УСПЕХИ СОВРЕМЕННОЙ БИОЛОГИИ, 2007, том 127, № 5, с. 458-470
УДК 615.322:614-84
ФИТОСТЕРИНЫ - БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
© 2007 г. В. А. Дадали1, В. А. Тутельян2
1Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И.И. Мечникова 2Институт питания РАМН, Москва
Представлены основные сведения о минорных непищевых компонентах растительной пищи - фи-тостеринах. Приведены данные об их распространенности, биодоступности и механизмах их гипо-холестеринемического, иммуномодулирующего и онкопротекторного действия. Обсуждена целесообразность использования фитостеринов в качесте компонентов функциональной пищи или биологически активных добавок к пище.
В настоящее время установлено, что для нормального функционирования организма, сохранения здоровья и снижения риска заболевания наряду с оптимальным обеспечением макро- и микро-нутриентами необходим целый ряд минорных биологически активных веществ - регуляторов метаболизма природного происхождения. К их числу, наряду с достаточно хорошо изученными флавоноидами, каротиноидами, пищевыми индолами, относятся и не так широко известные фито-стерины.
Фитостерины (растительные стерины) - класс растительных веществ, относящихся к семейству тритерпеноидов, насчитывающих более двухсот собственно фитостеринов и более 4000 других типов тритерпенов [76, 86].
Ключевым соединением для синтеза растительных стеринов, как и холестерина, который представляет собой исключительно животный стерин, является мевалонат, образующийся из ацетата (ацетил - КоА) через промежуточный Р-гидрокси-Р-метилглутарил - КоА. Начальные этапы их синтеза совпадают вплоть до образования сквалена (30 углеродных атомов). Последний
у животных трансформируется в холестерин и его производные, в растениях - в фитостерины и другие тритерпены: стероидные сапонины, стероидные глюкоалкалоиды, фитоэкдистероиды, брас-сикостероиды, тритерпеновые спирты (рис.1).
Номенклатура этой обширной группы природных соединений очень сложна и часто запутана. Относительная ясность была внесена с использованием номенклатуры ШРАС-ШВ (1976 и 1989 гг.), однако на практике широко используется и тривиальная номенклатура [60].
ХИМИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ФИТОСТЕРИНОВ
Большинство фитостеринов имеет 28 или 30, реже 31 атом углерода, одну или две углерод-углеродные двойные связи - одну в ядре, другую в боковой цепи. Однако известны фитостерины и с большим числом двойных связей - тремя и даже четырьмя, локализованными как в ядре, так и в боковой цепи
Ацетил-КоА Р-Гидрокси-Р-метилглутарил КоА Мевалонат Фарнезилдифосфат
холестерин ——сквален
/ \\ (А) желчные \ стероидные кислоты \ гормоны
витамин Б
тритерпены
фитостерины
(В)
тритерпеновые спирты
стероидные сапонины стероидные гликоалкалоиды
фитоэкдистероиды брассикостероиды
Рис. 1. Основные пути биосинтеза стеринов на основе мевалоната в животных (А) и растительных (В) системах.
НО
Холестерин
Р-Ситостерин
НО
Р-Ситостанин
НО
Кампестерин Кампестанин
Рис. 2. Химическая структура холестерина и некоторых фитостеринов.
29
31 30
Полностью насыщенные (т.е. не содержащие двойных связей) фитостерины называются фито-станинами.
Для удобства систематизации стерины делят на три группы в зависимости от числа метильных групп у четвертого углеродного атома скелета: 4,4ч-диметилфитостерины, 4-монометилфитосте-рины и 4-дезметилфитостерины.
Химическая структура наиболее распространенных стеринов третьей группы представлена
на рис. 2. Большинство из них содержат двойную связь между 5 и 6 углеродными атомами - Д5-фи-тостерины (ситостерин, стигмастерин, фукосте-рин, Д5-авенастерин), но она может быть и между 7 и 8 атомами - например, у Д7-фитостеринов (Д7-стигмастерин, Д7-стигмастанин, Д7-авенасте-рин). Обе указанные группы стеринов могут содержать ненасыщенную связь в боковой цепи между 22 и 23 или 24 и 28 углеродными атомами. Фитостерины с 28 и 29 углеродными атомами характеризуются хиральностью углеродного атома в 24 положении, что обусловливает существование двух эпимеров - 24а и 24^ или 24S и 24R. Для С29 фитостеринов практически все соединения являются 24а-этильными эпимерами.
Наконец, три из 29-фитостеринов имеют двойную (этилдиеновую) связь между 24 и 28 атомами углерода. Такие соединения могут быть как цис-, так и транс-изомерами. Так, фукостерин представляет собой транс-изомер, тогда как Д5- и
26
Содержание наиболее распространенных фитостеринов в растительных маслах (мг/100 г) [60, 65, 76, 86]
Продукт ß-Ситостерин Кампестерин Стигмастерин Суммарное содержание фитостеринов
Масло рисовых отрубей - - - 1190
Масло кукурузное 595 179 51 52
Масло кунжутное 430 164 60 865
Масло подсолнечное 210 32 35 725
Масло зародышей пшеницы 370 122 следы 553
Масло сафроловое 31 49 40 444
Масло хлопковое - - - 324
Масло миндальное 207.1 5.5 5.17 266
Масло соевое 194 65 70 220
Масло арахисовое 136.3 (179) 19.8 (29) 16.3 (26) 207
Масло какао 138 22 61 201
Масло рапсовое 129 95 4 180
Масло оливковое 102 2 1 176
Масло грецкого ореха 112.9 5.1 5.55 176
Масло лесного ореха 99.1 6.67 3.81 120
Масло пальмовое - - - 49
Д7-авенастерины - цис-изомеры. Двойная связь в 22-23 положениях молекул брассикастерина, эпибрассикастерина, стигмастерина и спинасте-рина имеют транс-конфигурацию.
