УДК 61 615.244, 65 615.322, 65 615.917, 65 615.099
Гепатопротекторный компонент в защитном действии препаратов родиолы розовой при хронической интоксикации ФОС
, ,
Лаборатория биологически активных соединений НИИ фармации Первого Московский Государственный Медицинский Университет имени , Москва.
, аспирант лаборатории биологически активных соединений НИИ фармации ПМГМУ им. , 119991, Москва, , к. 30-21, (495) 609-14-00 (доб. 30-21), e-mail: *****@***com
В статье освещается изучение гепатопротекторного компонента в защитном действии препаратов родиолы розовой (Rhodiola rosea L.), как природного, так и биотехнологического происхождения, при хронической интоксикации фосфорорганическими соединениями. Эксперимент проводился в два этапа на белых нелинейных крысах-самцах, в течение одиннадцати недель. Препараты вводились внутрижелудочно, в виде деалкоголизированных, разведённых дистиллированной водой растворов. Оценка повреждения печени проводилась по гистоморфологическим, биохимическим и энзимологическим показателям. Полученные результаты показали высокую защитную эффективность лечебно-профилактического применения препаратов родиолы розовой в отношении индуцированных фосфорорганическими соединениями печеночных поражений. Приведены статистически обработанные данные. По своему гепатопротекторному действию препарат из культуры тканей не уступал официнальному жидкому экстракту родиолы.
Ключевые слова: родиола розовая, фосфорорганические соединения, печень, токсичность, биомасса культуры ткани.
Hepatoprotective component in protective action of preparations from Rhodiola rosea during chronic intoxication by organophosphorous compounds.
Kosin S. V., Krendal F. P., Gretskiy S. V., Levina L. V.
Laboratory of Bioactive Compounds of Institute of Pharmacy of
First Moscow State Medical University n. a. I. M. Sechenov
The article deals with the study of hepatoprotective component in protective action of plant and biotechnological preparations from golden root (Rhodiola rosea L.) during chronic intoxication by organophosphorous compounds. Experiment was held in two stages on white non-pedigree rats during eleven weeks. Preparation were administrated intragastrically in a form of dealchogolized distilled water diluted solutions. Liver lesion assessment was evaluated by histomorphologic, biochemical and enzymological measurements. High protective efficiency of healing application of preparations from Rhodiola rosea against organophosphates inducted hepatic affect is shown. Statistically processed data is parison of intensity of hepatoprotective action of officinal fluid extract and biomass of tissue culture preparation showed no difference in intensity.
Keywords: Rhodiola rosea, organophosphorous compounds, liver, toxicity, biomass of tissue culture.
В настоящее время значительно участились контакты человека с токсическими агентами [6, 9, 10]. В минимизации последствий химических загрязнений особую роль играет система лечебно-профилактических мероприятий, актуальность которых возрастает при длительном воздействии на человека малых доз ксенобиотиков через объекты окружающей среды. Наносимый при этом ущерб здоровью пострадавших, может быть не менее тяжелым, чем при масштабных катастрофах [3, 6, 8].
В ряду наиболее опасных антропогенных ядов стоят фосфорорганические соединения, многие из которых широко применяются в медицине, быту и сельском хозяйстве, используются в качестве боевых отравляющих веществ. Фосфорорганические соединения, в большинстве своем липофильные вещества, легко поступают в организм любым путем, проникают через гистогематические барьеры и распределяются во всех органах и тканях [13]. Обезвреживание фосфорорганических соединений происходит с помощью различных гидролаз, содержащихся в печени. Около 50 % фосфорорганических соединений, метаболизируется по типу «летального синтеза» [6].
Ведущую роль в механизме токсического действия фосфорорганических соединений играет их антихолинэстеразный эффект, однако оно не ограничивается холинергическими механизмами, особенно при хронических отравлениях. В частности, фосфорорганические соединения вызывают токсическое поражение печени, что сопровождается активацией процессов перекисного и свободно радикального окисления в печени, мембранотоксическим действием на гепатоциты, нарушением функциональной и структурной сохранности печени [6, 7, 11].
