Оригинальное исследование УДК 615.214
http://dx.doi.org/10.35177/1994-5191-2023-2-11
ВЛИЯНИЕ ЭКСТРАКТА ASTRAGALUS PHYSODES L. НА ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ В ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ ОРГАНАХ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ДЕПРЕССИИ
Вероника Хамидуллаевна Мурталиева1, Александра Александровна Цибизова2, Андрей Вячеславович Самотруев3, Мариям Утежановна Сергалиева4К
1"4Астраханский государственный медицинский университет, Астрахань, Россия 1murtalieva90@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-0860-4952 2sasha3633@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-9994-4751 3samotruevf@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-3918-0278 4Hcharlma_astr@mail.ra, https://orcid.org/0000-0002-9630-2913
Аннотация. Настоящее исследование посвящено изучению влияния экстракта травы Астрагала вздутого (Astragalus physodes L.) на окислительно-восстановительные реакции в иммунокомпетентных органах крыс в условиях экспериментальной депрессии. Эксперименты проводили на белых нелинейных крысах-самцах (6 мес.), содержавшихся на протяжении всего эксперимента в стандартных условиях вивария. С целью формирования экспериментальной депрессии была использована модель «социального» стресса на основе сенсорного контакта. Крыс попарно размещали в клетки с прозрачной перегородкой, которая предотвращала их взаимодействие. Каждый день перегородку убирали на 10 мин., и наблюдали за межсамцовыми столкновениями. В итоге были сформированы экспериментальные группы: группа интактных самцов, находящихся в клетках по одному и получавших внутрижелудочно эквивалентный объем воды очищенной; группы животных с экспериментальной депрессией; группы крыс, которые течение 20 дней в условиях экспериментальной депрессии получали внутрижелудочно экстракт Астрагала вздутого в дозе 50 мг/кг, начиная с 21 дня эксперимента. Интенсивность окислительно-восстановительных реакций в тканях тимуса и селезенки определяли спектрофотометриче-ским методом по трем показателям: исходный уровень продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой, скорость спонтанного и индуцированного аскорбатом и ионами железа перекисного окисления липидов, а также в гомогенатах указанных органов измеряли активность антиоксидантного фермента - каталазы. Результаты и обсуждение. Установлено, что экспериментальная депрессия сопровождается увеличением процессов липо-пероксидации и снижением активности каталазы в тканях тимуса и селезенки белых крыс. Введение экстракта травы Астрагала вздутого на фоне социального стресса привело к снижению показателей перекисного окисления липидов и повышению уровня активности каталазы в тканях иммунокомпетентных органов лабораторных животных. Заключение. Таким образом, в результате проведенных исследований выявлено, что экстракт травы Astragalus physodes L. на фоне экспериментальной депрессии приводит к существенному ингибирова-нию свободно-радикальных процессов в органах иммунной системы, что подтверждается снижением процессов липопероксидации и восстановлением уровня активности каталазы в тканях селезенки и тимуса белых крыс.
Ключевые слова: стресс, «социальный» стресс, Астрагал вздутый, экстракт, перекисное окисление липидов, каталаза
Для цитирования: Влияние экстракта Astragalus physodes L. на окислительно-восстановительные реакции в иммунокомпетентных органах в условиях экспериментальной депрессии / В.Х. Мурталиева и др. // Дальневосточный медицинский журнал. - 2023. - №> 2. - С. 64-68. http://dx.doi.org/10.35177/1994-5191-2023-2-11.
