УДК. 576.367: 577.352.38:58

К ВОПРОСУ О ПРЕДУПРЕЖДЕНИИ РАЗВИТИЯ АПОПТОЗА НЕЙРОНОВ ФЛАВОНОИДАМИ — ФЕНОЛСОДЕРЖАЩИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ

Н.В. Великая, кандидат мед. наук, В.Н. Залесский, кандидат мед. наук

Национальный медицинский университет им. А.А. Богомольца, г. Киев, Украина
Институт кардиологии им. Н.Д. Стражеско АМНУ, г. Киев, Украина

SUMMARY. Present conceptions on molecular links of apoptosis in neurons induced by oxidative stress in vivo and in vitro are presented in this review.
The peculiarities of such antioxidants of low molecular weight as flavonoids are analysed. Namely their ability to avert beginning and progress of apoptosis in neurocytes by means of neutralizing active oxygen and nitrogen species is under consideration.
It was shown that attenuation of proapoptotic signaling activation in neurons by flavonoids possibly presented mechanism to prevent from alterative changes in nerve tissue.
Modern nutriceutic approaches to flavonoid dependent phytomodification of apoptotic initiation processes in neurons will make it possible to optimize drug mediated control of programmed cell death development under clinical conditions.

Флавоноиды — фенолсодержащие пигменты растений, которые являются природными нутриентами суточных рационов оздоровительного и лечебного питания, имеют различные клинико-фармацевтические свойства, а также применяются для профилактики и лечения наиболее распространенных (болезни сердечно-сосудистой системы, рак, нарушения мозгового кровообращения, нейродегенеративные процессы и другие) заболеваний человека [1, 2, 3]. В растениях обнаружено свыше 4000 флавоноидов (Ф) с идентифицированной химической структурой [3]. Они подразделяются, в соответствии с положением заместителей в молекулах, на флаванолы, антоцианидины, флавоны, флаваноны и халконы. До настоящего времени актуальной остается проблема усиления профилактического потенциала питания в значительной степени за счет целебных свойств растительных продуктов [4]. Теперь уже не вызывает сомнения, что именно с соединениями фенольной природы связана фитохимическая (целебная) активность многих пищевых продуктов растительного происхождения [5, 6].

Ф являются экзогенными низкомолекулярными антиоксидантами, обладающими свойствами предупреждать возникновение и нейтрализовать действие активных молекул кислорода (АМК) [7, 8]. Известно, что токсическое действие активных молекул кислорода проявляется при состояниях окислительного стресса, который сопровождается резкой интенсификацией свободнорадикальных процессов в тканях мозга [9, 10]. Многие продукты радикалзависимых окислительных реакций могут индуцировать апоптоз нейронов [11, 12]. Уточняются особенности антиоксидантного действия растительных фенолов, обладающих способностью образовывать хелатные комплексы с металлами, а также — выступать в качестве скавенджеров свободных радикалов [13,14]. Легкость окисления определяет высокую реакционную (биологическую) активность Ф, которые защищают от окисления другие соединения или способствуют их восстановлению [1, 7, 14]. В этом состоят целебные свойства Ф, которые наряду с антиоксидантным действием, обладают антиинфекционными, противоаллергическими, антицитотоксическими, мембраностабилизирующими и другими свойствами; нормализуют и поддерживают тканевой гомеостаз и, соответственно, реактивность клеток ЦНС [14].

Нейропротекторная функция флавоноидов — нутриентов растительных продуктов питания

В исследованиях последних лет накопились подтверждения нейроцитопротекторных свойств Ф на основании использования моделей окислительного стресса и ишемической/реперфузионной травмы у экспериментальных животных. На клетках РС-12 с нейрональным фенотипом отмечен протекторный эффект кверцетина на Н₂О₂ — повреждение нейронов in vitro [15]. Флавоноиды, входящие в состав Gingo biloba, а также — ресвератрол и катехин, предупреждают повреждение РС-12 клеток и нейронов гиппокампа [16—18].

К. Ishige и соавт. [19] на клетках НТ-22 и корковых нейронах представили убедительные данные флавоноид-индуцированной защиты клеток от влияния окислительного стресса, с описанием трех возможных механизмов: повышение содержания глютатиона в клетке, снижение уровня АМК и предупреждения притока Са²⁺ в клетку. Они также подтвердили, что основные эффекты Ф обусловлены липофильными свойствами их молекул. К сожалению, результаты, полученные в этих сериях исследований, использовались для анализа механизмов нейроцитопротекции и основывались на оценке влияния молекул природных Ф, без изучения циркулирующих в крови их физиологически релевантных метаболитов.

В последующих работах внимание обращали на связи таких Ф как апигенин, нарингенин, кемферол, кверцетин-3-О-гликозид и других соединений с бензодиазепиновыми [14], GABA-А-рецепторами [20, 21], рецепторами аденозина [22], а также — с их седативной активностью [14]; как возможными механизмами их действия в ЦНС.

Характерные для Ф различия физико-химических свойств, распределения и локализации их в тканях мозга вызывали дополнительные трудности при анализе механизмов их биологической активности in vivo. В контексте данного обзора имеющиеся данные литературы в этой области крайне скудны. В группу известных фенолсодержащих соединений, способных накапливаться в структурах мозга входят: эпигаллокатехин галлат [23]; отдельные полифенолы зеленых сортов чая, красных вин; Ф цитрусовых — гесперидин [24], а также нарингенин вместе с коньюгированным глюкуронидином [25]. Идентифицирован полусинтетический Ф (Emb-49209), способный накапливаться в мозгу старых животных и в нейронах мышей (внутриутробно), что явилось подтверждением ключевой роли ГЭБ в контроле содержания низкомолекулярных комплексов молекул Ф во внеклеточных жидких средах ЦНС [26, 27]. По мнению авторов, именно ГЭБ в конечном счете определяет судьбу таких компонентов пищи как Ф и родственных им растительных фенолов, локализованных в пределах центральной нервной системы.

