Оценка лечебно-профилактических свойств биотехнологической культуры женьшеня Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Т.М. СОВЕТКИНА

Оценка лечебно-профилактических свойств биотехнологическом культуры женьшеня

Приводятся результаты клинических испытаний экстракта культуры клеток женьшеня (штамм R-1) на функциональное состояние организма здоровых людей, длительное время пребывающих в среде с инфекционными агентами. Полученные результаты подтверждают перспективность использования водно-спиртового экстракта в качестве лечебно-профилактического средства, способного компенсировать влияние неблагоприятных факторов.

Ключевые слова: культура клеток женьшеня, экстракт биоженьшеня, клинические показатели, функциональное состояние организма, лечебно-профилактическое влияние.

Evaluation of the therapeutic and preventive properties of biotech cultures of ginseng. T.M.SOVETKINA

Gives the results of clinical trials of cell cultures of ginseng extract (strain R-1) on the functional state of organisms of healthy people located in an environment with infectious agents for an extended period of time. These results confirm the efficiency of water-alcohol extract as therapeutic and preventative tools that can offset the effects of adverse factors.

Key Terms: ginseng cell culture, bio-ginseng extract, clinical indicators, functional state of an organism, therapeutic and preventative effects.

Женьшень не относят к специфическим лекарствам, действующим при определенных заболеваниях. Он входит в группу натуральных средств, обладающих тонизирующим действием на центральную нервную систему. Эффективность психогормонной модели тонизирующего действия женьшеня подтверждена клинически. Установлено, что регуляция вредного воздействия на человека различных раздражителей намного эффективнее с помощью адаптогенных препаратов, нежели транквилизаторов. Хорошее самочувствие обеспечивается посредством влияния психогормонов на жизнеспособность организма, а не прямым воздействием на нейроны и опосредованным - на надпочечники или углеводный обмен [11].

Препараты как натурального женьшеня, так и культуры клеток повышают сопротивляемость организма к бактериальным инфекциям [6, 14]. Воздействуя на активность цитокинов, они способны модулировать функции фагоцитов, определяя интенсивность и направленность воспалительного ответа [5, 12]. Иммунологические исследова-

ния полисахаридсодержащих биополимеров корней и культуры клеток женьшеня (штамм ИФРЖ-2) подтверждают перспективность использования последнего в качестве индуктора интерлейкина-8 [7, 13] и эндогенного у-интерферона [5, 10, 12]. Сорбционная способность шрота биомассы женьшеня по отношению к солям тяжелых металлов (нитрат ртути, хлорид ртути, хлорид кадмия, нитрат свинца, хлорид стронция) подтверждена клиническими испытаниями в комплексном лечении заболеваний, вызванных ртутной интоксикацией и радиационными поражениями [7]. Исследования, проведенные космонавтами на орбитальной станции «Салют 7» и в период реабилитации на Земле, дают основание для использования препарата в качестве средства, резко повышающего работоспособность и улучшающего состояние здоровья во время и после полета [9].

Совокупность имеющихся в литературе данных позволяет сделать вывод о том, что фармакологическая активность препаратов из культуры клеток женьшеня в ряде случаев выше, чем у природного корня. В связи с этим целью работы было исследование эффективности применения препарата из культуры клеток женьшеня (штамм R-1) в качестве профилактического средства, повышающего сопротивляемость организма здоровых людей к инфекциям.

Объектом исследования был препарат, выделенный путем водно-спиртовой экстракции из клеточного женьшеня. Биомассы культуры клеток женьшеня Panax ginseng C.A. Mey (штамм R-1) получена биотехнологическим способом в БПИ ДВО РАН [2]. В экспериментах использовался экстракт 1:10, приготовленный согласно указаниям Государственной фармакопеи [3] методом перколяции. В качестве экстрагента использовали 20 %-ный этиловый спирт. Биомасса содержит: золу - 15,8 %, общий азот - 3,9 %, 17 аминокислот - 72,12 % (отношение незаменимых кислот к заменимым составляет 52 %), углеводы - 3,6 % (в том числе полисахариды: крахмал, пектин, клетчатка - 21,3 %); гинзе-нозиды - 2,8 мг/г по сухому весу.

