НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ИНСТИТУТ БИОХИМИИ

Л. И. НЕФЁДОВ

^Таурин

биохимия,

фармакология,

медицинское применение

Гродно 1999

УДК 577.112.386

Нефёдов Л.И. ТАУРИН (биохимия, фармакология и

медицинское применение). 1У1н.: , 1999.

145с.

В книге представлены современные литературные данные, а также результаты собственных экспериментальных и клинических исследований по биохимии, фармакологии и медицинскому применению таурина (2-аминоэтансульфоновой кислоты) — продукта превращений серусодержащих аминокислот, относительно незаменимого нутриента и высокоактивного эндогенного регулятора метаболических процессов, эффективного средства целенаправленной коррекции и терапии широкого спектра патологических состояний, обладающее радиопротекторным, антиоксидантным, мембраностабилизирующим, нейроэффекторным, гепато- и кардиопротекторным действием на функциональные системы организма.

Значительная часть представленных в книге результатов получена при выполнении заданий VI раздела Государственной научно-технической программы 43.01.р. "Создать новые эффективные лекарственные препараты на основе аминокислот и их производных" для их производства на Гродненском заводе медпрепаратов, в процессе реализации которых создан и зарегистрирован новый эффективный отечественный лекарственный препарат "таурин".

Рассчитана на биохимиков, фармакологов, физиологов, медиков-практиков и экспериментаторов, а также студентов и аспирантов медико-биологического профиля.

Табл. 35, Ил. 31, Библиогр.: 236 .

Научный редактор академик И.Д.Волоховский

Рецензенты:

Чиркин А.А., д-р мед. наук, проф.

Дубовик Б.В.., д-р мед. наук, проф.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 6

Глава 1. Основные физико - химические, токсикологические и фармакологические характеристики таурина 9

Глава 2. Биосинтез, транспорт и катаболизм таурина 17 глава 3. Биологическая активность таурина 26

3.1. Мембраностабилизирующий и антиокидантный эффекты, антиатерогенное, кардио-, радио- и гепатопротекторное действие 26

3.2. Влияние таурина на процессы формирования фонда свободных аминокислот и их производных в плазме крови и периферических тканях 75

3.2.1. Недостаточность таурина 75

3.2.1.1 Формирование фонда нейроактивных аминокислот и биогенных аминов в отделах головного мозга при недостаточности таурина 85

3.2.2. Избыточное поступление таурина 88

1. Однократное парентеральное введение 88

2. Длительное парентеральное введение 90

3. Длительное субконъюктивальное введение 97

3.3. Нейрэффекторное действие таурина и процессы формирования фонда нейроактивных аминокислот и биогенных аминов в головном мозге 103

3.3.1 Парентеральное введение таурина 103 3.3.2. Субконъюнктивальное введение таурина 109

Глава 4. Клинические аспекты применения таурина 114

Глава 5. Механизмы регуляторных эффектов и стратегия использования l-аминокислот и их производных в качестве эффективных средств метаболической терапии и новых лекарственных препаратов 132

ЛИТЕРАТУРА 142

Принятые в тексте сокращения:

ос-ААК (ос-ААА) а-аминоадипиновая кислота

Р-Ала (р-А1а) р-аланин

АЛТ (ALT) аланинаминотрансфераза (КФ 2.6.1.2)

АРУЦ (ВСАА)

ACT (AST) ГАМК (GABA) ГВК (HVA)

ГДГ (GDH) ГК (GAA) ДА(БА)

ДОФУК (DOPAC) ЗА (NEAA) ИДГ(ШН) КА

сх-КГ (2-OG) а-КГД (2-OGD) МДГ (MDH) МК (LA) Моч (Urea) МОФЭГ (MHPG) МОТА (3-МТ) НА (ЕАА) 5-ОИУК (5-HIAA) 5-ОТА (5-НТ) 5-ОТ (5-НТР) ПК (РА) ПДГ (PDH) CCA (SCA) Три (Тгр) ЦНС (CNS) Цис (Cys) Цтн (Ctn) Цтр (Ctr) ФЭА (PEA) ЭА (ЕА) А(Е)

ААК(ААА)

GSH GSSG

NE

NH,

SAM

а, -р-АМК (а, -р-АВА)а,-Р-аминомасляная кислота

аминокислоты с разветвленной углеводородной

цепью (валин, лейцин, изолейцин)

аспартатаминотрансфераза (КФ 2.6.1.1)

у-аминомасляная кислота

З-метокси-4-оксифенилуксусная (гомованилиновая)

кислота

глутаматдегидрогеназа (КФ 1.4.1.2)

глюкогенные аминокислоты

3,4-диоксифенилэтиламин (дофамин)

3,4-диоксифенилуксусная кислота

заменимые аминокислоты

изоцитратдегидрогеназа (КФ 1.1.1.42)

кетогенные аминокислоты

2-оксоглутаровая кислота

а-кетоглутаратдегидрогеназа(КФ.1.2.4.2.)

