Orotic acid and prospects for its therapeutic use

Abstract

Recently, orotic acid has been extensively studied by biologists and clinicians. Orotic acid - 2,6-dioxypyrimidine-4-carboxylic acid - is a derivative of pyrimidine, more precisely uracil.

Full Text

В последнее время оротовая кислота тщательно изучается биологами и клини­цистами.

Оротовая кислота — 2,6-диоксипиримидин-4-карбоновая кислота — является дери­ватом пиримидина, точнее урацила. Ее структурная формула —

HN-CO

I       I

ОС  СН

I    II

HN-C-COOH

Впервые она была выделена Бискаро и Беллони (Италия) из коровьего молозива еще в 1905 г., а синтетически получена Мюллером в 1897 г. и Велером в 1907 г. В 1930 г. ее структура и идентичность с препаратами, полученными из естественных источников, были доказаны Бахштецом. Свое название оротовая кислота получила от греческого слова horоs — сыворотка и должна бы по праву называться горотовой, но итальянцы, не имеющие гортанного звука h, назвали ее acido orofico, и в такой транскрипции она утвердилась в литературе.

Оротовая кислота — кристаллическое вещество без запаха, слабо растворимое в воде (соли растворимы лучше), не растворимое в обычных органических раствори­телях. Применяется в виде водной суспензии. В терапевтических целях используется калиевая соль оротовой кислоты (диорон)—белый кристаллический порошок, плохо растворимый в воде. В Советском Союзе оротовая кислота синтезирована в 1959 г. во ВНИХФИ (К. И. Чхиквадзе и О. Ю. Магидсон).

Кроме молока оротовая кислота найдена также в дрожжах, в экстрактах печени, в плесневых грибах и бактериях, в сыворотке крови, в моче. В коровьем молоке содер­жание ее равно 79—-105 мкг/мл, в козьем — 324 мкг/мл, в женском —1 мкг/мл, в экстракте печени — от 1600 до 2000 мкг/мл, в экстракте из дрожжей — до 2670 мкг/мл (Райт, 1950; Хелленгер, 1953; Рабби, 1958).

Некоторыми микроорганизмами оротовая кислота синтезируется, для других она является экзогенным веществом, одним из «факторов» их роста. Ее влияние на рост проявляется не только на микробах, но и на высших животных. Так, при добавлении оротовой кислоты к корму увеличивается рост и вес мышей (Макино, 1953; Манна, 1953), крыс (Растимаманга, 1956; Жинольяк, 1957; Чианконе, 1958), цыплят (Комбс, ‘ 1954; Фриц, 1954; А. О. Натансон и соавт., 1967), телят (Вайнг, 1955), норок (О. Л. Раппо­порт, 1967). Однако Миякава (1962) считает, что прирост веса обусловливают лишь малые дозы препарата, а большие влияния на привес не оказывают. По Торигоэ (1955) избыточное введение оротовой кислоты приводит к замедлению роста животных. В то же время Растимаманга и Нижон-Дюрей (1956) пришли к заключению, что лишь боль­шие дозы оротовой кислоты стимулируют рост крыс.

Влияние оротовой кислоты на рост лучше проявляется у животных, находящихся на различных синтетических диетах, чем на обычном рационе. Действие оротовой кисло­ты обнаруживается только тогда, когда направленность физиологического процесса в сторону анаболизма ясно выражена (после прекращения парциального голодания). Однако после глубоких катаболических процессов, например после полного голодания, у взрослых крыс возвращение к питанию вызывает такой бурный ход анаболизма, что прибавка оротовой кислоты в этом случае не является чувствительной для орга­низма. В то же время при недостаточном питании, не приводящем к значительным катаболическим реакциям, но все же задерживающем рост организма, оротовая кисло­та после возвращения к нормальному типу питания ускоряет рост (Б. А. Лавров, 1962). Стимулирующее действие на рост мышей оротовая кислота оказывает и при совместном введении с метионином или холинхлоридом (Хун-Ли-пин, 1957).