Приведенный краткий анализ структурных особенностей фитостеринов свидетельствует об их исключительном многообразии. Структурные варианты этого класса существенно расширяются за счет образования четырех типов конъюга-тов, в которых 3-ОН группа этерифицирована жирной кислотой или гидроксикоричной (феру-ловой) кислотой; или гликозилирована гексозой, чаще всего глюкозой или гексозой, связанной с жирной кислотой по 6 положению сахарного остатка [60, 68]. Гликозидные производные фитостеринов называются фитостерининами.
Следует отметить, что если большая часть холестерина в организме животных находится в свободном состоянии и лишь незначительная часть присутствует в виде эфиров длинноцепочечных жирных кислот, то эфиры фитостеринов весьма распространены в растениях и составляют, например, в кукурузном масле 50% общего содержания стеринов. Столь же высоко содержание в растениях эфиров феруловой кислоты, а также гликозилированных фитостеринов. Так, гликозидные производные составляют 82% фитостеринов картофеля [60].
ИСТОЧНИКИ И БИОДОСТУПНОСТЬ ФИТОСТЕРИНОВ
В зависимости от пищевого рациона человек получает 140-400 мг стеринов в сутки [60, 68, 86]. С западным рационом поступление фитостеринов составляет ~80-100 мг, в то время как вегетарианская пища и японская кухня обеспечивают ~340-400 мг фитостеринов в сутки. При высоком содержании растительных масел в рационе суточное потребление фитостеринов может достигать 1000 мг. Потребление фитостанинов значительно ниже и составляет в среднем 25 мг в сутки [32, 60].
Наиболее богатым источником фитостеринов являются нерафинированные растительные масла, в первую очередь масло рисовых отрубей, кукурузное, кунжутное, подсолнечное, масло зародышей пшеницы (таблица). Оливковое масло характеризуется относительно низким содержанием фитостеринов, однако весьма богато их предшественником - скваленом. Специфические Д7-фи-тостерины - спинастерин (15-45 мг/100 г продукта), Д7-стигмастерин, Д7,25-стигмадиенин (суммарно 5.4-103 мг) и Д7-авенастерин (5.4-28 мг) характерны для масла семян тыквы Cucurbita pepo.
Другое лечебное масло - облепиховое (из семян) содержит широкий спектр фитостеринов, среди которых доминирующими являются ß-си-тостерин (~620 мг/100 г продукта), стигмастерин (26 мг), кампестерин (13.5 мг) как в свободном состоянии, так и в форме эфиров. Кедровое масло богато ß-ситостерином (~61% общего содержа-
ния фитостеринов), Д5-авенастерином (28%), в меньшей степени - кампестерином (10%).
Вторым по значению источником фитостеринов являются злаки и орехи [54, 86].
На долю злаков приходится 36% от общего количества поступающих с пищей ситостерина и Д5-авеностерина и до 50% - Д7-авеностерина. Содержание фитостеринов в злаковых культурах варьирует от 50 до 180 мг на 100 г. Содержание их в орехах составляет 30-220 мг на 100 г.
Овощи и фрукты относительно бедны фито-стеринами [86, 87]. Так, например, бобы фасоли содержат (на 100 г) 76 мг фитостеринов, разные виды капусты--40 мг, оливки - 35-39 мг, морковь - 16 мг, томаты и картофель —4 мг. В грибах фитостерины представлены преимущественно кампестерином в количестве 18 мг/100 г. Средний уровень фитостеринов в съедобной части овощей составляет 10-20 мг на 100 г, во фруктах -12-16 мг на 100 г. Наиболее богаты фитостерина-ми апельсины (24 мг), грейпфрут (18 мг), инжир (22 мг). Ниже их содержание в яблоках, персиках, бананах - 13-15 мг/100 г.
Уникальная смесь фитостеринов и фитостери-нинов обнаружена в растениях, обладающих адаптогенным действием, - женьшене и элеутерококке, а также гинкго (Ginkgo biloba), дьявольском когте (Harpagophytum procumbens) и расто-ропше ( Silibum marianum).
Обработка и особенно технологическая переработка продуктов приводит к потере фитостеринов. Удаление богатых стеринами частей, например оболочек, зародышей зерен или семян, существенно снижает их содержание в продуктах питания. Рафинирование растительных масел приводит к снижению содержания фитостеролов на 10-70%. Дальнейшие потери происходят в процессе тепловой обработки [86].
Интерес нутрициологов к фитостеринам связан в первую очередь с их способностью снижать в плазме крови уровень общего холестерина и связанного с липопротеидами низкой плотности (ЛПНП).
Способность фитостеринов, в частности ß-си-тостерина, контролировать уровень холестерина в плазме крови и тем самым оказывать антиате-росклеротическое действие, известно еще с 50-х годов прошлого века [1]. Однако широкому применению фитостеринов препятствовала их крайне низкая биодоступность, в силу чего их гипохо-лестеринемический эффект проявлялся лишь в очень высоких дозах (~25-50 г в день) [60]. Разработка способов повышения их биодоступности послужила мощным толчком к их иследованию и практическому использованию [9, 17, 32, 42, 62, 75].
Абсорбция фитостерино
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.