Оценка эффективности препарата культуры клеток женьшеня (штамм R-1) основывалась на изучении клинического состояния добровольцев - 18 здоровых сотрудников ожогового отделения и отделения раневой инфекции Дальневосточной центральной клинической бассейновой больницы (ДЦКББ) в возрасте от 25 до 55 лет. Исследования проводились в течение месяца трижды в год (весна, осень, зима). Контрольную группу составили здоровые доноры крови в возрасте 19-27 лет. Препарат принимали внутрь за 30-40 мин до еды, 2 раза в день, курсом 30 дней. Суточная доза составляла 3 мл. В задачи исследования входило изучение показателей гемодинамики, состояния белкового обмена, свертывающей-антисвертывающей системы крови, фагоцитарного звена иммунитета и уровня биоэлектрической активности.

Изучение частоты пульса проводили ежедневно в утренние часы. Содержание гемоглобина и эритроцитов в периферической крови

определяли на гематологическом анализаторе «Cobas Micros»; содержание общего белка, альбумина и холестерина в сыворотке крови -при помощи автоматического биохимического анализатора «Cobas Mira»; фибриногена в крови - весовым методом; показатель про-тромбинового индекса - унифицированным методом [4]. Состояние фагоцитарного звена иммунитета выявляли по активности и завершенности фагоцитарной реакции. Активность фагоцитарной реакции оценивали путем определения фагоцитарного индекса и фагоцитарного числа. Для изучения факторов неспецифической резистентности использовали тест бактериального фагоцитоза нейтрофилов с учетом степени его завершенности по отношению к бактериям Staphylococcus aureus (штамм 209Р) [8]. Уровень биоэлектрической активности измеряли при помощи аппарата «БИ0Н-01».

Изучение вышеперечисленных показателей было обусловлено необходимостью решения ряда задач: определить воздействие препарата культуры клеток женьшеня на физиологическое состояние группы лиц, работающих в неблагоприятных условиях, связанных с инфицированием гноеродной микрофлорой (длительное пребывание в условиях Hospital Infection неизбежно приводит к снижению резистентности, повышению степени восприимчивости организма к воздействию болезнетворного начала и уровня заболеваемости воспалительного характера); обосновать эффективность применения препарата в качестве профилактического средства, способного компенсировать неблагоприятное влияние внешней среды.

Статистическую обработку результатов исследований проводили с помощью компьютерной программы Statistica 8. Математическая обработка данных эксперимента включала расчет средних значений со стандартными ошибками (M ± m), различия считали достоверными при р < 0,05.

Результаты изучения показателей гемодинамики позволяют сделать вывод, что в отличие от препаратов из натурального корня препарат культуры клеток женьшеня не влияет на повышение артериального давления. В период приема препарата у лиц с нормальными цифрами не найдено повышения артериального давления, однако у лиц со склонностью к гипотонии отмечалась нормализация этого показателя на 28-е сутки от начала приема.

В результате анализа на содержание эритроцитов периферической крови выявлено, что на 7-е сутки после начала приема препарата количество красных клеток в периферической крови повысилось до 3,91±0,22*1012/л. В последующем отмечалось постепенное увеличение содержания этих клеток. На 28-е сутки этот показатель уже соответствовал физиологической норме 4,09±0,27*1012/л, однако был достоверно ниже, чем в контрольной группе (табл. 1).

Таблица 1

Показатели (т ± М) периферической крови добровольцев, получавших препарат

Исследуемый показатель Контроль Период приема препарата

1-е сутки 7-е сутки 14-е сутки 21-е сутки 28-е сутки

Количество эритроцитов, Х1012 л 4,23±0,24 3,72±0,18 3,91±0,22 3,98±0,34 4,04±0,32 4,09±0,27*

Содержание гемоглобина, г/л 134,6±3,87 110,8±3,22 116,2±3,58 117,7±4,96 120,3±3,76 121,2±4,27*

* Здесь и далее в таблицах различия по сравнению с контролем достоверны.

Исследование динамики гемоглобина показало, что этот показатель изменялся параллельно содержанию эритроцитов, и на 28-е сутки уровень гемоглобина достиг 121,2±4,27 г/л, что было ниже, чем в контрольной группе (134,6±3,87), но достоверно выше исходного значения.

