Обзор посвящен одной из фундаментальных задач фармакологии, а именно — поиску и созданию новых лекарственных веществ, которые способны проявлять максимальное терапевтическое действие, при этом оказывая минимальные нежелательные реакции в организме. В последние годы во всем мире растет интерес к группе природных органических соединений на основе гумусовых веществ (ГВ), которые обладают широким спектром биологических свойств и активно применяются в животноводстве, сельском хозяйстве и ветеринарии. Опираясь на результаты химико-биологических исследований, можно предположить, что ГВ могут найти свое применение и в различных областях медицины.

Многочисленные исследования доказывают, что ГВ обладают кардиопротекторными, антиоксидантными, противоопухолевыми, антибактериальными, противовирусными, противогрибковыми, антиаллергическими, мембранотропными, гепатопротективными и противовоспалительными свойствами. Помимо этого, они могут стимулировать активность обменных процессов и оказывать влияние на специфическую и неспецифическую резистентность организма. При этом данные литературы указывают на то, что ГВ нетоксичны и не оказывают тератогенного, эмбриотоксического, мутагенного или канцерогенного воздействий.

Фульвовая кислота (ФК), будучи одним из представителей класса ГВ, относится к группе гумусовых кислот, а ее химические свойства и биологическая активность с точки зрения традиционной медицины являются предметом нашего теоретического исследования. Изучение биологических свойств ФК и создание на ее основе лекарственных препаратов является весьма актуальным и перспективным направлением в современной медицине.

Противовирусная, антибактериальная и противогрибковая активность

ФК способна проявлять антибактериальные и противогрибковые свойства, а также оказывать влияние на репликацию и связывание вирусов с клетками хозяина, это подтверждается в работе J. Dekker et al. (2003).

Вышеуказанное исследование проводилось в условиях in vivo на ряде известных патогенов с использованием 25,4% раствора ФК и 4,5% крема на основе ФК. Полученные данные подтверждают, что ФК проявляет некоторую степень бактерицидной и/или бактериостатической активности в отношении некоторых из тестируемых микроорганизмов даже в виде крема. Предотвращает связывание шести экспериментальных вирусных культур в дозе 1,87 и 3,75 мг/мл, тогда как репликация вируса подавляется при концентрациях от 0,468 и 3,75 мг/мл. Ограниченное ингибирование репликации вируса было отмечено при концентрации 0,103 мг/мл в случае ротавируса обезьян SA11.

Данная информация подтверждается работой C.E.J. Van Rensburg et al. (2000), в которой исследо- валось действие оксифульвовой кислоты на рост патогенных микроорганизмов. Оксифульвовую кислоту растворяли в воде до концентрации 240 г/л и далее разводили в сердечно-мозговом инфузионном бульоне. В результате установлено, что все исследуемые микроорганизмы были чувствительны к ФК при ее концентрации 15 г/л, а S. faecalis и K. pneumoniae проявляли чувствительность к концентрации до 5 г/л.

В этих исследованиях также было продемонстрировано, что оксифульвовая кислота оказывала положительный эффект при местном лечении пиотравматического дерматита у животных, а так- же ингибировала контактную гиперчувствительность у мышей. При остром и/или субхроническом применении 5,3% крема на основе оксифульвовой кислоты у экспериментальных животных не отмечалось токсического воздействия.

Также ФК способна проявлять свои бактерицидные и бактериостатические свойства как в режи- ме монотерапии, так и в режиме комбинированной терапии. Ряд исследований подтверждают ее эффективность при комбинированной терапии с колистином, меропенемом, оксациллином, ген- тамицином, флуконазолом и амфотерицином B. Это говорит о том, что ФК обладает синергическим действием. Стоит отметить, что ФК в комбинации с флуконазолом и амфотерицином B продемонстрировала высокую эффективность против устойчивых к данным препаратам Candida spp.

Результаты исследований позволяют предположить, что ФК обладает антибактериальными свойствами, а также оказывает влияние на репликацию и связывания вирусов с клетками хозяина. Она может быть эффективным и безопасным средством для лечения различных заболеваний бактериальной, вирусной и грибковой этиологии.

