Н. С. Бендерский*, О. М. Куделина, Е. В. Ганцгорн, А. В. Сафроненко
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации,
пер. Нахичеванский, д. 29, г. Ростов-на-Дону, 344022, Россия
Оригинал статьи доступен по ссылке: ЧИТАТЬ СТАТЬЮ
Обзор посвящен одной из фундаментальных задач фармакологии, а именно — поиску и созданию новых лекарственных веществ, которые способны проявлять максимальное терапевтическое действие, при этом оказывая минимальные нежелательные реакции в организме. В последние годы во всем мире растет интерес к группе природных органических соединений на основе гумусовых веществ (ГВ), которые обладают широким спектром биологических свойств и активно применяются в животноводстве, сельском хозяйстве и ветеринарии. Опираясь на результаты химико-биологических исследований, можно предположить, что ГВ могут найти свое применение и в различных
областях медицины.
Многочисленные исследования доказывают, что ГВ обладают кардиопротекторными,антиоксидантными, противоопухолевыми, антибактериальными, противовирусными, противогрибковыми, антиаллергическими, мембранотропными, гепатопротективными и противовоспалительными свойствами. Помимо этого, они могут стимулировать активность обменных процессов и оказывать влияние на специфическую и неспецифическую резистентность организма. При этом данные литературы указывают на то, что ГВ нетоксичны и не оказывают тератогенного, эмбриотоксического, мутагенного или канцерогенного воздействий.
Фульвовая кислота (ФК), будучи одним из представителей класса ГВ, относится к группе гумусовых кислот, а ее химические свойства и биологическая активность с точки зрения традиционной медицины являются предметом нашего теоретического исследования. Изучение биологических свойств ФК и создание на ее основе лекарственных препаратов является весьма актуальным и перспективным направлением в современной медицине.
Поиск публикаций осуществлялся по базам Scopus, Web of Science, MedLine, The Cochrane Library, eLIBRARY, PubMed и другим.
Ключевые слова: фульвовая кислота, гумусовые вещества, гумусовые кислоты, гуминовые вещества
Конфликт интересов: авторы заявили об отсутствии конфликта интересов.
Для цитирования: Бендерский Н.С., Куделина О.М., Ганцгорн Е.В., Сафроненко А.В.
Фульвовая кислота — биологически активная добавка или лекарство? Кубанский научный медицинский вестник. 2020; 27(3): 78–91. https://doi.org/10.25207/1608-6228-2020-27-3-78-91
Поступила 05.03.2020
Принята после доработки 02.04.2020
Опубликована 29.06.2020
Фульвовая кислота: история открытия, химическая структура, физико-химические свойства, сведения о токсичности
Легкорастворимые органические соединения почвенного гумуса, обнаруженные в водах минеральных источников шведским химиком Й.Я. Берцелиусом в 1839 году, были названы креновыми (от krene — источник, фонтан) и апо-
креновыми (осадочно-ключевые) кислотами [1]. В 1919 году шведский ученый-химик С. Оден для обозначения легкорастворимых в воде органических соединений взамен терминов «креновые и апокреновые кислоты» ввел термин
«фульвокислоты» (от fulvus — красно-желтый) [2]. Несмотря на то что исследование этих соединений начались в XX веке, стандартизированные методы их получения были освоены лишь в 2015 году. В 2017 году 53 производителя заявили, что они производят данное вещество со степенью очистки ≥95–98%, но только три производителя подтвердили, что им удалось очистить фульвовую кислоту (ФК) от сопутствующих веществ (гуминовых и гиматомелановых кислот, их солей и примесей Fe и Cl), что делает ее пригодной для медицинских исследований (in vitro и in vivo). Однако следует отметить, что переработка и очистка ФК является достаточно дорогостоящим процессом, цена за 1 мг начинается от 59 $ (долларов США).
Биологическая активность ФК во многом обусловлена ее физико-химическими свойствами. ФК со степенью очистки ≥95% зарегистрирована в каталоге CAS (CAS Registry Number) (№ 479-66-3) как химическое вещество с молекулярной формулой С14Н12О8 [3]. Стоит отметить, что молекулярная структура и различные физико-химические параметры ФК зависят как от сырья, так и от степени очистки.
Рис. Структурная формула фульвовой кислоты (479-66-3).
Fig. Structural formula of fulvic acid (479-66-3).
ФК (систематическое название: 1H, 3H-Пирано [4,3-b] [1] бензопиран-9-карбоновая кислота, 4,10-дигидро-3,7,8-тригидрокси-3-метил-10-оксо-; молекулярный вес 308,24 г/моль) — вещество с высокой реакционной способностью [4], содержащее большое количество функциональных групп COOH. Является органическим кислотным редокс-полимером, который способен «обменивать» или переносить электроны со вступающими с ним в контакт молекулами и реакционными ионами (рис.) [5, 6].
