CC BY
87
Литература
1. Archer, C.W. The chondrocyte / C.W. Archer, P. Francis-West// Int. J. Biochem. Cell Biol. - 2003. - Vol. 35.
- № 4. - Р.401-409.
2. Керн, М. Принципы поляризационно-оптического анализа в изучении соединительной ткани / М. Керн,
Л. Модиш, Н.В. Дедух // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. - 1985. - Т. 88. - №6. - С. 5-12.
3. Дудин, М.Г. Выявление особенностей нейрогуморальной регуляции опорно-двигательного аппарата у больных идиопатическим сколиозом методом биотестирования / М.Г. Дудин, Т.В. Авалиани, Д.Ю. Пин-чук // Хирургия позвоночника. - 2004. - № 2. - С.58-63.
4. Лебедевский, М.А. Изменения в длине сегментов спинного мозга и осевого скелета (позвонков) в те-
чение развития у человека и свиньи / М.А. Лебедевский // Изв. Науч. ин-та им. П.Ф. Лесгафта. - Л., 1936. - Вып.1. - С. 3-102.
5. Влияние окислительного стресса на состояние костной ткани тела позвонка свиньи / А.А. Макеев, А.В. Са-
харов, К.В. Жучаев [и др.] // Сиб. вестн. с.-х. науки. - 2007. - № 6. - С. 81 - 86.
6. Cozzi, E. An update on xenotransplantation / E. Cozzi, M. Seveso, S. Hutabba // Vet Res Commun. - 2007.
- Vol. 11. - P. 15-25.
УДК 615.32:616-092.18:574 Н.В. Симонова
ФИТОПРЕПАРАТЫ В КОРРЕКЦИИ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ БИОМЕМБРАН, ИНДУЦИРОВАННЫХ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ОБЛУЧЕНИЕМ
Ультрафиолетовое облучение теплокровного организма приводит к активации процессов перекисного окисления липидов биомембран, что является одним из ключевых моментов в возникновении ряда предпато-логических состояний и заболеваний. 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 экстракта солодки и сока подорожника, в большей степени, и экстрактов элеутерококка и родиолы, в меньшей, препятствует накоплению продуктов перекисного окисления липидов (гидроперекисей липидов, диеновых коньюгатов, малонового диальдегида) в крови облучаемых животных и повышает устойчивость крыс к физической нагрузке.
Ключевые слова: ультрафиолетовое облучение, перекисное окисление липидов, экстракты элеутерококка, родиолы розовой, корня солодки, сока подорожника.
N.V. Simonova THE ROLE OF PHYTOPREPARATIONS IN CORRECTING BIOMEMBRANE LIPID PEROXIDATION PROCESSES INDUCED BY THE ULTRAVIOLET IRRADIATION
Ultraviolet irradiation of the warm-blooded organism activates the biomembrane lipid peroxidation processes, which results in a number of prepathologic conditions and diseases. The purpose of the research was to study the possibility of correcting membrane lipid oxidation induced by free radicals under ultraviolet irradiation using phytopreparations- extracts of eleutherococcus, snowdon rose (Rhodiola rosea), licorice root, plantain juice. It is shown that the administration of licorice root and plantain juice in particular and extracts of eleutherococcus and snowdon rose (Rhodiola rosea) in less degree stops accumulation of lipid peroxidation products (lipid hydroperoxides, diene conugates, malonic dialdehyde) in the blood of animals subjected to irradiation and increases rat endurance.
Key words: ultraviolet irradiation, biomembrane lipid peroxidation process, extracts of eleutherococcus, snowdon rose , licorice root, plantain juice.
