CC BY
18
УДК: 615.322:(546.64:616-099)
Дев'ятк'ша Т. О., Дев'ятк'ша Н. М., Важнича О. М.
ПРОТЕКТИВНА Д1Я ЕКСТРАКТУ BRASSICA OLERACEA ПРИ НАВАНТАЖЕНН1
0РГАН13МУ 1ТР16М
ВДНЗУ «УкраГнська медична стоматолопчна академ1я» (м. Полтава)
pharma.umsa.poltava@gmail.com
Робота була фрагментом планово! ¡нщ1ативно|' НДР «Пошук засоб1в та бюлопчно активних речовин з числа похщних 2-оксошдолу та 3-окситридину для фармакокорекцп адаптивних процеЫв при по-рушеннях гомеостазу р1зноТ етюлогп» (№ державно! реестрацп 0111U004879).
Вступ. Флавоно'щи складають велику групу по-л1фенольних сполук, як мютяться в овочах i фруктах, i мають високу фармаколопчну активнiсть, насампе-ред, антиоксидантну, яка виявляеться in vivo та in vitro [7]. Доведено захисний ефект цих сполук при серцево-судиннм патологii, раку та захворюваннях, пов'язаних з вком [8]. Висока хiмiчна реактивнiсть флавоноiдiв виражаеться в спорщненост до бюпо-лiмерiв та юыв важких металiв, здатностi каталiзу-вати електронний транспорт i нейтралiзувати втьн1 радикали [12]. Oстаннiм часом увагу вчених привер-тае комплекс флавоно^в капусти броколi (Brassica oleracea) [10], до складу якого входять атгенш та лютеолш, що мають ф^оестрогены, протимiкробнi. протизапальнi властивостi та Ыдукують апоптоз: ща-нiдин, який мае антиоксиданты, протизапальнi, про-тираковi та нейропротективн властивостi; дащзе'ш, генiстеiн, глМте'ш, бiоханiн А та формононетин, як1 справляють коронаропротективну та гiполiпiдемiч-ну дю; кампферол, який запобiгаe iшемiчнiй хворо-бi серця, атеросклерозу та хроычному запаленню, пригнiчуe пролiферацiю кл^ин раку шлунково-киш-кового тракту in vitro, шпбуе розвиток бактерiй, та кверцетин, що дie подiбно до кампферолу [6,13]. Препарати та бюлопчно активы добавки з Brassica oleracea не токсичн i можуть широко застосовува-тись як з лкувальною, так i з профiлактичною метою [12]. 1х доцiльно призначати для зменшення окси-дативного стресу рiзного походження, зокрема, ви-кликаного надходженням до органiзму солей важких металiв або рiдкоземельних елементiв, до числа яких належить, наприклад, iтрiй, сполуки якого викорис-товують при виготовленн термостiйких матерiалiв. покриттiв у двигунах, люмiнофорiв, надпровiдникiв тощо [11]. Тривале надходження iтрiю в органiзм ви-кликае морфофункцiональнi порушення в слизовт оболонцi шлунка та верхнiх вщд^в тонкого кишечнику, характеризуеться гепато- й нефротоксичнютю [4], тому актуальним е дослiдження л^вально-про-фiлактичних засобiв природного походження при навантаженнi ^ем.
Мета роботи - вивчити вплив сухого екстра-кту наземно! частини капусти броколi (Brassica oleracea) на загальносоматичы показники та стан пероксидного окиснення лт^в (ПОЛ) в оргаызм1 лабораторних тварин за умов хроычного наванта-ження органiзму iтрieм.
Об'ект i методи досл1дження. Експерименти виконанi на 22 бiлих щурах-самцях масою 200-215 г, яких утримували за стандартних умов вiварiю. Про-ведення експерименпв не викликало заперечень комiсii з питань бiоетики ВДНЗУ «Укра'шська медична стоматологiчна академiя». Уся експериментальна частина дослщження була проведена згщно з ви-могами мiжнародних принципiв «6вропейськоi кон-венцii щодо захисту хребетних тварин, яю викорис-товуються в експериментi та шших наукових цiлях» (Страсбург, 1986 р.) та вщповщного Закону Украiни «Про захист тварин вщ жорстокого поводження» (№ 3446-IV вiд 21.02.2006 р., м. Кит).
