Scientific journal
Modern problems of science and education
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

THE STUDY ANTIHYPOXIC AND ADAPTOGENIC ACTIVITY OF THE SUBSTANCE 20-E, EXTRACTED FROM SERRATULA QUINQIEFOLIA BIEB. 98 EX WILLD., CULTIVATED IN THE NORTH CAUCASUS

Mogilenko T.G. 1 Denisenko O.N. 1 Voronkov A.V. 1 Kuleshova S.A. 1 Odinokov V.N. 2 Galyautdinov I.V. 2
1 Pyatigorsk Branch of the State Budgetary Educational Institution of Higher Professional Education «Volgograd State Medical University» of the Ministry of Health of the Russian Federation
2 Institute of petrochemistry and catalysis, Russian Academy of Sciences, Ufa
Проведены исследования адаптогенной и антигипоксической активности субстанции 20-гидроксиэкдизона (20-Е),выделенной из свежего сырья серпухи пятилистной, культивируемой в условиях Ботанического сада г.Пятигорска.Род SerratulaL. сем. Asteraceae насчитывает 70 видов. На Кавказе к широко распространенным видам относится серпуха пятилистная.Субстанция 20-Е представляет собой аморфный порошок кремового цвета, без запаха.Полученные результаты в ходе скрининговых исследований фармакологической активности субстанции 20-Е свидетельствуют о ее выраженном действии на некоторые функции ЦНС, сопоставимом с эффектом известного адаптогенного средства – левзеи экстракта жидкого. Установлена антигипоксическая и адаптогенная активность субстанции 20-Е. Адаптогенный эффект субстанции 20-Е в 2,4 раза превышает данный эффект препарата сравнения.
Conducted research antihypoxic and adaptogenic activity of substances 20-hydroxyecdysone (20-E) isolated from fresh raw materials Serratulaquinqiefoliacultivated in the Botanical garden of Pyatigorsk. The genus Serratula L. FAM. Asteraceae includes about 70 species and has a wide range. In the Caucasus common species is Serratulaquinqiefolia. Substance 20-E is an amorphous cream-coloured powder, without smell. The results obtained in the screening of pharmacological activity of the substance 20-Е, are evidence of its pronounced effect on some functions of the Central nervous system, FOSS-set with known adaptogenic effect means is levzei extract liquid. Set antihypoxic activity of the substance 20-Е, confirming its adaptogenic action.Adaptogenic substance effect of 20-E in 2,4 times exceeds the effect of the drug comparison.
antihypoxic and adaptogenic activity.
substances 20-hydroxyecdysone
Serratula quinqiefolia

Экдистероиды по химическому строению относятся к классуполигидроксилированных стероидов. По своей структуре они близки к гормонам линьки членистоногих и обладают широким спектром биологической активности.Экдистероиды впервые были выделеныв 1954 году А. Бутенандтом и П. Карлсоном в кристаллическом виде из коконов тутового шелкопряда [1,3].Фитоэкдистероидыобнаружены в 176 видах иявляются распространенными вторичными метаболитами растений.Они выполняют защитную функцию, проявляя антифидантную активность по отношению к неадаптированным видам насекомых-фитофагов. Причем в организме млекопитающих экдистероиды не синтезируются[3,4].

Экспериментально доказано, чтоэкдистероидырегулируют деятельность нервной, эндокринной и иммунной систем, обладают анаболической активностью, используются в предоперационном и послеоперационном периодах. Подтверждена их эффективность в терапии язвенной болезни желудка, гепатита и цирроза, прогрессирующей дистрофии мышц, лучевой болезни, при вяломзаживлении ран и ожогов и целом ряде других патологических состояний.Внастоящее время в спортивной и военной медицине широко применяются препараты на основе экдистероидов, как растительного, так и синтетического происхождения, для повышения адаптации при экстремальных психических и физических нагрузках, в чрезвычайных ситуациях, а также для повышения работоспособности. Основным преимуществом применения растительных адаптогенов перед другими является отсутствие токсических и побочных эффектов.

Главными растительными источниками растительных адаптогенов в промышленных масштабах являются многолетние видырапонтикумсафлоровидный (левзеясафлоровидная или «маралий корень») - Rhaponticumcarthamoides (Willd.)Iljin. и представители рода серпуха (Serratula).Растительные адаптогены относятся к числу биологически активных веществ (БАВ), которые проявляют относительно небольшое анаболическое действие и при этом в значительной степени способны восстанавливать и повышать работоспособность при умственном и физическом переутомлении, в отличие от синтетических препаратов.

Род SerratulaL. сем. Asteraceae насчитывает около 70 видов и имеет широкий ареал[2].Растения этого рода издавна применяются в народной медицине как противовоспалительное, ранозаживляющее, антисептическое и гомеостатическое средство[3,4].

Цель исследования.Поиск новых растительныхисточников адаптогенов.