В настоящее время исследование эффектов воздействия ультрафиолетового излучения для здоровья человека является актуальным и своевременным ввиду последствий возросших уровней УФ-облученности на поверхности земли из-за истощения озона в стратосфере, существенное уменьшение которого в послед-
ние 10 лет произошло в глобальном масштабе [3; 8]. УФ-лучи подвергают модификации клеточные мембраны, изменяя проницаемость мембран и мембранных транспортных систем, приводят к напряжению систему антиоксидантной защиты организма и могут вызвать «оксидативный стресс», проявляющийся на молекулярном, клеточном и организменном уровне. Подобный стресс является патогенетическим моментом в развитии многих заболеваний - воспалительных, бронхо-легочных, сердечно-сосудистых и др. [2]. В связи с этим поиск способов коррекции радиационно-индуцированного окисления в условиях ультрафиолетового облучения является актуальным, поскольку повышение адаптационных возможностей человека к повреждающему воздействию ультрафиолетовой радиации при помощи фармакологических средств становится важным моментом профилактики возникновения заболеваний и патологических состояний. Одной из наиболее перспективных лекарственных групп в этом направлении исследований являются адаптогены, повышающие сопротивляемость организма к широкому кругу неблагоприятных факторов внешней и внутренней среды [1; 5-6].
Цель исследований: изучение влияния адаптогенов растительного происхождения (экстрактов элеутерококка, родиолы розовой, корня солодки и сока подорожника) на устойчивость животных к физической нагрузке и интенсивность процессов перекисного окисления липидов биомембран в условиях ультрафиолетового облучения.
Материалы и методы исследований. Эксперимент проводили на 60 белых крысах-самцах массой 200-250 г в течение 28 дней. Ультрафиолетовое облучение проводили ежедневно в условиях ультрафиолетовой установки, представляющей собой стеклянную камеру с поднимающейся крышкой, в которую встроены ультрафиолетовая горелка типа ДРТ-240-1, вентилятор для подачи воздуха и секундомер. Животные были разделены на 6 групп: 1-я группа - интактная, животные данной группы содержались в стандартных условиях вивария; 2-я группа - контрольная, животные подвергались воздействию ультрафиолетовых лучей в течение 3 минут ежедневно; 3-6-я группы - экспериментальные, животным перед облучением (время экспозиции - 3 минуты) перорально вводили экстракт элеутерококка (1 мл/кг), экстракт родиолы (1 мл/кг), экстракт солодки (1 мл/кг), сок подорожника (2,5 мл/кг). Устойчивость к физической нагрузке определяли по длительности плавания крыс в воде на 7-е, 14-е, 21-е и 28-е сутки от начала эксперимента. Забой путем декапи-тации проводили на 29-е сутки. Интенсивность процессов перекисного окисления липидов в крови животных определяли, исследуя содержание гидроперекисей липидов, диеновых коньюгатов по методике, разработанной И.Д. Стальной [4; 7], концентрацию малонового диальдегида - по цветной реакции с тиобарбитуро-вой кислотой. Статистическую обработку результатов проводили с использованием критерия Уилкоксона-Манна-Уитни.
Результаты и их обсуждение. Исследования показали, что ежедневное ультрафиолетовое облучение (УФО) в течение 3 минут способствует снижению устойчивости крыс к физической нагрузке и повышению содержания уровня гидроперекисей липидов на 39,4 %, диеновых коньюгатов - на 26,4 %, малонового диальдегида - на 23,7 % (р<0,05) в крови экспериментальных животных.
Введение экстракта элеутерококка на фоне УФО способствовало увеличению длительности плавания крыс в динамике (рис. 1): на 7-й день эксперимента продолжительность плавания животных была ниже аналогичного показателя в группе контрольных крыс на 7,2 %, однако к 14, 21, 28 дням исследований наблюдается тенденция к постепенному нарастанию длительности плавания подопытных животных, которая превышала аналогичный показатель в контроле на 4 , 14, 27 % соответственно. Следует отметить, что устойчивость к физической нагрузке крыс, получавших элеутерококк на фоне УФО, во все дни эксперимента была достоверно ниже аналогичного показателя в группе интактных животных. Исследование содержания продуктов ПОЛ в крови животных показало (табл.), что введение элеутерококка препятствует накоплению продуктов пероксидации: уровень гидроперекисей липидов был ниже аналогичного показателя в контроле на 19 %, диеновых коньюгатов и малонового диальдегида - на 8 и 14,5 % соответственно.