Специфические антидоты фосфорорганических соединений не всегда устраняют постинтоксикационные нарушения. Кроме того, они сами достаточно токсичные препараты с множеством отрицательных побочных эффектов. Затрудняет их профилактическое применение и то, что порой невозможно предсказать время и место возникновения источника фосфорорганической интоксикации [4].
В связи с этим растет интерес к средствам, повышающим неспецифическую адаптацию к ксенобиотикам, в том числе и к фосфорорганическим соединениям. В ряду таких средств, особое место занимают фитоадаптогены, в частности родиола розовая. В проведенных ранее исследованиях препараты родиолы розовой проявили высокую лечебно-профилактическую эффективность при хронических интоксикациях фосфорорганическими соединениями: хлорофосом и карбофосом [6, 7].
В связи с тем, что важную роль в механизме токсического действия фосфорорганических соединений при хроническом отравлении играет, в том числе, их гепатотоксическое действие, было предположено, что и в защитном от фосфорорганических соединений эффекте препаратов родиолы существенное значение имеет их гепатопротекторное действие. Ранее в экспериментах с модельными поражениями печени они в значительной мере предупреждали развитие печеночных патологий, стимулировали регенерацию печеночной ткани и ускоряли восстановление нарушенных функций печени [6, 7].
Целью данного исследования являлось сравнительное изучение гепатопротекторных свойств официнального жидкого экстракта родиолы розовой и настойки биомассы культуры ткани родиолы розовой при интоксикации фосфорорганическими соединениями.
Материалы и методы исследования. Эксперименты были выполнены на белых нелинейных крысах-самцах массой 200-225 г. В работе были изучены официнальный экстракт родиолы розовой жидкий (РР) (Камелия, Россия) и настойка биомассы культуры ткани родиолы розовой (РР-1) [6]. Деалкоголизированые и разведённые дистиллированной водой до необходимого объема препараты РР и РР-1 вводили внутрижелудочно через зонд в дозах 0.5 мл/кг и 5.0 мл/кг соответственно. Так как экстракт родиолы готовится при соотношении сырье: экстрагент 1:1, а препарат РР-1 — 1:10, то выбранные дозы были изоэквивалентны в пересчете на сырье, а их эффективность была доказана в более ранних исследованиях [5].
Хроническую интоксикацию фосфорорганическими соединениями моделировали путём ежедневного введения крысам водных растворов: хлорофоса (порошок фирмы «Химпром», содержание хлорофоса не менее 98%) в дозе 30 мг/кг (что соответствует 0.1 LD50) в течение 35 суток; карбофоса (50% эмульсия, производства фирмы «Алсико-Агропром») в дозе 26 мг/кг (что соответствует 0.05 LD50) в течение 28 суток. Значения LD50, применяемые в опыте, дозы и продолжительность введения хлорофоса и карбофоса были определены в проведенных ранее экспериментах [5, 7].
Все животные были разделены на 7 групп и, в зависимости от группы, ежедневно получали:
«контроль» – дистиллированную воду в эквивалентных объемах;
«контроль ХФ» – ХФ в дозе 0.1 LD50;
«контроль КФ» – КФ в дозе 0.05 LD50;
«опыт РР/ХФ» – ХФ в дозе 0.1 LD50 и препарат РР (0.5 мл/кг);
«опыт РР-1/ХФ» – ХФ в дозе 0.1 LD50 и препарат РР-1 (0.5 мл/кг);
«опыт РР/КФ» – КФ в дозе 0.05 LD50 и препарат РР (0.5 мл/кг);
«опыт РР-1/КФ» – КФ в дозе 0.05 LD50 и препарат РР-1 (0.5 мл/кг).
Продолжительность эксперимента с хлорофосом и карбофосом была соответственно 11 и 10 недель. Первые две недели животные соответствующих групп получали фитоадаптогены. По истечению данного срока, животным назначали ежедневное введение хлорофоса и карбофоса на фоне применения изучаемых фитоадаптагенов, которые продолжали вводить и после отмены фосфорорганических соединений до завершения опыта. Таким образом, схема применения препаратов родиолы подразумевала их лечебно-профилактическое действие [5, 6].
