Структура и объём диссертации
Диссертационная работа изложена на 351 страницах текста компьютерного набора и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований (8 глав), заключения, общих выводов, списка литературы, приложений А, Б и В (55 страниц). Работа иллюстрирована 31 таблицей и 89 рисунками. Библиографический список включает 649 источников, из которых 416 публикации иностранных авторов.
Материалы и методы исследования
В качестве объектов исследования служили индивидуальные флавоноиды: кверцетин (фирмы Merk), диосмин, гесперидин, выделенные из растительного сырья (Vicia tanuifolia (variabilis) Roth. и кожуры цитрусовых), сумма, содержащая арабиноглюкозид - и ксилоглюкозид диосметина, которая условно названа флавицином и СЭ, полученные из надземной части горошка обрубленного - Vicia abbreviate Fish. ex Spreng. (Vicia truncatula Fich. ex Bieb), сем. бобовых - Fabaceae на кафедре органической химии ГОУ ВПО "Пятигорской ГФА Росздрава" под руководством доктора фармацевтических наук, профессора Э.Т. Оганесяна. С помощью физико-химических методов анализа: температуры плавления, УФ-, ИК - и ПМР - спектроскопии, тонкослойной (ТСХ) и бумажной (БХ) хроматографии, пробы смешения, подтверждено строение выделенных веществ [Хочава М.Р., 2001, Шаренко О.М., 2005]. СЭ представляет собой порошок темно-коричневого цвета с приятным специфическим запахом, содержащий 5,12 - 5,67% флавицина [Шаренко О.М., 2005]. Для стандартизации предложен метод количественного спектрофотометрического определения суммы флавоноидов в сухом извлечении при 410 нм, ошибка которого находится в пределах 3,09-3,55%. В качестве препарата сравнения использовали карсил.
|
|
|
Опыты проведены на 1050 белых беспородных и линии Wistar половозрелых крысах обоего пола массой 170-240 г. (по 10-12 животных контрольных групп и 6-8 опытных групп) и 80 белых мышах обоего пола массой 25-30 г. (по 10 мышей в группе). Животные содержались в условиях вивария Пят ГФА, Волгоградского государственного медицинского университета и государственного учреждения "Российского кардиологического научно-производственного комплекса Минздрава РФ" г. Москва с естественным световым режимом на стандартной диете [ГОСТ Р 50258-92], с соблюдением "Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях" [2007] и правил лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ [ГОСТ Р 51000.3-96, ГОСТ Р 51000.4-96]. Забой животных проводился согласно требований "Международных рекомендаций по проведению медико-биологических исследований с использованием животных" [2007].
Определение эффективной дозы проведено на модели острого CCl4 -гепатитогепатоза, который воспроизводили путём введения per os с помощью зонда 3 раза через день 50% раствора CCl4 в вазелиновом масле в дозе 0,15 мл/100 г массы тела животного. Гесперидин, диосмин, флавицин, кверцетин исследовали в диапазоне доз 25, 50, 100 и 200 мг/кг, СЭ - 100, 200, 300 и 500 мг/кг при пероральном введении в виде водной суспензии по лечебно-профилактической схеме: в течение 7 дней до CCl4, а затем на фоне воспроизведения модели (5 дней). Исследуемые флавоноиды и СЭ вводили ежедневно в одно и то же время до кормления животных за 1 час до введения гепатотоксина. Установленные эффективные дозы были выбраны для дальнейших исследований и составили для индивидуальных веществ - 100 мг/кг (менее 1/60 от LD50), для СЭ - 300 мг/кг (менее 1/20 от LD50). Карсил изучали в дозе 100мг/кг.
|
|
|
Острое поражение печени этанолом воспроизводили курсовой алкоголизацией крыс-самок путём 2-х кратной внутрибрюшинной инъекции 33% раствора этанола в сутки в дозе 0,75 мл/100г массы тела животного в течение 7 дней [Спрыгин В.Г., Кушнерова Н.Ф., 2002]. Исследуемые флавоноиды, СЭ и карсил животным вводили в эффективных дозах за 5 дней до введения этанола, а затем совместно с ним (7 дней).
Курсовое поение здоровых животных флавоноидами, СЭ и карсилом осуществляли в течение 12 дней в эффективных гепатопротекторных дозах.
|
|
|
Хроническую алкоголизацию проводили путем перорального введения 40% этилового спирта в дозе 14 мл/кг [Мансурова И.Д., 1985] в течение 60 дней. Лечебное действие СЭ изучали в дозе 300 мг/кг в сравнении с карсилом в дозе 100 мг/кг. Через сутки после 60-дневной алкоголизации (исходный контроль), через 7, 14 и 21 день лечебного применения СЭ и карсила проводили забой животных опытных и соответствующих контрольных групп. Контролем служили животные, которые продолжали получать только 40% этанол в дозе 14 мл/кг также 7, 14 и 21 день.