EFFECT OF ASTRAGALUS PHYSODES L. EXTRACT ON REDOX REACTIONS IN IMMUNO COMPETENT ORGANS UNDER EXPERIMENTAL DEPRESSION
Veronika Kh. Murtalieva1, Aleksandra A. Tsibizova2, Andrey V. Samotruev3, Mariyam U. Sergalieva4K
1-4Astrakhan State Medical University, Astrakhan, Russia 1murtalieva90@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-0860-4952 2sasha3633@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-9994-4751 3samotruevf@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-3918-0278 4Hcharlina_astr@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-9630-2913
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ЖУРНАЛ / 2023 / № 2 fcH^É
ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА
Abstract. The present study is devoted to the study of the effect of the extract of the herb Astragalus physodes on redox reactions in immunocompetent organs of rats under experimental depression.
The experiments were carried out on white non-linear male rats (6 months), kept throughout the experiment in standard vivarium conditions. In order to form experimental depression, a model of «social» stress based on sensory contact was used. The rats were placed in pairs in cages with a transparent partition that prevented their interaction. Every day, the partition was removed for 10 minutes, and intersample collisions were observed. As a result, experimental groups were formed: a group of intact males who were in cells one at a time and received intragastrically equivalent volume of purified water; groups of animals with experimental depression; groups of rats who received intragastric extract of Astragalus physodes in a dose of 50 mg/kg for 20 days under experimental depression, starting from the 21st day of the experiment. The intensity of redox reactions in the tissues of the thymus and spleen was determined by spectrophotometric method according to three indicators: the initial level of products reacting with thiobarbituric acid, the rate of spontaneous and ascorbate-induced and iron ions peroxidation of lipids, as well as the activity of the antioxidant enzyme catalase was measured in the homogenates of these organs.
It was revealed that experimental depression is accompanied by an increase in lipoperoxidation processes and a decrease in catalase activity in the tissues of the thymus and spleen of white rats. The introduction of the extract of the herb Astragalus physodes during social stress resulted in a decrease in lipid peroxidation and an increase in the level of catalase activity in the tissues of immunocompetent organs of laboratory animals.
Thus, the result of the conducted studies demonstrated that the extract of the herb Astragalus physodes during experimental depression leads to a significant inhibition of free radical processes in the organs of the immune system, that is confirmed by a decrease in the processes of lipoperoxidation and restoration of the level of catalase activity in the tissues of the spleen and thymus of white rats.
Keywords: stress, «social» stress, Astragalus physodes, extract, lipid peroxidation, catalase
For citation: Effect of astragalus physodes l. extract on redox reactions in immuno competent organs under experimental depression / VKh. Murtalieva, et al. // Far Eastern medical journal. - 2023. - № 2. - P. 64-68. http://dx.doi. org/10.35177/1994-5191-2023-2-11.
В современной физиологии и фармакологии наи- Растительные препараты входят в число эффек-
более актуальным направлением является изуче- тивных корректоров стресс-зависимых нарушений.
ние влияния различных видов стресса, приводящих, Исследовательское внимание привлекают фитопрепа-
как правило, к развитию депрессивных изменений. раты, полученные на основе растений рода Астрагал
Установлено, что развитие депрессии проявляется [6, 7, 8]. Установлено, что биологически активные
функциональными нарушениями со стороны многих вещества растений рода Астрагал, в частности фла-
систем, в том числе и антиоксидантной. Известно, воноиды, способствуют проявлению широкой фарма-
что в физиологических условиях жизнедеятельности кологической активности, а именно улучшают обмен
клетки постоянно присутствует определенный уро- веществ и укрепляют иммунную систему, обладают
вень перекисного окисления липидов (ПОЛ), инду- противовоспалительным, антиоксидантным, противо-
цированный образованием активных форм кислорода микробным, иммуностимулирующим и др. видами
[1, 2, 3]. В условиях депрессии образование актив- действия [7, 9, 10, 11, 12]. Установлено, что флаво-
ных форм кислорода может усилиться и повлечь за ноиды способны активировать экспрессию CD4-
собой чрезмерную активацию процессов липопе- маркеров Т-лимфоцитов; оказывать интерфероноген-
роксидации, с последующим развитием дисбаланса ное и иммуностимулирующее действие; повышать
между окислительными и антиоксидантными про- антителообразующую активность клеток селезенки, а
цессами в тканях [4]. Установлено, что депрессия также стимулировать экспрессию противоспалитель-
оказывает патологическое воздействие на функцио- ных (ИЛ-10) и ингибировать секрецию провоспали-
нальную активность иммунокомпетентных органов тельных (ИЛ-1, ФНО-а) цитокинов [13, 14, 15]. и определение продуктов ПОЛ позволяет оценить Цель исследования - изучить влияние экстракта
степень их участия в патогенезе развития различ- травы Астрагала вздутого (Astragalus physodes L.) на
ных стресс-индуцированных заболеваний и явля- окислительно-восстановительные реакции в иммуно-
ется основой для поиска способов коррекции этих компетентных органах крыс в условиях эксперимен-
изменений [5]. тальной депрессии.
