CC BY
67
УДК 615.451/.322:582.6/.9:612.014.1:613.166
ВЛИЯНИЕ НАСТОЯ НА ОСНОВЕ СБОРА ИЗ ЛИСТЬЕВ КРАПИВЫ, БЕРЕЗЫ И ПОДОРОЖНИКА НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ПРОЦЕССОВ ПЕРОКСИДАЦИИ В УСЛОВИЯХ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО
ОБЛУЧЕНИЯ
Н.В.Симонова, В.А.Доровских, М.А.Штарберг, Н.П.Симонова
Амурская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития РФ, 675000, г. Благовещенск,
ул. Горького, 95
РЕЗЮМЕ
Повышение адаптационных возможностей человека к повреждающему воздействию ультрафиолетовой радиации при помощи фармакологических средств является важным моментом профилактики возникновения многих заболеваний и патологических состояний. В экспериментальных условиях исследована возможность коррекции свободнорадикального окисления липидов мембран организма крыс пероральным введением настоя на основе фитосбора из листьев березы, крапивы и подорожника. Установлено, что ежедневное ультрафиолетовое облучение в течение трех минут способствует снижению устойчивости организма крыс к физической нагрузке, повышению содержания уровня гидроперекисей липидов, диеновых конъюгатов, малонового диальдегида в крови и гомогенате печени экспериментальных животных. Введение крысам настоя в условиях ультрафиолетового облучения уже через 7 дней эксперимента приводит к достоверному увеличению длительности плавания животных на 27,5% по сравнению с крысами контрольной группы (подвергавшихся только ультрафиолетовому облучению), а к завершению исследования через 28 дней - на 28%. При анализе влияния настоя на интенсивность процессов перекисного окисления липидов биологических мембран организма крыс установлено, что уровень гидроперекисей липидов в плазме крови и гомогенате печени животных был ниже аналогичного показателя у крыс контрольной группы на 32%, диеновых конъюгатов и малонового диальдегида -на 23 и 21%, соответственно. Таким образом, использование указанного настоя в условиях длительного воздействия на организм экспериментальных животных ультрафиолетового излучения приводит к повышению устойчивости организма к физической нагрузке, стабилизации процессов пероксидации на фоне повышения активности антиоксидантной системы.
Ключевые слова: настой листьев березы, крапивы и подорожника, ультрафиолетовое облучение, пере-кисное окисление липидов биологических мембран, продукты пероксидации.
SUMMARY
EFFECT OF THE TINCTURE MADE OF NETTLE, BIRCH AND PLANTAIN LEAVES ON THE INTENSITY OF PEROXIDATION AT ULTRAVIOLET RADIATION
N.V.Simonova, V.A. Dorovskikh, M.A.Shtarberg, N.P. Simonova
Amur State Medical Academy, 95 Gor'kogo Str., Blagoveshchensk, 675000, Russian Federation
The increase of adaptation capabilities of a person to the damaging effect of ultraviolet radiation with the help of pharmacological medicine is important at prophylaxis of different diseases and pathologies development. In experimental conditions the possibility to correct free radical lipid oxidation of rats’ organism membranes was studied with the oral introduction of the tincture made of birch, nettle and plantain leaves. It is established that daily ultraviolet radiation during three minutes contributes to the decrease of rats’ organism stability to physical activities, to the increase of lipid hydroperoxides level, of diene conjugate and of malonic dialdehyde in the blood and liver homogenate of animals under experiment. The introduction of the tincture to rats in the conditions of ultraviolet radiation in 7 days of the experiment results in the reliable increase of the duration of rats swimming by 27.5% in comparison with the rats of the control group (which were exposed only to ultraviolet radiation), and by the end of the experiment in 28 days the increase was by 28%. While analyzing the effect of the tincture on the intensity of lipid peroxidation of biological membranes of rats’ organism it was shown that the level of lipid hydroperoxides in the blood and liver homogenate of animals was lower than analogous indicator in rats of the control group by 32%, of diene conjugates and malonic dialdehyde by 23 and 21%, respectively. So, the application of the mentioned tincture in the conditions of long influence of ultraviolet radiation on the organism of animals under experiment leads to the growth of organism stability to physical activity against the increase of antioxidant system activity.
Key words: the tincture of birch, nettle and plantain leaves, ultraviolet radiation, biological membranes lipid peroxidation, products of peroxidation.