Оценку эффективности гепатозащитного действия проводили по степени нормализации биохимических показателей основных патологических синдромов, наблюдающихся при поражениях печени: цитолиза - активности в сыворотке АлАт, АсАт, КФ, ФЛА2, ГДГ, соотношению АсАт/АлАт; холестаза - активности в сыворотке крови ЩФ, g-ГТП, содержанию билирубина и его фракций (прямого и непрямого билирубина), мезенхимального воспаления - определение белковых фракций, соотношения альбумины/глобулины и тимоловой пробы в сыворотке крови; печеночно-клеточной недостаточности, характеризуя состояние белково-синтетической и метаболической функций печени по показателям белкового (содержание общего белка, альбуминовой фракции и активности ХЭ, содержанию мочевины в сыворотке крови), углеводного (содержание глюкозы в крови и гликогена в печени) и липидного (содержание холестерина, ТРГ в сыворотке крови, содержание ТРГ и ФЛ в печени) обменов. В качестве маркеров хронизации патологического процесса в печени определяли компоненты соединительной ткани: содержание в печени общего оксипролина (ОП) и содержание гликозаминогликанов (ГАГ) в сыворотке крови. Кроме этого, изучали гистоморфологическую картину органа при окраске препаратов гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону для выявления компонентов соединительной ткани и суданом III для выявления липидов. Микрофотосъемку гистологических препаратов производили на микроскопе MICROS AUSTRIA (Австрия) цифровой фотокамерой "Olympus" (Япония). Об эффективности гепатозащитного действия судили также по гибели животных контрольных групп и животных, получавших гепатопротекторы.
|
|
|
Для сравнения эффективности гепатозащитного действия исследуемых флавоноидов, СЭ и карсила рассчитывали процент гепатопротекции по изученным биохимическим показателям в отдельности и в целом с учетом всех показателей по формуле: 
х 100%, где Н - коэффициент гепатопротекции, О - значение показателя в опытных группах, получавших совместно СС14 и гепатопротекторы, К - значение показателя у животных, получавших только СС14 (патологический контроль), N - значение показателя у интактных животных (нормальный контроль). Чем больше величина данного критерия приближалась к 100%, тем более эффективным считалось гепатозащитное действие.
Интенсивность ПОЛ изучали по содержанию ТБК-активных продуктов в печени и сыворотке крови, диеновых конъюгатов (ДК) в печени, интенсивности спонтанного и Fe2+-аскорбатиндуцированного ПОЛ в постъядерной фракции печени (ПФП). Оценку антиоксидантной системы (АОС) проводили путём определения активности в ПФП каталазы, супероксиддисмутазы (СОД), глутатион-S-трансферазы (Г-S-Т), глутатионредуктазы (ГР), глутатионпероксидазы (ГП): общей, Se-зависимой и Se-независимой, НАДФ+-редуктазы при использовании в качестве субстратов малата (МДГ), глюкозо-6-фосфата (Г-6-ФДГ) и изоцитрата (ИЦДГ), содержанию глутатиона восстановленного (GSH) в печени, по общей антиокислительной активности (АОА) сыворотки крови и резистентности эритроцитов к спонтанному гемолизу. Для количественной оценки дисбаланса в системе ПОЛ/АОС рассчитывали коэффициент окислительного стресса как отношение произведения показателей ПОЛ к произведению показателей АОС, выраженных в относительных единицах к норме [Давыдов Б.В., 1991], принимая, что при сохранении баланса в системе ПОЛ/АОС коэффициент (К) = 1.
Состояние энергообмена изучали по содержанию глюкозы, гликогена, пирувата, лактата, АТФ в печени и активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ), цитохром-с-оксидазы (ЦТО) и Mg 2+ - АТФ-азы в митохондриальной фракции печени. Антитоксическую функцию печени оценивали, измеряя активности ферментов метаболической трансформации ксенобиотиков - НАДН: K3 [Fe (CN) 6] -редуктазы, НАДФН: неотетразолий (НТ) - редуктазы, N-деметилазы, n-гидроксилазы в микросомальной фракции печени.
Изучение антиоксидантного действия гесперидина, диосмина, флавицина и кверцетина in vitro проведено на модели Fe2+‑индуцированного ПОЛ в липосомальной системе, полученной на основе фосфатидилхолина.
Изучение влияния флавоноидов на содержание радикалов NO в печени и в организме в целом проводили методом ЭПР при использовании Fe3+ДЭТК2 и Fe3+МГД2 в качестве ловушек в норме и после индукции ПОЛ CCl4.
Изучение влияния гесперидина и флавицина на печеночный кровоток проведено в норме при их пероральном введении в дозе 100 мг/кг и в условиях стимуляции ацетилхолином (0,01 мг/кг) и блокады нитро-L-аргинином (10 мг/кг) синтеза эндогенного оксида азота при введении анализаторов и флавоноидов (30 мг/кг) в левую бедренную вену.
Эндотелийпротективное действие гесперидина, диосмина, флавицина и кверцетина изучено в условиях моделирования дисфункции эндотелия в результате экстирпации матки с придатками у крыс-самок, вызывающей недостаточность половых гормонов. Исследуемые вещества вводили перорально в течение 4-хнедель после кастрации в дозе 100 мг/кг. Препаратом сравнения служил сулодексид с доказанной эндотелиопротективной активностью в дозе 30 ЕВЛ/кг (единицы высвобождения липопротеидлипазы). О влиянии флавоноидов на эндотелиальную дисфункцию судили по реакции сосудов на введение ацетилхолина (0,01 мг/кг), L-аргинина (100 мг/кг), нитро - L-аргинина (10 мг/кг) и нитроглицерина (0,007 мг/кг), и определяли скорость формирования тромба в сосудах по времени тромбообразования, вызванного аппликацией на стенку общей сонной артерии 50% раствора хлорида железа (III).
Измерение кровотока осуществлялось на предварительно наркотизированных этаминал-натрием (40 мг/кг) крысах с помощью ультразвукового допплерографа, датчика УЗОП-010-01 (рабочая частота 25МГц) и компьютерной программой ММ-Д-КMinimax Doppler v.1.7 (Санкт-Петербург, Россия).