Иммуномодулирующие свойства

Иммунная система является неотъемлемой частью здоровья человека и очень сложным саморегулирующимся, самообучающимся и многоуровневым комплексом. Она обеспечивает защиту от генетически чужеродных веществ экзогенного и эндогенного происхождения.

Одной из наиболее интересных особенностей ФК является ее иммуномодулирующая способность. Она может оказывать как провоспалительный эффект, так и противовоспалительный, усиливает неспецифическую и специфическую резистентность иммунитета.

В исследовании И. Щепоткина и соавт. (2003) отмечено, что ФК может усиливать продукцию активных форм кислорода (АФК) и оксида азота (NO) в мышиных перитонеальных макрофагах, которые являются важной составляющей для уничтожения патогенов системой АФК-зависимого сигналинга, которая регулирует клеточные процессы (клеточное деление, дыхание и др.), а также бактерицидное действие, активирующее иммунные реакции лейкоцитов. Помимо этого, авторы указывают, что ФК может активировать изолированные макрофаги. Баланс между репродукцией АФК и уровнем антиоксидантной системы имеет большое значение в поддержании клеточного редокс-статуса, который играет важную роль в таких процессах, как синтез ДНК, экспрессия генов, ферментативная активность.

Провоспалительный эффект

Ряд исследований указывает на то, что ФК способна ускорять заживление язвенных дефектов и ран вследствие усиления процессов пролифе- рации фибробластов и активации тканевой гиалуронидазы.

Местное применение ФК также оказывает тормозящее действие на синтез интерлейкинов и простагландинов. R. Sabi et al. (2012) описывают, что местное применение этого вещества на раневую поверхность, инфицированную золотистым стафилококком, может уменьшить ее размеры, останавливая, таким образом, прогрессирование инфекции. Помимо этого, наблюдалось уменьшение размера ран, инфицированных резистентными к антибиотикам патогенами.

Данная информация подтверждается исследованием Y. Zhao et al. (2015), в котором оце- нивалась эффективность заживления ранений, инфицированных метициллин резистентным золотистым стафилококком и синегнойной палочкой. Результаты показали, что на третий день после заражения повышенная регуляция провоспалительного цитокина интерлейкина-6 (IL-6) была значительно ослаблена, а на 6-й и 10-й дни на обеих моделях, обработанных ФК, наблюдалось ускоренное заживление ран. Исходя из этого, можно предположить, что ФК обладает бимодальным эффектом, который не только подавляет иммунную систему, но и стимулирует ее.

Противовоспалительные и антиаллергические свойства

Аллергия и астма, наряду с другими нарушени- ями, могут быть связаны с гиперреактивностью клеток иммунной системы. Исследования указывают, что ФК может выступать как противовоспалительное средство, способное уменьшать высвобождение провоспалительных медиаторов из клеток.

Исследование, проведенное P. Yamada et al. (2007), показало, что ФК уменьшает высвобождение гистамина и β-гексозаминидазы в IgE-сенсибилизированных тучных и базофильных клетках. Также при введении ее в дозе 200 мкг/мл снижается экспрессия фактора некроза опухоли альфа (TNF-α) после воздействия липополисахарида в дифференцированных моноцитах человека (U937). Также она снижает секрецию циклооксигеназы II и простагландина Е2 после стимуляции гомоцистеина в первичных моноцитах человека.

Таким образом, полученные результаты дока- зывают, что ФК может быть полезна при лечении или профилактике аллергических заболеваний и оказывать противовоспалительный эффект.

Антиоксидантные свойства и влияние на свободнорадикальное окисление

В здоровом организме процесс свободноради- кального окисления (СРО) находится под строгим контролем многокомпонентной антиоксидантной системы, которая превращает радикалы в малоактивные соединения. В условиях патологии процессы свободнорадикального окисления могут приобретать неконтролируемый, цепной характер. При этом неконтролируемые свободнорадикальные реакции и избыточное накопление свободных радикалов могут привести к повреждениям здоровых клеток.

