XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Введение. Глутатион – это пептид, состоящий из трех аминокислот: глутаминовая кислота, цистеин, глицин. Биологические функции данного соединения разнообразны: защита тиоловых групп ферментов и других белков от окисления, восстановление пероксида водорода и других перекисей, связывание свободных радикалов, обезвреживание чужеродных для организма соединений, восстановление рибонуклеотидов в дезоксирибонуклеотиды, перенос аминокислот через мембраны клеток, а также участие в ферментативных реакциях в качестве коэнзима для ряда ферментов, например, для формальдегиддегидрогеназы и глиоксалазы [1,2,3,4]. Отдельно следует выделить антиоксидантные свойства глутатиона, которыми он обладает за счет наличия у него тиоловой (SH) группы цистеина. Глутатион плохо всасывается в кровь при пероральном приеме [5], поэтому он применяется внутривенно в виде капельниц при тяжелых поражениях печени, в качестве профилактики нейротоксичности, связанной с химиотерапией. Также данное соединение применяют для осветления кожи в косметологии. В последнее время в мире происходит настоящий ажиотаж вокруг капельниц с глутатионом для здоровых людей. Косметологические клиники рекламируют данную процедуру как способ оздоровления организма, «волшебную» таблетку, которую так ждут те, кто не хочет ответственно подходить к сохранению высокого уровня собственного здоровья через поддержание оптимального уровня двигательной активности, сбалансированного рациона питания, гигиены труда и отдыха.

Цель. Изучить российские и зарубежные источники с целью описания антиоксидантных свойств глутатиона, показать его роль в организме человека, а также понять насколько полезны новомодные капельницы глутатиона, и полезны ли вообще.

Материалы и методы. Для описания свойств и роли в жизни человека глутатиона нами была изучена российская и иностранная литература, которая содержит достоверную информацию о данном соединении.

Результаты анализа данных литературы.

Как было сказано ранее, глутатион состоит из трех аминокислот (L-цистеин, L-глутаминовая кислота, глицин), поэтому его синтез происходит путем соединения этих веществ в цепь: сначала глутаминовая кислота, потом цистеин, а затем глицин. При этом цистеин соединяется с карбоксильной группой глутаминовой кислоты, находящейся не при альфа-атоме углерода (как обычно соединяются аминокислоты при образовании типичной пептидной связи), а с карбоксильной группой при гамма-атоме углерода. Поэтому другое название глутатиона будет звучать как γ-глутамилцистеинилглицин.

Синтез глутатиона претерпевает два этапа: на первом при участии γ-глутамилцистеинлигазы происходит соединение глутаминовой кислоты и цистеина, на втором – посредством глутатионсинтетазы остаток глицина присоединяется к С-концевой группе γ-глутамилцистеина.

В клетке глутатион может находиться в двух состояниях: окисленном и восстановленном. Восстановленный характеризуется наличием тиоловой группы, окисленный – соединением двух молекул глутатиона тиоловыми группами с образованием дисульфидной связи. Антиоксидантные свойства глутатиона связаны с тем, что сила связи атома водорода с атомом серы в тиоловой группе меньше, чем у атома водорода с атомом углерода, за счет чего эта функциональная группа легче отщепляет водород в реакциях окисления в пользу восстанавливаемого соединения.

Глутатион является кофактором для глутатионпероксидазы [6] и глутатион-S-трансферазы [7]. Данные ферменты обезвреживают пероксид водорода, свободные радикалы и окисленные соединения, нейтрализуя их повреждающее действие на клетки человека. Так, глутатионпероксидаза обезвреживает пероксид водорода даже в низких его концентрациях, потому что сродство к нему в 1000 раз больше, нежели у каталазы [8]. А глутатион-S-трансфераза обеспечивает обезвреживание перекисных соединений липидов и ксенобиотиков: в первом случае за счет восстановления окисленного липида до спирта и воды, во втором случае – конъюгацией с чужеродным соединением и выведением наружу с мочой. В любой ситуации, где происходит окисление глутатиона, требуется его восстановление при участии глутатионредуктазы, у которой в качестве кофермента выступает НАДФН+Н⁺. Данный коэнзим является источником протонов для окисленного глутатиона, за счет которых последний приобретает первоначальный вид.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что глутатион является важной частью системы противодействия окислительному стрессу, результатом которого является появление свободных радикалов, перекисных соединений, инактивированных ферментов. Вследствие этого поддержание необходимого для гомеостаза уровня восстановленного глутатиона имеет важное значение в жизнедеятельности клетки. Что и наблюдается при исследовании данного параметра: 99% внутриклеточного глутатиона составляет его восстановленная форма и лишь 1% – окисленная [7].

