ОСТРАЯ ТОКСИЧНОСТЬ И АКТОПРОТЕКТОРНОЕ ДЕЙСТВИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО ЭКСТРАКТА FERULLA MOSCHATA Текст научной статьи по специальности «Прочие медицинские науки»

Фитотерапия

УДК: 615.322: 796.071 ОСТРАЯ ТОКСИЧНОСТЬ И АКТОПРОТЕКТОРНОЕ ДЕЙСТВИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО ЭКСТРАКТА FERULLA MOSCHATA

с1о1: 10.24412/с1-34438-2023-665-151 -164.

ТУЛЯГАНОВ БОБИР СОБИРОВИЧ

старший научный сотрудник, Ташкентский фармацевтический институт, Ташкент ОНОЮ Ю: 0009-0003-4861-1425 ВОРОНИНА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА доктор медицинских наук, доцент, Ташкентский педиатрический институт, Ташкент

ОНОЮ Ю: 0000-0003-3353-6031 АННОТАЦИЯ

В опытах на животных проведено доклиническое токсикологическое исследование растительного экстракта Ferulla moschata. Продемонстрирован актопротекторный эффект изучаемого экстракта в тестах на специализированном оборудовании.

Ключевые слова: экстракта Ferulla moschata, доклинические исследования, острая токсичность, актопротекторные эффекты.

ACUTE TOXICITY AND ACTOPROTECTIVE EFFECT OF FERULLA

MOSCHATA PLANT EXTRACT

TULYAGANOVBOBIR SOBIROVICH

Senior Researcher, Tashkent Pharmaceutical Institute, Tashkent

ORCID ID: 0009-0003-4861-1425

VORONINA NATALYA VLADIMIROVNA

Doctor of Medical Sciences, Associate Professor Tashkent pediatric Institute, Tashkent ORCID ID: 0000-0003-3353-6031

ABSTRACT

A preclinical toxicological study of the plant extract of Ferulla moschata was conducted in animal experiments. The actoprotective effect of the studied extract was demonstrated in tests on specialized equipment.

Key words: Ferulla moschata extract, preclinical studies, acute toxicity, actoprotective effects.

FERULLA MOSCHATA УСИМЛИК ЭКСТРАКТИНИНГ УТКИР ТОКСИКЛИГИ ВА АКТОПРОТЕКТОРЛИК ТАЪСИРИ

ТУЛЯГАНОВ БОБИР СОБИРОВИЧ

катта илмий ходим, Тошкент фармацевтика институти,

Тошкент. ORCID ID: 0009-0003-4861-1425 ВОРОНИНА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА тиббиёт фанлари доктори, доцент, Тошкент педиатрия тиббиёт институти, Тошкент. ORCID ID: 0000-0003-3353-6031

АННОТАЦИЯ

Тажрибада цайвонларда Ferulla moschata усимлик экстрак-тининг клиник олди токсикологик тадцицотлари утказилган. Махсус цурилмадаги тестларда урганилаётган экстрактнинг актопротекторлик таъсири курсатилган.

Калит сузлар: Ferulla moschata экстракти, клиник олди тадцицотлар, уткир токсиклик, актопротекторлик таъсири.

По данным ВОЗ (2011), почти 80% населения Земли использует в основном препараты растительного происхождения, и эта тенденция сохраняется и в настоящее время. Более того, отмечается широкое распространение употребления фито препаратов как в

профилактических целях, так и получения функциональных эффектов, в частности, повышения физической активности и поддержания высокой работоспособности. В этой связи перспективны научные исследования, направленные на изыскание отечественных лекарственных растений, обладающих функциональными эффектами воздействия на организм. Особое место отводится научным исследованиям выявления свойств природного сырья, влияющего на физическую выносливость организма, не приводящих к истощению его резервов, и не приводящих к деструктивным изменениям в организме в целом - [4, 8, 10].

Ferula L. один из распространенных в мире род лекарственных растений, имеющих около 170 видов. Великий целитель Авиценна широко рекомендовал ферулу при лечении кожных заболеваний, в частности витилиго, туберкулеза легких, болей в суставах, глистных заболеваний, при воспалительных процессах в желудочно-кишечного тракта, а также для очищения организма от солей и остатков пищи [1]. Научными исследованиями доказано, что Ferula являются богатейшим источником биологически активных веществ, эфирных масел, кумаринов, терпеноидов, флавоноидов и других природных соединений, влияние которых на организм человека еще далеко не выяснено - [2, 3, 6].

Объектом нашего исследования явилась фитосубстанция растения Ferulla moschata (далее ФМ), произрастающего в Узбекистане.

