CC BY
87
УДК 615.322
Н.К. TaTapHHoea 1, И.В. Свиридов 1, A.A. ToponoBa 1, Л.Н. Шaнтaновa '■ 2, Л.Л. rapMaeea 1
АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ СУХИХ ЭКСТРАКТОВ RHAPONTICUM
UNIFLORUM DC
1 Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН (Улан-Удэ) 2 Бурятский государственный университет (Улан-Удэ)
Исследовали антиоксидантную активность в условиях in vitro сухих экстрактов СЭЛ-1 и СЭЛ-2, полученных из Rhaponticum uniflorum (L.) DC, обладающих выраженным антирадикальным действием в отношении связывания DPPH-радикала (IC.0 (СЭЛ-2) = 2,0 мкг/мл). Выявлена их способность к инактивации ряда активных форм кислорода (O~, NO). В отношении O ¿'-анион радикала фитосредства проявляютумеренную, а в отношении NO - выраженную антирадикальную активностью (IC50(СЭЛ-2) = 311,0 мкг/мл). Обнаружено наличие умеренной ¥г2+-хелатирующей активности исследуемых экстрактов. Данный эффект обусловлен, по-видимому, содержанием фенольных соединений, фенолкарбоновых кислот, тритерпеновых сапонинов и дубильных веществ.
Ключевые слова: Rhaponticum uniflorum (L.) DC, антиоксидантная активность, DPPH-радикал, супероксид-радикал, оксид азота
ANTIOXIDANT ACTIVITY OF THE DRY EXTRACT RHAPONTICUM UNIFLORUM (L.) DC N.K. Tatarinova I.V. Sviridov A.A. Toropova L.N. Shantanova 2, L.L. Garmayeva 1
11nstitute of General and Experimental Biology SB RAS, Ulan-Ude
2 Buryat State University, Ulan-Ude
A study of the antioxidant activity of the in vitro dry extracts DER-1 and DER-2 derived from Rhaponticum uniflorum (L.) DC. It was established that the extracts have pronounced antiradical activity against DPPH-radical binding (IC50 (DER-2) = 2.0 mkg/ml). When studying the effect of the dry extracts a number of reactive oxygen species (O~, NO) revealed that they exhibit their ability to inactivate. With respect to O^-anion radical extracts show moderate and against NO - expressed antiradical activity (IC50 (DER-2) = 311.0 mkg/ml). We also revealed the presence of moderate Fe2+-chelating activity of the extracts studied. This effect is caused by apparently content of phenolic compounds, phenol carbonic acids, triterpene saponins and tannins.
Key words: Rhaponticum uniflorum (L.) DC, antioxidant activity, DPPH-radicals, superoxide-radicals, nitrogen oxide
Исследованиями последних лет показано, что ведущим молекулярно-клеточным механизмом патогенеза многих заболеваний является дисбаланс в системе свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты [10]. Избыток свободных радикалов сопровождается индукцией процессов свободнорадикального окисления биомакромолекул, нарушая структурно-функциональную целостность клеточных мембран и, как следствие, повреждение клеток организма [2, 3]. В этой связи одним из путей повышения адаптации организма к неблагоприятным условиям окружающей среды, повышения его стресс-устойчивости является использование антиоксидантных и адаптогенных средств [4, 9]. Наиболее перспективным направлением представляется использование средств растительного происхождения, обладающих широким спектром действия, отсутствием токсичности и отрицательных побочных эффектов при их длительном назначении.
В традиционной медицине стран Восточных Азии для лечения заболеваний различной этиологии издавна применяются препараты на основе левзеи одноцветковой (Rhaponticum ит^огит (Ь.) DC). В извлечениях корневищ с корнями и надземной части Я. ипЦ1огит обнаружены сесквитерпеноиды (герма-кран D, цинаропикрин, метакрилат дезацилцинаро-пикрина, эпоксиметакрилат дезацилцинаропикрина); дитерпеноид фитол [13], алкалоиды [7], флавоноиды
[5]. Несомненно, как и другие виды рода Rhaponticum, R uniflorum содержит фитоэкдизоны, полиацетиленовые соединения, стероиды, фенолкарбоновые кислоты, тритерпеновые сапонины и дубильные вещества.