Определение вязкости крови, агрегации тромбоцитов, индуцированной АДФ (5 мкМ) и индекс агрегации эритроцитов проводили с использованием реологических методов с применением регистрирующей аппаратуры: анализатор крови реологический (АРп-01, Россия), двухканальный лазерный анализатор агрегации (НПФ "Биола" LA-230-2, Россия), лазерный коагулометр ("Минилаб-701", Россия).
Антифибротическое действие СЭ исследовали на модели хронического поражения печени СС14 (пероральное введение 50% масляного раствора СС14 9 раз, дважды в неделю в дозе 2,0 мл/кг массы тела) при его лечебном применении в дозе 300 мг/кг в сравнении с карсилом в дозе 100 мг/кг по измерению биохимических маркеров соединительной ткани (ОП и ГАГ) и обнаружению ее элементов на гистологических препаратах печени через 7, 14 и 21 день лечения. Отдаленные результаты лечения были изучены через 2 месяца после 21-дневного курса лечения.
Для оценки желчеобразовательной функции печени СЭ вводили в дозе 300 мг/кг 12 дней здоровым животным, а также на фоне острого поражения печени СС14: 50% масляный раствор СС14 вводили подкожно в дозе 0,4 мл/100 г массы тела, 1 раз в сутки, 4 дня. Определяли объем и состав (содержание желчных кислот - ЖК и холестерина) выделенной желчи с расчетом холато-холестеринового коэффициента.
Статистическую обработку результатов проводили с помощью параметрического критерия t Стьюдента с определением средней арифметической (М) и ее стандартной ошибки (m), непараметрического критерия Манна-Уитни и коэффициента линейной корреляции.
Основное содержание работы
Сравнительное изучение эффективности гепатозащитного действия флавоноидов, СЭ из V. abbreviate ( truncatula) и их влияния на развитие окислительного стресса в условиях острого поражения печени тетрахлорметаном.
Тетрахлорметан является наиболее известным гепатотоксином, применяемым для моделирования заболеваний печени. Он подвергается микросомальному окислению при участии цитохрома Р450 с образованием электрофильных алкилирующих интермедиатов и свободных радикалов, способных индуцировать ПОЛ и модифицировать биомолекулы в результате ковалентного связывания с ними. Как установлено в наших исследованиях, в результате введения СС14 наблюдался сдвиг про-антиоксидантного равновесия в сторону усиления ПОЛ (повышение содержания ТБК-продуктов и ДК, интенсивности Fe2+-аскорбатиндуцированного ПОЛ ПФП) с истощением АОЗ (падение активностей СОД, каталазы, ГП, Г-S-Т, НАДФ+-редуктаз, содержания GSH, АОА сыворотки крови), развитие гипоксического состояния с усилением анаэробного гликолиза и нарушением аэробной продукции энергии на уровне митохондрий (повышение соотношения лактат/пируват, снижение содержания глюкозы и гликогена в печени, снижение активности СДГ, ЦТО и повышение Мg2+-АТФазы), угнетение реакций микросомального окисления (снижение активностей N -деметилазы, n-гидроксилазы, НАДФН - НТ-редуктазы). Это сопровождалось развитием тяжелого поражения печени с проявлениями синдромов цитолиза (повышение активности ФЛА2, КФ, АлАт, АсАт и соотношения АсАт/АлАт), холестаза (повышение активности ЩФ, g-ГТП, содержания общего билирубина, особенно фракции прямого билирубина), мезенхимального воспаления (диспротеинемия с увеличением глобулиновой фракции белков сыворотки крови и повышение тимоловой пробы), жировой дистрофии (увеличение количества ТРГ при снижении ФЛ в печени) и печеночно-клеточной недостаточности (уменьшение общего белка и особенно альбуминов в крови, снижение активности ХЭ, повышение фракции прямого билирубина в крови и содержания мочевины). На гистоморфологической картине также обнаруживались изменения, характерные для поражения печени ССl4: жировая и белковая дистрофия, очаги некроза, локализованные преимущественно в центральной зоне печеночной дольки, признаки воспалительной реакции (инфильтрация мононуклеарами), нарушения кровообращения в микрососудах (агрегация эритроцитов, стазы крови), поражения эндотелия синусоидов. На основании полученных данных можно говорить, что при введении крысам тетрахлорметана в печени развивался острый токсический активный гепатит с очаговой жировой дистрофией гепатоцитов (гепатитогепатоз). Количество погибших животных в этой группе составило 62,5%.
Лечебно-профилактическое применение флавоноидов, СЭ и карсила в эффективных дозах на фоне острого CCl4-гепатитогепатоза в разной степени влияло на восстановление биохимических показателей основных патологических синдромов поражения печени СС14, что отражает таблица 1, в которой знаком "+" обозначена полная нормализация показателя, отнесенного к тому или иному синдрому, "±" - неполная нормализация и "-" - отсутствие эффекта (показатель достоверно не отличается от такового у животных с патологией), а также указаны средние проценты гепатопротекции по синдромам. Видно, что в отношении устранения синдрома цитолиза флавицин, кверцетин и карсил проявили более выраженное действие, чем гесперидин и диосмин. Но флавицин, диосмин и гесперидин превосходили кверцетин и карсил по влиянию на развитие холестаза. Активацию мезенхимы кверцетин и карсил предупреждали более эффективно, чем флавицин, диосмин и гесперидин. Но флавицин и диосмин превышали действие кверцетина, гесперидина и карсила по влиянию на развитие синдрома печеночно-клеточной недостаточности. СЭ практически полностью нормализовал все изученные показатели.
