XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Введение

Диетические факторы играют важную роль в инициации и прогрессии ССЗ, в связи с этим диетотерапия заслуживает не меньшего внимания в профилактике и лечении ССЗ, чем фармакотерапия. Использование чеснока в качестве лечебного средства имеет историческое значение в традиционной медицине многих культур. Его использование было задокументировано более 5000 лет назад в аюрведической медицине, и более 3000 лет назад в медицине древнего Китая. Использование чеснока в лечении сердечных заболеваний также было задокументировано более 3500 лет назад в древнеегипетском медицинском трактате Эберса [15].

В настоящее время применение чеснока имеет доказанную эффективность в профилактике ряда сердечнососудистых заболеваний и заболеваний глаз [17]. Проведенные эпидемиологические исследования показали, что употребление чеснока снижает прогрессирование сосудистых заболеваний. Однако отсутствие стандартных чесночных продуктов не позволяет провести масштабных исследований, так как разные чесночные продукты отличаются по наличию в своем составе различных соединений [3].

Основные ингредиенты чеснока включают ферменты (например, аллииназу), серосодержащие соединения, такие как аллиин, и производные ферментации аллиина соединения (например, аллицин). Аллицин является основным биоактивным компонентом водного экстракта чеснока и сырых чесночных продуктов. Еще одним важным чесночным препаратом является выдержанный чесночный экстракт (ВЧЭ). ВЧЭ проявляет хороший биологический эффект при лечении атеросклероза и способен снижать риск ССЗ [5].

Действие чеснока при атеросклерозе

Атеросклероз является системным сосудистым заболеванием со сложным патогенезом, включающим окислительный стресс, эндотелиальную дисфункцию и хроническое воспаление. Возникающее при атеросклерозе сосудистое воспаление всегда сопровождается окислительным стрессом, так как окислительный стресс вызывает выработку провоспалительных цитокинов, а они в свою очередь индуцируют образование свободных радикалов [19]. Чеснок, доказавший свою эффективность в профилактике и лечении атеросклероза, предлагается в качестве нового компонента антиатеросклеротической терапии [14].

Гиполипидемический и гипохолестеринемический эффекты чеснока

Гиперлипидемия и гиперхолестеринемия являются основными факторами в патогенезе атеросклероза. ВЧЭ признан эффективным гиполипидемическим и гипохолестеринемическим препаратом, так как он значительно снижает общий холестерин (ОХ) и триглицериды (ТГ) в сыворотке крови, что было продемонстрировано многочисленными исследованиями. Кроме того, чесночный порошок и ВЧЭ оказались более эффективными в снижении уровня ОХ в сыворотке крови, в то время как чесночное масло в основном снижало уровень ТГ [24]. Примечательно то, что данные эффекты, полученные в 26 исследованиях, были более выражены у пациентов с более высокими исходными концентрациями ОХ в сыворотке крови. Тем не менее, снижение уровней ОХ на 0,28 ммоль/л и ТГ на 0,13 ммоль/л, связанное с употреблением чесночных продуктов, было скромным по сравнению с отпускаемыми по рецепту препаратами, такими как статины и фибраты. Исследователи предложили использовать чеснок в качестве дополнения к традиционной фармакотерапии у пациентов с гиперлипидемией [24].

Благоприятное действие чеснока при атеросклерозе было связано с его способностью снижать содержание липидов в артериальной стенке. Эксперименты на животных in vivo показали, что черный чесночный экстракт (ЧЭ 15 г / кг) улучшил липидный профиль в плазме крови, снизив такие показатели как ОХ, Хс - ЛПНП и Хс - ЛПОНП. ЧЭ (15 г / кг) также может снизить печеночную экспрессию протеина-1c (элемента, регулирующего связывание стерола), ацетил- CoA карбоксилазы, синтазы жирных кислот и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, которая подавляет метаболизм липидов и холестерина [8]. Кормление 3% ВЧЭ может уменьшить атеросклеротическое поражение аорты и снизить ОХ и ТГ в сыворотке крови атеросклеротических мышей [12].

CD36 скавенджер - рецептор, экспрессируемый на макрофагах, участвует в поглощении окисленного Хс-ЛПНП и образовании пенистых клеток. Исследования in vitro показали, что ВЧЭ (5 мг / мл) ингибировал экспрессию CD36 и поглощение окисленного Хс-ЛПНП макрофагами человека, что предотвращает атеросклеротические поражения [13].

