Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

BIOLOGICAL ACTIVITY OF EXTRACTS OF PLANTS OF THE GENUS ASTRAGALUS

Sergalieva M.U. 1 Mazhitova M.V. 1 Samotrueva M.A. 1
1 Astrakhan State Medical University
Various means of correction of the damaging stressful influences against increase of resistance of an organism with application of connections of a natural origin are described. The literary data opening questions of studying of physiological activity of various representatives of a genus Astragalus are provided. The chemical composition of extracts of plants of this genus and feature of separate types is in detail described. It is shown that extracts of plants of a genus Astragalus show anti-hypoxemic, anksiolitichesky, nootropic, antioxidant, immunomodulatory, immunocorrective, antimicrobic activity against the stressornykh of influences. The chemical composition of extract of Astragalus fox, growing in the Astrakhan region, containing besides a complex of biologically active connections, such as alkaloids, sugar is described, flavonoids, saponina, selenium and others copper and manganese that allows to expect new types of biological activity of its extracts contains microcells, and also defines relevance of research.
the sort Аstragalus
Astragalus vulpinus Willd.
biologically active agents
stress
immobilized stress
Emotional stress
physiological activity
biological active additives

Сегодня современное общество постоянно подвергается воздействию стрессовых ситуаций различного характера, таких как: расширение сфер профессиональной деятельности, возросший ритм жизни, недостаток физической активности, резкое ухудшение экологической обстановки, злоупотребления медикаментозными средствами, табаком и алкоголем и т.д. Стрессорные факторы отрицательно действуют на организм, что приводит к изменению многих физиологических процессов. На стресс реагируют все системы организма человека: нервная, иммунная, эндокринная, сердечно-сосудистая, репродуктивная и др. На сегодня насчитывается около 1000 стресс-индуцированных заболеваний [20]. В условиях постоянного воздействия различных стрессоров адаптивные механизмы постоянно находятся в состоянии напряжения, что рано или поздно приводит к их истощению, а, следовательно, проявлению обратной стороны феномена стресса — повреждающей. Таким образом, стресс в современных условиях превращается из адаптивного явления в звено патогенеза различных заболеваний, сопровождающихся, в частности, нарушением функционирования нервной и иммунной систем как единого интегративного блока регулирующих механизмов стресс-реакции [9, 24, 31].

Для повышения резистентности организма к повреждающим стрессовым воздействиям применяются различные средства коррекции, в частности адаптогены, представленные средствами преимущественно природного происхождения [25, 26, 46]. Так, интерес представляют фитопрепараты, которые от лекарственных веществ синтетического происхождения отличаются хорошей переносимостью и отсутствием выраженных нежелательных побочных реакций даже при длительном использовании.

В настоящее время многочисленные исследования посвящены поиску новых растительных источников биологически активных веществ, совершенствуются методы разработки фитопрепаратов и расширяются области их применения [2, 22, 35]. Хотелось бы отметить, что поиск и изучение сырьевой базы перспективных дикорастущих лекарственных растений отдельных регионов, в том числе Астраханской области, выявление нового высокопродуктивного растительного сырья являются, несомненно, актуальными.

Наибольший интерес как источник биологически активных веществ для нас представляет крупный род растений семейства бобовых (Fabaceae) — Астрагал (Astragalus). Ранее нами были описаны некоторые представители данного рода, представлены качественный и количественный состав его видов и особенности их распространения [27].

По результатам многочисленных проведенных исследований установлено, что экстракты растений рода Astragalus содержат богатейший комплекс биологически активных соединений: алкалоиды, флавоноиды, тритерпеновые сапонины, азотсодержащие соединения, в том числе непротеиновые аминокислоты, глициты, фенольные кислоты и их эфиры, кумарины, высшие жирные кислоты, полисахариды, витамины группы В, С, Е, РР, соли глицирризиновой кислоты, микроэлементы, дубильные вещества, эфирные масла, камедь и др. [10, 11, 17, 18, 19, 23, 30, 36]. Таким образом, учитывая, что в состав травы Астрагал входит большое число биологически активных веществ, несомненно, экстракт из этого растения может оказывать ряд физиологических эффектов на живые системы.