Целью настоящей работы явилось изучение острой токсичности и влияния растительного экстракта Ferulla moschata на физическую активность, координацию и равновесие животных.

Для достижения цели решались следующие задачи: изучение острой токсичности растительного экстракта ФМ; оценивание силовой характеристики в тесте «Силы хватки лап» под влиянием

исследуемого экстракта; изучение влияния сухого экстракта растения ФМ в тесте «Вращающий стержень (Rota-rod)» на координирован-ность и равновесие экспериментальных животных, а также определение влияния изучаемой субстанции на физическую активность лабораторных животных в тесте «Беговое колесо (колесо активности)».

Материалы и методы исследований. Исследования были проведены на 96 половозрелых крысах самцах массой тела 180-210 г. Научная работа на экспериментальных животных проведена согласно, требований Фармакологического Комитета Республики Узбекистан. При поступлении экспериментальных животные были помещены на двухнедельный карантин. Животные содержали в помещении с открытой системой при температуре 18-25°С, с естественным освещением, свободным доступом к воде и стандартному виварному корму. В ходе эксперимента отслеживали двигательную активность, свободное поведение, отдельно отмечали гибель животных.

Перед началом изучения специфической активности данной субстанции согласно требованиям Надлежащей лабораторной практики, или Good Laboratory Practice (НЛП, или GLP) проведена оценка общетоксического действия лекарственного растительного сырья. Исследования острой токсичности были проведены на 24 половозрелых белых крысах самцах, массой тела 180-210 г.

При изучении острой токсичности сухого экстракта ФМ, животные были разделены на 4 группы: 1-я, получавшая субстанцию однократно в дозе 500 мг/кг; 2-я, получавшая субстанцию однократно в дозе 1000 мг/кг; 3- получавшая субстанцию однократно в дозе 1500 мг/кг; 4- получавшая субстанцию однократно в дозе 2000 мг/кг. О токсическом действии препаратов судили по общему состоянию животных и их выживаемости - LD50.

Электронный научный журнал «Биология и интегративная медицина» №6 - ноябрь-декабрь (65) 2023

Для изучения специфического действия животные были разделены на четыре группы для каждого теста; контрольную, 2-ю группу, получавшую субстанцию ФМ 100 мг/кг, 3-ю группу, получавшую субстанцию ФМ 200 мг/кг и 4-ю группу, получавшую экстракт элеутерококка 200 мг/кг.

Эксперименты были проведены с использованием принципов биоэтики согласно Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых в экспериментах или прочих научных исследованиях (Directive 2010/63/EU, Страсбург, 2010).

После окончания эксперимента на 15 сутки животных выводили декапитацией под хлоралгидратным наркозом. После эвтаназии проводили некропсию и исследование макроскопической картины внутренних органов.

Для количественных данных применена описательная статистика: подсчитаны среднее значение и стандартная ошибка среднего.

В ходе эксперимента для оценки острой токсичности субстанции после ее введения учитывали общее поведение, окраску шерсти, состояние слизистых, дыхание, сердцебиение, двигательную активность и гибель крыс.

Установлено, что при введении субстанции ФМ в дозе 500 и 1000 мг/кг на массу животных никаких изменений не наблюдалось. Животные были активными, принимали воду и пищу, реагировали на внешние раздражители. Однако при введении субстанции ферулы в дозе 1500 и 2000 мг/кг на массу животного отмечалось заметное ограничение подвижности, дыхание становилось учащенным. Через 5-7 минут после орального введения исследуемого образца животные проявляли гиперактивность и возбудимость, которые сменялись проявлением седативного действия: расслаблением и снижением двигательной активности, вялостью. Следует также отметить, что после перорального введения больших доз

наблюдались слабость (астения), анорексия, снижение потребления воды. Наблюдаемые изменения продолжались в течении 35-45 мин, затем самостоятельно проходили и состояние животных возвращалось к исходному. При этом не было отмечено выраженных патологических реакций в поведении животных. При повышении дозы интенсивность вышеуказанных признаков увеличивалась, держалась длительно, животные становились пассивными, наблюдалось снижение подвижности и потребления корма. В течении эксперимента на острую токсичность гибели животных не отмечалось.

При изучении специфического действия сухого экстракта ФМ общее состояние и поведенческие реакции экспериментальных животных наблюдали через 1 час и 1-е, 7-е, 14-е сутки после введения исследуемой субстанции. В качестве препарата сравнения был выбран широко апробированный элеутерококка экстракт, так как он обладает стимулирующим действием на ЦНС, нормализует артериальное давление, повышает умственную и физическую активность, защищает организм от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды, снимает раздражительность, помогает справиться с переутомлением, стрессами.

