Влияние стресса на физиологические и биохимические показатели эритроцитов крыс и их коррекция экстрактом из морской бурой водоросли Saccharina japonica

Другова Елена Сергеевна; Кушнерова Наталья Федоровна; Фоменко Светлана Евгеньевна; Спрыгин Владимир Геннадьевич; Момот Татьяна Викторовна; Лесникова Лариса Николаевна; Мерзляков Валерий Юрьевич

_НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «IN SITU» №3/2015 ISSN 2411-7161_

ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ НАУКИ

Другова Елена Сергеевна

канд. биол. наук, м.н.с. ТОИ ДВО РАН, г. Владивосток, РФ E-mail:_dryg-2005.84@mail.ru Кушнерова Наталья Федоровна доктор биол. наук, профессор ТОИ ДВО РАН E-mail: nkushnerova@poi.dvo.ru Фоменко Светлана Евгеньевна канд. биол. наук, вед.н.с. ТОИ ДВО РАН, г. Владивосток, РФ E-mail: sfomenko@poi.dvo.ru Спрыгин Владимир Геннадьевич, канд. биол. наук, вед.н.с. ТОИ ДВО РАН, г. Владивосток, РФ E-mail: vsprygin@poi.dvo.ru Момот Татьяна Викторовна канд. мед. наук, доцент, ДВФУ, г. Владивосток, РФ E-mail: kushnerova83@mail.ru Лесникова Лариса Николаевна, канд. биол. наук, н.с. ТОИ ДВО РАН, г. Владивосток, РФ E-mail: lorena-05@mail.ru Мерзляков Валерий Юрьевич, канд. биол. наук, н.с. ТОИ ДВО РАН, г. Владивосток, РФ E-mail: vum77@mail.ru

ВЛИЯНИЕ СТРЕССА НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЭРИТРОЦИТОВ КРЫС И ИХ КОРРЕКЦИЯ ЭКСТРАКТОМ ИЗ МОРСКОЙ БУРОЙ ВОДОРОСЛИ

SACCHARINA JAPONICA

Аннотация

В экспериментальной модели стресса (вертикальная фиксация крыс за дорзальную шейную складку в течение 22 часов) отмечалось изменение размерных характеристик эритроцитов, истощение системы антиоксидантной защиты, нарушение соотношения фосфолипидных фракций. Введение экстракта сахарины или элеутерококка при стрессе способствовало нормализации исследованных физиологических и биохимических параметров эритроцитов. При сравнительном анализе полученных результатов экстракт сахарины проявил более выраженный эффект в восстановлении физиологических и биохимических характеристик эритроцитов при стрессе, чем экстракт элеутерококка.

Ключевые слова

стресс, эритроциты, антиоксидантная защита, осмотическая резистентность, липиды, бурая водоросль

Saccharina japónica

При стрессе различной природы (тяжелая физическая нагрузка, перегревание, переохлаждение и др.) происходит увеличение продуктов перекисного окисления липидов (диеновые коньюгаты, малоновый диальдегид) и истощение системы антиоксидантной защиты [3]. В последнее время становится все более

_НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «IN SITU» №3/2015 ISSN 2411-7161_

актуальным вопрос о разработке способов профилактики стресса. Наиболее перспективным решением данной проблемы является использование растительных полифенольных комплексов, обладающих антиоксидантными свойствами, которые способны эффективно гасить свободнорадикальные реакции, что обусловливает их мембранопротекторный эффект [2]. На сегодняшний день известен ряд антистрессорных препаратов из наземных растений (экстракты из элеутерококка, калины, лимонника и др.). В то же время проявляется большой интерес к препаратам из морских гидробионтов, в частности, к водорослям. Морские водоросли содержат в своем составе ряд веществ, обладающих биологической активностью: полиненасыщенные жирные кислоты омега-3, производные хлорофилла, полисахариды (фукоиданы, глюканы, пектины), фенольные соединения (флоротаннины) и др. [1]. Поэтому использование водорослей для получения фармакологических препаратов имеет большие перспективы.

Целью работы являлось использование экстракта из сахарины японской для коррекции нарушений физиологических и структурных характеристик эритроцитов крови крыс при стрессе.

Из бурой водоросли Saccharina japonica (ранее ламинария японская), был выделен водно-спиртовый (40%) экстракт с содержанием полифенолов (ПФ) в составе экстрактивных веществ в количестве 30% (патент № 2405562). Полученный экстракт упаривали в вакууме до сухого остатка и ресуспендировали в воде. В качестве препарата сравнения использовали аптечный «Экстракт элеутерококка» - широко известный стресс-протектор. Эксперимент проводили на крысах самцах линии Вистар массой 180-200 г. Стресс у животных вызвали путем вертикальной фиксации за дорзальную шейную складку на 22 часа. Препараты вводили внутрижелудочно через зонд 2 раза в течение эксперимента (до вертикальной фиксации и через 4 часа после). Водные растворы сухого остатка экстракта сахарины и экстракта элеутерококка, вводили в количестве 100 мг общих полифенолов/кг массы тела, что составляло 0,4 мл/100 г массы. Животные были разделены на 4 группы по 10 крыс в каждой: 1-я-контрольная (интактные животные), 2-я - стресс, 3-я - стресс +экстракт сахарины, 4-я - стресс+экстракт элеутерококка. Крыс выводили из эксперимента декапитацией под легким эфирным наркозом с соблюдением правил и международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных.