При добавлении оротовой кислоты к полноценному рациону крыс и цыплят вес эндокринных органов у них не изменяется. В случае неполноценного рациона добав­ление оротовой кислоты повышает вес надпочечников и снижает вес вилочковой же­лезы (Майнарди, 1957; Чианконе и соавт., 1958). Растимаманга и Нижон-Дюрей (1956) сообщают о подавлении роста веса шитовидной железы у крыс при включении в их рацион больших доз оротовой кислоты. Ими отмечено увеличение яичников и матки, а у самцов — уменьшение веса надпочечников. У самок же вес надпочечников снижа­ется лишь при больших дозах, а при меньших увеличивается. Жинольяк и Феррари (1957) считают, что оротовая кислота оказывает заметное положительное трофическое влияние на вилочковую железу.

Исходя из экспериментальных данных, показывающих положительное влияние оро­товой кислоты на рост и развитие потомства, Долцетта и Массимо (1957) сделали попытку применить ее для вскармливания недоношенных новорожденных.

С этой целью 50 детей со средним весом 1900 г (1100—2300 г) в возрасте от 9 до 50 дней были разделены поровну на две группы. Дети I гр. получали оротовую кислоту в виде оротата калия в дозе 300 мг на 1 кг веса ежедневно, дети II гр. слу­жили контролем; наблюдение продолжалось 20 дней. Сравнение средних данных по группам показывает больший прирост в весе у детей, принимавших оротовую кислоту.

Серра и соавт. (1962) на 10 парах близнецов тоже отметили благоприятное влия­ние оротовой кислоты на рост.

Много работ посвящено изучению взаимосвязи оротовой кислоты с витаминами группы «В».

Новак и Ходж (1948) из естественных источников выделили неизвестное вещество, стимулирующее рост цыплят и крыс, которое они назвали витамином Віз. Остин и Бо- руфф (1950) также выделили витамин В13 и показали, что он способствует росту цыплят. Куна и сотр. (1950) нашли, что добавление 3 мл витамина В13 на 100 фунтов пищи стимулирует рост свиней на 50%

Новак и Ходж получили значительное ускорение роста при добавлении бу вита­мина В13 в день, тогда как для получения подобных же результатов требовалось по 1 мг оротовой кислоты на 100 г рациона, что говорит о меньшей биологической актив­ности оротовой кислоты. Более низкая биологическая потенция оротовой кислоты по сравнению с витамином Ві₃ по мнению Манна и Ходжа (1953) указывает на то, что оротовая кислота является продуктом разложения витамина В13. Однако ряд авторов отождествляет оротовую кислоту с витамином В13.

Отмечается тесная связь оротовой кислоты и витамина В12 (Манна, 1953; Рабби, 1955; Моруцци и соавт., 1958, и др.). Это сходство в первую очередь касается стиму­ляции роста, хотя в отношении влияния на развитие потомства в последовательных генерациях имеются существенные различия. Оротовая кислота влияет на обмен ве­ществ аналогично витамину В12, восстанавливая при недостатке цианкобаламина нор­мальную активность бетаин-гомоцистеинтрансметилазы, холиноксидазы, глюкозо-фосфатазы, цитохромоксидазы и содержание пантотеновой кислоты и кофермента А в печени. Это, несомненно, указывает на тесную связь между оротовой кислотой и ви­тамином В12 в процессе обмена веществ.

Моруцци и соавт. (1958) показали, что оротовая кислота (1000 у в день) сокращает потребность растущих крыс в витамине В12.

Лечебное действие оротовой кислоты повышается при одновременном введении витамина В_І2 или фолиевой кислоты (Хаяси, 1960). Марчетти и соавт. (1960) на осно­вании экспериментов с витамином В12, меченным витамином В12—Со⁵⁸ и метионином, предполагают, что метионин и в меньшей мере оротовая кислота, особенно для печени, могут в какой-то степени замещать витамин В12.

Отмечена взаимосвязь оротовой кислоты и с витамином В₂ (рибофлавином). Так, Бресник (1963) наблюдал снижение синтеза оротовой кислоты у крыс, получавших рацион без рибофлавина. По его мнению, рибофлавин является простетической группой фермента, катализирующего превращение 2-С¹⁴-карбамиласпарагиновой кислоты в оро­товую.

Наиболее сильным ингибитором оротовой кислоты является барбитуровая кислота.

