Стресспротективное действие производных пиримидина при физической и эмоциональной нагрузках Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 615.015.4.: 547.854.4 © Коллектив авторов, 2016

И.В. Петрова, В.А. Катаев, С.А. Мещерякова, Д.А. Мунасипова, К.С. Мочалов, Ю.Л. Баймурзина, Р.Р. Фархутдинов СТРЕССПРОТЕКТИВНОЕ ДЕЙСТВИЕ ПРОИЗВОДНЫХ ПИРИМИДИНА ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ И ЭМОЦИОНАЛЬНОЙ НАГРУЗКАХ

ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Уфа

Исследовано влияние новых производных пиримидина (ПП) на оксидативный и психоэмоциональный стрессы у лабораторных крыс. Для создания психоэмоционального напряжения и оксидативного стресса животных подвергали плавательной нагрузке. О развитии стресса судили по изменению массы надпочечников и количества лейкоцитов в периферической крови. Уровень оксидативного стресса оценивали по процессам перекисного окисления липидов (ПОЛ) в гомогенатах печени и мозга крыс методом регистрации хемилюминесценции (ХЛ) и по содержанию малонового диальдегида (МДА). Состояние психоэмоционального стресса определяли по поведенческим реакциям лабораторных животных в тесте «открытое поле». Результаты исследования показали, что физическая нагрузка (ФН) вызывает развитие стрессорных реакций. Увеличивается масса надпочечников и растет общее количество лейкоцитов в крови. Развивается оксидативный стресс - запускаются реакции ПОЛ в гомогенатах мозга и печени крыс. Введение животным ПП сохраняет массу надпочечников и уровень лейкоцитов, снижает интенсивность ХЛ и МДА в гомогенатах печени и мозга, что свидетельствует о замедлении ПОЛ.

Ключевые слова: окислительный стресс, производные пиримидина, тиетаны, поведение, хемилюминесценция.

I.V. Petrova, V.A. Kataev, S.A. Mestaheryakova, D.A. Munasipova, K.S. Mochalov, Yu.L. Baimurzina, R.R. Farkhutdinov STRESS-PROTECTIVE EFFECT OF PYRIMIDINE DERIVATIVES UNDER PHYSICAL AND EMOTIONAL STRESS

The effects of new pyrimidine derivatives on oxidative and psycho-emotional stress in laboratory rats are studied. The animals underwent swimming load to create emotional and oxidative stress. Adrenal weight and the number of peripheral blood leukocytes were measured to determine stress progress. The level of oxidative stress was evaluated by lipid peroxidation in the liver and brain homogenates of rats by recording chemiluminescence and content of malondialdehyde. Emotional stress was determined by the behavioral reactions of animals in the open field test. The results showed that exercise causes oxidative stress. Lipid peroxidation was amplified in the brain homogenates and liver of experimental animals. Pyrimidine derivatives reduced the intensity of chemilumi-nescence and malondialdehyde in the brain and liver homogenates witnessing lipid peroxidation decrease.

Key words: oxidative stress, pyrimidine derivatives, thiethanes, behavior, chemiluminescence.

В последние десятилетия производные пиримидина привлекают всеобщее внимание исследователей не только как объекты химического изучения, но и как перспективные субстанции для получения лекарственных препаратов, содержащих биологически активные вещества. Исследования, проведенные в Центральной научно-исследовательской лаборатории БГМУ, показали, что в ряду производных пиримидина (ПП), содержащих тие-тановый цикл, есть соединения, обладающие высокой антиоксидантной активностью in vitro [1], которые являются перспективными соединениями для восстановления свободно-радикального баланса in vivo [2]. Это делает актуальным изучение биологических свойств новых антиоксидантов из ряда пиримидина.

Цель исследования - изучение влияние производных пиримидина на оксидативный и психоэмоциональный стрессы в эксперименте на животных.

Материал и методы

Исследования проводили на 80 половозрелых нелинейныхых крысах-самцах массой 200-220г, которых содержали в виварии в стандартных условиях со свободным доступом к воде и корму ad libitum по 10 особей в клетке

при естественном световом режиме в соответствии с правилами лабораторной практики (Приказ Минздравсоцразвития России № 708Н от 23.08.2010 «Об утверждении правил лабораторной практики»). В ходе эксперимента животные были разделены на 8 групп по 10 крыс: первая группа - контроль (интактная), вторая -ежедневно получала препарат под шифром I (5-гидрокси-6-метилурацил), третья - под шифром IX (5-гидрокси-6-метил-1-(тиетанил-3)урацил), четвертая - под шифром X (6-метил-5 -морфолинометил-1 -(тиетанил-З)урацил), пятая подвергалась ежедневной физической нагрузке (ФН), шестая получала препарат под шифром I и ФН, седьмая - препарат под шифром IX и ФН, восьмая - препарат под шифром X и ФН. Производные пиримидина [4] вводили внут-рижелудочно в дозе 50 мг/кг в виде суспензии на 2% крахмальной слизи в течение 24 дней.

