Введение

О компонентах чеснока Allium sativum L

Изучение влияния диеты на процессы старения и регенеративный потенциал организма активно обсуждается в научных сообществах в последнее десятилетие [1-4]. Внимание ученых акцентируется на терапевтическом и профилактическом эффекте вегетарианской диеты на организм человека в комплексе с ежедневным употреблением в пищу чеснока в качестве природного антиоксиданта. Исследования последних лет указывают на то, что чеснок в качестве терапевтического средства можно применять при повышенном давлении [5, 6], заболеваниях легких, ОРЗ, а также в профилактике риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний [7, 13, 18]. Фармакологические свойства компонентов чеснока Allium sativum L при употреблении его в пищу, как потенциально возможного способа поддержания активного долголетия, представляют собой научный интерес, поскольку установлено, что чеснок обладает иммуномодулирующим, противовоспалительным и антиоксидантным действием [14].

В состав чеснока Allium sativum L входят несколько потенциально значимых компонентов, действие которых на организм можно рассматривать как предиктор старения организма. К данным веществам относят производные аллиина (N-ацетилцистеина (NAC), S-аллилцистеин (SAC), S-аллил-меркаптоцис-теина (SAMC)), кверцетин, сапонины, а также L-эрготионеин и ряд других компонентов [15, 22].

Выявлено, что SAC обладает антиоксидантным, противовоспалительным, антиапоптотическим эффектом [14, 16], а SAMC проявляет противоопухолевую активность, путем ингибирования процессов образования опухолевых клеток [17]. Биофлавоноид кверцетин способен взаимодействовать с лекарственными средствами. В частности, среди них можно выделить витамин С и витамин Е, как представителей неферментативной антиоксидантной системы организма человека [9, 10].

Гипотеза о роли L-эрготионеина в организме человека подтверждается также данными лонгитюдного исследования, проведенного в Швеции [22]. В исследовании приняли участие 3200 взрослых мужчин и женщин. Анализ метаболитов крови на выявление риска сердечно-сосудистых заболеваний обнаружил, что из 112 метаболитов, измеренных на начальном этапе, уровни L-эрготионеина в плазме наиболее сильно связаны со снижением риска сердечно-сосудистых заболеваний и смертности после 21-24 лет наблюдения. Авторы исследования предполагают, что повышение уровня эрготионеина в плазме крови с помощью диеты может снизить риск сердечно-сосудистых заболеваний и смертности [22].

Говоря об активном долголетии и его взаимосвязи с растительной диетой, стоит отметить значимую роль компонентов чеснока в антиоксидантной защите организма от свободных радикалов. Аллицин контролирует выработку активных форм кислорода (АФК) путем ингибирования НАДФ-оксидазы, а также предотвращает митоген-активируемую протеинкиназу (MAPK) [19]. Сапонины чеснока удаляют внутриклеточные АФК, предотвращая повреждение липидной составляющей мембран [20]. Кроме того, обнаружено, что кверцетин, основной флавоноид, выделенный из чеснока, in vitro, а также in vivo способен изменять активность трансфераз и изоферментов цитохрома P450 (подавление ферментативной активности Р450-2Е1), что, возможно, объясняет его цито-протекторные свойства. [8,11]. Выявлено также, что препараты чеснока проявляют противоопухолевую активность, следовательно, помимо цитопротекторных эффектов чеснок может продлевать долголетие организма путём ингибирования опухолевых процессов в организме. Противораковые механизмы Allium sativum L связаны, вероятно, с регуляцией метаболизма канцерогенов, ингибированием пролиферации опухолевого клона и индукцией их апоптоза, путем активации расщепления каспазы 3 и каспазы 8 [18, 21].

