Бор – это минерал, содержащийся в окружающей среде и имеющий широкий спектр применений: от игрушек до медицины. Его название происходит от арабского слова «бурак».
Чистый бор – это темный аморфный порошок. Этот химический элемент, обозначаемый «B» в периодической таблице, обнаружен в 1808 году.
Бор является микроэлементом с разнообразными и жизненно важными ролями в обмене веществ, что делает его необходимым для здоровья растений, животных и человека, и, как показывают последние исследования, возможно, для эволюции жизни на Земле.
Как показано в настоящей статье, бор, как было доказано, является важным микроэлементом, поскольку он (1) необходим для роста и поддержания костной ткани; (2) значительно улучшает заживление ран; (3) благотворно влияет на использование организмом эстрогена, тестостерона и витамина D; (4) повышает усвоение магния; (5) снижает уровни воспалительных биомаркеров, таких как высокочувствительный С-реактивный белок (hs-CRP) и фактор некроза опухоли α (TNF-α); (6) повышает уровень антиоксидантных ферментов, таких как супероксиддисмутаза (СОД), каталаза и глутатионпероксидаза; (7) защищает от вызванного пестицидами окислительного стресса и токсичности тяжелых металлов; (8) улучшает электрическую активность мозга, когнитивные функции и кратковременную память для пожилых людей; (9) влияет на образование и активность ключевых биомолекул, таких как S-аденозилметионин (SAM-e) и никотинамид-адениндинуклеотид (NAD +); (10) продемонстрировал профилактические и терапевтические эффекты при ряде раковых заболеваний, таких как рак предстательной железы, шейки матки и легких, а также множественные и неходжкинские лимфомы; и (11) может помочь уменьшить неблагоприятные эффекты традиционных химиотерапевтических агентов. Однако ни в одном из многочисленных исследований, проведенных к настоящему времени, положительные эффекты бора не проявляются при потреблении> 3 мг / сут. Для бора не было установлено оценочных средних потребностей (EARs) или эталонных рационов питания (DRI) – только верхний уровень потребления (UL) 20 мг / сут для лиц в возрасте ≥ 18 лет. Отсутствие исследований, показывающих вред в сочетании со значительным количеством статей, показывающих преимущества, подтверждают целесообразность применения бора в дозе 3 мг / сут для любого человека, который придерживается диеты, в которой не хватает фруктов и овощей, или кто подвержен риску остеопении или страдает от нее; остеопороз; остеоартроз (ОА); или рак молочной железы, простаты или рак легких.
Ученые уже много лет знают, что бор необходим для здоровья костей. В 1985 году Министерство сельского хозяйства США (USDA) провело эксперимент, в котором женщинам в постменопаузе (n = 12), которым была назначена диета с низким содержанием бора (0,25 мг / день в течение 119 дней), добавлялись 3 мг / день бор в течение двух 28-дневных испытаний. В одном испытании потребление магния было низким; в другой, потребление магния было адекватным. При добавлении бора суточная экскреция кальция с мочой у женщин была снижена на 44%. Снижение потери кальция в результате приема бора составило 52 мг / сут, когда у женщин было мало магния, и 22 мг / сут, когда уровни магния были адекватными.
Бор играет важную роль в остеогенезе, и было показано, что его недостаток отрицательно влияет на развитие и регенерацию кости. Бор влияет на выработку и активность стероидных гормонов, действия, посредством которых этот микроэлемент участвует в предотвращении потери кальция и деминерализации кости. , Неоднократно было показано, что добавки бора заметно снижают экскрецию кальция и магния с мочой и повышают уровень эстрадиола и кальция в сыворотке крови у женщин в пери- и постменопаузе. 1,3 Бор также благотворно влияет на использование витамина D. Дополнение с бором стимулирует рост костей у животных с дефицитом витамина D и уменьшает дисфункции в минеральном метаболизме, характерные для дефицита витамина D.
Исследования на животных, опубликованные в 2008 и 2009 годах6, показали, что заживление альвеолярной кости – гребня компактной кости, которая содержит зубные гнезда на верхней челюсти и нижней челюсти (то есть кости, которые держат зубы) – было ингибировано у крыс с дефицитом бора. По сравнению с бором-адекватными крысами (3 мг / кг / сут бора в рационе) при оценке через 7 и 14 дней у животных с дефицитом бора (0,07 мг / кг / сут бора в рационе) наблюдалось значительное уменьшение поверхности остеобластов ( 57% и 87% через 7 дней и 14 дней соответственно) одновременно с увеличением поверхности покоя (120 и 126 процентов через 7 дней и 14 дней соответственно), что указывает на то, что дефицит бора может привести к ухудшению заживления кости из-за выраженного уменьшение остеогенеза.
В 2010 году Hakki et al. 7 опубликовали исследование, в котором изучались механизмы, лежащие в основе влияния бора на остеогенез. Было установлено, что бор стимулирует минерализацию остеобластов, регулируя экспрессию генов, связанных с минерализацией тканей и действиями ключевых гормонов (17β-эстрадиол [E2], тестостерон и витамин D), участвующих в росте и обороте кости. Индуцирование минерализации бором также лежит в основе положительного влияния бора на заживление ран.
Заживление ран
С 1990 года бор значительно улучшает заживление ран. Нанесение 3% -ного раствора борной кислоты на глубокие раны сократило время, необходимое для интенсивной терапии, на две трети. В 2000 году исследования in vitro с использованием фибробластов человека показали, что раствор борной кислоты улучшил заживление ран благодаря действию на внеклеточный матрикс. 9 Дальнейшие исследования in vitro, опубликованные в 2002 году, показали, что эти полезные эффекты бора были обусловлены прямым воздействием на специфические ферменты, обнаруженные в фибробластах: эластазу, трипсиноподобные ферменты, коллагеназу и щелочную фосфатазу. 10 Наиболее распространенные клетки в соединительной ткани животных, фибробласты синтезируют внеклеточный матрикс и коллаген и играют важную роль в заживлении ран. Бор облегчает активность этих ключевых ферментов в фибробластах, тем самым улучшая обмен внеклеточного матрикса.
Экспрессия белков внеклеточного матрикса
Хакки и др. [7] расширили понимание механизмов, лежащих в основе эффектов бора, еще на шаг, показав, что бор регулирует экспрессию РНК (мРНК) мессенджера в широком спектре белков внеклеточного матрикса, не только тех, которые участвуют в заживлении ран, но и минерализированной ткани, связанной с ней. белки, коллаген типа 1 (COL1), остеопонтин (OPN), сиалопротеин кости (BSP) и остеокальцин (OCN). Совокупный эффект этих действий повышает жизнеспособность остеобластных клеток, пролиферацию и морфологию, а также минерализацию костных клеток.
Дальнейшие исследования, проведенные другими исследователями на стромальных клетках костного мозга человека, подтвердили более ранние открытия механизмов, с помощью которых бор усиливает остеогенную дифференцировку, и продолжали добавлять в список. Также было обнаружено, что бор увеличивает экспрессию мРНК щелочной фосфатазы и костных морфогенетических белков (BMPs) .11 Несколько других исследователей подтвердили, что бор регулирует уровни белка в ключевых BMPs – BMP-4, BMP-6 и BMP-7, плюс Экспрессия мРНК транскрипционного фактора 2, связанного с runt (RUNX2).
