Мембраностабилизирующее и антиоксидантное действие комплексного растительного средства «Литофит» в тест-системах in vitro

Батуева Юлия Александровна; Торопова Анюта Алексеевна; Мондодоев Александр Гаврилович; Шантанова Лариса Николаевна

Информация об авторах:

Свиридов Иван Владимирович - аспирант лаборатории безопасности биологически активных веществ Института общей и экспериментальной биологии СО РАН, e-mail: [email protected]; Хобракова Валентина Бимбаевна - старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной фармакологии Института общей и экспериментальной биологии СО РАН, д.б.н., доцент, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, тел. (3012) 434743, факс 433034, e-mail: [email protected]; Шантанова Лариса Николаевна - заведующий лабораторией безопасности биологически активных веществ Института общей и экспериментальной биологии СО РАН, д.б.н., профессор, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, тел. (3012) 433713,

e-mail: [email protected].

Information About the Authors:

Sviridov Ivan Vladimirovich - postgraduate student of the Laboratory of Safety of biologically active substances of the Institute of General and Experimental Biology Siberian Division, Russian Academy of Sciences, e-mail: [email protected]; Khobrakova Valentina Bimbaevna - Senior staff scientist of the laboratory of experimental pharmacology of the Institute of General and Experimental Biology, Siberian Division, Russian Academy of Sciences, PhD, associate professor, Russia, 670047, Ulan-Ude, Sahyanovoi St., 6; tel.: (3012) 434743, fax (3012) 433034, e-mail: [email protected]; Shantanova Larisa Nikolaevna- Head of the laboratory of safety of biologically active substances of the Institute of General and Experimental Biology Siberian Division, Russian Academy of Sciences, PhD, professor, 670047, Russia, 670047, Ulan-Ude, Sahyanovoi St., 6; tel (3012) 433713,

e-mail: [email protected].

мембраностабилизирующее и антиоксидантное действие комплексного растительного средства «литофит» в тест-системах in vitro

Юлия Александровна Батуева, Анюта Алексеевна Торопова, Александр Гаврилович Мондодоев, Лариса Николаевна Шантанова (Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, г. Улан-Удэ, директор - д.б.н., проф. Л.Л. Убугунов)

Резюме. Патологические состояния сопровождаются интенсификацией процессов свободнорадикального окисления биомолекул, в связи с этим актуальным является определение антиокислительных свойств лекарственных средств. В работе проведено исследование мембраностабилизирующей и антиоксидантной активности комплексного растительного средства «Литофит» в форме экстракта сухого в условиях in vitro. Установлено, что испытуемое фитосредство обладает выраженной мембраностабилизирующей активностью в условиях перекисного и осмотического повреждения эритроцитов. Определено выраженное антирадикальное действие фитоэкстракта в отношении DPPH (IC = 49,1 мкг/мл) и ABTS+ (IC50=6,5 мкг/мл) радикалов, а также высокая способность к хелатированию ионов Fe2+ (ICL=773,0 мкг/мл), связыванию супероксидного анион-радикала и молекул оксида азота. Выявленная активность «Литофита» обусловлена высоким содержанием в его составе соединений фенольной природы, фенол-карбоновых кислот, дубильных веществ и аскорбиновой кислоты.

Ключевые слова: комплексное растительное средство «Литофит», Orthosiphon stamineus, Rubia cordifolia, Polygonum aviculare, антиоксидантная активность, перекисный гемолиз, осмотический гемолиз, Fe2+, DPP№, ABTS+% супероксид анион-радикал, оксид азота.

membrane stability and antioxidant effect of complex plant remedy «lithophyt»

in test-systems in vitro

Y.A. Batueva, A.A. Toropova, A.G. Mondodoev, L.N. Shantanova (Institute of General and Experimental Biology SB RAS, Ulan-Ude, Russia)

Summary. Pathological conditions are accompanied by an intensification of free radical oxidation of biomolecules. In this connection antioxidant properties of medicinal remedies are relevant. The antioxidant and membrane stabilizing activity of the complex plant remedy «Lithophyt» was investigated in vitro. It has been found that the tested remedy has the expressed membrane stabilizing activity in terms of peroxide and osmotic damage of erythrocytes. It has been demonstrated the expressed antiradical effect on free DPPH (IC = 49,1 mg/ml) and ABTS+ (IC = 6,5 mg/ml) radicals, high ability to chelating of Fe2+ ions (IC50 = 773,0 mg/ml) and binding of the superoxide-radical ana nitrogene oxide. The revealed activity of «Lithophyt» is conditioned, probably, due to the high content of phenolic compounds, phenolic acids, tannins and ascorbic acid.