Общая кислотность фульвокислот составляет 900–1400 мэкв/100 г, что значительно выше, чем таковой показатель у гуминовых кислот — 400–870 мэкв/100 г [6]. ФК представляет собой высокомолекулярную азотсодержащую органическую кислоту, имеющую в своем составе различные функциональные группы, включая ароматические кольца и фенольные гидроксильные, кетонкарбонильные, хинонкарбонильные, карбоксильные и алкоксильные группы, способные к химическим взаимодействиям.
Фракция, растворимая в воде, щелочах и кислотах, способная образовывать растворы, имеющие кислую реакцию, и концентрированные водные растворы. Является уникальным природным полиэлектролитом, обладает высокой комплексообразующей способностью с одно- и двухвалентными катионами. ФК образует водорастворимые соли с трехвалентными катионами, может выпадать в осадок или образовывать водорастворимые комплексные соединения.
Будучи хелирующим агентом, или хелатом (от лат. chela — клешня), ФК способна вступать в реакцию с ионами металлов путем образования координатной связи с одним или несколькими атомами органического соединения. В окислительно-восстановительных реакциях ФК может выступать в качестве донора и акцептора электронов, что во многом определяет ее буферные свойства [7]. Между ГК и ФК установлено генетическое единство, они имеют сходное строение молекул, но различаются по содержанию ароматических и алифатических групп [8, 9]. ФК отличается от ГК более светлой окраской, меньшим содержанием углерода, большим содержанием кислородсодержащих функциональных групп, большей степенью окисленности и гидрофильности [10]. С позиций коллоидной химии раствор ФК представляет собой свободнодисперсную агрегативно-устойчивую систему, мало зависящую от концентрации, величины водородного показателя (pH) и ионной силы раствора. Д.С. Орлов считает, что в природе ФК возникает в результате кислотного и/или щелочного гидролиза органических веществ, входящих в состав биокосных тел, т.е. ФК представляет собой природный артефакт.
Исследования токсичности ФК, проведенные J.J. Gandy et al. (2012), показали безопасность данного вещества в дозе до 400 мг/кг массы тела, что соответствует 4 классу опасности [11].
Во многих странах мира, в том числе и Российской Федерации, производят пищевые добавки и биологически активные добавки (БАД), содержащие комплексы гуминовых, фульвовых и гиматомелановых кислот с витаминно-минеральными добавками (в виде коллоидных растворов, капсул, спрея, тоника и т.д.). Стоит отметить, что в настоящее время отношение специалистов к БАДам далеко не однозначно. Их эффективность сложно предсказать, так как по ним не проводится обязательных для лекарственных средств доклинических и клинических исследований. Доказанная токсикологическая безопасность БАДа при его сомнительной эффективности и обоснованности применения — далеко не такое уж безобидное явление. Часто лечение БАДами приводит к осложнениям и летальным исходам, перед которыми медицина становится бессильной. При этом в медицинской практике критически важное значение имеет фактор упущенного времени при лечении сердечно-сосудистых, онкологических, иммунодефицитных, инфекционных и прочих заболеваний.
Современная наука рассматривает субстанцию ФК как экспериментальное средство для изучения ее биологической активности и фармакологических свойств для разработки лекарственных препаратов на ее основе. На сегодняшний день накоплена большая информативная база, позволяющая сделать определенные выводы относительно применения ФК в медицинской практике, но говорить о ней как о лекарственном веществе все же преждевременно.
Противовирусная, антибактериальная и противогрибковая активность
ФК способна проявлять антибактериальные и противогрибковые свойства, а также оказывать влияние на репликацию и связывание вирусов с клетками хозяина, это подтверждается в работе J. Dekker et al. (2003) [12].
Вышеуказанное исследование проводилось в условиях in vivo на ряде известных патогенов с использованием 25,4% раствора ФК и 4,5% крема на основе ФК. Результаты этого анализа представлены в таблицах 1–4.
Таблица 1. Антимикробная активность 25,4% раствора оксифульвокислоты (J. Dekker, 2003)
Table 1. Antimicrobial activity of 25.4% oxifulvic acid solution (J. Dekker, 2003)
Таблица 2. Противомикробная активность 4,5% крема оксифульвокислоты (J. Dekker, 2003)
Table 2. Antimicrobial activity of 4.5% oxifulvic acid cream (J. Dekker, 2003)
Таблица 3. Влияние оксифульвокислоты на связывание вирусов с клетками-хозяина (J. Dekker, 2003)
Table 3. Impact of oxifulvic acid on virus-host cell binding (J. Dekker, 2003)
Таблица 4. Влияние оксифульвокислоты на репликацию вирусов (J. Dekker, 2003)
Table 4. Impact of oxifulvic acid on viral replication (J. Dekker, 2003)
Приведенные данные подтверждают, что ФК проявляет некоторую степень бактерицидной и/или бактериостатической активности в отношении некоторых из тестируемых микроорганизмов даже в виде крема. Предотвращает связывание шести экспериментальных вирусных культур в дозе 1,87 и 3,75 мг/мл, тогда как репликация вируса подавляется при концентрациях от 0,468 и 3,75 мг/мл. Ограниченное ингибирование репликации вируса было отмечено при концентрации 0,103 мг/мл в случае ротавируса обезьян SA11.
