CC BY
113
УДК 615. 32 : 616 - 092. 18 : 574 Н.В. Симонова, В.А. Доровских, М.А. Штарберг
ВЛИЯНИЕ АДАПТОГЕНОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ БИОМЕМБРАН В УСЛОВИЯХ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ
Амурская государственная медицинская академия, 675000, ул. Горького, 95, тел.: 8-(4116)-52-68-28, e-mail: [email protected], г. Благовещенск
Решение проблемы приспособления человека и животных к неадекватным условиям окружающей среды возможно только на основе глубокого понимания механизмов резистентности к неблагоприятным экологическим факторам и, в частности, факторов, обеспечивающих повышение устойчивости липидов мембран к повреждающему действию кислородных радикалов [1, 15]. В настоящее время исследование эффектов воздействия ультрафиолетового излучения для здоровья человека является своевременным ввиду последствий возросших уровней УФ-облученности на поверхности земли из-за истощения озона в стратосфере [7]. УФ-лучи подвергают модификации клеточные мембраны, изменяя проницаемость мембран и мембранных транспортных систем, приводят к напряжению системы антиоксидантной защиты организма и могут вызвать оксидативный стресс, проявляющийся на молекулярном, клеточном и организмен-ном уровне и являющийся патогенетическим моментом в развитии многих заболеваний — воспалительных, брон-холегочных, сердечно-сосудистых и др. [4, 6]. Известно, что лекарственные препараты группы адаптогенов, повышая сопротивляемость организма к широкому кругу неблагоприятных факторов внешней и внутренней среды и обладая антиоксидантным действием, способствуют стабилизации процессов перекисного окисления липидов биомембран в условиях длительной холодовой нагрузки [3], введения четыреххлористого углерода [3, 10] и т.д. Вместе с тем, возможность применения фитопрепаратов в качестве стресс-корректоров прооксидантного воздействия ультрафиолетовой радиации представляет несомненный интерес, что и послужило основанием для проведения настоящих исследований.
Цель исследования — изучение влияния адаптогенов растительного происхождения на интенсивность процессов перекисного окисления липидов биомембран в условиях ультрафиолетового облучения и устойчивость животных к физической нагрузке.
Материалы и методы
Эксперимент осуществляли на 60 белых крысах-самцах массой 150-220 г в течение 28 дн. Ультрафиолетовое облучение проводили ежедневно в условиях ультрафиолетовой установки [2], представляющей собой стеклянную камеру с поднимающейся крышкой, в которую встроены ультрафиолетовая горелка типа ДРТ-240-1, вентилятор для подачи воздуха и секундомер. Животные были разделены на 6 групп по 10 животных в каждой группе: 1 группа — интактная, животные данной группы содержались в стандартных условиях вивария; 2 группа — контрольная,
Резюме
Ультрафиолетовое облучение теплокровного организма приводит к активации процессов перекисного окисления липидов биомембран, что является одним из ключевых моментов в возникновении ряда предпатологических состояний и заболеваний. Исследована возможность коррекции свободнорадикального окисления липидов мембран в условиях ультрафиолетового облучения введением фитопрепаратов—экстрактов элеутерококка, родиолы розовой, корня солодки и сока подорожника. Показано, что введение экстракта солодки и сока подорожника, в большей степени, и экстрактов элеутерококка и родиолы, в меньшей, препятствует накоплению продуктов перекисного окисления липидов (гидроперекисей липидов, диеновых конъюгатов, малонового диальдегида) в крови и печени облучаемых животных и повышает устойчивость крыс к физической нагрузке.
Ключевые слова: ультрафиолетовое облучение (УФО), перекисное окисление липидов (ПОЛ), гидроперекиси липидов (ГП), диеновые конъюгаты (ДК), малоновый диаль-дегид (МДА), экстракты элеутерококка, родиолы розовой, корня солодки, сок подорожника, устойчивость животных к физической нагрузке.
N.V. Simonova, V.A. Dorovskikh, M.A. Shtarberg
THE INFLUENCE OF VEGETAL ADAPTOGENS ON THE INTENSITY OF LIPID PEROXIDATION PROCESSES OF BIOMEMBRANES DURING ULTRAVIOLET IRRADIATION
Amur State Medical Academy, Blagoveshchensk Summary
Ultraviolet irradiation of the warm-blooded organism leads to the activation of lipid peroxidation processes of biomembranes that is one of the key moments of the occurrence of prepathologic conditions. The possibility of correction of free radical oxidation of lipids of membranes during ultraviolet irradiation by introducing phytopreparations: eleutherococcus extract, pink radiola, liquorice extract and plantain juice was investigated. It was shown that the introduction of liquorices extract and plantain juice to a great extent and eleutherococ-cus extract and radiola to the less extent ,inhibits accumulation of lipid peroxidation products (hydroperoxide of lipids, diene conjugates, malonic dialdehyde) in the blood of irradiated animals and improves the rats' stability to the physical load.