Остается малоизученной степень преобладания воспроизводимых флавоноидами нейропротекторных эффектов по отношению к окислительному стрессу или — другим механизмам, не связанным с антиоксидантной активностью Ф. Механизмы влияния Ф in vivo обусловлены структурой их молекул (коньюгаты или метаболиты) при поглощении этих соединений стенкой тонкого кишечника [28, 29, 30], а также печенью [31], (см. рис.). Ф и их гликозидные производные претерпевают метаболические превращения в тонком кишечнике и печени при участии следующих ферментов: бета-гликозидаз, глюкуронозил-трансферазы и катехол-0-метил-трансферазы [28, 29, 32]. Действительно, во многих публикациях авторы отмечают наличие метильных, сульфатных и глюкуронидных комплексов Ф в плазме крови и подверженных элиминации с мочой, после применения флавоноид-обогащенных диет [33—36]. Также, отмечена лимитированная биодоступность природных Ф и преобладание 0-метильных и глюкуроидных коньюгатов Ф в циркуляторном русле с выраженной тропностью к мозговым клеткам [1, 8].

Апоптоз и активация апоптозассоциированных белков в процессе гибели нервных клеток

Апоптоз (от греч. "apoptosis" — опадание лепестков цветка или листьев деревьев) представляет собой энерго(АТФ)-зависимый процесс гибели отдельных клеток, протекающий в нормальных и патологически измененных тканях под действием внутриклеточных и внеклеточных стимулов, посредством которого в организме происходит удаление (элиминация) отдельных клонов дифференцирующихся клеток или "излишков" биологического материала [37]. Основными морфологическими признаками апоптоза являются — вакуолизация и конденсация цитоплазмы и хроматина с последующим образованием особых клеточных фрагментов, содержащих остатки ДНК и клеточные органеллы [38]. На биохимическом уровне апоптоз сопровождается: угнетением процесса включения в клетки глюкозы и нуклеозидов; снижением синтеза липидов, белков и АТФ; фрагментацией ДНК в результате активации эндонуклеаз [39]. На молекулярном уровне процесс апоптической гибели представляет собой сложный каскад реакций, связанных с экспрессией генов и белков, ассоциированных с апоптозом, участием протеиназ, протеинкиназ и эндонуклеаз [40]; конечным результатом которого является дезинтеграция клетки с образованием апоптических телец.

Все апоптоз-зависимые факторы условно разделены на две группы:
- действующие на клетки рецептор-опосредованно;
- действующие на клетки независимо от специфических рецепторов [41].

К ним относятся:
- Fas-лиганд, который может индуцировать клеточную гибель как в связанном, так и в состоянии не связанном с плазматической мембраной Т-клеток;
- фактор некроза опухоли (TNF); АРО 2 L/TRAIL 2-лиганд;
- трансформирующий фактор роста (бета-TRF), интерферон и другие цитокины;
- инициаторные каспазы; специфические белки: цитотоксические лектины, интегрины, проапоптические протеины (Arf, IGF, AIF, цитохром С и другие);
- рекомбинантные молекулы семейства Вcl2-подобных белков (Bax, Bid BDNF и другие нейротрофические факторы);
- ДНК-повреждающие (р53-зависимые) агенты;
- стрессовые белки (HSP-70, HSP-47 и др.);
- активные молекулы кислорода (АМК) и — азота (АМА);
- ионизирующее и ультрафиолетовое излучение;
- химиотерапевтические препараты и другие соединения.

В отдельных обзорах [41—45, 76, 99, 100] подробно изложены механизмы действия многих супрессоров и индукторов апоптоза, к числу которых относятся и флавоноиды.

Очевидность возникновения апоптоза в ЦНС была обоснована демонстрацией T. Beck и соавт. [46] фрагментации ДНК в гиппокампальном СА-1 секторе после ишемии, а также (спасающем СА-1 нейроны) эффектом введения больших доз В DNF-белка, после преходящей ишемии переднего мозга. Ряд наблюдений подтвердили участие апоптоза в отсроченной нейрональной смерти при транзиторной ишемической травме мозга и в очаге фокальной церебральной ишемии у животных [47]. Оказалось, что спустя 2 часа после окклюзии средней мозговой артерии и через 24 часа реинфузии в ишемизированном striatum, среди подвергшихся апоптозу клеток — 90—95% составили нейроны, около 5—10% — клетки астроцитарной глии и не более 1% — эндотелиоциты.

С помощью цитоморфологических методов выявлена апоптическая гибель культивируемых in vitro нейроцитов в результате гипоксических влияний [48], глютамат-индуцированной ишемии [49], действия окислительного стресса [50] или донора NO [51]. Показано, что экспрессия р53, Мус и Bax повышается в результате развития транзиторной ишемической атаки у грызунов [52, 53]. Главной мишенью проапоптического действия р53 в нейронах после их острого ишемического повреждения служит ген Apaf 1 [54]. Белок р53 непосредственно активирует его транскрипцию, и в нейронах, лишенных гена Apaf 1, отмечена повышенная выживаемость после воздействия индукторов апоптоза [54]. Индукция экспрессии мРНК Fas и FasL в нейронах поля СА-1 гиппокампа была отмечена также через 24 и 72 ч после глобальной ишемии головного мозга [55]. Поскольку при этом увеличивается уровень Fas-ассоциированного белка FADD и происходит активация каспазы-10, можно предположить важную роль системы Fas/FasL в инициации апоптоза в зоне ишемической травмы мозга.

