Биологически активные вещества

 

Пища - главный источник биологически активных веществ. Еще Авиценна в «Каноне врачебной науки» чуть ли не через каждые три страницы упоминал о «лекарственной пище» и «пищевых лекарствах». Таким образом, биологически активные вещества, или парафармацевтики, известны с глубокой древности и часто отождествляются с лекарствами. Но лекарства - только частный случай биологически активных веществ. Значительно больше таких веществ содержится в пищевых продуктах. Это вещества, обладающие лечебно-профилактическим действием, такие как морковь, капуста, чернослив, цитрусовые и многие другие, а также вещества, стимулирующие химические соединения, например чай и кофе, наркотические (мак) или ядовитые (грибы).

Одним человеком за всю жизнь принимается в среднем лекарств, которые могут вместиться в его ладонях. Несоизмеримо больше биологически активных веществ поступает в организм из съеденных человеком за жизнь пищевых продуктов овощей, фруктов, мяса, рыбы, а также из соков, вина, пива, чая и других напитков. Если в сутки человек потребляет с пищевыми продуктами в среднем 1 кг плотных веществ, т.е. без содержащейся в них воды, то за 70 лет жизни съеденное составит более 25 т. А гак как в состав пищевых продуктов входят многие тысячи биологически активных веществ, то это несоизмеримо больше, чем десятки или сотни химических со- единений, которые поступают в организм в виде лекарств

Важно также подчеркнуть, что у значительной части населения существует субъективный и психологический фактор отрицания всего искусственного, синтетического, боязнь «химии» и, наоборот, вера в силу природы, натуральные продукты и препараты, древние рецепты.

Биологически активные вещества являются объектом исследования науки о здоровье человека - фарманутриэкологии. Научный подход к понятию «здоровье» должен быть количественным. С данной точки зрения здоровье - это сумма «резервных мощностей» основных функциональных систем человека.

Исследованием действия биологически активных веществ, которые поступают в организм с пищей или в виде лекарственных препаратов, предназначенных для повышения устойчивости к различным неблагоприятным воздействиям, профилактики заболеваний и нормализации измененных функций организма, занимается раздел науки о лекарствах, называемый фармакосанацией.

В соответствии с задачами использования биологически активных веществ здоровыми людьми и характером их действия фармакосанация может быть разделена на три подвида:

v алиментарная, т.е. которая рассматривает роль биологически активных веществ, поступающих в организм с пищевыми продуктами. Наиболее важными ее объектами являются овощи, плоды, чай, кофе, сахар и сахарозаменители, пряности и приправы, безалкогольные напитки, вина и различные настойки на их основе;

v медицинская, которая исследует полезные и вредные аспекты действия биологически активных веществ на память, зрение и слух, поведение и профессиональную деятельность человека, а также роль биологически активных, в том числе лекарственных, веществ в профилактике инфекционных и не- инфекционных заболеваний, таких как грипп, атеросклероз, ожирение и др.;

v специальная, которая изучает действие биологически активных веществ на людей, находящихся в трудных и экстремальных условиях длительных экспедиций, на высокогорье, под водой, в воздухе, под землей, на Севере, в тропиках и космосе.

Здоровье человека в значительной степени определяется его пищевым статусом, т.е. степенью обеспеченности организма энергией и целым рядом (в первую очередь эссенциальных) пищевых веществ. Здоровье может быть достигнуто и сохранено только при условии полного удовлетворения физиологических потребностей организма в энергии и пищевых веществах. Любое отклонение от так называемой формулы сбалансированного питания приводит к определенному нарушению функций организма, особенно если эти отклонения до- статочно выражены и продолжительны во времени.

Например, оптимальные дозы тонизирующих веществ определяются в наблюдениях по изменению количественных и качественных показателей работоспособности человека при вы- полнении различных видов работы. На основании исследований установлены оптимальные дозы, например, экстракта элеутерококка, лимонника, аралии, женьшеня и многих других видов растений.

Последние годы характеризуются бурным развитием новой, пограничной между наукой о питании и фармакологией области знаний, которую можно назвать фармаконутрициологией. Предпосылками ее развития являются:

v успехи собственно нутрициологии, раскрывшей роль и значение для жизнедеятельности человека отдельных пищевых веществ, включая так называемые микронутриенты, и доказавшей, что достижение оптимальной обеспеченности всех групп населения энергией и пищевыми веществами практически возможно лишь при широком использовании биологически активных добавок к пище;

v успехи биохимии и биотехнологии, позволившие получать в достаточно очищенном виде биологически и фармакологически активные компоненты практически из любого биосубстрата (микроорганизмы, растения, животные);

v успехи фармакологического комплекса, расшифровавшего механизм действия и особенности биотрансформации многих природных соединений и создавшего новые технологии получения их эффективных лекарственных форм.