В условиях ухудшения экологической обстановки на фоне влияния различных экстремальных факторов (повышенные дозы ультрафиолета, гипотермия, химические загрязнения окружающей среды, высокая физическая нагрузка, несбалансированное питание и др.) в организме наблюдается формирование окислительного стресса, что является патогенетическим звеном в развитии воспалительных, бронхолегочных, сердечнососудистых и других заболеваний [4, 5, 8]. Для регу-
лирования свободнорадикальных процессов применяют биологически активные соединения, проявляющие антиоксидантные свойства [6]. К ним относятся препараты как синтетического, так и природного происхождения, среди которых немаловажное значение имеют те растительные препараты, в состав которых входят биофлавоноиды, каротиноиды, эссенциальные жирные кислоты и др. Использование подобных средств чрезвычайно перспективно, поскольку они, являясь естественными антиоксидантами, легко и органично вступают в метаболические процессы в организме и практически не дают побочных эффектов, присущих синтетическим препаратам [1]. Лекарственные растения широко используются в медицине, однако как антиоксиданты они изучены лишь фрагментарно [2, 7]. В связи с этим, исследование в качестве потенциального антиоксиданта настоя на основе сбора из листьев крапивы, березы и подорожника, моделирование возможного механизма ингибирующего действия относительно определенных стадий восстановления кислорода в организме вызывает значительный интерес. Кроме того, сырье, используемое для приготовления настоя, доступно (растения, входящие в состав сбора, широко распространены на территории России и содержат большой комплекс биологически активных веществ), технология получения рентабельна, спектр применения широк.
Цель исследования - изучение влияния настоя на основе сбора из листьев крапивы, березы, подорожника на интенсивность процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) биологических мембран и устойчивость животных к физической нагрузке в условиях ультрафиолетового облучения (УФО).
Материалы и методы исследования
Работа выполнена в Центральной научно-исследовательской лаборатории Амурской государственной медицинской академии. Эксперимент проводили на белых беспородных крысах-самцах массой 150-220 г в течение 28 дней.
Протокол экспериментальной части исследования на этапах содержания животных, моделирования патологических процессов и выведения их из опыта соответствовал принципам биологической этики, изложенным в Международных рекомендациях по проведению медико-биологических исследований с использованием животных (1985), Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Страсбург, 1986), Приказе М3 СССР №755 от 12.08.1977 «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных», Приказе М3 РФ №267 от 19.06.2003 «Об утверждении правил лабораторной практики».
При завершении научных исследований выведение животных из опыта проводили путем декапитации с соблюдением требований гуманности согласно приложению №4 к Правилам проведения работ с использо-
ванием экспериментальных животных (приложение к приказу М3 СССР № 755 от 12.08.1977 «О порядке проведения эвтаназии (умерщвления животного)». Исследование одобрено Этическим комитетом Амурской государственной медицинской академии.
УФО проводили ежедневно в условиях ультрафиолетовой установки [9], 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 3 группы, в каждой по 15 крыс: 1 группа - интактные крысы, которые содержались в стандартных условиях вивария; 2 группа - контрольная, где животные подвергались воздействию УФО в течение 3 мин. ежедневно; 3 группа - подопытная, где крысам перед облучением (время экспозиции - 3 мин.) ежедневно перорально вводили настой на основе сбора из листьев крапивы, березы и подорожника в дозе 5 мл/кг [10]. Для приготовления настоя листья крапивы (заготовленные во время цветения), березы (заготовленные в мае), подорожника (заготовленные в июне-июле) измельчали, смешивали из расчета 1:1:1, заливали кипящей водой из расчета 8 г на 200 мл воды, настаивали 60 мин., процеживали, осадок удаляли, настой охлаждали. Свежеприготовленный настой хранили в холодильнике (при температуре от 0 до 20С) в течение 5 дней.
Устойчивость к физической нагрузке определяли по длительности плавания крыс в воде на 7, 14, 21 и 28 сутки от начала эксперимента. Забой путем декапи-тации проводили на 29 сутки. Интенсивность процессов ПОЛ оценивали, исследуя содержание гидроперекисей липидов (ГП), диеновых конъюгатов (ДК), малонового диальдегида (МДА) и основных компонентов антиоксидантной системы (АОС) - церулоплазмина, витамина Е в плазме крови и гомогенате печени животных по методикам, изложенным в ранее опубликованной нами работе [8]. Статистическую обработку результатов проводили с использованием t-критерия Стъюдента с помощью программы Statistica v.6.0. Результаты считали достоверными при р<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты исследования показали (рис. 1), что ежедневное проведение УФО в течение 3 минут способствует снижению физической выносливости крыс в среднем на 21-36% во все дни эксперимента (р<0,05). В свою очередь, продолжительность плавания животных, получавших на фоне облучения настой на основе сбора из листьев крапивы, березы и подорожника, была достоверно выше (р<0,05) относительно продолжительности плавания крыс, на которых воздействовали только УФО. Так, на 7 день эксперимента данный показатель был выше в подопытной группе на 27,5%, на 14 день превышение составило 25%, а к 21 и 28 дню - 24,3 и 28%, соответственно. Данный факт может свидетельствовать о наличии у исследуемого настоя актопротекторного эффекта.