Материалы и методы
Эксперимент проводили на белых нелинейных тики» (ГОСТ 33044-2014) и локальным этическим крысах-самцах (6 мес.), содержавшихся на протя- комитетом Астраханского государственного меди-жении всего эксперимента в стандартных условиях цинского университета (протокол заключения № 6 от вивария в соответствии с Межгосударственным стан- 27 ноября 2018 года). С целью формирования экспе-дартом «Принципы надлежащей лабораторной прак- риментальной депрессии была использована модель
«социального» стресса на основе сенсорного контакта [16]. Крыс попарно размещали в клетки с прозрачной перегородкой, которая предотвращала их взаимодействие. Каждый день перегородку убирали на 10 мин, и наблюдали за межсамцовыми столкновениями. В итоге были сформированы экспериментальные группы: группа интактных самцов, находящихся в клетках по одному и получавших внутрижелудочно эквивалентный объем воды очищенной; группы животных с экспериментальной депрессией (ЭД); группы крыс, которые течение 20 дней в условиях ЭД получали внутрижелудочно экстракт Астрагала вздутого (ЭАВ) в дозе 50 мг/кг, начиная с 21 дня эксперимента.
Результаты
Биохимический анализ ткани тимуса показал, что в условиях ЭД, наблюдается увеличение процессов пероксидации: уровня ТБК-РП на 59 % (p<0,01); скорости спонтанного окисления липидов на 27 % (p<0,05) и аскорбатзависимого ПОЛ на 42 % (p<0,05) относительно группы контроль (рис. 1); уровень ката-лазы снизился на 13 % (p>0,05) по сравнению с контрольными крысами (рис. 2).
Интенсивность окислительно-восстановительных реакций в иммунокомпетентных органах (тимус и селезенка) определяли спектрофотометрическим методом по трем показателям: исходный уровень продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой (ТБК-РП), скорость спонтанного и индуцированного аскорбатом и ионами железа ПОЛ, а также в гомоге-натах указанных органов измеряли активность анти-оксидантного фермента - каталазы.
Экспериментальные данные обрабатывали, используя программное обеспечение BЮSTAT. При обработке полученных результатов применяли непараметрический статистический критерий Манна - Уитни. Статистически значимыми различия считали при р<0,05.
и обсуждение
Введение ЭАВ в условиях социального стресса привело к следующим изменениям в ткани тимуса: снижение исходного уровня ТБК-РП более чем на 28 % (р<0,05), скорости спонтанного и аскорбатзависимого ПОЛ на 26-33 % (р<0,05) по отношению к особям с ЭД (рис. 1). Активность каталазы под влиянием экстракта увеличилась на 28 % (р<0,05) относительно животных с депрессией (рис. 2).
В условиях экспериментальной депрессии в гомо-генате селезенки наблюдали увеличение исходного уровня ТБК-РП на 48 % (р<0,05), скоростей индуцированного аскорбатом и спонтанного ПОЛ на 62 % (р<0,01) и 34 % (р<0,05), соответственно, на фоне снижения активности каталазы на 73 % (р<0,01) по отношению к контрольным особям (рис. 3 и 4).
