CC BY
51
УДК 616.36-008.6; 615.451.16; 582.894 http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2018-20-11-62-65
ИССЛЕДОВАНИЕ ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ЭКСТРАКТОВ КИЗИЛА ОБЫКНОВЕННОГО Шаталова Т.А., Сергеева Е.О., Шаталов И.С., Мичник О.В., Мичник Л.А., Кодониди И.П., Сигарева С.С., Сидорская С.Ю. Пятигорский медико-фармацевтический институт - филиал ФГБОУВО ВолгГму, г. Пятигорск, Российская Федерация Аннотация. В народной медицине рекомендуется использовать сырье кизила обыкновенного (Cornus mas) в качестве гипогликемического средства при сахарном диабете. Целью исследования является получение экстрактов из листьев и семян (косточек) кизила обыкновенного (Cornus mas) и изучение их гипогликемического действия на модели аллоксанового диабета. Животным вводили экстракты кизила№1, №2 (из листьев кизила), №3 (из семян кизила) и препарат сравнения, сбор Арфазетин (из сбора было приготовлено водное извлечение), в дозе 300 мг/кг профилактически, в течение 8 дней перед введением аллоксана. На 9 сутки после начала введения препаратов крысам подкожно вводили 5% раствор аллоксана гидрохлорида из расчета 100 мг/кг. Исследуемые объекты вводили животным в течение 10 -14 дней. На 15-тые сутки у животных определяли уровень глюкозы в крови. В результате эксперимента было выявлено, что исследуемые объекты, экстракты из листьев и семян (косточек) кизила мужского №№ 1-3 обладают гипогликемическим действием сопоставимым с действием арфазетина. Более выраженное действие показали экстракты кизила №2 и №3, содержащие иридоидные комплексы и микроэлементы (ванадий, хром, цинк). Ключевые слова: экстракты из листьев и семян кизила обыкновенного, модель аллоксанового диабета, гипоглике-мическое действие, иридоиды, флавоноиды, микроэлементы Zn, Cr, V. STUDY OF HYPOGLYCEMIC EFFECT OF EXTRACTS OF CORNUS MAS Shatalova T.A., Sergeeva E.O., Shatalov I.S., Michnik O. V., Michnik L.A., Kodonidi I.P., Sigareva S.S., Sidorskaya S. Y. Pyatigorsk medical pharmaceutical institute of Volgograd state medical university, Pyatigorsk, Russian Federation Annotation. Raw Cornus mas is recommended for use in folk medicine as a hypoglycemic agent in diabetes. The aim of the study is to obtaining extracts from leaves and seeds of Cornus mas and studying their hypoglycemic effect on the model of alloxan diabetes. The animals were administered extracts of Cornus mas №1, №2 (from the leaves of dogwood), №3 (from the seeds of dogwood) and the comparison drug, the collection of Arfazetin (from the collection was prepared water extraction), at a dose of 300 mg/kg prophylactically, for 8 days before the introduction of alloxan. Solution of alloxan hydrochloride 5% was administered to rats subcutaneously at a dose of 100 mg / kg on the 9th day after the start of the drug administration. Then the studied objects were introduced to animals for 10 -14 days. The level of glucose in the blood of animals was determined on the 15th day. It was found that the studied objects, extracts from leaves and seeds of Cornus mas №№ 1 -3 have hypoglycemic effect comparable to the action of Arfazetin as a result of the experiment. Extracts of Cornus mas №2 and №3, containing iri-doid complexes and trace elements (Zn, Cr, V) showed a more pronounced effect. Key words: extracts from the leaves and fruits of Cornus mas, model of alloxan diabetes, hypoglycemic action, iridoids, flavo-noids, trace elements Zn, Cr, V.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Лавренов В.К. Современная энциклопедия лекарственных растений / В.К. Лавренов, Г.В. Лавренова. - М.: ЗАО «ОЛМА Медиа Групп», 2009. - 272 с. Liu H. Advancement in research of fructus Corni officinalis and its main component / H. Liu, H. Q. Xu // Nanjing Zhongyiyao Daxue Xuebao, 2003, vol. 19, p.p. 254-256. — английский. Pawlowska A.M., Camangi F., Braca A. Quali-quantitative analysis of flavonoids of Cornus mas L. (Cornaceae) fruits// Food REFERENCES Лавренов В.К. Современная энциклопедия лекарственных растений / В.К. Лавренов, Г.В. Лавренова. - М.: ЗАО «ОЛМА Медиа Групп», 2009. - 272 с. (in Russian) Liu H. Advancement in research of fructus Corni officinalis and its main component / H. Liu, H. Q. Xu // Nanjing Zhongyiyao Daxue Xuebao - 2003. - Vol. 19. - P. 254-256. — (in English) Pawlowska A.M., Camangi F., Braca A. Quali-quantitative analysis of flavonoids of Cornus mas L. (Cornaceae) fruits// Food Chemistry. -Vol.119.-Issue 3.-1 April 2010.- P. 1257-1261. — (in English)
Chemistry, vol.119, issue 3, 1 April 2010, p.p. 1257-1261. — английский.