В нейронах коры головного мозга в ответ на церебральную ишемию активируются и другие известные механизмы, приводящие к апоптозу. Так, в культуре нейроцитов после инициации ишемического стресса зарегистрированы процессы, связанные с циклоспорин-зависимой деполяризацией митохондриальной мембраны, снижением уровня АТФ и повышением концентрации внутриклеточных ионов Са²⁺ [56]. Показано [57], что высокий уровень Са²⁺/кальмодулин-зависимой протеинфосфатазы (кальцинеурин) способствует каспазо-зависимому апоптозу нейронов. Помимо Fas-опосредуемой активацией каспаз-8 и -10 при ишемии головного мозга отмечена активация каспазы-9, которая происходит по механизму, не связанному с действием "лигандов смерти" [58]. В этом случае в инициации апоптоза участвуют митохондрии и белки семейства Bcl-2. При транзиторной (80 мин) фокальной ишемии головного мозга отмечен быстрый переход проапоптического белка Bax этого семейства из цитоплазмы в митохондрии, где он взаимодействует с рецепторами анионных каналов мембраны (VDAC) [59]. В результате инициируется открытие VDAC и выход из митохондрий различных протоплазматических медиаторов. T. Sugawara и соавт. [60] показали, что после 15 минутной тотальной ишемии головного мозга у крыс из митохондрий в цитоплазму нейронов поля СА-1 выходит цитохромС, который (вместе с АТФ) необходим для активации каспазы-9 и последующего каскада биохимических реакций, приводящих к апоптозу нейронов.

Следует отметить, что митохондриальный механизм апоптоза может также активироваться при действии "лигандов смерти", что связывают с функционированием еще одного проапоптического белка семейства Bcl-2-Bid. Как показали A. Gross и соавт. [61], каспаза-8, активированная рецептором Fas, расщепляет неактивный Bid на несколько фрагментов. Образующийся при этом белок р15 Bid проникает из цитоплазмы в мембрану митохондрий, обеспечивая выход цитохромаС и других проапоптических медиаторов. Антиапоптические белки Bcl-2 и Bcl- XL не препятствуют протеолитическому расщеплению белка Bid и его переход в митохондрии [62]. Уже через 4 часа после окклюзии средней церебральной артерии в ткани мозга мышей отмечается протеолиз белка Bid и апоптические изменения ядер нейронов [63].

Наиболее изученным представителем эффекторных каспаз в клетках головного и спинного мозга является каспаза-3, которая активируется в условиях транзиторной мозговой ишемии [64—66]. Субстратами этой каспазы служат белки цитоскелета (ламинин, G-актин, пресенилин), ферменты репарации ДНК и регуляторы клеточного цикла (PARP, pRb), протеиназы (MEKK1, FAK, PAK2) и другие регуляторные белки [67]. Некоторые из них являются внутриклеточными ингибиторами эндонуклеаз. Например, G-актин ингибирует ДНКазу 1, а PARP — Са²⁺/Mg²⁺-зависимую эндонуклеазу [68]. Кроме того, каспаза-3 расщепляет специфический ингибитор каспазо-активируемой ДНКазы САД [69].

Таким образом, протеолиз эффекторными каспазами ингибиторов эндонуклеаз приводит к активации последних, с последующей фрагментацией ДНК нейрона.

Оказалось, что на ранних стадиях развития церебральной ишемии, различные механизмы апоптоза клетки, в том числе чрезмерное повышение уровня внутриклеточного кальция, включают неспецифическую реакцию генома нейрона, вызывающую экспрессию генов раннего реагирования [70]. В тоже время прогрессирование повреждения в области "пенумбры" при фокальной ишемии мозга происходит наряду с увеличением концентрации провоспалительных цитокинов, вследствие недостатка нейротрофических (фактор роста нервов; фактор роста, полученный из головного мозга — BDNF, нейротрофин-3 и др.) агентов [71—73]. Известно, что нейротрофины (регуляторные белки нервной ткани) индуцируют в зрелых нейронах ветвление дендритов (арборизацию) и рост аксонов (спруттинг) в направлении клеток-мишеней. Синаптический спруттинг "реусиление" существующих нейрональных токов и нейротрансмиссии, а также образование новых полисинаптических связей обусловливают пластичность нервной системы и формируют механизмы, участвующие в восстановлении нарушенных патологических функций [74]. В присутствии нейротрофинов генная программа разворачивается по антиапоптозным механизмам, направленным на выживание клетки. В условиях дефицита нейротрофинов и нарушенного белкового синтеза активируются апоптозные гены, реализующие суицидную программу [77].

Иными словами, в организме существует баланс между генетическими программами выживания и смерти клетки, регуляция которого осуществляется, прежде всего, системой трофического обеспечения мозга [75]. Раскрытие механизмов апоптоза предполагает широкие возможности нейропротекторной терапии (в том числе соединениями растительных пищевых продуктов), смысл которой — в управлении процессами выживания и регуляции клеточной гибели [76].

Нейропротекция апоптоза флавоноидами

Особое значение при изучении апоптоза придается возможностям использования в целях терапии (нарушения мозгового кровообращения, нейродегенеративные процессы, заболевания сердечно-сосудистой системы, рак и др.) — торможения или активации этого вида клеточной гибели [44, 76, 77].

Так, общим для всех нейродегенеративных заболеваний является снижение устойчивости нервных клеток к стимуляторам апоптоза — эксайтоаминокислотам, вирусным белкам или ионам кальция. Однако, механизмы индукции апоптоза при различных заболеваниях ЦНС имеют существенные различия [8, 44, 77]. Например, в патогенезе болезни Паркинсона важную роль играет нарушение дыхательной функции митохондрий за счет блокирования митохондриального комплекса. В результате этого в клетках нервной системы происходит снижение содержания АТФ и последующее уменьшение образования глютатиона, который является универсальным антиоксидантом. Следующий этап заболевания характеризуется развитием окислительного стресса, что приводит к активации NMDA-рецепторов, повышенному поступлению ионов кальция в клетку, снижению выживаемости и апоптозу нейронов. Применение агонистов дофаминовых рецепторов и блокаторов бета-моноаминоксидазы повышает жизнеспособность культуры симпатических нейронов, что связывают с активацией экспрессии нейротрофических факторов, ингибирующих апоптоз [78].

