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

RESEARCH OF MEMBRANESTABILIZING ACTIVITY OF LIPOSOMAL FORM OF BERGENIA CRASSIFOLIA EXTRACT AND IT INFLUENCE ON MONOOXYGENASE SYSTEM OF LIVER MICROSOMES OF ANIMALS UNDER COLD STRESS

Bolshunova E.A. 1 Lamazhapova G.P. 1 Zhamsaranova S.D. 1
1 FSBAA HPA “East Siberia State University of Technology and Management”, 670013, 40v Klyuchevskaya str., Ulan-Ude, Buryatia, Russia
Extract from Bergenia crassifolia’ black leaf was included into liposomal structures containing natural polyunsaturated fatty acids. In in vitro experiment membranestabilizing activity of liposomal form of phytoextract was investigated. As shown by this study, liposomal form of plant extract has a marked protective effect on the erythrocytes membranes during disruption in a model of peroxide hemolysis. The state of the livermonooxygenase system of rats adapted to cold was assessed. The experiment revealed that long-term cold stress in rats was accompanied by increasing of medinal sleep duration, while the liposomal form of phytoextract able to activate monooxygenase system, which was manifested in a decrease in medinal sleep duration of experimental animals compared with controls.
Bergenia crassifolia
liposomes
liposomal form of phytoextract
cold stress
monooxygenase system
cytochrome P-450
medinal.
Введение

Уровень здоровья людей не только в России, но и в мире вызывает обеспокоенность в последнее время. Абсолютно здоровыми считаются 5-7 % от общей численности населения, 70-75 % имеют одно-два хронических заболевания в стадии устойчивой ремиссии. Такая отрицательная статистика является следствием развития человечества, которое не успевает приспосабливаться к нарастающему информационному потоку, регулярным стрессорным раздражителям и неблагоприятным экологическим влияниям. Защитная (адаптационная) система человека подвергается постоянным перегрузкам, при этом скорость восстановления функциональных резервов (адаптационного потенциала) организма недостаточна для их восполнения. Формируется и прогрессирует неспособность адаптационной системы к адекватным защитным реакциям организма в ответ на повреждающие влияния внешней среды. Нарушается нормальная адаптация организма человека, что является начальной стадией развития хронических болезней [1]. Особенно большое значение это имеет в условиях северных широт и в зимний период. При этом изучение биохимических механизмов нарушений при холодовом стрессе важно для поиска путей восстановления и повышения адаптационных возможностей различных ферментативных систем организма. В этом аспекте особого внимания заслуживает монооксигеназная цитохром Р-450-содержащая система печени, выполняющая функцию детоксикации в организме. Цитохром P-450 может рассматриваться как специфический внутриклеточный рецептор, запускающий через образуемые при его же участии эндогенные биологически активные вещества (стероидные гормоны, метаболиты витаминов А и D, окись азота и др.) важнейшие системные процессы, в том числе процессы адаптации [9]. Расширение возможных путей использования природных адаптогенов и повышение их фармакологической эффективности является весьма актуальным на сегодняшний день.

Среди перспективных компонентов для получения средств повышенной биологической ценности важная роль может быть отведена бадану толстолистному. В состав черных листьев бадана входят вещества, обладающие адаптогенными, антистрессорными, антиоксидантными и иммуномодулирующими свойствами [4, 10].

Известно, что липосомы являются нетоксичными, высокоэффективными переносчиками лекарственных веществ [6]. Жир байкальской нерпы богат полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК) и может быть использован при получении липосомальных структур.

Целью работы явилось определение мембранстабилизирующей активности липосомальной формы экстракта из черных листьев бадана толстолистного и состояния монооксигеназной системы печени экспериментальных животных в условиях адаптации организма к холоду при применении данного средства.

Материалы и методы исследования

Экспериментальные исследования проводились на белых беспородных крысах обоего пола массой 150-200 г из питомника филиала №5 ГНЦ «Институт биофизики» федерального управления «Медбиоэкстрем» при Минздраве России, г. Ангарск. Животные находились в стандартных условиях содержания в виварии на обычном рационе [8]. Эксперименты осуществляли в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» [7].

Экстракт сухой из черных листьев бадана, собранных в Прибайкальском районе Республики Бурятия в весенний период 2009-2010 гг., был получен по методике Лубсандоржиевой П-Н.Б. [4].

В работе были использованы липосомы на основе фосфолипидов печени нерпы, содержащие в своем составе триацилглицеролы жира байкальской нерпы в концентрации 200 мкг/мл (в пересчете на жир нерпы); липосомы, нагруженные сухим экстрактом из черных листьев бадана толстолистного; водный раствор сухого экстракта из черных листьев бадана толстолистного.

Изучение адаптационных реакций животных проводили при помощи модели длительного холодового воздействия. Ежедневно в утренние часы животных на 3 часа помещали в климатокамеру при температуре минус 15±2°С при 50 % влажности в течение 21 дня. В работе камеры создавался постоянный режим охлаждения и предусматривалась подача воздуха для предупреждения кислородной гипоксии.

Одновременно исследовали 5 групп животных: 1 - интактная - находилась в стандартных условиях вивария; остальные группы подвергали охлаждению по приведённой выше схеме: 2 - контрольная; 3 - подопытная - ежедневно перед помещением в климатокамеру крысам перорально вводили экстракт бадана толстолистного (ЭБТ) в объеме 0,5мл; 4 - подопытная - перорально вводили липосомы (ЛС) в объеме 0,5мл; 5 - подопытная - перорально вводили липосомальную форму экстракта черных листьев бадана толстолистного (ЛС+ЭБТ) в объеме 0,5 мл.

Мембраностабилизирующую активность средства определяли с использованием методов in vitro по выраженности перекисного гемолиза эритроцитов, вызываемого реактивом Фентона [3].

