Экдистероиды присутствуют во многих растениях (примерно в 6% всех существующих растений), хотя зачастую в столь малых уровнях, что их экстракция представляется невозможной, а биологическая активность является незначительной.
Роль экдистероидов
Экдистероиды - это гормональные соединения, которые участвуют в сексуальном поведении насекомых, а также в процессах линьки и метаморфизме. Экдистероиды имеют структурное сходство с тестостероном и рассматриваются в качестве тестостерон-подобных соединений, наиболее активных в организме насекомых. Они также выполняют у растений защитную функцию, отпугивая от них хищников. Несмотря на то, что существует более чем 200 видов экдистероидов, а также до 463 незарегистрированных видов, большинство из них не являются биоактивными при пероральном применении. Были проведены исследования таких экдистероидов, как:
ЭкдизонЭкдистерон и Бета-экдистерон20-гидроксиэкдизонТуркестеронИнтегристерон24 (28) - дегидромакистеронВитикостерон EСиленосид А и CПонастеронСиастерон
Фармакология и метаболизм
В исследовании, с использованием экдистероидов (таких как экдизон и 20-гидроксиэкдизон) в дозе 0,2 мг/кг массы тела, экдизон продемонстрировал период полувыведения в организме человека, равный 4 часам, а 20-гидроксиэкдизон - 9 часам. Активный период полураспада в организме человека неизвестен. Тем не менее, исследования на мышах показывают, что период полураспада 20-гидроксиэкдизона составляет 8,15 мин при введении дозы 50 мг/кг массы тела в хвостовую вену, и аналогичные результаты при введение в другие места. У экдистероида Понастерона А период полураспада равен 48 минутам, при введении дозы 750 мкг.
Активность экдистероидов
Нельзя приравнивать действие химически чистых экдистероидов к проявлению биологической активности сложным комплексом веществ из природного растения левзея. В реальных системах с клетками млекопитающих, в отличие от биотестов (опытов с искусственными пробирочными системами in vitro), возникают важные ограничения в проявлении активности экдистероидов (включая экдистен и экдистерон).
Дело в том, что ретиноидный рецептор RXR является неохотным партнёром димеризации (процесс образования нового вещества путём соединения двух структурных элементов в комплекс - димер) с экдистероидным рецептором EcR, и необходимы очень высокие концентрации экдистероидов для возбуждения экдизон-индуцированных систем. Диапазон активных лигандов (небольшая молекула, связывающаяся с белковой молекулой (с рецептором)) по существу ограничен исключительно экдистероидом muristerone A (самого активного и редкого из известных ныне экдистероидов) (США, чистота > 98 %, 1 миллиграм - $139).
Крупнейшие специалисты в этой области R. Lafont и L. Dinan приводят следующие недостатки химически чистых экдистероидов (экдистена, экдистерона) в системах с клетками млекопитающих: большинство химически очищенных от вторичных метаболитов экдистероиды, за редким исключением, не проявляют активности; используемые дозы очень высоки, а максимальные уровни экспрессии незначительны; скорость катаболизма (распад на более простые вещества) в организме высокая. По результатам исследований в Ярославской медицинской академии неочищенные составы намного более активны, чем экдистен и их аналоги высокой степени очистки (в десятки и сотни раз).
Экдистероиды не накапливаются, а быстро выводятся из организма. Накапливаться могут другие вещества - плохо очищенные химикаты, используемые при производстве экдистена.
Научились сейчас синтезировать экдистерон (20Е) в биореакторах (в культуре клеток различных растений - папоротника, живучки и т.д.). Из левзеи также пробовали в течение 20 лет, но практически значимых результатов так и не смогли достигнуть. Носителями активности экдистероидов являются стрессовые белки, пептиды, синтезируемые растениями совместно с 20Е в жестких климатических условиях. В биореакторах - в большом котле с дистиллированной водой, сахарозой и фитогормонами - высокоактивные экдистероиды не синтезируются.