В тоже время, в патогенезе бокового амиотрофического склероза принимает участие, по-видимому, несколько факторов. В первую очередь необходимо отметить частую мутацию гена супероксиддисмутазы-1, приводящую к возрастанию содержания в нервной ткани свободных радикалов, а также повышение в ликворе концентрации эксайтоаминокислот и увеличение числа постсинаптических рецепторов к ним [77]. Применение агонистов NMDA-рецепторов снижает уровень апоптоза нейронов, индуцированного глутаматом и аспартатом за счет препятствия действию этих эксайтоаминокислот, и в среднем на 5 лет позволяет повысить выживаемость больных и отдалить их инвалидизацию [79]. Патогенез болезни Альцгеймера до настоящего времени остается мало изученным. Одним из возможных механизмов считается внутриклеточное отложение амилоида-бета и предшественника амилоидного белка АРР (amiloid precursor protein). Не исключено, что апоптоз при болезни Альцгеймера реализуется по механизму ускоренного старения с патологическим накоплением кальция внутри клетки за счет активации NMDA-рецепторов с последующей активацией апоптоз-ассоциированных протеаз-каспаз и гибелью клеток [77].

В последнее время, с учетом роли свободных радикалов в развитии апоптоза нейронов, ведется активный поиск новых веществ среди растительных фенолов, способных препятствовать их токсическому воздействию на клетки. Ранее были описаны цитопротекторные эффекты флавоноидов в реакциях воспаления [3], при заболеваниях сердечно-сосудистой системы [80, 81] и раке [82]. Их влияния обуславливались модуляцией редокс-зависимых функций и кальциевым гомеостазом [83], активностью различных ферментных систем [3], а также пролиферацией, дифференциацией и другими клеточными ответами на действие ряда стимулов [3]. Такое многообразие эффектов обеспечивало выживаемость нейронов в механизмах защиты мозга при развитии апоптоза на фоне повторных ишемических атак [77]. Однако, некоторые эффекты флавоноидов часто оказывались антагонистическими и даже парадоксальными. Например, Ф в качестве антиоксидантов с одной стороны обладали выраженным цитопротекторным действием в развитии окислительным стрессом индуцированных ишемических инсультов и апоптоза нейронов зоны "пенумбры" [18, 19]; с другой — проявляют прооксидантные и проапоптические свойства [84, 85]. Это позволило предположить способность Ф к осуществлению бимодальных реакций [76], проявляющихся в условиях как in vitro, так и in vivo.

Сравнительно недавно было показано, что природный эпикатехин и его метаболит (3-метил эпикатехин) тормозили апоптоз клеток коры и нейронов striatum мозга, индуцированный окислительным (Н₂О₂) стрессом или влиянием окисленных липопротеинов низкой плотности (охLDL) [86, 87]. При этом, оказалось, что метаболит эпикатехина, наряду с повышением активности каспазы-3, обладал более выраженным антиапоптическим действием по сравнению с природными соединениями. Авторы объясняют данные эффекты Ф их функцией активных донаторов водорода. Однако, цитопротекторные эффекты, присущие 0-метилированному эпикатехину, коньюгированному (in vivo) эпикатехину в микстуре и эпикатехину (-5-0-бета-Д и -7-0-бета-Д) — оказались не выраженными и не связанными с активацией каспазы-3 [87]. Данные различия, по-видимому, обусловлены изменением полярности их молекул, а также особенностями их локализации и ретенции в нейронах мозга. Проантоцианидин-содержащий экстракт из косточек винограда также тормозил развитие МоСАР-индуцированного апоптоза нейронов у мышей [88], в результате повышения экспрессии Bcl-2 гена и снижения активности генов (с-myc, p53), ассоциированных с клеточным циклом.

Ф обладают способностью избирательно взаимодействовать с митоген-активированным протеинкиназным (МАРК) сигнальным каскадом, передающим внутри- и внеклеточные сигналы для осуществления реакций межклеточного взаимодействия [89]. Эти реакции включают процессы фосфорилирования ядерных и цитозольных белков, а также активацию факторов транскрипции, модулирующих экспрессию генов. МАРК-каскад, состоящий из цепочки белков, последовательно активирующих процесс фосфорилирования (ингибитор МАРК-киназы, МАРК-киназа и регуляторные МАРК-белки). У животных экспрессированы 3 группы рецепторных МАРК-пептидов, существующих в различных изоформах (экстраклеточные сигналзависимые киназы — ERK-1/2, c-JUN-терминальные киназы-JNK1/2 и р38-каспазы (р38 альфа/бета/гамма/сигма) [89]. Показано, что МАРК-сигнальные пути играют существенную роль в апоптической гибели и выживании нейронов, а также в регуляции процессов клеточной дифференциации и пролиферации [90, 91].

Предложена гипотеза, согласно которой Ф могут осуществлять роль протекторных молекул в большей степени внутри-, чем внеклеточно [92]. Потенциальные механизмы в рамках данной гипотезы изучали на модели апоптоза нейронов, индуцированного oxLDL. Показано, что эпикатехин и 3-0-метилэпикатехин предупреждали развитие oxLDL-индуцированной гибели нейронов striatum мозга, включая ослабление oxLDL-индуцированной активации JNK-каскада и каспазы-3; подтверждая этим, что Ф могут вызывать нейропротекторный эффект путем ослабления процесса активации проапоптической сигнализации в клетке. Оказалось, что обработка Ф oxLDL-нейронов также индуцировала торможение фосфорилирования белка с-jun. Полное ингибирование (in vitro) процесса фосфорилирования c-jun флавоноидами подтвердило высказанное ранее предположение о наличии у полифенолов выраженной антиапоптической активности в нейронах мозга, что, по мнению авторов, требует дополнительных подтверждений [92].

Отдельные авторы оценивали нейропротекторные свойства Ф из листьев чая на модели ишемии/реперфузии мозговой ткани, позволяющей воспроизводить у животных различные патофизиологические особенности дисфункции мозга. J. Hong и соавт. [93, 94] обнаружили, что водно-спиртовый (2%) экстракт из листьев зеленого чая стабилизировал процесс выживания нейронов в пределах обеих полушарий мозга и сокращал количество повторных ишемических атак после нанесения ишемической травмы. Как оказалось, экстракт зеленого чая снижал количество апоптических нейронов в зоне "пенумбры" коры и striatum мозга, а также способствовал улучшению локомоторной активности.