До тестирования животных на специальном лабораторном оборудовании и фиксации результатов проводили пробные ознакомительные попытки (тренировки) выполнения животными условий теста.

Нами применялся тест на силу хватки лап (Grip Strength Meter). Данный тест используется для оценки мышечной силы животных под влиянием исследуемого вещества. В процессе эксперимента животное тянет специальную решетчатую рукоятку для лап животного. По показаниям динамометра регистрируется усилие, необходимое для того, чтобы животное разжало пальцы кистей или стоп. Каждому

животному предоставляли 3 попытки, результаты которых усредняли.

Установка «Rota-rod» была использована для исследования общей двигательной активности (выносливости) и равновесия. Механизм представляет собой вращающийся стержень с лопастями (барабан) позволяющий одновременно проводить тестирование на 4-х крысах. Установка оснащена инфракрасными сенсорами для регистрации падения животных. При оценке показателей регистрировали время удержания на стержне. Каждому животному предоставляли 3 попытки, результаты которых усредняли.

Колесо для измерения активности у животного (колесо активности, вращающиеся колесо) позволяет фиксировать произвольную двигательную активность животных, которую оценивали по числу оборотов колеса. Колесо имело автоматический счетчик оборотов. Каждому животному предоставляли 3 попытки, результаты которых усредняли.

Статистические данные, полученные в результате исследования, были проанализированы с использованием пакета программ Windows Excel-2010 с помощью метода вариационной статистики (STATISTICA версия 6. StatSoft, inc. (2006)).

Результаты тестов показали следующее. Силу хватки передних лап (показатель мышечной силы сжатия) после введения ФМ, определяли на 1-е, 7-е и 14-е сутки эксперимента и сопоставляли с показателями животных, получавших препарат сравнения Элеутерококк (таблица 1).

Таблица 1

Сравнительная характеристика силы хватки передних лап в тесте Grip Strength Meter (в граммах)

День

Экспериментальные группы животных

Контроль ФМ 100 мг/кг ФМ 200 мг/кг Элеутерококк 200 мг/кг

1 5,2±0,65 2,8±0,3 2,1 ±0,3 7,8±0,8

7 6,2±0,7 8,5±0,8 9,3±0,8 9,8±1,2

14 7,2±0,7 10,2±0,7 11,8±0,8 12,8±0,9

Анализ полученных результатов показывает, что по сравнению с контролем при однократном применении ФМ 100 мг/кг и ФМ 200 мг/кг отмечается достоверное снижение силы хватки у экспериментальных животных. Однако при сравнении показателей контрольной группы животных с экспериментальной группой, получавших Элеутерококк 200 мг/кг, показатели последних достоверно выше. Картина результатов при семидневном введении исследуемых фитосубстанций была иная. Измерение силы хватки передних лап крыс показало рост показателей всех групп опытных животных по сравнению с аналогичными полученными в первые сутки. Однако при анализе показателей 7 дневного эксперимента удельная мышечная сила сжатия статистически значимо повышалась по сравнению с контрольной группой во всех экспериментальных группах (ФМ 100 мг/кг, ФМ 200 мг/кг, Элеутерококк 200 мг/кг) соответственно в 1,4;1,5 и 1,6 раз. Такая же тенденция сохранилась и на 14 день эксперимента. Показатели достоверно превышали величины контрольной группы во всех экспериментальных группах (ФМ 100 мг/кг, ФМ 200 мг/кг, Элеутерококк 200 мг/кг) соответственно в 1,4;1,6 и 1,8 раз.

Установка «Rota-rod» была использована для исследования общей двигательной активности (выносливости) и равновесия. Координация движений представляет собой сложную поведенческую область и может отражают баланс, мышечную силу и походку, а также сенсорную компетентность. Показатели оцениваются по

времени падения с вращающегося стержня. Результаты эксперимента представлены в табл. 2.

Таблица 2

Сравнительная характеристика двигательной активности

в тесте «Rota-rod» (в с)

День Экспериментальные группы животных

Контроль ФМ 100 мг/кг ФМ 200 мг/кг Элеутерококк 200 мг/кг

1 95,8±1,6 81,6±1,0 89,1±1,4 102,0±1,4

7 96,8±0,8 98,6±1,1 102,0±0,9 104,3±1,2

14 97,5±0,6 102,8±1,0 103,8±0,8 106,3±1,0

Тест на координацию «Rota-rod» при однократном введении препаратов показал, что испытуемый препарат ФМ 100 снижал координировать движений животных в 1,2 раза, а ФМ 200 - в 1,1 раз и в тоже время препарат сравнения повышал координацию животных в 1,1 раза. В эксперименте отмечалась прогрессия суммарного времени удержания животных на вращающемся стержне с первых по седьмые сутки исследования. Показатель координации движений ФМ100 недостоверно превысил показатели группы контроля, а ФМ 200 превысил его в 1,1 раз, но не достиг параметров препарата сравнения.