Компьютерное прогнозирование спектра биологической активности химических соединений по их структурной формуле: система PASS / Д. А. Филимонов [и др.] // Экспериментальная и клиническая фармакология. 1995. Т. 58. № 2. С. 56.
Разработка технологии и анализ экстракта листьев кизила жидкого. / Т.А. Шаталова, А.Ю. Айрапетова, Л.А. Мичник, О.В. Мичник, В.И. Погорелов, Е.Н. Хромцова, И.С. Луговой, Л.А. Саджая //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2012. Т. 14. № 5-3. С. 768 - 770. Усманов Д. А. Иридоидов растений Eremostachys Sp. в качестве пищевых добавок: дисс. на соискание академической степени магистра. Ташкент, 2012. С.16-19. Сернов Л.Н., Гацура В.В. Элементы экспериментальной фармакологии. - М.: Медицина, 2000. С. 102. Баранов В.Г., Солоковерова И.М., Гаспарян Э.Г. Экспериментальный сахарный диабет. - Л.: Наука, 1983. 237 с. Чекина Н.А. Флавоноиды в лечении сахарного диабета // Молодой ученый. — 2010. №6. С. 369-373. — URL https://moluch.ru/archive/17/1664/ (дата обращения: 26.09.2018).
Ребров В.Г., Громова О.А. Витамины, макро- и микроэлементы. Обучающие программы РСЦ института микроэлементов ЮНЕСКО. - М., ГЭОТАР-Медиа, 2008. 960 с.
Кизил мужской (Cornus mas L.) распространен на территориях республик Северного Кавказа в виде естественных зарослей, а также культивируется на юге России и в других регионах. Ягоды кизила используются для приготовления варенья и кондитерских изделий [1]. В народной медицине рекомендуется использовать сырье кизила в качестве гипогликемического средства при сахарном диабете [1]. Однако в Российской Федерации нет ни одного лекарственного средства из листьев и семян кизила для применения в комплексной терапии сахарного диабета 2 типа.
Целью исследования является получение экстрактов из листьев и семян (косточек) кизила обыкновенного (Cornus mas) и изучение гипогликемического действия.
Материалы и методы исследования. В качестве объектов исследования использовали экстракты из листьев и семян (косточек) кизила обыкновенного (Cornus mas). Предварительно были изучены данные литературы о химическом составе сырья. Оно содержит иридоиды группы логанина [2], флавоноиды [3], дубильные вещества, органические кислоты, антоци-аны [1, 3], микроэлементы (в том числе ванадий, цинк, хром) [1].