Подтверждения роли потребления Ф зеленого чая в контроле неврологических нарушений при нейродегенеративных заболеваниях были представлены W. Hellenbrand и соавт. [95]. Хотя возможные механизмы при этом далеки от разрешения, однако показано, что Ф зеленого чая обладают протекцией медь-индуцированного дефицита нейронов striatum мозга, а также — окислительным стрессом индуцированного повреждения и апоптоза клеток substantia nigra [96], которые характерны для этиопатогенеза болезни Паркинсона. Несмотря на то, что многие компоненты чайного экстракта позволяют осуществлять протекторные функции, наиболее активные из них (катехин и эпикатехин-галлат) способны самостоятельно (а не в смеси) предупреждать развитие индуцированных ишемией/реперфузией апоптических изменений ядер СА-1-нейронов гиппокампа [23]. При этом эпикатехин-галлат обладает способностью проникать через ГЭБ. Однако, в описанных выше работах не определялась локализация Ф чая в структурах мозга, следовательно, авторы могли только предполагать наличие селективных протекторных функций у исследуемых фенолсодержащих соединений.

Заключение

В многочисленных исследованиях подчеркивалась потенциальная роль фруктовых и овощных диет, а также целого ряда продуктов растительного происхождения в укреплении здоровья, предупреждении возникновения и развития многих заболеваний человека. Оказалось, что наряду с каротиноидами, витаминами и другими природными антиоксидантами, благотворные эффекты пищевых продуктов обусловлены присутствием в них нутриентов-флавоноидов, обладающих выраженной антиоксидантной активностью. Флавоноиды предупреждают возникновение и нейтрализуют действие АМК и АМА путем предотвращения пероксидации липидов и образования хелатных комплексов с металлами. Благодаря фенольной структуре молекулы флавоноиды выступают в качестве скавенджеров свободных радикалов, а также обуславливают механизмы их детоксикации.

Особое место в работе отведено цитопротекторным эффектам флавоноидов. Представлены экспериментальные подтверждения важной роли флавоноидов в предупреждении развития признаков апоптоза нейронов и увеличении васкуляризации ткани мозга после церебральной ишемии в области пенумбры. Показано, что возможным механизмом нейропротекции альтеративных изменений клеток мозга мышей служит ослабление флавоноидами процессов активации проапоптической сигнализации в клетке.

