CC BY
72
УДК 615.32:616-092.18:574 Н.В. Симонова, А.П. Лашин, Н.П. Симонова
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФИТОПРЕПАРАТОВ В КОРРЕКЦИИ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ БИОМЕМБРАН НА ФОНЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ
Исследована возможность коррекции свободнорадикального окисления липидов мембран в условиях ультрафиолетового облучения введением фитопрепаратов - экстрактов элеутерококка, родиолы розовой, корня солодки и сока подорожника. Показано, что введение экстрактов родиолы и элеутерококка, в большей степени, и экстракта корня солодки, в меньшей, препятствует накоплению продуктов перок-сидации и повышает активность основных компонентов антиоксидантной системы (церулоплазмина и витамина Е) в плазме крови облучаемых поросят.
Ключевые слова: поросята, ультрафиолетовое облучение, перекисное окисление липидов биомембран, фитопрепараты, родиола, элеутерококк, корень солодки, сок подорожника, продукты перокси-дации, компоненты антиоксидантной системы.
N.V. Simonova, A. P. Lashin, N. P. Simonova PHYTOPREPARATION EFFICIENCY FOR CORRECTION OF THE BIOMEMBRANE LIPID PEROXIDATION PROCESSES TOGETHER WITH ULTRAVIOLET IRRADIADIATION
The possibility for correction of the membrane lipids free radical oxidation in the conditions of the ultraviolet irradiation by introduction of such phytopreparations as the extracts of eleutherococcus, rosewort, licorice root and plantain juice is researched. It is shown that introduction of the extracts of rosewort and eleutherococcus to a greater degree and licorice root extract to a lesser degree prevents peroxidation products accumulation and increases the activity of the main components of the antioxidant system (ceruloplasmine and vitamine E) in blood plasma of the irradiated piglets.
Key words: piglets, ultraviolet irradiation, biomembrane lipid peroxidation, phytopreparations, rosewort, eleu-therococcus, licorice root, plantain juice, peroxidation products, antioxidant system components.
Решение проблемы приспособления человека и животных к неадекватным условиям окружающей среды возможно только на основе глубокого понимания механизмов резистентности к неблагоприятным экологическим факторам, и, в частности, факторов, обеспечивающих повышение устойчивости липидов мембран к повреждающему действию кислородных радикалов [1, 10, 11]. В настоящее время исследование эффектов воздействия ультрафиолетового излучения на здоровье человека и окружающую среду является актуальным и своевременным ввиду последствий возросших уровней УФ-облученности на поверхности земли из-за истощения озона в стратосфере, существенное уменьшение которого в последние 10 лет произошло в глобальном масштабе, что становится элементом формирования экологического стресса для теплокровного организма. Поэтому активация адаптивных возможностей человека и животных к негативным факторам среды с помощью фармакологических средств становится важным моментом профилактики возникновения заболеваний и патологических состояний [3, 4, 6]. Одной из наиболее перспективных лекарственных групп в этом направлении исследований являются адаптогены [9], повышающие неспецифическую резистентность организма к различным видам стресса, в том числе к окислительному [2, 5, 7, 8], развивающемуся в условиях воздействия прооксидантного фактора - ультрафиолетового облучения.
Цель исследования - изучение эффективности фитопрепаратов в коррекции процессов перекисного окисления липидов биомембран, индуцированных ультрафиолетовым облучением.
Материалы и методы исследования. Исследования проводились на базе с. «Лозовое» ОПХ НИИ сои Тамбовского района Амурской области на 60 поросятах-аналогах в возрасте 4 месяцев. Для ультрафиолетового облучения (УФО) поросят использовали облучающую установку с ртутно-кварцевой горелкой ДРТ-400 с высотой подвеса ламп 2 м от пола. Животные были разделены на 6 групп: 1-я группа - интактная, животные содержались в стандартных условиях, не подвергались воздействию УФЛ; 2-я группа - контрольная, животные подвергались УФО в дозе 300-320 мэрч/м2 (время экспозиции 20 мин) через день в течение 28 дней; 3-6-е группы - подопытные, ежедневно животным перорально с кормом вводили экстракты элеутерококка, родиолы розовой, корня солодки - по 4 мл, сок подорожника (суточная доза 8 мл) соответственно на фоне облучения УФЛ в дозе 300-320 мэрч/м2 (время экспозиции 20 мин) через день в течение 28 дней. Забор крови проводили на 29 день эксперимента с дальнейшим исследованием в ней содержания продуктов перекис-
ного окисления липидов (ПОЛ), гидроперекисей липидов (ГП), диеновых конъюгатов (ДК) по методике И.Д. Стальной; малоновый диальдегид (МДА) по цветной реакции с тиобарбитуровой кислотой) и основных компонентов антиоксидатной системы (АОС) (церулоплазмин по методике В.Г. Колба, В.С. Камышникова; витамин Е по методике Р.Ж. Киселевич, С.И. Скварко) в плазме крови. Статистическую обработку проводили с использованием параметрического критерия Стъюдента.
