2017 год № 3

Фармакология и фармация

УДК: 591.494(678.048):616-001.18/.19

Е.Ю. Юртаева, В.А. Доровских, Н.В. Симонова, Р.А. Анохина, М.А. Штарберг

Антиоксидантные свойства звездчатки средней и вьюнка полевого при тепловом воздействии на организм

Амурская государственная медицинская академия, 675000, ул. Горького, 95, тел. 8-(4162)-31-90-09, г. Благовещенск

Контактная информация: Н.В. Симонова, e-mail: simonova.agma@yandex.ru

Резюме:

Многочисленными исследованиями, проведенными в последние годы, показано, что в механизме воздействия факторов окружающей среды на живой организм имеет место общее патогенетическое звено - избыточная продукция свободных радикалов. В экспериментальных условиях исследована возможность коррекции свободнорадикального окисления липидов мембран организма крыс пероральным введением настоя травы вьюнка и настоя травы звездчатки, содержащих комплекс природных антиоксидантов. Установлено, что ежедневное тепловое воздействие в течение 45 минут способствует повышению в крови животных содержания гидроперекисей липидов (на 18-20 %), диеновых конъюгатов (на 15-18 %), малонового диальдегида (на 57-83 %) на фоне снижения активности основных компонентов антиоксидантной системы. Введение крысам настоя травы вьюнка и настоя травы звездчатки в условиях теплового воздействия способствует достоверному снижению в плазме крови гидроперекисей липидов на 8-16 %, диеновых конъюгатов - на 7-20 %, малонового диальдегида - на 7-26 % по сравнению с крысами контрольной группы. При анализе влияния фитосредств на активность компонентов антиоксидантной системы было установлено, что содержание церулоплазмина в крови животных было выше аналогичного показателя у крыс контрольной группы на 8-21 %, витамина Е - на 5-24 %, каталазы - на 10-32 %. Таким образом, использование настоя травы вьюнка и настоя травы звездчатки в условиях теплового воздействия на организм экспериментальных животных приводит к стабилизации процессов пероксидации на фоне повышения активности основных компонентов антиоксидантной системы.

Ключевые слова:

настой травы вьюнка, настой травы звездчатки, тепловое воздействие, перекисное окисление липидов биологических мембран, продукты пероксидации (гидроперекиси липидов, диеновые конъюгаты, малоновый диальдегид), антиоксидантная система

E.Yu. Yurtaeva, V.A. Dorovskikh, N.V. Simonova, R.A. Anokhina, M.A. Shtarberg

Antioxidant properties of stellaria media and convolvulus arvensis under the conditions of heat exposure to the organism

Amur State Medical Academy, Blagoveschensk

Summary:

Numerous studies conducted in recent years have shown that the mechanism of the effect of environmental factors on a living organism has a common pathogenetic link - excess production of free radicals. In experimental conditions the possibility to correct free radical lipid oxidation of rats' organism membranes was studied with the oral introduction of the tincture of herb convolvulus and of the tincture of herb chickweed that contain the complex of natural antioxidants. It was found out that in the blood of experimental animals with daily heat exposure for forty-five minutes results in the increase of lipid hydroperoxides level (by 18-20 %), of diene conjugate (by 15-18 %), and of malonic dialdehyde (by 57-83 %) against the decrease of antioxidant system activity in the blood of intact animals. The introduction of the tincture of herb convolvulus and of the tincture of herb chickweed to rats in the conditions of heat exposure leads to the reliable decrease of lipid hydroperoxides by 8-16 %, of diene conjugates - by 7-20 %, and of malonic dialdehyde by 7-26 % in comparison with the rats of the control group. While analyzing the effect of the phytodrugs on the activity of the components of antioxidant system it was shown that the level of ceruloplasmin in the blood of animals was reliably higher by 8-21 %, of vitamin E by 5-24 %, of catalase by 10-32 % in comparison with the same parameters of the rats of the control group. So, the administration of the tincture of herb convolvulus and of the tincture of herb chickweed in the conditions of heat exposure of the organism of animals under experiment leads to the stabilization of the processes of peroxidation against the increase of antioxidant system activity.

