Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ИЗУЧЕНИЕ ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЛИСАХАРИДНЫХ ФРАКЦИЙ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ И ШИШЕК ЕЛИ ОБЫКНОВЕННОЙ

Гуляев Д.К. 1 Лялина Н.В. 1 Рудакова И.П. 1 Белоногова В.Д. 1
1 ГБОУ ВПО «Пермская Государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской федерации
Проведено исследование полисахаридных фракций древесной зелени и шишек ели обыкновенной. Полисахаридные фракции получали из сырья, собранного в Ильинском районе Пермского края в 2014 г. Древесную зелень собирали в сентябре, а шишки — в июле. Первая фракция представлена водорастворимым полисахаридным комплексом, вторая представлена пектиновыми веществами. Определение группового состава углеводного комплекса древесной зелени и шишек ели обыкновенной проводили с помощью антрон-серного метода. Установлено, что в древесной зелени преобладает фракция пектиновых веществ (3,25%), а в шишках — фракция водорастворимых полисахаридов (1,55%). Результаты определения острой токсичности позволяют отнести водорастворимый полисахаридный комплекс древесной зелени и шишек к классу малотоксичных веществ (ЛД50>5000 мг/кг). Малая токсичность полученных фракций, позволяет использовать данные вещества в медицинских целях без вреда для организма. Определена противовоспалительная активность полисахаридных фракций древесной зелени и шишек ели обыкновенной. Противовоспалительную активность определяли на крысах массой 180–220 г обоего пола, на модели острого воспалительного отека, вызванного субплантарным введением в заднюю лапу крысы 1%-ного раствора каррагенина. Полисахаридные фракции показали достаточно высокую противовоспалительную активность. Самой активной оказалась фракция водорастворимых полисахаридов шишек (процент торможения 65%).
противовоспалительная активность
шишки
древесная зелень
Ель обыкновенная
1. Гуляев Д.К., Белоногова В.Д., Коротков И.В. Оптимизация стандартизации ели обыкновенной шишек // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6.
2. Гуляев Д.К., Белоногова В.Д., Коротков И.В. Фармакогностическое изучение древесной зелени и шишек ели обыкновенной // Вестник ПГФА. 2013. С. 44–47.
3. Гуляев Д.К., Белоногова В.Д., Коротков И.В. Фитохимическое исследование древесной зелени ели обыкновенной // Сборник научно-практической конференции с международным участием, посвященный тридцатилетию ЯГМА, Состояние и перспективы оптимизации и эффективности в фармакогнозии, технологии, клинике». Ярославль. 2014. С. 74–76.
4. Ефимова Л.А., Крылова С.Г., Зуева Е.П., Хотимченко Ю.С., Хотимченко Ю.М. Экспериментальное исследование противовоспалительного и анальгезирующего действия некрахмального полисахарида пектата кальция // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2010. Т. 73, № 4. С. 23–26.
5. Криштанова Н.А., Сафонова М.Ю., Болотова В.Ц., Павлова Е.Д., Саканян Е.И. Перспективы использования растительных полисахаридов в качестве лечебных и лечебно-профилактических средств // Вестник ВГУ. №1. 2005. С. 212–221.
6. Миронов А.Н. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. – М.: Гриф и К. 2012. – 944 с.
7. Несмеянова В.А., Хорлина А.Я. Методы исследования углеводов. М. Мир, 1975. С. 445.
8. Оводов Ю.С. Полисахариды цветковых растений: структура и физиологическая активность // Биоорганическая химия.1998. Т. 24. № 7. С. 483–501.
9. Хотимченко Ю.С., Ермак И.М., Бедняк А.Е. и др. Фармакология некрахмальных полисахаридов // Вестник ДВО РАН. 2005. № 1. С. 72–82.
10. Хотимченко М.Ю., Коленченко Е.А. Эффективность низкоэтерифицированного пектина при токсическом поражении печени, вызванном введением свинца // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2007. Т. 144, № 7. С. 65–67.
11. Huang R., Du Y., Yang J., Fan L. Influence of functional group on the in vitro anticoagulant activity of chitosan sulfate // Carbohydr. Res. 2003. Vol. 338. P. 483-489.
            В настоящее время большое внимание уделяется изучению полисахаридов растений с перспективой их медицинского применения [4, 5,10, 11].

            Ель обыкновенная является одним из основных источников деловой древесины. На каждый кубометр древесины приходится до 500 кг отходов, основную часть их (до 250 кг) составляют древесная зелень (охвоенные ветви) и шишки. Отходы лесозаготовки, оставленные на лесосеке, приводят к снижению эффективности использования лесных ресурсов. Древесная зелень и шишки ели обыкновенной содержат достаточно большое количество фармакологически активных веществ [1-3].