BMP являются многофункциональными факторами роста, которые относятся к суперсемейству трансформирующих факторов роста β (TGF-β), и некоторые из них вызывают образование нового хряща и кости. Из 20 членов семейства BMP, которые были идентифицированы и охарактеризованы на сегодняшний день, 12,13 BMP-2, BMP-4, BMP-6 и BMP-7, все из которых демонстрируют транскрипцию и активность, регулируемую бором, были сочтены необходимыми индуцировать остеобластическую дифференцировку в первичных стволовых клетках человека, мезенхиме [14,15]
Также было установлено, что бор регулирует выработку RUNX2, также известного как субъединица фактора связывания с ядром α-1 (CBF-α1). RUNX2 необходим для дифференцировки остеобластов и формирования костей, а также для поддержания костей. Это транскрипционный фактор, который работает совместно с BMP для стимуляции экспрессии генов остеобластов и дифференцировки мезенхимальных стволовых клеток в остеобласты, и он остается активным в зрелых остеобластах. Когда уровни активного RUNX2 снижаются, экспрессия генов, кодирующих основные белки костного матрикса, падает, включая BSP, OCN, OPN и COL1.16–19.
Регуляция половых гормонов
Повышенные уровни половых стероидов были продемонстрированы как у мужчин, так и у женщин после приема бора1,20. В 1987 году Nielsen et al1 сообщили, что диетическое восполнение бора у женщин в постменопаузе (n = 13), которые ранее находились на диете с низким содержанием бора, значительно повысили уровень сывороточного эстрадиола (Е2) и тестостерона, особенно у тех женщин, у которых потребление магния с пищей было низким. У женщин на диете с низким содержанием магния Е2 почти удвоился, увеличившись в среднем с 21,1 пг / мл до 41,4 пг / мл. Уровень тестостерона более чем удвоился, увеличившись в среднем с 0,31 нг / мл до 0,83 нг / мл. Подобные увеличения были замечены у женщин на диете с адекватным содержанием магния: E2 повысился в среднем с 15,5 пг / мл до 38,0 пг / мл, а уровень тестостерона увеличился с 0,38 нг / мл до 0,65 нг / мл. В 1997 году Naghii и соавт. 21 опубликовали результаты аналогичного повышения уровня Е2 в сыворотке у здоровых мужчин (n = 18) после 4 недель диетического приема бора.
После 1 недели приема бора в дозе 6 мг / сут дальнейшее исследование Naghii et al. 20 здоровых мужчин (n = 8) показало (1) значительное увеличение свободного тестостерона, которое возросло в среднем с 11,83 пг / мл до 15,18 пг / мл; и (2) значительное снижение E2, которое снизилось с 42,33 пг / мл до 25,81 пг / мл. Все измеренные воспалительные биомаркеры также снизились: (1) интерлейкин (IL) 6 с 1,55 пг / мл до 0,87 пг / мл; (2) высокочувствительный С-реактивный белок (hs-CRP) приблизительно на 50%, значительное снижение с 1460 нг / мл до 795 нг / мл; и (3) фактор некроза опухоли α (TNF-α) примерно на 30%, с 12,32 до 9,97 пг / мл. Уровни дигидротестостерона, кортизола и витамина D немного увеличились.
Значительное снижение E2 в плазме мужчин после 1 недели приема бора свидетельствует о более высокой скорости превращения общего тестостерона (T) в свободный тестостерон (FT) в метаболическом пути тестостерона. В подтверждение, отношения FT / T, T / E2 и FT / E2 были значительно увеличены, указывая на то, что бор имел эффекты андрогенного усилителя: (1) FT / T (пг / мл / нг / мл) увеличился с 3,62 до 4,66 ; (2) T / E2 (нг / мл) вырос с 91,68 до 148; и (3) FT / E2 (нг / мл) от 0,31 до 0,67.
Хорошо известно, что приблизительно 98% молекул тестостерона связаны с белками в крови, главным образом с глобулином, связывающим половые гормоны (SHBG), и не являются биодоступными, поскольку связанные гормоны не могут выходить из капилляров. 22 Таким образом, повышение уровня несвязанного свободного тестостерона при добавлении бора могут иметь значительные положительные последствия, особенно у пожилых мужчин, у которых, как правило, повышается уровень ГСПГ и снижается уровень ФТ.
Показано, что бор повышает сывороточные уровни 25-гидроксивитамина D3 (25 [OH] D3) в исследованиях на животных4,24 и людей с дефицитом витамина D в исследованиях на людях.25,26 В клиническом исследовании25, в котором мужчины среднего возраста и женщины (n = 15) находились на диете с низким содержанием бора, которая также была минимальной по статусу магния и меди, в течение 63 дней (0,23 мг B / 2000 ккал), 25 (OH) D3 значительно возросла после приема бора (3 мг) / д как борат натрия) в течение дополнительных 49 дней. Уровни 25 (OH) D3 выросли в среднем с 44,9 нМ после 63 дней лишения бора до 62,4 нМ после 49 дней пополнения бора, что на 39% больше.
Аналогичные результаты были получены в открытом пилотном исследовании лиц среднего возраста (n = 13), которые были предопределены как дефицит витамина D (сыворотка 25 [OH] D3 <12 нг / мл). Уровни 25 (OH) D3 были изучены при добавлении бора в дозе 6 мг / сут в течение 60 дней с использованием фруктобората кальция, Ca ([C6H10O6] 2B) 2 · 4H2O, борсодержащего комплекса, который естественным образом встречается в фруктах. место в Сербии с добавками, начинающимися в октябре и заканчивающимися в январе; иными словами, исследование проводилось во время осеннего перехода к зиме, когда ожидается ухудшение состояния витамина D. Тем не менее, с добавкой бора, уровень 25 (OH) D3 значительно вырос, в среднем на 20% .27
Как бор оказывает свои гормональные эффекты? В целом, бор увеличивает биологический период полураспада и биодоступность E2 и витамина D.
Бор увеличивает период полувыведения и биодоступность половых гормонов и витамина D
Благотворное влияние бора на метаболизм кости частично объясняется его ролью как в продуцировании Е2, так и в увеличении его биологического периода полураспада и витамина D. Что касается 17β-эстрадиола, то самым простым и предпочтительным путем его продуцирования является снижение кетогруппа эстрона с помощью тетрагидроборатной соли, боргидрида калия.
Что касается витамина D, Милькович и др. [27] предложили в превосходной статье в «Медицинских гипотезах», что бор подавляет активность 24-гидроксилазы, микросомального фермента, в первую очередь ответственного за катаболизм 25 (OH) D3. Ряд недавних работ, которые обсуждаются в следующем тексте, предоставили доказательства в поддержку этой гипотезы.
Гипотеза Milijkovic и соавторов [27] также объясняет общепризнанное повышение бором уровней 17β-эстрадиола у женщин, в том числе у женщин в постменопаузе, получающих заместительную гормональную терапию, поскольку катаболизм 17β-эстрадиола также достигается микросомальными ферментами, катализирующими гидроксилирование вициналя (например, 24- гидроксилазы). Это предполагает более общую гипотезу: питательный бор может ингибировать ряд микросомальных ферментов, которые вставляют гидроксильные группы вицинальные в существующие гидроксильные группы в стероидах, которые включают ферменты, которые катаболизируют 17β-эстрадиол, 25 (OH) D3 и 1α, 25-дигидроксивитамин D3 ( 1α, 25 [OH] 2D3) .29 Как отмечено Miljkovic et al27:
Следовательно, полезные гормональные эффекты бора, вероятно, являются результатом его общего воздействия на вицинальные гидроксилирования стероидов.
В химии вицинал обозначает любые 2 функциональные группы, которые связаны с 2 соседними атомами углерода. Гидроксилирование представляет собой добавление гидроксильной группы (-ОН). Уникальной особенностью бороновых кислот является их способность образовывать обратимые ковалентные комплексы с молекулами, содержащими вицинальные гидроксильные группы. Бороновые кислоты действуют как кислоты Льюиса, вещества, которые могут принимать неподеленную пару электронов от другой молекулы в составе стабильной группы одного из их собственных атомов. Например, H + является кислотой Льюиса, потому что она может принять неподеленную пару, завершая свою стабильную форму, которая требует 2 электрона. Текущее определение кислоты Льюиса:
… Молекулярный объект (и соответствующие химические частицы), который является акцептором электронной пары и, следовательно, способен реагировать с основанием Льюиса с образованием аддукта Льюиса, разделяя электронную пару, обеспечиваемую основанием Льюиса. Основание Льюиса – это любой вид, который жертвует пару электронов кислоте Льюиса для образования аддукта Льюиса.
