Biological and therapeutic value of stigmasterol (vitamin m)

Abstract

In 1936, the American zoologists Wulsen and Bars in animal experiments came to the conclusion about the existence of a new antirigid factor, or elasticity factor. Guinea pigs kept for several months on a scurvy regime (peeled millet or barley, warm skimmed milk, table salt, carbonic lime), but with the addition of tomato or orange juice, developed a characteristic pattern of defeat.

Full Text

В 1936 г. американские зоологи Вульзен и Барс в экспериментах на животных пришли к выводу о существовании нового антиригидного фактора, или фактора эластичности. У морских свинок, содержащих­ся в течение нескольких месяцев на цинготном режиме (очищенное просо или ячмень, теплое снятое молоко, поваренная соль, углекислая известь), но с добавлением томатного или апельсинового сока, разви­валась характерная картина поражения. Вначале происходила задерж­ка роста животных, которая сопровождалась общей мышечной гипо­тонией. Затем возникал синдром постепенной ригидности всего тела с фиброзной ретракцией мышц и сухожилий без поражения суставов. В то же время наступала глухота и нарушался рост зубов — верхние резцы укорачивались, а нижние прогрессивно увеличивались, коренные зубы гипертрофировались. Поднималось АД (в среднем на 14 мм), что было связано, по-видимому, с (поражением почек или сосудов. Наблюдался значительный нейтрофильный и эозинофильный лейкоцитоз (20 000 — 30 000) и обычно нормохромная анемия (применяемый рацион содержал достаточное количество железа). Повышалась концентрация Са и неор­ганических фосфатов крови, снижалась активность щелочной фосфа­тазы, уменьшалось содержание альбуминов. Частым признаком раз­вивающегося поражения были понос и сильная жажда. Волосяной по­кров становился грубым, нередко волосы полностью выпадали. На поздних сроках наблюдалось отложение фосфорно-кальциевых солей в подкожной клетчатке и периартикулярных тканях с образованием обызвествлений, осложнявших ригидность и напоминавших симптомо-комплекс Тибьержа — Вейссенбаха у человека (сочетание болезни Рейно, склеродактилии, отложения извести в подкожной клетчатке и катаракты). Откладывались соли извести в мышечном слое желудка (на большой кривизне и на дне), ободочной кишки, реже тонкого кишечника. Обызвествлялся и мышечный слой артерий, главным обра­зом аорты и бедренных артерий, иногда легочной артерии. В печени и почках также обнаруживались точечные следы отложения солей кальция.

Описанные поражения развивались медленно, но прогрессивно. Обызвествление начиналось на поздних сроках и являлось как бы вто­ричным, поскольку наблюдались случаи ригидности без явлений отло­жения солей извести. Смерть животных наступала в результате исто­щения из-за систематического недоедания, так как удлиненные резцы и ригидность жевательных мышц создавали препятствия для прогла­тывания корма.

В мышцах животных выявлено понижение содержания макроэргических фосфорных соединений (креатинфосфата, АТФ), иго не было креатинурин, характерной для Е-авитаминоза.

Патогистологические изменения органов напоминали в некоторой степени гипервитаминов D, но в целом характерное поражение мыши, желудочно-кишечного тракта, печени и почек с возникновением очагов первичного некроза и явлениями вторичной кальцификации составляло специфическую картину для данного поражения [27, 28, 29, 30].

В 1951 г. Кейзер и Вульзен и одновременно с ними Понграц и сотр. установили, что антиригидный фактор, фактор эластичности идентичен уже известному стигмастерину, который до этого времени биохимики расценивали лишь как провитамин D6. Идентичность этих факторов доказывалась, в частности, тем, что при даче морским свинкам, содер­жащимся на упомянутой выше диете, стигмастерина (по 25 мкг в те­чение 9 дней) происходило обратное развитие характерного синдрома ригидности и других нарушений [19].

Типичность возникающих при дефиците стигмастерина поражений мышц и сухожилий и исчезновение их от прибавления к рациону малых доз препарата дали основание Вагтендонк и Вульзен (1950), а также Лекоку (1959) считать его витамином. По предложению этих авторов новый витамин стали обозначать буквой М (мышечный). Конечно, его не следует путать с фолиевой кислотой, которую раньше обозначали этой буквой.