Таким образом, биологически активные добавки к пище (БАД) – это концентраты натуральных или идентичных натуральным биологически активных веществ (включая эссенциальные пищевые вещества), предназначенные для непосредственного приема и (или) введения в состав пищевых продуктов.

БАД-нутрицевтики. Функциональная роль БАД. Биологически активные добавки получают из растительного, животного, минерального сырья, а также химическими или биотехнологическими способами. К ним относятся и бактериальные препараты (эубиотики), оказывающие регулирующее действие на микрофлору желудочно-кишечного тракта.

Нутрицевтики – эссенциальные нутриенты - представляют собой природные ингредиенты пищи (рис. 6). Это витамины или их близкие предшественники (например, β-каротин и другие каротиноиды); полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) семейства ω-3 и подобное; некоторые минеральные вещества и микроэлементы - железо, кальций, селен, цинк, йод, фтор; отдельные аминокислоты; некоторые моно- и дисахариды; пищевые волокна (целлюлоза, пектины и т.п.).

Применение в питании нутрицевтиков позволяет:

v достаточно легко и быстро ликвидировать дефицит эссенциальных пищевых веществ, характерный для большинства взрослого и детского населения;

v в максимально возможной степени индивидуализировать питание конкретного здорового человека в зависимости от потребностей организма, существенно различающихся не только в зависимости от пола, возраста, интенсивности физической нагрузки, но от генетически обусловленных особенностей био- химической конституции отдельного индивидуума, его биоритмов, физиологического состояния (беременность, лактация, эмоциональный стресс и т.п.), а также от экологических условий зоны обитания;

v максимально восстановить измененные физиологические потребности в пищевых веществах больного человека;

v повысить за счет усиления элементов ферментной защиты клетки устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды у населения, проживающего в экологически неблагоприятных регионах, в частности загрязненных в результате аварии на Чернобыльской АЭС;

v ускорить и усилить связывание и выведение из организма человека токсичных веществ и тяжелых металлов, направленное изменение метаболизма веществ.

Применение БАД-нутрицевтиков является эффективной фор- мой первичной и вторичной профилактики, а также лечения таких широко распространениых хронических заболеваний, как ожирение, атеросклероз и другие сердечно-сосудистые заболевания, злокачественные новообразования, иммунодефицитные состояния, и многих других.

 

 

Рис. 6. Функциональная роль биологически активных добавок-нутрицевтиков

 

Биологически активные добавки как дополнительный источник белка и аминокислот. Рассмотрение разработанных, выпускаемых в промышленных масштабах и нашедших достаточно широкое промышленное применение БАД следует начать с характеристики этой группы нутрицевтиков. Как правило, они выпускаются в виде полноценных, легкоусвояемых, готовых к употреблению сухих белково-жиро-углеводно-витаминно-минеральных пищевых смесей, содержащих достаточно высокие концентрации яичных, молочных и соевых белков с аминокислотным скором более 1% и усвояемостью 95%.

Основное назначение этих добавок - дополнительное обогащение обычного (традиционного) рациона белком и незаменимыми аминокислотами, прежде всего лизином. К ним относятся смеси, которые могут использоваться в качестве специализированного питания для замены отдельных приемов пищи при снижении массы тела, применяться как специализированные продукты для спортсменов с целью наращивания мышечной массы, причем некоторые из них обогащены разветвленными аминокислотами и керотином, препятствующими катаболизму мышечных белков на энергетические цели, а также белковые смеси, которые используются в качестве полноценного зондового питания для всех категорий больных, для дополнительного лечебного питания при хронических заболеваниях печени и сосудистой патологии.

Биологически активные добавки как дополнительные источники ПНЖК и фосфолипидов. В последнее время данные добавки привлекают к себе особое внимание. Это обусловлено, с одной стороны, дефицитом полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и фосфолипидов, с другой - исключительной эффективностью как в профилактике, так и в лечении нарушений липидного обмена, в частности атеросклероза.

Полиненасыщенные жирные кислоты относят к эссенциальным факторам питания, и их содержание должно постоянно составлять от 4 до 6% энергетической ценности. При этом очень важно соотношение различных ПНЖК в рационе здорового человека и в случаях патологии липидного обмена.