Рис. 1. Влияние экстракта Астрагала вздутого на показатели ПОЛ в тимусе в условиях экспериментальной депрессии
Примечание. * - р<0,05; ** - р<0,01 - относительно контроля; # - р<0,05 - относительно стресса; ЭД - экспериментальная депрессия.
Рис. 2. Влияние экстракта Астрагала вздутого на активность каталазы в тимусе в условиях экспериментальной депрессии
Примечание. ** - р<0,01 - относительно контроля; # - р<0,05 относительно стресса; ЭД - экспериментальная депрессия.
Рис. 3. Влияние экстракта Астрагала вздутого на показатели ПОЛ в селезенке в условиях экспериментальной депрессии
Примечание. * - р<0,05; ** - р<0,01 - относительно контроля; # - р<0,05 - относительно стресса; ЭД - экспериментальная депрессия.
При введении ЭАВ наблюдалось снижение показателей процессов ПОЛ в гомогенате селезенки: уровня ТБК-РП на 26 % (р<0,05), индуцированного аскорбатом ПОЛ на 36 % (р<0,05) и спонтанного ПОЛ на 31 % (р<0,05) по отношению к особям с депрессией (рис. 3). Применение данного экстракта привело к увеличению уровня каталазы на 77 % (р<0,05) относительно группы стресс (рис. 4).
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ЖУРНАЛ / 2023 / № 2 ^^ ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА Щ^Щ
18
4 2 0
Контроль ЭД Экстракт Астрагала
вздутого + ЭД
Рис. 4. Влияние экстракта Астрагала вздутого на активность каталазы в селезенке в условиях экспериментальной депрессии
Примечание. ** - р<0,01 - относительно контроля; # - р<0,05 -относительно стресса; ЭД - экспериментальная депрессия.
Таким образом, в результате проведенных исследований выявлено, что в условиях экспериментальной депрессии наблюдается развитие свободно-радикальных процессов в иммунокомпетентных органах (селезенка, тимус). Введение экстракта травы Astragalus physodes L. на фоне экспериментальной депрессии приводит к существенному ингибированию свободно-радикальных процессов в органах иммунной системы, что подтверждается снижением в гомогенатах ткани селезенки и тимуса крыс-самцов исходного уровня ТБК-реактивных продуктов, а также скорости спонтанного и аскор-батзависимого уровней перекисного окисления липидов.
Список источников
1. Касымова Е.Б., Бен М.М., Башкина О.А. Свободнорадикальный статус у пациентов с герпес-вирусной инфекцией // Аллергология и иммунология. - 2017. - Т. 18, № 1. - С. 55.
2. Маркова Т.П. Иммунотропные препараты и адаптогены // РМЖ. - 2019. - Т. 27, № 8-1. - С. 60-64.
3. Сергалиева М.У., Мажитова М.В., Самотруева М.А. Растения рода Астрагал: перспективы применения в фармации // Астраханский медицинский журнал. - 2015. - Т. 10, № 2. - С. 17-31.
4. Ferraz C.R., Carvalho T.T., Manchope M.F., Artero N.A., Rasquel-Oliveira F.S., Fattori V., Verri W.A. Therapeutic potential of flavonoids in pain and inflammation: mechanisms of action, pre-clinical and clinical data, and pharmaceutical development // Molecules. - 2020. - Vol. 25, № 3. - Р. 762.
5. G<?gotek A., Skrzydlewska E. Biological effect of protein modifications by lipid peroxidation products // Chemistry and Physics of Lipids. - 2019. - Vol. 221. - Р. 46-52. DOI: 10.1016/j.chemphyslip.2019.03.011.