Для получения экстрактов использовали сырье, собранное в различных районах Ставропольского края. Также были проведены следующие исследования: изучены динамика накопления флавоноидов и иридоидов в листьях в зависимости от фаз вегетации растения, качественный и количественный состав иридоидов и
Computer forecasting of a range of biological activity of chemical compounds on their structural formula: PASS system / Fili-monov D.A. [etc.] // Ehksperimental'naya i klinicheskaya farma-kologiya, 1995, vol. 58, № 2, p. 56. (in Russian) Technology development and analysis of liquid dogwood leaf extract./ / T.A. Shatalova, A.Y. Ajrapetova, L.A. Michnik, O.V. Michnik, V.I. Pogorelov, E.N. Hromcova, I.S. Lugovoj, L.A. Sadzhaya //Izvestiya of Samara scientific centre of the Russian academy of sciences, 2012, vol. 14, № 5-3, р.р. 768-770. (in Russian)
Usmanov D. A. Iridoids of plants Eremostachys Sp. as food additives: diss. for an academic master's degree. - Tashkent, 2012, p.p. 16-19. (режим доступа: http://library.ziyo-net.uz/ru/book/44456) (in Russian)
Sernov L.N., Gacura V.V. Elements of experimental pharmacology. - Moscow: Medicine, 2000, p. 102. Baranov V.G., Solokoverova I.M., Gasparyan E.G. Experimental diabetes. - Leningrad: Nauka, 1983, 237 р. Rebrov V.G., Gromova O.A. Vitamins, macro-and microelements. Training programs RSС Institute of microe UNESCO. -Moscow: GEHOTAR-Media, 2008, 960 р. Chekina N.A. Flavonoids in the treatment of diabetes // Molodoj uchenyj, 2010, №6, p.p. 369-373. — URL https://moluch.ru/ar-chive/17/1664/ (accessed: 26.09.2018)
флавоноидов, определены оптимальные условия для получения флавоноидного и иридоидного комплексов листьев и семян (косточек), проведен микроэлементный анализ листьев и семян (косточек). С помощью программы PASS [4] был осуществлен предварительный прогноз гипогликемической активности структурных формул значимых биологически активных веществ кизила мужского (кверцетина [3], логаниновой кислоты [2]).
Из листьев кизила (время сбора - период начала плодоношения) получали методом реперколяции экстракт №1. Для этого использовали 70% спирт (экстра-гент), 6 перколяторов в батарее, соотношение фаз 1:2 [5]. Из листьев кизила (время сбора - период после сбора плодов) и семян (косточек) получали методом ремацерации экстракт №2. При экстрагировании применяли: 40% спирт (экстрагент), три ступени экстракции, соотношение фаз 1:10. В связи с получением низкого процента выхода иридоидов при экстрагировании сырья только 40% спиртом и при температуре 20°С, процесс проводили при температуре 95°С и рН 6,0 - 6,5 (сырье перед экстрагированием смешивали с кальция карбонатом [6]).
Гипогликемическое действие экстрактов кизила изучали на 48 беспородных крысах обоего пола весом 180-220 г, которых содержали с учетом общеизвестных методик и рекомендаций на обычном рационе в стандартных условиях вивария [7]. В день, предшествующий эксперименту, крысы не получали пищу и
воду. Животные были разделены на шесть групп по 6 животных в каждой группе.
Животные в группе 1 не подвергались никаким воздействиям (группа 1 была контрольной) и получали воду очищенную [7]. У крыс, входящих в группы 2-6 создавали экспериментальный диабет, вызванный аллоксаном. Модель аллоксанового диабета воспроизводилась путем однократного подкожного введения 5% раствора аллоксана гидрохлорида в дозе 100 мг/кг массы тела крысы [8].
Животным в группах 3, 4, 5 вводили экстракты кизила №1, №2, №3 в дозе 300 мг/кг. Для этого экстракты предварительно сгущали и высушивали. Крысам в группе 6 вводили препарат сравнения - сбор Арфа-зетин (состав: створок плодов фасоли 20%; побегов черники 20%; плодов шиповника 15%; корня аралии маньчжурской 15%; травы зверобоя 10%; травы хвоща полевого 10%; цветков ромашки аптечной 10%; производство Фитофарм ПКФ (Россия)). Из сбора готовили водное извлечение (по инструкции к сбору), затем его сгущали и высушивали.