В Институте общей и экспериментальной биологии СО РАН получены сухие экстракты R uniflorum: сухой экстракт из корней и корневищ R uniflorum (СЭЛ-1) и сухой экстракт из надземной части R uniflorum (СЭЛ-2), представляющие собой комплекс экстрактивных веществ.
Цель работы: определить антиоксидантную активность сухих экстрактов Rhaponticum uniflorum в условиях in vitro.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Растительное сырье (надземная часть, корни и корневища) было собрано в окрестностях г. Улан-Удэ в июле-октябре 2013 г. Сухие экстракты R. uniflorum из корней и корневищ (СЭЛ-1) и надземной части (СЭЛ-2) получены путем экстрагирования спирто-во-дной смесью с последующим концентрированием и упариванием. Материалы оформлены в виде заявки на способ получения указанных сухих экстрактов и находятся на стадии рассмотрения в ФИПС (Федеральный институт промышленной собственности).
Антирадикальную активность по отношению к супероксид-анион радикалу определяли в
Примечания. DPPH-метод - антирадикальная активность в отношении ДФПГ'; Fe2+ - Fe2+-хелатирующая активность; О2'- -связывание супероксид-анион радикала,; N0 - связывание молекул оксида азота (II); а - вещество сравнения.
Таблица 1
Антиоксидантная активность сухих экстрактов Rhaponticum uniflorum, IC^
Объект DPPH-метод, мкг/мл Fe2+ , мкг/мл O2- , мкг/мл NO, мкг/мл
СЭЛ-1 (корни + корневища) 79,1 ± 1,1 > 1000 273,2 ± 7,1 334,1 ± 8,7
СЭЛ-2 (надземная часть) 2,0 ± 0,1 > 1000 406,0 ± 9,3 311,2 ± 8,4
АКа 4,8 ± 0,1 150,0 ± 5,3 101,0 ± 5,1 1140,0 ± 34,2
Ионола 45,1 ± 1,3 - - -
неэнзиматической системе феназин-метосульфат / НАДН по методу A.-S. Chen et al. [11]; по отношению к DPPH-радикалам - по методу A. Seyoum et al. [15], по отношению к NO - по методу R. Govindarajan et al. [12]. Хелатирующую активность испытуемых средств определяли с использованием о-фенантролинового метода [8]. Значение результатов выражено через концентрацию исследуемого средства, необходимую для связывания 50 % реактивных частиц (IC50). В качестве препарата сравнения использовали классические антиоксиданты: аскорбиновую кислоту (АК) (Sigma) и ионол (Sigma). Статистическую обработку полученных данных проводили согласно рекомендациям [6].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В результате проведенных исследований установлено, что исследуемые экстракты R. uniflorum обладают выраженной антиоксидантной активностью (табл. 1).
Установлено, что СЭЛ-1 и СЭЛ-2 обладают выраженной антирадикальной активностью в отношении DPPH-радикала, при этом уровень половинного ингибирования (IC50) для исследуемых фитосредств составляет 2 мкг/мл и 79 мкг/мл соответственно. При этом антирадикальная активность СЭЛ-2 превосходит таковую препарата сравнения ионола. В эксперименте показано, что полученные экстракты проявляют умеренную Fe2+-хелатирующую активность, что обусловлено, по-видимому, низким содержанием в их составе полисахаридного комплекса.
При изучении влияния сухих экстрактов на ряд активных форм кислорода (O2", NO) выявлено, что они проявляют способность к их инактивации. В отношении O^-анион радикала фитосредства проявляют умеренную активность. Следует отметить, что данный вид активности экстрактов более выражен для СЭЛ-1 (IC50 = 273 мкг/мл).