Деактивация витамина D
Холекальциферол (витамин D3) активируется и разлагается в результате гидроксилирования. Синтез витамина D начинается в коже как неферментативный процесс, когда поглощение ультрафиолетового излучения B (UVB) под воздействием солнечного света приводит к превращению 7-дегидрохолестерина, метаболита холестерина, хранящегося в коже, в предхолекальциферол. Прехолекальциферол немедленно превращается в холекальциферол (витамин D3) и транспортируется в печень, где он подвергается гидроксилированию с помощью 25-гидроксилазы. На самом деле, 75% сыворотки 25 (ОН) D3 происходит из-за действия 1,25-дигидроксивитамин D3 24-гидроксилазы (CYP2R1), и пока неопознанный фермент отвечает за оставшиеся 25% 25-гидроксилирования холекальциферола +0,30
Результатом этого 25-гидроксилирования является образование кальцидиола (25 [OH] D3). Второе гидроксилирование происходит в почке, где кальцидиол подвергается гидроксилированию 1α-гидроксилазой (CYP27B1) в положении C-1 с образованием гормонального, наиболее активного метаболита, кальцитриола (1,25 [OH] 2D3). 24-гидроксилирование 25 (OH) D3 и кальцитриола, которое осуществляется с помощью 1,25-дигидроксивитамин D3 24-гидроксилазы (CYP24A1), приводит к деградации этих метаболитов витамина D.31
Бор может улучшить эффект от приема витамина D у «нереспондентов»
Поддержка потенциального положительного влияния бора на уровни витамина D подтверждается недавними исследованиями, посвященными изучению взаимосвязи между уровнями метилирования ДНК CYP24A1, фермента 24-гидроксилазы и CYP2R1, фермента 25-гидроксилазы, а также изучением способности женщин в постменопаузе увеличение сыворотки 25 (OH) D3 в ответ на добавление витамина D.32
Исследователи случайным образом назначили 446 белых женщин в постменопаузе для лечения кальцием и витамином D, 1100 МЕ / день, в течение по крайней мере 12 месяцев. Из этих субъектов 18 с самым высоким 12-месячным увеличением сыворотки 25 (OH) D3 были выбраны в качестве респондеров, а 18 с самым низким 12-месячным увеличением сыворотки 25 (OH) D3 были выбраны в качестве респондеров. Уровни метилирования дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) для 2 групп сравнивались.
Метилирование заглушает или останавливает активность в этих CpG-сайтах; таким образом, большее метилирование приводит к уменьшенной продукции гидроксилазы. Респонденты имели значительно более низкие исходные уровни метилирования ДНК в промоторной области CYP2R1 – 25-гидроксилазы, которая активирует витамин D – чем нереспондеры, – 8% против 30% соответственно. Это открытие указывает на большую выработку 25-гидроксилазы и, следовательно, больший потенциал для активации витамина D.
Респонденты также имели более низкие базовые уровни метилирования ДНК в промоторной области CYP24A1, 24-гидроксилазы, которая расщепляет витамин D, чем у респондеров, 13% против 32%, соответственно. Это открытие, возможно, указывает на баланс в способности респондентов как активировать, так и затем разрушать витамин D. Хотя уровни метилирования ДНК CYP24A1 у нереспондентов были выше, неизвестно, были ли полученные ими ферменты 24-гидроксилазы выше среднего уровня. скорость деятельности. Бор не был включен в это исследование, но было бы уместно проанализировать потребление бора субъектами и уровень сыворотки, потому что бор ингибирует активность 24-гидроксилазы.
Два конкретных примера этого процесса – это E2 гидроксилазы и 24-гидроксилаза, ферменты, которые катализируют превращение 25 (OH) D3 и 1,25-дигидроксивитамина D3 (1,25 [OH] 2D3) в 24-гидроксилированные продукты, которые составляют продукты распада молекулы витамина D. Краткое изложение активации и дезактивации витамина D.34
Бор значительно улучшает абсорбцию и отложение магния в кости, что является еще одним полезным эффектом ингибирования бором деградации 17β-эстрадиола. Таким образом, бор является фактором огромного благотворного влияния магния. Значение магния в одной только кости свидетельствует о широко распространенных последствиях недостаточности бора.
Приблизительно 60% магния в организме человека содержится в кости, где он является кофактором ключевых ферментов, регулирующих метаболизм кальция. Большая часть магния в кости содержится в кортикальной кости, что является неотъемлемой частью структуры кристаллов апатита.35 Помимо своей структурной роли в кристаллах апатита, магний необходим в остеобластах и остеокластах, а также во всех живых клетках, в которых магний является основным для вырабатывается аденозинтрифосфатом (АТФ) и служит кофактором более чем 300 ферментов, участвующих в синтезе липидов, белков и нуклеиновых кислот. Благодаря своему положительному заряду, магний стабилизирует клеточные мембраны, уравновешивает действие кальция и функционирует как преобразователь сигнала.
Противовоспалительное действие
В ряде работ указывалось, что бор снижает уровень воспалительных биомаркеров. 20,36,37 В недавнем исследовании на людях, в котором участвовали здоровые мужчины-добровольцы (n = 8), значительное повышение концентрации бора в плазме произошло через 6 часов после введения 11,6 мг. бора в сочетании со значительным снижением уровней hs-CRP и TNF-α. Одна неделя приема бора в дозе 10 мг / сут привела к снижению концентрации TNF-α в плазме на 20% с 12,32 до 9,97 пг / мл и к значительному снижению (приблизительно на 50%) концентрации hs-CRP в плазме от 1460-795 нг / мл и IL-6 от 1,55 до 0,87 пг / мл.
Важна ли адекватность бора? Учтите, что повышенный уровень hs-CRP связан с повышенным риском развития рака молочной железы, 38 ожирением и метаболическим синдромом (MetS) у детей, 39 атеросклерозом, нестабильной стенокардией, инсулинорезистентностью, диабетом 2 типа, 40,41 неалкогольной жировой болезнью печени (НАЖБП) , 42,43 метастатического рака простаты, 44 рака легких, 45 депрессий у взрослых, депрессии у детей и психозов у молодых людей, 46,47 ишемической болезни сердца и инсульта.48–51
Эпидемиологические данные, случаи и контролируемые исследования на животных и людях предоставили доказательства использования бора в качестве безопасного и эффективного лечения остеоартрита (ОА) .52–54 Изучив взаимосвязь между введением бора и распространенностью ОА во всем мире, исследователи обнаружили что в районах, где потребление бора больше или равно 1 мг / сут, предполагаемая частота развития артрита колеблется от 20% до 70%. Напротив, в областях, где потребление бора обычно составляет от 3 до 10 мг / сут, предполагаемая частота развития артрита колеблется от 0% до 10% .55 Установлено, что концентрация бора ниже в головках бедренной кости, костях и синовиальной жидкости Пациенты с ОА по сравнению с лицами без ОА.56
Анализ исследований на животных, в которых крысы с индуцированным артритом извлекали выгоду из перорально или внутрибрюшинно введенного бора, показал, что бор подавляет выработку и активность ферментов сериновой протеазы, участвующих в воспалительном ответе.57 Исследования на людях депривации и восполнения бора показали, что бор значительно увеличивается активность супероксиддисмутазы эритроцитов (СОД). В исследовании, в котором за 63 днями истощения бора следовали 49 дней добавления бора 3 мг / сут, СОД возросла с 3091 ед / г Hb до 3231 ед / г Hb у мужчин старше 45 лет с 2666 ед / г Hb до 3169 Ед / г Hb у женщин в постменопаузе и от 2520 Ед / г Hb до 3327 Ед / г Hb у женщин в эстрогеновой терапии.
