CC BY
184
nPO^BOMETACTA^4EC^E СВОЙСТВА АЛКАЛОИДОВ AKOhMTA ESAilil КЇ^Л Ь>С^КССЗ» І"С^
T.H. Пoвeтьeвa1, В.Г Пaшинcкий1, Ю.В. Hecтeрoвa1, C.B. Пушкaрcкий1, Н.Н. Гaйдaмoвич2, А.А. Ceмeнoв3, Ц. Жaпoвa3, Н.Н. Пoгoдaeвa3
НИИ фармакологии Томского научного центра СО РАМН1, Томский военно-медицинский институт2,
Иркутский институт химии СО РАН3
На мышах линии С57БЬ6 с карциномой легких Льюиса проведены экспериментальные исследования противометастатических и противоопухолевых свойств дитерпеновых алкалоидов напеллина, зонгорина, мезаконитина, гипаконитина, К-оксинапеллина (в дозе 0,05 мг/кг), выделенных из надземной части аконита байкальского (Асопйиш Ъагса1еше Тшга. ех Яара^, в сравнении с настойкой из травы этого же растения (в дозе 0,5 мл/кг). Наиболее выраженную противометастатическую активность проявили алкалоиды напеллин и зонгорин, а противоопухолевую - напеллин, которые сопоставимы по эффективности с настойкой травы аконита байкальского.
Experimental investigations of anti-metastatic and anti-tumor activities of alkaloids (napellin, zongorin, mesaconitin, hypaconitin and N-oxynapellin, at a dose of 0,05 mg/kg) excreted from over-ground part ofAconitum baicalense Turcz.ex Rapaics were performed on C57BL6-line mice with Lewis’s lung carcinoma. The most pronounced anti-metastatic activity had such alkaloids as napellin and zongorin and anti-tumor activity had napellin, that were similar in efficiency with tincture from the grass of Aconite baicalense.
ANTIMETASTATIC ACTIVITY OF ALKALOIDS OF ACONITUM BAICALENSE
T.N. Povetyeva1, V.G. Pashinsky1, Yu.V. Nesterova1, S.V. Pushkarsky1, N.N. Gaidamovich2, A.A. Semenov3, Ts. Zhapova3, N.N. Pogodaeva3
Pharmacology Research Institute, Tomsk Scientific Center, SB RAMS1 Military Medical Institute2, Tomsk Chemistry Institute, SB RAS3, Irkutsk
Растения рода Асопіїшш издавна привлекают химиков и фармакологов в связи с наличием в них дитерпеновых алкалоидов сложного и уникального химического строения [15, 18]. Ранее нами показано наличие высоких противометастатических свойств у спиртовых извлечений из надземной части (травы) аконита (борец) байкальского - АсопіШш Ьаісаіеше Тшта. ех Караісє (А. С7екапоуєкуі 8іеіпЬ.) [14] и надземной
(травы) и подземной (корней) частей аконита северного - Асопкиш 5ер1еп1попа1е Ь. [13]. Получено экспериментальное подтверждение, что и сумма алкалоидов, выделенная из аконита байкальского, обладает широким спектром фармакологических свойств, в ряду которых выраженная противоопухолевая и про-тивометастатическая активность [12]. В связи с этим мы предприняли попытку дальнейшего исследования
ОН
M
R
M О
ОМе
Н5С2-
ОН
R = ОН - мeзaкoнитин R = Н - гипaкoнитин
R1 = Н; R2 = ОН 12-эпинaпeллин R1 = R2 = О зoнгopин
N-o^+ 12-эпинaпeллинa
Рис. І. Алкалоиды нaдзeмнoй части A. baicalense
отдельных алкалоидов из надземной части A. baicalense. Растение продуцирует пять алкалоидов, химическая структура которых показана на рис. 1.