Литература
1. Rice-Evans C.A. Parker L. (Eds. ) Flavonoids in Health and Diseases. —Marcel Dekker, New York, 1997.
2. Чекман І.С. Флавоноїди: клініко-фармакологічний аспект // Фітотерапія в Україні. —2000. —№2. —С. 3—5.
3. Middleton E., Kandaswami C., Theoharides T. The effects of plant flavonoids on mammalian cells: implications for inflammation, heart diseases and cancer // Pharmacol. Rev. -2000. —Vol. 52. —P. 673—751.
4. Bravo L. Poliphenols, chemistry, dietary, sources, metabolism and nutritional significance // Nutr. Rev. —1998. —Vol. 56. —P. 317—333.
5. Ялкут С. М., Циприян В. И. Профилактическое питание в онкологии. Москва: Полиграф Тех Сервис, 2002. —C. 67.
6. Лікарські рослини: Енциклопедичний довідник / Відп. ред. А.М. Гродзинський. —К., 1989. —C. 115.
7. Nakayama T., Yamada M., Osawa T et al. Supression of active oxygen-induced cytotoxicity by flavonoids // Biochem. Pharmacol. —1993. —Vol. 45. —P. 265—267.
8. Contestabile A. Antioxidant strategies for neurodegenerative diseases // Expert Opin. Therapeutic Patentis. —2001. —Vol. 11. —P. 573—585.
9. Halliwell B., Gutteridge (Eds) Free Radicals in Biology and Medicine. —Clarendon Press, Oxford (Uk), 1985. —P. 167.
10. Halliwell B. Reactive oxygen species and the central nervous system // J. Neurochem. —1992. —Vol. 59. —P. 1609—1623.
11. Buttke T.M. Sadstrom P.P. Oxidative — stress as a mediator of apoptosis // Immunol. Todey. —1994. —Vol. 15. —P. 7—14.
12. Stoian J., Oros A., Moldovean E. Apoptosis and free radicals. // Biochem. And Biol. Med. —1996. —Vol. 59. —P. 93—98.
13. Morel I., Cillard P. and Cillard J. Flavonoid — metal interaction in biological systems. In: (Eds) C. Rice-Evans and L. Parcer. Marcel Dekker, New York, 1997. —P. 67—90.
14. Paladini A. C., Marder M. Viola H. et al. Flavonoids and the central nervous system: from forgotten factors to potent anxiolytic compounds // J. Pharm. Pharmacol. —1999. —Vol. 51. —P. 519—526.
15. Wang H., and Joseph J.A. Structure — activity relationships of quercetin in antagonizing hydrogen peroxide — induced calcium dysregulation in PC 12 cells // Free Radic. Biol. Med. —1999. —Vol. 27. —P. 683—694.
16. Shinya K., Kumigami T., Kim J. S. et al. Protective effect of catechin agains betaamyloid toxicity in hippocampal neurons and PC 12 cells // J. Neurochem. —1997. —Vol. 69. —P. 41—42.
17. Dore S., Bastianetto S., Kar S. et al. Protective and rescuing abilities of IGF-1 and some putative free radical scavengers against beta-amyloid toxicity in neurons // Ann. NY Acad. Sci. —1999. —Vol. 890. —P. 356—364.
18. Bastianetto S. Ramassamy C., Dore S. et al. The ginkgo biloba extract (Erb 761) protects hyppocampal neurons against cell death induced by beta-amyloid // Eur. J. Neurosci. —2000. —V. 12. —P. 1882—1890.
19. Ishige K., Schubert D., and Sagara Y. Flavonoids protect neuronal cells from oxidative stress by three distinct mechanisms // Free Radic. Biol. Med. —2001. —Vol. 30. —P. 433—446.
20. Medina J.H., Viola H., Wolfman C. et al. Neuroactive flavonoids: new ligands for the benzodiazepine receptor // Phytomedicine. —1998. —Vol. 5. —P. 235—243.
21. Dekermendjan K., Kahnuberg P., Witt M. R. et al. Structure activity relationship and molecular modeling analysis of flavonoids binding to the benzodiazepine site of the rat brain GABA receptor complex // J. Med. Chem. —1999. —Vol. 42. —P. 4343—4350.
22. Moro S., van Rhee A.M., Sanders L. et al. Flavonoid derivatives as adenosine receptor antagonists: a comparison of the hypothetical receptor binding site based on a comparative field analysis model // J. Med. Chem. —1998. —Vol. 41. —P. 46—52.
23. Suganuma M., Okabe S., Oniyama M. et al. Wide distribution of (H)-epigallocatechin gullate, a cancer preventive ten polyphenol, in mouse tissue // Carcinogenesis. —1998. —Vol. 19. —P. 1771—1776.
24. Tsai T.H., Chen Y.E. Determination of unbound hesperetin in rat blood and brain by microdialysis coupled fo microbore liquid chromatography // J. Food Drug. Anal. —2000. —Vol. 8. —P. 331—336.
25. Peng H.W., Cheng F.C. Huang Y.T. et al. Determination of naringenin and its glucuronide conjugate in rat plasma and brain tissue by hight-performance liquid chromatography // J. Chromatogr. —1998. —Vol. 714. —P. 369—374.
26. Schroder van der Elst J.P., Heide D., Rocos H., et al. Different tissue distribution, elimination and kinetics of thizoxine and conformatial analog, the synthetic flavonoid Emd 49209 in the rat // Endocrinology. —1997. —Vol. 138. —P. 79—84.
27. Schroder van der Elst J.P., Heide D., Rokos H. et al. Synthetic flavonoids cross the placenta in the rat and are found in the fetal brain // Am. J. Physiol. —1998. —Vol. 274. —P. 253—256.
28. Spencer J.P.E., Chowrimoto G., Choudhury R. et al. The small intestine can both absorb and glucuronidate luminal flavonoids // FEBS Lett. —1999. —Vol. 458. —P. 224—230.
29. Kuhule G., Spencer J.P., Schroeter H. et al. Epicatechin and catechin are O-methylated and glucuronidated in the small intestine // Biochem. Biophys. Res. Commun. —2000. —Vol. 227. —P. 507—512.
30. Rice-Evans C., Spencer J., Schroeter H. et al. Bioavailably of flavonoids and potential bioactive forms in vivo // Drug Metab. Drug. Interact. —2001. —Vol. 17. —P. 291—310.
31. CRC Handbook of Mammalian Metabolism of Plant Compounds / Scheline R. R. (Ed.): CRS Press, Boka Raton, 1991. —P. 59.
32. Shimoi K., Okada H., Furugori M. et al. Intestinal absorption of luteolin and luteolin-7-0-b-glucoside in rats and humans // FEBS Lett. —1998. —Vol. 438. —P. 220—224.
33. Okushio K., Suzuki M., Matsumoto N. at al. Identification of epicatechin metabolites and their metabolic fate in the rat // Drug. Metab. Dispos. —1999. —Vol. 27. —P. 309—316.