Показано, что исследуемые экстракты обладают выраженной антирадикальной активностью в отношении NO. Так, концентрация необходимая для связывания 50 % реактивных частиц для СЭЛ-1 составила 334 мкг/мл, а для СЭЛ-2 - 311 мкг/мл, что ниже таковой препарата сравнения - аскорбиновой кислоты (IC50 = 1140,0 мкг/мл).
Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что экстракт из корней и корневищ R. uniflorum, а также экстракт из надземной части R uniflorum проявляют выраженное антирадикаль-
ное и антиоксидантное действие за счет содержания терпеноидов, экдистероидов и полифенольных соединений путем образования феноксильных радикалов, хелатирования ионов металлов переменной валентности и стабилизации мембран, вследствие способности фенолов проникать в липидный бислой [1, 14]. Результаты данных исследований позволяют рассматривать R uniflorum в качестве потенциально перспективного антиоксидантного средства и дают основание для определения антиоксидантной активности сухого экстракта R uniflorum в условиях in vivo.
Работа выполнена при финансовой поддержке Президиума СО РАН, Интеграционный проект № 57.
ЛИТЕРАТУРА REFERENCES
1. Азам Н., Горошко О.А., Пахомова В.П. Антиоксидантная активность лекарственных субстанций и биологически активных веществ // Традиционная медицина. - 2009. - № 1. -С. 35-38.
Azam N., Goroshko O.A., Pakhomova V.P. Antioxidant activity of medicinal substances and biologically active substances // Tradicionnaya medicina. - 2009. - N 1. -P. 35-38.
2. Активация свободнорадикального окисления - эфферентное звено типовых патологических процессов / под ред. Н.П. Чесноковой, М.Ю. Ледванова. -Саратов, 2006. - 177 с.
Activation of free radical oxidation - efferent link of typical pathological processes / eds N.P. Chesnokova, M.Y. Ledvanova. - Saratov, 2006. - 177 p.
3. Барабой В.А., Брехман И.И., Голожин В.Г. Пере-кисное окисление и стресс. - М.: Наука, 2004. - 148 с.
Baraboy V.A., Brekhman I.I., Golozhin V.G. Peroxidation and stress. - Moscow: Nauka, 2004. - 148 p.
4. Владимиров Ю.А. Биологические мембраны и незапрограммированная гибель клетки // Соросов. образов. журн. ISSEP. - 2000. - Т. 6, № 9. - С. 2-9.
Vladimirov Yu.A. Biological membranes and unprogrammed cell death // Sorosovskiy obrazovatelniy jurnal ISSEP. - 2000. - Vol. 6, N 9. - P. 2-9.
5. Головкин Б.Н., Руденская Р.Н., Трофимова И.А. и др. Биологически активные вещества растительного происхождения. - М.: Наука, 2001. - 350 с.
Golovkin B.N., Rudenskaya R.N., Trofimov I.A. et al. Biologically active substances of plant origin. - Moscow: Nauka, 2001. - 350 p.
6. Дерффель К. Статистика в аналитической химии. - М.: Мир, 1994. - 98 с.
Derffel K. Statistics in Analytical Chemistry. - Moscow: Mir, 1994. - 98 p.
7. Куваев В.Б., Блинова К.Ф. Предварительная химическая оценка лекарственных растений тибетской медицины, произрастающих в Забайкалье // Вопросы фармакогнозии. - 1961. - Вып. 1. - С. 113-162.
Kuvayev V.B., Blinov K.F. Chemical pre-evaluation of medicinal plants of Tibetan medicine, native to Transbaikalia // Voprosy farmacognosii. - 1961. - Vol. 1. - P. 113-162.
8. Оленников Д.Н., Зилфикаров И.Н., Торопо-ва А.А., Ибрагимов Т.А. Химический состав сока калли-зии душистой (Callisia fragrans Wood) и его антиокси-дантная активность (in vitro) // Химия растительного сырья. - 2008. - № 4. - С. 95-100.
Olennikov D.N., Zilfikarov I.N., Toropova A.A., Ibragimov T.A. The chemical composition of Callisia fragrans Wood sap and its antioxidant activity (in vitro) // Himiya rastitelnogo sirya. - 2008. - N 4. - P. 95-100.