Данная информация подтверждается работой C.E.J. Van Rensburg et al. (2000), в которой исследовалось действие оксифульвовой кислоты на рост патогенных микроорганизмов [13]. Оксифульвовую кислоту растворяли в воде до концентрации 240 г/л и далее разводили в сердечно-мозговом инфузионном бульоне. Результаты данного исследования представлены в таблице 5.
Таблица 5. Активность оксифульвовой кислоты против восьми микробных патогенов in vitro (C.E.J. Van Rensburg, 2000)
Table 5. In vitro activity of oxifulvic acid against eight microbial pathogens (C.E.J. Van Rensburg, 2000)
Как видно из представленных в таблице данных, все исследуемые микроорганизмы были чувствительны к ФК при ее концентрации 15 г/л, а S. faecalis и K. pneumoniae проявляли чувствительность к концентрации до 5 г/л (табл. 5).
В этих исследованиях также было продемонстрировано, что оксифульвовая кислота оказывала положительный эффект при местном лечении пиотравматического дерматита у животных, а также ингибировала контактную гиперчувствительность у мышей. При остром и/или субхроническом применении 5,3% крема на основе оксифульвовой кислоты у экспериментальных животных не отмечалось токсического воздействия.
Также ФК способна проявлять свои бактерицидные и бактериостатические свойства как в режиме монотерапии, так и в режиме комбинированной терапии. Ряд исследований подтверждают ее эффективность при комбинированной терапии с колистином, меропенемом, оксациллином, гентамицином, флуконазолом и амфотерицином B [14–16]. Это говорит о том, что ФК обладает синергическим действием. Стоит отметить, что ФК в комбинации с флуконазолом и амфотерицином B продемонстрировала высокую эффективность против устойчивых к данным препаратам Candida spp.
Результаты исследований позволяют предположить, что ФК обладает антибактериальными свойствами, а также оказывает влияние на репликацию и связывания вирусов с клетками хозяина. Она может быть эффективным
и безопасным средством для лечения различных заболеваний бактериальной, вирусной и грибковой этиологии.
Иммуномодулирующие свойства
Иммунная система является неотъемлемой частью здоровья человека и очень сложным саморегулирующимся, самообучающимся и многоуровневым комплексом. Она обеспечивает защиту от генетически чужеродных веществ эк-
зогенного и эндогенного происхождения.
Одной из наиболее интересных особенностей ФК является ее иммуномодулирующая способность. Она может оказывать как провоспалительный эффект, так и противовоспалительный, усиливает неспецифическую и специфическую
резистентность иммунитета.
В исследовании И. Щепоткина и соавт. (2003) отмечено, что ФК может усиливать продукцию активных форм кислорода (АФК) и оксида азота (NO) в мышиных перитонеальных макрофагах, которые являются важной составляющей
для уничтожения патогенов системой АФК-зависимого сигналинга, которая регулирует клеточные процессы (клеточное деление, дыхание и др.), а также бактерицидное действие, активирующее иммунные реакции лейкоцитов. Помимо этого, авторы указывают, что ФК может активировать изолированные макрофаги. Баланс между репродукцией АФК и уровнем антиоксидантной системы имеет большое значение в поддержании клеточного редокс-статуса, который играет важную роль в таких процессах, как синтез ДНК, экспрессия генов, ферментативная активность [17].
Данная информация подтверждается работой R.G.P.T. Jayasooriya et al. (2016), в которой оценивалась иммуномодулирующая способность ФК, а именно продукция NO в клетках RAW 264.7. В ходе исследования было отмечено, что ФК повышала экспрессию белка и мРНК индуцибельной NO-синтазы, усиливала ДНК-связывающую активность ядерного транскрипционного фактора NF-kB. Предполагается, что ФК индуцирует активность NF-kB в целях активации синтеза
мРНК индуцибельной NO-синтазы и NO в клетках RAW 264.7 [18].
Провоспалительный эффект
Ряд исследований указывает на то, что ФК способна ускорять заживление язвенных дефектов и ран вследствие усиления процессов пролиферации фибробластов и активации тканевой гиалуронидазы [19].
Местное применение ФК также оказывает тормозящее действие на синтез интерлейкинов и простагландинов. R. Sabi et al. (2012) описывают, что местное применение этого вещества на раневую поверхность, инфицированную золотистым стафилококком, может уменьшить ее размеры, останавливая, таким образом, прогрессирование инфекции. Помимо этого, наблюдалось уменьшение размера ран, инфицированных резистентными к антибиотикам патогенами [20].