Вертикальная фиксация крыс за дорзальную шейную складку вызывала формирование типичной картины стресса с характерными геморрагическими деструкциями желудка и гипертрофией надпочечников, масса которых повысилась на 42% (р<0,001). Количество изъязвлений на слизистой желудка составило 2,7±0,08 ед/жив., в контроле 0. Кроме того произошло увеличение размерных характеристик эритроцитов: средний диаметр эритроцитов - на 30% (р<0,001) и средний объем эритроцитов - в 2 раза, что говорит о развитии макроцитоза, изменение их осмотической резистентности (сдвиг начало гемолиза до 0,50% NaCI). Также стресс сопровождался снижением количества общих фосфолипидов (ФЛ) на 20% (р<0,001). Исследование уровня холестерина (ХС) в эритроцитах показало, что его содержание на 12% (р<0,01) превышало контрольный уровень. В связи с этим увеличился коэффициент ХС/ФЛ до 0,47±0,03 (в контроле 0,34±0,02; р<0,001), который свидетельствует о повышении жесткости мембран и снижении их лабильности. Отмечалось снижение активности супероксиддисмутазы в эритроцитах на 27% (р<0,001), а также восстановленного глутатиона на 12% (р<0,001). Уровень малонового диальдегида увеличился на 15% (р<0,001). В фосфолипидном спектре мембран эритроцитов при стрессе снижалось количество фосфатидилхолина на 7% (р<0,05) при одновременном увеличении количества лизофосфатидилхолина (ЛФХ) на 15% (р<0,01) и лизофосфатидилэтаноламина на 18% (р<0,01), что свидетельствует об активации фосфолипаз и увеличении проницаемости мембран. Кроме того наблюдалось снижение количества фосфатидилсерина и фосфатидилинозита (ФИ), в среднем, на 16% (р<0,005) при одновременном увеличении фосфатидной кислоты (ФК) на 9% (р<0,01). На основании выше изложенного следует, что под действием стресса происходит рассогласование липидной составляющей мембран эритроцитов, что обусловливает их ранний гемолиз.

При введении экстракта сахарины или элеутерококка при стрессе (3 и 4 группы) нормализовался вес надпочечников и практически отсутствовали язвы слизистой желудка. Но стоит отметить, что экстракт из сахарины (3 группа) обладал более выраженным эффектом в восстановлении физиологических и биохимических характеристик эритроцитов, чем экстракт элеутерококка (4 группа). Так, отмечалось

_НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «IN SITU» №3/2015 ISSN 2411-7161_

восстановление СДЭ и СОЭр до контрольных значений в 3-й группе, тогда как в 4-й группе СДЭ был выше контроля на 12% (р<0,001), а СОЭр на 40% (р<0,001). Расширились границы устойчивости эритроцитов при введении препаратов: начало гемолиза происходило при 0,40±0,01% NaCI, а завершение при 0,30±0,01% NaCI (р<0,001). Количество общих фосфолипидов восстановилось до контрольных значений при введении экстракта сахарины, тогда как при введении элеутерококка их содержание было ниже контрольного уровня, в среднем, на 12% (р<0,01). Содержание холестерина в обеих группах нормализовалось, что обусловило снижение коэффициента ХС/ФЛ до 0,35-0,40. В фосфолипидном спектре эритроцитов 3-й группы животных отмечался достоверно сниженный уровень ЛФХ на 5% (р<0,05) и повышенный ФИ (на 9%, р<0,05) и ФК (на 32%, р<0,001). В эритроцитах крыс 4-й группы (элеутерококк), также как ив 3-й группе, отмечалось повышение количества ФИ на 6% (р<0,05). Таким образом, экстракт из сахарины целесообразно применять в качестве профилактического средства при стрессе. Работа поддержана Российским научным фондом, проект № 14-50-00034.

Список использованных источников

1. Аминина Н.М., Вишневская Т.И., Гурулева О.Н., Ковековдова Л.Т. Состав и возможности использования бурых водорослей дальневосточных морей // Вестник ДВО РАН. 2007. № 6. С. 123-130.

2. Костюк В.А., Потапович А.А. Биорадикалы и биоантиоксиданты. - Минск: БГУ, 2004. 174 с.

3. Кушнерова Н.Ф., Спрыгин В.Г., Фоменко С.Е., Рахманин Ю.А. Влияние стресса на состояние липидного и углеводного обмена печени, профилактика // Гигиена и санитария. 2005. № 5. С. 17 -21.