Астрагал солодколистный является представителем азиатской медицины и нередко применяется в составе травяных сборов, в таблетированном виде. Из него создают галеновые препараты. Биологически активные вещества этого растения улучшают функциональную активность иммунной системы, активируют общую резистентность организма, в связи с чем его применение рекомендовано тем, кто живет в экологически неблагоприятных районах. Кроме того, вещества Астрагала солодколистного участвуют в регуляции обмена веществ, способствуют расширению кровеносных сосудов, что сопровождается снижением артериального давления [3]. Растение обладает также седативным, слабительным, отхаркивающим действием, снимает симптомы метеоризма и обострения гиперацидного гастрита. Применяется при кожных заболеваниях наружно. По фармакологическому действию препараты Астрагала солодколистного сходны с препаратами Астрагала шерстистоцветкового [23].

Исследователями И. Е. Лобановой и Ю. Л. Якимовой (2012) [16] проанализирована антимикробная активность масляных и этанольных экстрактов из вегетативных и генеративных органов Астрагала солодколистного в отношении грамположительных бактерий Staphylococcus aureus (АТСС 25923) и Streptococcus pyogenеs (АТСС 12344), грамотрицательной – Klebsiella pneumoniae (АТСС 13883) и дрожжеподобных грибов Candida аlbicans (АТСС 10231). Установлено, что Astragalus glycyphyllos L. проявляет антимикробную активность в отношении всех исследованных патогенов, но наиболее активен в отношении Streptococcus pyogenеs.

Большое количество исследований посвящено изучению Астрагала перепончатого (Astragalus membranaceus Bunge). Так, в ходе экспериментальной работы было установлено, что сухой экстракт Астрагала перепончатого в экспериментально-терапевтической дозе 50 мг/кг повышает неспецифическую сопротивляемость организма к экстремальным факторам различной этиологии: иммобилизационному и психоэмоциональному стрессу, интенсивным физическим нагрузкам, гиперкапнической, гемической и тканевой гипоксии. Показано, что исследуемое фитосредство обладает выраженными иммуномодулирующими свойствами, повышая активность гуморального, клеточного и макрофагального звеньев иммунитета при экспериментальном иммуносупрессивном состоянии. Кроме того, установлено актопротекторное действие сухого экстракта Астрагала перепончатого, заключающееся в повышении физической выносливости животных, что связано с увеличением скорости ресинтеза АТФ, накоплением углеводных запасов клеток, снижением выраженности метаболического ацидоза. Доказано также, что сухой экстракт Астрагала перепончатого повышает ориентировочно-исследовательскую активность животных, оказывает анксиолитическое и ноотропное действие. Курсовое введение животным исследуемого экстракта на фоне иммобилизационного и эмоционального стресса уменьшает выраженность всего комплекса проявлений стресс-реакции, что обусловлено снижением уровня гормонов симпатоадреналовой и гипоталамо-гипофизарно-адреналовой систем, а также оказывает ингибирующее влияние на процессы свободнорадикального окисления биомакромолекул и повышает активность эндогенной антиоксидантной системы [8]. Проведен ряд исследований, свидетельствующих о мембраностабилизирующей активности сухого экстракта корней Астрагала перепончатого и выделенных из него фракций в биотест-системах in vitro. Было установлено, что исследуемое фитосредство и его фракции обладают способностью к восстановлению биологических субстратов, способствуют повышению активности глутатионпероксидазы, пируваткиназы и каталазы, проявляют выраженное антирадикальное действие и ингибируют процесс перекисной деградации [6, 29].

А.А. Тороповой с соавторами [28] проведено исследование антиоксидантной активности сухого экстракта корней Астрагала перепончатого и выделенных из него фракций с применением методов in vitro. Установлено, что сухой экстракт подземных органов Astragalus membranaceus обладает выраженной инактивирующей активностью в отношении радикалов ДФПГ, супероксид-радикалов и молекул оксида азота. Выявлено наличие Fe2+-хелатирующей активности и способности к защите биологического субстрата от перекисного повреждения.

Установлено, что полисахариды, содержащиеся в Astragalus membranaceus Bunge, повышают антиоксидантный статус и препятствуют развитию оксидативного стресса при окислительном повреждении скелетной мускулатуры у крыс, вызванном хроническим физическим перенапряжением при чрезмерных беговых нагрузках. У крыс, получавших комплекс полисахаридов Астрагала перепончатого в дозе 50, 100 и 200 мг/кг, первые признаки истощения при нагрузке появлялись позже, чем в контрольной группе, а концентрация маркеров окисления в мышцах снижалась [40]. Пероральное введение мышам комплекса полисахаридов Астрагала перепончатого (100, 200 и 400 мг/кг) продлевало время максимального плавания и замедляло развитие утомления в тесте плавания. Установлено, что полисахариды способствуют снижению уровня лактата в крови и предотвращают увеличение уровня азота мочевины в крови после упражнения [41, 48]. Важно отметить, что получены данные об эффективности полисахаридов этого растения при лечении иммунного клубочкового воспаления почек, вызванного у крыс ведением бычьего сывороточного альбумина [43].