Клинические доказательства использования бора для лечения пациентов с ОА на людях были впервые представлены в двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании пищевых добавок, проведенном в Австралии, в котором был получен значительный благоприятный ответ на добавку 6 мг бора в день (декагидрат тетрабората натрия). видели у 20 субъектов с ОА; 50% субъектов, получавших дополнительный бор, улучшили состояние по сравнению с только 10% из тех, кто получал плацебо.61
Клинические эффекты гипомагниемии
Помимо прямого воздействия на структуру и клетки скелета, магний косвенно воздействует на кость, воздействуя на гомеостаз двух основных регуляторов гомеостаза кальция (то есть гормона околощитовидной железы [PTH] и 1,25 [OH] 2D3) .59 Передача сигналов PTH включает увеличение циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) посредством активации аденилатциклазы, для чего требуется магний.
Гипомагниемия нарушает секрецию ПТГ и делает органы-мишени устойчивыми к ПТГ. Снижение секреции ПТГ или нарушение периферического ответа на гормон приводит к низким концентрациям в сыворотке 25 (ОН) D3. Кроме того, фермент гидроксилаза 25-гидроксихолекальциферол-1-гидроксилаза, который отвечает за выработку наиболее активной, гормональной формы витамина D, кальцитриола, требует магния в качестве кофактора. Следовательно, дефицит магния ухудшает выработку кальцитриола.
Гипомагниемия способствует воспалению. Вещество Р высвобождается при высоком уровне дефицита магния, а уровни провоспалительных цитокинов – TNF-α, IL-1 и IL-6 – повышаются как в сыворотке, так и в костном мозге. Магний также играет важную роль в углеводном обмене; его дефицит провоцирует и ухудшает резистентность к инсулину.
Резистентность к инсулину и связанные с этим высокие концентрации глюкозы (> 12 мМ) изменяют процесс биоминерализации в клетках остеобластов, так что, хотя запускается ряд факторов, способствующих активности остеобластов, откладывается меньше кальция. Высокое содержание глюкозы увеличивает экспрессию мРНК рецептора-активатора лиганда ядерного фактора каппа B (RANKL), OCN, BSP и RUNX2, но снижает экспрессию ловушки для RANKL (т.е. остеопротегерина) и увеличивает экспрессию мРНК провоспалительных цитокинов (например, IL-6, IL-10 и TNF-α). Клетки остеобластов, культивируемые в нормальных условиях глюкозы, имели соотношение Ca / P 1,48 и 1,60 через 7 и 14 дней соответственно. Напротив, минеральные отложения, образованные клетками остеобластов, культивируемых с высокими концентрациями d – (+) – глюкозы, имели отношение Ca / P 0,78 и 1,29 на 7 и 14 днях соответственно. Эти результаты представляют лишь некоторые из способов, которыми гипомагниемия вызывает ускоренную потерю костной массы. Адекватное потребление бора 3 мг / сут может помочь предотвратить гипомагниемию
С-реактивный белок (СРБ) представляет собой белок острой фазы, вырабатываемый в печени в ответ на повышенную выработку иммуно-клетками провоспалительных цитокинов (например, IL-1, IL-6, IL-8 и TNF-α). СРБ является известным предиктором риска сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), сердечного приступа и инсульта. Исследования также показали четкую связь между уровнями СРБ и ОА выше нормы, заболеваниями пародонта и риском переломов. В Японии, где у женщин, как правило, уровень СРБ существенно ниже, чем у их кавказских коллег, у женщин, у которых уровень СРБ был выше, чем обычно для японцев, риск перелома более чем удвоился – 2,22 в среднем квартиле и 2,40 в квартиле с самыми высокими уровнями CRP. 63
Для оценки CRP могут использоваться два теста: CRP и hs-CRP. Оба теста измеряют одну и ту же молекулу в крови. СРБ является стандартным тестом и измеряет гораздо более широкий и высокий диапазон уровней СРБ, чем hs-СРБ, но СРБ не очень хорошо фиксирует более низкие диапазоны, которые важны при определении наличия хронического воспаления низкого уровня и которые могут быть фактором, способствующим продолжающемуся процессу болезни. Тест на hs-CRP точно определяет более низкие концентрации CRP. Люди с хронически воспаленным воспалением (например, люди с такими состояниями, как артрит или пародонтоз) должны иметь СРБ, а не тестовый тест hs-CRP. Их уровни СРБ будут очень высокими, часто слишком высокими, чтобы быть значимыми или даже измеренными с помощью теста hs-CRP. Тест hs-CRP – лучший выбор для здоровых людей, чтобы определить, есть ли у них хроническое воспаление слабой степени. Hs-CRP тест измеряет CRP в диапазоне от 0,5 до 10 мг / л. Стандартный тест CRP измеряет CRP в диапазоне от 10 до 1000 мг / л.
Hs-CRP обычно назначается в качестве одного из нескольких тестов с профилем сердечно-сосудистого риска, часто вместе с тестами на холестерин и триглицериды, потому что лучший способ предсказать сердечно-сосудистый риск – это сочетание хорошего маркера воспаления, такого как hs-CRP, с липидный профиль. В настоящее время исследования показали, что у здоровых людей, у которых результаты hs-CRP находятся в верхнем пределе нормального диапазона, выше 3,0 мг / л, риск сердечного приступа в 1,5–4 раза выше по сравнению с теми, у кого значения hs-CRP находятся на уровне нижний предел нормального диапазона, 1,0 мг / л или менее.
Поскольку тест hs-CRP служит маркером воспаления, важно, чтобы пациент недавно не выздоравливал от простуды, гриппа, других инфекций или травм при проведении теста. Как отмечалось ранее, СРБ является белком острой фазы, поэтому его уровни резко возрастают в ответ на любое недавнее заболевание, инфекцию или травму, включая стоматологическую работу. По этой причине любое острое воспаление повышает уровень СРБ и дает ложно повышенную оценку риска. Кроме того, пациенты должны быть проинструктированы не принимать НПВП, так как эти лекарства будут временно снижать уровни СРБ, как и статины, давая ложно пониженную оценку риска.
У женщин, получающих традиционную гормонозаместительную терапию (ЗГТ) (например, Премарин или Провера), но не получающих биоидентичную заместительную гормональную терапию (БГРТ), было показано, что у них повышенный уровень СРБ-СРБ, что является еще одной причиной для рассмотрения вопроса о применении БГРТ, а не ЗГТ ,
В группе тяжелой ОА среднее уменьшение боли составило 47,9% через 4 недели и 64,5% через 8 недель. В первые 4 недели 40% пациентов с тяжелой ОА уменьшали или прекращали употребление анальгетиков (ибупрофен). К 8-й неделе 75% прекратили прием препаратов НПВП (ибупрофен). Жесткость суставов исчезла у половины пациентов с ОА в первые 4 недели. В оставшейся половине жесткость сустава значительно снизилась, среднее снижение жесткости на 50%. Подвижность и гибкость были значительно улучшены у 50% пациентов с тяжелой формой ОА через 4 недели и у 62,5% через 8 недель.
Основываясь на результатах исследований на животных, 62 исследователи выдвинули гипотезу, что противовоспалительные эффекты бора являются результатом ингибирования окислительного выброса мусорными клетками (лейкоцитами) и чрезмерной активностью нейтрофилов (то есть белых клеток, которые собирают мусор) и захватчиками за пределами сердечно-сосудистая система. Бор также способствует удалению свободных радикалов, повышая уровни триумвирата антиоксидантных ферментов в крови и клетках: СОД, каталаза и глутатионпероксидаза.