Материалы и методы
Объектом исследования явились отдельно выделенные дитерпеновые алкалоиды: напеллин, зонгорин, мезаконитин, гипаконитин, N-оксинапеллин из надземной части (травы) аконита байкальского, полученные в лаборатории Иркутского ИХ СО РАМН. Сумма алкалоидов и отдельные её компоненты выделялись, как было описано ранее [7-9]. В качестве препарата сравнения использована настойка травы аконита байкальского (патент РФ № 2189832 на изобретение «Средство, обладающее противометастатической активностью» от 27.09.2002).
Эксперименты проведены на мышах линии C57BL6, разводки питомника НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН. Животные сертифицированы. Карциному легких Льюис индуцировали путем введения в мышцу бедра взвеси 1 млн опухолевых клеток в физиологическом растворе. Лечение животных начинали на 10-е сут, т.е. моделировали диссеминированный процесс. Исследуемые средства вводили ежедневно, алкалоиды в дозе 0,05 мг/кг, настойку травы аконита байкальского в дозе 0,5 мл/кг, в течение 10 дней. Контрольные животные получали растворитель. Животных выводили из опыта на 24-е сут, забивали, соблюдая правила работы с лабораторными животными [16]. Процент торможения роста опухоли (по массе опухолевого узла) вычисляли по формуле
Средний показатель роста опухоли в контроле -средний показатель роста опухоли в опытной группе
ТРО % = --------х--------------------------- 100
Средний показатель роста опухоли в контроле
Об интенсивности развития метастатического процесса судили по среднему количеству гематогенных субплевральных метастазов на одно животное в группе, частоте метастазирования опухоли (животные с метастазами из общего числа животных в группе), индексу торможения метастазирования, который рассчитывали по формуле
(Ак х Вк) - (А х В)
ИИМ = ------------------------ х 100%,
(Ак х Вк)
где Ак - частота метастазирования в контрольной, А -в опытной группах; Вк - среднее число метастазов у животных контрольной, В - опытной групп [2]. Регистрировали случаи с высокой степенью поражения легких метастазами (более 30 шт.) [19].
Статистическую обработку полученных результатов проводили путем расчета средней (X ) и среднеквадратичной ошибки (т) . О достоверности различий судили, используя параметрический (критерий Стьюдента), в случае распределения близкого к нормальному, и непараметрический (критерий Вилкок-сона - Манна - Уитни) методы. Для сравнения результатов экспериментов, где показатели выражались в долях, достоверность определяли с помощью метода углового преобразования Фишера [6]. Значимость различий считали достоверной при Р1, Ри<0,05. Часть результатов обработаны на компьютере с использованием пакета прикладных программ 81аИ8Иса 5,0.
Результаты исследования
Адекватной моделью для поиска антиметастати-ческих средств является карцинома легкого Льюис [17]. Использование этой модели позволило нам зафиксировать 100 % метастазирование у мышей контрольной группы (таблица). Курсовое введение алкалоидов и настойки травы аконита байкальского приводило к существенному снижению как роста опухоли, так и развития метастазов. Под действием настойки травы аконита байкальского в дозе 0,5 мл/кг у мышей в 1,7 раза уменьшалось среднее число метастазов, в сравнении с животными контрольной группы. Под влиянием алкалоидов в дозе 0,05 мг/кг противометастатическая активность проявилась следующим образом: напеллин снижал среднее число метастазов в 1,9 раза, зонгорин - в 1,8 раза. Для остальных алкалоидов выявлена только тенденция к снижению интенсивности этого процесса. Кроме того, установлено, что под действием настойки травы аконита байкальского и алкалоидов напеллина и зонгорина животные с высокой степенью поражения легких (ВСП) отсутствуют. Остальные алкалоиды проявили менее выраженную активность: мезаконитин в сравнении с животными контрольной группы снижал этот показатель в 1,2 раза, гипаконитин и М-оксинапеллин - в 2,3 раза. В связи с тем, что моделировался диссеминированный процесс с целью воссоздания стадии метастазирования, мы получили умеренное торможение роста первичной карциномы лег-
Противометастатические свойства алкалоидов аконита байкальского
Т а б л и ц а
Влияние алкалоидов Aconitum baicalense на метастазирование карциномы легкого Льюис у мышей-самцов
линии 57BL6 (X + m)
Препарат Масса опухоли, г Торможение роста опухоли, % Частота метастазирования, % Среднее число метастазов, шт. Торможение роста метастазов, % ИИМ, ВСП,
Контроль(п=10) 4,2±0,5 0 100 27,4±5,5 0 0 30
Настойка травы аконита байкальского (п=6) 3,3±0,4 21,4* 100 15,8±2,3* 42,3 42,3 0*
Напеллин (п=8) 3,2±0,8 23,8* 100 14,3±3,2* 47,8 47,8 0*
Зонгорин (п=7) 5,2±0,5 0 100 14,6±2,4* 46,7 46,7 0*
Мезаконитин (п=8) 4,2±0,6 0 100 21,5±3,9 21,5 21,5 25
Гипаконитин (п=8) 3,9±0,6 7,1 100 22,0±4,1 19,7 19,7 13
N-оксинапеллин (п=8) 4,5±0,6 0 100 19,4±2,5 29,2 29,2 13
Примечание : * - различия статистически достоверны при р<0,05 в сравнении с контролем; ИИМ - индекс ингибирования метастазирования; ВСП - высокая степень поражения легких.