Вместе с тем Анон (1943), Гомбургер и Рид (1945), Кон и соавт. (1946), воспроизводя опыты Вульзен, Барс и Вагтендонк, не смогли получить характерного синдрома ригидности и обменных нарушений. У самой Вульзен и соавт. также наблюдались неудачи, когда подопыт­ным животным в пищевой рацион включали молоко от коров и мелассу из сахарного тростника, богатого стигмастерином. По мнению Вульзен и Тьера, эти неудачи объясняются трудностью подбора для морских свинок диеты, почти полностью лишенной стигмастерина. Однако Оле­сон (1947), Калдвилл (1948) и Петеринг (1948) подтвердили существо­вание синдрома стигмастериновой недостаточности и излечивающее дей­ствие питательных веществ, содержащих стигмастерин.

Стигмастерин (С29Н48О) является комплементом многих раститель­ных стеринов (фитостеринов). По своей химической структуре он бли­зок к провитамину D2 — эргостерину: у стигмастерина две двойные связи, у эргостерина — три.

Структурная формула стигмастерина:

Стигмастерин — белый кристаллический порошок без запаха, плохо растворимый в воде (0,2 части на 100 мл). Лучше растворяется в этиловом спирте (1 часть в 100 мл), особенно хорошо — в теплом спир­те (10 частей в 100 мл), в растительных маслах (2 части в 100 мл) и в органических растворителях. В связи с этим стигмастерин относят к жирорастворимым витаминам и используют в практике в виде спирто­вых или масляных растворов или в виде дисперсии. Температура плав­ления его в пределах 165—170° [15, 20]; он обладает левовращающей способностью. Чистому стигмастерину на спектрограмме присуща полоса при 970 и 960 см ~ 1причем наибольшее поглощение характер­но в зоне волн 970 см~ ¹ [1, 25].

Основными источниками стигмастерина являются патока, сливки, растительные масла (соевое, хлопковое, кукурузное), зародыши пшени­цы, одуванчик, листья свеклы, белокочанная капуста, репа, сельдерей, петрушка, свекла, ботва моркови. Особенно высоким содержанием стигмастерина отличается патока из тростникового сахара, где его в 100 раз больше, чем в сливках из коровьего молока.

Стигмастерин является также фактором роста, как и большинство витаминов. Лишение стигмастерина ведет к остановке размножения планарий [29], инфузорий [11] и морских свинок. Джонс и Миллер (1956) показали, что для непрерывного роста парамеций наряду с ви­таминами группы В необходим и стигмастерин. Он обладает активи­зирующим воздействием на половые органы [4]. Введение этого препа­рата самкам кроликов и крыс вызывало увеличение веса матки и яич­ников, разрастание эндометрия, созревание фолликулов. При гистохи­мическом исследовании отмечено увеличение гликогена и щелочной фосфатазы в тканях матки и яичников.

Стигмастерин играет важную роль в метаболизме фосфора, поддер­живая на необходимом уровне содержание щелочной фосфатазы в крови. Вагтендонк и Вульзен в эксперименте показали, что стигмасте­рин входит в ферментную систему, обеспечивающую фосфорилирование адениловой кислоты. При дефиците стигмастерина адениловая кислота тканей организма лишается возможности участвовать в синтезе богатых энергией фосфорных соединений. В связи с этим тормозится главным образом анаэробный гликолиз.

Отложение фосфорно-кальциевых солей в тканях морских свинок, у которых имеется недостаток стигмастерина, зависит от двух причин: от более низкой концентрации альбуминов в сыворотке крови и от по­вышенной концентрации неорганических фосфатов в тканях и крови.  При малом содержании альбуминов в сыворотке крови значительно увеличивается количество не связанных с альбумином ионов Са, а вы­сокая концентрация неорганического фосфора способствует образова­нию коллоидального фосфата Са, который и откладывается во многих тканях. Нарастание же концентрации неорганических фосфатов, как мы уже упоминали, зависит от частичного блокирования (в результате дефицита стигмастерина) ферментной системы, обеспечивающей путем фосфорилирования энергетику метаболических процессов. Имеет свое значение и повышенное содержание фосфора в экспериментальных ра­ционах.