Для количественной сравнительной оценки эффективности гепатозащитного действия флавоноидов, СЭ и карсила в целом были рассчитаны средние значения коэффициентов гепатопротекции с учетом всех биохимических показателей. Исходя из среднего процента гепатозащитной активности, наибольшей эффективностью в условиях СС14-гепатитогепатоза обладают флавицин (92%) и сухой экстракт (95%), что достоверно превышает действие карсила (61%) в 1,5-1, 6 раза и кверцетина (77%) в 1, 2 раза, и подтверждается процентом выживших животных, составившим для флавицина, диосмина и сухого экстракта 100%, кверцетина - 92%, гесперидина и карсила - 83%.
Таблица 1 Восстановление показателей основных патологических синдромов при лечебно-профилактическом введении биофлавоноидов, СЭ и карсила в условиях острого СС14-гепатитогепатоза у крыс
| синдромы вещества | Цитолиз (АлАт, АсАт, КФ, ФЛА2) | Холестаз (ЩФ, g-ГТП, ПБ) | Мезенхи- мальное воспаление (глобулины, альбумины /глобулины, ТП)
| Печеночно-клеточная недостаточность | ||
| синтети-ческая функция (общ. белок, альбуми- ны, ХЭ) | обезвре- живающая функция (моче- вина, НПБ) | метаболическая функция (глюкоза сыв., гликоген печ., ТРГ сыв., ТРГ печ., ФЛ печ) | ||||
| Гесперидин, 100мг/кг | ± - ± + | + - + | ± ± - | ± ± ± | - + | - ± ± ± + |
| % восстановления | 64,3 | 65,6 | 46 | 61 | 56,8 | 71 |
| Диосмин, 100 мг/кг | ± - + + | + + + | + + ± | + + ± | + + | ± + ± ±+ |
| % восстановления | 82,9 | 91,2 | 73,8 | 78,6 | 105,3 | 79 |
| Флавицин, 100 мг/кг | + + + + | + + + | + + ± | + + + | + + | + + ± ±+ |
| % восстановления | 89,9 | 98,5 | 75,7 | 83,4 | 107,5 | 101,1 |
| Кверцетин, 100 мг/кг | + + + + | - ± ± | + + + | + + ± | + - | + + ± ± ± |
| % восстановления | 95,3 | 45,4 | 93,1 | 77,7 | 67,6 | 77,2 |
| Сухой экстракт, 300 мг/кг | + + + + | + + + | + + + | + + + | + + | + + + + + |
| % восстановления | 93,5 | 99,6 | 96,7 | 88,3 | 104,6 | 99,2 |
| Карсил, 100 мг/кг | + + + + | ± - ± | + + + | + + ± | + - | - ± ± + |
| % восстановления | 93,6 | 48,4 | 96,7 | 71 | 65,1 | 36,3 |
| Примечение "+" - полная нормализация показателя; ±" - неполная нормализация; "-" - отсутствие эффекта | ||||||
Гистоморфологические исследования также свидетельствуют о более высоком защитном действии флавицина и СЭ, при применении которых отмечались наименьшие патогистологические изменения в печени крыс.
В гистологической картине печени крыс, получавших карсил, имелись признаки более выраженного воспаления, нарушения микроциркуляции и жирового перерождения, а также отмечалось наличие ступенчатых некрозов и нарушение цитоархитектоники печёночных балок. При анализе влияния исследуемых веществ, обладающих различной степенью гепатозащитного действия, на развитие окислительного стресса при остром СС14
| Показатели ПОЛ |
|
| Показатели АОС |
|
| Примечание: 100% - контроль - CCl4-гепатитогепатоз |
 - достоверно по отношению к интактным значениям
|
 - достоверно по отношению к патологическому контролю
|
Рисунок 1 - Влияние биофлавоноидов, СЭ и карсила на систему ПОЛ - АОС при остром СС14-гепатитогепатозе у крысгепатитогепатозе, были установлены различные варианты изменения прооксидантной и антиоксидантной составляющей данного процесса (рис.1, таблица 2).
Так, флавицин и СЭ нормализовали все изученные показатели ПОЛ и практически все показатели неферментативного и ферментативного звеньев АОС. Кверцетин так же,
как и флавицин и СЭ, полностью сдерживал интенсификацию ПОЛ, но при этом не влиял на активность ряда важнейших антиоксидантных ферментов (СОД, каталаза, Г-S-Т). Напротив, диосмин, значительно более эффективно, чем кверцетин, нормализовал ферментативное звено АОС (на уровне контроля оставалась только активность Г-6-ФДГ), но в меньшей степени снижал прооксидантный потенциал. Гесперидин и карсил не полностью нормализовали как показатели ПОЛ, так и системы АОЗ, особенно ее ферментативного звена: у крыс, получавших гесперидин и карсил на уровне контроля находились активности ферментов как 1-ой линии защиты (Г-S-Т и СОД, ГП, Г-S-Т соответственно), так и ферментов, поставляющих восстановительные эквиваленты для "работы" ГП и Г-S-Т (Г-6-ФДГ, ИЦДГ и МДГ соответственно), так что при этом и общая НАДФ+-редуктазная активность полностью не восстанавливалась, в отличие от применения остальных гепатопротекторов (рис.1).