Рис. 1. Продолжительность плавания крыс в зависимости от вида эксперимента.
УФО, являясь мощным прооксидантным фактором, способствует активации процессов ПОЛ биологиче-
ских мембран у животных в контрольной группе, о чем свидетельствует достоверное возрастание уровня продуктов пероксидации в крови (в среднем на 27-39%) и гомогенате печени (на 30-41%) крыс относительно аналогичных показателей в группе интактных животных (табл.).
Исследование антиоксидантной активности настоя на основе сбора из листьев крапивы, березы и подорожника показало, что введение фитосбора облучаемым ультрафиолетом животным препятствует накоплению токсических продуктов радикального характера (табл.). В сравнении с контрольной группой уровень первичных продуктов пероксидации в крови и печени значительно снизился (ГП - на 32 и 44%, соответственно, ДК - на 23 и 24%, соответственно), наблюдалось существенное снижение и вторичного продукта пероксидации - МДА (на 21 и 12%, соответственно).
Таблица
Содержание продуктов ПОЛ в крови и гомогенате печени экспериментальных животных
Объект исследования Группы животных Гидроперекиси липидов Диеновые конъюгаты Малоновый диальдегид
Кровь, нмоль/мл Интактные крысы 12,56±1,12 72,5±6,2 4,19±0,18
Воздействие УФО 20,70±2,52* 98,4±5,8* 5,87±0,20*
Воздействие УФО и прием настоя 14,15±1,08 76,1±5,0** 4,62±0,35**
Печень, нмоль/г Интактные крысы 6,24±0,93 48,2±2,0 5,18±0,20
Воздействие УФО 10,60±1,Ю* 68,8±5,1* 7,90±0,20*
Воздействие УФО и прием настоя 5,96±1,18** 52,5±3,0** 6,95±0,25**
Примечание: * - достоверность различия показателей по сравнению с группой интактных животных (р<0,05); ** - достоверность различия показателей по сравнению с группой животных, к которым применяли только воздействие УФО (р<0,05).
При этом в организме крыс на фоне приема настоя происходило повышение активности АОС (рис. 2, 3).
В крови содержание церулоплазмина было достоверно выше его значений в контрольной группе на 34%, витамина Е - на 24%, а в печени - на 30 и 31%, соответственно.
Рис. 2. Содержание основных компонентов АОС в плазме крови экспериментальных животных.
Рис. 3. Содержание основных компонентов АОС в гомогенате печени экспериментальных животных.
Объяснение этому, на наш взгляд, лежит в наличии комплекса биологически активных веществ в листьях растений, входящих в состав сбора - прежде всего фла-воноидов, витаминов и микроэлементов. Общей особенностью действия биоантиоксидантов являются сложные многостадийные механизмы, включающие
аддитивные и синергические взаимодействия, которые и обеспечивают высокую эффективность и сбалансированность функционирования антиоксидантов в организме [3]. Комбинация аскорбиновой кислоты и флавоноидов в листьях растений не только образует синергические циклы, но и способствует связыванию ионов железа в биологических системах в неактивные комплексы под влиянием флавоноидов, предотвращая прооксидантные эффекты самой аскорбиновой кислоты в присутствии трехвалентного железа или квер-цетина при метаболической трансформации до хиноидных продуктов. Кроме этого, высокая антиоксидантная активность настоя обусловлена наличием в составе растений селена - эссенциального микроэлемента, являющегося одним из важнейших антиоксидантов непрямого действия в пище. Основная биологическая роль селена в организме заключается в построении активных центров ферментов семейства глутатионпероксидаз 1-1У, представляющих собой ключевое звено в системе защиты организма от действия перекисных соединений.
Таким образом, нами экспериментально подтверждена возможность применения настоя на основе сбора из листьев крапивы, березы и подорожника в качестве стресс-корректора прооксидантного воздействия УФО.
Выводы
1. Воздействие УФО на организм экспериментальных животных способствует формированию окислительного стресса в условиях накопления продуктов радикального характера и снижения уровня основных компонентов АОС в крови и гомогенате печени на фоне уменьшения физической выносливости крыс.
2. Использование в эксперименте настоя на основе сбора из листьев крапивы, березы и подорожника стабилизирует процессы пероксидации на фоне повышения активности АОС, что подтверждается данными исследования устойчивости к физической нагрузке экспериментальных животных в условиях воздействия УФО.
ЛИТЕРАТУРА
1. Антиоксидантные свойства лекарственных растений / В.Ф.Громовая [и др.] // Хим.-фармацевт, журн. 2008. Т.42, №1.С.26-29.
2. Практическое применение сборов лекарственных растений / Г.А.Гоменюк [и др.]. Киев: АСК, 2001. 432 с.