кого Льюис растительными средствами. Достоверное уменьшение массы первичного опухолевого узла в 1,3 раза, в сравнении с контролем, вызывали настойка травы аконита байкальского и алкалоид напеллин.
Умеренное торможение роста перевиваемых опухолей и существенное ингибирующее влияние на метастатический процесс алкалоидов аконита мы не связываем с их прямым цитотоксическим действием. Как известно, нейрогуморальные нарушения играют существенную роль в развитии состояния иммунодепрессии при злокачественном процессе [3]. Предполагается, что метастазирование рака легкого развивается на фоне значительного угнетения Т-сис-темы иммунитета [4], тогда как препараты аконита джунгарского, в состав которого входит алкалоид зонгорин, оказывают стимулирующее влияние как на Т-, так и на В-систему иммунного ответа [11]. Поэтому существенный антиметастатический эффект алкалоидов и настойки аконита байкальского, возможно, связан с их иммуностимулирующим действием.
Считается, что опухолевая ткань избирательно накапливает ионы натрия и калия, причем в большей степени именно натрия. Так, содержание ионов натрия в опухолевой клетке в 2-4 раза превосходит таковое в здоровых тканях [10]. Под действием алкалоидов аконита наступает стойкая блокада натриевой помпы мембран клеток опухоли. Липидные образования, входящие в состав рецепторного поля канала, имеющие извращенный в результате бласттрансформации молекулярный состав, характеризуются более высо-
ким сродством к молекулам аконитинов, чем в нормальных тканях. При этом происходит полное и необратимое подавление натриевого тока внутрь клетки, вследствие чего возникают выраженные нарушения электролитного гомеостаза как раковой клетки в отдельности, так и опухолевого узла в целом и тем самым обеспечивается противоопухолевый эффект. Таким образом, алкалоиды аконита, с одной стороны, нарушая электролитный гомеостаз опухолевой клетки, снижают ее защитные реакции, а с другой, являясь иммуномодуляторами, способствуют возрастанию усиления ответа против чужеродной ткани [1].
Нельзя не отметить еще один аспект противоме-тастатического действия алкалоидов. Согласно теории канцерогенеза, предложенной японским профессором Какудзо Ниши [5], основная роль в возникновении и прогрессировании рака принадлежит нарушениям процессов тканевого дыхания и увеличению концентрации СО. Исследования по изучению эффектов различных алкалоидов борца показывают, что алкалоиды аконитовой и гетеротизиновой групп обладают свойством усиливать кровоток в капиллярном русле. Такой эффект приводит к улучшению снабжения тканей кислородом, что, в свою очередь, стимулирует аэробный тип тканевого дыхания и тем самым снижает образование и накопление СО в процессе метаболизма.