Животных опытных групп подвергали плавательной физической нагрузке (ФН) по методике Рыловой М.Л. и Вш^т R. [5,9]. Поведенческие реакции всех групп животных изучали в тесте «открытое поле» [5]. Исследовали главную мотивацию поведения животных на неизвестную обстановку. В рамках этой модели учитывали большое количество

элементов поведения (паттернов) с привлечением вероятностной оценки переходов из одного паттерна в другой.

Животных выводили из эксперимента путем декапитации под эфирным наркозом с соблюдением правил эвтаназии согласно Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным и правилам проведения работ с экспериментальными животными и методическими рекомендациями по их выведению из эксперимента и эвтаназии [3].

После декапитации у опытных животных собирали кровь, извлекали надпочечники, печень и головной мозг. В качестве индикатора стресса оценивали изменения массы надпочечников и количества лейкоцитов в крови. Определение массы надпочечников проводили взвешиванием, количество лейкоцитов подсчитывали общепринятым способом в камере с сеткой Горяева [6].

Для оценки измерения генерации активных форм кислорода в крови изучалась спонтанная и индуцированная зимозаном люминол-зависимая хемилюминесценции (ХЛ) [8]. Готовили гомогенаты головного мозга и печени крыс, оценивали в них состояние процессов перекисного окисления липидов методом регистрации железоиндуцированной ХЛ [8] и по содержанию малонового диальдегида (МДА) (набор реактивов для определения ТБК-активных продуктов «АБК-Агат»). Общую ан-тиоксидантную активность определяли независимым спектрофотометрическим методом (набор реактивов «Total Antioxidant Status», Randox). Отдельно изучали морфологический

состав крови, фагоцитарную активность и функциональный резерв фагоцитов [7]. Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программ Statistica v.10 (StatSoft), критерия Стьюдента и непараметрического критерия Манна-Уитни. Достоверными считали различия при р<0,05. Результаты и обсуждение Изменение массы надпочечников является одним из показателей развития стрессор-ных реакций на фоне ФН. Результаты нашего исследования показали увеличение массы надпочечников при ФН и рост общего количества лейкоцитов крови лабораторных животных (табл. 1).

Таблица 1

Масса надпочечников и общее количество лейкоцитов крови лабораторных животных на фоне ФН и под влиянием ПП

Группа Масса надпочечников, г Количество лейкоцитов, х109/л

Контроль 0,034±0,007 4,152±1,706

ФН 0,075±0,009* 6,631±1,557*

ФН+I 0,056±0,006 3,297±1,315

ФН+IX 0,053±0,012 4,075±1,209

ФН+X 0,038±0,012 2,76±1,075

* Различия, достоверные с контрольной группой животных (при р< 0,05).

При введении ПП масса надпочечников сохранялась на уровне, близком к контролю, а количество лейкоцитов крови у лабораторных животных соответствовало таковым значениям интактных животных.

Влияние исследуемых соединений на ХЛ гомогенатов печени и мозга, уровень ТБК-активных продуктов в тканях представлены в табл. 2.

Таблица 2

Влияние исследуемых соединений на показатели хемилюминесценции и содержание ТБК-активных продуктов в гомогенатах печени и мозга

Группа ХЛ гомогената печени ХЛ гомогената мозга ТБК-активные продукты в печени, мкмоль/л ТБК-активные продукты в мозге, мкмоль/л

S (у.е.) I max (у.е.) S (у.е.) I max (у.е.)

Контроль 12,640±2,627 6,300±1,448 15,360±5,560 6,710±1,315 0,408±0,060 0,346±0,023

ФН 15,730±3,256* 10,460±3,29* 47,170±3,741* 19,330±0,089* 0,486±0,095* 0,554±0,141*

ФН +I 9,330±0,577 4,560±1,145 12,740±2,086 4,760±0,572 0,372±0,041 0,278±0,039

ФН +IX 8,130±2,558 6,200±1,473 30,670±1,050* 10,430±2,154* 0,350±0,041 0,304±0,042

ФН +X 24,860±2,975* 7,630±0,379 5,870±0,551* 5,230±0,306 0,312±0,055 0,292±0,061

* Различия, достоверные по сравнению с контрольной группой животных (при р< 0,05).

Как видно из табл. 2, в гомогенатах печени лабораторных животных, подвергнутых ФН, наблюдалось увеличение светосуммы ХЛ по сравнению с интактными животными. Введение в течение 24 дней исследуемых соединений препятствовало развитию реакций ПОЛ. Снижение светосуммы и максимальной светимости хемилюминесценции свидетельствует о том, что ПП обладают протективной способностью относительно образования пе-рекисных липидных радикалов в тканях мозга и печени.