Совсем недавно было показано, что фруктоборат кальция 110 мг 2 × / сут, который обеспечивает приблизительно 3 мг бора 2 × / сут или 6 мг / сут, улучшает дискомфорт в колене в течение первых 14 дней лечения. В этом исследовании пациенты с самооценкой дискомфорта в колене (n = 60) были рандомизированы на 2 группы, получавшие либо фруктоборат кальция, либо плацебо.64 Как в течение 7 дней, так и в течение 14 дней наблюдалось значительное уменьшение среднего значения изменений в баллах внутри субъекта, как измерено с использованием индекса WOMAC и опросника боли МакГилла (MPQ), были замечены в группе, получавшей фруктоборат кальция, по сравнению с группой, принимавшей плацебо. Расчетные различия в лечении по шкале MPQ составляли -5,8 и -8,9 в дни 7 и 14 соответственно. Оценочные различия для оценки WOMAC были -5,3 и -13,73 на 7 и 14 дни, соответственно. Отрицательные значения указывают на большее снижение дискомфорта. Никаких изменений в оценках WOMAC или MPQ в группе плацебо не наблюдалось. 65
Уровни СРБ обычно выше у пациентов с ОА по сравнению с нормальным контролем, а уровни СРБ с эталонными значениями выше 0,5 мг / дл у пациентов с ОА связаны с прогрессированием заболевания. 66,67 Как отмечалось ранее, в дополнение к ОА и ССЗ, более высокие уровни СРБ также связаны с НАЖБП, МетС, диабетом 2 типа, ожирением, депрессией, заболеваниями почек и остеопорозом. Показано, что бор в сочетании с кальцием растительного происхождения в виде фруктобората кальция значительно снижает уровень СРБ в крови у людей.
Защита от вызванного малатионом окислительного стресса
В недавнем исследовании животные, защищенные бором, хронически подвергаются воздействию низких уровней малатиона, широко используемого пестицида, который вызывает окислительный стресс даже на низких уровнях, при которых люди подвергаются его воздействию в процессе снабжения пищей69. Введение малатиона 100 мг / кг / день желудочный зонд увеличил уровни малонового диальдегида, оксида азота и 8-гидрокси-2′-дезоксигуанозина (8-OHdG) и маркеры повреждения печени. Это уменьшило ацетилхолинэстеразу и уменьшило глутатион; супероксиддисмутаза; и активность каталазы в крови, печени, почках и тканях мозга. Введение бора в дозах 5, 10 и 20 мг / кг / сут обратило окислительный стресс, вызванный малатионом, перекисное окисление липидов и подавление активности антиоксидантных ферментов. Бор уменьшал вызванный малатионом окислительный стресс, усиливал механизмы антиоксидантной защиты и восстанавливал поврежденные ткани печени, почек и головного мозга у крыс.
Активация мозга и психологические функции
Оценки электрической активности мозга у животных и людей показали, что депривация бора – 0,12 мкг / г в рационе в виде борной кислоты – приводит к снижению электрической активности мозга70. У зрелых крыс депривация бора была связана с уменьшением высокой частоты и увеличением низкочастотная электрическая активность мозга, соответствующая снижению возбуждения, позволяет предположить, что бор может играть важную роль в поддержании активации мозга у животных. У людей депривация бора (<0,3 мг / сут) приводила к снижению производительности при выполнении задач, связанных со скоростью мотора и ловкостью, вниманием и кратковременной памятью. Серия экспериментов, проведенных на здоровых пожилых мужчинах и женщинах, показала, что относительно короткие периоды (от 42 до 73 дней) ограниченного потребления бора отрицательно влияют на функцию мозга и когнитивные функции. Наиболее последовательные результаты ЭЭГ заключались в том, что низкое потребление бора приводило к смещению в сторону большей активности на низких частотах и меньшей активности на высоких, доминирующих частотах спектра ЭЭГ, причем тот же эффект обычно наблюдается в ответ на неспецифическое недоедание и токсичность тяжелых металлов. , Повышенная низкочастотная активность характерна для состояний пониженной умственной активности, связана с пониженной способностью выполнять бдительные и психомоторные задачи и связана с нарушением памяти
Эффективность некоторых соединений бора – борной кислоты, буры, колеманита и улексита – в отношении генотоксичности, вызываемой тяжелыми металлами – триоксид мышьяка, коллоидный субцитрат висмута, хлорид кадмия, хлорид ртути и хлорид свинца – была оценена в культурах крови человека.71 Анализы сестринского хроматидного обмена (SCE) и микроядер (MN) выполняли для установления повреждения ДНК в лимфоцитах, а окислительный стресс оценивали путем оценки изменений в основной, антиоксидантной, ферментативной активности и в уровнях общего глутатиона в эритроцитах. Обработка тяжелыми металлами увеличивала частоту как SCE, так и MN, а также уровни малонового диальдегида в плазме, маркера окислительного стресса, и снижала активность антиоксидантных ферментов и уровень общего глутатиона по сравнению с контрольной группой. Все соединения, протестированные на боре (5–20 ч / млн), значительно снижали все генотоксические эффекты, вызванные низкими дозами тяжелых металлов.
Перейти к:
Производство ключевых биомолекул
Бор не только является ингибитором 24-гидроксилазы, но также влияет на образование и активность бороэфиров в биомолекулах, содержащих цис-гидроксильные группы. Такие борсодержащие биомолекулы включают те, которые содержат рибозу (например, S-аденозилметионин [SAM-e], диаденозинфосфаты и никотинамидадениндинуклеотид [NAD +]). Эти биомолекулы являются ключевыми игроками, необходимыми для множества фундаментальных биохимических процессов. [72,73]
Во-первых, давайте рассмотрим SAM-е. Являясь ключевым донором метила, SAM-e является одним из наиболее часто используемых ферментных субстратов в метаболизме человека.74 Приблизительно 95% SAM-e используется в реакциях метилирования, которые влияют на активность ДНК, РНК, белков, фосфолипидов, гормонов и передатчики. Реакции метилирования SAM-e приводят к образованию S-аденозил-гомоцистеина, который может гидролизоваться до гомоцистеина. Гипотеза о том, что биоактивность бора происходит частично посредством воздействия на образование и / или использование SAM-e, подтверждается данными о том, что уровень гомоцистеина в плазме повышается, а SAM-е в печени снижается у крыс, получавших от 0,05 до 0,15 мг / кг бора, по сравнению с крысами, получавшими 3 мг / кг в их рационе.75 Гомоцистеин с высокой циркуляцией и истощенный SAM-e были вовлечены во многие расстройства, на которые может благотворно влиять потребление бора, превышающее или равное 3 мг / сут, включая артрит, остеопороз , рак, диабет и нарушение функции мозга.
Бор сильно связывает окисленный NAD +, 76 и, таким образом, может влиять на реакции, в которых участвует NAD +, которые включают продукцию АТФ, передачу сигналов кальция и действия сиртуинов, которые являются NAD-зависимыми деацетилазами. Блокирование утилизации NAD +, еще одного полезного действия бора, повышает уровень NAD +, активирует сиртуины и способствует здоровому старению.77
Бор также образует бороэфирные комплексы с фосфоинозитидами, гликопротеинами и гликолипидами. Гликолипиды – это биомолекулы, которые действуют как хелаторы кальция и окислительно-восстановительные модификаторы и влияют на целостность и функцию клеточной мембраны.78 Фосфоинозитиды участвуют в регуляции липидкиназ.79 Гликопротеины являются важными, неотъемлемыми мембранными белками, где они играют роль в межклеточных связях. клеточные взаимодействия. Гликолипиды, которые находятся на наружной поверхности всех мембран эукариотических клеток, простираются от фосфолипидного бислоя в водную среду вне клетки и действуют как сайт распознавания для определенных химических веществ, помогают поддерживать стабильность мембраны и прикрепляют клетки к одной из них. другой для формирования тканей. Через бороэфирные комплексы, образованные этими биомолекулами, бор воздействует на все вышеперечисленные действия.