Данная информация подтверждается исследованием Y. Zhao et al. (2015), в котором оценивалась эффективность заживления ранений, инфицированных метициллин резистентным золотистым стафилококком и синегнойной палочкой. Результаты показали, что на третий день после заражения повышенная регуляция провоспалительного цитокина интерлейкина-6 (IL-6) была значительно ослаблена, а на 6-й и 10-й дни на обеих моделях, обработанных ФК, наблюдалось ускоренное заживление ран. Исходя из этого, можно предположить, что ФК обладает бимодальным эффектом, который не только подавляет иммунную систему, но и стимулирует ее [21].
Противовоспалительные и антиаллергические свойства
Аллергия и астма, наряду с другими нарушениями, могут быть связаны с гиперреактивностью клеток иммунной системы. Исследования указывают, что ФК может выступать как противовоспалительное средство, способное уменьшать
высвобождение провоспалительных медиаторов из клеток.
Исследование, проведенное P. Yamada et al. (2007), показало, что ФК уменьшает высвобождение гистамина и β-гексозаминидазы в IgE-сенсибилизированных тучных и базофильных клетках. Также при введении ее в дозе 200 мкг/мл снижается экспрессия фактора некроза опухоли альфа (TNF-α) после воздействия липополисахарида в дифференцированных моноцитах человека (U937). Также она снижает секрецию циклооксигеназы II и простагландина Е2 после стимуляции гомоцистеина в первичных моноцитах человека [22].
Данная информация подтверждается исследованием H. Motojima et al. (2011), в котором изучалось влияние ФК на аллергическую реакцию немедленного типа и ее возможные механизмы действия в базофильных клетках KU812
после активации их форболмиристатацетатом (20 нмоль/л–1), а также кальциевым ионофором A23187 (1 мкмоль/л–1). Ингибирующее действие ФК на дегрануляцию в ионофор-стимулированных базофильных клетках KU812 оценивали
с помощью анализа высвобождения гистамина. Было выяснено, что она значительно снижала высвобождение гистамина в клетках KU812 при концентрациях 0,1–10,0 мкг/мл–1. Для выяснения механизмов подавления дегрануляции
клеток после ее применения был проведен анализ ДНК-микрочипов с целью определения генов, которые дифференциально экспрессируются в ответ на ФК в ионофор-стимулированных клетках KU812. В итоге было получено, что из 201 гена в ДНК-чипе, предварительно обработанных ФК в течение 15 минут, обнаружено: 28 генов с повышенной экспрессией; 173 гена с пониженной; в 71 гене было обнаружено более чем 2-кратное изменение экспрессии; 16 генов
(BMP2, BMP6, IL13, FLT3, GBP3, CCL11, INHBC, IL12RB1, L13RA1, ITGAM, ITGA2/CD49b, MAPK8, MS4A2, IRF8, SELL и TNFRSF6/Fas) были значительно подавлены. В результате было выявлено, что ФК влияет на экспрессию генов, которые были вовлечены в трансдукцию сигнала, взаимодействие цитокин-цитокинового рецептора, иммунный ответ, молекулы клеточной адгезии и ответ рецептора β-субъединицы IgE [23].
Таким образом, полученные результаты доказывают, что ФК может быть полезна при лечении или профилактике аллергических заболеваний и оказывать противовоспалительный эффект.
Антиоксидантные свойства и влияние на свободно-радикальное окисление
В здоровом организме процесс свободнорадикального окисления (СРО) находится под строгим контролем многокомпонентной антиоксидантной системы, которая превращает радикалы в малоактивные соединения. В условиях патологии процессы свободнорадикального окисления могут приобретать неконтролируемый, цепной характер. При этом неконтролируемые свободнорадикальные реакции и избыточное накопление свободных радикалов могут привести к повреждениям здоровых клеток.
ФК, являясь природным антиоксидантом, реагирует с обоими отрицательно и положительно заряженными неспаренными электронами и нейтрализует свободные радикалы, а также принимает участие в окислительно-восстановительных реакциях с переходными металлами.
Ряд исследований указывают на то, что ФК оказывает эффект на СРО. Исследование, проведенное Y. Gao et al. (2017), подтверждает антиоксидантные способности ФК. В течение 60 дней проводилось исследование по кормлению вьюна (начальный вес 6,2 ±0,1 г) для определения влияния пищевых добавок на основе ФК на пищеварительную активность кишечника, антиоксидантную активность, активность ферментов и состав микрофлоры вьюна.
В ходе данной работы наблюдалось увеличение экспрессии каталазы, супероксиддисмутазы и восстановленного глутатиона, а также снижение маркеров перекисного окисления липидов [24].