Уровень концентрации ТБК-активных продуктов (МДА) в гомогенатах печени и мозга животных, подвергнутых ФН, также увеличивался. Введение ПП под шифром I, IX и X способствовало сохранению этого показателя на уровне контроля.

Исследование поведенческих реакций у лабораторных животных, подвергнутых ФН, выявило нарушение в их структуре: снижался коэффициент подвижности, уменьшалась общая ориентировочно-исследовательская активность, однако эмоциональная тревожность увеличива-

лась. Применение 1111 предохраняло животных от торможения поведенческих реакций, вызванных ФН. Под воздействием 1111 ориентиро-

вочно-исследовательская деятельность животных возрастала в сравнении с группой животных, подвергнутых ФН (см. рисунок).

Коэффициент подвижности О&щая ориентировочно- Эмоциональная тревожность исследовательская активность

Рис. Изменение поведенческих реакций у лабораторных животных при физической нагрузке (ФН) под влиянием производных пиримидина (ПП) * Различия, достоверные по сравнению с контрольной группой животных (при р< 0,05).

Как видно из рисунка, после введения исследуемых соединений коэффициент подвижности сохранял значения контрольной группы, общая ориентировочно-исследовательская активность возрастала, а эмоциональная тревожность угасала. Таким образом, выявленное стресспротективное действие производных пиримидина при физической и эмоциональной нагрузках позволяет рекомендовать данные субстанции для дальнейших клинических исследований.

Выводы

1. Физическая нагрузка у крыс вызывала психоэмоциональный стресс, увеличение массы надпочечников и общего количества лейкоцитов крови. Анализ поведенческих реакций показал, что при ФН снижались коэффициент подвижности и ориентировочная актив-

ность, повышалась эмоциональная тревожность. У экспериментальных животных, подвергнутых ФН, увеличивались интенсивность ХЛ и содержание МДА в гомогенатах мозга и печени.

2. Под влиянием таких ПП, как 5-гидрокси-6-метилурацил (I) и 6-метил-5-морфолино-метил-1 -(тиетанил-З)урацил (X), уровень свободнорадикальных процессов в тканях мозга, печени, плазме крови снижался и увеличивались значения интегральных параметров ХЛ крови, что свидетельствует о повышении резервных возможностей фагоцитов.

3. Введение животным ПП вызывало увеличение ориентировочно-исследовательской деятельности и снижение эмоциональной тревожности. Наибольшее влияние оказывал 6-метил-5 -морфолинометил-1 -(тиетанил-3) урацил (X).

Сведения об авторах статьи:

Петрова Ирина Владимировна - аспирант кафедры послевузовского и дополнительного профессионального фармацевтического образования ИДПО, м.н.с. ЦНИЛ ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: 8 (347)273-61-45. E-mail: [email protected].

Катаев Валерий Алексеевич - д.фарм.н., профессор, зав. кафедрой послевузовского и дополнительного профессионального фармацевтического образования ИДПО ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected]

Мещерякова Светлана Алексеевна - д.фарм.н., доцент, зав. кафедрой общей химии ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected].

Мунасипова Диана Айдаровна - к.х.н., доцент кафедры общей химии ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected].

Мочалов Константин Сергеевич - к.б.н., и.о. зав. ЦНИЛ ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: с[email protected].

Баймурзина Юлия Львовна - к.б.н., научный сотрудник ЦНИЛ ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected].

Фархутдинов Рафагат Равильевич - д.м.н., профессор, ведущий научный сотрудник ЦНИЛ ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected].

ЛИТЕРАТУРА

1. Антиоксидантные свойства производных пиримидина / И.В. Петрова [и др.] // Медицинский вестник Башкортостана. - 2013. -Т. 8, № 4. - С. 64-67.

2. Биологические свойства новых производных урацила / И.В. Петрова [и др.] // Медицинский вестник Башкортостана. - 2013. -Т. 8,№>6. - С. 163-165.

3. Западнюк, И.П. Лабораторные животные, их разведение, содержание и использование в эксперименте / И.П. Западнюк, В.И. Западнюк, EA. Захария. - Киев, 1984. - 56 с.

4. Мещерякова, С. А. Синтез новых производных тиетанилпиримидина и тиетанилимидазола / С.А. Мещерякова, В.А. Катаев // Журнал органической химии. - 2013. - Т. 49. - Вып. 9. - С. 1373-1375.

5. Рылова, М.Л. Методы исследования хронического действия вредных факторов среды в эксперименте. - М.: Медицина, 1964. -230 с.