Таким образом, в эксперименте на животных выявлен противометастатический эффект напеллина и зонгорина, сопоставимый с аналогичным действием настойки аконита байкальского. Это дает основа-
ние предполагать, что, вероятно, эти алкалоиды вносят свой вклад в противометастатическое действие как комплексного растительного средства - настойки аконита, так и суммы алкалоидов, выделенных из надземной части аконита байкальского. Умеренное торможение первичного опухолевого узла выявлено у алкалоида напеллина, подобного по своему действию настойке аконита.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алефирое А.Н. Борец за жизнь. СПб.: ИД “Весь”, 2002. 192 с.
2. Архипое С.А., Юнкер В.М. Изменение интенсивности метастазирования в легкие перевиваемых опухолей мышей в зависимости от величины перевивочной дозы опухолевых клеток // Исследование по индукции и метастазированию опухолей у экспериментальных животных. Новосибирск, 1984. С. 14-32.
3. Балицкий К.П., Векслер И.Г., Винницкий В.Б. и др. Нервная система и противоопухолевая защита. Киев: Наукова Думка, 1983. 258 с.
4. Вагнер В.П., Чиреино Е.Д., Тютюноеа А.М. и др. Им-муногормональные показатели в прогнозировании метастазирования рака легкого // Метастазирование злокачественных опухолей: новые подходы. Киев, 1987. С. 19.
5. Волосенко М.И. Традиционные методы предупреждения и лечения рака. М.: Аквариум, 1994. 230 с.
6. Гублер Е.В. Вычислительные методы анализа и распознавания патологических процессов. М.: Медицина, 1978. 293 с.
7. Жапоеа Ц., Модоноеа Л.Д., Семеное А.А. Алкалоидо-носность Aconitum czekanovskyi // Химия природн. соедин. 1986. № 3. С. 382.
8. Жапоеа Ц., Модоноеа Л.Д., Семеное А.А. Мезакони-тин и гипаконитин из Aconitum czekanovskyi Steinb. // Химия природн. соедин. 1985. № 5. С. 717-718.
9. Жапоеа Ц., Семеное А.А. 12-эпинапеллин и его N-окись из Aconitum baicalense // Химия природн. соедин. 1999. № 6. С. 888-892.
10. Пашинский В.Г. Водно-солевой обмен и рак. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1981. 256 с.
11. Пигарееский П.В., Мохнач И.В. Иммуноморфологи-ческие изменения в лимфоидной ткани мышей под влиянием аконита джунгарского, левомизола, нуклеината натрия // Докл. АН СССР 1983. Т. 268, № 3. С. 754-755.
12. Поеетьееа Т.Н. Механизмы адаптогенного действия лекарственных растений Сибири: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Томск, 2002. 41 с.
13. Поеетьееа Т.Н., Гайдамоеич Н.Н., Пашинский В.Г. и др. Противометастатические свойства вытяжек аконита северного (Aconitum septentrionale L.) // Сибирский онкологический журнал. 2004. № 1. С. 9-11.
14. Поеетьееа Т.Н., Пашинский В.Г., Семеное А.А. и др. Исследование противоопухолевых и антиметастатических свойств растительных средств из аконита байкальского // Сибирский онкологический журн. 2002. № 4. С. 138-141.
15. Растительные ресурсы СССР: Цветковые растения, их химический состав Magnoliaceae. Л.: Наука, 1984. 460 с.
16. Софьина З.П., Сыркин А.Б., Голдин А., Кляйн А. Экспериментальная оценка противоопухолевых препаратов в СССР и США. М.: Медицина, 1979. 296 с.
17. Heilman K. Antimetastatik drugs: from laboratory to clinic // Clin. and Exp. metastas. 1984. Vol. 2. P. 1-4.
18. Pelletier S.W., Mody N.V Developments in the chemistry of Diterpenoid alkaloids // J. Nat. Prod. 1980. Vol. 43, № 1. P. 41-71.
19. Sergent N.S.F., Price I.E., Tarin D. Effect of enzymic removal of cell surface constituents on metastatic colonisation potential of mouse mammara tumor cells // The British J. of Cancer. 1983. Vol. 48, № 4. P. 569-577.
Поступила 12.10.05