Эксперимент был разбит на 2 этапа: 1 этап — с начала эксперимента до окончания затравки фосфорорганическими соединениями; 2 этап — 4-недельный реабилитационный период после окончания затравки фосфорорганическими соединениями.
По окончании 1-ого этапа, половина животных в исследуемых группах выводилась из опыта с забором биологического материала для дальнейших анализов по гистоморфологическим, биохимическим и энзимологическим показателям, характеризующим морфологическую и функциональную сохранность печени. Так, в сыворотке крови определяли: общий белок и альбумины, азот мочевины, глюкозу, общий и прямой биллирубин, активность аланиновой аминотрансферазы, аспарагиновой аминотрансферазы, лактатдегидрогеназы, холинестреразы, щелочной фосфатазы, лейцинаминопептидазы [1].
В ходе 2-ого этапа наблюдали за состоянием оставшихся животных в реабилитационном периоде. По мере его окончания всех изучаемых крыс выводили из опыта и забирали материалы для тех же исследований, что и после 1-ого этапа. Статистическая обработка проводилась методом вариационной статистики с использованием критерия Стьюдента.
Результаты исследования и их обсуждение. Модельная хроническая интоксикация фосфорорганическими соединениями вызывала достоверные изменения гепатозависимых биохимических показателей сыворотки крови крыс. Так, введение хлорофоса приводило к снижению уровней общего белка на 15 % и альбумина на 14 %. После 2-го этапа эксперимента это снижение составляло 7 % и 6.5 % соответственно, но оставалось статистически значимым (Р<0.05). Карбофос снижал общий белок и альбумины на 21 % и 7 % соответственно, после 2-го этапа различия с контролем исчезали (табл. 1).
После 1-го этапа эксперимента хлорофос и карбофос понижали уровень глюкозы на 26 % и 17 % соответственно, в течение 2-го этапа эти показатели полностью нормализировались.
Хроническая затравка фосфорорганическими соединениями также нарушала такой важный показатель функции печени, как азот мочевины: хлорофос понижал его на 17 % по окончании обоих этапов; а карбофос — на 30 % после 1-го этапа, но после реабилитационного периода это снижение составило 15%. Вместе с тем применяемые фосфорорганические соединения не оказывали существенного влияния на уровни общего и прямого биллирубина.
Наиболее чувствительными показателями структурной и функциональной сохранности печени являются активности ряда ферментов крови. Изменения энзимологических показателей крови крыс, получавших фосфорорганические соединения, также свидетельствовали о печеночных поражениях, развившихся при использованных моделях интоксикации.
Так хлорофос вызывал достоверное повышение активности аланиновой аминотрансферазы на 49 %, аспарагиновой аминотрансферазы на 39 %, лактатдегидрогеназы на 74 % и снижал активности холинэстеразы на 20 % при сравнении с группой «контроль». Показатели щелочной фосфатазы и лейцинаминопептидазы не изменялись. К концу 2-го этапа указанные сдвиги сохранялись: аланиновая аминотрансфераза была повышена на 33 %, аспарагиновая аминотрансфераза — на 34 %, лактатдегидрогеназа — на 73 %; холинэстераза понижена на 25 %, что указывает на более выраженные и продолжительные изменения в ферментной системе по сравнению с приведенными выше биохимическими показателями (табл. 2).
Карбофос вызывал более существенные изменения в активности ферментов в конце периода затравки, чем хлорофос. Так, активность аланиновой аминотрансферазы возрастала на 67 %, аспарагиновой аминотрансферазы — на 56 %, лактатдегидрогеназы — на 121 %, щелочной фосфатазы — на 17 %, лейцинаминопептидазы — на 20 % с одновременным снижением активности холинэстеразы на 31 %. К концу реабилитационного периода отмечалась выраженная тенденция к нормализации этих показателей. Достоверно были повышены только: аланиновая аминотрансфераза — на 28 %, аспарагиновая аминотрансфераза — на 22 % и лактатдегидрогеназа — на 27 %. Активность холинэстеразы, щелочной фосфатазы и лейцинаминопептидазы восстанавливались до уровня группы «контроль».
С данными энзимологического и биохимического исследований сыворотки крови согласуются и результаты гистоморфологического изучения печени животных.