Изучение активности обменных процессов и белково-синтетической функции печени невозможно без изучения состояния белкового обмена. Снижение общего белка в крови вместе с уменьшением содержания альбуминов - это свидетельство о нарушении белковосинтетической функции печени. На протяжении всего срока испытаний найдено незначительное колебание содержания общего белка сыворотки крови. На 28-е сутки приема препарата этот показатель был в пределах физиологической нормы (65,7±2,44 г/л) (табл. 2). Аналогичная динамика в пределах физиологической нормы (35-40 г/л) найдена при изучении содержания альбумина сыворотки крови.

Одним из чувствительных критериев, позволяющих оценить выраженность воспалительных явлений в организме человека, является содержание фибриногена в крови и уровень протромбинового индекса.

При определении динамики содержания фибриногена в крови (табл. 3) найдено, что на 1-е сутки от начала приема препарата оно составляло 4,62±0,27 г/л. Это было достоверно выше уровня контрольной группы. На 7-е сутки и в дальнейшем прием препарата сопровождался снижением этого показателя до 4,11±0,11 г/л, что было достоверно ниже исходного уровня.

При изучении уровня протромбинового индекса найдено, что исходное значение показателя составляло 103,6±3,4 %. Это достоверно не отличалось от контрольной группы (102,3±2,4 %). С 7-х по 28-е сутки от начала приема препарата его уровень имел тенденцию

к снижению до 99,6±1,6 %, что было ниже исходного уровня и контрольной группы.

Таблица2

Показатели (т ± М) состояния белкового обмена добровольцев, получавших препарат

Исследуемый показатель Контроль Период приема препарата

1-е сутки 7-е сутки 14-е сутки 21-е сутки 28-е сутки

Содержание общего белка сыворотки крови, г/л 64,0±2,11 64,2±2,81 63,9±2,16 64,9±3,11 65,1±2,29 65,7±2,44

Содержание альбумина, г/л 36,0±1,09 36,4±2,01 35,9±1,46 37,2±1,91 37,9±1,39 38,1±2,07

Таблица 3

Показатели (т ± М) уровня фибриногена, протромбинового индекса и холестерина у добровольцев, получавших препарат

Исследуемый показатель Контроль Период приема препарата

1-е сутки 7-е сутки 14-е сутки 21-е сутки 28-е сутки

Содержание фибриногена, г/л 4,21±0,18 4,62±0,27* 4,32±0,23 4,24±0,17 4,18±0,18 4,11±0,11*

Уровень протром- бинового индекса, % 102,3±2,4 103,6±3,4 101,8±2,1 100,5±1,8 100,1±1,4 99,6±1,6

Содержание холестерина, ммоль/л 4,21±0,23* 5,16±0,49 4,93±0,23 4,78±0,37 4,56±0,48 4,31±0,29*

Изучение динамики холестерина крови показало его снижение на 7-е сутки от начала приема препарата до уровня 4,93±0,51 ммоль/л. Это было пока еще выше уровня контрольной группы (4,21±0,23 ммоль/л), но ниже исходного его содержания 5,16±0,49 ммоль/л. В дальнейшем наметилась тенденция к его снижению, и на 28-е сутки его уровень составил 4,31±0,29 ммоль/л, что достоверно не отличалось от контрольной группы (табл. 3).

Способность организма человека противостоять загрязненной окружающей среде и разного рода инфекциям во многом зависит от состояния фагоцитарной системы организма. Установлено, что у лиц, принимавших препарат, в сравнении с контролем исходный уровень фагоцитарного индекса был достоверно ниже (табл. 4). В дальнейшем наметилась тенденция к повышению этого показателя. На 28-е сутки его значение составило 5,22±0,29 и достоверно не отличалось от контрольной группы.

Таблица4

Динамика показателей (т ± М) фагоцитарной системы иммунитета добровольцев, получавших препарат

Исследуемый показатель Контроль Период приема препарата

1-е сутки 7-е сутки 14-е сутки 21-е сутки 28-е сутки

Фагоци- тарный индекс 5,37±0,31* 4,88±0,21 4,91±0,27 5,07±0,28 5,11±0,23 5,22±0,29

Фагоцитарное число, % 68,0±3,36* 73,6±3,17 72,7±2,26 71,3±2,97 69,3±2,75 67,4±2,13

Завер- шенность фаго- цитарной реакции 4,54±0,036* 4,06±0,027 4,13±0,021 4,28±0,018 4,31±0,031 4,39±0,028

Параллельно с изучением фагоцитарного индекса определяли число активных фагоцитов - фагоцитарное число. Исходный уровень этого числа составлял 73,7±3,17 %, что достоверно было выше, чем в контрольной группе добровольцев (68,0±3,36 %). На 7-е сутки после начала приема препарата этот показатель снизился и на 28-е сутки уже составлял 67,4±2,13 %, т. е. достоверно не отличался от уровня контрольной группы.