Исследование свойств водного экстракта надземной части Астрагала молочно-белого (Astragalus galactites) на кроликах породы Шиншилла с динитрофенол-индуцированной пероксидацией показало, что водный настой надземной части этого растения обладает антиоксидантной активностью, способностью к защите биологического субстрата от перекисного повреждения и регуляции активности оксидазных ферментов в плазме [21].

Результаты, полученные в ходе эксперимента исследователями ФГБОУ ВПО «Бурятский государственный университет», свидетельствуют о том, что курсовое введение экстракта Астрагала перепончатого в дозе 50 мг/кг на фоне 18-часового иммобилизационного стресса оказывает стресс-протективное действие, уменьшая выраженность катаболических изменений во внутренних органах белых крыс. Показано, что стресс-протективное действие экстракта связано с его ингибирующим влиянием на процессы свободнорадикального окисления и активацией системы антиоксидантной защиты организма [5].

Приведены экспериментальные данные о влиянии сухого экстракта Астрагала перепончатого на функциональные показатели центральной нервной системы и ее устойчивости к различным видам гипоксии. Установлено, что экстракт оказывает антигипоксическое, анксиолитическое и ноотропное действие, проявляя наиболее выраженную активность в дозе 50 мг/кг массы экспериментального животного [7]. Определено, что курсовое введение сухого экстракта Астрагала перепончатого в дозе 50 мг/кг повышает устойчивость белых крыс к гипоксиям различного генеза [4].

Ряд исследований посвящен изучению влияния экстрактов корня и надземной части Астрагала перепончатого на уровень внутриклеточного кальция при эксайтотоксическом действии глутамата и выживаемость нейронов при низкокалиевом апоптозе. Установлено, что экстракты корня и надземной части испытуемого средства увеличивают выживаемость нейронов мозжечка в низкокалиевой среде, индуцирующей апоптоз, снижают внутриклеточный уровень Са2+ в условиях нейротоксического действия глутамата. Наиболее выраженный эффект на уровень Са2+ оказывает экстракт корня Астрагала перепончатого [37].

При исследовании иммуномодулирующей активности полисахаридов из Астрагала перепончатого установлено, что данные соединения в экспериментально-терапевтической дозе 10 мг/кг обладают выраженной эффективностью в отношении гуморального иммунного ответа в условиях азатиоприновой иммуносупрессии, что выражается в достоверном увеличении количества антителообразующих клеток по сравнению с данными в контрольной группе животных [33].

В опытах на мышах линии F1 (СВАхС57Вl/6) установлена иммунокорригирующая активность сухого экстракта Астрагала перепончатого. Показано, что исследуемое средство в дозах 10 мл/кг и 50 мг/кг способно ослаблять супрессивное действие цитостатика азатиоприна на антителогенез и клеточно-опосредованную иммунную реакцию, что выражается в повышении иммунологических показателей. Исследуемое средство не изменяет показатели иммунитета у интактных мышей [32, 34].

Доказано, что экстракт Астрагала перепончатого является перспективным средством профилактики и лечения острого вирусного миокардита, вызванного вирусом Коксаки группы B: он тормозит репликацию коксаки-вируса В-2 в культуре клеток сердца крыс на раннем этапе инфицирования [44]. Астрагалозид IV из корней Астрагала перепончатого in vitro дозозависимо подавляет репликацию аденовируса HAdV-3 (human adenovirus type 3) в клетках A549 [45].

Интересные данные были получены при изучении экстракта подземной части Астрагала перепончатого. Установлено, что его экстракт увеличивает число стволовых клеток в костном мозге и лимфоидных тканях, стимулирует их развитие в активные иммуноциты, индуцирует продукцию иммуноглобулинов, фагоцитарную активность ретикулоэндотелиальной системы [47]. Имеются также данные, свидетельствующие о том, что внутривенное введение полисахаридной фракции из корня Астрагала перепончатого полностью устраняет экспериментальную циклофосфамидную иммуносупрессию [43, 47]. Доказано, что сапонины корней этого растения подавляют рост клеток рака толстой кишки человека НТ-29 и аденокарциномы желудка in vitro посредством стимуляции апоптоза через каспазный механизм [38, 39, 42]. Сумма полисахаридов Астрагала перепончатого в высокой дозе (25 мг/мл) уменьшает жизнеспособность клеток рака печени HepG2 [49].

