Опухоли, ревматоидный артрит, астма, гипертония, ишемия сердца, ишемическое поражение сосудов головного мозга и др. Эти заболевания объединяет тяжелое течение и единая природа некоторых патологических процессов. Например, при ишемии (нарушении кровоснабжения) сосудов головного мозга после восстановления кровотока может случиться ухудшение состояния пациента. В медицине это называется реперфузионный синдром.

Дело в том, что после кислородного голодания при высокой концентрации кислорода появляется большое число недоокисленных форм свободных радикалов, в результате действия которых в организме накапливаются токсичные продукты, начинающие разъедать клетки мозга. Чтобы остановить этот процесс, необходима нейтрализация свободных радикалов.

Безусловно, природа позаботилась о нас и предусмотрела существование антиоксидантов, способных остановить атаку свободных радикалов. Стрессы, большие нагрузки, плохая экология могут активизировать свободные радикалы, но с пищей в организм поступают антиоксиданты и сглаживают влияние неблагоприятных факторов.

Антиоксидант в переводе – «антиокислитель». Окисление – это, по сути, взаимодействие с кислородом. По причине окисления яблоко темнеет на срезе, железо ржавеет, опавшие листья гниют. Подобное происходит и в нашем организме.

Так в чем же суть действия антиоксидантов?

Действия пары «свободный радикал – антиоксидант» разворачиваются вокруг клеточной мембраны. Основу клеточной мембраны составляют липиды (фосфолипиды, холестерин). На поверхности мембраны располагаются белки, они могут выполнять роль ферментов, каналов, рецепторов, транспорта. Еще один компонент – углеводы. Они способствуют наружному полисахаридному покрытию мембраны, что в значительной степени обеспечивает реакцию на химические сигналы и межклеточное взаимодействие.

Нарушение целостности мембраны влечет за собой повреждение и всех ее «жителей», а значит, белки и углеводы, расположенные на мембране, не могут выполнять своих функций. Что в итоге приводит к гибели клетки.

Известно несколько механизмов повреждения мембраны. Перекисное окисление (самоокисление) липидов – один из них, и его роль наиболее изучена. Свободные радикалы запускают окислительные процессы; как следствие, появляются токсичные продукты окисления, губительно действующие на мембрану.

В зависимости от того, какие важные жизненные процессы приостанавливаются и в каких органах это происходит, возникают и разные патологии. Например, окисление липопротеидов низкой плотности в клетках артериальной стенки – один из факторов хронического заболевания артерий, атеросклероза.

Внутри каждого человека функционирует антиоксидантная система, борющаяся на протяжении жизни со свободными радикалами. Антиоксидантная система противостоит чрезмерной активности радикалов, но не всегда срабатывает.

Первым этот процесс описал советский физикохимик Николай Николаевич Сёменов в открытой им в 1928 году теории разветвленных цепных реакций. Тогда же он показал радикальный механизм цепного процесса, обосновал все основные его черты (малая величина энергии активации, сохранение и увеличение числа свободных валентностей, роль стенок сосуда и примесей в обрыве цепи и т. д.). Это открыло широкие перспективы для управления химическими процессами.

Открытие было масштабным, применение его в экономике трудно переоценить. Так, стало возможным стабилизировать топливо, сохранять механические свойства каучука и свежесть продуктов питания. Как следствие – экономическая революция на мировом топливном рынке, в нефтехимии и пищевой промышленности. Не случайно за разработку теории цепных реакций академик Семёнов (вместе с британцем Сирилом Норманом Хиншелвудом) в 1956 году был удостоен Нобелевской премии по химии, став первым советским нобелевским лауреатом по химии.

Следующим этапом стало применение теории в изучении биологических процессов. Предположение о том, что свободные радикалы могут быть причастны к развитию патологий в организме человека, впервые высказал ученик Семёнова – Николай Маркович Эмануэль (физикохимик, будущий академик, ведущий специалист в области кинетики и механизма химических реакций ).

В 1957 году молодой ученый предположил, что при размножении раковых клеток важную роль играют свободнорадикальные механизмы. Как следствие, он и его коллеги начали работать над поиском синтетических антиоксидантов, или, как они их называли, ингибиторов, которые смогли бы остановить рост опухоли.

Потребовалось провести много фундаментальных исследований, чтобы развить это предположение и доказать, что свободные радикалы и антиоксиданты принимают участие в самых разных процессах человеческого организма.

В итоге было синтезировано несколько препаратов, которые применялись для лечения опухолей: дибунол, нитрозометилмочевина, рубоксил.

Первым антиоксидантным препаратом стал дибунол, он был синтезирован из представителя фенолов – ионола, который уже широко применялся для стабилизации каучука, а также пищевых жиров.

Очевидцы потом рассказывали, что фармакологи смеялись, когда им впервые рассказали о синтетических актиоксидантах. Шутка ли – лечить людей веществами, которые добавляют в резиновые покрышки!

Благодаря возможности нейтрализовывать свободные радикалы и прерывать цепные реакции с участием свободных радикалов 5%-й линимент дибунола поначалу использовался для лечения рака и папилломатоза мочевого пузыря, затем показания были расширены: например, лекарство применялось при обморожениях, в качестве наружного противоожогового и противовоспалительного средства, а также при лечении некоторых видов рака, лучевых и трофических поражений кожи и слизистых оболочек и т. д.