Поскольку исследования в области химии борсодержащих соединений усилились, было показано, что они являются сильными антиостеопорозными, противовоспалительными и противоопухолевыми агентами как in vitro, так и in vivo. Одним из возможных объяснений разнообразия полезных эффектов является то, что некоторые боронированные соединения являются ингибиторами гистондеацетилазы (ИЧР).
ИЧР являются потенциальными терапевтическими агентами при раке и неврологических заболеваниях из-за их способности изменять экспрессию генов, вызывать остановку роста или апоптоз опухолевых клеток и стимулировать нормальную клеточную дифференцировку. Некоторые ИЧР способствуют созреванию остеобластов, усиливая RUNX2-зависимую активацию транскрипции, вызывая увеличение уровней экспрессии генов созревания остеобластов, коллагена типа 1, OPN, BSP и OCN.80 Что общего у всех этих увеличений? Все, как было отмечено ранее, было показано, что деятельность бора. ИЧР рассматриваются как новый класс костных анаболических агентов для лечения заболеваний, связанных с потерей костной массы, таких как остеопороз и рак.
Противораковые эффекты
Все большее число работ указывает на то, что бор обладает антиканцерогенными свойствами. Диеты, богатые бором, и регионы, где почва и вода богаты бором, коррелируют с более низким риском развития некоторых видов рака, включая рак простаты, молочной железы, шейки матки и рак легких. Обнаружено, что обогащенные бором диеты приводят к значительному снижению риска рака простаты и шейки матки и уменьшают риск рака легких у курящих женщин. В последние несколько лет возросло использование природных и синтетических борсодержащих соединений в качестве противоопухолевых агентов, особенно при неоперабельных раковых заболеваниях и заболеваниях с высокой степенью злокачественности. Борсодержащие соединения влияют на физиологию и размножение раковых клеток посредством разнообразных механизмов, включая ингибирование сериновых протеаз, НАД-дегидрогеназ, сплайсинга и деления мРНК, мимикрии связывания рецепторов и индукции апоптоза.81
Рак простаты
Диетический бор обратно пропорционально коррелирует с заболеваемостью раком простаты.82 Согласно данным Национального обследования здоровья и питания (NHANES) III, риск рака простаты был на 52% ниже у мужчин, диеты которых обеспечивали более 1,8 мг / день бора по сравнению с теми, чья диета диетическое потребление бора было меньше или равно 0,9 мг / сут. Высокая корреляция (r = 0,63) была обнаружена между концентрацией бора в подземных водах и распространением рака предстательной железы в Техасе.83 Анализ данных NHANES III также показал, что увеличение потребления бора с пищей было связано с уменьшением риска рака простаты, с схема доза-ответ. Скорректированное отношение шансов составило 0,46 для самого высокого квартиля потребления бора по сравнению с самым низким квартилем.82 Корреляции с частотой рака предстательной железы не наблюдалось, когда потребление бора было менее 1,17 мг / д.84
Борная кислота ингибирует пролиферацию клеток рака предстательной железы человека in vitro.85,86. В одном исследовании борная кислота уменьшила размер опухолей простаты у мышей и заметно снизила уровни инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1) в опухолевой ткани и сыворотке. простат-специфический антиген (PSA) .87 В этом исследовании 2 группы по 10 животных в группе дозировали растворы борной кислоты (1,7, 9,0 мг бора / кг / сутки) через желудочный зонд. Контрольная группа получала только воду. Размеры опухолей измеряли еженедельно в течение 8 недель. Размер опухолей уменьшился у мышей, подвергшихся воздействию низких и высоких доз борной кислоты, на 38% и 25% соответственно. Уровень ПСА в сыворотке для двух доз снизился на 88,6% и 86,4% соответственно по сравнению с контрольной группой. У животных, получавших дозу бора, наблюдалось значительно меньшее число митотических фигур, термин, используемый в клеточной патологии для описания микроскопического вида клетки, подвергающейся митозу. Уровни циркулирующего IGF-1 не различались между группами, но экспрессия IGF-1 в опухолях была значительно снижена при лечении бором.
PSA является андроген-регулируемой сериновой протеазой (ферментом), продуцируемой как нормальными, так и раковыми эпителиальными клетками предстательной железы88, и до сих пор является наиболее часто используемым маркером сыворотки при раке предстательной железы. Было показано, что бороновая кислота ингибирует активность PSA.89,90
Сигнальный путь IGF-1 способствует прогрессированию рака; его снижение связано с пониженным риском.
Дополнительное понимание клеточных механизмов, лежащих в основе действия антипростатического рака бора, предоставлено Barranco et al., 93,94, работа которого показала, что борная кислота ингибирует рост раковых клеток простаты как за счет снижения экспрессии циклина A-E, так и за счет влияния бора на эстроген и тестостерон. Клетки, обработанные борной кислотой, также показали сниженную адгезию и миграцию, что указывает на пониженный метастатический потенциал. 21,95–97
Считается, что высокие уровни эстрадиола коррелируют с низким риском рака простаты 97, предположение, которое лежит в основе терапии ингибирования ароматазы. Однако в последнее время стали появляться публикации, в которых предполагается, что роль эстрогена в простате осложняется дифференциальным действием рецепторов эстрогена (ER), ER-α и ER-β. Стимуляция ER-α стимулирует аберрантную пролиферацию, воспаление и предраковую патологию, тогда как активация ER-β оказывает благотворное влияние на клеточную пролиферацию и играет защитную роль против канцерогенеза.98 Исследования в этой области только начинаются, но, похоже, что бор- содержащие соединения могут благотворно модулировать рецепторы эстрогена, избирательно связываясь с ER-β.99,100
Рак шейки матки
Рак шейки матки является вторым наиболее частым раком среди женщин во всем мире, однако в Турции он занимает лишь девятое место, что в 2–5 раз ниже, чем в Европе и Северной Америке.101 Хотя причины этого различия, несомненно, связаны с рядом факторов, включая социокультурные Различия, отсутствие программ скрининга населения или более низкий уровень распространенности вируса папилломы человека (ВПЧ) в Турции, было высказано предположение, что низкая заболеваемость раком шейки матки в Турции коррелирует с ее почвой, богатой бором.102 ВПЧ являются основной причиной рака шейки матки. ВПЧ-16 и ВПЧ-18 вызывают примерно 95% всех случаев рака шейки матки, а бор вмешивается в жизненный цикл ВПЧ.
Ингибиторы сериновой протеазы снижают иммортализационную и трансформирующую способность онкогена HPV E7.103-106 Бор существует в организме человека в основном в форме борной кислоты, ингибитора сериновой протеазы. После проведения исследований, которые выявили частоту гистопатологических данных, связанных с раком шейки матки, коррелировавших с областями, богатыми бором и бедными бором, Korkmaz и соавт. 107 предположили, что большее количество бора в питьевой воде может помочь ингибировать трансформацию ВПЧ, снижая частоту возникновения рака шейки матки.
В этом исследовании 107 случаев неблагоприятных цитологических результатов в мазках из шейки матки были оценены для 1059 женщин с низким социально-экономическим статусом, которые проживали в регионах с высоким содержанием бора (472 женщины) и бедных бором (587 женщин) в Турции. Среднее диетическое потребление бора составляло 8,41 мг / день для женщин из регионов, богатых бором, и 1,26 мг / день для женщин, живущих в регионах с низким содержанием бора. Ни у одной женщины из регионов, богатых бором, не было никаких цитопатологических признаков рака шейки матки; цитопатологические данные были обнаружены у 15 женщин из бедных бором районов.