Key words: ultraviolet irradiation, lipid peroxidation, hydroperoxide of lipids, dien conjugates, malonic dialdehyde, eleutherococcus extract, pink radiola extract, liquorice extract, plantain juice, animal stability to the physical load.
Таблица 1
Таблица 2
Содержание продуктов ПОЛ в плазме крови крыс, подвергнутых ультрафиолетовому облучению на фоне введения экстрактов элеутерококка, родиолы розовой, солодки и сока подорожника (нмоль/мл)
Содержание продуктов ПОЛ в печени крыс, подвергнутых ультрафиолетовому облучению на фоне введения экстрактов элеутерококка, родиолы розовой, корня солодки и сока подорожника (нмоль/г)
Группы животных Гидроперекиси липидов Диеновые конъюгаты Малоновый диальдегид
Интактные 24,6±1,5 28,5±2,2 4,6±0,2
УФО - контроль 33,82±1,8* 40,77±2,8* 5,5±0,25*
УФО+экстракт элеутерококка 35,8±3,1 38,6±3,1 5,6±0,46
УФО + экстракт родиолы розовой 28,5±2,5 34,8±3,7 5,0±0,5
УФО + экстракт солодки 22,3±2,8** 29,1±3,0** 4,59±0,19**
УФО + сок подорожника 27,0±1,6** 30,5±2,2** 4,35±0,18**
Группы животных Гидроперекиси липидов Диеновые конъюгаты Малоновый диальдегид
Интактные 82,9±6,0 138,6±10,8 8,5±1,1
УФО - контроль 118,0±7,2* 200,9±12,5* 13,8±1,5*
УФО + экстракт элеутерококка 124,5±8,5 184,5±13,0 13,5±2,0
УФО + экстракт родиолы розовой 110,2±8,4 172,8±12,0 11,2±2,1
УФО + экстракт солодки 80,6±6,5** 107,7±9,1** 8,4±1,2**
УФО + сок подорожника 89,9±6,8** 128,6±10,4** 9,1±0,8**
Примечания. * — достоверность различий между интактными животными; ** — достоверность различий между контрольными животными (р<0,05).
Примечания. * — достоверность различий между интактными животными; ** — достоверность различий между контрольными животными (р<0,05).
животные подвергались воздействию ультрафиолетовых лучей в течение 3 мин ежедневно; 3, 4, 5, 6 группы — подопытные, животным перед облучением (время экспозиции — 3 мин) ежедневно перорально вводили экстракт элеутерококка (1 мл/кг), экстракт родиолы розовой (1 мл/кг), экстракт солодки (1 мл/кг), сок подорожника (2,5 мл/кг). Устойчивость к физической нагрузке определяли по длительности плавания крыс в воде на 7; 14; 21 и 28 сут от начала эксперимента. Забой путем декапитации проводили на 29 сут. Интенсивность процессов перекис-ного окисления липидов оценивали, исследуя содержание гидроперекисей липидов [9], диеновых конъюгатов [12], малонового диальдегида [13] в плазме крови и ткани печени животных. Статистическую обработку результатов проводили с использованием критерия Уилкоксона-Ман-на-Уитни.
Результаты и обсуждение
Результаты исследования показали, что ежедневное ультрафиолетовое облучение в течение 3 мин способствует снижению устойчивости крыс к физической нагрузке и повышению содержания продуктов перокси-дации в крови и печени экспериментальных животных: гидроперекисей липидов — на 39,4 и 30% соответственно, диеновых конъюгатов — на 26,4 и 31,1%, малонового диальдегида — на 23,7 и 38,5% (р<0,05).
Анализируя влияние адаптогенов на интенсивность процессов перекисного окисления липидов биомембран в условиях облучения (табл. 1), были выявлены определенные закономерности — во всех подопытных группах наблюдалась тенденция к снижению первичных и вторичных продуктов ПОЛ в крови облучаемых крыс по отношению к контрольной группе, за исключением группы животных, получавших элеутерококк: на фоне введения фитопрепаратов уровень гидроперекисей липидов был в среднем ниже на 15,8-34,1%, диеновых конъюгатов — на 14,7-28,7%, МДА — на 10-21%, причем оценивая достоверность и выраженность полученных результатов, было констатировано, что применение экстракта корня солодки и сока подорожника в условиях УФО в большей степени препятствует накоплению продуктов пероксидации.