Материалы и методы.Изучение адаптогенной и антиоксидантной активности субстанции 20-Е, выделенной из свежего сырья серпухи пятилистной

Результаты и обсуждение.На Кавказе распространена серпуха пятилистная- S.quinquefoliaBied. ExWilld[2].Следует отметить, что это растение имеет большую сырьевую массу надземной части, хорошо культивируется, но глубоких химических исследований этого вида до настоящего времени не проводилось. В связи с этим серпуха пятилистная представляет несомненный интерес для исследований, как альтернативный растительный источник получения экдистероидов.

Из свежего культивированного сырья нами была получена субстанция 20-Е [5]. Субстанция 20-Е представляет собой аморфный, кристаллический порошок кремоватого цвета, хорошо растворимый в воде.

Полученную субстанцию 20-Ев соответствии с общепринятой комбинированной табуляцией классов токсичности по Hodgen и Sterne можно отнести к относительно безвредным веществам 5 класса токсичности, т.е. практически нетоксичным.Острую токсичностьопределяли на беспородных мышах обоего пола массой 20,0-24,0г., вводя субстанцию 20-Е в нарастающих дозах перорально от 3000,0 мг/кг до 6000,0 мг/кг [6].

Согласно требованиям ГОСТ 12.1.007 - 76, субстанция 20-Е является малоопасной для человека и относится к веществам 4 класса токсичности

Изучение адаптогенной активности проводили на белыхобоеполыхбеспородных мышах весом 34,0±2,0 г.Фармакологические исследования проводилисьсогласно требований и методических рекомендаций Фармкомитета Минздрава России по работе с животными и в соответствии с правилами доклинической оценки безопасности фармакологических средств [7,8,9]. Все животные находились в одинаковых условиях вивария (древесная подстилка, температура в помещения 22-24°С) и стандартном рационе (брикетированный корм). Контрольные животные содержались в таких же условиях, получая вместо препарата физиологический раствор (плацебо)[7,8].

Определение адаптогенной активности субстанции 20-Е проводили в тестировании животных на модели актографии- определение физической выносливости[9]. В качестве актографа использовали гладкий деревянный стержень диаметром 2см, вращающийся со скоростью 10 об/мин.

Определение антигипоксической активности проводили на мышах весом 30,0±2,0г. Животных помещали в герметически закрывающиеся емкости объемом 225,0 мл, тем самым вызываягиперкапническую гипоксию. Время от момента помещения мышей в закрытую емкость до появления у них судорог иявлялось критерием оценки антигипоксической активности. Исследуемые вещества вводили за 30 мин до эксперимента.

Субстанцию 20-Е вводили в дозе 20,0мг/кг в виде водного раствора в объеме 0,5 мл. В качестве препарата - аналога для сравнительной оценки эффекта использовали левзеи экстракт жидкий в дозе 0,66 мл/кг. Животным контрольной группы вводили физиологический раствор в том же объеме.В каждой группе было по 8 мышей, критерием оценки действия субстанции 20-Е служило время удержания мышей на стержне[8]. Физическую выносливость определяли до и через 30 мин после введения исследуемой субстанции 20-Е. Полученные результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Изучение адаптогенной активности субстанции 20-Е

Исследуемый объект,
мг/кг

Время нахождения на стержне до введения, сек

Время нахождения на стержне через 30 мин после введения, сек

∆ %

Контроль (физ. раствор)

40,53± 3,35

61,44 ±2,84

+51,59 ±1,72

Левзеи экстракт жидкий

34,90± 2,17

113,56 ±10,78

+219,39 ±12,07*

Субстанция 20-Е

37,72± 2,52

242,36 ±37,52

+531,52± 32,67*

 

Примечание:*-изменения статистически достоверны (t) относительно контроля, р<0,05;

- изменения статистически достоверны (t) относительно препарата - аналога (левзеи экстракт жидкий), р<0,05.

Как видно из таблицы,субстанция 20-Е достоверно увеличивает выносливость мышей в 6,4 раза, по отношению к исходным показателям, а экстракт левзеи жидкий - в 3,2 раза. Время пребывания на стержне в контрольной группе увеличилось в 1,5 раза.

Наблюдалось увеличение физической выносливости в 2,4 раза субстанция 20-Е в сравнении с препаратом - аналогом.

Суммарные данные опыта по антигипоксической активности представлены в таблице 2.

Таблица 2

Влияние субстанции 20-Е на устойчивость мышей к гиперкапнической гипоксии

Исследуемый объект

Время
до появления
судорог, мин

%, по отношению к контролю

%, по отношению к препарату сравнения

Контроль (физ. раствор)

14,2 ±0,85

 

 

Препарат сравнения - Левзеи экстракт жидкий

19,70±1,15*

38,73±2,84

 

Субстанция 20Е

18,25±0,92*

28,52±1,97

- 7,37±1,04

 

Примечание: * - изменения статистически достоверны (t) по отношению к контролю, р< 0,05.