Бор может обладать профилактическими действиями, похожими на ГЗТ, которая, как известно, уменьшает рак легких.108,109 10-летнее исследование (1995–2005 гг.), Проведенное в онкологическом центре имени Андерсона при Техасском университете в Хьюстоне, на суставе Влияние потребления бора и использования ЗГТ на риск развития рака легких показало, что потребление бора обратно пропорционально связано с раком легких у женщин. Женщины, у которых потребление бора было низким и которые не использовали ЗГТ, подвергались значительно большему риску. Для всех женщин снижение потребления бора было связано с увеличением вероятности возникновения рака легких, что соответствует увеличению на 39%, 64% и 95% за счет уменьшения квартили потребления. По сравнению с женщинами с высоким потреблением бора в рационе, которые использовали ЗГТ, отношение шансов для рака легких при низком потреблении бора в рационе и без использования ЗГТ составляло 2,07,110. Одним из объяснений, предложенных исследователями для снижения бора в отношении риска рака легких, было то, что женщины в постменопаузе с высоким Потребление бора в рационе, а также пользователи ЗГТ имеют более высокие уровни эстрадиола, конкурирующего за рецепторы эстрогена с полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) из канцерогенов сигаретного дыма. Если это правильно, то увеличение потребления бора во время ЗГТ также снизит канцерогенный потенциал ПАУ от сигаретного дыма.
Ингибирование опухолевого ангиогенеза
Также было показано, что борная кислота и ряд борсодержащих производных феноксиацетанилида сильно ингибируют индуцируемый гипоксией фактор (HIF). 1,111 HIF являются гетеродимерными (α / β) транскрипционными факторами и являются основными физиологическими стимулами для экспрессии факторов ангиогенеза. Ангиогенез, образование новых кровеносных сосудов, прорастающих из существующих капилляров хозяина, должен происходить для роста опухолей выше определенного критического размера. Ингибирование опухолевого ангиогенеза предотвращает рост многих видов солидных опухолей и обеспечивает новый подход к лечению рака; таким образом, HIF-1 является мишенью противоопухолевой терапии.
Индукция апоптоза раковых клеток
Эфиры сахара-бората действуют как переносчики бора, увеличивая концентрацию бората внутри раковых клеток по сравнению с нормальными клетками. Повышенная внутриклеточная концентрация бората не только активирует боратные транспортеры, но также приводит к торможению роста и апоптозу. В нормальных клетках, 2 последних, разрушающие клетки эффекты не проявляются, потому что количество бората, присутствующего в здоровой диете, от 1 до 10 мг / день, легко экспортируется из нормальных клеток. Раковые клетки, однако, обычно сверхэкспрессируют переносчики сахара и / или недоэкспрессируют экспорт боратов, превращая сложные эфиры боратов сахара в многообещающие химиопрофилактические средства.112
Лечение множественной миеломы и неходжкинской лимфомы
В настоящее время разрабатываются препараты на основе бора для использования в качестве терапевтических средств с противоопухолевой, противовирусной, антибактериальной, противогрибковой и другими специфическими для заболевания активностями. Бортезомиб (продается под названием Velcade от Millennium Pharmaceuticals и Cytomib от Venus Remedies), который содержит бор в качестве активного элемента, был одобрен в качестве ингибитора протеасом для лечения множественной миеломы и неходжкинской лимфомы 113 и ряда других соединений на основе бора. находятся на различных этапах клинических испытаний, ожидая большей эффективности и эффективности, чем существующие препараты.
Традиционные химиотерапевтические агенты являются цитотоксичными (то есть они действуют, убивая клетки, которые быстро делятся), что является ключевым признаком большинства раковых клеток. К сожалению, другие быстро делящиеся клетки, включая клетки, продуцируемые в костном мозге, также разрушаются, что приводит к миелосупрессии (т. Е. К снижению продукции клеток крови и, следовательно, к ряду побочных эффектов, включая иммуносупрессию) .115 Исследование in vitro обнаружили, что борная кислота может помочь защитить от генотоксичности и цитотоксичности, которые индуцируются в лимфоцитах паклитакселом, противоопухолевым препаратом, обычно используемым для лечения рака молочной железы, яичников и легких.
Паклитаксел (10 или 20 мкг / л) добавляли к периферическим лимфоцитам человека в культурах крови, и его генотоксическое и цитотоксическое действие оценивали с помощью тестов SCE и MN. По сравнению с контролями частоты SCE и образование MNs (т.е. генотоксические эффекты) были значительно увеличены, а индекс деления ядра (т.е. цитотоксический эффект) был снижен в культурах лимфоцитов, подвергнутых воздействию паклитаксела. Добавление борной кислоты (2,5 или 5 мг / л) значительно уменьшало вызванное паклитакселом увеличение генотоксичности, возвращая уровни, близкие к контрольным значениям, и полностью восстанавливая индексы цитотоксичности до контрольных значений.81
Перейти к:
Жизнь на Земле
Из-за своей важности в так называемом мире сахаров бор, возможно, играл существенную роль в пребиотическом происхождении генетического материала. Бораты (то есть соединения бора, такие как борная кислота) влияют на образование рибофуранозы из формальдегида, который питает пребиотический метаболический цикл. Считается, что бораты, образуя комплексы с органическими цис-диолами, обеспечивают термическую и химическую стабильность, необходимую для развития жизни на Земле.
Развитие мира РНК, в котором РНК действовала как катализатор, а также информационная макромолекула, предполагает большой пребиотический (пре-РНК) источник рибозы. Однако общепринятый пребиотический синтез рибозы, реакция с формозой, дает многочисленные сахара без какой-либо селективности, и даже если рибоза была селективно синтезирована, рибоза и другие сахара являются нестабильными. Таким образом, считалось, что первый генетический материал не мог содержать рибозу или другие сахара из-за их нестабильности.118
Тем не менее, в ходе эволюции рибоза была выбрана в качестве эксклюзивного сахарного компонента нуклеиновых кислот. Выбор рибозы объясняется использованием молекулярных моделей для анализа химической структуры альдопентоз (общих сахаров) и представления их соответствия модели нуклеиновых кислот. Сравнения показывают, что рибоза не была выбрана случайным образом, а была единственным выбором, потому что β-d-рибоза наилучшим образом вписывается в структуру физиологических форм нуклеиновых кислот.119 Рибоза является единственным сахаром, присутствующим как в ранней биохимии на основе РНК, так и в современной ДНК- основанная жизнь. Следовательно, стабильность рибозы имеет фундаментальное значение для определения происхождения ранней биохимии на основе РНК. Бораты стабилизируют рибозу и могут образовывать борат-эфирные нуклеотиды.
Борат избирательно повышает стабильность рибозы по сравнению с другими альдопентозами. Без стабилизирующего влияния бора рибоза является наименее устойчивой из всех альдопентоз, образующихся при реакции формозы. Современная теория заключается в том, что накопление рибозы происходило в среде, богатой боратами, в мире, предшествующем РНК, что заложило основу для развития основанных на рибозе нуклеотидов (РНК) .120 Это образование боратного комплекса могло отделить рибозу от изомеризации и разложения. реакции, приводящие к его селективной стабилизации. Эти данные указывают на то, что рибоза могла накапливаться в богатых боратами средах на ранней Земле, и позволяют предположить, что нуклеотиды на основе рибозы в сочетании с фосфатом и нуклеиновыми основаниями образовались абиотически.
Типичное потребление бора / Дополнительные рекомендации
В таблице 1 приведено содержание бора в его самых богатых источниках пищи. К сожалению, цифры считаются неточными, при этом их оценки в 3-4 раза превышают значения, полученные с помощью химического анализа.