Аналогичная тенденция была выявлена при анализе данных, отражающих содержание продуктов пе-роксидации в печени подопытных животных (табл. 2): введение экстракта корня солодки и сока подорожника на фоне УФО способствовало достоверному снижению уровня первичных (в среднем на 23,9-46,4%) и вторичных (на 40 и 34,1% соответственно) продуктов ПОЛ, использование в эксперименте экстракта родиолы розовой препятствовало накоплению продуктов пероксидации относительно контроля, однако различия были недостоверны.
Таким образом, результаты эксперимента свидетельствовали о снижении интенсивности свободнорадикаль-ного окисления липидов биомембран на фоне введения фитопрепаратов, что связано с наличием комплекса БАВ, входящих в состав исследуемых растений, в частности, солодки, родиолы розовой, элеутерококка, среди которых — полисахариды, флавоноиды, дубильные вещества и др. [5]. Содержащиеся в растениях флаво-ноиды препятствуют избыточной генерации свободных радикалов, уменьшают их концентрацию в мембранах, защищая молекулы от переокисления, проявляют гепатопротекторное, иммунорегуляторное действие; дубильные вещества, проявляя мембраностабилизиру-ющий эффект, восстанавливают процессы репарации и улучшают работу антиоксидантных систем. Кроме того, в солодке содержатся каротиноиды, которые, встраиваясь в мембранные фосфолипидно-белковые структуры, проявляют антиоксидантную активность. В свою очередь, антиокислительные свойства сока подорожника связаны с присутствием в составе растения инвертина, танинов, аскорбиновой и лимонной кислот [8], активирующих антиоксидантую систему организма и репара-тивные процессы, причем сочетание полисахаридов с ферментами и витаминами способствует повышению неспецифической резистентности организма к воздействию неблагоприятных факторов, что нашло свое подтверждение в исследовании физической выносливости облучаемых крыс на фоне коррекции.
Введение сока подорожника экспериментальным животным в условиях УФО (рис. 1) способствовало достовер-
во
§ 40 -п
20
7дн. 14дн. 21 дн 2Эдн.
—• -Интактные .—ф—уфо - -уфо + подорожник
Рис. 1. Продолжительность плавания крыс в условиях УФО и на фоне введения сока подорожника (мин)
ному увеличению длительности плавания крыс в сравнении с животными контрольной группы: на 7 дн. эксперимента продолжительность плавания животных была выше аналогичного показателя в группе контрольных (облучаемых) крыс на 27,5% и выше, чем в группе интактных животных, на 7%, на 14 дн. — на 25%, на 21 дн. — на 24,3%, на 28 дн. — на 28% (р<0,05). В свою очередь, введение экстракта корня солодки на фоне УФО (рис. 2) способствовало достоверному повышению средней продолжительности плавания крыс на 7 дн. эксперимента — на 24,1% по сравнению с контролем, на 14 дн. — на 13,2%; на 21 дн. — на 27,6%; на 28 дн. — на 38% (р<0,05).
Таким образом, физическая выносливость животных на фоне введения препарата солодки в условиях УФО увеличивается в динамике, что можно интерпретировать, во-первых, химической идентичностью солодки и кортикостероидных гормонов благодаря наличию гли-цирризина [14], при гидролизе которого образуется гли-цирризиновая кислота, которая, подвергаясь в организме метаболическим преобразованиям, оказывает кортикос-тероидоподобное действие. Поскольку глюкокортико-идные гормоны, включая и кортикостерон, имеющийся в коре надпочечников у крыс, обладают способностью «нормализовывать» углеводный и белковый обмен в зависимости от характера отклонений, повышать устойчивость теплокровного организма к воздействию стрессовых факторов, к моменту активации свободнорадикального окисления липидов биомембран в условиях стрессового воздействия ультрафиолетового облучения, способность стабилизировать эти процессы на определенном уровне, по-видимому, и лежит в основе адаптивного влияния солодки как кортикостероидного растительного гормона, обладающего глюкокортикоидными свойствами. Во-вторых, учитывая, что солодка обладает свойством стимулировать кору надпочечников [11] и, в частности, клетки пучкового слоя, продуцирующего у крыс кортикостерон, она влияет на синтез эндогенных антиокислителей и их активность. С увеличением уровня эндогенных антиокислителей в крови и печени связано и стресс-протективное действие сока подорожника [8], основанное на усилении энергетических процессов в организме, что способствует высокой адаптивной устойчивости к различным стрессовым состояниям при использовании препарата.
