Полипренолы

Полипренолы – уникальные природные биорегуляторы, которые относятся к изопреноидным соединениям. Обнаружены во всех живых организмах: от бактерий до человека. При этом примечательно, что полипренолы растений, животных и человека имеют очень близкое строение. Они входят в состав клеточных мембран, участвуют в обменных, энергетических процессах, способствуют регенерации тканей, повышают защитные функции.
В организме человека полипренолы являются предшественниками важнейшего транспортного липида – долихола, необходимого для синтеза гликопротеинов. Также долихолы важны для поддержания правильного липидного состава клеточных мембран, влияют на их физико-химические и структурно-функциональные свойства (текучесть, стабильность, проницаемость, температуру фазового перехода).

Структура полипренолов

По химической структуре полипренолы и долихолы – это липидные линейные полимеры, содержащие от 7 до 25 изопреноидных звеньев. Полипренолы встречаются преимущественно у растений, а долихолы – у млекопитающих. Различия их структуры показаны на рисунке (n – число изопреноидных звеньев).

В организме человека долихолы образуются двумя путями:
- Синтезируется эндогенно из мевалоновой кислоты (мевалоната) при участии фермента мевалонат-киназы;
- Получаются из предшественников растительных полипренолов, поступающих с пищей. Растительные полипренолы всасываются в кишечнике и затем в печени метаболизируются в долихолы. Реакция превращения происходит при участии фермента полипренол-редуктазы, восстанавливающего двойную связь в молекуле полипренолов до одинарной.

В клетках полипренолы находятся в форме свободных спиртов, сложных эфиров карбоновых и фосфорной кислот.

Функции полипренолов и долихолов

Одна из важных функций полипренолов – синтез гликопротеинов. Полипренолы связывают и переносят олигосахариды к полипептидам. Этот процесс общий для клеток всех живых организмов. Проходит в гранулярном эндоплазматическом ретикулуме (ЭПР) и называется N-гликозилирование. Его нарушение приводит к расстройствам жизненно важных процессов. В организме человека ведущую роль в синтезе гликопротеинов играет долихолфосфатный цикл. Схематически часть этого цикла, где происходит гликозилирование белка, показана на рисунке.

Гликозилирование обеспечивает защиту протеинов от протеолиза (расщепления) в процессе синтеза и позволяет узнавать место мембраны, куда они должны встроиться.

К гликопротеинам относятся:
- антитела (иммуноглобулины);
- интерфероны;
- факторы комплемента;
- мембранные белки;
- белки плазмы крови, включая те, которые определяют группу крови;
- гормоны;
- рецепторы;
- ферменты.

Они являются важным структурным компонентом всех клеточных мембран, секретов, соединительной ткани. Контролируют межклеточные взаимодействия, поддерживают иммунный статус клетки, обеспечивают стабильность белковых молекул в мембране.

Кроме участия в образовании гликопротеинов полипренолы влияют на свойства и функции плазматических мембран и мембран внутриклеточных органелл, в первую очередь митохондрий и ядра клетки. Они придают мембране подвижность, необходимую для перемещения и установки в нужном месте белковых молекул, нивелируют температурные воздействия.

В исследовании на модельных фосфолипидах для изучения свойств биологических мембран было показано, что полипренолы увеличивают подвижность бислоя как выше, так и ниже температуры фазового перехода. Низкие концентрации долихилфосфата уменьшают свободу движения бислоя ниже температуры перехода, а высокие – увеличивают.

Работы по определению функций полипренолов и их производных в головном мозге человека и животных показали, что за счёт модификации мембран они улучшают проведение сигналов в нейронах, а также выполняют защитную роль. В мембранах нейронов полипренолы находятся примерно в равной пропорции с токоферолами и являются ловушками свободных радикалов.

Механизмы действия полипренолов

Роль полипренолов и их производных для всех живых организмов чрезвычайно важна. Для человека она более значима, так как у него обнаруживается наиболее высокое их содержание. Полипренолы выполняют важную функцию (роль кофермента) в гликозилировании протеинов интегральных белков, рецепторов, иммунных клеток организма. Модифицируют мембраны и защищают клетки от активных форм кислорода.

Механизмы их действия следующие:
- Мембранопротекторный
Участвуют в регенерации повреждённых клеточных мембран.
- Антиоксидантный
Поглощают образующиеся на мембране перекисные липиды, улучшают энергетический обмен клетки, активируют функции митохондрий.
- Иммуномодулирующий
Участвуют в биосинтезе гликопротеинов (интерферонов, антител, факторов системы комплемента). Поддерживают иммунный статус клетки, транспорт иммуноглобулинов. Участвуют в индукции интерферонов, генерации нейтрофилов, активации макрофагов.
- Гиполипидемический
Снижают уровень холестерина, подавляя его излишнюю продукции на ранних стадиях синтеза.

Реализация разных механизмов обеспечивает полипренолы широким профилем действия на организм:
- усиление иммунитета;
- гепатопротекторные свойства;
- ускорение заживления кожи и слизистых оболочек, помощь при язвенной болезни, после ожогов и других травм кожи;
- замедление процессов старения;
- благотворное влияние на нервную систему, улучшение передачи нервных импульсов, нейропротекторный, антидепрессивный, ноотропный эффект;
- ускорение обменных процессов.

Как пополнить запасы полипренолов?

Любое заболевание протекает с повреждением мембран, что сопровождается потерей долихолов и, как следствие, приводит к снижению синтеза гликопротеинов. Можно ли помочь организму восстановить нарушенную структуру мембран, если восполнить дефицита долихолов? Да! И для этого нам нужны полипренолы растений, которые легко превращаются в долихол.

Полипренолы обнаружены в листьях многих растений (каштан, берёза, гевея, ольха). Но особенно богаты ими хвойные породы, которые сегодня являются основным источником для извлечения полипренолов. Для сравнения листья хвойных деревьев содержат 0.5 – 2.0 % полипренолов от массы сухой хвои, а лиственных в 10 раз меньше – от 0.05 до 0.1 %. Кроме того в большинстве лиственных пород содержатся короткоцепочечные полипренолы (6 – 12 изопреноидных звеньев). А в полипренолах, выделенных из хвои, количество изопреноидных звеньев составляет от 10 до 20. И они считаются более ценными для организма человека.