34. Harada M., Kan Y., Naoki H. et al. Identification of the major antioxidative metabolites in biological fluids of the rat with ingested (+)-catechin and (-)-epicatechin // Biosci. Biotech. Biochem. —1999. —Vol. 63. —P. 973—977.
35. Baba S., Osakabe N., Yasuda A. et al. Bioavailability of epicatechin upon intake of chocolate and cocoa in human volunteers // Free Radic. Res. —2000. —Vol. 33. —P. 635—641.
36. Rechner A.R., Spencer J.P., Kuhule G. et al. Novel biomarkers of the metabolism of caffeic acid derivatives in vivo // Free Radic. Biol. Med. —2001. —Vol. 30. —P. 1213-1222.
37. Wyllie A., Kerr J., Currie A. Cell Death: the significante of apoptosis // Int. Rev. Cytol. —1980. —Vol. 68. —P. 251—306.
38. Фильченков А.А., Абраменко И.В. Апоптоз в патогенезе заболеваний человека. —К.: ДНА, 2001. —120 c.
39. Самуилов В.Д., Олескин А.В., Лагунов Е.М. Программируемая клеточная смерть // Биохимия. —2000. — Т. 65, Вып. 8. —С. 1029—1046.
40. Nicholson D.W., Ali A., Thoraberry N.A. et al. Caspases: killer proteases // Nature. —1995. —Vol. 376. —P. 37—41.
41. Фильченков А.А., Стойка Р.С. Апоптоз и рак. —К.: МОРИОН, 1999. —76 c.
42. Залесский В.Н., Тимченко А.С., Фильченков А.А. Ультрафиолетовое излучение и апоптоз // Журн. АМН Украины. —2002. —T. 8, №2. —C. 250—268.
43. Залесский В.Н., Гавриленко Т.И., Фильченков А.А. Апоптоз при ишемии и реперфузии миокарда // Врач. дело. —2002. —№1. —С. 8—15.
44. Залесский В.Н., Фильченков А.А. Перспективы патогенетически обоснованного применения модуляторов апоптоза в качестве нейро-, кардио-, гепато- и нефроцитопротекторов // Совр. проблемы токсикологии. —2003. —№4. —C. 64—70.
45. Залесский В.Н., Великая Н.В. Механизмы цитотоксических эффектов активных молекул кислорода и развитие апоптоза // Совр. проблемы токсикологии. —2002. —№1. —С. 11—17.
46. Beck T., Lindholm D., Castren E., and Wree A. Brain-derived neurotrophic factors protects against cell damage in rat // J. Cereb. Blood Flow. Metab. —1994. —Vol. 14. —P. 689—692.
47. Chopp M., Li Y. Apoptosis in focal cerebral ischemia // Acta Neurochir. —1996. —Vol. 66. —P. 21—26.
48. Walton M., Connor P., Lawlor P. et al. Neuronal death and survival in two models of hypoxic-ischemic brain damage // Brain Res. Rev. —1999. —Vol. 29. —P. 137—168.
49. Iadecola C., Alexander M., Cerebral ischemia and inflammatory // Curr. Opin. Neurol. —2001. —Vol. 14. —P. 89—94.
50. Love S. Oxidative stress in brain ischemia // Brain Pathol. —1999. —Vol. 9. —P. 119—131.
51. Toku K., Tanaka H., Yano H. et al. Microglial cells prevent nitric oxide-induced neuronal apoptosis in vitro // J. Neurosci. Res. —1998. —Vol. 53. —P. 415—425.
52. Antonawich F.J., Krajewski S., Reed J.C. Bcl-xl/ Bux interaction after transient global ischemia // J. Cereb. Blood. Flow Metab. —1998. —Vol. 18. —P. 882—886.
53. Mc Gahan L., Hakim A.M. Hippocampal Myc and p 53 expression following transient global ischemia // Mol. Brain. Res. —1998. —Vol. 56. —P. 133—145.
54. Fortin A., Cregan S.P., Mc Laurin J.G. APAF 1 is a key transcriptional target for p53 in regulation of neuronal cell death // J. Cell. Biol. —2001. —Vol. 155. —P. 207—216.
55. Jin K., Graham S.H., Mao X. Fas (CD 95) may mediate delayed cell death in hippocampal CA 1 sector after global cerebral ischemia // J. Cereb. Blood. Flow Metab. —2001. —Vol. 21. —P. 1411—1421.
56. White J.R., Reynolds I.J. Mitochondrial depolarization in glutamate stimulated neurons: An early signal specific to excitotoxin exposure // J. Neurosci. —1996. —Vol. 16. —P. 5688—5697.
57. Asai A., Qin J., Narita Y. et al. High level calcineurin activity predisposes neuronal cells to apoptosis // J. Biol. Chem. —1999. —Vol. 274. —P. 3450—3458.
58. Cao G., Minami M., Pei W. et al. Intracellular Bax translocation after transient cerebral ischemia: implications for a role of the mitochondrial apoptosis signaling pathway in ischemic neuronal death // J. Cereb. Blood. Flow Metab. —2001. —Vol. 21. —P. 321-333.
59. Nutt L.K., Chandra J. Bax-mediated Ca mobilization promotes cytochrome c release during apoptosis // J. Biol. Chem. —2002. —Vol. 277. —P. 20301—20308.
60. Sugawara T., Noshita N., Leven A. et al Overexpression of copper/zinc superoxide dismutase in transgenic rats protects vulnerable neurons against ischemic damage by blocking the mitochondrial pathway of caspase activation // J. Neurosci. —2002. —Vol. 22. —P. 209-217.
61. Gross A., Yin X.M., Wang K. et al. Caspase cleaved BID targets mitochondria and is required for cytochrome c release, while Bcl-xl prevents this release but not tumor necrosis factor-R 1/Fas death // J. Biol. Chem. —1999. —Vol. 274. —P. 1156—1163.
62. Plesnila N., Zinkel S., Le D. A. et al. BID mediates neuronal cell death after oxygen/glucose deprivation and focal cerebral ischemia // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. —2001. —Vol. 98. —P. 15318—15323.
63. Lin X.H., Kwon D., Schielke G.P. et al. Mice deficient in interleukin-1 converting enzyme are resistant to neonatal hypoxic-ischemic brain damage // J. Cereb. Blood. Metab. —1999. —Vol. 19. —P. 1099—1109.
64. Kang S.L., Wang S., Hara H. et al. Dual role of caspase-11 in mediating activation of caspase-1 and caspase-3 under pathological condition // Cell. Biol. —2000. —Vol. 149. —P. 613—622.
65. Kuida K., Zheng T., Na S. et al. Decreased apoptosis in the brain and premature lethality in CPP 32-deficient mice // Nature. —1996. —Vol. 384. —P. 386—372.
66. Harrison D.S., Medhurst A B.S., Bond B.C. et al. The use of quantidative RT-PCR to measure m RNA expression in rat model of focal ischemia-caspase-3 as a case study // Mol. Brain res. —2000. —Vol. 75. —P. 143—149.
67. Springer J.E., Azbill R.D., Knapp P.E. Activation of the caspase-3 apoptotic cascade in cerebral injury // Nat. Med. —1999. —Vol. 5. —P. 943—946.
68. Henning R., Ryan C.A., Salvessen G.S. Reprieval from execultion: the molecular basis of caspase inhibition // TIBS. —2002. —Vol. 27. —P. 94—101.