В группе «контроль хлорофос», в отличии от «контроля», после затравки фосфорорганическими соединениями, в печени отмечались умеренно выраженные дистрофические изменения части гепатоцитов, больше в центральных частях долек. Это выражалось в усиленной зернистости цитоплазмы, нечеткой границе цитоплазмы и явлениях хроматолиза в ядрах. Также отмечались неодинаковые размеры гепатоцитов, увеличеное присутствие двуядерных, крупных одноядерных клеток и купферовских клеток. В той же группе, в конце 2-го этапа, дистрофические изменения гепатоцитов выражены в той же степени, но помимо зернистости цитоплазмы местами отмечается ее вакуолизация.
В группе «контроль карбофос» после 1-го этапа дистрофические изменения выражены сильнее, чем при затравке хлорофосом. Отмечалась белковая и вакуольная дистрофии, полнокровие центральных вен и межбалочных капилляров, увеличение числа общих купферовских клеток. После реабилитационного периода изменения сосудов выражены слабее, дистрофические изменения гепатоцитов не усиливаются, но и не уменьшаются, несколько снижается количество купферовских клеток.
Таким образом, хроническая интоксикация хлорофосом и карбофосом сопровождалась токсическим поражением печени. Карбофос проявил себя более гепатотоксичным на 1-ом этапе эксперимента, чем хлорофос. Однако, индуцированные хлорофосом, поражения паренхимы печени в значительной мере сохранялись и после 4-недельного реабилитационного периода, тогда как после окончания введения карбофоса восстановление печени шло значительно быстрее.
Лечебно-профилактическое применение исследованных препаратов родиолы в значительной мере ослабляло или даже полностью устраняло проявление описанных диагностических признаков токсического поражения печени при хроническом отравлении фосфорорганическими соединениями. Так, препараты РР и РР-1 практически полностью предупреждали изменения регистрируемых биохимических показателей, вызываемые введением хлорофоса и карбофоса, уже по завершению периода затравки. Лишь на 7% был снижен уровень сахара в группе «опыт РР/хлорофос». После реабилитационного периода все отмеченные различия с группой «контроль» отсутствовали полностью (табл. 1)
Препараты родиолы полностью предупреждали также грубые сдвиги, обнаруженные в энзимологической картине сыворотки крови животных, получавших хлорофос и карбофос, на всех этапах исследования. Лишь уровень активности лактатдегидрогеназы был повышен по завешении затравки обоими веществами: в группе «опыт РР/хлорофос» он был выше контроля на 27 %, в группе «опыт РР-1/хлорофос» - на 40 %, в группе «опыт РР/карбофос» - на 67 % и в группе «опыт РР-1/карбофос» - на 24 %. В реабилитационном периоде энзимологические показатели сыворотки крови у животных, получавших фитоадаптогены, практически не отличались от группы «контроль» (табл. 2).
Гистоморфологическая картина печени крыс подтверждает ослабление гепатотоксического действия фосфорорганических соединений препаратами родиолы. Это проявилось в значительно меньшей выраженности микроциркуляторных изменений и дистрофии гепатоцитов после окончания 1-го этапа и в большем прогрессе регенерации после 2-го.
При этом гепатозащитное действие препаратов РР и РР-1 проявлялось более отчетливо при отравлении карбофосом, чем хлорофосом. Вместе с тем гепатопротекторный эффект препарата РР-1 в отношении обоих фосфорорганических соединений, регистрируемый по гистоморфологической картине не уступал эффекту препарата РР.
Полученные результаты согласуются с данными проводимых ранее исследований, которые выявили отчетливые гепатопротекторные свойства родиолы розовой (как и ряда других фитоадаптогенов) [5, 10]. По всей видимости, обнаруженный ранее высокий защитный эффект препаратов родиолы в отношении интоксикации фосфорорганическими соединениями, реализуется в том числе и с помощью их гепатопротекторного эффекта.
К подобному выводу, об участии гепатопротекторного эффекта в формировании антитоксического действия ряда фитоадаптогенов (в том числе и родиолы розовой), пришел [2] в своих работах с использованием модельных интоксикаций несимметричным диметилгидразином, аланином и хлорофосом.