Влияние на уровень холестерина

Чеснок оказывает положительное влияние на сердечно-сосудистую систему (ССС) за счет значительного снижения уровней общего холестерина (ОХ), триглицеридов (ТГ), липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) и умеренно повышенного уровня холестерина ЛПВП в сыворотке крови [2]. Предположительно данный эффект реализуется через снижение холестерогенной и липогенной активности синтеза жирных кислот, уровней яблочной кислоты, а также 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА-редуктазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы [1]. Установлено, что прием таблеток чеснока в дозе 600 мг/день в течение 12 недель у пациентов с диабетом и дислипидемией приводит к высоким уровням ЛПВП и низким уровням ЛПНП и ОХ [3]. Содержащаяся в чесноке в большом количестве сера стимулирует факторы вазодилатации эндотелия [6], а гамма-глутамилцистеин снижает кровяное давление за счет ингибирования ангиотензин-превращающего фермента (АПФ) [5]. Установлено также, что чесночное масло способно снизить уровень сывороточной амилазы, сывороточной аспартаттрансферазы, аланинтрансферазы и щелочной фосфатазы [4].

Вышеописанные эффекты активных компонентов чеснока указывают на его благотворное влияние на организм. Следовательно, чеснок можно рассматривать как потенциальный компонент рациона при реализации программы поддержания активного долголетия.

Цель исследования

Целью работы является сравнительный анализ лабораторных данных пациента Z (клинический случай пожилого человека) в динамике с момента первой и до последней сводки данных после соблюдения чесночной диеты на основе Allium sativum L в период с 2013 по 2023 год, для оценки возможного влияния его активных компонентов на замедление или стабилизацию возраст-зависимых патологий. Полученные данные сравниваются с результатами анализов 2003 года, когда чесночная диета пациентом еще не соблюдалась.

Материалы и методы

Объектом исследования является динамика лабораторных данных пациента Z – мужчины 79 лет, на протяжении нескольких десятилетий соблюдающего вегетарианскую диету, полностью исключающую любые продукты животного происхождения и их производные, и употребляющего в пищу на ежедневной основе головку сырого чеснока 25-35 г. перорально в течение 16 лет. Исследования проводились на анализаторах: биохимия (Furuno CA 800, Япония), гематология (ABX Pentra 60, Франция), гемостаз (Sysmex CS-2000i, Япония), иммунология (Mindray CL1200, Китай).   В таблице 1 приведены результаты лабораторных исследований 2018-2023 года в сравнении с данными 2003 г.

Результаты

В работе [13] приведены и обсуждены данные биохимических анализов крови пациента Z в 2013-2017 гг. Динамика лабораторных данных того же пациента Z, анализируемых в данной работе, рассмотрена нами за период с 2018 по 2023 гг. Эти данные сравниваются с результатами клинического анализа крови пациента Z за 2003 год, взятого у него в Государственном научно-исследовательском центре профилактической медицины МЗ РФ в Москве до начала соблюдения чесночной диеты, а также с соответствующими данными за период 2013-2017 гг. [13].

В результате длительного употребления пациентом в пищу ежедневно головки – т.е. 10-12 зубчиков чеснока (не менее 4-6 свежих головок в неделю) при многолетнем соблюдении вегетарианской диеты наблюдается тенденция к положительной динамике результатов анализов в сравнении с данными лабораторных исследований 2003 года. Оценивалось влияние активных компонентов, входящих в состав чеснока, на биохимические показатели крови и сопоставление их с физиологической нормой. В частности, внимание акцентировалось на основных показателях функционирования печени (АЛТ, АСТ, ЩФ, ГГТ), липидном профиле пациента и уровне гомоцистеина. Данные анализов представлены в таблице 1.

Показатели липидного профиля

Значение величины общего холестерина с начала диеты снизилось почти в два раза: его значение в анализах 2023 года составляет 4,33 ммоль/л, тогда как в 2003 год – 7,25 ммоль/л. Уровень атерогенных ЛПНП имеет тенденцию к снижению: если в 2003 г. его уровень в крови пациента Z был 5,30 ммоль/л, то в 2023 г. их содержание в крови стало 2,70 ммоль/л. В то же время величина содержания ЛПВП в крови пациента остается стабильной и соответствует возрастной норме: в 2003 г. – 0,80 ммоль/л, а в 2023 г. – 0,93 ммоль/л). Уровень триглицеридов с начала исследования снизился почти в три раза: если в 2003 год он составлял 4,6 ммоль/л, то в 2023 году – 1,62 ммоль/л.