Данная информация нашла свое подтверждение в исследовании T.S. Shikalgar et al. (2018), где также было отмечено снижение маркеров перекисного окисления липидов и повышение уровня восстановленного глутатиона, каталазы
и супероксиддисмутазы [25].
N.C. Rodríguez et al. (2011) обнаружили, что ФК способна изолировать супероксидные радикалы и другие АФК за пределами клетки [26]. Внутри клетки ФК может расцеплять цепи переноса электронов в митохондриях печени, что связано со снижением продукции АФК [27].
Также данные свойства подтверждаются работой S.K. Bhattacharya (1995), в которой оценивалось влияние ФК на стрептозотоцин-индуцированный сахарный диабет 2-го типа. В ходе эксперимента было выяснено, что ФК ослабляла гипергликемический эффект, вызванный стрептозотоцином и повышала активность супероксиддисмутазы. Полученные данные свидетельствуют о том, что она препятствовала свободнорадикальному повреждению β-клеток
поджелудочной железы за счет повышения активности супероксиддисмутазы [28]. Данные результаты позволяют предположить, что ФК уменьшает прогрессирование сахарного диабета и помогает в его лечении.
Кардиопротекторные свойства
В исследованиях T.S. Shikalgar, N.S. Naikwade (2018) рассматривалась кардиопротекторная активность ФК при изопреналиновой кардиотоксичности. В данном исследовании крысы линии Wistar были разделены на пять групп: чистая,
контрольная, с применением ФК в дозе 100, 200 и 300 мг/кг. Изопреналин 85 мг/кг вводили на 29-й и 30-й день в период исследования всем, кроме контрольной группы. ФК вводилась соответствующим группам 1 раз ежедневно в течение 30 дней, в последний день исследования животных анестезировали для регистрации ЭКГ и АД (путем канюлирования сонной артерии), собирали кровь из сонной артерии и оценивали АСТ, ЛДГ и МВ-креатинкиназу. Изопреналин вызывает повреждение сердца, что проявляется изменением сывороточных сердечных маркеров, антиоксидантных маркеров, ЭКГ и гемодинамики. Эти изменения были предотвращены благодаря применению ФК в дозе 300 мг/кг. По итогам исследования был сделан вывод, что применение ФК в течение 4 недель защищает сердце от кардиотоксичности в результате введения изопреналина [25].
Регенерация тканей
Ионы ФК активно влияют на способности клеток к здоровому росту, регенерации и делению. Регенерация клеток дермы улучшает чистоту и упругость кожных покровов. Восстановление костной ткани препятствует развитию остеопороза и способствует укреплению скелета. Сокращается период реабилитации после операционных вмешательств и длительных хронических заболеваний [29, 30].
Данный эффект подтверждается работой W. Schlickewei et al. (1998), в которой рассматривалась эффективность применения ФК при трансплантации костного материала. В исследовании использовался метод пропитывания
низкомолекулярной ФК костного имплантата. После данной процедуры костный имплантат приобретал остеокондуктивные свойства и становился «направляющей линией» для отложения новой костной ткани. Выполненная трансплантация без ФК не дала видимых признаков регенерации в течение эксперимента [31].
Транспортные и детоксикационные свойства
ФК, имея низкий молекулярный вес и малый молекулярный размер, обладает высокой комплексообразующей способностью. Благодаря своим структурным особенностям она проявляет как хелатные, так и адъювантные свойства (от
лат. adjuvant — помогающий, поддерживающий).
Это вещество способно не только переносить макро- и микроэлементы сквозь клеточную мембрану, но также может повышать биодоступность некоторых лекарственных веществ. Данное свойство позволяет ей реализовать потенциал
всех питательных веществ, которые мы потребляем. Адъювантные и хелатные свойства ФК позволяют ввести в организм человека необходимые микро- и макроэлементы в активной (ионной) форме [32, 33].
Исследования с применением ФК на модели вывернутого кишечника крысы показали увеличение абсорбции кальция (в диапазоне от 22 до 140%), магния (от 6 до 22%), железа (II) (от 1 до 178%) и цинка (от 105 до 541%) в зависимости
от кишечного отдела (табл. 6). Исходя из результатов исследования К. Willis (2015) [34], можно сказать о том, что ФК оказывает положительный эффект на организмы с дефицитом микроэлементов.
Таблица 6. Степень поглощения микроэлементов при воздействии ФК на различные отделы кишечника (К. Willis, 2015)
Table 6. Impact of FA on micronutrient absorption rate in diff erent segments of the intestine (К. Willis, 2015)
Помимо улучшения абсорбции микроэлементов, ФК опосредует доставку лекарственных веществ. Исследование на модели «вывернутого мешка» крысы с применением противосудорожного препарата карбамазепина (КБЗ) показало,
что при введении комплекса КБЗ + ФК (1:2) абсорбция через «вывороченный мешок» увеличивалась вместе с концентрацией КБЗ в плазме крови [35].