Противовоспалительное действие чеснока

Воспаление играет важную роль в развитии атеросклероза, так как воспалительные реакции происходят на каждом этапе атерогенеза, включая накопление липидов и образование атеросклеротических бляшек [23]. Хотя антиатеросклеротическое действие чеснока было доказано в клинических испытаниях, влияние чеснока на провоспалительные маркеры пациентов не было очевидным. Употребление чесночного порошка (2,1 г / день в течение 3 месяцев), как сообщается, не оказывало влияния на плазменный С-реактивный белок (СРБ) и фактор некроза опухоли α (ФНО-α) у лиц с избыточным весом. При употреблении ВЧЭ (2,4 г / день в течение 6 недель или 1,2 г / день в течение 4 недель) также не удалось снизить уровень СРБ и интерлейкина-6 (ИЛ-6) в плазме крови пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) [2]. Хотя клинические испытания не установили значительного снижения СРБ, ФНО-α и ИЛ-6, эксперименты на животных и эксперименты in vitro продемонстрировали другие благоприятные эффекты ЧЭ и ВЧЭ. Кормление ВЧЭ (120 мг / кг) может значительно уменьшать индуцированные ЛПС сывороточные ФНО-α и ИЛ-6 у мышей [9], а прием 1,2 мл / кг ВЧЭ мог оказывать нейропротекторное действие через подавление маркеров воспаления ФНО-α и ЦОГ - 2 у самцов крыс «Вистар». In vitro ВЧЭ (250 мкг / мл) может уменьшить экспрессию NO, ФНО -α и простагландина (ПГ) -E2 в ЛПС-стимулированных RAW 264.7 макрофагах мышей [4].

Помимо ВЧЭ, содержащийся в чесноке аллиин (100 мкмоль / л) может ингибировать воспалительные факторы, такие как ФНО - α, ИЛ-1β, ИЛ-6, и ИЛ-12 в адипоцитах 3T3-L1. Чесночное масло (100 мг / кг) также подавляет воспалительные реакции, сдвигая баланс Th1-Th2 в сторону Th2 клеток. Клетки Th1 отвечают за выработку ИФН-γ и ИЛ-2, следовательно, способствуют провоспалительной активности макрофагов. Клетки Th2 способны ослаблять реакцию макрофагов за счет подавления активности Th1-клеток [1].

Антиоксидантное действие чеснока

Исследования на животных показывают, что сосудистый окислительный стресс участвует в патофизиологии атеросклероза. Факторы риска атеросклероза, такие как гиперхолестеринемия, могут увеличить выработку активных форм кислорода (АФК) и окислительный стресс [10]. В качестве антиоксидантных фитокомпонентов, ВЧЭ (250 мг / сут) с добавками (витамины группы В, фолиевая кислота и L-аргинин) может благоприятно снизить окислительный стресс и прогрессирование атеросклероза. Чеснок (250 мг / кг) играет роль антиоксиданта путем устранения АФК за счет усиления супероксиддисмутазы (СОД), каталазы (КАТ) и глутатионпероксидазы (ГП) в крови и снижения продукции перекисного окисления липидов (ПОЛ) и общего содержания белка карбонила в головном мозге [11]. Чеснок (150 мг / мл) способен уменьшать НАДФ-оксидазную активность, снижать перекисное окисление липидов и повышать активность эндотелиальной синтетазы оксида азота (eNOS) в сердце у крыс, получавших фруктозу. В качестве основного сераорганического соединения в ВЧЭ, S-АЦ (100 мг / кг) может активировать фактор Nrf2 в гиппокампе и стриатуме, фактор который усиливает транскрипцию антиоксиданта. In vitro ВЧЭ (0,5%) способен облегчать окислительный стресс и нейровоспалительные ответы в клетках микроглии мыши (BV-2), стимулируемые ЛПС, ИЛ-6 и окислительным стрессом [6].