Key words:

the tincture of herb convolvulus, the tincture of herb chickweed, heat exposure, biological membranes lipid peroxidation, products of peroxidation (lipid hydroperoxides, diene conjugates, malonic dialdehyde), antioxidant system

Введение

Изучение вопросов повышения резистентности организма к гипоксии, которая развивается в результате воздействия на организм различных экстремальных факторов, в частности гипертермии, и способствует активации процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), инициируя развитие многих заболеваний, открыло перспективы использования антиоксидантов [1, 2, 3, 7, 11, 12, 13, 14, 15]. Природные антиоксиданты в сравнении с синтетическими обладают высокой биодоступностью, не образуют токсичных продуктов при взаимодействии с активными формами кислорода, не оказывают негативных эффектов в случае передозировки [4]. В свою очередь, особый интерес, на наш взгляд, представляет возможность использования невостребованного фармацевтической промышленностью растительного сырья для коррекции окислительного стресса в условиях воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды. Звездчатка средняя (Stellaria media L.) - одно-, двухлетнее растение семейства Гвоздичные, произрастающее на Дальнем Востоке, в Сибири, во многих европейских и азиатских странах. Спектр терапевтических эффектов включает противовоспалительный, антисептический, обезболивающий, кровоостанавливающий, противоопухолевый, что обусловлено входящими в состав растения биологически активными веществами (флавоноиды, тритерпеновые сапонины, высшие алифатические спирты, дубильные вещества, витамины С, Е, К, каротин) [8]. Вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.) - травянистое многолетнее растение семейства Вьюнковые, широко произрастающее на Дальнем Востоке, в Западной Сибири, на Кавказе, в европейской части России. В немногочисленных публикациях показано, что вьюнок полевой обладает мочегонным, слабительным, кровоостанавливающим, спазмолитическим действием, однако уникальность состава растения (белки, гликозиды, сапонины, ферменты, витамины, флавоноиды), сочетание витаминов С и Е с флавоноидами (аналогичной комбинацией БАВ отличается и звездчатка) заставили предположить наличие антиоксидантного эффекта у настоев травы вьюнка и травы звездчатки, а доступность сырьевой базы и рентабельность технологии получения фитокорректоров послужили дополнительным аспектом к формированию рабочей гипотезы и основанием для проведения настоящего исследования.

Цель исследования - изучение антиоксидантных свойств настоя травы вьюнка и настоя травы звездчатки при тепловом воздействии на организм.

Материалы и методы

Исследование одобрено Этическим комитетом Амурской государственной медицинской академии, соответствует нормативным требованиям проведения доклинических экспериментальных исследований.

Эксперимент проводили на белых беспородных крысах-самцах массой 180-200 г в течение 14 дней. Для изучения эффективности настоев была использована тепловая модель эксперимента, созданная и внедренная на базе Донецкого медицинского университета (1992): животные подвергались воздействию температуры +40±1-2 °С в термостате воздушном лабораторном ТВЛ-К (Санкт-Петербург) с соблюдением адекватных условий влажности (45 %) и вентиляции. Животные были разделены на 4 группы, в каждой по 20 крыс: 1 - интактная группа, животные находились в стандартных условиях вивария; 2 - контрольная группа, животные подвергались тепловому воздействию по 45 минут ежедневно в течение 14 дней; 3 и 4 - подопытные группы, животным перед тепловым воздействием (время экспозиции - 45 минут) ежедневно перорально вводили, соответственно, настой травы вьюнка в дозе 5 мл/кг и настой травы звездчатки в дозе 5 мл/кг. Исследование проводилось одновременно во всех группах в течение 14 дней, забой животных производился путем декапитации на 7-й, 14-й дни эксперимента. Интенсивность процессов ПОЛ в крови оценивали, исследуя содержание гидроперекисей липидов, диеновых конъюгатов, малонового диальдегида и основных компонентов антиоксидантной системы (АОС) - церулоплазмина, витамина Е, глюкозо-6-фофатдегидрогеназы (Гл-6-ФДГ), каталазы по методикам, изложенным в ранее опубликованной нами работе [9]. Статистическую обработку биохимических данных проводили с помощью параметрического метода с использованием t-критерия Стьюдента.

