Сквален – акула, сорняки и кислород

Наверное, ни с одним другим популярным лекарственным веществом не связано столько парадоксов, как со скваленом.

Судите сами.

Сквален – каротиноид, то есть предшественник витамина А и родственник бета-каротина, и обладает во многом подобными им свойствами, к тому же и открыт был гораздо раньше этих соединений – но, тем не менее, о витамине А и о бета-каротине знают почти все, а о сквалене – немногие.

Сквален содержится в акульей печени – и, одновременно, в древнейшем зерновом растении, щирице (амаранте), которое испокон веков, вплоть до реформ Петра I, выращивалось на территории бывших земель Киевской Руси как зерновая культура1.

Сквален используется организмом для синтеза холестерина – но при этом снижает уровень «вредного» холестерина и триглицеридов2.

Сквален традиционно считается «витамином кислорода» – но живые формы, использующие его для анаэробного окисления, существовали еще в докембрийскую эпоху и даже доминировали вплоть до кембрийской эры3.

И, наконец, сквален, будучи родственником витамина, способного вызывать отравления, совершенно не токсичен!

Однако все же начнем историю этого удивительного соединения более традиционно – с его открытия.

Звездный час акульей печени

Впервые медицинское внимание к лекарственным средствам, получаемым из глубоководной акулы, обратилось в конце восемнадцатого века. Один врач обнаружил, что группа рыбаков в деревнях по берегам залива Суруга, имеющая обыкновение чашками пить жир из печени так называемой黒子鮫 (курогосамэ), как раньше в Японии звали глубоководную акулу Etmopterus spinax (ночная акула, этмоптерус обыкновенный), остается здоровой и энергичной до конца жизни. Рыбаки называли этот жир «самэдава» (самэ, яп. – акула) и считали его панацеей. Как позже писала «Госпожа Акула» – известная американско-японская ихтиолог, доктор наук Юджин Кларк, – японцы считали, что рыбий жир хорош «для лечения практически всего, от запора до рака».

Лечебные свойства рыбьего жира не были для Японии новостью – он продавался как лекарственное средство еще с 1884 года, – но даже на этом фоне суруговские рыбаки выглядели настолько хорошо, что заставили ученых заинтересоваться источником их рациона4. В 1906 году доктор наук Цудзимото Мицумару, химик из Токийского научно-исследовательского института (сейчас – Национальный институт передовых промышленных наук и технологий), специализировавшийся по жирам и маслам, обнаружил, что блещущие здоровьем рыбаки употребляют жир преимущественно из печени акул семейства Катрановые, и выделил действующее вещество, которое назвал скваленом – от латинского названия катрановых, Squalidae, «грубошкурые».

Открытие Цудзимото было воспринято японцами столь серьезно, что он получил награду от японской Академии наук. В этом, впрочем, нет ничего удивительного – рыбий жир составлял в то время значительный процент японского экспорта, и потому многие ученые бились как над вопросом улучшения его органолептических свойств, так и над выделением его компонентов. Однако исследования жира акульей печени продолжались – и завершение их химической части связано с ученым мировой величины, лауреатом Нобелевской премии Паулем Каррером, которого мы знаем по открытию проформы витамина А, бета-каротина. Родившийся в Москве в семье дантиста из Швейцарии, Каррер уехал в Цюрих в возрасте трех лет и, по счастию, уже больше никогда в Россию не вернулся. Область его научных интересов была чрезвычайно широка – помимо каротиноидов, он занимался самыми различными химическим соединениями, от мышьяка и противосифилитических препаратов до гликозидов и гидролиза хитина. В начале тридцатых Каррер заинтересовывается скваленом – и не только уточняет его химическую формулу, но и изобретает способ его синтеза из фарнезил бромида.

Впрочем, акул это так и не спасло – и долгое время после открытия Каррера мир продолжал получать сквален из печени катрановых.

От акулы до сорняка

Сейчас известно, что помимо акульей печени и химического синтеза, сквален можно получить и другими способами. Это вещество довольно широко распространено в природе: значительные его количества содержатся в оливковом, пальмовом масле, масле зародышей пшеницы и масле из рисовых отрубей и даже в кожном сале человека (13%)5. Однако гораздо больше его находится в уже упомянутой выше щирице, то есть амаранте.