6. Ilderbayev O.Z., Zharmakhanova G.M., Okassova A.K., Nursafina A.Z., Ilderbayeva G.O. Comparison of the performance of lipoperoxidation-antioxidant protection system in rats at different periods under immobilization stress effects // Medical Journal of the Islamic Republic of Iran. - 2021. - Vol. 35. - Р. 113.
7. Karak P. Biological activities of flavonoids: an overview // Int. J. Pharm. Sci. Res. 2019. - Vol. 10, № 4. -Р. 1567-1574.
8. Kondeva-Burdina M., Shkondrov A., Simeonova R., Vitcheva V., Krasteva I., Ionkova I. In vitro/in vivo antioxidant and hepatoprotective potential of defatted extract and flavonoids isolated from Astragalus spruneri Boiss. (Faba-ceae) // Food and Chemical Toxicology. - 2018. - Vol. 111. - Р. 631-640.
9. Kot K., Kosik-Bogacka D., Kupnicka P., Lanocha-Arendarczyk N. Antioxidant defense in the eyes of immunocompetent and immunosuppressed mice infected with Acanthamoeba spp // Parasites & vectors. - 2020. - Vol. 13, № 1. -Р. 1-10.
10. Kudryavtseva N.N. Sensory contact model: protocol, control, applications // Nature Precedings. - 2009. - № 1-1. DOI: 10.1038/npre.2009.3299.1.
11. Li J., Xu L., Sang R., Yu Y., Ge B., Zhang X. Immunomodulatory and anti-inflammatory effects of total flavonoids of Astragalus by regulating NF-KB and MAPK signalling pathways in RAW 264.7 macrophages // Die Pharmazie-An International Journal of Pharmaceutical Sciences. - 2018. - Vol. 73, № 10. - Р. 589-593.
12. Li Z.X., Zhao G.D., Xiong W., Linghu K.G., Ma Q.S., Cheang W.S., Wang Y. Immunomodulatory effects of a new whole ingredients extract from Astragalus: a combined evaluation on chemistry and pharmacology // Chinese medicine. - 2019. - Vol. 14, № 1. - Р. 1-10.
13. Liao J., Li C., Huang J., Liu W., Chen H., Liao S., Rui W. Structure characterization of honey-processed Astragalus polysaccharides and its anti-inflammatory activity in vitro // Molecules. - 2018. - Vol. 23, № 1. - Р. 168.
14. Maleki S.J., Crespo J.F., Cabanillas B. Anti-inflammatory effects of flavonoids // Food Chemistry. - 2019. -Vol. 299. - Р. 125124. DOI: 10.1016/j.foodchem.2019.125124.
15. Salehi B., Carneiro J.N.P., Rocha J.E., Coutinho H.D.M., Morais Braga M.F.B., Sharifi-Rad J., Sadaka C. Astragalus species: Insights on its chemical composition toward pharmacological applications // Phytotherapy Research. -2021. - Vol. 35, № 5. - Р. 2445-2476.
16. Su L.J., Zhang J.H., Gomez H., Murugan R., Hong X., Xu D., Peng Z.Y. Reactive oxygen species-induced lipid peroxidation in apoptosis, autophagy, and ferroptosis // Oxidative medicine and cellular longevity. - 2019. - Vol. 2019.
References
1. Kasymova E.B., Ben M.M., Bashkina O.A. Free radical status in patients with herpes virus infection // Allergology and Immunology. - 2017. - Vol. 18, № 1. - P. 55.
2. Markova T.P. Immunotropic drugs and adaptogens // RMJ. - 2019. - Vol. 27, № 8-1. - P. 60-64.
3. Sergalieva M.U., Mazhitova M.V, Samotrueva M.A. Plants of the genus Astragalus: prospects for application in pharmacy // Astrakhan Medical Journal. - 2015. - Vol. 10, № 2. - P. 17-31.