Приготовление настоя травы вьюнка: траву вьюнка, заготовленную в период цветения, измельчали, заливали кипящей водой из расчета 5 г на 200 мл воды, настаивали 60 минут, процеживали, осадок удаляли, настой охлаждали.
Приготовление настоя травы звездчатки: траву звездчатки, заготовленную в августе, измельчали, заливали кипящей водой из расчета 5 г на 200 мл воды, настаивали 60 минут, процеживали, осадок удаляли, настой охлаждали.

Все свежеприготовленные настои хранили в холодильнике (при температуре от 0° до +2 °С) в течение 3 дней.

Результаты и обсуждение

В результате проведенных исследований было установлено (табл. 1), что воздействие на крыс высоких температур сопровождается активацией процессов ПОЛ и накоплением продуктов пероксидации в крови контрольных животных: увеличением содержания гидроперекисей липидов на 19 % (7-й день) и 18 % (14-й день эксперимента) в сравнении с аналогичным показателем в группе интактных крыс, диеновых конъюгатов - на 15 % и 18 % соответственно, малонового диальдегида - на 57 % и 83 %. В свою очередь, введение настоев в условиях теплового воздействия сопровождалось снижением содержания продуктов радикального характера в сравнении с показателями в контрольной группе: на фоне применения настоя травы вьюнка концентрация гидроперекисей липидов уменьшилась на 9 % (7-й день) и 8 % (14-й день эксперимента), диеновых конъюгатов - на 7 % и 8 % соответственно, малонового диальдегида - на 7% и 20 %; на фоне введения настоя травы звездчатки содержание гидроперекисей липидов снизилось на 16% (7-й, 14-й день), диеновых конъюгатов - на 20 % (7, 14 день), малонового диальдегида - на 26 % (7-й день) и 25 % (14-й день эксперимента). Указанные изменения согласуются с результатами исследований, опубликованными нами ранее, которыми был показан антиоксидантный эффект настоев травы вьюнка и травы звездчатки в условиях холодовой экспериментальной модели и ультрафиолетового облучения.

Таблица 1. Содержание продуктов ПОЛ (нмоль/мл) в крови крыс при тепловом воздействии на фоне применения настоя травы вьюнка и настоя травы звездчатки
Показатели	Сроки эксперимента	Группа 1, интактная (n=20)	Группа 2, тепловое воздействие (контроль) (n=20)	Группа 3, настой травы вьюнка + тепло (n=20)	Группа 4, настой травы звездчатки + тепло (n=20)
Гидроперекиси липидов	7-й день	28,3±0,94	33,8±0,66	31,0±0,97	28,4±0,93
Гидроперекиси липидов	14-й день	28,8±0,96	34,1±0,91	31,4±0,65	28,6±0,93
Диеновые конъюгаты	7-й день	35,6±0,94	41,0±1,11	38,0±0,80 Р_2,3>0,05	32,8±0,68
Диеновые конъюгаты	14-й день	35,3±0,81	41,7±0,73	38,2±1,02	33,4±0,89
Малоновый диальдегид	7-й день	3,7±0,16	5,8±0,18	5,4±0,29 Р_2,3>0,05	4,3±0,24
Малоновый диальдегид	14-й день	3,5±0,12	6,4±0,17	5,1±0,15	4,8±0,26

Примечание. и - различия, достоверные по отношению к интактной и контрольной группам животных.

Активация процессов ПОЛ при воздействии на организм прооксидантных факторов сопровождается напряжением и истощением АОС, что согласуется с проведенными нами ранее исследованиями [9, 10]: содержание церулоплазмина в крови контрольных крыс в сравнении с интактными животными снизилось на 16 % (7-й день) и 20 % (14 день эксперимента); витамин Е - на 14 %, 16 %; активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы - на 19 %, 21 %; каталазы - на 1 % и 23 % соответственно (табл. 2). Использование фитосредств для коррекции теплового воздействия способствовало повышению активности АОС в крови подопытных животных: на фоне введения настоя травы вьюнка содержание церулоплазмина выросло на 13 % (7-й день), 8 % (14-й день эксперимента) по сравнению с аналогичным показателем в группе контрольных крыс; на фоне введения настоя травы звездчатки - на 21 % и 14 % соответственно. Уровень витамина Е при использовании настоя травы вьюнка в эксперименте увеличился на 7 % к концу первой и второй недель опыта, настоя травы звездчатки - на 14-24 % относительно контрольных животных. В свою очередь, исследование активности ферментов АОС в условиях коррекции введением настоев позволило констатировать повышение активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в среднем на 18-27 %, каталазы - на 10-32 %, причем ферментная активность на фоне введения фитосредств была выше к концу второй недели эксперимента.