Сразу же после установления биологической активности оротовой кислоты возник вопрос о механизме ее участия в межуточном обмене. В настоящее время известно, что оротовая кислота играет значительную роль в белковом обмене, участвуя в биосин­тезе пиримидинового нуклеотида. Первым шагом в расшифровке механизма биосин­теза пиримидина было открытие Хеммерстена, что предшественником пиримидиновых оснований является оротовая кислота. В дальнейшем, благодаря работам Корнберга и др., стал известен весь процесс.

Интерес, проявляемый в настоящее время к оротовой кислоте, объясняется, конеч­но, ее способностью благоприятно влиять на синтез нуклеиновых кислот.

Нарушения в обмене нуклеиновых кислот возникают при болезни Аддисон — Бирмера (пернициозной анемии). Хороший терапевтический эффект при данном заболевании оказывает витамин Ві₂ и фолиевая кислота. Как стало известно в настоящее время, витамин В12 и фолиевая кислота участвуют в биосинтезе нуклеиновых кислот. Вита­мин В12 играет роль кофермента в биосинтезе тимина или тимидина, фолиевая кислота также усиливает образование тимина в тканях. При дефиците этих витаминов в орга­низме нарушается использование гликокола, серина и муравьиной кислоты для синтеза пуриновых оснований. Таким образом, лечебное действие этих двух витаминов при болезни Аддисон — Бирмера связано с участием их в синтезе тимина и других пурино­вых и пиримидиновых оснований, которые при данном заболевании образуются в не­достаточном количестве.

Поскольку оротовая кислота оказывает положительное действие на синтез нуклеи­новых кислот и ее функции находятся в тесном взаимодействии с витамином В12, ее применение при болезни Аддисон — Бирмера и других анемиях весьма перспективно.

Торигоэ (1956) в опытах на кроликах наблюдал, что достаточное введение орото­вой кислоты одновременно с 1-метионином вызывает ретикулоцитарный криз. Выражен­ный ретикулоцитоз и отчетливый тромбоцитоз под влиянием оротовой кислоты при острых кровопотерях у животных отмечены Р. К. Ивановой (1967). Одновременно в тка­ни костного мозга происходила гиперплазия эритроцитарного и тромбоцитарного ростка, а также некоторое ускорение процесса деления и созревания эритробластов, ß опытах с хроническим дробным кровопусканием оротовая кислота обусловливала ускорение процессов нормализации числа эритроцитов и свертывания крови, но суще­ственного влияния на ретикулоцитоз и тромбоцитоз не оказывала. Нормализация количества гемоглобина в этих случаях происходила после дополнительного введения подопытным кроликам железа. В контрольной группе животных, получавших только железо, полной нормализации гемоглобина и железа не наступало. Эти факты говорят о том, что оротовая кислота, очевидно, улучшает утилизацию железа для построения гемоглобина. Бусси (1958) в экспериментах на эмбрионах кур установил, что орото­вая кислота способствует переходу макромегалобластического кровотворения в нормо- бластическое. Аналогичные результаты получены им и в клинике. Он пришел к выво­ду, что при недостатке в организме оротовой кислоты активность витамина В12 и си­стемы фолиевой и фолиновой кислот может значительно снизиться или вовсе не да­вать эффекта.

Рандис и Бруэр (1958) изучали действие оротовой кислоты и некоторых произ­водных нуклеиновой кислоты и ее предстадий при анемии Аддисон — Бирмера (перни­циозной анемии) в период рецидива у 11 больных. Прием внутрь оротовой кислоты в дозе 3—6 г в день вызывал частичную гематологическую ремиссию. Наиболее выра­женный эффект отмечен при мегалобластической анемии, развившейся после резекции желудка. Действие оротовой кислоты напоминало действие небольших доз витамина В12. Ретикулоцитоз появлялся обычно на 7—14-й день после начала лечения. Затем наступало клиническое и гематологическое улучшение. Однако полной ремиссии не на­блюдалось. В костном мозгу сохранялся макроцитоз и мегалобластоз. При лечении больных только оротовой кислотой рецидив наступал через 5—7 месяцев.

Тронкони и Марео (1958) сообщили о благоприятном эффекте от применения оро­товой кислоты у беременных с явлениями мегалобластической анемии.