Методика эксперимента. В течение 8 дней животным (группы 3, 4, 5, 6) вводили исследуемые объекты (экстракты кизила №1, №2, №3) и сухой экстракт, полученный из препарата сравнения арфазетина, в дозах 300 мг/кг. В это же время крысам 1 и 2 групп вводили воду очищенную. На 9-ые сутки после начала введения препаратов крысам (группы 26) подкожно вводили 5% раствор аллоксана гидрохлорида из расчета 100 мг/кг и продолжали запаивать животных исследуемыми объектами еще в течение 5 дней. На 14-тые сутки после начала эксперимента крыс взвешивали. На 15-тые сутки у животных (натощак) определяли уровень глюкозы в крови. Наличие диабета у животных контролировали путем определения концентрации глюкозы в крови (натощак). Содержание глюкозы определяли в крови, полученной из хвостовой вены крыс, с использованием прибора «Акку-Чек Перформа Нано» (США, Roche). Результаты опытов обрабатывались методом вариационной статистики. Существенными считали результаты при величине вероятности различия не менее р<0,05 (пакет программ «MS Excel» 2000).
Результаты исследования и обсуждение. По результатам химических исследований сырья кизила обыкновенного, нами было установлено, что в листьях кизила, собранных в период начала плодоношения, преобладают флавоноиды (агликон флавоноидов -кверцетин), в листьях, заготовленных после сбора плодов - иридоиды (логаниновая кислота). По результатам элементного анализа семян, листьев кизила мужского установлено, что в сырье кизила мужского (место сбора районы Ставропольского края) содержатся (в том числе): ванадий 0,60 мг/г сухого сырья (листья),
0,25 мг/г сухого сырья (семена плодов); хром 0,50 мг/г сухого сырья (листья), 0,15 мг/г сухого сырья (семена плодов); цинк 8,00 мг/г сухого сырья (листья), 7,50 мг/г сухого сырья (семена плодов).
Предварительный прогноз гипогликемической активности структурных формул значимых биологически активных веществ кизила мужского кверцетина и логаниновой кислоты с использованием программы PASS [4] показал, что вероятность проявления данного вида активности (Pa) у этих веществ составляет 59% и 94%, соответственно.
На основании всего комплекса полученных данных были разработаны оптимальные условия экстрагирования флавоноидного комплекса листьев кизила - 70% этиловый спирт, температура 20°С; иридоидного комплекса листьев и семян (косточек) - 40% этиловый спирт, рН 6,0-6,5, температура 95°С.
Жидкий экстракт из листьев кизила №1 (экстрагент 70% спирт этиловый) являлся прозрачной жидкостью зелено-бурого цвета с ароматным запахом, кисло-горько-вяжущим вкусом. Содержание сухого остатка -не менее 7%, содержание спирта не менее 62%, содержание флавоноидов не менее 0,4%.
Сухой экстракт из листьев кизила №2 (экстрагент 40% спирт этиловый) представлял собой порошок темно-коричневого цвета, горько-вяжущего вкуса, со специфическим запахом. Потеря в массе при высушивании при температуре 100 - 105°С составляет не более 5%. Содержание иридоидов в сухом экстракте кизила составило 16,9±0,37%. Сухой экстракт из плодов (косточек) кизила №3 (экстрагент 40% спирт этиловый) представлял собой порошок темно-коричневого цвета, горько-вяжущего вкуса, со специфическим запахом. Потеря в массе при высушивании при температуре 100-105°С составляла не более 5%. Содержание иридоидов в сухом экстракте кизила - 5,12±0,16%.
Прогнозируемое гипогликемическое действие экстракта кизила №1 может быть объяснимо положительным влиянием флавоноидов на окислительный стресс и сопровождающий его дефицит инсулина при сахарном диабете [9].