Биохимические показатели

Уровни аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ), гамма-глутамилтрансферазы (ГГТ), щелочной фосфатазы (ЩФ) имеют тенденцию к снижению по сравнению со значениями 2003 года. В 2023 году значения этих показателей соответствуют клинической норме и не имеют отрицательной динамики за последние десять лет.

Таблица 1

Показатели общего и биохимического анализов пациента за период 2018-2023 гг.

Сокращения в таблице: АЛТ – аланинаминотрансфераза, АСТ – аспартатаминотрансфераза, ГГТ – гамма-глутамилтрансфераза, СКФ – скорость клубочковой фильтрации, МНО – международное нормализованное отношение, ЛПНП – липопротеины низкой плотности, ЛПВП – липопротеины высокой плотности. Знак – означает, что измерение не выполнялось.

На момент заключительного определения их значения составляли АЛТ – 20 ЕД/л, АСТ – 22 Ед/л, ГГТ – 17 Ед/л, ЩФ –186,8 Ед/л. Уровни общего белка и мочевины на 2023   год – в пределах нормы, при этом стоит отметить, что пациент Z употребляет в пищу исключительно растительный белок. Уровни глюкозы и гликированного гемоглобина в 2023 году несколько увеличены: 6,5 ммоль/л и 6,5% соответственно, однако в целом динамика по данным показателям остаётся стабильной, без тенденции к росту. Уровни макроэлементов калия (K), натрия (Na), кальция (Ca), магния (Mg) находятся в пределах возрастной нормы, хотя при этом, естественно, снижен уровень сывороточного железа (на 2023 год он составляет 4,4 ммоль/л).

Система гемостаза

Значения величин параметров, МНО, уровень протромбина (по Квику), протромбинового времени находятся в пределах возрастной нормы (см. табл. 1). Патологических изменений и повышения признаков агрегатного состояния не наблюдается. Стоит отметить снижение уровня D-димера почти в три раза (если в 2020 г. – 0,6 мкг/мл, то  в 2023 г. – 0,19 мкг/мл).

Общий анализ крови и С-реактивный белок

Значения лейкоцитов и абсолютное значение нейтрофилов, лимфоцитов, моноцитов, эозинофилов находились в пределах физиологической нормы на протяжении всех лет наблюдения. Уровень гемоглобина оставался ниже нормы в силу растительной диеты пациента (в 2023 г. величина Hb – 109 г/л). Уровень С-реактивного белка был также без отрицательной динамики. Следовательно, следует предположить, что в организме отсутствуют признаки воспаления.

Гомоцистеин

Нами определялся также уровень гомоцистеина как маркера риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Гомоцистеин – серосодержащая аминокислота, продукт обмена метионина, способная вызывать альтерацию сосудов и повышать вероятность развития атеросклероза. В ходе продолжительной диеты у пациента наблюдалась положительная динамика снижения уровня гомоцистеина с 2018 (>50 мкмоль/л) по 2022 г. (15,7 мкмоль/л).

Обсуждение результатов

Положительная динамика лабораторных показателей без последующей ее регрессии позволяет предполагать, что многолетняя чесночная диета, а именно биологически активные компоненты чеснока, оказывают благотворное влияние на физиологическое функционирование организма. Известно, что производные аллиина (N-ацетилцистеина (NAC), S-аллилцистеин (SAC), S-аллил-меркапто-цистеина (SAMC)), кверцетин, сапонины, L-эрготионеин, входящие в состав чеснока, обладают противовоспалительным, иммуномодулирующим, противоопухолевым, противопротозойным и антиоксидантным эффектами [7, 15].