Таблица 1
(Кухонный комбайн / завышенный) Содержание бора в богатейших источниках пищи
Пища мг / 100 г мг в типичной порции
Авокадо 2,06 2,06
Абрикосы (сушеные) 2,11 0,53
Смородина 1,74 0,26
Виноград (красный) 0,50 0,50
Персик 0,52 0,57
Чернослив 1,88 0,94
Изюм 4.51 0.67
Красная фасоль 1,4 1,82
Чечевица 0,74 0,96
Миндаль 2,82 0,42
Бразильские орехи 1,72 0,34
Орехи кешью 1,15 0,17
Фундук 2,77 0,68
Арахисовое масло 1,92 0,38
Фисташковые орехи 1,20 0,18
Грецкие орехи (Калифорния) 1,63 0,24
Вино (Шираз Каберне) 0,86 0,86
Открыть в отдельном окне
Примечание: по материалам Naghii et al. 121
Орехи бразилии – самый богатый источник селена. Потребление более 2 бразильских орехов / сутки может привести к токсичности селена.
Мичам и др. [121, 123] показали, что доступные в настоящее время базы данных компьютерного программного обеспечения, такие как Food Processor (ESHA, Салем, Орегон, США), сильно переоценивают содержание бора в продуктах. Когда химический анализ пищевых продуктов сравнивался с анализом рационов питания в Кухонном комбайне, химический анализ пищевых продуктов, отмеченных в диетических записях, обнаружил 1,2 мг / день бора, тогда как Кухонный комбайн сообщил о содержании бора как 4,5 мг / день (версия 7.32) 5,0 мг / сут (версия 8.1) и 5,3 мг / сут (версия 9.9). Используя химический анализ, исследователи сообщили о содержании бора в 10 продуктах, богатых бором (Таблица 2).
Таблица 2
Химический анализ содержания бора (мг / 100 г) в 10 лучших продуктах питания
Пища мг / 100 г
Авокадо 1,43
Арахисовое масло 0,59
Арахис сухой 0,58
Сок чернослив 0,56
Шоколадная пудра 0,43
Красное вино 0,36
Мюсли с изюмом и изюмом 0,36
Виноградный сок 0,34
пекан 0,26
Изюмные отруби 0,26
Примечание: адаптированный Meacham et al.122
Бор является частью обычной диеты человека, но ежедневное потребление широко варьируется в зависимости от пропорций различных пищевых групп в рационе и от концентрации бора в почве.124 Указанные значения среднего общего потребления бора варьируются: от 1,7 до 7,0 мг / сут. В Соединенных Штатах; От 1,75 до 2,12 мг / сут в Мексике; От 0,8 до 1,9 мг / сут в Европейском союзе; От 2,16 до 2,28 мг / сут в Австралии; и приблизительно 0,93 мг / сут в Корее.125,126 Различия коррелируют с региональными различиями в почве и потреблении клетчатки и богатой белком растительной пищи.
Предполагается, что разнообразная, богатая растениями пища обеспечивает примерно 1,5–3 мг / день бора.125,127 Продукты растительного происхождения, особенно фрукты, листовые овощи, орехи и бобовые, богаты бором, а также ферментированы из растений. напитки (т. е. вино, сидр и пиво). Мясо, рыба и молочные продукты, однако, являются плохими источниками. Арахис и арахисовое масло, другие орехи, изюм, вино и авокадо также являются основными источниками потребления бора. Хотя кофе и молоко содержат мало бора, они обеспечивают 12% от общего потребления бора в Соединенных Штатах из-за потребляемого объема и того факта, что стандартная американская диета содержит так мало порций фруктов, овощей и бобовых. 125,128 Нет для бора были установлены рекомендуемые уровни, только верхний уровень потребления (UL) 20 мг / д.129
Хотя Рейни и соавт. 125 заявили, что «очень большие различия в потреблении бора происходят среди взрослого населения США», начиная с 9 мг / сут, оценки исследователей среднего и потребления с 95-м процентилем бора в Соединенных Штатах составляли 1,17 до 2,42 мг / сут для мужчин и от 0,96 до 1,94 мг / сут для женщин. Важно отметить, что население США сегодня потребляет меньше растительных продуктов, богатых бором, чем в 1998 году, когда было проведено исследование, проведенное Рейни и соавт. 125. Вероятно, что среднее потребление бора снизилось.
В период с 1988 по 1994 год только 27% взрослых соответствовали рекомендациям USDA по фруктам – 2 или более порций, и только 35% соответствовали рекомендациям по овощам – 3 или более порций; в 1999–2002 годах 28% и 32% взрослых соответствовали рекомендациям по фруктам и овощам соответственно. Только 11% соответствовали рекомендациям USDA по фруктам и овощам в 1988–1994 и 1999–2002 годах, что указывает на отсутствие изменений в потреблении.130 К 1999–2002 годам только 40% ± 2% населения США выполнили действующую на тот момент рекомендацию по употреблению пищи. в среднем 5 или более порций фруктов и овощей в день. Среди подгрупп населения процент потребления, по крайней мере, такой большой, варьировался от низкого уровня в 10% ± 3% девочек в возрасте от 4 до 8 лет до высокого уровня в 60% ± 4% мужчин в возрасте от 51 до 70 лет.
По состоянию на 2006 год новое комбинированное рекомендуемое количество фруктов и овощей составляло от 2 до 6,5 чашек. Предполагая, что 2 порции на чашку, пропорции субпопуляций, удовлетворяющих объединенным новым рекомендациям по фруктам и овощам, оцениваются в диапазоне от 0,7% ± 0,4% мальчиков в возрасте от 14 до 18 лет, чья комбинированная рекомендация составляет 5 чашек, до высокий 48% ± 4% детей в возрасте от 2 до 3 лет, чья комбинированная рекомендация составляет 1 стакан. Только 17% ± 3% женщин в возрасте от 51 до 70 лет выполняют свои комбинированные рекомендации, а все другие половые возрастные группы имеют
Доказано, что бор является важным микроэлементом, поскольку он (1) необходим для роста и поддержания костной ткани; (2) значительно улучшает заживление ран; (3) благотворно влияет на использование организмом эстрогена, тестостерона и витамина D; (4) повышает усвоение магния; (5) снижает уровни воспалительных биомаркеров, таких как hs-CRP и TNF-α; (6) повышает уровень антиоксидантных ферментов, таких как СОД, каталаза и глутатионпероксидаза; (7) защищает от вызванного пестицидами окислительного стресса и токсичности тяжелых металлов; (8) улучшает электрическую активность мозга, когнитивные функции и кратковременную память у пожилых людей; (9) влияет на образование и активность ключевых биомолекул, таких как SAM-e и NAD +; (10) продемонстрировал профилактические и терапевтические эффекты при ряде видов рака, таких как рак предстательной железы, шейки матки и легких, а также множественные и неходжкинские лимфомы; и (11) может помочь уменьшить неблагоприятные эффекты традиционных химиотерапевтических агентов. Ежедневное потребление бора американцами в рационе в 1999 году оценивалось примерно в 1 мг / сут.
Однако ни в одном из многочисленных исследований, проведенных к настоящему времени, положительные эффекты бора не проявляются при потреблении менее 3 мг / сут. EAR или DRI для бора не установлены; только UL 20 мг / сут для лиц в возрасте 18 лет и старше. Отсутствие исследований, показывающих вред в сочетании со значительным количеством статей, показывающих преимущества, подтверждают целесообразность введения бора в дозе 3 мг / сут для любого человека, который придерживается диеты с низким содержанием фруктов и овощей или подвергается риску остеопении или имеет остеопению; остеопороз; OA; или рак молочной железы, простаты или рак легких.