Оценка восстановления про-антиоксидантного равновесия с помощью расчета коэффициента окислительного стресса (таблица 2) показала, что его значения стали почти равными единице в результате применения флавицина и СЭ. Наиболее высокие коэффициенты имели животные, получавшие гесперидин (17,4) и карсил (10,7). При этом выявлена тесная корреляция между коэффициентом окислительного стресса и процентом гепатопротекторной активности (r= - 0,85±0,26, Р<0,05). Можно сделать вывод, что выраженность гепатозащитного действия существенным образом связана со степенью восстановления про-антиоксидантного равновесия: чем в большей степени наблюдается восстановление баланса в системе ПОЛ-АОС, тем выше степень защитного действия. Обращает на себя внимание, что прооксидантную составляющую окислительного стресса кверцетин снижал в большей степени (до 0,54), чем флавицин (0,92) и СЭ (1,07) но коэффициент окислительного стресса при его введении был почти в 2 раза выше (3,4) из-за недостаточного восстановления АОС. Это свидетельствуют в пользу того положения, что большее значение для защиты печени имеет не просто снижение и подавление ПОЛ, а восстановление той
Таблица 2 - Значения коэффициента окислительного стресса и процента гепатопротекции у животных с CCl4-гепатитогепатозом и при введении биофлавоноидов, СЭ из V. truncatula и карсила
| Группы животных | Прооксиданты (ТБК - акт. продукты печ. x ДК печ), в отн. ед. к норме | Антиоксиданты (СОД x каталаза x ГП x Г-S-Т печ), в отн. ед. к норме | К, про-/антиоксид. | % гепато-протекции |
| Интактные | 1 | 1 | 1 | |
| СС14-гепатитогепатоз | 34,8 | 0,091 | 382 | |
| Введение гесперидина, 100 мг/кг | 5,38 | 0,31 | 17,4 | 65 |
| Введение диосмина, 100 мг/кг | 2,98 | 0,48 | 6,2 | 84 |
| Введение флавицина, 100 мг/кг | 0,92 | 0,78 | 1,2 | 92 |
| Введение кверцетина, 100 мг/кг | 0,54 | 0,16 | 3,4 | 77 |
| Введение СЭ, 100 мг/кг | 1,07 | 0,56 | 1,9 | 95 |
| Введение карсила, 100 мг/кг | 1,75 | 0,16 | 10,7 | 61 |
Регуляции интенсивности свободнорадикального окисления и поддержание того равновесия в системе ПОЛ/АОС, которое существуют в норме. Полученные результаты демонстрируют существенную роль не только собственно антиоксидантного действия флавоноидов, но и усиления эндогенных механизмов АОЗ для поддержания и восстановления про-антиоксидантного равновесия в условиях окислительного стресса.
Исследуемые нами флавоноиды и СЭ при их лечебно-профилактическом применении в условиях острого CCl4-гепатитогепатоза, так же, как и карсил, тормозили анаэробные процессы и улучшали аэробный путь производства энергии. При применении гесперидина, диосмина, флавицина, кверцетина и СЭ достоверно уменьшалось соотношение лактат/пируват на 37%, 66%, 87%, 79% и 85% соответственно, повышались активности митохондриальных ферментов: СДГ на 86%, 113%, 239%, 119% и 119%; ЦТО - на 131%, 379%, 402% и 228% соответственно и содержание АТФ в печени на 41%, 63%, 67%, 112% и 64% соответственно. Видно, что в наименьшей мере снижал процессы анаэробиоза и повышал содержание АТФ в печени гесперидин. Карсил также уступал, по некоторым показателям, изученным флавоноидам и СЭ: снижал соотношение лактат/пируват на 78%, увеличивал активность ЦТО и содержание АТФ на 191% и 22% соответственно и не влиял на активность СДГ.
Преодолению окислительного стресса способствовало также и то, что исследуемые вещества восстанавливали работу микросомальной монооксигеназной и редуктазной электрон-транспортных цепей, что позволяет нормализовать как продукцию свободных радикалов, так и детоксикационную функцию печени. Более полное восстановление активностей N-деметилазы и n-гидроксилазы при применении флавицина и СЭ, возможно, объясняется тем, что при этом в наибольшей степени обеспечивается защита системы цитохромов Р450 от деградации.
Таким образом, полученные результаты демонстрируют, что выраженность гепатозащитного действия при остром поражении печени СС14 тесно связана со способностью восстанавливать про-/антиоксидантное равновесие за счет повышения эффективности эндогенной системы АОЗ и сопряженных с ней процессов энергообеспечения и детоксикации, что является существенным в механизме гепатопротекторной активности флавоноидных соединений и СЭ. Флавицин и СЭ в условиях СС14-гепатитогепатоза нормализуют или улучшают практически одни и те же показатели, т.е. их действие сходно как в качественном, так и количественном отношении. В отношение показателей белкового обмена и активации мезенхимы СЭ несколько превышает действие флавицина, что возможно связано с наличием в его составе дополнительных компонентов, например, целого ряда аминокислот, в. т. ч. незаменимых.
Сравнительное изучение эффективности гепатозащитного действия флавоноидов, СЭ из V. abbreviate ( truncatula) и их влияния на развитие окислительного стресса при остром алкогольном поражении печени
Как известно, алкогольное поражение печени в большой степени обусловлено окислительной деградацией этанола, протекающей в этом органе [Буеверов А.О., 2002, Калинин А.В., 2005, French S. W., 2000, Lieber C. S., 2005] при участии алкогольдегидрогеназы и микросомальной монооксигеназной системы. Избыточное поступление этанола приводит к накоплению ацетальдегида и повышению образования свободных радикалов в микросомальных е--транспортных цепях, что приводит к усилению ПОЛ, истощению антиоксидантных ресурсов и повреждению биомембран свободными радикалами и продуктами ПОЛ, что и определяется понятием окислительного стресса.