Из результатов, представленных в таблице 1, можно предположить, что лабораторные данные липидного профиля, печеночных проб и функционирования организма в целом, указывают на отсутствие отрицательной динамики в результате чесночной диеты пациента (на протяжении 12 лет). Основные показатели биохимического анализа крови пациента Z находятся в пределах возрастной нормы (хотя в 2003 г. уровень общего холестерина составлял 7,25 ммоль/л).

Снижение показателей липидного профиля в сравнении с данными 2003 года (см. табл. 1) и их относительная стабилизация (на 2023 год: холестерин – 4,33 ммоль/л, триглицериды – 1,62 ммоль/л, ЛПНП – 2,70 ммоль/л, ЛПВП – 0,92 ммоль/л), по-видимому, связаны со снижением липогенного действия синтаз жирных кислот, в частности, 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА-редуктазы [2, 4]. Однако необходимо отметить, что индекс атерогенности тем не менее выше нормы (в 2023 году – 3,71).

Преобладание в рационе питания пациента Zуглеводов объясняет повышенные уровни глюкозы и гликированного гемоглобина на протяжении всего наблюдения (см. табл. 1), содержание глюкозы варьируется в диапазоне 5,80-5,85 ммоль/л, гликированный гемоглобин на уровне 6,5% при норме 5,5%. Тенденция к снижению уровня гемоглобина и сывороточного железа (железодефицитная анемия), вероятно, связана с многолетней вегетарианской диетой пациента, вызывающей алиментарный дефицит железа.

Тенденция к положительной динамике значений параметров АЛТ,  АСТ,  ГГТ,  ЩФ  за период последнего обследования и в 2023 г. по сравнению с 2003 г. (см. табл. 1) связана, вероятно, с антиоксидантными эффектами компонентов чеснока – сапонина, кверцетина, L-эрготионеина, которые путем ингибирования НАДФ-оксидазы (фермент участвует в цикле образования АФК) и изменения активности трансфераз и изоферментов цитохрома P450 (в частности Р450-2Е1) [11].

Относительное постоянство значений ферментов печени (АЛТ, АСТ, ГГТ, ЩФ) говорит об отсутствии изменений в гепатоцитах на протяжении периода наблюдений. Уровни альбумина (46,1 г/л) и общего белка (73,4 г/л) находятся в пределах физиологической нормы, что позволяет утверждать о нормальной белоксинтезирующей функции печени (при этом отметим, что белок с 2007 г. пациент Z получает исключительно из продуктов растительного происхождения).

Стабилизация показателей cистемы гемостаза и снижение уровня Д-димера в три раза (в 2020 году – 0,6 мкг/мл, в 2023 – 0,19 мкг/мл), вероятно, связаны с тем, что биологически-активные компоненты чеснока, в частности аллицин и кверцетин, уменьшают свертываемость крови, тем самым влияя на систему гемостаза и снижая риск тромбоза.

Стоит отметить низкие уровни С-реактивного белка на протяжении всего периода диеты пациента Z и нормальный уровень лейкоцитов в крови (значения нейтрофилов, лимфоцитов и моноцитов также оставались в пределах нормы), что говорит об отсутствии воспалительных процессов в организме пациента. Это обстоятельство подтверждает противовоспалительный эффект активных компонентов чеснока.

Было установлено многократное снижение уровня гомоцистеина – маркера риска развития ССЗ: с >50 (2018) до значения 15,7 (2022) при норме 6-12 мкмоль/л. Возможно, что биологически активные компоненты чеснока, влияющие на липидный обмен путем снижения холестерогенной и липогенной активности синтаз жирных кислот, предотвращают избыточный синтез проатерогенных липопротеинов и холестерина, способных повышать риск развития атеросклероза. Также следует отметить, что серосодержащие органические соединения стимулируют факторы вазодилатации эндотелия. Вероятно, на фоне данных эффектов мы наблюдаем динамику к снижению уровня гомоцистеина в крови [2, 4].