Применение оротовой кислоты оказывается весьма действенным у лиц с врожден­ной оротовой ацидурией, сопровождающейся, как правило, мегалобластической ане­мией. Врожденная оротовая ацидурия —- врожденное расстройство пиримидинового обмена и в первую очередь нарушение ферментной системы лейкоцитов.

Хьюгули и соавт. (1959) описали тяжелую анемию у ребенка, характеризующуюся .анизоцитозом и гипохромией эритроцитов, мегалобластическим костным мозгом и зна­чительным выведением с мочой оротовой кислоты (свыше 1,5 а в день). Лечение ви­тамином В12, фолиевой кислотой, пиридоксином и препаратами железа не дало поло­жительного результата. Длительная ремиссия со стороны периферической крови наблю­далась после введения кортикостероидных гормонов, однако состояние костного мозга и выведение оротовой кислоты не изменились. Улучшение этих показателей наступило при введении дрожжевых концентратов, содержащих в 1 мл 269 мг уридиловой и 115 мг цитидиловой кислот (продуктов дальнейшего превращения оротовой кислоты). Правда, в дальнейшем ребенок погиб от привходящей инфекции (тяжелая форма вет­ряной оспы, осложненная пневмонией).

Фэллон и соавт. (1962) получили эффект от применения оротовой кислоты у взрос­лого пациента с врожденной оротовой ацидурией и мегалобластической анемией, кото­рая ранее не поддавалась лечению обычными средствами.

Как известно, проникающая радиация вызывает резкое нарушение синтеза дезокси­рибонуклеиновых кислот в тканях и органах, что приводит к торможению процессов деления клеток, к развитию выраженной лейкопении, нарушению эритропоэза и т. д. В связи с этим вещества, стимулирующие синтез нуклеиновых кислот, находят широ­кое применение при лучевой болезни. Перспективна в этом отношении и оротовая кис­лота.

Целесообразно назначение препаратов оротовои кислоты и при алиментарной дистрофии, сопровождающейся расстройством белкового метаболизма, поскольку оро­товая кислота положительно влияет на активность ксантиноксидазы (флавопротеида, содержащего Mo), которая является одним из ферментов, особенно чувствительных к количеству и качеству белкового ингредиента питания (Б. А. Лавров).

Оротовая кислота вмешивается в ферментативные функции не только белкового, но углеводного и липидного метаболизма.

По данным Мусил и Сува (1963) оротовая кислота вызывает в эксперименте у крыс не только падение уровня жирных кислот и холестерина, но и снижение коэф­фициента ß/a-липопротеидов и увеличение соотношения А/Г за счет снижения а2- и у-фракций глобулинов.

Нормализацию липолитической и антитоксической функций, а также понижение дифениламиновой реакции констатировали Е. Л. Пидэмский и В. Н. Сазонова (1967).

Чианконе и соавт. (1958) считают, что оротовая кислота способствует восстановле­нию процессов обмена белков и углеводов, усиливает активность ряда ферментов и тем самым способствует нормализации обменных процессов при дистрофии, и гепатопатиях. Швейтцер (1963) прямо считает, что оротовой кислоте присуще свойство активи­зировать функции печени и стимулировать ее регенерацию, в связи с чем она вполне может быть использована с лечебной целью при нарушениях функции печени и диспро- теинемиях (в суточной дозе 100—200 мг).

Оротовую кислоту чаще всего применяют при циррозах печени и хронических гепа­титах (Валагусса, 1957; Диогварди, 1957; Дотти, 1958; Кушима, 1958; Балдини, 1959; Дель Реньо, 1959; Дель Аэра, 1959). Курс лечения обычно 1—2 месяца. Суточная доза препарата — 1—3 г. Как правило, у большинства больных увеличивалось содержание альбуминов, возрастала протромбинемия, повышался процент эстерифицированного хо­лестерина. Наряду с благоприятными изменениями биохимического синдрома улучша­лись клинические показатели.

Прием калиевой соли оротовой кислоты (диорона) внутрь почти всегда перено­сился хорошо. Демеленэр (1961) наблюдал плохую переносимость препарата у 3 боль­ных из 40. У одного больного прием диорона (1г в сутки в виде пилюль) вызвал тошноту и рвоту, а возобновление лечения (4 г в сутки) вызвало боль в животе и диар- рею. У двух других больных также появились желудочные расстройства, выражав­шиеся в тошноте и тяжести в эпигастрии. Снижение дозы привело к ликвидации непереносимости.