Было установлено, что в результате 7-дневной алкоголизации наблюдалось повышение N-деметилазной и НАДФН-НТ-редуктазной активностей на 145% и 57%, вероятно, вследствие индукции изоформы цитохрома Р450 2Е I, участвующей в окислении этанола [Мальцев А.Н. и др., 2001], что происходит в результате систематического злоупотребления алкоголем. Одновременно было выявлено повышение интенсивности индуцированного ПОЛ ПФП на 128% и содержания ТБК-активных продуктов в сыворотке крови на 114%, хотя в печени содержание ТБК-активных продуктов и ДК достоверно не изменилось. Это сопровождалось падением эффективности АОЗ на различных уровнях - снижением активности СОД на 41%, каталазы на 50%, общей активности ГП на 51%, Г-S-Т на 38%, содержания GSH на 48%, а также произошло снижение активности основных ферментов, поставляющих восстановительные эквиваленты для глутатионредуктазной реакции: МДГ - на 43%, Г-6-ФДГ - на 75% и ИЦДГ - на 57%. При этом коэффициент окислительного стресса увеличился до 62,5, что указывало на развитие синдрома пероксидации. Наряду с этим, как и при остром CCl4-гепатитогепатозе, происходило формирование тканевой гипоксии, о чём свидетельствовало более чем пятикратное увеличение соотношения лактат/пируват, снижение содержания в печени глюкозы и гликогена, являющееся результатом высокой интенсивности анаэробного гликолиза и гликогенолиза, а также падение активности ферментов митохондрий (СДГ и ЦТО) и интенсивности процесса окислительного фосфорилирования (рост Mg2+-АТФазной активности) и, как следствие, уменьшение содержания АТФ (-59%).
Выявленные изменения биохимических показателей в результате 7-дневного введения 33% этанола крысам-самкам свидетельствовали о развитии поражения печени с проявлением признаков тех же основных патофизиологических синдромов, что и при СС14-гепатитогепатозе: цитолиза, холестаза, мезенхимального воспаления (с вовлечением иммунного компонента) и печеночной недостаточности. Данные изменения были выражены в меньшей степени, чем при воздействии СС14, и во многом совпадали с теми, которые наблюдаются у больных с разными формами алкогольной болезни печени.
При исследовании гистологических препаратов также выявлялись определённые морфологические признаки, характерные для алкогольного поражения печени: перивенулярное поражение гепатоцитов с баллонной дистрофией и некрозом с превалированием признаков "эозинофильной дегенерации", хотя телец Мэллори, явлений жировой дистрофии, а также перицеллюлярного фиброза обнаружено не было, что свидетельствовало о развитии острого токсического поражения печени умеренной степени тяжести.
Исследуемые флавоноиды и СЭ при алкогольном поражении печени также проявили гепатозащитные свойства. Данные таблицы 3 свидетельствуют что, гесперидин уступал всем остальным веществам, а флавицин и СЭ, наоборот, превосходили их по влиянию на восстановление практически всех показателей синдромов цитолиза, холестаза, мезенхимального воспаления, белково-синтетическую и метаболическую функции печени.
Как и при СС14-гепатитогепатозе, кверцетин и карсил превышали действие диосмина на цитолиз и мезенхимальное воспаление и дополнительно на белково-синтетическую функцию печени, но диосмин был более эффективным по воздействию на холестаз и метаболическую функцию печени (углеводный и липидный обмены), чем кверцетин и карсил, что отчетливо видно по средним процентам восстановления показателей соответствующих синдромов.
По коэффициенту гепатопротекции с учетом всех биохимических показателей исследуемые вещества по эффективности гепатопротекторного действия при остром алкогольном поражении печени можно расположить в следующей последовательности: сухой экстракт (97%), флавицин (96%), диосмин (78%), кверцетин (70%), карсил (69%) и гесперидин (38%). Флавицин и СЭ имеют достоверно более высокие коэффициенты гепатопротекции, чем кверцетин (70%) и карсил (69%) в 1,4 раза. Процент выживших животных при применении карсила в ходе 7-дневной алкоголизации был ниже (66,7%), чем при применении диосмина (83,3%), флавицина (100%) сухого экстракта (100%).