4. Ferraz C.R., Carvalho T.T., Manchope M.F., Artero N.A., Rasquel-Oliveira F.S., Fattori V, Verri W.A. Therapeutic potential of flavonoids in pain and inflammation: mechanisms of action, pre-clinical and clinical data, and pharmaceutical development // Molecules. - 2020. - Vol. 25, № 3. - Р. 762.
5. G^gotek A., Skrzydlewska E. Biological effect of protein modifications by lipid peroxidation products // Chemistry and Physics of Lipids. - 2019. - Vol. 221. - Р. 46-52. DOI: 10.1016/j.chemphyslip.2019.03.011.
6. Ilderbayev O.Z., Zharmakhanova G.M., Okassova A.K., Nursafina A.Z., Ilderbayeva G.O. Comparison of the performance of lipoperoxidation-antioxidant protection system in rats at different periods under immobilization stress effects // Medical Journal of the Islamic Republic of Iran. - 2021. - Vol. 35. - Р. 113.
7. Karak P. Biological activities of flavonoids: an overview // Int. J. Pharm. Sci. Res. - 2019. - Vol. 10, № 4. -Р. 1567-1574.
8. Kondeva-Burdina M., Shkondrov A., Simeonova R., Vitcheva V, Krasteva I., Ionkova I. In vitro/in vivo antioxidant and hepatoprotective potential of defatted extract and flavonoids isolated from Astragalus spruneri Boiss.(Faba-ceae) // Food and Chemical Toxicology. - 2018. - Vol. 111. - Р. 631-640.
9. Kot K., Kosik-Bogacka D., Kupnicka P., tanocha-Arendarczyk N. Antioxidant defense in the eyes of immunocompetent and immunosuppressed mice infected with Acanthamoeba spp // Parasites & vectors. - 2020. - Vol. 13, № 1. -Р. 1-10.
10. Kudryavtseva N.N. Sensory contact model: protocol, control, applications // Nature Precedings. - 2009. - № 1-1. DOI: 10.1038/npre.2009.3299.1.
11. Li J., Xu L., Sang R., Yu Y., Ge B., Zhang X. Immunomodulatory and anti-inflammatory effects of total flavonoids of Astragalus by regulating NF-KB and MAPK signalling pathways in RAW 264.7 macrophages // Die Pharmazie-An International Journal of Pharmaceutical Sciences. - 2018. - Vol. 73, № 10. - Р. 589-593.
12. Li Z.X., Zhao G.D., Xiong W., Linghu K.G., Ma Q.S., Cheang W.S., Wang Y. Immunomodulatory effects of a new whole ingredients extract from Astragalus: a combined evaluation on chemistry and pharmacology // Chinese medicine. - 2019. - Vol. 14, № 1. - Р. 1-10.
13. Liao J., Li C., Huang J., Liu W., Chen H., Liao S., Rui W. Structure characterization of honey-processed Astragalus polysaccharides and its anti-inflammatory activity in vitro // Molecules. - 2018. - Vol. 23, № 1. - Р. 168.
14. Maleki S.J., Crespo J.F., Cabanillas B. Anti-inflammatory effects of flavonoids // Food Chemistry. - 2019. -Vol. 299. - Р. 125124. DOI: 10.1016/j.foodchem.2019.125124.
15. Salehi B., Carneiro J.N.P., Rocha J.E., Coutinho H.D.M., Morais Braga M.F.B., Sharifi-Rad J., Sadaka C. Astragalus species: Insights on its chemical composition toward pharmacological applications // Phytotherapy Research. -2021. - Vol. 35, № 5. - Р. 2445-2476.
16. Su L.J., Zhang J.H., Gomez H., Murugan R., Hong X., Xu D., Peng Z.Y. Reactive oxygen species-induced lipid peroxidation in apoptosis, autophagy, and ferroptosis // Oxidative medicine and cellular longevity. - 2019. -Vol. 2019.
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article.
The authors declare no conflicts of interests.
Статья принята к публикации 10.03.2023.
The article was accepted for publication 10.03.2023.
□□□