Диогварди и Секки (1957) отмечали у больных с циррозом печени Лаэннека благоприятное влияние оротата калия на химический состав крови при одновремен­ном применении витамина Е (3 г оротата калия и 400 мг витамина Е в сутки).

При хронических гепатитах через 3—5 недель лечения препаратом в обычных до­зах нормализовалась нарушенная функция печени (Демеленэр, 1961; Н. А. Фарбер и соавт., 1965; Э. В. Гришкевич, 1967, и др.).

Оротовая кислота дает положительный результат при лечении больных острым паренхиматозным гепатитом (Демеленэр, 1961; Петерс, 1962, и др.). Так, Демеленэр у 9 из 15 больных острым гепатитом наблюдал более быстрое обратное развитие заболева­ния. У 2 больных течение болезни развивалось благоприятно. Желтуха продолжалась только 8 дней, а лабораторные показатели нормализовались через 10 дней после появ­ления желтухи. У 2 других больных клинические признаки заболевания почти исчезли через 15 дней после начала болезни, биохимические показатели, за исключением билирубинемии, также нормализовались к этому сроку. У остальных 5 больных течение заболевания тоже проходило более ускоренным темпом, желтуха полностью исчезла через 3 недели. У одного больного, у которого процесс длился более 2 месяцев, после приема в течение 7 дней оротата калия развились отеки.

Н. А. Фарбер, Г. А. Синайко и соавт. обследовали 33 больных болезнью Боткина, принимавших оротат калия, и 28 больных в качестве контроля.

Лечение диороном начинали не позднее 6-го дня после появления желтухи при содержании билирубина не ниже 4 мг% (по Ван-ден-Бергу). Первые 5 дней препарат назначали по 0,5 6—8 раз в сутки, в последующем суточную дозу снижали до 2 г. Курс лечения продолжался 15 дней, при необходимости его удлиняли или повторяли. У большинства больных оротат калия не вызывал побочных явлений, однако у 2 к концу лечения обнаружились отчетливые признаки лекарственной непереносимости (уртикарные высыпания, гиперемия лица, сердцебиение, стеснение в груди), послужив­шие поводом к отмене препарата. У 3 больных в связи с прогрессированием болезни Боткина оротат калия отменили и назначили кортикостероидную терапию. Необходи­мость в назначении преднизолона больным из контрольной группы не возникала. 5 боль­ных испытуемой группы получали антибиотики. Авторы тоже отмечают, что у ряда больных основной группы наступило быстрое выздоровление, но разницы в средней длительности пребывания на койке больных той и другой группы они не обнаружили. Проведенные ими клинические испытания указывают, что при острых гепатитах оротат калия не дает терапевтического эффекта.                                                                                                                                     

Известно, что развитие сердечной недостаточности при компенсаторной гиперфунк­ции сердца сопровождается падением содержания в миокарде ДНК, замедлением син­теза белка и развитием кардиосклероза (Ф. 3. Меерсон, 1964). Поэтому можно пред­положить, что в основе профилактики данного страдания должна лежать направлен­ная стимуляция процесса синтеза нуклеиновых кислот и белка в миокарде. Намечается также интересная для клиницистов возможность сочетания таких традиционных мобилизаторов функции миокарда, как сердечные глюкозиды, с факторами, улучшающими энергетическое и пластическое обеспечение сократительной функции сердечной мышцы. Ф. 3. Меерсон (1964) показал, что при введении животным с экспериментальным по­роком сердца в условиях острой перегрузки фолиевой и оротовой кислот повышается максимальная сила сокращения миокарда в целом. При этом он подчеркнул, что поло­жительное влияние этих стимуляторов синтеза нуклеиновых кислот на сократительную функцию гипертрофированного миокарда связано не с увеличением темпа гипертро­фии, а в значительной части с более совершенным функционированием мышечной ткани.

Е. Е. Беленький, А. В. Погосова и Т. А. Туницкая (1966), вызывая гиперфункцию миокарда у животных дозированным стенозом аорты и назначая при этом оротат калия и пуринор, также отмечали у них более высокую функциональную способность миокарда, чем у животных контрольной группы. Положительный эффект авторы объяс­няют увеличением синтеза белка в миофибриллах.