При проведении теста «Rota-rod» в экспериментальных группах на 14 сутки фиксировали повышение показателей по сравнению с контрольной при введении ФМ 100 в 1,05 раз, ФМ 200 1,06 раз, элеутерококка в 1,1 раза. При этом, значения экспериментальной группы были выше по сравнению с показателем контрольной группы соответствующего дня исследования при уровне значимости р>0,05.

Произвольную двигательную активность животных тестировали на беговом вращающимся колесе по регистрации числа оборотов колеса однократно, на 7-ой и 14 день эксперимента (табл. 3).

Таблица 3

Сравнительная характеристика двигательной активности животных в тесте вращающееся колесо (в об/ч)

День Экспериментальные группы животных

Контроль ФМ 100 мг/кг ФМ 200 мг/кг Элеутерококк 200 мг/кг

1 40,1±0,8 25,5±5,2 18,0±5,8 44,6±1,73

7 39,6±0,6 43,0±1,2 45,2±1,2 46,6±1,2

14 41,8±1,0 47,2±1,0 49,0±1,2 50,7±0,95

Результаты теста вращающееся колесо при однократном введении тестируемого препарата следует считать недостоверными из-за отказов животных в 3-х кратном подходе выполнять тест. При этом двигательная активность животных, получавших препарат сравнения, была в 1,1 раз выше активности животных интактной группы.

Следует отметить, что несмотря на отказ тестирования в колесе, животные проявляли исследовательскую активность. Также отмечался более высокий уровень дефекаций, свидетельствующий об эмоциональной неустойчивости.

На 7 день эксперимента по сравнению с контролем все группы превысили показатели двигательной активности интактных крыс: ФМ 100 и ФМ 200 в 1,1 раз, группа сравнения в 1,2 раза.

На 14 день эксперимента по сравнению с контролем все группы превысили показатели двигательной активности интактных крыс.

Показатели ФМ 100 выросли по сравнению с контролем в 1,1 раз, а активность групп ФМ 200 и группы сравнения в 1,2 раза.

Особо следует отметить изменения в поведенческих реакциях животных во время эксперимента. Так в период однократного введения ФМ в экспериментальных дозах вызывало заторможенность, снижение спонтанной активности, взъерошенность шерстяного покрова, короткий груминг. Однако по мере длительности эксперимента отклонения в поведении животных доминировали резко выраженные возбудимость, атаки, укусы и преследование соперника; агрессивный груминг (покусывание морды, спины и загривка соперника). Выраженность агрессивного поведения в виде поз «боя самцов» (вставание самцов на задние лапы, стойка) усиливалась в зависимости от повышения дозы. На 14 день введения ФМ отмечалась гибель 2-х животных (одна особь в группе ФМ 100 и вторая - в группе ФМ 200).

Предполагаем, что подобная реакция животных вызвана тем, что в многокомпонентном составе растения Ferula moschata, произрастающего в Узбекистане, обнаружен пикротоксин (коккулин), представляющий собой ядовитое кристаллическое растительное соединение - [3, 6]. Ранее его использовали как противоядие при отравлениях депрессантами ЦНС, особенно барбитуратами - [9]. Механизм действия пикротоксина: неконкурентный антагонист неспецифических барбитуровых сайтов рецепторов ГАМКа (гамма-аминомасляной кислоты) за счет блокады хлорных каналов. Доказано, что ГАМК в ЦНС является тормозным нейромедиатором, регулирующим многие процессы - от мышечного тонуса до эмоциональных реакций - [5, 7, 9]. Взаимодействия с ГАМК, пикротоксин действует как стимулятор и конвульсант. В основном он влияет на центральную нервную систему, вызывая судороги и паралич дыхания в достаточно высоких дозах. В нашем

эксперименте в течении 14 дней предположительно происходит кумуляция химических соединений вводимой субстанции растения ФМ, в том числе и пикротоксина, который проявляет свою потенциальную токсичность у животных.

В этом аспекте необходимо проведение дальнейших углубленных исследований.

Выводы:

1. При изучении острой токсичности установлено, что однократное введение субстанции Ferula moschata в дозе 500, 1000, 1500, 2000 мг/кг не приводило к гибели животных. Значения LD50 экспериментально установить не удалось.