По существующему в настоящий момент мнению, в основе действия гепатопротекторных препаратов лежат следующие механизмы: антиоксидантный, мембраностабилизирующий и стимуляция регенерации паренхимы печени [7, 15]. По данным научной литературы фитоадаптогенам и препаратам родиолы в частности, присущи все вышеперечисленные свойства.
Так, многочисленными исследованиями in vivo и in vitro, была доказана высокая антиоксидантная активность родиолы розовой, которая может осуществляться как путём непосредственного торможения реакции перекисного окисления, так и через активацию эндогенной антиоксидантной системы организма [5, 6, 7].
В экспериментах по метотодике на эритроцитах человека, был доказан мембраностабилизирующий эффект у фитоадаптогенов, в том числе и родиолы розовой [6].
Ранее, способность родиолы розовой ускорять регенерацию печени, была доказана в экспериментах по частичной гепатэктоми у животных [14].
Таким образом, с высокой степенью вероятности, можно утверждать, что в основе способности препаратов родиолы розовой защищать печень при хронической интоксикации фосфорорганическими соединениями и ускорять её восстановление, лежит их способность проявлять антиоксидантные, мембраностабилизирующие свойства и стимуляция регенераторных процессов в печени.
Выводы.
Лечебно-профилактическое применение официнального жидкого экстракта родиолы розового в дозе 0.5 мл/кг и настойки биомассы культуры ткани родиолы розовой в дозе 5.0 мл/кг практически полностью предупреждало патологические изменения, вызванные гепатотоксическим действием фосфорорганическими соединениями. Препарат из культуры ткани родиолы розовой не уступал препарату из природного сырья, по своему гепатопротекторному действию при хронических интоксикациях фосфорорганическими соединениями.Литература.
правочник биохимика: Пер. с англ. - М.: Мир, 1991. - 544 с. , , и др. Токсико-гигиеническая оценка последствий химических загрязнений в результате «ползучих катастроф» // Медицина катастроф – 1997. – № 3(19). – С. 147-153. , , Морозов коррекция функционального состояния и работоспособности персонала аварийно-спасательных формирований: методические рекомендации № 99/87. – М.: Всерос. центр медицины катастроф "Защита", 2000. – 23 с. Кожока средства в фармакотерапии патологии клетки. – М. : "Шацкая типография", 2007. – 136 с. , , Левина обоснование лечебно-профилактического применения препаратов родиолы розовой при хронической интоксикации фосфорорганическими соединениями // Российский медицинский журнал. – 2004. – № 6. – С.34-37. , , Левина характеристика препаратов из группы фитоадаптогенов – женьшеня, элеутерококка и родиолы розовой. – М. : ПРОФИЛЬ, 2007. – 392 с. , , Ванюшкин гепатопротекторного действия препарата из биомассы культуры тканей родиолы розовой // Фармация. – 1995. – № 3. – С. 35-38. , , Рамш аспекты экстремальных химических воздействий // Журн. Всесоюзного химического общества им. . – 1990. – Т. 35. – № 4. – С. 447-453. Лосенок , радиобиология и медицинская защита населения и войск в мирное и военное время. – Курск: КГМУ, 2010. –336 с. Лужников токсикология: учебник. – 4-е изд. перераб. и доп. / , . – М.: информационное агенство», 2008. – 576 с. Минеева влияния продуктов из культуры клеток родиолы розовой (Rhodiola rosea) на ферменты антиоксидантной защиты // Биомедицинские технологии. – 2000. – №8. – C.21-26. , Рендюк БАД в медицине: профилактика и лечение / под ред. . – М. : Грааль, 2004. – 72 с. , , Кулинич классификация лекарственных веществ // Науч.-практ. реценз. жур. «Сеченовский вестник». – 2011. - № 1(3)-2(4). – С. 57-59. , Краснов розовая – ценное лекарственное растение (золотой корень). – Томск: Издательство Томского университета, 1987. – 254 с. Хабриев по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. – 2-изд., перераб. и доп. – М. : «Медицина», 2005. – 832 с.Подпись
Подпись
Подпись
Подпись