Установлено, что экстракт из корней Астрагала перепончатого (75 мкг/мл) и выделенный из растения астрагалозид IV in vitro на культуре эндотелиальных клеток пупочной вены человека стимулируют пролиферацию и миграцию. In vivo на крысах с перевязкой левой передней нисходящей артерии сердца экстракт Астрагала в дозе 50 и 100 мг/кг при введении в течение 3, 7 и 14 дней тормозит развитие сердечного фиброза, снижает объем инфарктной зоны и увеличивает плотность капилляров и артериол, а также способствует неоваскуляризации в поврежденном участке ткани [50].

В работе Ж. Алдармаа (1999) изучен спектр психотропного действия Астрагала монгольского (Astragalus mongholicus). Установлено, что экстракт и отвар этого растения обладают выраженной анксиолитической активностью, которая сочетается с антиамнестическими и антидепрессивными свойствами. Анксиолитический эффект Астрагала монгольского сравним с антиконфликтным действием феназепама. Показано, что отвар и экстракт растения имеют противосудорожное (по отношению к коразолу) действие, не оказывая при этом седативного и миорелаксантного действия. При исследовании влияния Астрагала монгольского на электрическую активность головного мозга было установлено, что он проявляет сходство с «дневными» транквилизаторами, усиливая медленную активность мозга (в дельта-диапазоне) и вызывая замедление тета-ритма (ритма напряжения). Установлено, что экстракт усиливает апоморфиновую гипотермию, что свидетельствует об участии дофаминергических механизмов в реализации его действия. Об участии ГАМК-ергической системы в проявлениях его активности говорит защитное действие Астрагала монгольского при судорогах, вызванных коразолом, бикукуллином и тиосемикарбазидом [1].

Следует отметить, что на основе экстрактов растений рода Astragalus созданы различные биологические активные добавки (БАД), которые применяются в клинической медицине. Так, например, биологически активные добавки «Астрагал» и настойка «Женьшень с астрагалом» обладают адаптогенной активностью, при этом наиболее выраженная активность отмечена у комплексного средства «Женьшень с астрагалом» [13]. А также выявлено, что настойка «Женьшень с астрагалом» обладает защитными антигипоксическими и антиоксидантными свойствами и оказывает эффективное влияние на процессы перекисного окисления липидов и показатели антиоксидантной защиты в условиях окислительного стресса [15].

Установлено, что селенсодержащее средство «Астрагал» обладает выраженными иммуномодулирующими свойствами, блокирует процессы свободнорадикального окисления и активирует эндогенную антиоксидантную систему организма. Курсовое введение фитосредства «Астрагал» на фоне иммунодефицитного состояния оказывает иммуномодулирующее действие [12].

В работе С.Т. Кохан и Е.В. Намоконова (2010) [14] представлены результаты исследования содержания жирных кислот липидов сыворотки крови больных с внебольничной пневмонией в условиях селенодефицита. Предложен способ фармакологической коррекции процессов липопероксидации и содержания селена в биологических жидкостях путем использования в комплексной терапии селеносодержащей биологически активной добавки драже «Астрагал». Использование селеносодержащего средства в комплексной терапии внебольничных пневмоний приводит к нормализации соотношений между полиненасыщенными и насыщенными жирными кислотами (ЖК) липидов сыворотки крови, что связано с антиоксидантным эффектом данного препарата.

Заключение

Таким образом, представители рода Astragalus имеют богатейший химический состав [23] и как следствие — широкий спектр воздействия на функциональные системы организма. В доступной нам литературе отсутствуют данные о применении экстрактов Астрагала лисьего в эксперименте и клинической практике, несмотря на то, что Астрагал лисий (Astragalus vulpinus Willd.), произрастающий в Астраханской области, помимо комплекса биологически активных соединений, таких как алкалоиды, сахара, флавоноиды, тритерпеновые сапонины, селен и иное, содержит микроэлементы Cu и Mn [11]. Это позволяет ожидать новые виды биологической активности его экстрактов, а также определяет актуальность и направление дальнейшего исследования, связанного с изучением функциональной активности нервной и иммунной систем в условиях стресса под влиянием биологически активных веществ Астрагала лисьего (Astragalus vulpinus Willd.).

Рецензенты:

Сухенко Л.Т., д.б.н., доцент, профессор кафедры биотехнологии, зоологии и аквакультуры ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет», г. Астрахань;

Кондратенко Е.И., д.б.н., профессор, декан биологического факультета ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет», г. Астрахань.