Таблица 2. Содержание компонентов АОС в крови крыс при тепловом воздействии на фоне применения настоя травы вьюнка и настоя травы звездчатки
Показатели	Сроки эксперимента	Группа 1, интактная (n=20)	Группа 2, тепловое воздействие (контроль) (n=20)	Группа 3, настой травы вьюнка + тепло (n=20)	Группа 4, настой травы звездчатки + тепло (n=20)
Церулоплазмин (мкг/мл)	7-й день	25,6 ± 0,54	21,6 ± 0,41	24,5 ± 0,93	26,1 ± 0,77
Церулоплазмин (мкг/мл)	14-й день	27,5 ± 1,33	22,0 ± 0,59	23,8 ± 0,79 Р_2,3>0,05	25,1 ± 0,91
Витамин Е (мкг/мл)	7-й день	44,0 ± 1,18	39,5 ± 0,84	42,1 ± 1,29 Р_2,3>0,05	49,0 ± 1,95
Витамин Е (мкг/мл)	14-й день	45,3 ± 1,44	38,1 ± 1,25	40,9 ± 1,14 Р_2,3>0,05	43,3 ± 1,30
Гл-6-ФДГ (мкмоль НАДФНл^-1с^-1)	7-й день	7,0 ± 0,24	5,7 ± 0,21	6,7 ± 0,46 Р_2,3>0,05	7,1 ± 0,44
Гл-6-ФДГ (мкмоль НАДФНл^-1с^-1)	14-й день	7,1 ± 0,22	5,6 ± 0,30	6,9 ± 0,30	7,1 ± 0,32
Каталаза (ммоль Н₂О₂ л-1с-1)	7-й день	129 ± 3,09	106 ± 3,20	117 ± 3,78 Р_2,3>0,05	140 ± 3,57
Каталаза (ммоль Н₂О₂ л-1с-1)	14-й день	128 ± 2,71	99 ± 2,46	115 ± 2,62	131 ± 4,99

Примечание. и - различия, достоверные по отношению к интактной * и контрольной группам животных.

В целом, экспериментально подтверждена возможность коррекции процессов пероксидации в условиях теплового воздействия введением настоев травы вьюнка и травы звездчатки, что на наш взгляд обусловлено синергическими взаимодействиями между биологически активными веществами в составе растений (витамины С, Е, А, флавоноиды, дубильные вещества), обеспечивающими сбалансированность функционирования антиоксидантов в организме. Синергизм имеет место в тройных и более сложных системах: витамин Е - витамин С - флавоноиды, витамин Е - витамин А - дубильные вещества, витамин Е - витамин А - флавоноиды. Действие природных комплексов витамина С - это окислительно-восстановительная цепь разных форм аскорбиновой кислоты. Особенно эффективны эти системы в комбинации с флавоноидами, которые и сами по себе функционируют как активные антиоксиданты [5]. Комбинация аскорбиновой кислоты и флавоноидов в исследуемых растениях не только образует синергические циклы, но и способствует связыванию ионов железа в биологических системах в неактивные комплексы под влиянием флавоноидов, предотвращая прооксидантные эффекты самой аскорбиновой кислоты в присутствии трехвалентного железа или кверцетина при метаболической трансформации до хиноидных продуктов [6].