Полисахариды растительного происхождения обладают противовоспалительной активностью [9]. Противовоспалительное действие растительных полисахаридов связано с изменением проницаемости сосудистой стенки в очаге воспаления, стимуляцией фагоцитоза, ускорением процессов синтеза, активацией ферментных систем.

            Целью нашего исследования является изучение острой токсичности и противовоспалительной активности полисахаридных фракций древесной зелени и шишек ели обыкновенной.

Материалы и методы

            Объектами исследования служили образцы древесной зелени и шишек ели обыкновенной. Образцы древесной зелени были собраны в Ильинском районе Пермского края в сентябре 2014 г., образцы шишек — в июле 2014 г.

Полисахаридные фракции выделяли по методу Н.К. Кочеткова [7]. Навеску воздушно-сухого сырья измельчали до размера частиц диаметром 2 мм. Для удаления низкомолекулярных сахаров и фенольных соединений навеску сырья около 100 г предварительно экстрагировали спиртом 80%  в соотношении 1:10 в течение 1 ч.

Из шрота после извлечения низкомолекулярных сахаров и фенольных соединений экстрагировали водорастворимый полисахаридный комплекс водой очищенной в соотношении 1:10 при температуре 80°С. Экстракцию повторяли 2 раза в тех же условиях. Объединенные экстракты упаривали под вакуумом и осаждали водорастворимый полисахаридный комплекс трехкратным количеством спирта 96%-ного.

            Шрот после выделения водорастворимого полисахаридного комплекса экстрагировали в течение 1 ч смесью 0,25%-ного раствора аммония оксалата и 0,25%-ного раствора щавелевой кислоты (1:1) в соотношении 1:10. Экстракцию повторяли дважды в тех же условиях. Извлечения объединяли, упаривали под вакуумом и осаждали протопектины добавлением четырехкратного количества спирта 96%-ного. Полученные фракции очищали многократным промыванием спиртом 80%-ным.

            Определение группового состава углеводного комплекса проводили по методике [8]. Для удаления низкомолекулярных сахаров и фенольных соединений навеску сырья около 10,0 г (точная навеска) предварительно экстрагировали спиртом 80%-ным  в соотношении 1:10 в течение 1 ч.

            Определение водорастворимого полисахаридного комплекса (ВРПК). Из шрота после спиртовой экстракции ВРПК получали экстрагированием водой очищенной дважды по 100 мл в течение 1 ч. Извлечение фильтровали в мерную колбу вместимостью 200 мл и доводили до метки тем же экстрагентом (раствор А). 2 мл раствора А переносили в центрифужную пробирку, приливали 8 мл спирта 96%-ного и нагревали на кипящей водяной бане в течение 10 мин. После охлаждения содержимое пробирки центрифугировали в течение 10 мин со скоростью вращения 3000 об/мин. Надосадочную жидкость сливали, а осадок продували в пробирке горячим воздухом до удаления следов этанола. К осадку приливали 4 мл 0,2%-ного раствора антрона в  серной кислоте концентрированной, нагревали на кипящей водяной бане в течение 10 мин. Содержимое пробирки после охлаждения переносили в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводили до метки спиртом 96%-ным (раствор Б).

            Определение пектиновых веществ. Шрот после водной экстракции обрабатывали смесью 0,5%-ных растворов кислоты щавелевой и аммония оксалата (1:1) 3 раза по 80 мл в течение 1,5 ч и далее по схеме определения водорастворимых полисахаридов.

            Оптическую плотность раствора Б измеряли на спектрофотометре  при длинах волн 424 нм (водорастворимые полисахариды), 430 нм (пектиновые вещества) в кювете с толщиной слоя 10 мм. В качестве раствора сравнения использовали 4 мл 0,2%-ного раствора антрона в серной кислоте концентрированной, выдержанной в тех же условиях, что и опытная смесь.

             Содержание групп углеводов (Х) в пересчете на арабинозу и абсолютно сухое сырье рассчитывали  по формуле:

 , где

А – оптическая плотность исследуемого раствора; kv – коэффициент разбавления (2500 – водорастворимые полисахариды, 5000 – пектиновые вещества); 0,91 – коэффициент гидролиза; Е – коэффициент пересчета на моносахарид (Ara – 67); m – масса навески сырья, г; W – потеря в массе при высушивании сырья, %.

Определение противовоспалительной активности проводили на крысах массой 180–220 г. обоего пола (группа включала 6 животных) на модели острого воспалительного отека, вызванного субплантарным введением в заднюю лапу крысы 0,1 мл 1%-ного водного раствора каррагенина.

            Увеличение объема стопы, свидетельствующее о развитии отека, оценивали онкометрически [6] до введения и через 4 ч после введения раствора каррагенина. Исследуемые вещества вводили перорально в дозе 50 мг/кг за 1 ч до введения флогогенного агента. Контролем служили животные, не получавшие препарата. Статистическую обработку проводили по методу Стьюдента.