Результаты и обсуждение. Реакция цепного окисления липидов играет важную роль в патологии и гибели клетки [1]. Значимость такой реакции заключается в том, что она способствует массовому накоплению избытка токсических продуктов окисления в связи с их многократным воспроизведением. К первичным продуктам пероксидации относят гидроперекиси липидов и диеновые конъюгаты, малоновый диальдегид является конечным продуктом ПОЛ. Результаты проведенных исследований показали, что ультрафиолетовое облучение животных ведет к накоплению продуктов радикального характера в плазме крови поросят контрольной группы по сравнению с интактными животными (табл. 1): содержание гидроперекисей липидов в группе облучаемых поросят было на 27,7 % выше аналогичного показателя в интактной группе (р < 0,05); уровень диеновых конъюгатов - на 21 % (р < 0,05), содержание МДА - на 28,2 % (р < 0,05).
В подопытных группах наблюдается тенденция к снижению ГП липидов по отношению к контрольной группе: в группе животных, получавших элеутерококк, уровень ГП липидов был на 26 % ниже, чем в контроле (р < 0,05); в группе, где на фоне облучения вводили экстракт родиолы розовой - на 18 %; в группе животных, которым коррекцию процессов пероксидации проводили введением экстракта солодки - на 21,3 % (р < 0,05); в группе, где перед облучением использовали введение сока подорожника - на 27,7 % (р < 0,05).
Не вполне ожидаемым стал рост ДК в плазме крови облучаемых поросят на фоне введения адаптоге-нов: содержание ДК по сравнению с контрольной группой в подопытных группах выросло на 6 % в группе, где на фоне облучения вводили элеутерококк - на 10 %, в группах животных, получавших экстракт корня солодки, где облучение сочетали с введением сока подорожника, данный показатель практически не отличался от аналогичного в контрольной группе поросят (р < 0,05). В крови животных подопытной группы, получавшей экстракт родиолы в условиях облучения УФЛ, отмечено снижение диеновых конъюгатов по сравнению с контролем на 22,7 % (р < 0,05).
Содержание МДА во всех экспериментальных группах животных ниже данного показателя в контроле, за исключением группы животных, получавших сок подорожника на фоне УФО - 6,5 ± 0,62 нмоль/мл. Наибольшее снижение содержания МДА наблюдается в группе животных, получавших экстракт корня солодки на фоне облучения - на 29,7 % (р < 0,05); уровень МДА в плазме крови животных, получавших экстракт родиолы, составил 4,7 ± 0,5 нмоль/мл (на 26,6 % ниже по сравнению с контролем, р < 0,05), получавших экстракт элеутерококка - 4,9 ± 0,4 нмоль/мл (на 23,5 % ниже, чем в контроле, р < 0,05).
Таким образом, введение экстрактов элеутерококка и корня солодки в условиях УФО способствовало достоверному снижению содержания гидроперекисей липидов и МДА на фоне повышения уровня ДК в плазме крови поросят. Введение облучаемым животным экстракта родиолы стабилизировало процессы перокси-дации за счет снижения содержания всех исследуемых продуктов ПОЛ, в том числе гидроперекисей липидов, ингибирующее влияние которых при росте на фоне УФО было констатировано в условиях введения сока подорожника, однако данный препарат не оказывал воздействия на уровень МДА и ДК в плазме крови животных, облучаемых УФЛ.