Таким образом, результаты лабораторных исследований свидетельствуют о том, что биологически  активные  компоненты  чеснока (производные аллиина / аллицина, N-ацетил-цистеин (NAC), S-аллилцистеин (SAC), S-аллил-меркаптоцистеин (SAMC)), кверцетин, сапонины, L-эрготионеин) при употреблении их в рацион на постоянной основе, как монодиеты, выступают в роли цито-, а возможно и геро-протекторов, а также выполняют антиоксидантную и противовоспалительную функции [6, 9, 10, 15].

Заключение

Данные лабораторных исследований за 2003 год свидетельствуют о неблагополучном состоянии биохимического и липидного профилей крови пациента Z. После принятия пациентом Z в 2007 году чесночной диеты с 2013 г. по 2018 г. [13] и с 2018 г. по 2023 г. (данная работа) (всего в течение 11 лет) в биохимических и клеточных показателях крови отмечается положительная динамика. Наблюдается нормализация и стабилизация как показателей ферментов печени, системы гемостаза и липидного профиля, так и базовых систем организма с учетом возраста пациента Z. Следует отметить, что важным наблюдением является многократное снижение уровня гомоцистеина в крови, что, по-видимому, связано с изменением распределения холестерина в липидном профиле и вазодилатацией эндотелия под действием биологически активных компонентов чеснока [8, 13]. Вероятно, прием чеснока на ежедневной основе оказывает антиоксидантный, цитопротекторный и противовоспалительный эффекты. Диета на основе чеснока регулирует вазодилатацию эндотелия сосудов, улучшая микроциркуляцию и уменьшая свертываемость крови, что по совокупности эффектов активирует в организме процессы регенерации. Таким образом, мы полагаем, что биологически активные компоненты чеснока способны замедлить процессы старения и наступление возраст-зависимых заболеваний, воздействуя на организм человека на клеточном уровне.