            На основе полученных результатов определяли эффект торможения в процентах к контрольному уровню. О наличии противовоспалительного действия судили по выраженности торможения воспалительной реакции. Если этот показатель был больше 30%, результат учитывался как положительный.

Результаты и обсуждение

Таблица 1

Содержание  отдельных фракций  полисахаридов в древесной зелени и шишках ели обыкновенной, %

Фракция

Древесная зелень

Хвоя

Ветви

Шишки

ВРПК

0,70±0,1

2,88±0,23

0,48±0,18

1,51±0,26

Пектиновые вещества

3,25±0,18

1,99±0,12

1,25±0,25

0,98±0,11

            Установлено, что в древесной зелени ели обыкновенной больше содержится пектиновых веществ, а в шишках больше ВРПК. Кроме того, были получены полисахаридные фракции отдельно из хвои и ветвей. Содержание ВРПК в хвое оказалось значительно выше, чем в той же навеске древесной зелени. Содержание пектиновых веществ, наоборот, было меньше, чем в той же навеске древесной зелени. В ветвях наблюдается похожее соотношение по содержанию полисахаридных фракций, что и в древесной зелени.

Таблица 2

Определение острой токсичности полисахаридных фракций ели обыкновенной

Фракция

ЛД50, перорально (мг/кг)

Класс токсичности

 ВРПК шишек

>5000

Малотоксично

 Пектиновые вещества шишек

3250

Малотоксично

 ВРПК древесной зелени

>5000

Малотоксично

 Пектиновые вещества древесной зелени

815

Малотоксично

            Результаты исследования острой токсичности позволяют отнести полисахаридные фракции древесной зелени и шишек ели обыкновенной к классу 4 малотоксичных веществ. ВРПК шишек и древесной зелени обладает гораздо меньшей токсичностью (ЛД50 >5000) по сравнению с пектиновыми веществами, полученными из тех же органов.   Самой токсичной оказалась фракция пектиновых веществ древесной зелени (815 мг/кг).

Таблица 3

Противовоспалительная активность полисахаридных фракций ели обыкновенной

Фракция

% прироста стопы через 4 ч

% торможения через 4 ч

ВРПК шишек

37,6±12,9

 р<0,001

65

ВРПК древесной зелени

49,7±9,9

 р<0,001

54,6

Пектиновые вещества шишек

55,3±4,9

р<0,001

49,5

Пектиновые вещества древесной зелени

52,3±11,5

р<0,001

52,2

Контроль

109,5±4,7

 

р – достоверность в сравнении с контролем

Данные таблицы 2 демонстрируют достаточно высокий уровень противовоспалительной активности фракций комплекса полисахаридов древесной зелени и шишек ели обыкновенной.

            Самой активной фракцией оказалась фракция ВРПК шишек, процент торможения 65%. ВРПК древесной зелени тормозит образование отека в сравнении с контролем на 54,6%. Пектиновые вещества древесной зелени и шишек оказались менее активными.        

Рис. 1. Процент прироста стопы

            На диаграмме видно, что на фоне введения полисахаридных фракций прирост стопы, вызванный субплантарным введением в заднюю лапу крысы 0,1 мл 1%-ного водного раствора каррагенина, через 4 ч значительно уменьшается по сравнению с контролем. Торможение отека составляет 49,5–65% в зависимости от фракции.

            Учитывая, что ВРПК шишек и древесной зелени отнесен к классу малотоксичных веществ, возможно применение данной фракции в качестве противовоспалительного средства при практически отсутствующем вреде для организма.

Заключение

1. В результате изучения содержания полисахаридных фракций установлено, что в древесной зелени ели обыкновенной содержится больше пектиновых веществ, а в шишках выше содержание водорастворимого полисахаридного комплекса.

2. Установлено что водорастворимый полисахаридный комплекс древесной зелени и шишек ели обыкновенной является менее токсичным ЛД50 >5000 мг/кг, чем пектиновые вещества.

3. Установлено, что самой активной фракцией, проявляющей противовоспалительный эффект, является  ВРПК шишек (торможение отека 65%). Остальные фракции показали активность с процентом торможения около 50%.

Рецензенты:

Солонинина А.В., д.фарм.н., профессор, заведующая кафедрой УЭФ, ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Пермь;

Хомов Ю.А., д.фарм.н., профессор кафедры фармацевтической химии ФДПО и ФЗО, ГБОУ ВПО «Пермская государственная фармацевтическая академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Пермь.


Библиографическая ссылка

Гуляев Д.К., Лялина Н.В., Рудакова И.П., Белоногова В.Д. ИЗУЧЕНИЕ ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЛИСАХАРИДНЫХ ФРАКЦИЙ ДРЕВЕСНОЙ ЗЕЛЕНИ И ШИШЕК ЕЛИ ОБЫКНОВЕННОЙ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 1-2. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=19958 (дата обращения: 07.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074