Антигипертензивное действие чеснока

Гипертоническая болезнь (ГБ) - это хроническое заболевание, связанное с постоянным повышением артериального давления. Это основной фактор риска развития ишемической болезни сердца, инсульта, и сердечной недостаточности. Чеснок способен оказывать благоприятное влияние на артериальное давление (АД), и может быть рекомендован в качестве вспомогательного агента для лечения больных гипертонической болезнью. Данные клинических исследований пациентов, страдающих ГБ показывают, что чеснок может снизить среднее систолическое артериальное давление (САД) на 10–12 мм. рт. ст. и диастолическое артериальное давление (ДАД) на 6–9 мм. рт. ст. по сравнению с плацебо [20]. ВЧЭ (480 мг / день) снижал среднее САД на 11,8 ± 5,4 мм. рт. ст., однако, его влияние на ДАД по сравнению с плацебо не было очевидным. ВЧЭ (1%) может оказывать вазодилатирующий эффект на артерии через усиление продукции NO, опосредованное NOS . In vitro, сырой чеснок (750 мкг / мл) и замороженный чеснок (750 мкг / мл) оказывали значительное сосудорасширяющее действие на аорту и брыжеечные артерии крыс «Вистар», путем ингибирования мобилизации кальция [7,16].

Действие чеснока при сахарном диабете

Сахарный диабет является хроническим эндокринным заболеванием, связанным с гипергликемией, которая возникает в результате абсолютного или относительного дефицита инсулина. Гипергликемия и конечные продукты гликирования вовлечены в патогенез сахарного диабета, который также сопровождается свободнорадикальным окислением. Недавние исследования показали, что чесночные добавки приводят к значительному снижению глюкозы крови натощак для пациентов с нормогликемией, как в краткосрочных (1–8 недель) так и в среднесрочных (1–12 недель) исследованиях. Кроме того, уровни гликированного гемоглобина (HbA1) значительно снизились после 12 и 24-недельного периода приема добавок чеснока. Использование ЧЭ (350 мг / кг) также может оказывать гипогликемическое действие, как на здоровых, так и на диабетических кроликов.

ВЧЭ (500 мг / кг) обладает способностью восстанавливать повреждение почек у диабетических крыс [22]. В одном из проведенных исследований отмечено значительное снижение альбумина в моче диабетических крыс после добавления ВЧЭ. Кроме того, у этих крыс были значительно снижены креатинин и мочевина сыворотки крови. Гистологические образцы также продемонстрировали минимальный гломерулосклероз и утолщение базальной мембраны клубочков по сравнению с диабетическими крысами, не принимавшими чесночный продукт. Этот ренопротекторный эффект, возможно, был результатом антигликирующей активности ВЧЭ, так как уровни гликированного гемоглобина также были значительно снижены у диабетических крыс, получавших ВЧЭ [18].

Выводы

Основываясь на текущих исследованиях, чеснок оказывает благоприятное действие при атеросклерозе, артериальной гипертензии, и сахарном диабете, помогает снизить риск развития таких сердечнососудистых событий, как инфаркт миокарда и ишемический инсульт.

Растущий научный интерес к чесноку и его продуктам обусловлен возможностью его применения в качестве дополнительного компонента в комплексной терапии ССЗ. Однако для этого необходимо проведение новых более долгосрочных и крупных клинических испытаний с достаточным размером выборки, что позволит определить потенциальные синергетические и неблагоприятные эффекты такой комбинации.

Список используемой литературы

Arreola R, Quintero-Fabian S, Lopez-Roa RI, et al. Immunomodulation and anti-inflammatory effects of garlic compounds. J Immunol Res. 2015;2015:401630.

Atkin M, Laight D, Cummings MH. The effects of garlic extract upon endothelial function, vascular inflammation, oxidative stress and insulin resistance in adults with type 2 diabetes at high cardiovascular risk. A pilot double blind randomized placebo controlled trial. J Diabetes Complications. 2016;30(4):723–727.

Bayan L, Koulivand PH, Gorji A. Garlic: a review of potential therapeutic effects. Avicenna J Phytomed. 2014;4(1):1–14.

Colín-González AL, Ortiz-Plata A, Villeda-Hernández J, et al. Aged garlic extract attenuates cerebral damage and cyclooxygenase-2 induction after ischemia and reperfusion in rats. Plant Foods Hum Nutr. 2011;66(4):348–354.

Elosta A, Slevin M, Rahman K, et al. Aged garlic has more potent antiglycation and antioxidant properties compared to fresh garlic extract in vitro. Sci Rep. 2017;7:39613.