Содержание продуктов ПОЛ в плазме крови крыс, 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 = 5) 24,6±2,5 28,5±2,2 4,6±0,8
УФО - контроль (п = 5) 33,82±2,8* 40,77±4,5* 5,5±0,4*
УФО + элеутерококк (п = 5) 27,8±3,1** 38,6±4,0 5,6±0,7
УФО + родиола (п = 5) 28,5±3,0** 34,8±3,7 5,0±0,5
УФО + солодка (п = 5) 22,3±2,8** 29,1±3,8** 4,59±0,27**
УФО + подорожник (п = 5) 27,0±2,8** 30,5±2,5** 4,35±0,18**
* - достоверность различий между интактными;
** - достоверность различий между контрольными животными (р<0,05).
Введение экстракта родиолы способствует увеличению длительности плавания крыс в динамике (рис. 2): на 7-й день эксперимента продолжительность плавания данной группы животных выше аналогичного показателя в группе контрольных крыс на 8 %, на 14-й день - на 10 %, на 21-й день - на 21 %, на 28-й день - на 30,8 %. Таким образом, устойчивость крыс к физической нагрузке на фоне введения родиолы розовой имеет тенденцию к постепенному росту от 7 к 28 дню эксперимента. Изучение влияния родиолы розовой на интенсивность свободнорадикального окисления липидов в условиях УФО показало (табл.), что экстракт исследуемого адаптогена способствует снижению продуктов ПОЛ в крови животных - гидроперекисей липидов на 15,8 % по сравнению с контролем, диеновых коньюгатов - на 14,7 %, малонового диальдегида - на 9,1 %. Таким образом, экстракт родиолы розовой по стресс-протекторному действию превосходит экстракт элеутерококка.
Введение экстракта корня солодки на фоне УФО способствует достоверному увеличению длительности плавания крыс в сравнении с животными контрольной группы (рис. З): на 7-й день эксперимента продолжительность плавания выше на 24,1 % по сравнению с контролем и выше, чем в группе интактных животных на З %; на 14-й день - на 1З,2 % выше, чем в контроле; на 21-й день - на 27,6 %; на 28-й день - на З8 % (р<0,05). Таким образом, длительность плавания крыс на фоне введения экстракта корня солодки в условиях ультрафиолетового облучения во все дни эксперимента выше, чем в группе контрольных животных, причем данный показатель превышает аналогичный в группе интактных крыс на 7-й и 28-й дни эксперимента. Исследование влияния экстракта солодки на интенсивность свободнорадикального окисления липидов в условиях облучения показало (табл.), что применение данного адаптогена сдерживает процессы пероксидации, поскольку в крови экспериментальных животных наблюдалось снижение содержания гидроперекисей липидов на З4,1 %, диеновых коньюгатов - на 28,7 %, МДА - на 16,6 % по сравнению с соответствующими показателями в группе контрольных крыс.
Рис 3. Продолжительность плавания крыс в условиях УФО и на фоне введения экстракта корня солодки
(в минутах)
Введение сока подорожника экспериментальным животным в условиях УФО (рис. 4) способствует достоверному увеличению длительности плавания крыс на 7-й день эксперимента на 27,5 %, на 14-й день -на 25 %, на 21-й день - на 24,З %, на 28-й день - на 28 % (р<0,05) по сравнению с животными контрольной группы. Анализ биохимических данных показал (табл.), что в крови уровень гидроперекисей липидов на фоне коррекции соком подорожника был ниже аналогичного показателя в контроле на 20,2 %, диеновых конью-гатов - на 25,З %, МДА - на 21 %.