Таблица 1
Содержание продуктов ПОЛ в плазме крови поросят, подвергнутых ультрафиолетовому облучению на фоне введения экстрактов элеутерококка, родиолы розовой, солодки и сока подорожника,
нмоль/мл
Группа животных Гидроперекиси липидов Диеновые коньюгаты Малоновый диальдегид
Интактные (п = 10) ,2 2, +1 ,4 5, 3 3, +І ,2 5, 5 4,6 ± 0,4
УФО - контроль (п = 10) 48,9 ± 3,0* 69,8 ± 4,0* 6,4 ± 0,35*
УФО+элеутерококк (п=10) 36,2 ± 3,2** 73,5 ± 4,5 4,9 ± 0,4**
УФО + родиола (п = 10) 40,1 ±3,5 54,0 ± 3,6** 4,7 ± 0,5**
УФО + солодка (п = 10) 38,5 ± 2,2** 77,1 ±3,2 4,5 ± 0,5**
УФО + подорожник (п = 10) 35,4 ±3,1** 68,5 ± 4,0 6,5 ±0,62
* и ** достоверность различий между интактными * и контрольными ** животными (р < 0,05).
Накопление продуктов свободнорадикального окисления липидов носит многоэтапный характер. Этап липопероксидации контролируется различными ферментами (каталазой, пероксидазой и др.) и низкомолекулярными антиоксидантами, составляющими антиоксидантный буфер, среди которых наиболее активными являются: тиолы - восстановленный глютатион, цистеин; биогенные амины - серотонин, гистамин, катехоламины; кортикостероиды; пептиды - карнозин, ансерин; витамины - аскорбиновая кислота (в цитозоле клетки); р-каротин и другие каротиноиды (в липидах биологических мембран); другие антиоксиданты - фосфолипиды, убихинон, ураты, билирубин, фенолы, микроэлементы, ионы металлов переменной валентности, которые либо являются «ловушками» свободных радикалов, либо обезвреживают перекисные соединения. К важнейшим естественным антиоксидантам, наряду с вышеперечисленными, относят церулоплазмин и витамин Е, являющиеся показателями антиоксидантного статуса организма, исследование активности которых было проведено в нашем эксперименте.
Результаты исследований показали (табл. 2), что ультрафиолетовое облучение животных в течение 28 дней способствовало повышению уровня церулоплазмина в крови облучаемых (контрольных) поросят на 16 % по отношению к группе интактных животных. Уровень витамина Е в контрольной группе животных снизился на 25 % в сравнении с интактными животными (р < 0,05).
В подопытных группах наблюдается тенденция к увеличению церулоплазмина в крови поросят по отношению к контрольной группе, за исключением группы животных, получавших сок подорожника на фоне УФО, в которой уровень данного показателя был ниже содержания церулоплазмина в крови животных контрольной и интактной групп (р < 0,05). В группе, где на фоне облучения вводили экстракт элеутерококка, уровень церулоплазмина был на 11 % больше, чем в контроле; в группе животных, которым коррекцию процессов пероксидации проводили введением экстракта родиолы, содержание церулоплазмина было выше аналогичного показателя в контрольной группе поросят на 18 % (р < 0,05). Наиболее высокий уровень церулоплазмина отмечается в группе животных, получавших экстракт корня солодки на фоне облучения - на 22 % выше по сравнению с контролем (р < 0,05).
Содержание витамина Е по сравнению с контрольной группой в подопытных группах выше: на 22 % в группе, где на фоне облучения вводили элеутерококк (р < 0,05), на 18,4 % - получавших экстракт родиолы (р < 0,05), на 5,5 % - где облучение сочетали с введением экстракта корня солодки, и ниже на 6,6 % по сравнению с контролем, чем у получавших сок подорожника.
Таким образом, введение экстрактов элеутерококка и родиолы розовой способствует увеличению содержания основных компонентов АОС в крови животных, подвергнутых ультрафиолетовому облучению. В свою очередь, использование экстракта корня солодки для повышения антиоксидантного статуса теплокровного организма повышает активность церулоплазмина в крови облучаемых животных, практически не влияя на уровень витамина Е.
Таблица 2
Содержание основных компонентов АОС в крови поросят, подвергнутых ультрафиолетовому облучению на фоне введения экстрактов элеутерококка, родиолы розовой, солодки
и сока подорожника, мкг/мл
Группа животных Церулоплазмин Витамин Е
Интактные (п = 10) 40,6± 2,8 55,4 ± 3,2
УФО - контроль (п = 10) 48,4 ± 3,0 41,5 ±2,3*
УФО+элеутерококк (п = 10) 54,1 ±3,5 53,2 ± 2,5**
УФО + родиола (п = 10) 58,9 ± 2,2** 50,8 ±21**
УФО + солодка (п = 10) 62,0 ± 3,4** 43,9 ± 3,8
УФО + подорожник (п = 10) 35,4 ± 2,8** 38,8 ± 3,9
* и ** достоверность различий между интактными * и контрольными ** животными (р < 0,05).
