Потенціал застосування альфа-ліпоєвої кислоти при цукровому діабеті та інших хронічних захворюваннях
DOI:
https://doi.org/10.37987/1997-9894.2015.2(188).222520Ключові слова:
альфа, ліпоєва кислота, біохімічна дія, цукровий діабет, хронічні захворюванняАнотація
Альфа-ліпоєва кислота (АЛК) – речовина природного походження, що має велике значення для функціонування різних ферментів окисного метаболізму. Вважається, що АЛК або її відновлена форма – дигідроліпоєва кислота – мають багато біохімічних функцій. Вона діє як біологічний антиоксидант, як металохелатор, редуктор окислених форм інших антиоксидантних агентів, таких як вітаміни С, Е та глутатіон (GSH), і модулятор сигналів трансдукції. Ці дії, як було показано в експериментальних дослідженнях, вказують на можливість використання АЛК як потенційного терапевтичного засобу для лікування захворювань головного мозку та когнітивних порушень, хвороби Альцгеймера, ожиріння, неалкогольної жирової хвороби печінки, серцево-судинних захворювань, артеріальної гіпертензії, деяких видів раку, глаукоми та остеопорозу зі значною епідеміологічною, економічною та соціальною вигодою. Дія АЛК добре вивчена у лікуванні діабетичної периферичної невропатії у пацієнтів із цукровим діабетом як 1-го, так і 2-го типу. Оксидативний стрес, дисбаланс між про- та антиоксидантами з надмірним виробленням активних форм кисню є фактором розвитку багатьох захворювань, а АЛК як натуральний тіоловий антиоксидант продемонструвала сприятливий вплив на показники оксидативного стресу в різних тканинах. Дана стаття – це найновіший огляд сучасних підходів до застосування АЛК як антиоксидантного засобу в лікуванні багатьох захворювань.
Посилання
Golbidi S., Badran M., Laher I. Diabetes and alpha lipoic Acid // Front. Pharmacol. –2011. – Vol. 2. – P. 69.
Reed L.J. From lipoic acid to multi-enzyme complexes // Protein Sci. – 1998. – Vol. 7 (1). – P. 220–224.
Shay K.P., Moreau R.F., Smith E.J. et al. Alpha-lipoic acid as a dietary supplement: molecular mechanisms and therapeutic potential // Biochim. Biophys. Acta. – 2009. – Vol. 1790 (10). – P. 1149–1160.
Snell E.E., Strong F.M., Peterson W.H. Growth factor for bacteria.VI Fractionation and properties of an accessory factor for lactic acid bacteria // Bichem. J. – 1937. – Vol. 31. – P. 1789–1799.
Reed L.J., De Busk B.G., Gunsalus I.C., Hornberger C.S. Cristalline alpha-lipoic acid: a catalytic agent associated with pyruvate dehydrogenase // Science. – 1951. – Vol. 114. – P. 93–94.
Bock E., Schneeweiss J. Ein Beitrag zur Therapie der neuropathia diabetic // Munchner. Med. Wochenschrift. – 1959. – Vol. 43. – P. 1911–1912.
Wray D.W., Nishyyama S.K., Harris R.A. et al. Acute reversal of endothelial dysfunction in the elderly following antioxidant consumption // Hypertension. – 2012. – Vol. 59. – P. 818–824.
McNeilly A.M., Davison G.W., Murphy M.H. et al. Effect of α-lipoic acid and exercise training on cardiovascular disease risk in obesity with impaired glucose tolerance // Lipids Health Dis. – 2011. – Vol. 10. – P. 217.
Zhang W.J., Bird K.E., McMillen T.S. et al. Dietary alpha-lipoic acid supplementation inhibits atherosclerotic lesion development in apolipoprotein E-deficient and apolipoprotein E/low-density lipoprotein receptor-deficient mice // Circulation. – 2008. – Vol. 117 (3). – P. 421–428.
Ying Z., Kherada N., Farrar B. et al. Lipoic acid effects on established atherosclerosis // Life Sci. – 2010. – Vol. 86 (3–4). – P. 95–102.
Ziegler D., Reljanovic M., Mehnert H., Gries F.A. α Lipoic acid in the treatment of diabetic polyneuropathy in Germany: current evidence from clinical trials // Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes. – 1999. – Vol. 107. – P. 421–430.
