 Нанотехнологии в фармации и медицине: теория и практика
№ 20’2007 Пятая революция в медицине:


ИСТОРИЯ «ОТ ВСЕГО СЕРДЦА»: ТРИПЕПТИДЫ — ИЗ ПРОШЛОГО В БУДУЩЕЕ

Фармацевтическая наука прошла большой путь, начиная с открытия, позволившего создать первый гипотензивный лекарственный препарат пептидной природы из группы иАПФ, и заканчивая растворами для перорального применения, снижающими артериальное давление, вплоть до современных разработок в области пищевых ингредиентов

Гипертония, или повышенное кровяное давление, представляет собой серьезную проблему в области здравоохранения во всем мире: в настоящее время от этого состояния страдают 25 % взрослого населения Земли. Эта проблема касается каждого: она знакома нам на личном опыте, от гипертонии страдает кто-то из наших друзей или родных, или, что хуже всего, представляет собой скрытую проблему со здоровьем, способную в дальнейшем вызывать и другие осложнения. Согласно исследованиям даже незначительное снижение артериального давления способно снизить риск сердечно-сосудистых и прочих заболеваний, включая сердечно-сосудистые заболевания, почечную недостаточность и инсульт. Здоровое питание и физические нагрузки составляют неотъемлемую часть контроля артериального давления. Тем не менее, если изменений в образе жизни оказывается недостаточно, в настоящее время доступен ряд лекарственных препаратов для снижения артериального давления, среди которых наибольшую известность приобрели ингибиторы ангиотензин-превращающего фермента (иАПФ).


Серия научных открытий сделала возможной разработку как препаратов на основе иАПФ, так и эффективных противогипертонических пищевых ингредиентов, доступных в настоящее время. Примечательно, что отправной точкой для разработки первых синтетических иАПФ послужило открытие пептидов в змеином яде. Многолетние обширные исследования привели к необходимости поиска естественных источников иАПФ. В 2009 году специфические трипептиды, полученные на основе молока, были заявлены как субстанции для создания новых пищевых ингредиентов для борьбы с гипертонией. В данной статье представлено научное значение и хронология открытий в этой сфере (рис. 1).

Контроль давления

Ученые открыли ренин-ангиотензиновую систему — основной механизм в человеческом организме, регулирующий кровяное давление, только в 50-е гг. XX столетия. Как известно, эта система срабатывает, когда артериальное давление становится слишком низким. При этом почки вырабатывают ренин, который активирует ангиотензин I. Затем АПФ превращает ангиотензин I в ангиотензин II, который повышает кровяное давление до нормального благодаря сужению кровеносных сосудов. Организм людей с повышенным артериальным давлением часто вырабатывает слишком много ангиотензина II, что приводит к постоянно высокому уровню артериального давления. Поиск источника и разработка препарата, подавляющего АПФ, оказались нелегкой задачей. Такой иАПФ должен был предотвратить активизацию ангиотензина II, чтобы расширить кровеносные сосуды и таким образом снизить артериальное давление.

Рис.1. Хронология основных открытий, которые привели к открытию первого в мире синтетического АПФ-ингибирующего препарата и пищевой добавки на основе трипептида Ile-Pro-Pro (IPP) против гипертонии


Рис.2. Химическая структура АПФ, нонапептида, SQ 20.881, каптоприла и эналаприла

Рис.3. Аминокислотная последовательность оригинального нонапептида SQ 20.881,выявленная учеными Кашманом и Одетти. Три последние аминокислоты, Ile-Pro-Pro (IPP),сохраняли свои АПФ-ингибирующие свойства на 90%, что приводило к существенному снижению артериального давления

Момент истины

Итак, каким образом ученым удалось разработать иАПФ? Работы Ферейра (Ferreira) и соавторов положили начало новаторским исследованиям различных соединений, способных ингибировать АПФ [1]. В 1965 году он выделил соединение из змеиного яда, которое стало первым эффективным иАПФ. Практически в то же время Ондетти (Ondetti) c сотрудниками выделили и определили последовательности ряда других АПФингибирующих пептидов, полученных из того же источника [2]. Самым сильнодействующим из них оказался нонапептид SQ 20.881. После того как стало известно об особой последовательности этого сильнодействующего нонапептида, ученым из лабортории компании «Скуибб» (Squibblaboratory) Кашману (Cushman) и Ондетти пришла в голову революционная идея о создании соединения с аналогичной структурой. Воспользовавшись гипотетической моделью активного участка этого фермента, они разработали синтетическое соединение, которое абсолютно точно повторяло последовательность АПФ, что обеспечивало его ингибирование (рис. 2). Из рис. 2 видно соответствие нонапептида и каптоприла АПФ. Это послужило основой для разработки в 1975 году первого в мире АПФ-ингибирующего препарата — каптоприла [3,4].

Эта совершенно новая концепция структурного дизайна лекарственных препаратов в настоящее время находит широкое применение при разработке новых препаратов. После того как в 1982 году Управление по контролю за продуктами питания и лекарствами США (FDA) одобрило каптоприл, препарат назначали миллионам людей во всем мире для снижения высокого артериального давления и улучшения самочувствия. Исследования после этой новаторской разработки были продолжены. Фармацевтическая компания Merck & Co разрабатывала лекарственное средство — конкурент каптоприлу. Через 5 лет, в 1980 году ими был синтезирован эналаприл, который стал первым в мире иАПФ пролонгированного действия, продолжительность клинического эффекта которого составляла около 12 часов.