Тварин було розподтено на 3 групи по 7-8 осо-бин: штакты щури, тварини з введенням солi iтрiю (контрольна патолопя) i тварини з введенням сол1 iтрiю та екстракту броколк За сполуку iтрiю брали ^рю ацетат, який вводили тваринам з |'жею про-тягом 10 дiб у дозi 175 мг/кг маси на добу, що ста-новить 0,25 ЛД100 [1]. Для фармаколопчно'| корекцй' застосовували сухий екстракт наземно'| частини капусти броколi (Brassica oleracea L. var. italica Plenck) (далi за текстом - екстракт прокол^, одержаний на кафедрi хiмii природних сполук НФаУ (м.Xаркiв). який вводили тваринам разом з |'жею щодня в доз1 25 мг/кг маси тта. Наприкiнцi експерименту тварин пщдавали евтаназii пiд уретановим наркозом шляхом забирання кровi з серця до його зупинки. Ви-значали ваговi iндекси внутрiшнiх оргаыв (головний мозок, серце, печiнка, нирки, наднирковi залози, тимус, селезiнка, шлунок, сiм'яники) як вiдношен-ня маси органа до маси тта, помножене на 100 [3]. Про рiвень ПОЛ у кровi й тканинах внутршых орга-нiв судили iз вмiсту його продуктiв, котрi реагують iз 2-тiобарбiтуровою кислотою (ТБК-активних про-дуктiв) [2], користуючись стандартними наборами реактивiв «Биоконт-ТБК» (ООО «Агат-Мед», РФ). Ак-тивнiсть супероксиддисмутази (СОД) визначали за методом Т.В. Сирота [5].
Одержаний матерiал статистично обробляли за допомогою стандартних комп'ютерних програм пакету Statistica for Windows 8.0. При цьому обчислюва-ли середню М, ii помилку m, оцЫювали вiрогiднiсть рiзницi мiж групами за допомогою однофакторного дисперсмного аналiзу ANOVA з апостерiорним тестом Fisher LSD.
Результати дослiдження та Тх обговорення. Встановлено, що 10-денне введення ^рю ацетату бiлим щурам викликае зменшення вагового iндек-су печшки на 14% (p<0,05) у порiвняннi з iнтактним контролем (табл. 1). Ваговi iндекси iнших органiв не зазнають ютотних змiн. Такий розвиток процеЫв вказуе, що печiнка швидко реагуе на навантажен-
ня upiGM, що узгоджуеться з даними л1тератури [4,9]. В1дсутн1сть зм1н в 1нших органах тварин з контрольною патолог1ею може пояснюватись до-статньо коротким терм1ном експери-менту, особливостями фармакок1не-тики даноУ сол1 1тр1ю й використаним шляхом введення, який не забезпечуе максимальну б1одоступ1сть цього еле-менту [9].
Л1кувально-проф1лактичне засто-сування екстракту брокол1 нормал1зу-вало ваговий 1ндекс печ1нки (p<0,05) i не впливало на решту вагових 1ндекс1в (див. табл. 1). Виходячи з особливос-тей патолог1чних зм1н у печ1нц1, зумов-лених хрон1чним впливом кат1он1в 1тр1ю [4], гепатопротективну д1ю екстракту брокол1 можна пояснити антиокси-дантною та протизапальною активн1с-тю його б1олог1чно активних речовин, насамперед, флавоноУд1в [10,12].
Оск1льки б1ох1м1чн1 зрушення часто виникають ран1ше за морфолог1чн1 та загально-соматичн1 ушкодження, було досл1джено основн1 показники ПОЛ та ферментативноУ ланки ан-
Таблиця 1.
Вплив сухого екстракту капусти брокол! на вагов! ¡ндекси внутршшх оргашв бших щурш при хрошчному введены ¡тр!ю ацетату (175 мг/кг маси на добу) (M±m)
Органи Вагов1 ¡ндекси у групах тварин
1нтактн1 (n=7) 1тр1ю ацетат (n=7) 1тр1ю ацетат + екстракт брокол1 (n=8)
Головний мозок 0,678+0,038 0,705+0,024 0,683+0,032
Серце 0,257+0,012 0,273+0,010 0,265+0,010
Печ1нка 3,298+0,126 2,734+0,120* 3,360+0,128**
Нирки 0,583+0,016 0,635+0,027 0,598+0,014
Наднирков1 залози 0,018+0,001 0,020+0,002 0,016+0,002
Тимур 0,142+0,004 0,137+0,019 0,136+0,008
Селез1нка 0,181+0,018 0,175+0,011 0,169+0,012
Шлунок 0.560+0,024 0,541+0,017 0.523+0,029
С1м'яники 0,949+0,059 1,037+0,031 0,984+0,039
Прим¡тка: p<0,05 у пор1внянн1: (контрольна патология).