Packer L., Kraemer K., Rimbach G. Molecular aspects of lipoic acid in the prevention of diabetes complications // Nutrition. – 2001. – Vol. 17. – P. 888–895.
Vasdev S., Ford C.A., Parai S. et al. Dietary alpha-lipoic acid supplementation lowers blood pressure in spontaneously hypertensive rats // J. Hypertens. – 2000. – Vol. 18 (5). – P. 567–573.
Moreira P.I., Harris P.L.R., Zhu X. et al. Lipoic acidi and n-acetyl cysteine decrease mitochondrial-related oxidative stress in Alzheimer disease patient fibroblasts // J. Alzheimers. Dis. – 2007. – Vol. 12. – P. 195–206.
Lott I.T., Doran E., Nguyen V.Q. et al. Down syndrome and dementia: a randomized, controlled trial of antioxidant supplementation // Am. J. Med. Genet. A. – 2011. – Vol. 155A. – P. 1939–1948.
Al Abdan M. Alfa-lipoic acid controls tumor growth and modulates hepatic redox state in Ehrlich-ascites-carcinoma-bearing mice // Scientific World J. – 2012. – 2012:509838.
Szelag M., Mikulski D., Molski M. Quantum-chemical investigation of the structure and the antioxidant properties of α-lipoic acid and its metabolites // Mol. Model. – 2012. – Vol. 18. – P. 2907–2916.
Padmalayam I., Hasham S., Saxena U., Pillarisetti S. Lipoic acid synthase (LASY): a novel role in inflammation, mitochondrial function, and insulin resistance // Diabetes. – 2009. – Vol. 58. – P. 600–608.
McLain A.L., Cormier P.J., Kinter M., Szweda L.I. Glutathionylation of α-ketoglutarate dehydrogenase: the chemical nature and relative susceptibility of the cofactor lipoic acid to modification // Free Radic. Biol. Med. – 2013. – Vol. 61C. – P. 161–169.
Hassan B.H., Cronan J.E. Protein-protein interactions in assembly of lipoic acid on the 2-oxoacid dehydrogenases of aerobic metabolism // J. Biol. Chem. – 2011. – Vol. 286. – P. 8263–8276.
Moini H., Tirosh O., Park Y.C. et al. R-alpha-lipoic acid action on cell redox status, the insulin receptor, and glucose uptake in 3T3-L1 adipocytes // Arch. Biochem. Biophys. – 2002. – Vol. 397 (2). – P. 384–391.
A-Vadlapudi A.D., Vadlapatla R.K., Mitra A.K. Sodium dependent multivitamin trans-porter (SMVT): a potential target for drug delivery // Curr. Drug Targets. – 2012. – Vol. 13. – P. 994–1003.
Scott B.C., Aruoma O.I., Evans P.J. et al. Lipoic and dihydrolipoic acids as antioxi-dants. A critical evaluation // Free Radic. Res. – 1994. – Vol. 20 (2). – P. 119–133.
Packer L., Witt E.H., Tritschler H.J. Alpha-lipoic acid as a biological antioxidant // Free Rad. Biol. Med. – 1995. – Vol. 19 (2). – P. 227–250.
Trujillo M., Radi R. Peroxynitrite reaction with the reduced and the oxidized forms of lipoic acid: new insights into the reaction of peroxynitrite with thiols // Arch. of Biochem. and Biophys. – 2002. – Vol. 397 (1). – P. 91–98.
Vriesman M.F., Haenen G.R., Westerveld G.J. et al. A method for measuring nitric oxide radical scavenging activity. Scavenging properties of sulfur-containing com-pounds // Pharm. World Sci. – 1997. – Vol. 19 (6). – P. 283–286.
Suzuki Y.J., Tsuchiya M., Packer L. Thioctic acid and dihydrolipoic acid are novel antioxidants which interact with reactive oxygen species // Free Radic. Res. Commun. –1991. – Vol. 15 (5). – P. 255–263.
Suzuki Y.J., Tsuchiya M., Packer L. Antioxidant activities of dihydrolipoic acid and its structural homologues // Free Radic. Res. Commun. – 1993. – Vol. 18 (2). – P. 115–122.