Key words: complex plant remedy «Lythophyt», Orthosiphon stamineus, Rubia cordifolia, Polygonum aviculare, antioxidant activity, peroxide hemolysis, osmotic hemolysis, Fe2+, DPPH% ABTS+% superoxide-radical, nitrogene oxide.

На сегодняшний момент накоплен фактический материал о взаимосвязи развития многих патологических состояний с интенсивностью процессов свободнорадикального окисления (СРО) биомолекул. СРО является метаболическим процессом, протекающим в организме в условиях физиологической нормы, и уровень его интенсивности поддерживается за счет функционирования согласованной системы антиок-сидантной защиты организма. Однако дисбаланс между активностью антиоксидантной и прооксидантной систем вызывает развитие оксидативного стресса, являющегося одним из ведущих этиологических факторов в развитии патологических процессов, таких как нейродегенеративные, сердечнососудистые заболевания, заболевания мочевыделительной системы, в том числе мочекаменной болезни [2,3,14].

На основании этого, актуальным является разработка нефропротективных средств на основе растительного сырья, обладающих широким спектром действия и низкой токсичностью, вызывающих снижение интенсивности процессов радикального окисления и ингибирования пероксидации липидов за счет содержания комплекса биологически активных веществ [2,6].

В Институте общей и экспериментальной биологии СО РАН разработано нефропротекторное растительное средство, в состав которой вошли экстракты сухие из: листьев Orthosiphon stamineus Benth. (50%), корни и корневища Rubia cordifolia L. (25%) и трава Polygonum aviculare L. (25%). Ранее проведенные исследования показали, что сухие экстракты O. stamineus и P. aviculare проявляют выраженную антиокси-

дантную активность [8,12,15].

Целью настоящего исследования явилось определение мембраностабилизирующей и антиоксидантной активностей растительного средства «Литофит» в тест-системах in vitro.

Материалы и методы

Мембраностабилизирующую активность растительного средства «Литофит» оценивали с использованием метода инициирующего перекисное и осмотическое повреждение мембран эритроцитов донорской крови [4]. Перекисный гемолиз вызывали реактивом Фентона, компоненты которого были использованы в минимальных концентрациях, вызывающих 100% лизис эритроцитов: Fe2SO4 х 7H2O - 0,01мг/мл (в пересчете на 100% раствор перекиси водорода). Для получения осмотического гемолиза к суспензии эритроцитов добавляли равный объем дистиллированной воды. «Литофит» исследовали в концентрациях 0,0054; 0,054; 0,54 и 5,36 мг/мл. Мембраностабилизирующее действие комплексного фитосредства оценивали в процентах по отношению к показателям в контроле (без добавления фитосредства в инкубационную среду). Рассчитывали концентрацию исследуемого растительного средства ингиби-рующую перекисный и осмотический гемолиз на 50 % (IC50).

Бе2+-хелатирующую активность испытуемого средства оценивали с использованием о-фенантролинового метода [7]. Антирадикальную активность определяли c использованием стабильных радикалов DPPH- и ABTS+ [13]; инактивацию супероксидных анион-радикалов (О2-) - в не-энзиматической системе феназинметосульфат / NADH. [10]; степень связывания молекул NO - нитропруссидным методом [11]. В качестве веществ-сравнения были использованы кверцетин (Fluka), кофейная и аскорбиновая кислоты (Sigma Aldrich). Используемые в работе реактивы были аналитического качества. Значения полученных результатов выражали через концентрацию исследуемых средств, необходимую для связывания 50% реактивных частиц в инкубационной среде (IC50).

Обработку данных проводили с применением пакета программ Advanced Grapher ver. 2.11 (Alentum Software Inc.), статистический анализ полученных результатов - согласно рекомендациям К. Дёрффель [1].

результаты и обсуждение

В исследованиях установлено, что комплексное растительное средство «Литофит»способствует стабилизации мембран эритроцитов доноров при перекисном и осмотическом гемолизе в условиях in vitro (табл.1). Наиболее выраженное мембраностабилизирующее действие исследуемое фитосред-ство проявляет в концентрации 5360,0 мкг/мл, при которой отмечается снижение повреждения биологических мембран на 87,0 и 94,4% соответственно относительно контроля. При этом IC50 фитосредства «Литофит» для перекисного гемолиза составляет 207,0 мкг/мл, а для осмотического - 120,0 мкг/мл. Установленная мембранопротекторная активность исследуемого фитоэкстракта обусловлена наличием тритерпеновых сапонинов и флавоноидов (кверцетин и кемпферол) содержащихся в O. stamineus и P. aviculare [9,12,15].