9. Федоров Ф.Н., Фурса Н.С., Митина Л.В. Сравнительная эффективность фармакопейных фитопрепа-ратов-адаптогенов // Практ. фитотерапия. - 1998. -№ 1. - С. 7-11.
Fedorov F.N., Fours N.S., Mitin L.V. Comparative efficacy of pharmacopoeia herbal adaptogenic remedies // Practicheskaja phitoterapija. - 1998. - N 1. - P. 7-11.
10. Чеснокова Н.П., Моррисон В.В., Понука-лина Е.Ф., Афанасьева Г.А. и др. О роли активации
свободнорадикального окисления в структурной и функциональной дезорганизации биосистем в условиях патологии // Фундаментальные исследования. -2009. - № 5. - С. 122-130.
Chesnokova N.P., Morrison V.V., Ponukalina E.F., Afanasyeva G.A. et al. The role of activation of free radical oxidation in structural and functional disorganization biosystems in pathology // Fundamentalnije issle-dovanija. - 2009. - N 5. - P. 122-130.
11. Chen A.-S., Taguchi T., Sakai K., Kikuchi K. et al. Antioxidant activities of chitibiose and chititriose // Biological & Pharmaceutical Bulletin. - 2003. -Vol. 26. - P. 1326-1330.
12. Govindarajan R., Rastogi S., Vijayakumar M. Studies on the antioxidant activities of Desmodiumgagenticum // Biological & Pharmaceutical Bulletin. - 2003. -Vol. 26. - P. 1424-1427.
13. Huneck S., Knapp H.D. Inhaltsstoffe weiterer Compositen aus der Mongolei // Pharmazie. - 1986. -Bd. 41, N 9. - S. 673.
14. Nijveldt R.J., van Nood E., van Hoorn D.E.C., Boelens P.G. et al. Flavonoids: a review of probable mechanisms of action and potential applications // Am. J. Clin. Nutr. - 2001. - Vol. 74. - P. 418-425.
15. Seyoum A., Asres K., El-Fiky F.K. Structure-radical scavenging relationships of flavonoids // Phytochemi-stry. - 2006. - Vol. 67, N 18. - P. 2058-2070.
Оведения об авторах
Татаринова Наталья Кирилловна - аспирант лаборатории безопасности биологически активных веществ Института общей и экспериментальной биологии СО РАН (670047, г Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6; тел.: (3012) 43-37-13; e-mail: [email protected])
Свиридов Иван Владимирович - аспирант лаборатории безопасности биологически активных веществ Института общей и экспериментальной биологии СО РАН
Торопова Анюта Алексеевна - кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории безопасности биологически активных веществ Института общей и экспериментальной биологии СО РАН
Шантанова Лариса Николаевна - доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией безопасности биологически активных веществ Института общей и экспериментальной биологии СО РАН
Гармаева Любовь Леонидовна - аспирант лаборатории медико-биологических исследований Института общей и экспериментальной биологии Со ран
Information about the authors
Tatarinova Natalia Kirilovna - Postgraduate at the Laboratory of Safety of Biologically Active Substances of Institute of General and Experimental Biology SB RAS (670047, Ulan-Ude, ul. Sakhyanovoy, 6; tel.: +7 (3012) 43-37-13; e-mail: [email protected]) Sviridov Ivan Vladimirovich - Postgraduate at the Laboratory of Safety of Biologically Active Substances of Institute of General and Experimental Biology SB RAS
Toropova Anyuta Alekseevna - Candidate of Biological Sciences, Research Officer at the Laboratory of Safety of Biologically Active Substances of Institute of General and Experimental Biology Sb RAS
Shantanova Larisa Nikolayevna - Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Laboratory of Safety of Biologically Active Substances of Institute of General and Experimental Biology SB RAS
Garmayeva Lyubov Leonidovna - Postgraduate at the Laboratory of Medical and Biological Researches of Institute of General and Experimental Biology SB RAS