С целью оценки монооксигеназной системы печени проводили исследования по продолжительности мединалового сна при однократном интраперитонеальном введении крысам мединала в дозе 60 мг/кг [5].

Полученные цифровые данные обрабатывали статистически с использованием непараметрических (Вилкоксона - Манна - Уитни) [2] и параметрических (Стьюдента - с помощью компьютерной программы Jandel SigmaPlot32) критериев. Различия считали достоверными при вероятности 95 % (p≤0,05).

Результаты исследований и их обсуждение

Исследования по определению влияния липосомальной формы ЭБТ, хранившейся при t=+40C, на перекисный гемолиз эритроцитов проводили с периодичностью в один месяц по приведенным выше методикам. Данные эксперимента представлены в таблице 1.

Таблица 1. Мембраностабилизирующая активность липосомальной формы ЭБТ

 

Перекисный гемолиз, ед. опт. пл.

Сроки хранения, мес

0

1

2

3

4

5

6

контроль

0,391± 0,024

Липосомальная форма экстракта из черных листьев бадана толстолистного

0,137± 0,012*

0,154± 0,011*

0,224± 0,015*

0,243± 0,014*

0,334± 0,021*

0,378± 0,018

0,472± 0,026

Примечание: * - достоверное отклонение значения от контроля.

В результате проведенных исследований установлено, что липосомальная форма ЭБТ оказывала выраженное ингибирующее влияние на гемолиз эритроцитов, вызванный реактивом Фентона, причем мембраностабилизирующее действие сохранялось на высоком уровне до 5 месяцев хранения (табл. 1). Об этом свидетельствовало уменьшение степени перекисного гемолиза эритроцитов на 60,62; 42,72; 37,86; 14,58 и 3,33 % при сроках хранения 1, 2, 3, 4, 5 месяцев, соответственно, по сравнению с контролем. Как видно из представленных данных, к концу 5-го месяца хранения липосомы теряли свою мембраностабилизирующую активность, приближаясь к значениям контроля.

Учитывая, что свободные радикалы, образующиеся в реакции Фентона, индуцируют перекисное окисление липидов клеточных мембран и как следствие этого приводят к гемолизу эритроцитов, можно полагать, что в основе механизма мембраностабилизирющего действия ЛС+ЭБТ лежит ингибирование процессов свободнорадикального окисления биологических мембран в аналогичные сроки хранения.

При изучении влияния мединалового сна всем животным вводили раствор диэтилбарбитурата натрия (мединала) из расчета 300 мкл на 20 г массы тела. Испытуемые средства вводили за час до эксперимента по обычной схеме, приведенной выше. Фиксировали продолжительность сна. Результаты полученных данных отражены на рисунке 1.

Рис. 1. Показатели продолжительности мединалового сна крыс в условиях холодового стресса и введения изучаемых средств

При холодовом стрессе было отмечено увеличение продолжительности мединалового сна в 2,6 раза по сравнению с интактом. При введении ЭБТ данный показатель уменьшался в 1,6 раз по сравнению с контролем. При введении ЛС также наблюдалось уменьшение продолжительности мединалового сна в 1,4 раза по сравнению с контролем. Аналогичная ситуация обстояла и в случае введения животным ЛС+ЭБТ: было отмечено уменьшение данного показателя в 2 раза по сравнению с контролем, в 1,3 раза по сравнению с ЭБТ и в 1,4 раза по сравнению с ЛС.

Мединал, являясь лекарственным препаратом, с одной стороны, стимулирует активность монооксигеназ, с другой - обеспечивает достаточно быстрый возврат их индуцированной активности к исходному уровню. Все это может говорить о том, что мединал, увеличивая эффект индукции ферментов при холодовом стрессе, может влиять на фармакокинетику исследуемых средств. Из результатов эксперимента видно, что липосомальная форма экстракта из черных листьев бадана толстолистного оказывает возбуждающее действие на центральную нервную систему, и, тем самым, на выработку ферментов печени, в частности, укорачивает мединаловый экспериментальный сон. Вероятно, это связано с действием находящихся в составе черных листьев бадана толстолистного флавоноидов и арбутина. Проведенные исследования позволяют нам также сделать вывод о том, что эффект корригирующего действия при введении ЛС+ЭБТ более выражен, чем при введении ЭБТ и ЛС.

Заключение

Таким образом, на основании проведенных исследований можно заключить, что липосомальная форма экстракта из черных листьев бадана толстолистного обладает выраженной мембраностабилизирующей  активностью, проявляет антиоксидантные свойства в условиях холодового стресса. Результаты данных исследований по оценке монооксигеназной системы подтверждают положение о том, что эффективность стимуляторов адаптационного ответа связана не только с их способностью индуцировать резистентность организма, но и с оксидантными свойствами. Воздействие холода изменяет спектр цитохрома P-450 и связанную с ним монооксигеназную активность в сторону увеличения продолжительности мединалового сна. ЛС+ЭБТ, благодаря наличию в своем составе фенольных соединений и ПНЖК, наоборот, активирует монооксигеназную систему, что проявляется в уменьшении продолжительности сна крыс.

Липосомальная форма экстракта черных листьев бадана толстолистного может быть рекомендована в качестве профилактического средства, снижающего выраженность стресс-синдрома, для повышения устойчивости организма к воздействию экстремальных факторов, и, в частности, холода.

Рецензенты:

  • Шантанова Лариса Николаевна, д.б.н., профессор, профессор кафедры анатомии и физиологии Бурятского государственного университета, г. Улан-Удэ.
  • Мондодоев Александр Гаврилович, д.м.н., вед. науч. сотр. лаборатории экспериментальной фармакологии Института общей и экспериментальной биологии СО РАН, г. Улан-Удэ.