Щирица – одна из первых сельскохозяйственных культур, выращиваемая человеком. Наши предки использовали амарант также и в магических целях, и именно потому культивирование этого растения, как символа язычества, было запрещено испанскими монахами во времена завоевания Центральной и Южной Америки, а Петром I – для облегчения «входа в Европу», то есть приближения земледелия к образцам более «продвинутых» сельскохозяйственно соседей. Возрождение амаранта как полевой культуры произошло только в семидесятых.

Под именем «амарант» на самом деле скрывается цела группа растений из приблизительно 60 разных видов, большинство из которых – банальные сорняки, однако оставшиеся полностью оправдывают свое название «зерно XXI века», как все чаще называют амарант масс-медиа.

Помимо сквалена (около 5–8% от общего содержания масла семени), семена амаранта характеризуются высоким содержанием белка, лизина и других аминокислот и по содержанию питательных веществ превосходят пшеницу. Белки, содержащиеся в амаранте, имеют большую биологическую ценность, чем белки молока и сои. Витаминов B и A, E и C в нем вдвое выше, чем в клетчатке и овсяных отрубях. Также в семенах имеется и фермент текотриэнол, который ингибирует синтез холестерина.

Как показали исследования Беднарчика и Пасько, проведенные в 2007 году, семена или масло амаранта могут использоваться для лечения людей, страдающих артериальной гипертензией и ишемической болезнью сердца, так как в них есть три компонента, регулирующие биосинтез холестерина: сквален, клетчатка (которая способствуют связыванию и поглощению жирных кислот и холестерола в кишечно-желудочном тракте, тем самым препятствуя их попаданию в кровь, а также, преобразовываясь в желудке под влиянием микрофлоры в кислоты, уже вторично тормозит биосинтез холестерина в печени) и ингибиторы синтеза трипсина (стимулируют секрецию фермента холецистокинина, который увеличивает поток желчи в двенадцатиперстную кишку и тем самым ускоряет разложение холестерина в печени). На данный момент, особенно учитывая необходимость сохранения разнообразия фауны Мирового океана, именно амарант считается основным источником получения сквалена6.

Как уже можно понять из вышеизложенного, биокомпонентное богатство щирицы весьма высоко, однако и на этом фоне внимание медиков обращено не столько на перечисленные выше безусловно полезные для организма вещества, а именно на сквален.

Почему же так?

Фигаро здесь, Фигаро там

Сквален – это вещество, выполняющее ряд ключевых функций в организме. Он тормозит развитие раковых клеток (ряд авторов отмечает, что сквален, например, может эффективно ингибировать химически индуцированный онкогенез кожи, толстой кишки и легких у грызунов), укрепляет иммунитет и действительно (вспомним суругских рыбаков) может увеличить продолжительность жизни и притормозить процессы старения. При этом сквален сохраняет как молодость отдельных тканей, так и организма в целом7.

Сквален является одним из центральных метаболитов, участвующих в биосинтезе холестерина в печени. Доказано, что он подавляет активность ключевых ферментов синтеза холестерина, то есть замедляет процесс образования последнего. Также он тормозит поглощение кишечником жирных кислот и холестерина. Экспериментальные исследования на крысах показали, что сквален увеличивает активность фермента ацетилотрансферазы холестерина, что приводит к накоплению эфиров в печени и препятствует выделению свободного холестерина в кровь.

Именно за счет свойств сквалена диета с использованием масла амаранта помогает избежать синдрома «жировой перегрузки», то есть головной боли, повышения температуры, развития желтухи, нарушения дыхания, анемии, а также предотвратить воспалительные процессы и снизить усталость во время физических нагрузок.

Немаловажен и вклад сквалена в такие процессы, как сохранение нормального веса и борьба с излишним (так, согласно данным ряда авторов, если придерживаться строгой диеты на основе амарантового масла, то масса тела снижается в среднем на 300 грамм в день); защита организма от токсинов, канцерогенов, шлаков и тому подобного; антибактериальная, противовирусная и противогрибковая активность иммунной системы; сохранность костных тканей и, наконец, поддержание работы пищеварительной и сердечно-сосудистой систем8.