Мы постоянно испытываем дефицит ПНЖК как семейства ω-3 (в частности, L-линоленовая, эйкозанпентаеновая и докозангексеновая кислоты), так и семейства ω-6, биологическая роль которых обусловлена участием в структурно-функциональной организации клеточных мембран (в частности, обеспечении белоклипидных взаимодействий) и др.

К сожалению, природные источники ПНЖК (соевое масло, льняное масло и некоторые другие) редко используются в питании. Поэтому единственным выходом в этой ситуации является постоянное и широкое применение БАД - концентратов ПНЖК. При этом следует иметь в виду, что при ряде патологических состояний в существенной степени ингибируется процесс десатурации поступающих с пищей линолевой и L-линоленовой кислот и тем самым уменьшается образование присущих мембранным липидам соответственно арахидоновой и эйкозапентаеновой кислот, поэтому в таких случаях единственным выходом представляется использование вышеописанных нутрицевтиков.

Указанные БАД высокоэффективны при различных формах гиперлипопротеинемий, гипертонической болезни, ишемической болезни сердца, тромбозах, сахарном диабете, некоторых иммунодефицитных состояний и др.

Накоплен достаточно обширный фактический материал, свидетельствующий о высокой эффективности БАД, содержащих фосфолипиды, обогащение рациона питания которыми в значительной степени способствует усилению активности антиоксидантных систем организма, нормализации процесса транспорта липидов в кровотоке, репарации клеточных мембран, активности иммунокомпетентных клеток и усилению процесса всасывания жиров в кишечнике.

Биологически активные добавки как дополнительные источники витаминов и минеральных элементов. Витаминные добавки к пище давно и хорошо известны и очень широко используются в повседневной и медицинской практике. В настоящее время ассортимент витаминосодержащих БАД как отечественного, так и особенно зарубежного производства представлен обширно. Основанием для этого являются:

v повсеместно выявляемый существенный дефицит витаминов в питании детей и взрослых, граничащий нередко с клиническими проявлениями гиповитаминозов;

v повысившийся в последнее время уровень образования населения в вопросах профилактики гиповитаминозов и значения витаминов в сохранении и поддержании здоровья, способствующий в свою очередь усилению спроса на эти виды БАД;

v реальные успехи витаминологии, а также витаминной, пищевой и фармацевтической отраслей промышленности, позволившие создать широкий спектр витаминных препаратов, витаминизированных напитков и продуктов, которые направлены на удовлетворение потребностей в этих микронутриентах любых категорий здоровых и больных людей - детей всех возрастных групп, людей пожилого возраста, беременных женщин и кормящих матерей, женщин в различные периоды жизненного цикла, мужчин различных профессиональных групп, спортсменов различной квалификации и др.

Одной из наиболее эффективных форм БАД являются сухие витаминизированные напитки, обеспечивающие возможность хорошей сохранности витаминов, минимизации их потерь в процессе производства и хранения, их точной дозировки и удобства использования.

Ведущие компании мира, выпускающие витаминные препараты и БАД, расширяют производство сложных комплексных витаминно-минеральных БАД. В их состав наряду с витаминами включены многие эссенциальные минеральные вещества и элементы в высокоусвояемых (в частности, биотрансформированных) формах. Такой подход абсолютно обоснован и весьма удобен для потребителя.

По мере накопления научных фактов о биологической роли отдельных элементов и уровне обеспеченности ими населения число микроэлементов, включаемых в комплексные БАД, постоянно возрастает. Одним из последних по времени включения в такие БАД микроэлементов является селен. Многочисленные экспериментальные данные последних лет не только требуют отнесения селена к числу эссенциальных микроэлементов, но и позволяют считать его одним из наиболее перспективных антиканцерогенных факторов пищи.

БАД-парафармацевтики. Мы рассмотрели БАД-нутрицевтики как дополнительные источники пищевых веществ и микронутриентов. В настоящее время наблюдается новая, весьма интересная тенденция - создание комплексных систем, включающих все основные виды нутрицевтиков, являющихся источниками белка и энергии, витаминно-минеральных, липидных комплексов, пищевых волокон.

К парафармацевтикам относятся органические кислоты, биофлавоноиды, кофеин, биогенные амины, регуляторные ди- и олигопептиды, ряд олигосахаридов и многие другие так называемые натурпродукты. К этой же категории могут быть отнесены и БАД, способствующие уменьшению суммарной энергетической ценности рациона или регулирующие аппетит и нашедшие широкое применение для профилактики и лечения ожирения. Весьма перспективны эубиотики - группа БАД, обеспечивающих поддержание нормального состава и функциональной активности микрофлоры кишечника (рис. 7).