з 1нтактними тваринами;
- з 1тр|ю ацетатом
тиоксидантного захисту не т1льки в печ1нц|, а й у кров1 й тих органах, де не в1дм1чалось зм1н вагових 1ндекс1в п1д впливом навантаження орган1зму 1тр1ем та його
Таблиця 2.
Вплив сухого екстракту капусти брокол! на вм!ст ТБК-активних продукт!в та актившсть СОД у кров! та внутр!шн!х органах бших щур!в при хрошчному введенн! ¡тр!ю ацетату
(175 мг/кг маси на добу) (M±m)
Тканини або орган Групи тварин ТБК-активн1 продукти, мкмоль/кг Активн1сть СОД, умовн1 олиним1
Кров 1нтактн1 (n=7) 30,2+3,1 2,67+0,26
1тр1ю ацетат (n=7) 42,3+2,8* 1,86+0,28*
1тр1ю ацетат + екстракт брокол1 (n=8) 28,5+4,1** 2,44+0,32**
Головний мозок 1нтактн1 (n=7) 178,4+6,0 0,86+0,14
1тр1ю ацетат (n=7) 218,6+5,9* 1,61+0,18*
1тр1ю ацетат+ екстракт брокол1 (n=8) 192,3+7,8** 1,23+0,12**
Серце 1нтактн1 (n=7) 157,1+13,0 2,57+0,58
1тр1ю ацетат (n=7) 173,3+12,8 1,29+0,41
1тр1ю ацетат+ екстракт брокоп1 (n=8) 146,2+7,3** 1,81+0,34
Печ1нка 1нтактн1 (n=7) 202,6+2,6 0,85+0,10
1тр1ю ацетат (n=7) 225,1+5,9* 0,53+0,09*
1тр1ю ацетат+ екстракт брокол1 (n=8) 182,4+5,6*** 0,90+0,11**
Нирки 1нтактн1 (n=7) 137,1+6,0 1,57+0,18
1тр1ю ацетат (n=7) 163,3+10,8* 1,19+0,21
1тр1ю ацетат + екстракт брокол1 (n=8) 145,5+4,4** 1,68+0,16
Шлунок 1нтактн1 (n=7) 26,6+6,0 0,20+0,05
1тр1ю ацетат (n=7) 41,5+7,3 0,10+0,02
1тр1ю ацетат+ екстракт брокол1 (n=8) 24,4+5,4** 0,16+0,03
С1м'яники 1нтактн1 (n=7) 191,30+12,5 2,76+0,56
1тр1ю ацетат (n=7) 211,0+4,70 0,89+0,27*
1тр1ю ацетат+ екстракт прокол (n=8) 175,2+6,6** 2,34+0,12**+
Прим!тка: p<0,05 у пор1внянн1:* - з ¡нтактними тваринами; ** - з ¡тр1ю ацетатом (контрольна патология).
фармакокорекцп (табл. 2). Показано, що 10-денне введения ¡трю ацетату викликае зростання вмюту ТБК-активних продуктiв у кровi (р<0,05), головному мозку (р<0,005), печiнцi (р<0,01), нирках (р<0,05) та тенденцiю до збтьшення цього показника в шлунку (р<0,1) у порiвняннi з таким в ¡нтактних щурiв. Актив-нють СОД при навантаженнi органiзму лабораторних тварин ^¡ем також зазнае змш, однак вони змiни мають рiзну направленiсть: активацiя ферменту вд буваеться в головному мозку (р<0,001), його пригы-чення - у кровi (р<0,05), печiнцi (р<0,05) та Ым'яниках (р<0,001), що може пояснюватись особливостями антиоксидантного захисту окремих органiв i (або) гальмуванням активностi СОД надпишком субстрату. Загалом, виявленi зрушення пiдтверджують думку ¡нших авторiв про те, що хроычне введення солi iтрiю викликае оксидативний стрес [1].