ФК, являясь природным антиоксидантом, реагирует с обоими отрицательно и положительно заряженными неспаренными электронами и нейтрализует свободные радикалы, а также принимает участие в окислительно-восстанови- тельных реакциях с переходными металлами.

Ряд исследований указывают на то, что ФК оказывает эффект на СРО.

Исследование, проведенное Y. Gao et al. (2017), подтверждает антиоксидантные способности ФК. В течение 60 дней проводилось исследование по кормлению вьюна (начальный вес 6,2 ± 0,1 г) для определения влияния пищевых добавок на основе ФК на пищеварительную активность кишечника, антиоксидантную активность, активность ферментов и состав микрофлоры вьюна. В ходе данной работы наблюдалось увеличение экспрессии каталазы, супероксиддисмутазы и восстановленного глутатиона, а также снижение маркеров перекисного окисления липидов [24].

Данная информация нашла свое подтвержде- ние в исследовании T.S. Shikalgar et al. (2018), где также было отмечено снижение маркеров перекисного окисления липидов и повышение уровня восстановленного глутатиона, каталазы и супероксиддисмутазы [25].

N.C. Rodríguez et al. (2011) обнаружили, что ФК способна изолировать супероксидные радика- лы и другие АФК за пределами клетки [26]. Вну- три клетки ФК может расцеплять цепи переноса электронов в митохондриях печени, что связано со снижением продукции АФК [27].

Также данные свойства подтверждаются ра- ботой S.K. Bhattacharya (1995), в которой оценивалось влияние ФК на стрептозотоцин индуцированный сахарный диабет 2-го типа. В ходе эксперимента было выяснено, что ФК ослабляла гипергликемический эффект, вызванный стрептозотоцином и повышала активность супероксиддисмутазы. Полученные данные свидетельствуют о том, что она препятствовала свободнорадикальному повреждению β-клеток поджелудочной железы за счет повышения активности супероксиддисмутазы. Данные результаты позволяют предположить, что ФК уменьшает прогрессирование сахарного диабета и помогает в его лечении.

Кардиопротекторные свойства

В исследованиях T.S. Shikalgar, N.S. Naikwade (2018) рассматривалась кардиопротекторная активность ФК при изопреналиновой кардиотоксичности. В данном исследовании крысы линии Wistar были разделены на пять групп: чистая, контрольная, с применением ФК в дозе 100, 200 и 300 мг/кг. Изопреналин 85 мг/кг вводили на 29-й и 30-й день в период исследования всем, кроме контрольной группы. ФК вводилась соответствующим группам 1 раз ежедневно в течение 30 дней, в последний день исследования живот- ных анестезировали для регистрации ЭКГ и АД (путем канюлирования сонной артерии), собирали кровь из сонной артерии и оценивали АСТ, ЛДГ и МВ-креатинкиназу. Изопреналин вызывает повреждение сердца, что проявляется изменением сывороточных сердечных маркеров, антиоксидантных маркеров, ЭКГ и гемодинамики. Эти изменения были предотвращены благодаря применению ФК в дозе 300 мг/кг. По итогам исследования был сделан вывод, что применение ФК в течение 4 недель защищает сердце от кардиотоксичности в результате введения изопреналина.

Регенерация тканей

Ионы ФК активно влияют на способности клеток к здоровому росту, регенерации и делению. Регенерация клеток дермы улучшает чистоту и упругость кожных покровов. Восстановление костной ткани препятствует развитию остеопороза и способствует укреплению скелета. Сокращается период реабилитации после операционных вмешательств и длительных хронических заболеваний.

Данный эффект подтверждается работой W. Schlickewei et al. (1998), в которой рассматривалась эффективность применения ФК при трансплантации костного материала. В исследовании использовался метод пропитывания низкомолекулярной ФК костного имплантата. После данной процедуры костный имплантат приобретал остеокондуктивные свойства и становился «направляющей линией» для отложения новой костной ткани. Выполненная трансплантация без ФК не дала видимых признаков регенерации в течение эксперимента.