Таким образом, с учетом полученных результатов о динамике содержания продуктов ПОЛ и основных компонентов АОС в сыворотке крови экспериментальных животных, можно констатировать антиоксидантную активность звездчатки средней и вьюнка полевого в условиях теплового воздействия. Впервые экспериментально подтвержденная эффективность исследуемых настоев в коррекции процессов пероксидации, индуцированных тепловым воздействием, позволяет рекомендовать фитосредства в качестве антиоксидантов, а также кандидатов для изучения их возможностей в регуляции адаптационных реакций организма при воздействии высоких температур.

Выводы

Воздействие высоких температур на организм способствует повышению интенсивности процессов перекисного окисления липидов биомембран в условиях накопления продуктов радикального характера и снижения активности основных компонентов АОС в крови крыс.
Впервые экспериментально подтверждена возможность коррекции параметров перекисного окисления липидов в крови крыс в условиях теплового воздействия пероральным введением настоя травы вьюнка и настоя травы звездчатки.

Литература

1. Бачериков А.Н., Кузьминов В.Н., Ткаченко Т.В. Современные представления о системе терморегуляции // Вестник психиатрической фармакотерапии. - 2006. - № 1. - С. 178-182.
2. Быстрова Н.А. Иммунометаболические эффекты, вызванные действием умеренно высокой внешней температуры // Тезисы докладов VIII Российского национального конгресса "Человек и лекарство". - М., 2001. - С. 551.
3. Доровских В.А., Бородин Е.А., Штарберг М.А., Штарберг С.А., Егоров К.Е. Фосфолипиды как антиатеросклеротические лекарственные средства. В книге: Липопротеиды и атеросклероз // Тезисы докладов симпозиума, посвященного 110-летию со дня рождения академика Н.Н. Аничкова. - М., 1995. - С. 41-46.
4. Доровских В.А., Целуйко С.С., Симонова Н.В., Анохина Р.А. В мире антиоксидантов. - Благовещенск, 2012. - 160 с.
5. Зенков Н.К., Кандалинцева Н.В., Ланкин В.З., Меньшикова Е.Б., Проценко А.Е. Фенольные биоантиоксиданты. - Новосибирск: СО РАМН, 2003. - 328 с.
6. Макарова М.Н. Биодоступность и метаболизм флавоноидов // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2011. - Т. 74, № 6. - С. 33-40.
7. Новиков В.Е., Левченкова О.С. Новые направления поиска лекарственных средств в антигипоксической активностью и мишени для их действия // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2013. - Т. 76, № 5. - С. 37-47.
8. Симонова Н.В., Доровских В.А., Анохина Р.А. Лекарственные растения Амурской области. - Благовещенск, 2016. - 266 с.
9. Симонова Н.В., Доровских В.А., Штарберг М.А. Влияние адаптогенов растительного происхождения на интенсивность процессов перекисного окисления липидов биомембран в условиях ультрафиолетового облучения // Дальневосточный медицинский журнал. - 2010. - № 2. - С. 112-115.
10. Симонова Н.В., Доровских В.А., Ли О.Н., Штарберг М.А., Симонова Н.П. Настой лекарственных растений и окислительный стресс в условиях холодового воздействия // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. - 2013. - Вып. 48. - С. 76-80.
11. Aldini G., Yeum Kyung-Jim, Niki E., Russel R. Biomarkers for antioxidant defense and oxidative damage. - Medical, 2011. - 380 p.
12. Del Rio D., Stewart A.J., Pellegrini N. A review of recent studies on malondialdehyde as toxic molecule and biological marker of oxidative stress // Nutr. Metab. Cardiovasc. Dis. - 2005. - Vol. 15. - № 4. - P. 316-328.
13. Niizuma K., Endo H., Chan P. Oxidative stress and mitochondrial dysfunction as determinants of ischemic neuronal death and survival // J. Neurochem. - 2009. - Vol. 109. - P. 133-138.
14. Pratt D.A., Tallman K.A., Porter N.A. Free radical oxidation of polyunsaturated lipids: New mechanistic insights and the development of peroxyl radical clocks // Acc. Chem. Res. - 2011. - Vol. 44. - № 6. - P. 458-467.
15. Upston J.M., Kritharides L., Stocker R. The role vitamin E in atherosclerosis // Prog. Lipid. Res. - 2003. - Vol. 42. - № 5. - P. 405-422.