Таблица 1

Влияние комплексного растительного средства «Литофит» на процессы перекисного и осмотического гемолиза эритроцитов в модельной системе

Условия опыта «Литофит», мкг/мл Ингибирование гемолиза, % от контроля

Перекисный Осмотический

(Ег/т+«Литофит>») 5360,0 87,0±4,27 94,4±4,84

536,0 77,1±4,54 91,1±5,17

53,6 18,7±1,31 28,2±1,45

5,4 13,2±1,10 30,9±1,72

IC50, мкг/мл 207,0±10,51 120,0±5,93

Известно, что свободные радикалы, образующиеся в ходе реакции Фентона (перекисный гемолиз), вызывают интенсификацию свободнорадикальных процессов, с последующим перекисным окислением липидов клеточных мембран и, как следствие, лизисом клеток. В связи с этим, можно предположить, что мембраностабилизирующее действие испытуемого растительного средства «Литофит» осуществляется, вероятно, за счет снижения интенсивности свободнорадикальных реакций. Указанный механизм подтвержден в серии экспериментов in vitro. В частности, показано, что комплексное растительное средство оказывает выраженную хелатирующую активность в отношении металла переменной валентности -Fe2+ (IC50=773,0 мкг/мл), превышающую таковую кверцетина (IC50>5000 мкг/мл) и кофейной кислоты (IC50>5000 мкг/мл) (табл. 2).

Установлено, что исследуемое фитосредство проявляет высокую антирадикальную активность, заключающуюся в нейтрализации DPPH радикала (IC50=49,1 мкг/мл) (табл. 2).

Таблица 2

В эксперименте показано, что «Литофит» обладает выраженной активностью в отношении инактивации/связывания катион-радикала ЛБТ8+^ (1С50 = 6,5 мкг/мл), сопоставимой с таковой препарата сравнения кверцетином (1С50 = 5,1 мкг/ мл). Антирадикальное действие фитоэкстракта обусловлено наличием полифенольных соединений и фенолкарбоновых кислот (кофейная, феруловая, изоферуловая), содержащихся в Р. aviculare [9,12].

В тест-системах выявлена выраженная нейтрализующая способность исследуемого фитосредства в отношении супероксидного анион-радикала (О2-) и молекул N0. При этом антиоксидантная активность «Литофита» (1С°2"50=80,2 мкг/ мл; 1СШ50=227,0 мкг/мл) в отношении активных форм кислорода сопоставима с таковой веществ сравнения - аскорбиновой (1С°2"50=121,0 мкг/мл) и кофейной (1СШ50=263,0 мкг/ мл) кислотами.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что «Литофит» оказывает выраженное мембра-ностабилизирующее действие, проявляет высокую Бе2+-хелатирующую и антиоксидантную активность, защищая от повреждающего действия свободных радикалов фосфоли-пиды мембран клеток, снижая интенсификацию свободно-радикальных реакций и предотвращая развитие перекисно-го окисления липидов биологических мембран. Указанный эффект комплексного растительного средства «Литофит», вероятно, обусловлен высоким содержанием в его составе эффективных антиоксидантов и их синергистов: флавонои-дов (авикулярин, рутин, гиперозид, гликозиды кемпферола, рамнетина, лютеолина), дубильных веществ, фенолкарбоно-вых кислот (кофейная, хлорогеновая), аскорбиновой кислоты, полисахаридов содержащиеся в Р. aviculare, О. stamineus и антрахинонов - Я. cordifolia [5,9,12,15]. Результаты проведенных исследований дают основание рассматривать «Литофит» в качестве потенциального фитокорректора заболеваний мо-чевыделительной системы, обладающего высоким антиокислительным потенциалом.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Прозрачность исследования. Исследование не имело спонсорской поддержки. Исследователи несут полную ответственность за предоставление окончательной версии рукописи в печать.