Екстракт броколi ¡стотно зменшуе порушення прооксидантно-антиоксидантного балансу, зумов-ленi надлишком iтрiю в органiзмi (див. табл. 2). Це супроводжуеться нормалiзацieю концентрацп ТБК-активних продуктiв ПОЛ у кровi (р<0,05) i головному мозку (р<0,05), зниженням ¿х вмiсту в серц (р<0,05), нирках (р<0,05), шлунку (р<0,05) та сiм'яниках (р<0,01) у порiвняннi з контрольною патологieю. Характерно, що в печЫц тварин, як одержували екстракт брокол^ вмiст ТБК-реактантiв не тiльки утри-муеться на рiвнi iнтактного контролю (р<0,005), а й демонструе подальше зниження на 10% у порiвняннi з ним. Лiмiтацiя ПОЛ пщ впливом екстракту броко-лi супроводжуеться вщповщними змiнами актив-ностi СОД, яка вiрогiдно зростае в кров^ печiнцi та сiм'яниках i знижуеться в головному мозку в порiв-
няннi з контрольною патологieю (див. табл. 2). Як бачимо, антиоксидантн властивост полiфенольних та ¡нших бюлопчно активних сполук капусти броко-лi успiшно реалiзуються й у випадку оксидативного стресу, викликаного навантаженням оргаызму iтрieм.
Отже, сухий екстракт наземноУ частини капусти броколi (Brassica oleracea L. var. italica Plenck) виявляе протективний ефект при л^вально-профтактично-му пероральному введены лабораторним тваринам на фон хроычного навантаження iтрiю ацетатом, за-побiгаючи активацп ПОЛ та пригыченню СОД у кровi та внутршых органах i попереджаючи зниження вд носноУ маси печiнки. Виявлений ефект доцiльно вра-ховували при оздоровлены оЫб, якi мають контакт з рщкоземельними металами.
Висновки
1. 1трю ацетат (175 мг/кг маси на добу) при що-денному пероральному введены бтим щурам про-тягом 10-ти дiб викликае розвиток оксидативного стресу та знижуе ваговий ¡ндекс печiнки на 14% у по-рiвняннi з iнтактним контролем.
2. Сухий екстракт капусти броколi (Brassica oleracea L. var. italica Plenck) у добовм дозi 25 мг/кг маси, який вводили тваринам перорально протягом 10-ти дiб одночасно з ¡трю ацетатом, попереджуе ак-тивацю ПОЛ та змiни активност СОД у кровi та вну-трiшнiх органах i сприяе збереженню нормального вагового ¡ндексу печiнки.
Перспективи подальших дослщжень. З'ясування внеску окремих фракцм флавоноíдiв та ¡нших бюлопчно активних речовин екстракту брокол¡ в протективну дiю при навантаженнi оргаызму iтрieм становитиме напрям наших подальших доошджень.
Л^ература
1. Vplyv kationu itriyu na prooksydantno-antyoksydantnu systemu v eksperymenti / O.I. Cebrzhynskyj, I.O. Velyka, A.S. Gavryk [ta in.] // Naukovyj Visnyk MDU im. V.O. Suxomlynskogo. Biologichni nauky. - 2014. — Vypusk 6, № 2 (107). - S. 85-88.
2. Gavrylov V.B. Analyz metodov opredelenyya produktov perekysnogo okyslenyya lypydov v syvorotke krovy po testu s tyobarbyturovoj kyslotoj / V.B. Gavrylov, A.R. Gavrylova, L.M. Mazhul // Voprosu medycynskoj xymyy. - 1987. - T. 33, № 1. - S. 118-122.
3. Doklinichni doslidzhennya likarskyx zasobiv: metodychni rekomendaciyi / [nauk. red. O.V. Stefanov]. - K.: Avicena, 2001. - 527 s.
4. Zhalsaraeva D.M. Pobochnoe dejstvye yttryya sulfata : dys. ...kand. med. nauk : 14.00.25 / Zhalsaraeva Dyana Myxajlovna. — Ulan-Ude, 2002. — 106 s.