малатдегидрогеназа (КФ 1.1.1.37)

лактат (молочная кислота)

мочевина

З-метокси-4-оксифенилэтиленгликоль

3-метокситирамин

незаменимые аминокислоты

5-оксииндолуксусная кислота

5-окситриптамин (серотонин)

5-окси-Ь-триптофан

пируват (пировиноградная кислота)

пируватдегидрогеназа (КФ.1.2.2.2.)

серусодержащие аминокислоты

L-триптофан

центральная нервная система

цистин

цистатионин

цитруллин

фосфоэтаноламин

этаноламин

1Ч-метил-р-(3,4-диоксифенил)-р-оксиэтиламин (адреналин)

ароматические аминокислоты (фенилаланин,

тирозин)

восстановленный глутатион

окисленный глутатион

Р~(3,4-диоксифенил)-р-оксиэтиламин

(норадреналин)

аммиак

S-аденозил-Ь-метионин

SAH S-аденозил-Ь-гомоцистеин

Таи (Таи) 2-аминоэтансульфоновая кислота (Таурин)

т, с митохондриальная или цитоплазматическая форма

ферментов

ВВЕДЕНИЕ

Таурин (Таи, 2-аминоэтансульфоновая кислота, H2N-CH2-CH2-SO3H) является конечным продуктом метаболизма серусодержащих аминокислот и их производных (глутатиона, метионина, цистеина, цистина) у млекопитающих. Кроме того, в организм Таи поступает с пищей животного происхождения и является для человека относительно незаменимым нутриентом [1].

Таи обладает радиопротекторным, антиоксидантным, мембраностабилизирующим действием, является тормозным нейромодулятором, проявляет гепато- и кардиопротекторные, антиаритмические и нормотензивные свойства [2-4].

Имеется достаточное число работ, демонстрирующих широкий спектр эффектов фармакологически активных доз этого соединения [5-9]. Однако до сих пор не исследованы регуляторные механизмы влияния Таи в концентрациях, сравнимых с эндогенными, на метаболические процессы, опосредующие реализацию его биологического действия, в частности, на процессы формирования фонда свободных аминокислот и родственных соединений, в том числе — биогенных аминов, на энергозависимые реакции промежуточного обмена, обмен нейромедиаторов. Невыясненными остаются также метаболические последствия недостаточности Таи в организме.

Продемонстрировано, что эндогенная концентрация Таи является информативным показателем при патологических состояниях, сопровождающихся развитием метаболического дисбаланса (как клинических, так и воспроизведенных в эксперименте). Это позволяет предположить, что часть известных эффектов Таи опосредуется влиянием на процессы синтеза de novo и деградации свободных серусодержащих аминокислот, системы антиоксидантной защиты, функционирование транспортных систем, а также патогенетически обосновать рациональность его применения для коррекции метаболического дисбаланса [10].

Свойства этого соединения позволяют использовать лекарственные препараты на его основе как эффективные средства при поражениях печени [11-17], патологии сердечно-сосудистой системы [18-22], заболеваниях центральной нервной системы [23-25] катарактах и глаукоме [26], сахарном диабете [27], интоксикациях, а также наркоманиях и алкоголизме [28]. Кроме того, учитывая высокую степень

нутриентной незаменимости этого соединения, оправдана необходимость введения Таи в состав продуктов питания, в первую очередь — детского [29-31].

Поэтому на сегодняшний день существует более чем достаточно предпосылок, обосновывающих актуальность фундаментальных исследований и прикладных разработок для дальнейших испытаний био­логической активности и выяснению механизмов действия этого соединения, а также показаний и способов его применения в медицинской практике.

Значимость таких исследований для народного хозяйства определяется их основной целью, заключающейся в определении научно обоснованных показаний и способов применения Таи для целенаправленной метаболической коррекции и терапии широкого спектра заболеваний и патологических состояний, включая прямо или косвенно связанные с воздействием неблагоприятных экологических факторов, в том числе ионизирующей радиации. Дальнейшее осмысление полученных результатов и развитие исследований в этом направлении требуют широкого обсуждения.

В настоящей книге представлены современные литературные сведения, а также результаты собственных 15 летних экспериментальных и клинических исследований по биохимии, фармакологии и медицинскому применению Таи, ставшие основой для регистрации и внедрения в фармацевтическую промышленность нового эффективного отечественного лекарственного препарата гепато- и радиопротекторного действия "таблетки таурина", которому свойственны практически полное отсутствие побочных эффектов, возможность длительного приёма, усиления полезных эффектов других лекарств и препятствие проявлению их побочного действия, а также адаптогенные эффекты в отношении вредных факторов окружающей среды.

Исследования в этой области выполнены в нами Институте биохимии НАН Беларуси в сотрудничестве с Институтом физико-органической химии НАНБ, а также с институтами МЗ РБ (Минский, Гродненский и Витебский мединституты) в рамках реализации заданий Государственной научно-технической программы "Лекарственные препараты". Поэтому изложенный материал представляет интерес не только для научных работников, но и практических врачей, специалистов в области технологии и производства лекарственных

препаратов а также студентов и аспирантов медико-биологического профиля.