3. Дадали В.А., Макаров В.Г. Биологически активные вещества лекарственных растений как фактор детоксикации организма // Вопр. питания. 2003. Т.72, №5. С.49-55.
4. Зенков Н.К., Меньшикова Е.Б., Шергин С.М. Окислительный стресс. Диагоностика, терапия, профилактика. Новосибирск: Наука, 1993. 181 с.
5. Кушнерова Н.Ф., Добряков Ю.И., Спрыгин В.Г. Перспективные разработки комплексов биологически активных веществ из природного сырья Дальневосточного региона // Вестн. ДВО РАН. 2003. №2. С.66-72.
6. Сравнительная характеристика влияния дигид-рокверцетина и витамина Е на продукты перекисного окисления липидов в крови лабораторных животных при холодовом воздействии / О.Г.Круглова [и др.] // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 2011. Вып. 40. С.71-73.
7. 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.
8. Симонова Н.В., Доровских В.А., Штарберг М.А. Адаптогены в коррекции процессов перекисного окисления липидов биомембран, индуцированных воздействием холода и ультрафиолетовых лучей // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 2011. Вып.40. С.66-70.
9. Способ и устройство для экспериментального моделирования активации процессов перекисного окисления липидов биологических мембран: пат 2348079 Рос. Федерации / авторы и заявители Доровских В.А., Симонова Н.В.; опубл. 16.04.2007.
10. Способ повышения антиоксидантного статуса теплокровного организма в условиях ультрафиолетового облучения: пат. 2424580 Рос. Федерации / авторы и заявители Симонова Н.В., Доровских В.А., Анохина Р.А., Симонова И.В.; опубл. 22.12.2009.
REFERENCES
1. Gromovaya V.F., Shapoval G.S., Mironyuk I.E., Nestyuk N.V. Khimiko-farmatsevticheskiy zhurncd 2008; 42(1): 26-29.
2. Gomenyuk G.A., Danilenko V.S., Gomenyuk I.G., Danilenko I.V. Prakticheskoe primenenie sborov lekarstvennykh rastenu [The practical application of medicinal plants mixture]. Kiev: ASK; 2001.
3. Dadali V.A., Makarov V.G. Voprosypitaniya 2003; 72(5): 49-55.
4. Zenkov N.K., Men'shikova E.B., Shergin S.M. Ok-islitel'nyy stress. Diagonostilm, terapiya, profilaktika [Oxidative stress. Diagnostics, therapy, prophylaxis]. Novosibirsk: Nauka; 1993.
5. Kushnerova N.F., Dobryakov Yu.I., Sprygin V.G. Vestnik DaVnevostochnogo Otdeleniya Rossiiskoi Akademii Ato/c 2003; 2: 66-72.
6. Kruglova O.G., Dorovskikh V.A., Tikhanov V.I., Kruglova T.G. Bidleten' fiziologii і patologii dyhaniyct 2011;40:71-73.
7. Razina T.G. Fitopreparaty і biologicheski aktivnye veshchestva lekarstvennykh rastenu v kompleksnoЇterapii zlokachestvennykh novoobrazovann (eksperimentaVnoe issledovanie): avtoreferat dissertatsii doktora biologich-eskikh nauk [Phytodrugs and biologically active substances of medicinal plants in the complex therapy of malignant tumors (experimental study): abstract of thesis.. .doctor of biological sciences]. Tomsk; 2006.
8. Simonova N.V., Dorovskikh V.A., Shtarberg M.A. Bidleten’ fiziologii і patologii dyhaniyct 2011; 40:66-70.
9. Dorovskikh V.A., Simonova N.V. Patent 2348079 RF. Sposob і us trotstvo dlya eksperimental’nogo mod-elirovaniya aktivatsii protsessov perekisnogo okisleniya
lipidov biologicheskikh membrane (Patent 2348079 RF. Method and device for experimental modelling of process activation of peroxide oxidation of lipids in biological membranes); published 16.04.2007.
10. Simonova N.V., Dorovskikh V.A., Anokhina R.A., Simonova I.V. Patent 2424580 RF. Sposob povysheniya
antioksidantnogo statusa teplokrovnogo organizma v usloviyakh id'trafioletovogo oblucheniya (Patent 2424580 RF. A way to improve the antioxidant status of the hot-blooded organism in the conditions of the UV-irradiation); published 22.12.2009.
Поступила 28.03.2012
Контактная информация
Наталья Владимировна Симонова, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры фармакологии, Амурская государственная медицинская академия, 675000, г. Благовещенск, ул. Горького, 95.
E-mail: [email protected] Correspondence should be addressed to Natal'ya V. Simonova, MD, PhD, Assistant of Department of Pharmacology>, Amur State Medical Academy, 95 Gor’kogo Str., Blagoveshchensk, 675000, Russian Federation.
E-mail: [email protected]