Анализируя устойчивость к физической нагрузке экспериментальных животных в динамике в условиях введения фитопрепаратов можно констатировать, что на 7-й день эксперимента наибольшая продолжительность плавания подопытных животных отмечалась в группах, получавших экстракт корня солодки и сок подорожника в условиях УФО (129±6,5 мин и 135±6,0 мин соответственно), что превысило аналогичный показатель в группе интактных животных; наименьшая продолжительность плавания крыс отмечалась в группе животных, получавших элеутерококк на фоне УФО (91±8,3 мин). На 14-й день эксперимента показатель длительности плавания крыс был наивысшим в группе животных, получавших сок подорожника в условиях УФО (141±9,5 мин), наименьшее время плавания отмечено в группе животных, получавших экстракт элеутерококка (110±9,8 мин). 21-й день эксперимента показал, что введение экстракта корня солодки является предпочтительным в плане увеличения длительности плавания крыс на фоне УФО (138±8,2 мин), однако важно отметить, что практически во всех группах животных, которым проводилась коррекция фитопрепаратами, продолжительность плавания достоверно выше, чем в группе контрольных (облучаемых) крыс и диапазон разброса полученных результатов является минимальным. Практически аналогичная тенденция прослеживается и на 28-й день эксперимента: наибольшее время плавания животных отмечалось в группе крыс, получавших экстракт корня солодки (145 ± 8,0 мин), в остальных группах результаты расположились довольно ровно - достоверно выше, чем в контроле. Таким образом, в результате проведенного эксперимента подтверждена возможность коррекции стрессового воздействия УФО введением фитопрепаратов, причем наиболее предпочтительным в плане повышения устойчивости к динамической нагрузке оказалось применение экстракта корня солодки.
Анализируя влияние фитопрепаратов на интенсивность процессов перекисного окисления липидов биомембран (табл.), были выявлены определенные закономерности: во всех экспериментальных группах наблюдается тенденция к снижению гидроперекисей липидов по отношению к контрольной группе, за исключением группы животных, получавших элеутерококк, в которой уровень гидроперекисей липидов составил 35,8±3,1 нмоль/мл, что на 5,6% выше, чем в контроле. В группе, где на фоне облучения вводили экстракт родиолы розовой, содержание гидроперекисей составляет 28,5±3,0 нмоль/мл, что на 15,8% меньше, чем в контроле; в группе животных, которым коррекцию процессов пероксидации проводили введением экстракта солодки, содержание гидроперекисей липидов составляет 22,3±2,8 нмоль/мл, что ниже аналогичного показателя в контрольной группе крыс на 34,1% и ниже уровня гидроперекисей в интактной группе, но это отличие не достоверно; в группе, где перед облучением использовали введение сока подорожника - 27,0±2,8 нмоль/мл, что на 20,2% ниже по сравнению с контролем (р>0,05). Содержание диеновых коньюгатов по сравнению с контрольной группой в экспериментальных группах меньше на 5,4% в группе, где на фоне облучения вводили элеутерококк (38,6±4,0 нмоль/мл), на 14,7% в группе животных, получавших экстракт родиолы (34,8±3,7 нмоль/мл), на 28,7% в группе животных, где облучение сочетали с введением корня солодки (29,1 ±3,8 нмоль/мл, р<0,05), и на 25,3% в группе животных, получавших сок подорожника (30,5±2,5 нмоль/мл, р<0,05). Содержание МДА во всех экспериментальных группах животных ниже данного показателя в контроле за исключением группы животных, получавших элеутерококк - 5,6±0,7 нмоль/мл. Наибольшее снижение содержания МДА наблюдается в группе животных, получавших сок подорожника на фоне облучения - на 21% (4,35+0,18 нмоль/мл, р>0,05), что ниже аналогичного показателя в группе интактных крыс. Уровень малонового диапьдегида в плазме крови животных, получавших экстракт родиолы, составил 5,0±0,5 нмоль/мл (на 9,1% ниже по сравнению с контролем), получавших корень солодки - 4,59+0,27 нмоль/мл (на 16,6% ниже, чем в контроле, р<0,05). Таким образом, введение экстрактов родиолы, корня солодки и сока подорожника на фоне УФО способствует достоверному снижению уровня продуктов ПОЛ в плазме крови крыс. В группе животных, получавших экстракт элеутерококка, тенденции к снижению содержания продуктов пероксидации не выявлено.