Важно отметить, что ФК может не только транспортировать питательные и лекарственные вещества, но и связать обнаруженные ионы тяжелых металлов и следовать с ними по системам вывода токсинов из организма в течение того
времени, сколько занимает процесс распада хелата. Выведение ионов тяжелых металлов из организма под действием хелатирующих лигандов называется хелатотерапией.
Антипролиферативные и противоопухолевые свойства
Рак является одной из ведущих причин смерти во всем мире. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), смертность от онкологических заболеваний занимает второе место после заболеваний сердечно-сосудистой системы. Ряд исследований указывает на то, что ФК может проявлять противоопухолевые и антипролиферативные свойства.
В исследовании S.K. Aydin et al. (2017) оценивалось влияние ФК на различные раковые клетки. В течение 48 и 72 часов клетки (Hep3B, HT29 и PC3) обрабатывали различными концентрациями ФК, пролиферацию оценивали с помощью
МТТ-теста. В ходе исследования было выяснено, что она ингибировала пролиферацию всех используемых клеточных линий. Также было обнаружено, что клетки Hep3B оказывали наибольшую чувствительность для 48-часового применения при IC50 = 1,58–2,43 мкг/мкл. Стоит отметить, что на фоне ее применения также значительно повышалась регуляция апоптотических генов на уровне мРНК по сравнению с необработанной контрольной группой [36, 37]. Схожий эффект наблюдался и в работе R.G.P.T. Jayasooriya et al. (2016) В ходе исследования также отмечалось, что ФК усиливала гибель различных раковых клеток, таких как Hep3B, LNCaP и HL60, и индуцировала апоптоз клеток фибросаркомы MCA-102 [18].
Данная информация подтверждается работой К. Pant et al. (2015), в которой оценивались противоопухолевые и антипролиферативные свойства ФК. В ходе эксперимента клетки Huh7 обрабатыва ли различными концентрациями ФК (10–1000 мкг/мл) в течение 24 часов. Результаты оценивали с помощью MTT-анализа и Tunel-анализа. МТТ-анализ продемонстрировал дозозависимое ингибирование пролиферации клеток. В концентрации 1000 мкг/мл ФК ингибировала пролиферацию на 73,23%, а в концентрации 500 и 200 мкг/мл — на 56,4 и 45,36% соответственно. Продукция NO также продемонстрировала дозозависимый эффект. При концентрации 1000 мкг/мл наблюдалось увеличение продукции на 45,59%, а при концентрации 500 и 100 мкг/мл — на 26,17 и 24,04% соответственно. Также с помощью Tunel-анализа было обнаружено усиление апоптоза и увеличение повреждения ДНК с увеличением концентрации ФК [38].
Выводы
Учитывая многогранность химических, физиологических и биохимических эффектов фульвовой кислоты, можно резюмировать, что она обладает выраженным адъювантным действием; антивирусной, антибактериальной, иммуномодулирующей и антиоксидантной активностью; проявляет про- и противовоспалительный, противоаллергический, обменно-трофический эффекты; обладает кардиопротекторными, детоксикационными, антипролиферативными и противоопухолевыми свойствами; оказывает влияние на свободнорадикальные реакции, является органическим электролитом и повышает активность супероксиддисмутазы.
Исследование гуминовых веществ и их составляющих, в частности фульвовой кислоты, представляет собой перспективное направление современной медицины, что, возможно, позволит на основе экологически чистых органических
веществ воссоздать такой класс лекарственных средств, как биогенные стимуляторы сочетанного действия.
Источник финансирования
Авторы заявляют об отсутствии спонсорской поддержки при проведении исследования.
The authors declare that no funding was received for this research.
Список литературы
1. Hänninen K. Historical and current progress in understanding the origin and structure of humic substances. Chemistry and Ecology. 2010; 26(2): 1–11. DOI: 10.1080/02757540.2010.494158
2. Zherebtsov S., Ismagilov Z. Effect of the alkylation of brown coal and peat on the composition and properties of humic acids isolated from them. Solid Fuel Chemistry. 2012; 46(6): 339–351. DOI: 10.3103/s0361521912060146
3. Fulvic acid. United States Environmental Protection Agency; 2020 [процитировано 15.01.2020]. Доступно: https://iaspub.epa.gov/sor_internet/registry/substreg/searchandretrieve/advancedsearch/external-Search.do?_type=CASNO&p_value=479-66-3
4. Попов В.И., Зеленков В.Н., Теплякова Т.В. Биологическая активность и биохимия гуминовых веществ. Часть 2. Медико-биологический аспект (обзор литературы). Вестник Российской академии естественных наук. 2016:16(5): 9–15.
5. Попов А.И., Зеленков В.Н., Теплякова Т.В. Биологическая активность и биохимия гуминовых веществ. Часть 1. Биохимический аспект (обзор литературы). Вестник Российской академии естественных наук. 2016; 16(1): 11–18.