Судя по изменениям хронаксии двигательных нервов у крысы, малые дозы оигмастерина возбуждают нервную систему. Более значительные дозы вначале возбуждают, а затем угнетают [15]. Этот эффект исче­зает при наркозе и, видимо, является результатом воздействия сигмастерина на головной мозг.

Стигмастерин, в противоположность кальциферолу (витамину D₂), оказывает ощелачивающее действие как на кровь, так и на ткани [14]. У кроликов введение стигмастерина вызывало увеличение щелочного резерва плазмы крови в среднем с 39,2 до 36,7 через 6—8 часов и до 37,9 через сутки после его назначения.

В настоящее время еще не известны структурные аналоги стигмастерина, которые могли бы блокировать его метаболическую активность. Витамин D ни в коей мере не нарушает его действие и не понижает токсический эффект больших его доз.

Однако некоторые гормоны, прегормоны и их метаболиты, в част­ности дегидроандростерон и прегненалон, являются антагонистами стигмастерица [14].

Явлений гипервитаминоза М при длительно повторяющихся дозах с нормальными премежутками не наблюдается [24], но при повышен­ных дозах и слишком малых промежутках между приемами может возникнуть токсический эффект. Токсичность дисперсного стигмастеро­ла не более высока, чем эргокальциферола [14].

При лабораторной диагностике стигмастериновой недостаточности необходимо обращать внимание на нарушения фосфорпо-кальциевого обмена (уменьшение количества щелочной фосфатазы, увеличение концентрации неорганического фосфора и Са, одновременное снижение альбумино-глобулинового коэффициента) [2]. При D-авитаминозе (ра­хите) отмеченный биохимический синдром совершенно противополо­жен.

Предполагают, что ежедневная суточная потребность взрослого человека в стигмастерине составляет 20—30 мкг [14].

У человека синдром стигмастериновой недостаточности в той клас­сической форме, в которой он наблюдается у экспериментальных жи­вотных, никем не описан, поскольку в полном объеме, по-видимому, и не встречается. Это можно объяснить тем, что пища людей, содержа­щая разнообразные виды продуктов, в достаточной степени богата стигмастерином. Однако можно предположить, что при крайне однооб­разном питании, максимально обедненном антиригидным фактором, или при нарушении соответствующих энзиматических систем под влиянием различных факторов у человека могут появляться признаки дефицита стигм астерина. Так, Тьер (1956) считает, что у человека целая группа патологических процессов с «загадочным» генезом (оссифицирующий миозит, различные отложения солей кальция, периартерииты с каль­цификацией околоартикулярных тканей, отосклероз в пожилом воз­расте, склеродермия, склеродактили я) может быть обусловлена дефи­цитом стигмастерина, выраженным в топ или иной степени. Этот автор полагает, что в генезе болезни Бехтерева — Мари — Штрюмпеля (спон­дилез позвоночника с явлениями прогрессирующей одеревенелости) зна­чительную роль играет недостаток в организме стигмастерина. Это предположение Тьер базирует на том, что при упомянутом варианте неспецифического инфекционного полиартрита в крови часто наблюда­ется повышенное содержание неорганических фосфатов, являющееся одним из характерных лабораторных признаков недостаточности стигмастерина.

Нам кажется правомерным отнести к этой группе заболеваний и ар­териосклероз Менкеберга, как один из случаев отложения солей каль­ция в средней оболочке артерий, преимущественно конечностей. Как мы упоминали выше, при стигмастериновой недостаточности у морских свинок отмечается отложение солей Са именно в средней оболочке аорты и бедренных артерий. Несомненно, предположения Тьера заслу­живают внимания и дальнейшего всестороннего изучения. Полученные им удовлетворительные результаты при лечении некоторых перечислен­ных выше заболеваний красноречиво подтверждают это.