В целом результаты эксперимента свидетельствуют, что применение исследуемых фитопрепаратов способствует сдерживанию процессов пероксидации в условиях ультрафиолетового облучения и повышает устойчивость экспериментальных животных к физической нагрузке, причем применение сока подорожника и экстракта корня солодки в большей степени предотвращает накопление продуктов ПОЛ в крови крыс. Полученные результаты о положительном влиянии изучаемых фитопрепаратов на снижение интенсивности процессов пероксидации биомембран можно объяснить, прежде всего, наличием в данных адаптогенах комплекса биологически активных веществ: в состав солодки голой входят дубильные вещества, проявляющие мембраностабилизирующий эффект, восстанавливающие процессы репарации, улучшающие работу анти-оксидантных систем, каротиноиды, которые, встраиваясь в мембранные фосфолипидно-белковые структуры, проявляют антиоксидантную активность и флавоноиды, проявляющие мощное антиоксидантное и гепа-топротекторное действие; в состав подорожника входят инвертин, танины, аскорбиновая и лимонная кисло-
ты, активирующие антиоксидантую систему организма и репаративные процессы, причем сочетание полисахаридов с ферментами и витаминами способствует повышению неспецифической резистентности организма. Целый комплекс разнообразных биологически активных веществ, вероятно, участвующих в механизме реализации выявленных эффектов, способствует защите молекул от повреждающего действия свободных радикалов.
Таким образом, экспериментально подтверждена возможность коррекции процессов перекисного окисления липидов биомембран введением адаптогенов растительного происхождения.
Выводы
1. Ультрафиолетовое облучение животных приводит к снижению устойчивости к физической нагрузке и увеличению содержания продуктов перекисного окисления липидов биомембран (гидроперекисей липидов, диеновых коньюгатов, малонового диальдегида) в крови крыс.
2. Введение экстрактов элеутерококка и родиолы розовой на фоне УФО способствует достоверному увеличению длительности плавания крыс на 28-й день эксперимента и достоверному снижению уровня гидроперекисей липидов в крови животных.
3. Применение экстракта корня солодки препятствует накоплению гидроперекисей липидов, диеновых коньюгатов, малонового диальдегида в крови облучаемых крыс и достоверно повышает устойчивость к физической нагрузке животных к концу третьей и четвертой недель эксперимента.
4. Введение сока подорожника облучаемым животным способствует достоверному увеличению продолжительности плавания во все дни эксперимента и достоверному уменьшению содержания всех исследуемых продуктов пероксидации в крови облучаемых крыс.
Литература
1. Адаптогены и холодовой стресс: вчера, сегодня, завтра: моногр. / В.А. Доровских, Н.П. Красавина, Н.В. Симонова [и др.]. - Благовещенск: Изд-во ДальГАУ, 2006. - 214 с.
2. Система антиоксидантной защиты организма и старение / А.А. Подколзин, А.Г. Мегреладзе,
В.И. Донцов [и др.] // Профилактика старения. - 2000. - № 3. - С. 18-36.
3. Потапенко, А.Я. Действие света на человека и животных / А.Я. Потапенко // Соросовский образова-
тельный журнал. - 1996. - № 10. - С. 13-21.
4. Романова, Л.А. Метод определения гидроперекисей липидов с помощью тиоционата аммония / Л.А. Романова, И.Д. Стальная // Современные методы в биохимии. - М.: Медицина, 1977. - С. 64-66.
5. Саратиков, А.С. Родиола розовая - ценное лекарственное растение / А.С. Саратиков. - Томск: Изд-воТГУ, 1987. - 126 с.
6. Симонова, Н.В. Применение элеутерококка на фоне ультрафиолетового облучения для профилактики и коррекции холодового стресса: моногр. / Н.В. Симонова. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2005. - 148 с.
7. Стальная, И.Д. Метод определения диеновой коньюгации ненасыщенных высших жирных кислот / И.Д. Стальная // Современные методы в биохимии. - М.: Медицина, 1977. - С. 63-64.
8. Noonan, F.P. Photochemistry and Photobiology / F.P. Noonan, E.C. De Fabo. - 1995. - Vol. 61. - P. 227.