 

Рис. 7. Функциональная роль БАД-парафармацевтиков

 

Более проблематично отнесение к БАД веществ, получаемых из природного сырья и используемых для регуляции или стимуляции пищеварительной, выделительной, секреторной и некоторых других функций организма, а также в качестве так называемых адаптогенов. Одним из важнейших критериев в этом случае является количественная оценка конечного эффекта: если регуляция или стимуляция функций осуществляется в физиологических границах нормы, то применяемое вещество является БАД; если ответная реакция выходит за эти границы, то такое вещество служит лекарством. Возникает вопрос: где граница между БАД и лекарством?

Обсуждая проблему использования БАД для регуляции физиологических функций организма, целесообразно вновь вернуться к характеристике питания древнего человека. С высокой долей вероятности можно предположить что древний человек с огромным количеством разнообразной растительной пищи получал и значительные количества присущих растениям биологически активных компонентов - гликозидов, алкалоидов, фенольных соединений, биогенных аминов и др.

Изменение структуры питания и «достижения» пищевой индустрии почти полностью отсекли поток экзогенных регуляторов и лишили человека этой, по-видимому достаточно эффективной, формы симбиоза с природой. Почему бы не предположить, что широкое применение БАД-парафармацевтического ряда является попыткой человека на новом витке спирали своего развития вновь прийти к гармонии с природой и существенно расширить свои адапционные возможности в условиях постоянно нарастающего техногенного, физического, химического и эмоционального стресса.

Есть все основания полагать, что в мировой медицинской практике внимание и интерес к БАД будут возрастать. В пользу этого говорят практически неисчерпаемые возможности биоресурсов Земли как потенциальных источников биологически активных веществ.

БАД-эубиотики.В последние годы как в научной литературе и официальных документах, посвященных микроэкологии желудочно-кишечного тракта, так и в повседневной жизни широкое распроетранение получили названия «пробиотики», «пребиотики», «пробиотические продукты», «эубиотики».

Большинство специалистов и исследователей относят к пробиотикам, эубиотикам представителей нормальной микрофлоры кишечника, бифидобактерии и молочнокислые микроорганизмы рода Lactobacillus. Их иногда называют классическими пробиотиками.

БАД-эубиотики делят на две большие группы:

v полученные на основе чистых культур микроорганизмов - пробиотики, симбиотики или мультипробиотики;

v смешанного состава (с добавлением аминокислот, микроэлементов, моно- и дисахаридов и т.д.) - синбиотики.

v Функциональная роль эубиотиков направлена:

v на колонизацию желудочно-кишечного тракта пробиотическими микроорганизмами, проявляющими антагонизм в отношении условно-патогенных и патогенных бактерий, вирусов, грибов и дрожжей;

v улучшение нарушенного баланса микроорганизмов в кишечнике и устранение дисбактериозов и дисбиозов в целом;

v ускорение рециркуляции эстрогена, экскретирующегося в желудочно-кишечный тракт с желчью;

v оптимизацию пищеварения и нормализацию моторной функции кишечника путем выработки субстанций, оказывающих морфокинетическое действие;

v регуляцию времени прохождения пищи по желудочно-кишечному тракту за счет участия в метаболизме желчных кислот, ингибирования синтеза серотонина;

v предотвращение негативного влияния радиации, химических загрязнителей пищи, канцерогенов, загрязненной воды за счет повышения неспецифической иммунорезистентности.

Последняя функция пробиотиков в настоящее время вызывает особо повышенный интерес. Исследователями проводится поиск штаммов с наиболее выраженными свойствами. На основе культур этих микроорганизмов созданы биопрепараты для клиники и кисломолочные продукты. В литературе появились новые термины: «симбиотики» (от слова «симбиоз») и «мультипробиотики».

Считают, что каждый штамм мультипробиотиков в кишечнике отыскивает наилучшие условия и занимает свойственную ему микроэкологическую нишу - биотоп.

Кроме симбиотиков широко применяются БАД-эубиотики смешанного состава. Синбиотики - это комплексы пробиотиков, в том числе мультиштаммовых, с различными так называемыми пребиотическими веществами.

Пребиотики – вещества, в большинстве своем не адсорбируемые в кишечнике человека, но благотворно влияющие на организм путем селективной стимуляции роста или активизации метаболизма полезной микрофлоры. Они являются стимуляторами пробиотиков.

В синбиотики включаются пищевые волокна, иммуномодуляторы, ферменты, микроэлементы, растительные добавки, перечень которых очень быстро растет.