Микроэлементы в производстве пищевых продуктов гипогликемического действия

Результаты клинических научных исследований, посвященных роли макро- и микроэлементов в патогенезе сахарного диабета 2-го типа, убедительно показывают положительную роль макро- и микроэлементов для людей с инсулинорезистенцией и диабетом. Сахарный диабет является патологическим состоянием, при котором происходит дисбаланс эссенциальных макро- и микроэлементов. Дефицит в крови Mg2+, Zn2+ , Cr, V способствует прогрессированию заболевания, нарушению реологических свойств крови, а недостаточность V, Mn, Se и избыток Сu провоцируют усиление процессов перекисного окисления и развитие поздних осложнений сахарного диабета [1].

Ванадий и его соединения обладают повышенной токсичностью. Поэтому, врачи попеременно подтверждали или опровергали его положительную роль как компонента питания. Лишь в 1974 г. впервые лабораторные исследования показали, что ванадий является катализатором окислительно-восстановительных процессов, а также ингибитором и регулятором рибонуклеазы, АТФазы, аденилатциклазы, протеинкиназы, глюкозо-6-фосфатазы [9], 2,3-бисфосфо-глицератфосфатазы [10] и других ферментов. Ванадий уменьшает синтез холестерина в клетках печени и снижает содержание в крови триглицеридов, ускоряя их метаболизм. Необходимое содержание ванадия в мозговой ткани поддерживает эластичность сосудов и препятствует развитию атеросклероза, что соответственно предотвращает риск гепертензии и сердечнососудистых заболеваний.

Ванадий обладает канцеропротекторным действием, регулирует кроветворный процесс, формирует костный скелет и предотвращает развитие кариеса. Ванадий оказывает действие на некоторые функции глаз, печени, почек, миокарда, нервной системы [1].

Известны несколько валентных форм ванадия: пятивалентный ортованадат и четырёхвалентный ванадил, которые образуют комплексы с трансферрином или гемоглобином, стабилизируя последние против оксидативного стресса. Получены результаты, что четырехвалентные соединения ванадия значительно менее токсичны и обладают большей биологической активностью, чем пятивалентные. Этот факт объясняется действием глутатиона, когда при проникновении в клетку ванадат 5-валентный переходит в ванадил- 4-х валентное состояние [2].

В 1979 году появилось первое сообщение о системе in vitro с ванадием, которая приводит к эффектам, сходными с действием инсулина [8]. Затем было установлено, что ряд соединений, а именно, органические соли ванадия, хрома, селена, молибдена и вольфрама имитируют эффекты инсулина. Среди них наиболее хорошо изучена биологическая роль ванадия и хрома [7]. Возможность применения ванадийсодержащих соединений пациентами с диабетом I и II типа позволит снизить дозу инъекций инсулина и сахаропонижающих препаратов, что предполагает перспективу обходиться впоследствии без них [11].

Инсулиноимитирующее действие по регуляции метаболизма липидов и углеводов in vitro и in vivo проявляют обе биологически активные формы ванадия (ванадат и ванадил), которые стимулируют проникновение и захват глюкозы клетками организма, способствуют синтезу гликогена, препятствуют процессу глюконеогенеза в печени [9], ингибируют липолиз [12] и стимулируют липогенез [13], блокируют транспорт аминокислот в тонком кишечнике, повышая его в скелетной мышце. Но, в отличие от инсулина, соединения ванадия не влияют на распад и синтез белков [13].

Сотрудниками НИИ биомедицинской химии РАМН, ГНИЦ ПМ МЗ РФ на экспериментальной диабетической модели in vivo изучено содержание глюкозы, гликированного альбумина ГА (%), гликированного гемоглобина HbAlc (%) , активность глюкокиназы, АСТ, АЛТ и амилазы при длительном применении ортованадата и ванадил-сульфата. Исследовались диабетические крысы - самцы линии Вистар с искусственно вызванным диабетом и уровнем гликемии выше 19 ммоль/л. Обнаружено, что как при длительном применении ортованадата, так и ванадилсульфата происходит нормализация исследуемых параметров, но при введении ванадил-сульфата инсулиноподобный эффект был более выражен.

Результаты эксперимента, представленные в таблице 1, оказались более чем убедительными и очевидными: соединения ванадия в различной степени корректируют содержание глюкозы крови и другие показатели углеводного обмена.

Таблица 1 - Содержание глюкозы, гликированных белков, активность ферментов крови нормальных и диабетических крыс, получавших различные соединения ванадия [5]

Примечание. *Р < 0,01, **P<0,05 по отношению к ванадил-сульфат.

Данный факт представляет возможным использование соединений ванадия, в большей степени наименее токсичного ванадил-сульфата, для производства функциональных продуктов питания, которые согласно ГОСТ Р 54059-2010. Продукты пищевые функциональные. Ингредиенты пищевые функциональные. Классификация и общие требования"

относятся к классу А – эффект метаболизма субстрата, группы II- эффект метаболизма углеводов – поддержание уровня глюкозы в крови. Учитывая тот факт, что белковая пища является антагонистом ванадия [3], дальнейшими направлениям работы будут являться исследования и разработка углеводной функциональной продукции с низким гликемическим индексом.