2. В течении всего эксперимента во всех тестах: в контроле и длительного применения препаратов Ferula moschata и Элеутерококк физическая активность всех крыс возрастала по сравнению с каждым из предыдущих испытаний, что может объясняется особенностями двигательного обучения.

3. Исследованиями влияния экспериментальных доз на состояние мышечной силы животных в тесте на силу хватки лап (Grip Strength Meter) выявлено, что при однократном применении ФМ 100 мг/кг и ФМ 200 мг/кг отмечается достоверное снижение силы хватки у экспериментальных животных. При многократном введении препаратов ФМ100, ФМ200, элеутерококк на фоне изменения в поведенческих реакциях животных удельная мышечная сила сжатия статистически значимо повышалась по сравнению с контрольной группой во всех экспериментальных группах.

4. Тест на координацию «Rota-rod» при однократном введении препаратов показал, что испытуемый препарат ФМ 100 снижал координировать движений животных в 1,2 раза, а ФМ 200 - в 1,1 раз и в тоже время препарат сравнения повышал координацию животных в 1,1 раза. При многократном ведении препаратов этом, значения

экспериментальной группы были выше по сравнению с показателем контрольной группы соответствующего дня исследования при уровне значимости р>0,05 на фоне измененных поведенческих реакций, но не превышал показатели препарата сравнения - элеутерококк.

5. Результаты исследования физической активности на тесте вращающееся колесо при однократном введении тестируемого препарата оказались недостоверными из-за отказов животных в 3-х кратном подходе выполнять тест. При этом животные проявляли исследовательскую активность и имели более высокий уровень

I V V и и

дефекаций, свидетельствующий об эмоциональной неустойчивости. В тоже время двигательная активность животных, получавших препарат сравнения была в 1,1 раз выше активности животных интактной группы.

6. Исследования физической активности на тесте вращающееся колесо при многократном введении тестируемых субстанций на фоне измененных поведенческих реакций показали рост физической активности по сравнению с контрольной группой, но результаты не достигали показатели животных группы сравнения.

7. По мере длительности эксперимента отклонения в поведении животных доминировали резко выраженные возбудимость, агрессивный груминг. Выраженность агрессивного поведения в виде поз «боя самцов» усиливалась в зависимости от повышения дозы. Отмечалась гибель 2-х животных при многократном введении ФМ.

Список литературы:

1. Абу - Али ибн Сина (Авиценна). Канон врачебной науки. Ташкент, 1956, - Т.2., - 428 с.

2. Нусратуллаева Ш.И., Мукумов И.У., Файзиева Х.И. Распространение и химический состав поликарпических растений семейства Apiaceae Lindl. в Кашкадарьинской области // Вестник науки. - 2020. - №3 (24). - С. 103-110.

3. Солиев А.Б., Мамадрахимов А.А., Турсунова М.Р., Мавлянов И.Р., Хожиметов А.А., Каримов М.Ш. Изучение химического состава подземной части растения ферула мускусная (Ferula Moschata) методами ГХ-MC И ВЭЖХ-MC // Farmatsevtika jurnali. - 2017. - №3. -P. 33-40.

4. Хабибуллин Р.М., Миронова И.В., Хабибуллин И.М. Применение адаптогенов растительного и животного происхождения на фоне повышенной физической нагрузке в тесте "плавание" // Ученые записки КГАВМ им. Н.Э. Баумана. - 2022. - №1.

5. Bozzi Y., Casarosa S., Caleo M. Epilepsy as a neurodevelopmental disorder //Front. Psychiatry. - 2012. - № 3. - P.19.

6. Ergashova Sh. Biologically active compounds present in ferula moschata extracts // Теория и практика современной науки. - 2022. -№8 (86).

7. Khabibullin R.M., Mironova I.V., Derkho M.A., Strizhikov V.K. [et al.] Morphofunctional changes in the kidneys of mice with the use of adaptogens against the background of physical exertion // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Сер. International Scientific and Practical Conference Biotechnology in the Agro-Industrial Complex and Sustainable Environmental Management". - 2020. - P. 12052.

8. Korpi E.R., Grunder G., Luddens H. Drug interactions at GABAa receptors. //Progress in Neurobiology. - 2002. - v. 67. - P.113-159.

9. Mahendra P., Bisht S. Anti-anxiety activity of Coriandrum. sativum assessed using different experimental anxiety models //Indian. J. Pharmacol. -2011. - v. 43(5). - P.574-577.

10. Mohammad Amir, Manisha Vohra, Rojin G. Raj, Ian Osoro, Amit Sharma Adaptogenic herbs: A natural way to improve athletic performance //Health Sciences Review,- 2023. - v.7. doi:10.1016/j.hsr.2023.100092