В своих клинических наблюдениях Тьер пользовался спиртовым раствором стигмастерина (50 мг препарата в 20 мл 70° спирта). Разо­вая доза стигмастерина — 2 мл (5 мг) внутрь или сублингвально на сахаре. Тьер считает, что лучший эффект наблюдается при комбиниро­ванном назначении стигмастерина и аскорбиновой кислоты или каль­циферола, поскольку два последних препарата являются синергистами витамина М. Он предлагает три варианта: 1) ежедневно аскорбиновая кислота по 500 мг и через каждые 3 дня стигм астерии; 2) ежедневно аскорбиновая кислота по 500 мг и 1 или 2 раза в день стигмастерин; 3) ежедневно аскорбиновая кислота по 500 мг, через каждые 3 дня стигмастерин и 2 раза в неделю кальциферол. Курс лечения должен про­должаться 5—6 месяцев. Наиболее эффективным Тьер считает 2-й ва­риант, так как при нем клиническое улучшение наблюдается уже через 10 дней.

Тьер, Пелау, Файолле и Брюна (1960) лечили стигмастерином ребен­ка 9 лет, который до этого 4 года болел дерматомиозитом и безус­пешно получал кортизон и пиридоксин. У ребенка наблюдалось прогрес­сирующее отложение солей Са в мышцах и сухожилиях всего тела. Ригидность и атрофия мышц затрудняли передвижение. После лечения стигмастерином значительно улучшилось функциональное состояние мышц и облегчилось передвижение. Уже через 5 дней лечения препара­тами увеличилось выделение с мочой Са (в 2 раза) и фосфора (в 3 раза).

Применяя стигмастерин для лечения склеродермии, Тьер и Файолле (1955) пришли к выводу, что он может менять прогноз при этом забо­левании в лучшую сторону. Авторы подчеркивают, что пока у больного со склеродермией не устранена инфекция стигмастерин не дает эффек­та. После подавления инфекции и применения стигмастерина у боль­ных склеродермией прямо на глазах регрессировали отеки, плотные инфильтрации шеи, груди и брюшной полости и патологическая пигмен­тация. Поражения конечностей поддавались лечению хуже, но в конце концов и они проходили, хотя и не полностью. В некоторых случаях стигмастерин давал такой результат, как кортизон. Тьер считает, что использование стигмастерина для лечения склеродермии имеет хоро­шую перспективу. Эффективность стигмастерина при коллагенозах мож­но объяснить, по-видимому, способностью его наряду с холестерином и эргостерином ингибировать стрептомицин-О [7]. По мнению Тьера, наиболее благоприятное действие стигмастерин оказывает при анкилози­рующем спондилезе, при уплотнениях кожи и подкожной клетчатки, остающихся после перенесенного тромбофлебита. Особенно эффективны в этих случаях большие дозы стигмастерина в комбинации с токоферо­лом. При болезни Бехтерева — Мари — Штрюмпеля с наличием туго- подвижности позвоночника и сильными болями в нем лечение стигмасте­рином приводило к значительному ослаблению болевых ощущений и не­которому уменьшению напряженности.

Стигмастерин дает хорошие результаты при коксартрозах, особенно при начальных формах и после оперативного вмешательства. Хотя стигмастерин и не относится к группе анальгетиков, он может быстро уменьшать болевые ощущения при различных невралгиях (ишиас, шейно-плечевая невралгия) и артральгиях. У пожилых больных с явле­ниями отосклероза лечение стигмастерином приводило к улучшению слуха. И. А. Топорков считает перспективным использование стигмас­терина в гериатрии. Однако при склеродактилии, плече-лопаточном периартрите, острой и хронической системной красной волчанке, запу­щенных коксартрозах и деформирующих полиартритах эффекта от применения стигмастерина не отмечено.

Стигмастерин в упомянутых дозах хорошо переносится, правда, в некоторых случаях может возникнуть диарея, которая легко устра­няется таннином или углекислым висмутом. Несмотря на длительное применение стигмастерина, признаков гипервитаминоза не обнаружено.

В заключение можно сказать, что антиригидный фактор, фактор эластичности стигм астерии является активным биологическим веще­ством, перспективным для применения не только в терапевтической кли­нике, но и в хирургической, неврологической, оториноларингологиче­ской, дерматологической практике.

Весьма целесообразно, чтобы отечественная фармацевтическая про­мышленность в содружестве с биохимиками и фармакологами освоила в ближайшее время выпуск этого ценного препарата.