Наряду с антиоксидантными свойствами глутатиона используется его способность осветлять кожу. Механизм данного явления заключается в прямом ингибировании тирозиназы – фермента, превращающего аминокислоту тирозин в меланин. Меланин – это группа пигментов, защищающих кожу от воздействия ультрафиолетового излучения. То есть, ингибируя фермент, отвечающий за синтез пигмента, мы тем самым уменьшаем количество этого пигмента, за счет чего и происходит осветление кожи. Но это в теории.

Согласно проведенным трем рандомизированным контролируемым исследованиям [9], было показано, что роль глутатиона, вводимого системно для отбеливания кожи, недостаточно высока, поскольку эффект наблюдался только в нескольких областях кожи, а также характеризовался отсутствием долгосрочности. Проведенные исследования показали, что помимо отбеливающего эффекта, глутатион способен повышать эластичность кожи и уменьшать количество морщин. Пероральный прием показал свою эффективность, так как некоторая часть глутатиона все-таки всасывалась в тонком кишечнике, не претерпевая ферментативного расщепления в желудке. А время полувыведения инъекционной формы составило 10 минут наряду с расщеплением оставшейся части до трех аминокислотных остатков. В целом данные, полученные в ходе исследований, противоречивы, что требует проведения дополнительных изысканий в этой области.

Вместе с тем имеются данные, что внутривенное введение глутатиона имеет ряд побочных эффектов. От печеночной и почечной недостаточности до паралича конечностей и синдрома Лайелла. Наряду с этим возможно повышение вероятности развития злокачественных новообразований кожи, что логично, исходя из механизма отбеливания кожи. Меланина в коже становится меньше, защиты от ультрафиолетового излучения – меньше, следовательно, повреждений от ионизирующего излучения становится больше.

Вывод

Глутатион – это трипептид, состоящий из остатков трех аминокислот. Играет немаловажную роль в обеспечении гомеостаза клетки. Несмотря на то, что данное соединение присутствует в нашем организме постоянно, требуются дополнительные исследования на предмет пользы дополнительного введения в организм человека, за исключением случаев, описанных ранее (тяжелые поражения печени и профилактика нейротоксичности).

Литература

Торчинский Ю. М., Сера в белках. М., 1977;

Meister A., Tate S.S., "Annual Review of Biochemistry", 1976, v. 45, p. 559-604;

Holmgren A., "The Journal of Biological Chemistry*. 1979, v. 254, № 9, p. 3664-78;

Meister A., "Trends in Biochemical Science", 1981, v. 6, № 9, p. 231-34.

A Witschi , S Reddy, B Stofer, B H Lauterburg. The systemic availability of oral glutathione. European journal of clinical pharmacology. 1992. DOI: 10.1007/BF02284971

Разыграев А.В., Матросова М.О., Титович И.А. Роль глутатионпероксидаз в ткани эндометрия: факты, гипотезы, перспективы изучения // Журнал акушерства и женских болезней. — 2017. — Т. 66, № 2. — С. 104—111.

https://www.fbras.ru/wp-content/uploads/2017/10/Kalinina.pdf

Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджера. -М.: Бином, 2011. - Том 2

I B S Sitohang , S Ninditya. Systemic Glutathione as a Skin-Whitening Agent in Adult. Dermatology research and practice. 2020. DOI: 10.1155/2020/8547960