Другой фенольный антиоксидант – пробукол – применялся для профилактики атеросклероза. Имеются данные, что пробукол угнетает ранние стадии синтеза холестерина в печени, увеличивает секрецию желчных кислот, повышает катаболизм липопротеинов низкой плотности.

Немаловажную роль во внедрении антиоксидантов в клиническую практику сыграл отечественный фармаколог Михаил Давыдович Машковский, благодаря которому в фармакопее появился раздел: «Антигипоксанты и антиоксиданты».

Первые синтетические антиоксиданты в принципе решили задачу остановки свободнорадикальных процессов. Но они были жирорастворимые и не могли в случае острой необходимости быстро доставляться к проблемному очагу. Требовались вещества, которые растворялись бы воде, чтобы скорее попадать в кровоток. Над их разработкой в начале 1960-х годов стали работать ученые НИИ фармакологии РАМН Леонид Дмитриевич Смирнов и Виктор Иванович Кузьмин.

Как вспоминал профессор Смирнов, в качестве структурного прообраза был взят витамин B₆ и далее синтезирован целый ряд его аналогов, в частности 3-оксипиридин. Первым появился препарат эмоксипин (гидрохлорид метилэтилпиридинола). Он используется в офтальмологии при травматических кровоизлияниях, при поражении сетчатки, в том числе при диабетической ретинопатии.

На этом ученые не остановились и к молекуле эмоксипина «присоединили» янтарную кислоту – так получился мексидол. «Наличие 3-гидроксипиридина в структуре мексидола обеспечивает комплекс его антиоксидантных и мембранотропных эффектов. Наличие сукцината (соли и эфиры янтарной кислоты. – Е. К.) обеспечивает повышение энергетического обмена в клетке», – объясняет особенности состава лекарства в статье «Мексидол: спектр фармакологических эффектов» Татьяна Александровна Воронина, сотрудник НИИ фармакологии им. В. В. Закусова РАМН.

Под руководством советского ученого-фармаколога, доктора медицинских наук, профессора, академика АМН СССР Артура Викторовича Вальдмана был изучен механизм действия препарата, проведены доклинические исследования по токсикологии и фармакокинетике. После успешных клинических исследований лекарство было разрешено для применения. В 2003 году 15 ученых, причастных к созданию и внедрению мексидола в лечебную практику, получили премию правительства РФ в области науки и техники «За создание и внедрение в медицинскую практику антиоксидантных препаратов для лечения и профилактики цереброваскулярных заболеваний».

В инструкции по медицинскому применению мексидола перечислен внушительный список показаний. Здесь и последствия острых нарушений мозгового кровообращения, и черепно-мозговые травмы, и легкие когнитивные расстройства атеросклеротического генеза, и ишемическая болезнь сердца, и др.

Невольно появляется тень сомнения: один препарат не может лечить так много болезней. Однако медики подчеркивают, что антиоксиданты, как правило, используются в комплексной терапии. При этом мексидол – серьезное лекарство, которое может назначить только врач. Дело в том, что при метаболизме тканей необходим стабильный уровень перекисного окисления липидов. Антиоксиданты уравновешивают процесс, приостанавливают чрезмерную активность радикалов. В здоровом организме пара «свободный радикал – антиоксидант» живут в гармонии.

Во время болезни антиоксиданты создают благоприятную почву для лечения – стабилизируют клеточные мембраны за счет стимуляции собственной антиоксидантной системы организма. То есть еще один парадокс: спектр нозологий, при которых применяется лекарство, широкий, но направление узкое – на чрезмерное перекисное окисление липидов.

Может ли такое окисление возникнуть в нейронных клетках? Может. Например, при нарушениях мозгового кровообращения.

На клеточных мембранах есть белки и углеводы, отвечающие за разные жизненно необходимые процессы, в частности за липидный и углеводный обмен. Нарушение обмена сопровождает атеросклероз и сахарный диабет, поэтому антиоксиданты применяют при этих заболеваниях.

Одно из интересных свойств препарата – устранение побочных эффектов других препаратов. «Например, некоторые лекарства, улучшающие мозговое кровообращение, нарушают целостность кровеносных сосудов, проще говоря, оставляют в них дырки, – пояснял Л. Д. Смирнов. – А мексидол эти дырки залечивает. Привыкание к лекарствам – снотворным, нейролептикам, нитритам – тоже возникает из-за повреждения клеточных мембран. Но если принимать эти препараты в сочетании с мексидолом, мембрана окажется под надежной защитой и привыкание не разовьется».

Антиоксиданты могут оказывать и противовоспалительное действие, так как способны блокировать синтез простагландинов и лейкотриенов, которые передают сигналы воспалительного процесса. Наиболее сильно этот эффект проявляется при острых состояниях – при панкреатите, перитоните, артритах.

Причем профессор Смирнов полагал, что его любимый мексидол обладает еще большими возможностями, по сравнению с указанными показаниями в инструкции. Однако для расширения показаний необходимо проведение новых клинических исследований. Но это дорогостоящая и длительная процедура, на которую у разработчиков денег нет.