Devasagayam T.P., Di Mascio P., Kaiser S., Sies H. Singlet oxygen induced single-strand breaks in plasmid pBR322 DNA: the enhancing effect of thiols // Biochim. Biophys. Acta. – 1991. – Vol. 1088 (3). – P. 409–412.
Kagan V.E., Shvedova A., Serbinova E. et al. Dihydrolipoic acid-a universal antioxidant both in the membrane and in the aqueous phase. Reduction of peroxyl, ascorbyl and chromanoxyl radicals // Biochem. Pharmacol. – 1992. – Vol. 44 (8). – P. 1637–1649.
Haenen G.R., Bast A. Scavenging of hypochlorous acid by lipoic acid // Biochem. Pharmacol. – 1991. – Vol. 42 (11). – P. 2244–2246.
Newsholme P., Rebelato E., Abdulkader F. et al. Reactive oxygen and nitrogen species generation, antioxidant defenses, and в-cell function: a critical role for amino acids // J. Endocrinol. – 2012. – Vol. 214 (1). – P. 11–20.
Koriyama Y., Nakayama Y., Matsugo S., Kato S. Protective effect of lipoic acid against oxidative stress is mediated by Keap1/Nrf2-dependent heme oxygenase-1 induction in the RGC-5 cellline // Brain Res. – 2013. – Vol. 1499. – P. 145–157.
Wilking M., Ndiaye M., Mukhtar H., Ahmad N. Circadian rythms connections to oxidative stress: implications for human health // Antioxid. Redox. Signal. – 2013. – Vol. 19. – P. 192–208.
Dicter N., Madar Z., Tirosh O. Alpha-lipoic acid inhibits glycogen synthesis in rat so-leus muscle via its oxidative activity and the uncoupling of mitochondria // J. Nutr. – 2002. – Vol. 132 (10). – P. 3001–3006.
Rouchette L., Ghibu S., Richard C. et al. Direct and indirect antioxidant properties of α-lipoic acid // Mol. Nutr. Food Res. – 2013. – Vol. 57. – P. 114–125.
Moini H., Packer L., Saris N.-E. Antioxidant and prooxidant activities of α-lipoic acid and dihydrolipoic acid // Toxicol. Appl. Pharmacol. – 2002. – Vol. 182. – P. 84–90.
Zhang D.D., Lo S.-C., Cross J.V. et al. keap1 is a redox-regulated substrate adaptor protein for a Cul3-dependent ubiquitin ligase complex // Mol. Cell Biol. – 2004. – Vol. 24. – P. 10941–10953.
Dinkova-kostova A.T., Talalay P. Direct and indirect antioxidant properties of inducers of cytoprotective proteins // Mol. Nutr. Food Res. – 2008. – Vol. 52. – S128–S138.
Frizzell N., Baynes J.W. Chelation therapy: overlooked in the treatment and preven-tion of diabetes complications? // Future Med. Chem. – 2013. – Vol. 5 (10). – P. 1075–1078.
Ou P., Tritscheler H.J., Wolff S.P. Thioctic (lipoic acid): a therapeutical metal-chelat-ing antioxidant? // Biochem. Pharmacol. – 1995. – Vol. 50. – P. 123–126.
Bast A., Haenen G.R. Lipoic acid: a multifunctional antioxidant // Biofactors. – 2003. – Vol. 17 (1–4). – P. 207–213.
Smith A.R., Shenvi S.V., Widlansky M. et al. Lipoic acid as a potential therapy for chronic diseases associated with oxidative stress // Curr. Med. Chem. – 2004. – Vol. 11 (9). – P. 1135–1146.
Yaworsky K., Somwar R., Ramlal T. et al. Engagement of the insulin-sensitive pathway in the stimulation of glucose transport by alpha-lipoic acid in 3T3-L1 adipocytes // Diabetologia. – 2000. – Vol. 43 (3). – P. 294–303.
Estrada D.E., Ewart H.S., Tsakiridis T. et al. Stimulation of glucose uptake by the nat-ural coenzyme alpha-lipoic acid/thioctic acid: participation of elements of the insulin signaling pathway // Diabetes. – 1996. – Vol. 45 (12). – P. 1798–1804.
Henriksen E.J., Jacob S., Streeper R.S. et al. Stimulation by alpha-lipoic acid of glu-cose transport activity in skeletal muscle of lean and obese Zucker rats // Life Sci. – 1997. – Vol. 61 (8). – P. 805–812.