Декларация о финансовых и иных взаимодействиях. Все авторы принимали участие в разработке концепции и ди-

Антиоксидантная и антирадикальная активность комплексного растительного средства «Литофит» в модельных системах, 1С50 мкг/мл

Объект Fe2+ DPPI -метод ABTS^-метод о2- NO

«Литофит» 773,0±22,07 49,1±2,73 6,5±0,19 80,2±3,11 227,0±10,23

Кверцетина >5000 8,2±0,14 5,1±0,21 31,1±2,01 135,1±5,47

Кофейная кислота а >5000 10,8±0,37 1,5±0,10 6,7±0,31 263,0±7,54

Аскорбиновая кислота8 120,1±7,56 5,2±0,24 2,1±0,13 121,0±3,62 987,1±10,17

Примечания: БРРИ'-метод - антирадикальная активность в отношении радикала БРРИ', ЛБТ8+'-метод - антирадикальная активность в отношении катион-радикала ЛБТ8+"; Бе2+ - Бе2+-хелатирующая активность, О2'- - связывание супероксид-анион радикала, N0 - связывание молекул оксида азота (II), а - вещество сравнения.

зайна исследования и в написании рукописи. Окончательная версия рукописи была одобрена всеми авторами. Авторы не

ЛИТЕРАТУРА

1. Дерффель К. Статистика в аналитической химии. - М.: Мир, 1994. - 98 с.

2. Жариков А.Ю., Талалаева О.С., Зверев Я.Ф. и др. Роль антиоксидантной терапии в фармакологической коррекции экспериментального нефролитиаза // Нефрология. - 2010. -Т. 14. №4. - С.53-58.

3. Зенков Н.К. Окислительный стресс: биохимический и патофизиологический аспекты. - М., 2001. - 28 с.

4. Ковалев И.Е., Данилова Н.П., Андронати С.А. Влияние эномеланина на гемолиз эритроцитов, вызываемый сво-боднорадикальными реакциями и другим факторами // Фармакология и токсикология. - 1986. - №4. - С.89-91.

5. Лубсандоржиева П.Б., Балдандоржиева М.В. Антиоксидантная активность растительного средства и его компонентов in vitro // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2012. -Т. 86. №4. - С.202-204.

6. Николаев С.М. Фитофармакотерапия и фитофармако-профилактика заболеваний. - Улан-Удэ, 2012. - 284 с.

7. Оленников Д.Н., Зилфикаров И.Н., Торопова А.А., Ибрагимов Т.А. Химический состав сока каллизии душистой (Callisia fragrans Wood.) и его антиоксидантная активность (in vitro) // Химия растительного сырья. - 2008. - №4. - С.95-100.

8. Торопова А.А., Оленников Д.Н., Танхаева Л.М. и др. Исследование антиоксидантной активности средства «Нефрофит» и его компонентов в модельных системах in vitro // Бюлл. ВСНЦ СО РАМН. - 2010. - Т. 73. №3. - С.261-263.

9. Формазюк В. И. Энциклопедия пищевых лекарственных растений: культурные и дикорастущие растения в практической медицине. - Киев, 2003. - 792 с.

10. Chen A.-S., Taguchi T., Sakai K., et al. Antioxidant activities of chitibiose and chititriose // Biol. Pharm. Bull. - 2003. - Vol. 26. №9. - P.1326-1330.

11. Govindarajan R., Rastogi S., Vijayakumar M. Studies on the antioxidant activities of Desmodium gagenticum // Biol. Pharm. Bull. - 2003. - Vol. 26. №10. - P.1424-1427.

12. Hsu C.Y. Antioxidant activity of extract from Polygonum aviculare L. / Biol.Res. - 2006. - Vol. 39. №2. - P.281-288.

13. Sun T., Powers J.R., Tang J. Evaluation of the antioxidant activity of asparagus, broccoli and their juices // Food Chemistry. - 2007. - Vol. 105. - P.101-106.

14. Valko M., Leibfritz D., Moncol J., et al. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease // Int. J. Biochem. Cell Biol. - 2007. - Vol. 39. №1. - P.44-84.

15. Yam M.F., Lim C.P., AngL.F., et al. Antioxidant and toxicity studies of 50% methanolic extract of Orthosiphon stamineus Benth // BioMed Research International. - 2013. - Vol. 2013. - Article ID: 351602.

получали гонорар за исследование.

Работа поступила в редакцию: 02.05.2015 г.