5. Syrota T.V. Novuj podxod v yssledovanyy processa autookyslenyya adrenalyna y yspolzovanye ego dlya yzmerenyya aktyvnosty superoksyddysmutazy / T.V. Syrota // Voprosy medycynskoj xymyy. - 1999. - № 3. - S. 263-272.
6. Content of ascorbic acid, quercetin, kaempferol and total phenolics in commercial broccoli / E. Koh, K. Wimalasiri, A. Chassy [et al.] // J. Food Compos. Anal. - 2009. — Vol. 22. - P. 637-643.
7. Flavonoids as antioxidants in plants: Location and functional significance / G. Agati, E. Azzarello, S. Pollastri [et al.] // Plant. Sci.
- 2012. - Vol. 196. - P. 67-76.
8. Flavonoids in foods and their health benefits / L.H. Yao, YM. Jiang, J. Shi [et al.] // Plant. Food Hum. Nutr. - 2004. - Vol. 59. -P. 113-122.
9. Health-based Reassessment of Administrative Occupational Exposure Limits No. 2000/15OSH/017. — The Hague, 2000 [Electronic resourse]. - Mode of access: https://www.gezondheidsraad.nl/sites/default/files/0015017osh.pdf.
10. Jaiswal A.K. A comparative study on the polyphenolic content, antibacterial activity and antioxidant capacity of different solvent extracts of Brassica oleracea vegetables / A.K. Jaiswal, N. Abu-Ghannam, S. Gupta // Int. J. Food Sci. Technol. - 2011. — Vol. 47. - P. 223-231.
11. Jha A.R. Rare earth materials: properties and applications / A.R. Jha. — Boca Raton; London; New York : CRC Press, 2014. -371 p.
12. Mageney V. A guide to the variability of flavonoids in Brassica oleracea / V. Mageney, S. Neugart, D.C. Albach // Molecules. - 2017.
- № 22 (2). — P. E252.
13. New insights into antioxidant activity of Brassica crops / P. Soengas, M. Cartea, M. Francisco [et al.] // Food Chem. - 2012. - Vol. 134. - P. 725-733.
УДК 615.322:(546.64:616-099)
ПРОТЕКТИВНА Д1Я ЕКСТРАКТУ BRASSICA OLERACEA ПРИ НАВАНТАЖЕНН1 ОРГАН13МУ 1ТР18М
Дев'яткша Т. О., Дев'яткша Н. М., Важнича О. М.
Резюме. В эксперимент! на бтих щурах-самцях вщтворювали хроычне навантаження ¡TpieM та його фармаколопчну корекцю сухим экстрактом капусти брокол! (Brassica oleracea L. var. italica Plenck). Показано, що ¡трю ацетат (175 мг/кг маси на добу) при щоденному пероральному введены тваринам протягом 10-ти д!б викликае розвиток оксидативного стресу та знижуе ваговий ¡ндекс печЫки на 14% у пор!внянн з ¡нтактним контролем. Сухий екстракт брокол! в добовм доз! 25 мг/кг маси, який вводили перорально протягом 10-ти д!б одно-часно з ¡трю ацетатом, попереджуе активацю пероксидного окиснення лтщв та змЫи активност супероксид-дисмутази у кров! та внутршых органах ! сприяе збереженню нормального вагового Ыдексу печЫки.
Ключов1 слова: прй сухий екстракт капусти брокол^ флавоноУди, антиоксидантна д!я.
УДК 615.322: (546.64: 616-099)
ПРОТЕКТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ ЭКСТРАКТА BRASSICA OLERACEA ПРИ НАГРУЗКЕ ОРГАНИЗМА ИТТРИЕМ
Девяткина Т. А., Девяткина Н. М., Важничая Е. М.
Резюме. В эксперименте на белых крысах-самцах воспроизводили хроническую нагрузку иттрием и ее фармакологическую коррекцию сухим экстрактом капусты брокколи (Brassica oleracea L. var. Italica Plenck). Показано, что иттрия ацетат (175 мг/кг массы в сутки) при ежедневном пероральном введении животным в течение 10-ти суток вызывает развитие оксидативного стресса и снижает весовой индекс печени на 14% по сравнению с интактным контролем. Сухой экстракт брокколи в суточной дозе 25 мг/кг массы, который вводили перорально в течение 10-ти суток одновременно с иттрия ацетатом, предупреждает активацию пероксидного окисления ли-пидов и изменения активности супероксиддисмутазы в крови и внутренних органах и способствует сохранению нормального весового индекса печени.