В целом, экспериментально была подтверждена возможность применения фитопрепаратов в качестве стресс-корректоров прооксидантного воздействия УФО.
—•—Интаетные —♦--УФО —*—УФО+солодка
Рис. 2. Продолжительность плавания крыс в условиях УФО и на фоне введения экстракта корня солодки (мин)
Выводы
1. Экспериментально подтвержден антиоксидантный эффект экстракта корня солодки, более выраженный, чем у экстрактов родиолы розовой и элеутерококка, и основанный на снижении содержания продуктов пероксида-ции в крови и печени животных в условиях индукции ПОЛ ультрафиолетовым облучением.
2. Установлена возможность снижения интенсивности перекисного окисления липидов биомембран в условиях УФО введением сока подорожника, что находит отражение в уменьшении уровня продуктов радикального характера в крови и печени животных.
3. Ультрафиолетовое облучение способствует снижению устойчивости крыс к физической нагрузке. Использование экстракта корня солодки и сока подорожника в эксперименте нормализует физическую выносливость животных на фоне облучения УФЛ.
Литература
1. Владимиров Ю.А. Биологические мембраны и не-запрограммированная гибель клетки // Соросовский образовательный журнал. - 2000. - Т. 6, №9 (58). - С. 2-9.
2. Доровских В.А., Симонова Н.В. Способ и устройство для экспериментального моделирования активации процессов перекисного окисления липидов биологических мембран // Патент России № 2348079, 2007. Бюл. №38.
3. Доровских В.А., Красавина Н.П., Симонова Н.В. и др. Адаптогены и холодовой стресс: вчера, сегодня, завтра... - Благовещенск: ДальГАУ, 2006. - 214 с.
4. Меньшикова Е.Б., Зенков Н.К. Окислительный стресс (диагностика, терапия, профилактика). - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1993. - 181 с.
5. Пастушенков Л.В., Лесиовская Е.Е. Растения-анти-гипоксанты (фитотерапия). - СПб., 1991. - 96 с.
6. Подколзин А. А., Мегреладзе А. Г., Донцов В. И. и др. Система антиоксидантной защиты организма и старение // Профилактика старения. - 2000. - №3. - С. 18-36.
7. Потапенко А.Я. Действие света на человека и животных // Соросовский образовательный журнал. - 1996.
- № 10. - С. 13-21.
8. Разина Т.Г. Фитопрепараты и биологически активные вещества лекарственных растений в комплексной терапии злокачественных новообразований (экспериментальное исследование): автореф. дис. ... д-ра биол. наук.
- Томск, 2006. - 48 с.
9. Романова Л.А., Стальная И.Д. Метод определения гидроперекисей липидов с помощью тиоционата аммония // Современные методы в биохимии. - 1977. - С. 64-66.
10. Симонова Н.В. Эффективность элеутерококка на фоне ультрафиолетового облучения при адаптации организма к холоду: автореф. дис. ... канд. мед. наук. - Владивосток, 2004. - 25 с.
11. Соколов С.Я. Фитотерапия и фитофармакология: рук-во для врачей. - М.: Мед. информ. агентство, 2000. - 976 с.
12. Стальная И. Д. Метод определения диеновой конъюгации ненасыщенных высших жирных кислот // Современные методы в биохимии. - 1977. - С. 63-64.
13. Стальная И.Д., Горишвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуро-вой кислоты // Современные методы в биохимии. - 1977. - С. 66-68.
14. Федоров Ф.Н., Фурса Н.С., Митина Л.В. Сравнительная эффективность фармакопейных фитопрепара-тов-адаптогенов // Практ. фитотерапия. - 1998. - №1. - С.
7-11.
15. Cheeseman К.Н. Mechanisms and effects of lipid peroxidation // Mol. Aspects. Med. - 1993. - Vol. 14, № 3. - P. 191-197.
Координаты для связи с авторами: Симонова Наталья Владимировна — канд. мед. наук, ассистент кафедры фармакологии АГМА, e-mail: [email protected], тел.:
8-(4162)-44-52-10; Доровских Владимир Анатольевич — доктор мед.наук, профессор, засл. деятель науки РФ, зав. кафедрой фармакологии АГМА, тел.: 8-(4162)-52-25-52; Штарберг Михаил Анатольевич — канд. мед. наук, ст. науч. сотр. ЦНИЛ АГМА.
□□□