В целом, экспериментально подтверждена возможность коррекции процессов перекисного окисления липидов биомембран в условиях УФО введением исследуемых фитопрепаратов, антиоксидантный эффект которых, по-видимому, связан с наличием комплекса биологически активных веществ, входящих в состав растений, включающий гликозиды, флавоноиды, дубильные вещества, витамины С, Е, А, К, эфирные масла и др., являющиеся компонентами пула антиоксидантной системы. В свою очередь, повышение уровня анти-
оксидантов путем их дополнительного введения всегда дает выраженное возрастание устойчивости организма к различным воздействиям, стимулирующим процессы перекисного окисления в биомембранах. Вследствие торможения реакций свободнорадикального окисления, применение антиоксидантов вызывает стабилизацию внутриклеточных мембранных структур с сохранением функции интегрированных в мембранах белков, инактивацию свободнорадикальных соединений и восстановление функциональных показателей тех популяций клеток, которые обладают наибольшей чувствительностью к повреждающему действию активных форм кислорода.
Выводы
1. Ультрафиолетовое облучение поросят в дозе 300-320 мэрч/м2 (время экспозиции 20 мин) через день в течение 28 дней приводит к увеличению содержания продуктов перекисного окисления липидов биомембран (гидроперекисей липидов, диеновых коньюгатов, малонового диальдегида) и снижению уровня витамина Е в плазме крови животных.
2. Введение экстракта элеутерококка облучаемым животным способствует достоверному снижению содержания гидроперекисей липидов и малонового диальдегида на фоне повышения активности церулоплазмина и витамина Е в плазме крови поросят.
3. Использование в эксперименте экстракта родиолы на фоне УФО стабилизирует процессы перокси-дации за счет повышения уровня компонентов АОС и снижения содержания первичных и вторичных продуктов ПОЛ в плазме крови облучаемых животных.
4. Введение экстракта корня солодки облучаемым животным способствует достоверному уменьшению содержания гидроперекисей липидов и малонового диальдегида на фоне повышения активности церулоплазмина в плазме крови поросят.
Литература
1. Владимиров Ю.А. Биологические мембраны и незапрограммированная гибель клетки // Соросов. образов. журн. ISSEP. - 2000. - Т. 6. - № 9 (58). - С. 2-9.
2. Дедкова А., Химичева С. Повышение жизнеспособности и продуктивности поросят при использовании отваров лекарственных растений // Свиноводство. - 2006. - № 5. - С. 25-26.
3. Адаптогены и холодовой стресс: вчера, сегодня, завтра: моногр. / В.А. Доровских [и др.]. - Благовещенск: ДальГАУ, 2006. - 214 с.
4. Кармолиев Р.Х. Биохимия патологических процессов животных: учеб. пособие. - М.: МГАВМиБ им. К.И. Скрябина, 2000.
5. Разина Т.Г. Фитопрепараты и биологически активные вещества лекарственных растений в комплексной терапии злокачественных новообразований (экспериментальное исследование): автореф. дис. ... д-ра биол. наук. - Томск, 2006. - 48 с.
6. Симонова Н.В., Симонова Н.П. Элеутерококк: целесообразность применения в условиях Дальнего Востока: моногр. - Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2009. - 152 с.
7. Роль фенольных антиоксидантов в повышении устойчивости органических систем к свободнорадикальному окислению / И.В. Сорокина [и др.]. - Новосибирск: СО РАН, ГПНТБ, 1997. - 68 с.
8. Турищев С.Н. Рациональная фитотерапия. - М.: Информпечать, 2000. - 240 с.
9. Федоров Ф.Н., Фурса Н.С., Митина Л.В. Сравнительная эффективность фармакопейных фитопрепа-ратов-адаптогенов // Практ. фитотерапия. - 1998. - № 1. - С. 7-11.
10. Cheeseman K.H. Mechanisms and effects of lipid peroxidation // Mol. Aspects. Med. - 1993. - V. 14. - № 3. - P. 191-197.
11. Lipid peroxidation during acute stress / P. Covacs [and el.] // Pharmazie. - 1996. - V. 51. - № 1. - P. 51-53.