69. Sakahira H., Ewary M., Nagata S. Cleavage of CAD inhibitor in CAD action and DNA degradation during apoptosis // Nature. —1998. —Vol. 391. —P. 96—99.
70. Wang X., Yue T.L. Barone F.C. et al. Concominant cortical expression of TNF-alpha and IL-1 beta m RNAs follows early response gene expression in transient // Mol. Chem. Neuropathol. —1994. —Vol. 23. —P. 103—114.
71. Chen C.C., Manning A.M. TNF-beta 1, IL-4 differentially endothelial cells // Cytokine. —1996. —Vol. 8 (1). —P. 158—165.
72. Issazadeh S., Lorentzen J.C., Mustafa M.I. et al. Cytokines in relapsing experimental autoimmune encephalomyelitis in DA rats: persistent of m RNA expression of proinflammatory cytokines and absent expression // J. Neuroimmunol. —1996. —Vol. 69 (1—2). —P. 103—115.
73. Nakajima Y., Mori A., Maeda T. Morphological investigation of the neuroprotective effects of graded hypothermia after diverse periods of global cerebral ischemia in gerbils // Brain Res. —1997. —Vol. 765 (1). —P. 113—121.
74. Kang H., Shuman E.M. Long-lasting neurotrophin-induced enhancement of synaptic transmission in the adult hyppocampus // Science. —1995. —Vol. 267. —P. 1658—1662.
75. Аммарин Н.П. Стукалов П.В. Нейрохимия. —М.: Изд-во Инс. биомед. химии РАМН, 1996. —286 с.
76. Залесский В.Н., Великая Н.В. Антиапоптические, проапоптические и антитоксические реакции молекул флавоноидов — растительных фенолов // Проблеми харчування. —2003. —№1. —С. 38—43.
77. Yuan J., and Yancuer B. Apoptosis in the nervous system // Nature. —2000. —Vol. 407. —P. 802—809.
78. Zhang Y., Dawson V.L., Dawson T.M. Oxidative stress and genetics factors in the pathogenesis of Parkinsonўs disease // Neurobiol. Dis. —2000. —Vol. 7. —P. 240—250.
79. Eisen A., Krieger C. Pathogenic mechanisms in sporadic amiotrophic lateral sclerosis // Can. J. Neurol. Sci. —1993. —Vol. 20. —P. 286—296.
80. Hertog M., Feskens E., Hollman P. et al. Dietary antioxidant flavonoids and the risk of coronary heart disease // Lancet. —1993. —Vol. 342. —P. 1007—1011.
81. Hirvonen T., Pietinen P., Virtanen M. et al. Intake of flavonols and flavonones and the risk of coronary heart disease in male smokers // Epidemiology. —2000. —Vol. 12. —P. 62—67.
82. Gramaglia A., Loi G., Mongioj V., Baronzio G. Increased survival in metastatic patients treated with stereotactic radiotherapy, omega three fatty acids and bioflavonoids // Anticancer Res. —1999. —Vol. 19. —P. 5583—5586.
83. Yule D.L., Rim E.T., Williams J.A. Tyrosine kinase inhibitors attenuate capacitive Ca influx in rat pancreatic acinar cells // Biochem. Biophys. Res. Commun. —1994. —Vol. 202. —P. 1697—1764.
84. Chan F.L., Choi H.K., Chen Z.Y. et. al. Induction of apoptosis in prostate cancer cell lines by a flavonoid, baicalin // Cancer Lett. —2000. —Vol. 160. —P. 219—228.
85. Wenzel H., Kuntz S., Brendel M. et al. Dietary flavone is a potent apoptosis inducer in human colon carcinoma cells // Cancer Res. —2000. —Vol. 61. —P. 3823—3831.
86. Schroeter H., Williams R., Matin R. et al. Phenolic antioxidants attenuate neuronal cell death following up take of oxidized low-density lipoprotein // Free Radic. Biol. Med. —2000. —Vol. 29. —P. 1222—1233.
87. Spencer J.P., Schroeter H., Crossthwaithe A.J. et al. Contrasting influences of glucuronidation and O-methylation of epicatechin on hydrogen peroxide induced cell death in neurons and fibroblast // Free Radic. Biol. Med. —2001. —Vol. 31. —P. 1139—1146.
88. Bagchi D., Bagchi M., Stohs I. et al. Cellular protection with proanthocyanidins derived from grape seeds // Ann. N. Y. Acad. Sci. —2002. —Vol. 957. —P. 260—270.
89. Kong A., Yu R., Chen C. et al. Signal transduction events elicited by natural products, role of MAPK and caspase pathways in homeostatic response and induction of apoptosis // Arch. Pharm. Res. —2000. —Vol. 23. —P. 1—16.
90. Davis R.J. Signal transduction by the JNK Group of MAP kinases // Cell. —2000. —Vol. 109. —P. 239—252.
91. Mielke K., Herdegen T. JNK and p38 stress kinases-degenerative effectors of signal transduction-cascades in the nervous system // Prog. Neurobiol. —2000. —Vol. 61. —P. 45—60.
92. Schroeter H., Spencer J.P., Rice-Evans C. et al. Flavonoids protect neurons from oxidized low-density lipoprotein-induced apoptosis involving JNK, c-jun, and caspase-3 // Biochem. J. —2001. —Vol. 358. —P. 547—557.
93. Hong J., Ryu S., Kim H. et al. Neuroprotective effect of green tea extract in experimental ischemia-reperfusion brain injury // Brain Res. Bull. —2000. —Vol. 53. —P. 743—749.
94. Hong J., Ryu S., Kin H. et al. Protective effect of green tea extract on ischemia/reperfusion-induced brain injury in Mongolian gerbils // Brain Res. —2001. —Vol. 888. —P. 11—18.
95. Hellenbrand W., Boeing H., Robra B. et al. Diet and Parkinsonўs disease: a possible role for the past intake of specific nutrients // Neurol. —1996. —Vol. 47. —P. 644—650.
96. Lin A., Chyi B., Wu L. et al. The antioxidative property of green tea against iron-induced oxidative stress in rat brain // Chin. J. Physiol. —1998. —Vol. 41. —P. 189—194.
97. Inanami O., Watanabe Y., Synto B. et al. Oral administration of catechin protects against ischmia-reperfusion-induced neuronal death in the gerbil // Free Radic. Res. —1998. —Vol. 29. —P. 359—365.
98. Lee S., Suh S., and Kim S. Protective effects of green tea polyphenol (-) epigallocatechin gallate against hippocampal neuronal damage after transient global ischemia in gerbils // Neurosci. Lett. —2000. —Vol. 287. —P. 191—194.
99. Залесский В.Н., Великая Н.В. Механизмы апоптоза при заболеваниях печени // Совр. прол. токсикол. —2002. —№4. —С. 27—32.
100. Фильченков А.А., Залесский В.Н. Апоптоз кортикальных нейронов при развитии ишемических инсультов // Нейрофизиология. —2002. —Т. 34, №6. —С. 468—484.