Ключевые слова: иттрий, сухой экстракт капусты брокколи, флавоноиды, антиоксидантное действие.
UDC 615.322: (546.64: 616-099)
PROTECTIVE EFFECT OF BRASSICA OLERACEA EXTRACT IN THE YTTRIUM LOADING OF THE ORGANISM
Devyatkina T. O., Devyatkina N. M., Vazhnycha O. M.
Abstract. Recently, the attention of scientists is attracted by complex of flavonoids of broccoli (Brassica oleracea), which includes apigenin, luteolin, cyanidin, daidzein, genistein, glycatedine, biohanin A, formononetin, campferol and quercetin, which have antioxidant, anti-inflammatory, and anti-cancer activity, produce coronary prorotective and hypolipidemic effects, inhibit the development of bacteria. Drugs and supplements from Brassica oleracea are non-toxic and can be widely used to reduce the oxidative stress of various origin, in particular caused by the rare earth elements, for example, yttrium. The purpose of the work is to study the effect of dry extract of overground part of broccoli cabbage (Brassica oleracea) on general-somatic parameters and the state of lipid peroxide oxidation (LPO) in laboratory animals under the conditions of chronic loading of the organism by yttrium.
Object and methods. Experiments were performed on 22 albino male rats weighing 200-215 g, which were divided into 3 groups of 7-8 individuals: intact rats, animals with yttrium acetate (control pathology) and animals with the administration of yttrium salt and broccoli extract. Yttrium acetate was administered to animals with food for 10 days at a dose of 175 mg/kg of body weight per day. For pharmacological correction, a dry extract of the overground part of broccoli was administered to animals with food daily at a dose of 25 mg/kg body weight. At the end of the experiment, animals were sucrified under urethane anesthesia. The weight indices of the brain, heart, liver, kidneys, adrenal glands, thymus, spleen, stomach, and testicles were determined. The level of LPO in the blood and tissues was judged from the content of products that react with 2-thiobarbituric acid (TBC-active products) and superoxide dismutase (SOD) activity. The probability of the difference between the groups was estimated using a single-factor ANOVA dispersion analysis with Fisher's LSD a posteriori test.
Results and discussion. It has been established that 10-day administration of acetate yttrium to albino rats causes 14% decrease in liver weight index as compared to intact control. The weight indices of other organs do not undergo significant changes, which can be explained by a short term of the experiment, peculiarities of this yttrium salt pharmacokinetics and used route of administration. The use of broccoli extract normalizes the weight index of the liver and did not affect the rest of weight indices. Proceeding from the pathogenesis of changes in the liver due to the chronic effects of yttrium cations, the hepatoprotective effect of broccoli extract can be explained by its antioxidant and anti-inflammatory activity.
It has been shown that the administration of yttrium acetate leads to an increase in the content of TBC-active products in the blood, brain, liver kidneys and a tendency to increase this parameter in the stomach as compared to intact control. The activity of SOD also are undergoing changes: activation of the enzyme occurs in the brain and its suppression - in the blood, liver and testicles. Such results confirm the data of other authors that the chronic administration of yttrium salt is accompanied by oxidative stress. Broccoli extract significantly reduces the violation of the prooxidant-antioxidant balance caused by yttrium excess. It is characterized by the normalization of the concentration of TBK-active products in the blood and brain, a decrease in their content in the heart, kidneys, stomach and testicles in comparison with control pathology. In the liver of animals that received the broccoli extract, the content of TBC-reagents is not only held at the level of intact control, but also shows a further decrease as compared to it. Limiting the LPO under the influence of broccoli extract is accompanied by appropriate changes in the activity of SOD, which increases in the blood, liver and testicles or decreases in the brain.
Conclusion. The dry extract of the overground part of broccoli cabbage (Brassica oleracea) exhibits a protective effect by oral administration to laboratory animals against the background of chronic loading by yttrium acetate, preventing the activation of LPO and SOD suppression in the blood and internal organs and preventing a decrease in the relative weight of the liver.
Keywords: yttrium, dry extract of broccoli cabbage, flavonoids, antioxidant action.
Рецензент — проф. Бобирьов В. М.
Стаття надшшла 11.06.2017 року