REFERENCES

1. Derffel' K. Statistics in analytical chemistry. - Moscow: Mir, 1994. - 98 p. (in Russian)

2. Zharikov A.Yu., Talalaeva O.S., Zverev Ya.F., et al. The role of antioxidant therapy in pharmacological correction of experimental nephrolithiasis // Nefrologiya. - 2010. - Vol. 14. №4. - P.53-58. (in Russian)

3. Zenkov N.K. Oxidative stress: the biochemical and pathophysiological aspects. - Moscow, 2001. - 28 p. (in Russian)

4. Kovalev I.E., Danilova N.P., Andronati S.A. Influence enomelanina to hemolysis caused by free radical reactions, and other factors // Farmakologiya i toksikologiya. - 1986. - №4. -P.89-91. (in Russian)

5. Lubsandorzhieva P.B., Baldandorzhieva M.V. The antioxidant activity of plant equipment and its components in vitro // Byulleten VSNTs SO RAMN. - 2012. - Vol. 86. №4. -P.202-204. (in Russian)

6. Nikolaev S.M. Pharmacotherapy and phytopharmacoprophylaxis of diseases. - Ulan-Ude, 2012. -284 p. (in Russian)

7. Olennikov D.N., Zilfikarov I.N., Toropova A.A., Ibragimov T.A. The chemical composition of Callisia fragrans Wood. and its antioxidant activity (in vitro) // Khimiya rastitel'nogo syr'ya. -2008. - №4. - P.95-100. (in Russian)

8. Toropova A.A., Olennikov D.N., Tankhaeva L.M., et al. Investigation of antioxidant activity means "Nephrophyt" and its components in model in vitro systems // Byulleten VSNTs SO RAMN. - 2010. - Vol. 73. №3. - P.261-263. (in Russian)

9. Formazyuk V.I. Food Encyclopedia of medicinal plants: cultivated and wild plants in practical medicine. - Kiev, 2003. -792 p. (in Russian)

10. Chen A.-S., Taguchi T., Sakai K., et al. Antioxidant activities of chitibiose and chititriose // Biol. Pharm. Bull. - 2003. - Vol. 26. №9. - P.1326-1330.

11. Govindarajan R., Rastogi S., Vijayakumar M. Studies on the antioxidant activities of Desmodium gagenticum // Biol. Pharm. Bull. - 2003. - Vol. 26. №10. - P.1424-1427.

12. Hsu C.Y. Antioxidant activity of extract from Polygonum aviculare L. / Biol.Res. - 2006. - Vol. 39. №2. - P.281-288.

13. Sun T., Powers J.R., Tang J. Evaluation of the antioxidant activity of asparagus, broccoli and their juices // Food Chemistry. - 2007. - Vol. 105. - P.101-106.

14. Valko M., Leibfritz D., Moncol J., et al. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease // Int. J. Biochem. Cell Biol. - 2007. - Vol. 39. №1. - P.44-84.

15. Yam M.F., Lim C.P., AngL.F., et al. Antioxidant and toxicity studies of 50% methanolic extract of Orthosiphon stamineus Benth // BioMed Research International. - 2013. - Vol. 2013. - Article ID: 351602.

Информация об авторах:

Батуева Юлия Александровна - аспирант лаборатории экспериментальной фармакологии, Торопова Анюта Алексеевна -к.б.н., научный сотрудник, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, ИОЭБ СО РАН, тел. (3012) 433713, e-mail: [email protected]; Мондодоев Александр Гаврилович - д.б.н., заведующий лабораторией экспериментальной фармакологии ИОЭБ СО РАН; Шантанова Лариса Николаевна - д.б.н., заведующий лабораторией безопасности

биологически активных веществ ИОЭБ СО РАН.

Information About the Authors:

Batueva Yuliya A. - PhD student Laboratory of Experimental Pharmacology; Toropova Anyuta A. - PhD, scientific researcher, 670047, Ulan-Ude, Sakhiyanova str. 6, IGEB, tel. (3012) 433713, fax (3012) 433034, e-mail: [email protected]; Mondodoev Alexander G. - PhD, DSc, head of the Laboratory of Experimental Pharmacology IGEB SB RAS; Shantanova Larisa N. - PhD, DSc, head of the laboratory safety of biologically active substances IGEB SB RAS.

состав эфирного масла solidago daurica kitag. восточно-сибирского региона

Елена Геннадьевна Горячкина1, Любовь Виссарионовна Дударева2, Максим Владимирович Буинов1, Галина Михайловна Федосеева1 ('Иркутский государственный медицинский университет, ректор - д.м.н., проф. И.В. Малов, кафедра фармакогнозии и ботаники, зав. - д.ф.н. В.М. Мирович; 2Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН, Иркутск, директор - д.б.н., проф. В.К. Войников)

MEMBRANE STABILITY AND ANTIOXIDANT EFFECT OF COMpLEX pLANT REMEDY «LITHOpHYT» IN TEST-SYSTEMS IN VITRO

Текст научной работы на тему «Мембраностабилизирующее и антиоксидантное действие комплексного растительного средства «Литофит» в тест-системах in vitro»