Тем не менее, после поступления каптоприла в продажу исследования этого принципиально нового нонапептида приняли новое интересное направление.

Пора доить!

В 1985 году группа Чи (Chi) совершила удивительное открытие, связанное со структурой нонапептида. Они обнаружили, что пептид сохранял способность ингибировать АПФ даже после удаления аминокислот. Соединение сохраняло около 90 % первоначальной активности после того, как нонапептид был редуцирован до трипептида, содержащего три последние аминокислоты: Ile-Pro-Pro (рис. 3). Был сделан вывод, что именно трипептид Ile-Pro-Pro (IPP) обеспечивает ингибирование АПФ, которое приводит к существенному снижению артериального давления [5]. Поскольку стала известна точная структура активного пептида, настало время для поисков естественных источников. Ученые приступили к поиску богатых белками продуктов, которые могли бы привести к такому же результату, и предпочтительно относились бы к источникам пищевого рациона.

Масштабные поиски всевозможных источников белков, которые открыли бы путь к успешному снижению артериального давления, привели к очередному значительному успеху. Ученые установили, что одним из богатейших источников белков IPP является молоко. В 1991 году японские ученые создали первый в мире ингибитор АПФ на основе молока, который представлял собой кисломолочный напиток. Для этого были использованы особые культуры для высвобождения IPP из молочного белка. Примечательно, что при этом также высвобождался Val-Pro-Pro (VPP) — еще один молочный трипептид, обладающий сходной с IPP химической структурой. В настоящее время оба этих пептида называют лактотрипептидами. Вскоре после этого в 1996 году в ходе первого исследования на людях было подтверждено, что IPP, содержащийся в кислом молоке, приводит к снижению артериального давления [6]. Несмотря на то, что для достижения такого же АПФ-ингибирующего эффекта, который обеспечивал ранее открытый IPP, требовалось в два раза больше VPP, было выдвинуто предположение, что VPP также способствует снижению артериального давления [7,8].

Ферментный раствор для снижения давления?!

Новшество на основе кислого молока явилось важным шагом вперед в поисках естественного источника IPP, однако ученым предстояло преодолеть еще множество препятствий на этом пути. В процессе брожения появлялся ряд посторонних привкусов, которые было невозможно скрыть в случае применения в качестве пищевой добавки. Потребителям такой продукт едва ли пришелся бы по вкусу.

Поскольку данный продукт пригоден к употреблению лишь в виде кисломолочного напитка, рыночные ограничения, связанные с таким продуктом, очевидны: продукт не обеспечивал оптимальную концентрацию, область применения и рентабельность. Для дальнейшего продвижения вперед нужно было продолжить исследования. Следующий шаг вперед был сделан в 2003 году, когда была разработана особая ферментная технология, позволяющая выделять искомый IPP из молочного белка. При помощи этой технологии обеспечивалась более высокая концентрация IPP в конечном продукте, при этом он обладал нейтральным вкусом. Теперь IPP также можно было использовать без привязки к молочным продуктам, что давало свои преимущества. Кроме того, в продукте отсутствовал заметный посторонний привкус, и он прекрасно подходил для использования в форме таблеток и капсул. Наконец, был получен безопасный и эффективный раствор пищевого качества, который можно было применять в различных пищевых продуктах и напитках. После открытия лактотрипептидов в различных странах мира было проведено более 20 клинических исследований на людях. Опубликованные результаты исследований доказывают эффективность лактотрипептидов для контроля артериального давления [9]. Сегодня на рынке появляются первые IPP-содержащие ингредиенты.

Заключение

После любопытного открытия, которое привело к созданию первого в мире лекарственного препарата для снижения артериального давления, белковая структура, которая сделала это возможным, постепенно обретает свое собственное лицо. Через годы целенаправленных научных изысканий появилась возможность для широкого практического применения продуктов пищевого качества на основе IPP. Обладая научно доказанным благотворным воздействием, такие продукты являются безопасным средством для снижения артериального давления, которое находит применение в пищевой промышленности и при производстве безалкогольных напитков в качестве пищевого ингредиента. Пищевые продукты, снижающие артериальное давление, являются удобным диетическим методом контроля артериального давления.

Поскольку продукты с содержанием IPP пригодны для широкого применения в пищевой промышленности и при производстве безалкогольных напитков, их рыночный потенциал воистину огромен. После столь удачного начала становится ясно, что эти революционные пищевые ингредиенты являются главным героем в захватывающей истории научного открытия.

Через годы целенаправленных научных изысканий, исследований появилась возможность для широкого практического применения продуктов пищевого качества на основе IPP. 

Подготовил Виктор Махнев

http://www.provisor.com.ua






© Провизор 1998–2017



Грипп у беременных и кормящих женщин
Актуально о профилактике, тактике и лечении

Грипп. Прививка от гриппа
Нужна ли вакцинация?
















Крем от морщин
Возможен ли эффект?
Лечение миомы матки
Как отличить ангину от фарингита






Журнал СТОМАТОЛОГ



џндекс.Њетрика