Yamamoto Y., Gaynor R.B. Therapeutical potential of inhibition of the NFkb pathway in the treatment of inflammation and cancer // J. Clin. Invest. – 2001. – Vol. 107 (2). – P. 135–142.
El-Osta A., Brasacchio D., Yao D. et al. Transient high glucose causes persistent epi-genetic changes and altered gene expression during subsequent normoglycemia // J. Exp. Med. – 2008. – Vol. 205 (10). – P. 2409–2417.
Bierhaus A., Chevion S., Chevion M. et al. Advanced glycation end product-induced activation of NF-kappaB is suppressed by alpha-lipoic acid in cultured endothelial cells // Diabetes. – 1997. – Vol. 46 (9). – P. 1481–1490.
Ying Z., Kampfrath T., Sun Q. et al. Evidence that α-lipoic acid inhibits NF-кB activa-tion independent of its antioxidant function // Inflamm. Res. – 2011. – Vol. 60 (3). – P. 219–225.
Zembron-Lacny A., Gajeswski M., Naczac M. et al. Physical activity and alpha-lipoic acid modulate inflammatory response through changes in thiol redox status // J. Physiol. – 2013. – Vol. 69. – P. 397–404.
Sola S., Mir M.Q., Cheema F.A. et al. Irbesartan and lipoic acid improve endothelial function and reduce markers of inflammation in the metabolic syndrome: results of the Irbesartan and Lipoic Acid in Endothelial Dysfunction (ISLAND) study // Circulation. – 2005. – Vol. 111 (3). – P. 343–348.
Steinberg G.R., Kemp B.E. AMPK in health and disease // Physiol. Rev. – 2009. – Vol. 89 (3). – P. 1025–1078.
Zhou G., Myers R., Li Y. et al. Role of AMP-activated protein kinase in mechanism of metformin action // J. Clin. Invest. – 2001. – Vol. 108 (8). – P. 1167–1174.
Shen Q.W., Zhu M.J., Tong J. et al. Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase kinase is involved in AMP-activated protein kinase activation by alpha-lipoic acid in C2C12 myotubes // Am. J. Physiol. Cell Physiol. – 2007. – Vol. 293 (4). – P. C1395–C1403.
Wang Y., Li X., Guo Y. et al. Alpha-Lipoic acid increases energy expenditure by enhancing adenosine monophosphate-activated protein kinase-peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1alpha signaling in the skeletal muscle of aged mice // Metabolism. – 2010. – Vol. 59 (7). – P. 967–976.
Targonsky E.D., Dai F., Koshkin V. et al. Alpha-lipoic acid regulates AMP-activated protein kinase and inhibits insulin secretion from beta cells // Diabetologia. – 2006. – Vol. 49 (7). – P. 1587–1598.
Koh G., Yang E.J., Kim M.K. et al. Alpha-lipoic acid treatment reverses 2-deoxy-D-ri-bose-induced oxidative damage and suppression of insulin expression in pancreatic в-cells // Biol. Pharm. Bull. – 2013 [Epub ahead of print]. – doi:10.12478/bpb.13-00292.
Ramamurthy S., Ronnet G. AMP-activated protein kinase (AMPK) and energy sens-ing in the brain // Exp. Neurobiol. – 2012. – Vol. 21 (2). – P. 52–60.
Blazquez C., Geelen M.J., Velasco G., Guzman M. The AMP activated protein kinase prevents ceramide synthesis de novo and astrocytes // FEBS Lett. – 2001. – Vol. 489 (2–3). – P. 149–153.
Nakatsu Y., Kotake Y., Hino A., Ohta S. Activation of AMO-activated protein kinase by tributyltin induces neuronal cell death // Toxicol. Appl. Pharmacol. – 2008. – Vol. 230 (3). – P. 358–363.
Kim M.S., Park J.Y., Namkoong C. et al. Anti-obesity effects of alpha-lipoic acid mediated by suppression of hypothalamic AMP-activated protein kinase // Nat. Med. – 2004. – Vol. 10 (7). – P. 727–733.
Seo E.Y., Ha A.W., Kim W.K. α lipoic acid reduced weight gain and improved lipid profile in rats fed with high fat diet // Nutr. Res. Pract. – 2012. – Vol. 6. – P. 195–220.