Принимая во внимание, что определение степени завершенности фагоцитарного акта позволяет судить о состоятельности и эффективности неспецифического звена иммунной системы при различного рода антигенных воздействиях (бактерии, вирусы, токсины и т. д.), была проведена оценка этого показателя. Исходный уровень индекса завершенности фагоцитоза составлял 4,06±0,027, что достоверно было ниже уровня контрольной группы (4,54±0,036). В дальнейшем найдено повышение этого индекса до 4,39±0,028 на 28-е сутки, что достоверно не отличалось от уровня контрольной группы.

Исходя из концепции соматического (физического) здоровья [1], основным его критерием следует считать энергопотенциал биосистемы, поскольку жизнедеятельность любого живого организма зависит от возможности потребления энергии из окружающей среды, ее

аккумуляции и мобилизации для обеспечения физиологических функций. Чем больше мощность и емкость реализуемого энергопотенциала, а также эффективность его расходования, тем выше уровень здоровья индивида. Для оценки способности препарата нормализовать биологические реакции при существующих и изменяющихся внешних условиях исследовали уровень биопотенциала у испытуемых - биоэлектрическую активность организма. Исходный уровень рассматриваемого показателя составлял 0,36±0,018 В, что было достоверно ниже уровня контрольной группы (0,72±0,024 В). В период испытаний отмечалось стабильное повышение этого индекса с 0,39±0,021 В на 7-е сутки от начала приема препарата до 0,63±0,013 В на 28-е сутки.

Таким образом, в ходе эксперимента было установлено, что добровольцы свободно переносили предложенную дозу препарата в течение всего курса. У них отмечалось улучшение самочувствия, снижение утомляемости, увеличение работоспособности и повышение жизненного тонуса. За период приема не зафиксировано простудных и других заболеваний верхних дыхательных путей. Это подтверждается результатами анализа состояния свертывающей-антисвертываю-щей системы крови, свидетельствующими о снижении активности воспалительных процессов в группе лиц, принимавших препарат. Кроме того, были получены результаты, указывающие на способность препарата из культуры клеток женьшеня снижать уровень протром-бинового индекса и тем самым снижать риск возникновения инфаркта миокарда у лиц, склонных к данной патологии.

В период приема водно-спиртового экстракта культуры клеток, в отличие от натурального корня женьшеня, не найдено повышения артериального давления. У лиц с нормальными цифрами этот показатель не изменялся, однако у лиц со склонностью к гипотонии отмечалось его нормализация. Гематологические исследования выявили, что препарат не оказывает существенного влияния на показатели гемоглобина и эритроцитов в крови у испытуемых. В результате клинического испытания обнаружено некоторое увеличение показателей красной крови (эритроцитов и гемоглобина) по сравнению с исходным уровнем.

Исследования показали, что у испытуемых, несмотря на работу в неблагоприятных условиях, не происходит нарушения белково-синтетической функции печени. Этим объясняется отсутствие видимого влияния приема препарата на содержание белков в сыворотке крови, однако достоверной динамики не найдено.

Одним из показателей, характеризующих обменные процессы в организме, является уровень общего холестерина в крови. При изучении содержания холестерина в крови найдено снижение этого показателя, что свидетельствует об активизации обменных процессов в организме. Поэтому экстракт культуры клеток женьшеня может быть использован как профилактическое средство в борьбе с атеросклерозом.

Важнейшим критерием эффективности фагоцитарной защиты организма является завершенность фагоцитарной реакции, уровень которой, свидетельствует о снижении уровня интоксикации и антигенной стимуляции фагоцитарного звена иммунитета у лиц, принимавших препарат культуры клеток. При изучении влияния препарата на фагоцитарную систему иммунитета найдено достоверное увеличение поглощающей и переваривающей способности макрофагов, что говорит об усилении напряженности иммунитета в отношении гноеродной микрофлоры. Полученные данные свидетельствуют о непосредственном стимулирующем воздействии препарата на фагоцитарную систему иммунитета, о повышении ее эффективности.