Franco-Enzástiga Ú, Santana-Martínez RA, Silva-Islas CA, et al. Chronic administration of S-allylcysteine activates Nrf2 factor and enhances the activity of antioxidant enzymes in the striatum, frontal cortex and hippocampus. Neurochem Res. 2017;42(11):3041–3051.

Ganado P, Sanz M, Padilla E, et al. An in vitro study of different extracts and fractions of Allium sativum (garlic): vascular reactivity. J Pharmacol Sci. 2004;94(4):434–442.

Ha AW, Ying T, Kim WK. The effects of black garlic (Allium satvium) extracts on lipid metabolism in rats fed a high fat diet. Nutr Res Pract. 2015;9 (1):30–36.

Kim MJ, Yoo YC, Kim HJ, et al. Aged black garlic exerts anti-inflammatory effects by decreasing no and proinflammatory cytokine production with less cytoxicity in LPS-stimulated raw 264.7 macrophages and LPS-induced septicemia mice. J Med Food. 2014;17(10):1057–1063.

Li H, Horke S, Förstermann U. Vascular oxidative stress, nitric oxide and atherosclerosis. Atherosclerosis. 2014;237(1):208–219.

Manoj Kumar V, Henley AK, Nelson CJ, et al. Protective effect of Allium sativum (garlic) aqueous extract against lead-induced oxidative stress in the rat brain, liver, and kidney. Environ Sci Pollut Res Int. 2017;24(2):1544–1552.

Morihara N, Hino A, Yamaguchi T, et al. Aged garlic extract suppresses the development of atherosclerosis in apolipoprotein E-knockout mice. J Nutr. 2016;146(2):460S–463S.

Morihara N, Ide N, Weiss N. Aged garlic extract inhibits homocysteine-induced scavenger receptor CD36 expression and oxidized low-density lipoprotein cholesterol uptake in human macrophages in vitro. J Ethnopharmacol. 2011;134(3):711–716.

Orekhov AN. Direct anti-atherosclerotic therapy; development of natural anti-atherosclerotic drugs preventing cellular cholesterol retention. Curr Pharm Des. 2013;19(33):5909–5928.

Rastogi S, Pandey MM, Rawat AK. Traditional herbs: a remedy for cardiovascular disorders. Phytomedicine. 2016;23(11):1082–1089.

Ried K, Frank OR, Stocks NP. Aged garlic extract reduces blood pressure in hypertensives: a dose-response trial. Eur J Clin Nutr. 2013;67(1):64–70.

Ried K. Garlic lowers blood pressure in hypertensive individuals, regulates serum cholesterol, and stimulates immunity: an updated meta-analysis and review. J Nutr. 2016;146(2):389S–396S.

Shiju TM, Rajesh NG, Viswanathan P. Renoprotective effect of aged garlic extract in streptozotocin-induced diabetic rats. Indian J Pharmacol. 2013;45(1):18–23.

Siti HN, Kamisah Y, Kamsiah J. The role of oxidative stress, antioxidants and vascular inflammation in cardiovascular disease (a review). Vascul Pharmacol. 2015;71:40–56.

Stabler SN, Tejani AM, Huynh F, et al. Garlic for the prevention of cardiovascular morbidity and mortality in hypertensive patients. Cochrane Database Syst Rev. 2012;8:CD007653.

van Doorn MB, Espirito Santo SM, Meijer P, et al. Effect of garlic powder on C-reactive protein and plasma lipids in overweight and smoking subjects. Am J Clin Nutr. 2006;84(6):1324–1329.

Wang J, Zhang X, Lan H, et al. Effect of garlic supplement in the management of type 2 diabetes mellitus (T2DM): a meta-analysis of randomized controlled trials. Food Nutr Res. 2017;61(1):1377571.

Yu XH, Zheng XL, Tang CK. Nuclear factor-kappaB activation as a pathological mechanism of lipid metabolism and atherosclerosis. Adv Clin Chem. 2015;70:1–30.

Zeng T, Guo FF, Zhang CL, et al. A meta-analysis of randomized, double-blind, placebo-controlled trials for the effects of garlic on serum lipid profiles. J Sci Food Agric. 2012;92(9):1892–1902.