В ходе проведенного исследования было установлено, что в контрольных опытах среднее значение устойчивости мышей к гипоксии составило 14,2 мин.В равноценных условиях экстракт левзеи жидкий увеличивал время появления судорог на 38,7% в сравнении с контролем. Анализируемая субстанция 20-Е увеличивала время появления судорог на 28,5% по отношению к контролю.

По сравнению с действием препарата- сравнения антигипоксический эффект субстанции 20-Е ниже на 7,37%.

Полученные результаты антигипоксического и актопротекторного действия субстанции 20-Ев ходе экспериментального изучения на мышах показали влияние экдистероидовна некоторые показатели деятельности ЦНС.

В условиях метода «открытое поле» путем определения ориентировочной реакции и исследовательской деятельности получена оценканейротропной активности [8,9,10]. «Открытое поле» - это круглая аренадиаметром до 80 см, разделенная на равные секторы. Тестированиепроводили с 12 до 14 часов в свето- и звукоизолированном помещении. В ходе опытаспустя 30 минут после введения исследуемых объектовживотное помещали в центр арены и контролировали его поведение в течение 3-х минут. Каждое животное подвергалось тесту только один раз. Животные лишались воды ипищи на время эксперимента.

Результаты исследования приведены в таблице 3.

Таблица  3

Изучение влияния субстанции 20Е на двигательную и эмоциональную активность крыс в тесте «открытое поле»

Исследуемый объект

Двигательная и поисково-исследовательская активность

Эмоциональная активность

Время в центре, сек

Число пересеченных секторов

Число «стоек»

Время груминга, сек

Число
болюсов

Контроль

1,1 ±0,10

22,4 ± 1,21

15,2 ± 1,81

4,6 ± 1,10

2,6 ± 1,04

Левзеи экстракт жидкий

0,7 ± 0,01

31,3 ± 0,95*

10,4 ± 0,90*

9,6 ± 1,78*

0,43 ± 0,15

Субстанция 20Е

0,5 ±0,01#*

34,6 ± 1,18*

9,25 ±0,85*

13,1 ± 2,14*

0,25 ± 0,10

Примечание:*- изменения статистически достоверны (t) относительно контроля, р<0,05;

# -изменения статистически достоверны (t) относительно препарата - аналога, р<0,05.

Число пересеченных квадратов животными, получавшими левзеи экстракт и субстанцию 20-Е, достоверно увеличивалось относительно контроля в среднем на 45%, что свидетельствует об увеличении двигательной активности.

Снижалось время адаптации при применении препарата сравнения и субстанции 20-Е. Вертикальный компонент двигательной активности животных (стойки) при введении субстанции 20-Е и препарата сравнения достоверно снижался относительно контрольных показателей на 40,0 и 31,5% соответственно, что свидетельствует об уменьшении поисково-исследовательской активности.

Время умывания животных достоверно увеличиваликак левзеи экстракт жидкий, так и субстанция 20-Е, в сравнении с контролем соответственно в 2,0 и 2,8 раза. Наблюдалось снижение количества болюсов (дефекационных шариков) на фоне субстанции 20-Е в 10 раз относительно контроля, что свидетельствует о психоседативном действии.

Итог исследования актопротекторной активности, подтверждает, что субстанция 20-Е увеличивает двигательную активность животных.

Снижение вертикального компонента двигательной активности свидетельствует об уменьшении поисково-исследовательской активности. Изменения показателей эмоциональной деятельности мозга свидетельствуют об эмоциональной стабильности субстанции 20-Е и препарата сравнения - левзеи экстракта жидкого.

Выводы. Следовательно, в ходе проведенныхфармакологических исследований было, установлено, что субстанция 20-Е оказывает антигипоксическую активность, подтверждающая ее адаптогенное действие,сопоставимое по силе с действием препарата сравнения - жидким экстрактомлевзеи.

В сравнении с жидким экстрактом левзеиадаптогенныйэффектсубстанции 20-Е в 2,4 раза выше. Субстанция 20-Е на 54% увеличивает двигательную активность.

Изменение эмоциональногоповедения крыс свидетельствует опсихоседативной активности субстанции 20-Е.

Проведенные скрининговые исследования фармакологической активности свидетельствуют о выраженном действии субстанции 20-Е на некоторые функции ЦНС, сопоставимом с эффектом известного адаптогенного средства - левзеи экстракта жидкого.

Рецензенты:

Мелик-ГусейновВ.В., д.фарм.н., профессорфакультета последипломного образования кафедры фармацииПятигорского медико-фармацевтического института - филиала государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Пятигорск;

Юсупов Р.Д., д.м.н., профессор кафедрыстоматологииПятигорского медико-фармацевтического института - филиала государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Пятигорск.