Список литературы

1. Qidwai W., Ashfaq T. Role of garlic usage in cardiovascular disease prevention: An evidence-based approach. Evid. Based Complement. Altern. Med. 2013; 2013:125649. doi: 10.1155/2013/125649. 
2. Iweala E.E., Akubugwo E.I., Okeke C.U. Effect of ethanolic extracts of Allium sativum Linn Liliaceae on serum cholesterol and blood sugar levels of alibino rabbits. Plant Prod. Res. J. 2005; 9:14–18. 
3. Ashraf R., Aamir K., Shaikh A.R., Ahmed T. Effects of garlic on dyslipidemia in patients with type 2 diabetes mellitus. J. Ayub. Med. Coll. Abbottabad. 2005;17:60–64. 
4. Zhai B., Zhang C., Sheng Y., Zhao C., He X., Xu W., Huang K., Luo Y. Hypoglycemic and hypolipidemic effect of S-allyl-cysteine sulfoxide (alliin) in DIO mice. Sci. Rep. 2018;8:3527. doi: 10.1038/s41598-018-21421-x.
5. Dubey H., Singh A., Patole A.M., Tenpe C.R. Antihypertensive effect of allicin in dexamethasone-induced hypertensive rats. Integr. Med. Res. 2017;6:60–65. doi: 10.1016/j.imr.2016.12.002. 
6. Ried K., Fakler P. Potential of garlic (Allium sativum) in lowering high blood pressure: Mechanisms of action and clinical relevance. Integr. Blood Press. Control. 2014;7:71–82. doi: 10.2147/IBPC.S51434. 
7. Badal D.S., Dwivedi A.K., Kumar V., Singh S., Prakash A., Verma S., Kumar J. Effect of organic manures and inorganic fertilizers on growth, yield and its attributing traits in garlic (Allium sativum L.) J. Pharmacogn. Phytochem. 2019;8:587–590. 
8. Rahman K. Historical perspective on garlic and cardiovascular disease. J. Nutr. 2001;131:977S–979S. doi: 10.1093/jn/131.3.977S. 
9. Mathew B., Biju R. Neuroprotective effects of garlic.  Аreview. Libyan J. Med. 2008;3:23–33. 
10. Al-Jaber N.A., Awaad A.S., Moses J.E. Review some antioxidant plants growing in Arab world. J. Saudi Chem. Soc. 2011;15:293–307. doi: 10.1016/j.jscs.2011.07.004. 
11. Wanwimolruk S., Prachayasittikul V. Cytochrome P450 enzyme mediated herbal drug interactions (Part 1) EXCLI J. 2014;13:347–391. 
12. Sobolewska D., Podolak I., Makowska-Wąs J. Allium ursinum: Botanical, phytochemical and pharmacological overview. Phytochem. Rev. 2015;14:81–97. doi: 10.1007/s11101-013-9334-0.
13. Жданов Р.И., Хабибуллин И.М., Хамматова Э.Ф., Айдаров В.И., Жданова С.И., Двоеносов В.Г., Хайруллин Р.Н. Активное долголетие: многолетнее клиническое наблюдение (об опыте диеты на основе чеснока) // Рос. Журнал гериатр. медицины. – 2020. – № 4. – С. 39-49, https://doi.org/10.37586/2686-8636-4-2020-339-349
14. Souza G.A., Ebaid G.X., Seiva F.R., Rocha K.H., Galhardi C.M., Mani F., Novelli E.L. N-acetylcysteine an Allium plant compound improves high-sucrose diet-induced obesity and related effects. Evid. Based Complement. Altern. Med. 2011;2011:643269. doi: 10.1093/ecam/nen070. 
15. Asdaq S.M.B., Inamdar M.N. Pharmacodynamic and pharmacokinetic interactions of propranolol with garlic (Allium sativum) in rats. Evid. Based Complement. Altern. Med. 2011;2011:824042. doi: 10.1093/ecam/neq076. 
16. Liu Y., Yan J., Han X., Hu W. Garlic-derived compound S-allylmercaptocysteine (SAMC) is active against anaplastic thyroid cancer cell line 8305C (HPACC) Technol. Health Care. 2015;23: S89–S93. doi: 10.3233/thc-150936. 
17. Cao X., Cao L., Ding L., Bian J.S. A new hope for a devastating disease: Hydrogen sulfide in Parkinson’s disease. Mol. Neurobiol. 2017;55:3789–3799. doi: 10.1007/s12035-017-0617-0. 
18. Gruhlke M.C., Nicco C., Batteux F., Slusarenko A.J. The effects of allicin, a reactive sulfur species from garlic, on a selection of mammalian cell lines. Antioxidants. 2016;6:1. doi: 10.3390/antiox6010001. 
19. Chen Y., Sun J., Dou C., Li N., Kang F., Wang Y., Cao Z., Yang X., Dong S. Alliin attenuated RANKL-induced osteoclastogenesis by scavenging reactive oxygen species through inhibiting Nox1. Int. J. Mol. Sci. 2016; 17:1516. doi: 10.3390/ijms17091516. 
20. Shang A., Cao S.Y., Xu X.Y., Gan R.Y., Tang G.Y., Corke H., Mavumengwana V., Li H.B. Bioactive compounds and biological functions of garlic (Allium sativum L.) Foods. 2019; 8:246. doi: 10.3390/foods8070246. 
21. Zhang X., Zhu Y., Duan W., Feng C., He X. Allicin induces apoptosis of the MGC-803 human gastric carcinoma cell line through the p38 mitogen-activated protein kinase/caspase-3 signaling pathway. Mol. Med. Rep. 2015;11:2755–2760. doi: 10.3892/mmr.2014.3109. 
22. Smith E., Ottosson F., Hellstrand S.Ergothioneine is associated with reduced mortality and decreased risk of cardiovascular disease. Heart. 2020 May;106(9):691-697. doi: 10.1136/heartjnl-2019-315485.