Таблица 3 Восстановление показателей основных патологических синдромов при лечебно-профилактическом введении биофлавоноидов, сухого экстракта и карсила в условиях острого алкогольного поражения печени у крыс
| синдро - мы вещества | Цитолиз (АлАт, АсАт, КФ, ФЛА2) | Холестаз (ЩФ, g-ГТП, ПБ) | Мезенхимальное воспаление (глобулины, альбумины /глобулины, ТП)
| Печеночно-клеточная недостаточность | |
| белково-синтетическая функция (общ. белок, альбумины, ХЭ, мочевина) | метаболическая функция (глюкоза сыв., гликоген печ., ТРГ сыв., ТРГ печ., ФЛ печ) | ||||
| Гесперидин, 100мг/кг | + - + + | - ± | ± - | ± - ± ± - | - + - |
| % восстановления | 63,4 | 26,1 | 16,3 | 26,5 | 35,7 |
| Диосмин, 100 мг/кг | + + + + | - + + | + ± ± | + ± + ± | ++ + + + |
| % восстановления | 93,4 | 84,4 | 54,9 | 54,5 | 84,3 |
| Флавицин, 100 мг/кг | + + + + | + + + | + ± + | + + + ± | + + + + + |
| % восстановления | 115,6 | 101,9 | 82,9 | 65,6 | 107,6 |
| Кверцетин, 100 мг/кг | + + + + | - ± + | + - ± | + + + ± | + ± + + - |
| % восстановления | 100,8 | 55,2 | 67,2 | 59 | 75,3 |
| Сухой экстракт, 300 мг/кг | + + + + | + + + | + + + | + + + + | + + + + + |
| % восстановления | 96,3 | 94,8 | 105,1 | 94,6 | 95,0 |
| Карсил, 100 мг/кг | + + + + | + - + | + ± ± | + + ± + | - + + - |
| % восстановления | 108,7 | 65,3 | 84,1 | 56,3 | 29,0 |
| Примечение "+" - полная нормализация показателя; "±" - неполная нормализация; "-" - отсутствие эффекта | |||||
Как и при CCl4-гепатитогепатозе, при алкогольном поражении печени, исследуемые флавоноиды, СЭ и карсил способствовали нормализации интенсивности ПОЛ и активности АОС (рис.2). При этом во всех случаях наблюдалась полная нормализация содержания ТБК-активных продуктов в сыворотке крови и
| Показатели ПОЛ |
|
| Показатели АОС |
|
| Примечание: 100% - контроль - алкогольное поражение печени |
| - достоверно по отношению к интактным значениям
|
| - достоверно по отношению к контролю
|
| Обозначения как на рис.1 |
Рисунок 2 - Влияние биофлавоноидов, СЭ и карсила на систему ПОЛ - АОС при остром алкогольном поражении у крыс уменьшение накопления МДА при Fe2+аскорбатиндуцированном ПОЛ ПФП, за исключением животных, получавших гесперидин (накопление оставалось выше нормы на 62%).
В отношении восстановления ферментативной АОЗ можно отметить значительное сходство в действии диосмина, флавицина и СЭ. При применении флавицина и СЭ при алкогольной интоксикации на уровне нормальных значений находились практически все показатели АОС: СОД, каталаза, ГП общ., Г-S-Т, GSH, общая НАДФН+-редуктазная активность (малат+глюкозо-6-фосфат+изоцитрат) с выраженной степенью подъема Г-6-ФДГ. Лишь активность ИЦДГ при применение СЭ не достигала интактных значений, но при этом активность Г-S-Т и ГР были достоверно выше нормы и контроля соответственно. Действие диосмина характеризовалось несколько меньшей эффективностью: из перечисленных показателей не полностью восстановились общая НАДФ+-редуктазная активность (в основном из-за ИЦДГ) и активность ГП. То же самое можно отметить и в действии кверцетина, но, кроме этого, не полностью восстанавливалась активность каталазы и оставались на низком уровне активности Г-S-Т, ГР и ИЦДГ. Под влиянием гесперидина и карсила наблюдалась полная нормализация СОД и каталазы, практически в равной мере повышалось содержание GSH. При действии гесперидина отмечалось некоторое увеличение активности ГП, но при введении карсила активность данного фермента не изменилась по сравнению с животными, получавшими только этанол. В то же время, гесперидин не повлиял на активность Г-S-Т, а карсил нормализовал ее. В отношении НАДФ+-редуктазных активностей при применении гесперидина отмечалось увеличение до нормы МДГ при неизмененной активности ИЦДГ. В то же время карсил усиливал активность ИЦДГ, не влияя на МДГ и Г-6ФДГ. В силу этого и общая НАДФ+-редуктазная активность при их введении восстанавливалась не в полной мере.
Коэффициент окислительного стресса в результате применения флавоноидов, СЭ и карсила значительно уменьшился по сравнению с животными, получавшими только алкоголь (таблица 4). При введении флавицина и СЭ он был даже ниже 1. Наиболее высокие показатели коэффициента окислительного стресса, как и в опытах с поражением печени СС14, имели животные, получавшие гесперидин (3,26) и карсил (3,2), для которых установлена и меньшая эффективность гепатозащитного действия при алкогольном поражении печени.
Таблица 4 - Значения коэффициента окислительного стресса и процента гепатопротекции у животных с алкогольной интоксикацией и при введении биофлавоноидов, СЭ и карсила
| Группы животных | Прооксиданты (ТБК - акт. продукты сыв. x ТБК - акт. продукты печ. x ДК печ. x ПОЛ ПФП), в отн. ед. к норме | Антиоксиданты (СОД x каталаза x ГП x Г-S-Т печ), в отн. ед. к норме | К, про-/антиоксид. | % гепато-протекции |
| Интактные | 1 | 1 | 1 | |
| Алкогольная интоксикация | 5,6 | 0,0896 | 62,5 | |
| Введение гесперидина, 100 мг/кг | 1,18 | 0,36 | 3,26 | 38 |
| Введение диосмина, 100 мг/кг | 1,34 | 0,60 | 2,23 | 78 |
| Введение флавицина, 100 мг/кг | 0,79 | 1,13 | 0,70 | 96 |
| Введение кверцетина, 100 мг/кг | 0,58 | 0,22 | 2,63 | 70 |
| Введение СЭ, 100 мг/кг | 0,91 | 1,44 | 0,63 | 97 |
| Введение карсила, 100 мг/кг | 1,28 | 0,40 | 3, 20 | 69 |
Таким образом, вывод о важности поддержания про-антиоксидантного равновесия и значимости усиления собственных механизмов АОЗ при действии повреждающих факторов, нашел свое подтверждение и в опытах с алкогольным поражением печени. Корреляция между коэффициентом окислительного стресса и процентом гепатопротекции составила - 0,81±0,29, Р<0,05, доказывая наличие достаточно существенной связи между эффективностью гепатозащитного действия и степенью восстановления про-антиоксидантного равновесия.