Полученные экспериментальные данные позволяют предположить, что оротовая кислота, а также ее сочетания с другими витаминами и биологически активными веще­ствами могут применяться для предупреждения патологических изменений миокарда при острой и хронической гиперфункции сердца.

В клинике ситуации, связанные с острой или хронической перегрузкой и гипертро­фией миокарда, наблюдаются при травматических пороках сердца, гипертонической болезни (особенно гипертонических кризах), в период формирования ревматических пороков, при инфаркте миокарда, и применение стимуляторов синтеза нуклеиновых кислот и особенно их сочетания с сердечными глюкозидами заслуживает вниматель­ного клинического изучения.

О. В. Шумова и А. М. Ахметов (1967) включали оротат калия (по 0,25 2 раза в день) в комплекс лечебных мероприятий для больных митральным стенозом IV ста­дии, у которых в результате длительного нарушения кровообращения отмечались цир­ротические изменения печени. В результате уменьшался сдвиг глобулиновых фракций, белков сыворотки крови, печень сокращалась в размерах, спадало ее напряжение; увеличивался вольтаж ЭКГ, тахисистолическая форма мерцательной аритмии сменя­лась на брадиаритмическую.

Благоприятный эффект от применения оротата калия (по 0,5 2 раза в день в тече­ние 3 недель) в комплексной терапии больной с комбинированным ревматическим пороком сердца и декомпенсацией III степени, перенесшей 2 комиссуротомии, наблю­дали А. М. Капитаненко и А. В. Прокопович (1967).

М. Б. Гельфонд и С. П. Михайлова (1967) курировали 46 больных с III степенью сердечной недостаточности различного генеза. Больные получали сердечные глюкозиды, мочегонные, антагонисты альдостерона и витамины, а также оротат калия в течение 30—50 дней. У 43 больных отмечено значительное стойкое клиническое улучшение, сдвиг белковой формулы сыворотки крови в сторону нормализации.

Оротовая кислота оказывает благоприятное действие на течение эксперименталь­ного инфаркта миокарда (Е. Е. Беленький, Ю. А. Рунихин и Т. А. Туницкая, 1966).

Эти данные свидетельствуют о возможности с помощью оротовой кислоты ускорять процессы регенерации и клеточного размножения в сердечной мышце при ее повреж­дениях.

И. Б. Железовская и М. И. Шевлягина (1966) наблюдали 49 больных коронаро- склерозом I и III ст. На фоне общепринятой терапии больные получали 1—3 г оротата калия в день в течение 3 недель. У 21 больного с обострениями стенокардии не отме­чалось выраженного влияния оротата калия на болевой синдром. Лечение 18 больных инфарктом миокарда (II ст. коронаросклероза) было начато на 2—18-й день с момен­та заболевания и продолжалось 4—5 недель. Течение болезни у всех было гладким, без осложнений. У 19 больных с мелкоочаговыми некрозами оротат калия не оказал существенного влияния на болевой синдром.

И. Б. Железовская и М. И. Шевлягина нашли, что оротовая кислота, вмешиваясь в метаболизм липидов, обусловливает вымывание холестерина из тканей, поступление его в кровь и повышение содержания его в сыворотке. На уровень общего белка в сы­воротке крови белковых фракций и желчных кислот оротат калия, по их мнению, не влияет.

Э. В. Гришкевич и М. Р. Мордкович (1967) отметили положительный эффект от калиевой соли оротовой кислоты у 15 больных, страдающих хронической коронарной недостаточностью с явлениями стенокардии напряжения и покоя и сердечно-легочной недостаточностью на фоне атеросклеротического и миокардитического кардиосклероза и миокардиодистрофии. Оротат калия больные принимали по 0,25 2 раза в день в те­чение 3—4 недель.

Аналогичные результаты у 15 больных атеросклеротическим коронарокардиосклерозом с явлениями нарушения кровообращения I и II ст. получили А. М. Капитаненко и А. В. Прокопович (1967), дававшие оротат калия по 0,5 3 раза в день.

Приведенные данные показывают перспективность дальнейшего изучения действия оротовой кислоты у больных с различными формами атеросклероза.