6. Boguta P., Sokołowska Z. Interactions of humic acids with metals. Acta Agroph. Monographiae. 2013; 2: 1–113.
7. Xi B., Tang Z., Jiang J., Tan W., Huang C., Yuan W., Xia X. Responses of the electron transfer capacity of soil humic substances to agricultural land-use types. RSC Adv. 2018; 8(57): 32588–32596. DOI: 10.1039/c8ra04278k
8. Schellekens J., Buurman P., Kalbitz K., Zomeren A.V., Vidal-Torrado P., Cerli C., Comans R.N. Molecular Features of Humic Acids and Fulvic Acids from Contrasting Environments. Environ. Sci. Technol. 2017; 51(3): 1330–1339. DOI: 10.1021/acs.est.6b03925
9. Eshwar M., Srilatha M., Rekha K.B., Sharma S.K. Characterization of Humic Substances by Functional Groups and Spectroscopic Methods. Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci.2017; 6(10): 1768–1774. DOI: 10.20546/ijcmas.2017.610.213
10. Klučáková M. Size and Charge Evaluation of Standard Humic and Fulvic Acids as Crucial Factors to Determine Their Environmental Behavior and Impact. Front Chem. 2018; 6: 235. DOI: 10.3389/fchem.2018.00235
11. Gandy J.J., Meeding J.P., Snyman J.R., van Rensburg C.E.J. Phase 1 clinical study of the acute and subacute safety and proof-of-concept effi cacy of carbohydratederived fulvic acid. Clin. Pharmacol. 2012; 4: 7–11. DOI: 10.2147/CPAA.S25784
12. Fulvic acid and its use in the treatment of various conditions. WIPO Patentscope; 2003 [обновлено 27.05.2003; процитировано 15.01.2020]. Доступно: https://patentscope.wipo.int/search/ru/detail.jsf?docId=US39913094
13. van Rensburg C.E., van Straten A., Dekker J. An in vitro investigation of the antimicrobial activity of oxifulvic acid. J. Antimicrob. Chemother. 2000; 46(5): 853. DOI: 10.1093/jac/46.5.853
14. Fulvic acid in combination with fl uconazole or amphotericin b for the treatment of fungal infections. WIPO Patentscope; 2012 [обновлено 02.02.2012; процитировано 15.01.2020]. URL: https://patentscope.wipo.int/search/ru/ detail. jsf?docId=US73482353
15. Fulvic acid and antibiotic combination. WIPO Patentscope; 2011 [обновлено 25.08.2011; процитировано 15.01.2020]. Доступно: https://patentscope.wipo.int/search/ru/detail.jsf?docId=US73333719
16. Fulvic acid and antibiotic combination for the inhibition or treatment of multi-drug resistant bacteria. WIPO Patentscope; 2015 [обновлено 29.01.2015; процитировано 15.01.2020]. Доступно: https://patentscope.wipo.int/search/ru/detail.jsf?docId=US130253547
17. Schepetkin I.A., Khlebnikov A.I., Ah S.Y., Woo S.B., Jeong C.S., Klubachuk O.N., Kwon B.S. Characterization and biological activities of humic substances from mumie. J. Agric. Food. Chem. 2003; 51(18): 5245–5254. DOI: 10.1021/jf021101e
18. Jayasooriya R.G.P.T., Dilshara M.G., Kang C.H., Lee S., Choi Y.H., Jeong Y.K., Kim G.Y. Fulvic acid promotes extracellular anti-cancer mediators from RAW 264.7 cells, causing to cancer cell death in vitro. Int. Immunopharmacol. 2016; 36: 241–248. DOI: 10.1016/j.intimp.2016.04.029
19. Kinoshita H., Kinoshita M., Takahashi A., Yuasa S., Fukuda K. Effect of fulvic acid on ultraviolet induced skin aging: The effect of fulvic acid on fi broblasts and matrix metalloproteinase. Nishinihon Journal of Dermatology. 2012; 74(4): 427–431. DOI: 10.2336/nishinihonhifu.74.427
20. Sabi R., Vrey P., van Rensburg C.E. Carbohydrate-derived fulvic acid (CHD-FA) inhibits carrageenan-induced infl ammation and enhances wound healing: efficacy and toxicity study in rats. Drug. Dev. Res. 2011; 73(1): 18–23. DOI: 10.1002/ddr.20445
21. Zhao Y., Paderu P., Delmas G., Dolgov E., Lee M.H.,Senter M., et al. Carbohydrate-derived fulvic acid is a highly promising topical agent to enhance healing of wounds infected with drug-resistant pathogens. J. Trauma. Acute. Care. Surg. 2015; 79 (4 Suppl 2): S121–S129. DOI: 10.1097/TA.0000000000000737
22. Winkler J., Ghosh S. Therapeutic potential of fulvic acid in chronic infl ammatory diseases and diabetes. J. Diabetes. Res. 2018; 2018: 5391014. DOI:10.1155/2018/5391014
23. Motojima H., O Villareal M., Han J., Isoda H. Microarray analysis of immediate-type allergy in KU812 cells in response to fulvic acid. Cytotechnology. 2011; 63(2):181–190. DOI: 10.1007/s10616-010-9333-6
24. Gao Y., He J., He Z., Li Z., Zhao B., Mu Y., et al. Effects of fulvic acid on growth performance and intestinal health of juvenile loach Paramisgurnus dabryanus (Sauvage). Fish. Shellfi sh. Immunol. 2017; 62: 47–56. DOI: 10.1016/j.fsi.2017.01.008
25. Shikalgar T.S., Naikwade N.S. Evaluation of cardioprotective activity of fulvic acid against isoproterenol induced oxidative damage in rat myocardium. International Research Journal of Pharmacy. 2018; 9(1): 71–80. DOI: 10.7897/2230-8407.09111
26. Rodríguez N.C., Urrutia E.C., Gertrudis B.H., Chaverri J.P., Mejía G.B. Antioxidant activity of fulvic acid: A living matter-derived bioactive compound. Journal of Food Agriculture and Environment. 2011; 9(3): 123–127.