6. Медведев, В.В. Клиническая лабораторная диагностика: справочник для врачей / В.В. Медведев, Ю.З. Волчек. - СПб.: Гиппократ, 1997. - 200 с.

7. Новиков, Д.К. Методические рекомендации по экспериментальному изучению иммунотоксических свойств химических факторов окружающей среды / Д.К. Новиков, В.И. Новикова. - М., 1989. - С. 21-22.

8. Фархутдинов, Р.Р. Методики исследования хемилюминесценции биологического материала на хемилюминометре ХЛ-003. Методы оценки антиоксидантной активности биологически активных веществ лечебного и профилактического назначения: сборник докладов / Р.Р. Фархутдинов, С.И. Тевдорадзе. - М.: Изд-во РУДН, 2005. - С. 147-154.

9. Burgin, R. Repeated swim stress and peripheral benzodiazepines receptors / R. Burgin, R. Weizman, M. Gavish // Neuropsychobiology. -1996. - Vol. 33. - Р. 28-31.

УДК 577.181.5: 615.322

© И.В. Федько, Р.Р. Китапова, Л.С. Муштоватова, 2016

И.В. Федько1, Р.Р. Китапова2, Л.С. Муштоватова1 СКРИНИНГОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТИ НЕКОТОРЫХ РАСТЕНИЙ ИЗ ФЛОРЫ СИБИРИ

'ФГБОУ ВО «Сибирский государственный медицинский университет»

Минздрава России, г. Томск 2ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет»

Минздрава России, г. Уфа

Сырье растительного происхождения может служить неисчерпаемым источником биологически активных веществ, которые в свою очередь находят применение в различных областях медицины, особенно при лечение заболеваний, требующих комплексного подхода. Одним из актуальных направлений является поиск растительных средств, обладающих определенной антимикробной активностью.

Объектами нашего исследования стали растения преимущественно сибирской флоры, нашедшие применение в народной медицине в качестве антимикробных средств, в том числе для лечения туберкулеза легких. Определение антимикробного действия полученных экстрактов проводили методом последовательных серийных разведений 1:25, 1:50, 1:100, 1:200, 1:400. В качестве тест-микроорганизмов использовали 5 штаммов патогенных и условно-патогенных микроорганизмов: Staphylococcus aureus, Escherihia coli, Klebsiela pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris. Полученные результаты показывают, что часть растительных экстрактов обладает высокой антимикробной активностью, особенно выделяется экстракт багульника.

Ключевые слова: антимикробная активность, растительные экстракты, фитотерапия.

I.V. Fedko, R.R. Kitapova, L.S. Mushtovatova SCREENING STUDY OF ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF SOME PLANTS FROM THE SIBERIA FLORA

Raw materials of plant origin can serve as a virtually inexhaustible source of biologically active substances, which, in turn, find application in various fields of modern industry, especially in the treatment of diseases requiring an integrated approach. One of the important directions is the search for herbal remedies with specific antimicrobial activity.

The objects of our study became plants of Siberian flora used in folk medicine as antimicrobial remedies, including treatment of tuberculosis. Determination of antimicrobial action of the obtained extracts and extraction was carried out by the method of successive serial dilutions 1:25, 1:50, 1:100, 1:200, 1:400, as the test microorganisms used 5 strains of pathogenic and conditionally pathogenic microorganisms: Staphylococcus aureus and Escherihia coli, Klebsiela pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris. The results show that part of the plant extracts has high antimicrobial activity, particularly an extract of rosemary, and may be used as additional therapy.

Key words: аntimicrobial activity, herbal plant extracts, phytotherapy.

На сегодняшний день в качестве антимикробных препаратов широко используются антибиотики. Однако развитие устойчивости патогенных и условно-патогенных микроорганизмов к антибиотикам обуславливает поиск новых антимикробных препаратов среди средств растительного происхождения [1]. Сырье растительного происхождения может служить практически неисчерпаемым источником биологически активных веществ (БАВ), которые в свою очередь находят применение в различных областях современной промышленности [2]. Кроме того, фитопрепараты, обладая мягкостью действия и редким индицированием аллергических реакций, вызывают значительно меньше побочных эф-

фектов, [3]. Особенно это актуально при таком сложном заболевании, как туберкулез легких [4]. Это заболевание широко распространено в регионе Западная Сибирь.

Исходя из вышеизложенного, целью нашего исследования явилось изучение антимикробной активности растительных экстрактов. В качестве объектов исследования нами были взяты растения преимущественно сибирской флоры, нашедшие применение в народной медицине в качестве антимикробных средств, в том числе и для лечения такого серьезного и широко распространенного заболевания, как туберкулез легких. Данные растения огбладают разными фармакологическими действиями [5,6], что особо актуально