Предполагаемое гипогликемическое действие экстрактов кизила №2 и №3 может быть связано с наличием в их составе логаниновой кислоты и водорастворимых соединений ванадия, хрома, цинка. В настоящее время установлено, что эти микроэлементы оказывают «инсулиноподобный» эффект, усиливают эффект инсулина, нормализуют метаболизм жиров, изменяют резистентность тканей к инсулину [10].
Однократное введение аллоксана гидрохлорида в диабетогенных дозах (150-200 мг/кг) белым крысам характеризовалось симптоматикой тяжелой интоксикации со значительным нарушением функционального состояния поджелудочной железы и печени, высокой
смертностью животных (до 80%). Поэтому в наших исследованиях мы вводили аллоксана гидрохлорида в дозе 100 мг/кг.
При введении аллоксана гидрохлорида в дозе 100 мг/кг в контрольной группе животных (группа 2), получавших воду очищенную, наблюдалось развитие тяжелой формы диабета, которая характеризовалась быстрым развитием патологического симптомоком-плекса. Уже через 3 дня после введения аллоксана
Таблица 1
Влияние лечебно-профилактического введения экстрактов кизила №№1-3 и арфазетина на содержание
наблюдалась потеря массы тела у животных на 20%. Все животные были вялыми, сонливыми, заметно повысилось потребление воды, наблюдалась полиурия. Смертность достигла 40%.
Результаты влияния лечебно-профилактического введения экстрактов кизила №№1-3 и арфазетина на содержание глюкозы в крови крыс представлены на рисунке и в таблице 1.
Группы Препараты Содержание глюкозы в крови, ммоль/л
1 Интактные 6,4±0,2
2 Аллоксановый диабет (контроль) 25,9±1,3 +304%+
3 Экстракт из листьев кизила №1 (экстрагент спирт 70%), п=6, 300 мг/кг 7,4±0,3 +17%+; -71%*
4 Экстракт из листьев кизила №2 (экстрагент спирт 40%), п=6, 300 мг/кг 7,0±0,3 +9%+; -73%*
5 Экстракт из семян (косточек) кизила №3 (экстрагент спирт 40%), п=6, 300 мг/кг 7,2±0,5 +12%+; -72%*
6 Арфазетин, п=6, 300 мг/кг 7,8±0,4 +21%+; -70%*
Примечание. + - р D 0,01 в сравнении с интактными животными; * - р П 0,01 в сравнении с контролем
30
1 с 25
1
20
Щ
2 15
1 10
& 5
з
о
0
25,9
6.4
7.4
7.2
7.8
Инг актны?
А ллоксановый Экстракт №1 диабет
Экстракт №2 Экстракт №3 Арфазетин
■ Содержание, глюкозы, ымоль/л
Рис. 1. Влияние лечебно-профилактического введения экстрактов кизила и арфазетина на содержание глюкозы
в крови крыс.
Результаты применения аллоксана гидрохлорида и лечебно-профилактического введения экстрактов кизила №№1-3 и арфазетина на содержание глюкозы в крови крыс, представленные в таблице и на рисунке, показали следующее:
- Через 5 дней после введения аллоксана у животных контрольной группы уровень сахара в крови повысился на 304% по сравнению с опытной группой животных.
- При введении экстрактов кизила наблюдалось достоверное снижение уровня глюкозы в крови на 71% (экстракт №1) 73% (экстракт №2) и 72% (экстракт №3) по отношению к контролю, но не привело к
нормализации данного показателя в крови (имеются достоверные отличия от интактных животных). Достоверных отличий от показателей животных, получавших препарат сравнение арфазетин, не обнаружено.
Выводы. Таким образом, было выявлено, что исследуемые объекты, экстракты из листьев и семян (косточек) кизила мужского №№ 1-3 обладают гипогли-кемическим действием сопоставимым с действием арфазетина. Более выраженное действие показали экстракты кизила №2 и №3, содержащие иридоидные комплексы и микроэлементы (ванадий, хром, цинк).
Конфликт интересов - нет.
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК
~ 65 ~