Сквален и кожа

Сквален – естественный компонент защитного слоя человеческой кожи, он обладает способностью легко впитываться, тем ускоряя и улучшая проникновение в нее косметических средств (кремов, лосьонов, эмульсий). Также он обладает уникальными заживляющими свойствами, легко справляется с большинством кожных заболеваний, включая экземы, псориазы, трофические язвы и ожоги. Нанесенный накожно, он защищает от потери влаги и воздействия токсинов окружающей среды, выступая в качестве мощного и надежного барьера.

Сквален имеет решающее значение для уменьшения окислительного повреждения кожи. Он не чувствителен к перекисному окислению и функционирует в качестве гасителя так называемого синглетного кислорода, защищая поверхность кожи от перекисного окисления липидов (к которому особенно чувствительные липиды в ее составе), происходящего под воздействием ультрафиолетового облучения и других факторов окружающей среды, запускающих окислительный стресс.

Также сквален – одно из лучших природных смягчающих средств, он быстро и эффективно впитывается глубоко в кожу, восстанавливая эластичность и не оставляя жирных следов. Новые исследования косметических эмульсий определили оптимальный процент сквалена в эмульсии типа масло-в-воде – чем больше было сквалена в эмульсии, тем лучше была ее стабильность и вязкость9.

Немаловажным эффектом сквалена, используемым в дерматологии, является его способность увлажнять кожный покров. Сквален – типичный так называемый окклюзив, то есть вещество, чаще всего представленное маслом или воском, которое создает на коже гидрофобный барьер и тем блокируют трансэпидермальную потерю воды, один из основных механизмов возникновения сухости кожи и, затем, целого спектра следующих за этим поражений.

Сейчас много работ посвящено попыткам имитировать vernix caseosa, то есть сыроподобную смазку – вещество, которым покрыта кожа младенцев в первые дни после рождения, потому что считается, что ее заменитель может стать универсальным лечебным кремом для лиц с повреждением кожного барьера. Для этого из ланолина выделяют различные липидные фракции и затем смешивают со скваленом, триглицеридами, холестерином, церамидами и жирными кислотами для получения полусинтетических липидных смесей, схожих по составу с vernix caseosa10. Но сквален прекрасно справляется с окклюзионной ролью и сам – так, например, группа японских исследователей под руководством М. Окуда обнаружила, что трансэпидермальная потеря воды и проникновение рибофлавина в обработанную 5% лаурилсульфатом натрия кожу крысы или человека блокируются при обработке ее скваленом11.

Аналогичными эффектами сквален обладает и при нанесении на придатки кожи – ногти и волосы.

«Воздушный витамин»

Сквален также обладает антиоксидантными свойствами, то есть способностью бороться со свободными радикалами, повреждающими клетки организма. Именно из-за них, а еще из-за того, что глубоководным акулам (напомним, сквален – от слова Squalidae, катрановые акулы) жизненно необходимо высвобождать кислород при его нехватке на глубине, с чем и справляется сквален, вступая в реакцию с водой, вещество еще называют «кислородным витамином». Неправильный метаболизм кислорода в организме ведет к преждевременному старению и развитию опухолей12. Экспериментальные данные in vitro показывают, что сквален является высокоэффективным агентом, поглощающим кислород. Как мы уже говорили, после окислительного стресса – такого, например, как воздействие солнечного света – сквален действует как эффективный гаситель синглетного кислорода и предотвращает соответствующее перекисное окисление липидов на поверхности кожи человека13.

Так, японские исследователи, работающие в исследовательском центре знаменитого косметологического концерна Shiseido, обнаружили, что скорость гашения синглетного кислорода скваленом намного больше, чем другими кожными липидами человека, и сравнима со скоростью гашения кислорода 3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокситолуолом. Они также сообщили, что сквален не восприимчив к перекисному окислению и устойчив к атакам пероксидных радикалов, что позволяет предположить, что цепная реакция перекисного окисления липидов вряд ли будет распространяться дальше вглубь, если в коже будут достаточные количества сквалена14.

Еще одни японцы, на этот раз из Осаки, изучали влияние сквалена на образование супероксидных анионов у крыс, чтобы выяснить механизм, с помощью которого это соединение уменьшает эритему, вызванную 1% лауроилсаркозиновой мазью. Эта мазь вызывает гиперпродукцию таких анионов, а применение сквалена, напротив, значительно ее уменьшает, что позволило ученым предположить, что возможным механизмом, по которому сквален уменьшает раздражение кожи, является подавление образования O2-15.