Таким образом, проведенные клинические испытания влияния препарата культуры клеток женьшеня (штамм R-1) на функциональное состояние организма здоровых людей, длительное время пребывающих в среде с инфекционными агентами, показали перспективность его использования в лечебно-профилактических целях. Учитывая, что прием препарата сопровождался мягкой нормализацией общего функционального состояние организма, его можно рекомендовать как эффективное профилактическое средство, способное компенсировать неблагоприятное влияние внешней среды.

Литература

1. Апанасенко Г. Л. Методика оценки уровня физического здоровья по прямым показателям / Г. Л. Апанасенко // Социальная гигиена, организация здравоохранения и история медицины. К.: Здоровье, 1988. Вып. 19. С. 28-31.

2. Булгаков В.П. Содержание деммарановых гликозидов в различных каллусных линиях Panax ginseng С.А. Mey / В.П. Булгаков, Ю.Н. Журавлев, М.М. Козыренко и др. // Растительные ресурсы. 1991. Т. 27, № 3. С. 94-100.

3. Государственная фармакопея СССР. Вып. 2: Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье / МЗ СССР. - 11-е изд., доп. - М.: Медицина, 1989. - 400 с.

4. Колб В.Г. Справочник по клинической химии. - 2-е изд., пе-рераб. и доп. / В.Г. Колб, В.С. Камышенский. - Минск: Бело-русь, 1982. - 366 с.

5. Кропотов А.В. Регуляция синтеза у-интерферона женьшенем в условиях экспериментального асептического воспаления / А.В. Кропотов, Н.В. Степаненко // Рациональное использование лекарств: материалы Рос. науч.-практ. конф. 10-12 марта 2004 г. -Пермь, 2004. - 378 с.

6. Крылова Н.В. Интерферониндуцирующее действие полисахаридсодержащих биополимеров из корня и культуры клеток женьшеня / Н.В. Крылова, Н.Н. Беседнова, Т.Ф. Соловьева и др. // Антибиотики и химиотерапия. 1990. № 35. С. 41-42.

7. Минина С.А. Этот удивительный мир биологически активных добавок к пище / С.А. Минина, М.А. Буракова, А.Н. Шиков, А.Б. Легостева // Рынок БАД. 2002. № 2(4). С. 25-26.

8. Нестерова И.В. Комплексное трехуровневое исследование системы нейтрофильных гранулоцитов с возможной диагностикой ИДС при различной патологии: метод. рекомендации / И. В. Нестерова, Н.В. Колесникова, Г.А. Чудилова. - Краснодар, 1996. - 22 с.

9. Нечитайло Г.С. Использование космических биотехнологий для сохранения здоровья населения, проживающего в экологически неблагоприятных условиях окружающей среды / Г. С. Нечитайло // Тез. докл. Дальневост. междунар. экон. форума, 18-19 сентября 2007 г. Хабаровск, 2007. С. 283.

10. Смолина Т.П. Интерферониндуцирующее действие полисахаридсодержащих биополимеров из корня и культуры клеток женьшеня / Т.П. Смолина, Т.Г. Орлова, О.Н. Щегловитова, Н.Н. Беседнова // Антибиотики и химиотерапия, 1998. № 11. С. 21-23.

11. Чубарев В.Н. Изучение фармакологических свойств препарата из биомассы культуры ткани женьшеня: дис. ... канд. мед. наук. М., 1988. - 173 с.

12. Shin J.Y. Immunostimulating effects of acidic polysaccharides extract of Panax ginseng on macrophage function / J.Y. Shin, J.Y. Song, Y.S. Yun, H.O. Yang, D.K. Rhee, S. Pyo // Immunopharmacol. Im-munotoxicol. 2002. № 24. С. 469-482.

13. Sonoda Y. Stimulation of interleukin-8 production by acidic polysaccharides from the root of Panax ginseng / Y. Sonoda, T. Kasa-hara, N. Mukaida, N. Shimizu, M. Tomoda, T. Takeda // Immuno-pharmacology. 1998. № 38. С. 287-294.

14. Tan B.K. Immunomodulatory and antimicrobial effects of some traditional chinese medicinal herbs: a review / B.K. Tan, J. Vanitha // Curr Med Chem. 2004. № 11. С. 1423-1430.

© Советкина Т.М., 2009 г.