Транспортные и детоксикационные свойства

ФК, имея низкий молекулярный вес и малый молекулярный размер, обладает высокой комплексообразующей способностью. Благодаря своим структурным особенностям она проявляет как хелатные, так и адъювантные свойства (от лат. adjuvant — помогающий, поддерживающий). Это вещество способно не только переносить макро- и микроэлементы сквозь клеточную мембрану, но также может повышать биодоступность некоторых лекарственных веществ. Данное свойство позволяет ей реализовать потенциал всех питательных веществ, которые мы потребляем. Адъювантные и хелатные свойства ФК позволяют ввести в организм человека необхо- димые микро- и макроэлементы в активной (ион- ной) форме..

Исследования с применением ФК на модели вывернутого кишечника крысы показали увеличение абсорбции кальция (в диапазоне от 22 до 140%), магния (от 6 до 22%), железа (II) (от 1 до 178%) и цинка (от 105 до 541%) в зависимости от кишечного отдела. Исходя из результатов исследования К. Willis (2015), можно сказать о том, что ФК оказывает положительный эффект на организмы с дефицитом микроэлементов.

Важно отметить, что ФК может не только транспортировать питательные и лекарственные ве- щества, но и связать обнаруженные ионы тяжелых металлов и следовать с ними по системам вывода токсинов из организма в течение того времени, сколько занимает процесс распада хелата. Выведение ионов тяжелых металлов из организма под действием хелатирующих лигандов называется хелатотерапией.

Антипролиферативные и противоопухолевые свойства

Рак является одной из ведущих причин смерти во всем мире. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), смертность от онкологических заболеваний занимает второе место после заболеваний сердечно-сосудистой системы. Ряд исследований указывает на то, что ФК может проявлять противоопухолевые и антипролиферативные свойства.

В исследовании S.K. Aydin et al. (2017) оценивалось влияние ФК на различные раковые клетки. В течение 48 и 72 часов клетки (Hep3B, HT29 и PC3) обрабатывали различными концентрациями ФК, пролиферацию оценивали с помощью МТТ-теста. В ходе исследования было выяснено, что она ингибировала пролиферацию всех используемых клеточных линий. Также было обнаружено, что клетки Hep3B оказывали наибольшую чувствительность для 48-часового применения при IC50 = 1,58–2,43 мкг/мкл. Стоит отметить, что на фоне ее применения также значительно повышалась регуляция апоптотических генов на уровне мРНК по сравнению с необработанной контрольной группоий. Схожий эффект наблюдался и в работе R.G.P.T. Jayasooriya et al. (2016) В ходе исследования также отмечалось, что ФК усиливала гибель различных раковых клеток, таких как Hep3B, LNCaP и HL60, и индуцировала апоптоз клеток фибросаркомы MCA-102.

Выводы

Учитывая многогранность химических, физиологических и биохимических эффектов фульвовой кислоты, можно резюмировать, что она обладает выраженным адъювантным действием; антивирусной, антибактериальной, иммуномодулирующей и антиоксидантной активностью; проявляет про- и противовоспалительный, противоаллергический, обменно-трофический эффекты; обладает кардиопротекторными, детоксикационными, антипролиферативными и противоопухолевыми свойствами; оказывает влияние на свободнорадикальные реакции, является органическим электролитом и повышает активность супероксиддисмутазы.

Исследование гуминовых веществ и их составляющих, в частности фульвовой кислоты, представляет собой перспективное направление современной медицины, что, возможно, позволит на основе экологически чистых органических веществ воссоздать такой класс лекарственных средств, как биогенные стимуляторы сочетанного действия.

Бендерский Н.С., Куделина О.М., Ганцгорн Е.В., Сафроненко А.В. Фульвовая кислота — биологически активная добавка или лекарство? Кубанский научный медицинский вестник. 2020; 27(3): 78–91. https://doi.org/10.25207/1608-6228-2020- 27-3-78-91