Что же касается противоопухолевого действия, то, например, оно хорошо видно в исследовании американских ученых из Университета Алабамы, когда мышей, у которых были инициированы опухоли кожи, лечили 5% скваленом, что привело к снижению частоты развития опухолей на 26,67%. В еще одной ветке этого исследования протекторный эффект наблюдался при назначении сквалена до и/или во время применения канцерогена16.

Скваленирование

Интересен также и метод применения сквалена для модификации лекарственных средств для увеличения их биодоступности путем гидрофобизации, так называемое скваленирование. Это метод позволяет получать самоорганизующиеся наноансамбли (100–300 нм) в воде без добавления поверхностно-активных веществ. Наиболее широкое применение он нашел в модификации противовирусных, противораковых и радиофарм-препаратов.

По словам Антониды Калистратовой, кандидата химических наук, ассистента кафедры химии и технологии биомедицинских препаратов, эмульсию сквалена, благодаря ее стабильности и отсутствию токсичности, можно использовать в качестве носителя для направленной доставки лекарственных препаратов непосредственно в очаг поражения. Она обеспечит защиту препарата от нежелательного метаболизма в плазме, а также понизит токсичность компонентов. Например, она может использоваться как компонента адъювантов вакцин, то есть это вещество для увеличения или модулирования иммунного ответа в отношении антигена.

Эмульсии со скваленом обладают меньшим размером частиц, большей стабильностью по сравнению с эмульсиями соевого или льняного масла, остаются активны и в присутствии сыворотки крови17. В наше время на Западе сквален активно используется в медицине, особенно в иммунологии – при диагностике и лечении онкологических и вирусных заболеваний (в том числе ВИЧ и вирусных гепатитов), туберкулеза, малярии, а также в генной терапии.

Спутник юных

Как уже упоминалось выше, сквален преимущественно содержится в кожном сале, хотя на самом деле в незначительных концентрациях присутствует во всех органах и тканях человека18. Туда он попадает вполне банально – как и у акул, у человека это вещество вырабатывается печенью. Это абсолютно естественный метаболит нашего организма. Проблема лишь в том, что естественные уровни сквалена в человеческом организме достигают своего пика к двадцатилетнему возрасту, а затем стойко идут на спад, а с ними – и наша юность, что наиболее визуально проявляется в старении кожи, ведь именно кожные липиды наиболее уязвимы для окислительного стресса.

Возникает вполне закономерный вопрос – что же делать?

Ответ на него довольно прост и предполагает два пути восполнения этого необходимого организму соединения или их комбинацию.

Первый, безусловно, пищевой. Мы можем употреблять сквален с пищей – как в составе рыбьего жира, так и с амарантовым (более редким) или же оливковым (гораздо более распространенным) маслом. Также существует довольно большой выбор биодобавок со скваленом.

Второй путь – топическое или накожное применение сквалена в составе кремов, лосьонов и эмульсий (особенно это касается корейской или японской косметики, которая уже давно и широко использует сквален в своих антиэйджинговых продуктах). Топические формы при этом могут быть как лекарственными, так и просто косметическими.

Ну, и, наконец, можно вполне успешно совмещать оба этих пути, употребляя сквален как внутренне, так и наружно.

Напоследок мы хотели бы поделиться с читателями тремя польскими (именно Польша одной из первых возобновила культивацию и исследование амаранта) рецептами с использованием щирицы.

Суп из щирицы и порея

Листья щирицы кипятить на медленном огне в течение 10 минут в бульоне с овощами и луком-пореем, затем обжарить на амарантовом масле. Добавить в кипящий суп и варить вместе несколько минут. После достижения готовности добавить приправы (соль, перец, мускатный орех) и мелко нарезанный зеленый лук.

Амарант с овощами

Семена амаранта варить около 15 минут. Обжарить овощи (морковь, перец, картофель, лук-порей, сельдерей, петрушка) в оливковом масле, залить водой и кипятить на медленном огне. Затем добавить отваренные семена и кипятить на малом огне, после этого добавить специи (соль, перец, тимьян) и кипятить еще около десяти минут.

Десерт с амарантом и орехами

Мед или кукурузный сироп разогреть и смешать с маслом (маргарином), добавить рубленые грецкие орехи (можно арахис) и семена амаранта. Хорошо перемешать, затем разлить тонким слоем в форму для выпечки, охладить и нарезать мелкими кусочками.