27. Vašková J., Veliká B., Pilátová M., Kron I., Vaško L. Effects of humic acids in vitro. In Vitro Cellular & Developmental biology. Animal. 2011; 47(5–6): 376–382. DOI: 10.1007/s11626-011-9405-8
28. Bhavsar S.K., Thaker A.M., Malik J.K. Chapter 51 — Shilajit. In: Gupta R.C. editor. Nutraceuticals: Effi cacy, Safety and Toxicity. Academic Press/Elsevier. 2016: 707–716. DOI: 10.1016/B978-0-12-802147-7.00051-6
29. Ермагамбет Б.Т., Кухар Е.В., Нургалиев Н.У., Касенова Ж.М., Зикирина А.М. Эффективное применение гуминовых препаратов (на основе гуматов) в животноводстве и ветеринарии. Достижения науки и образования. 2016; 10–11: 16–19.
30. Aslantürk Ö.S., Çelik T.A., Sönmez Y.M. Investigation of Antioxidant and In Vitro Wound Healing Activity of Fulvic Acid. Journal of the Institute of Science and Technology. 2019; 9(3): 1316–1326. DOI: 10.21597/jist.509971
31. Schepetkin I.A., Xie G., Jutila M.A., Quinn M.T. Complementfi xing activity of fulvic acid from Shilajit and other natural sources. Phytother Res. 2009; 23(3): 373–384. DOI: 10.1002/ptr.2635
32. Аввакумова Н.П., Кривопалова М.А., Фомин И.В., Жданова А.В. Некоторые особенности функционально-группового состава гумусовых кислот пелоидов. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2010; 11:
24–28.
33. Кривопалова М.А., Аввакумова Н.П., Жданова А.В. Гумусовые кислоты пелоидов как перспективные адсорбционные средства. Национальная Ассоциация Ученых. 2015; 9–4(14): 56–57.
34. Szabó J., Vucskits A.V., Berta E., Andrásofszky E., Bersényi A., Hullár I. Effect of fulvic and humic acids on iron and manganese homeostasis in rats. Acta. Vet. Hung. 2017; 65(1): 66–80. DOI: 10.1556/004.2017.007
35. Mirza M.A., Ahmad N., Agarwal S.P., Mahmood D., Anwer M.K., Iqbal Z. Comparative evaluation of humic substances in oral drug delivery. Results Pharma. Sci. 2011; 1(1): 16–26. DOI: 10.1016/j.rinphs.2011.06.001
36. Huang W.S., Yang J.T., Lu C.C., Chang S.F., Chen C.N., Su Y.P., Lee K.C. Fulvic Acid Attenuates ResistinInduced Adhesion of HCT-116 Colorectal Cancer Cells to Endothelial Cells. Int. J. Mol. Sci. 2015; 16(12): 29370–29382. DOI: 10.3390/ijms161226174
37. Jayasooriya R.G.P.T., Dilshara M.G., Kang C.H., Lee S., Choi Y.H., Jeong Y.K., Kim G.Y. Fulvic acid promotes extracellular anti-cancer mediators from RAW 264.7 cells, causing to cancer cell death in vitro. Int. Immunopharmacol. 2016; 36: 241–248. DOI:10.1016/j.intimp.2016.04.029
38. Pant K., Gupta A., Gupta P., Ashraf A., Yadav A., Venugopal S. Anti-proliferative and anticancer properties of fulvic acid on hepatic cancer cells. Journal of Clinical and Experimental Hepatology. 2015; 5: S2. DOI: 10.1016/j.jceh.2015.07.005