Интенсивность анаэробного пути окисления углеводов при алкогольном поражении печени на фоне применения флавоноидов, СЭ и карсила была значительно снижена, а также наблюдались восстановительные процессы в митохондриях печени и повышалось содержание АТФ. Более выраженное восстановление показателей энергетического обмена наблюдалось у животных под влиянием флавицина и СЭ, применяемых на фоне 7-дневной алкоголизации: соотношение лактат/пируват снизилось на 88% и 91%, содержание АТФ увеличилось на 127% и 106%, активности СДГ - на 135% и 137% и ЦТО - на 63% и 55% соответственно по отношению к контролю, что достоверно не отличалось от соответствующих значений у интактных животных.
В условиях алкогольной интоксикации было выявлено индуцирующее влияние на цитохром-Р450-зависимые реакции: гесперидина и карсила - на N-деметилазную (+22% и +97%) и n-гидроксилазную активности (+289% и +420%); кверцетина - на N-деметилазную активность (+131%); СЭ - на n-гидроксилазную активность (+519%). При применении флавицина и диосмина все те изменения в данных реакциях микросомального окисления, которые были вызваны введением этанола, полностью устранялись: снижалась активность N-деметилазы (-51% и - 42%) и повышалась активность n-гидроксилазы (+153% и +150%) до уровня нормы (указаны проценты изменения по сравнению с контролем, получавшим только этанол).
Таким образом, наибольшая эффективность гепатозащитного действия при алкогольном поражении печени, которая превышает таковую карсила, выявлена у флавицина и СЭ. Сравнительный анализ показывает, что чем в большей степени вещества восстанавливают про-антиоксидантное равновесие и устраняют метаболические сдвиги, развивающиеся вследствие усиления окислительного метаболизма алкоголя, тем более выраженным гепатозащитным действием они обладают. Важным в защите печени от повреждающего воздействия в результате оксидативного стресса является не только собственный антиоксидантный эффект соединений, но и способность поддерживать высокую активность эндогенной антиоксидантной системы, нарушение функционирования которой, приводит к срыву компенсации и развитию синдрома пероксидации.
Изучение антиоксидантного действия флавоноидов, сухого экстракта из V. abbreviate ( truncatula) и карсила in vitro и их влияния на системы АОЗ, энергетического обмена и детоксикации in vivo в условиях нормы
Исследования, проведённые in vitro и на здоровых животных после курсового введения флавоноидов, СЭ и карсила в эффективных гепатопротекторных дозах, позволили установить следующее: I. Гесперидин, диосмин и флавицин подавляют Fe2+-индуцированное ПОЛ в системе липосом и являются менее сильными антиоксидантами прямого действия, чем кверцетин (IC50 равно соответственно 7,0×10-2М, 4,9×10-2М, 4,9×10-3М и 6,3×10-5М). II. В результате курсового введения исследуемых флавоноидов в организме животных регистрируется:
1) снижение ТБК-активных продуктов крови; снижение активности антирадикальных и антиперекисных ферментов (СОД и ГП);
2) усиление глутатионовой системы (увеличение содержания GSH, активности ГР и НАДФ-редуктаз в печени);
3) снижение соотношения лактат/пируват и содержания глюкозы в печени;
4) повышение активности Mg2+АТФазы в митохондриях печени без снижения АТФ в этом органе;
5) повышение активности ферментов микросомального окисления.
Многие из выявленных эффектов флавоноидов проистекают, на наш взгляд, из природы химических свойств этих соединений, а именно способности участвовать в обратимых окислительно-восстановительных превращениях, проявляя как водороддонорные, так и водородакцепторные свойства. В силу этого биофлавоноиды могут формировать самостоятельные редокс-системы типа фенол-семихинон-хинон, что дает им возможность снижать количество и/или образование свободных радикалов и интенсивность ПОЛ и, вероятно, позволяет создавать в клетке резерв окисленных никотинамидных коферментов (NAD+; NADР+), которые могут обеспечить усиление метаболических реакций и поддержание пула восстановленного GSH, что повышает мощность эндогенной АОС. Формирование самостоятельных редокс-систем и усиление энергопродукции в ходе гликолиза может определять антигипоксическое действие флавоноидов, что помогает устранить усугубляющее влияние гипоксии и энергодефицита при развитии окислительного стресса.
Таким образом, исходя из полученных результатов, можно заключить, что механизм защитного действия биофлавоноидов против окислительного стресса, развивающегося при токсических поражениях печени, является многоплановым и многообразным. Это и прямое антиоксидантное действие в силу антирадикальных и хелатирующих свойств данных соединений. Это и непрямая защита путём активирования эндогенной системы АОЗ и детоксикации, а также повышение неспецифической устойчивости путём улучшения энергопродукции, защиты митохондрий и SH-групп белков от окислительного повреждения. Такое опосредованное повышение активности естественных защитных систем может иметь немаловажное значение в ускорении адаптации организма к действию повреждающих факторов среды. Следует подчеркнуть, что более значимым является активирование эндогенной защитной системы и оптимизация ее работы, чем собственная АОА соединений, что может достигаться, согласно последним данным литературы [Меньщикова Е.Б. и др., 2006], через активирование флавоноидами антиоксидант-респонсивного элемента (ARE), присутствующего в промоторах многих индуцибельных генов в ответ на окислительный и химический стресс.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 116; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!