CC BY
74
Шантанова Лариса Николаевна - доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией экспериментальной фармакологии ИОЭБ СО РАН, тел. 433713, e-mail: [email protected]
Garmaev Damdin Erdineevich - postgraduate student, laboratory of safety of biologically active substances, Institute of General and Experimental Biology, SB RAS, ph. 433713.
Razuvaeva Yanina Gennadievna - candidate of biological sciences, senior scientific researcher, laboratory of safety of biologically active substances, Institute of General and Experimental Biology, SB RAS, ph. 433713, e-mail: [email protected]
Shantanova Larisa Nikolaevna- doctor of biological sciences, professor, head of the laboratory of experimental pharmacology, Institute of General and Experimental Biology, SB RAS, ph. 43-37-13, e-mail: [email protected]
УДК 615.322
© Я. Г. Разуваева
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОЦЕНКА НЕЙРОПРОТЕКТОРНОГО ВЛИЯНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СРЕДСТВА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА
Исследовали влияние экстракта растительного средства «Ноофит» на нарушения когнитивных функций у белых крыс (Wistar) при моделировании болезни Альцгеймера. Установлено, что растительное средство «Ноофит» обладает нейропротективным влиянием, нормализуя морфофункциональное состояние головного мозга у белых крыс при экспериментальной болезни Альцгеймера.
Ключевые слова: растительное средство «Ноофит», экспериментальная болезнь Альцгеймера, нейропро-текторное влияние.
Ya.G. Razuvaeva
MORPHOFUNCTIONAL ESTIMATION OF NEUROPROTECTIVE ACTIVITY OF PLANT REMEDY IN CONDITIONS OF EXPERIMENTAL ALZHEIMER’S DISEASE
The influence of extract from «Noophyt» plant phytoremedy on cognitive functions disorders in white rats (Wistar) has been studied during the experimental Alzheimer’s disease. The neuroprotectrive effect of «Noophyt» plant phytoremedy has been defined, it normalizes the white rats’ brain morphofunctional status at the experimental Alzheimer's disease.
Keywords: phytoremedy «Noophyt», experimental Alzheimer’s disease, neuroprotectrive activity.
Болезнь Альцгеймера - это возрастное ней-родегенеративное заболевание и наиболее часто встречающаяся форма деменции, характеризующееся грубыми нарушениями памяти и других когнитивных функций. Нарушения памяти на ранних стадиях заболевания связывают с изменениями функциональных свойств нейрональных синаптических контактов, в то время как на его поздних стадиях выявляются обширные нейродегенеративные повреждения головного мозга [6]. В связи с этим актуальной является разработка и внедрение новых профилактических и лечебно-восстановительных технологий при начальных формах нарушений высших функций мозга. Доказана высокая эффективность растительных адаптогенов, таких как родиола розовая и женьшень, в лечении дегенеративных заболеваний, в частности болезни Альцгеймера [1].
В соответствии с этим разработано новое лекарственное средство (жидкий полиэкстракт), условно названное «Ноофит», полученный из следующих видов растений: Scutellaria
baicalensis Georgi, Rhaponticum carthamoides (Willd.) Iljin, Valeriana officinalis L., Mentha piperita L., Polygonum aviculare L., Urtica dioica L. и Achillea millefolium L.
Целью явилась морфофункциональная оценка нейропротекторного влияния растительного средства «Ноофит» при экспериментальной болезни Альцгеймера.
Материалы и методы. Исследования проведены на 85 белых крысах линии Wistar обоего пола. Животные находились в стандартных условиях содержания и кормления в виварии (приказ МЗ № 1179 от 10.10.83 г.). Эксперименты на животных осуществляли в соответствии с правилами Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей. Протокол исследования согласован с этическим комитетом Института общей и экспериментальной биологии СО РАН (протокол №4 от 03.02.2009).
Болезнь Альцгеймера у крыс моделировали по методике [4], основанной на воспроизведении холинергического дефицита: крысам еже-
Я.Г. Разуваева. Морфофункциональная оценка нейропротекторного влияния растительного средства в условиях экспериментальной болезни Альцгеймера
дневно в течение 20 суток внутрибрюшинно вводили м-холиноблокатор - скополамин в дозе 1 мг/кг/сут. Деалкоголизированный экстракт «Ноофит» в объеме 5 мл/кг вводили животным опытной группы с первого дня инъекции скопо-ламина и затем еще в течение 10 дней. Животные второй опытной группы получали препарат сравнения - пирацетам в дозе 200 мг/кг, крысы контрольной группы - воду очищенную в объеме 5 мл/кг по аналогичной схеме. Головной мозг извлекали для проведения морфологических исследований. Парафиновые срезы окрашивали гематоксилином и эозином, крезилвио-летом по Нисслю и по Шморлю для выявления липофусцина [7]. Для определения степени повреждения структур головного мозга проводили морфометрический анализ нейронов 11-У слоев коры больших полушарий головного мозга (КБПГМ) и гиппокампа [2]. Значимость различий между указанными параметрами среди опытной и контрольной групп животных оценивали с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни. Различия считали существенными при Р < 0,05 [9].
Результаты исследований. Патоморфологическими исследованиями показано, что на фоне длительного введения скополамина в КБПГМ наблюдается увеличение количества гиперхромных клеток и клеток в состоянии набухания и хроматолиза, но в разных соотношениях в разных областях коры. Так, в наружном зернистом слое КБПГМ отмечается выраженное увеличение количества гиперхромных клеток. Тела нейронов уменьшены в размерах, интенсивно окрашены, так что ядро и ядрышко не различаются. В третьем слое КБПГМ по направлению с поверхности в глубину отмечается снижение резко гиперхромных и увеличение клеток в состоянии хроматолиза. Исчезновение тигроидного вещества сопровождается развитием набухания различной степени. При умеренном набухании отмечается утолщение отростков при сохранении внутриклеточной структуры, в результате чего они выявляются на значительном расстоянии. При резком набухании клеток их тела округляются и содержат вакуоли. У животных этой группы наблюдается увеличение количества клеток с тотальным гипохрома-тозом, «клеток-теней», явлений сателлитоза и нейронофагии, в результате чего образуются многочисленные очаги клеточного опустошения. У животных контрольной группы выявляется интерстициальный, периваскулярный и пе-рицеллюлярный отек, а также стаз эритроцитов
в капиллярах. В V слое на фоне повышения количества гипохромных клеток увеличивается количество резко гиперхромных пикнотических нейронов, образующих небольшие скопления. Это создает мозаичную картину с явлениями нейронофагии, сателлитоза и «выпадения» нейронов. В нейронах отмечаются отложения липофусцина.
Данные морфометрических исследований показали, что у животных контрольной группы число нормохромных клеток снижается в 10,0 раз, умеренно гиперхромных нейронов - на 30 %, количество резко гипохромных нейронов возрастает в 2,5 раза, резко гиперхромных и «клеток-теней» в среднем в 5,0 раз по сравнению с таковыми показателями у животных ин-тактной группы (табл.).
При введении животным «Ноофита» и пир-ацетама наблюдается более сглаженная гистологическая картина. Также выявляется умеренно выраженный периваскулярный, перицеллю-лярный и интерстициальный отек. При этом в наружном зернистом слое КБПГМ не находили тотального гиперхроматоза нейронов. На фоне умеренного хроматолиза отмечаются единичные пикнотические нейроны, «клетки-тени». В третьем слое выявляются нейроны с умеренным хроматолизом, единичные «клетки-тени» и явления сателлитоза. В пятом слое КБПГМ наблюдали нейроны, в основном, с периферическим и центральным хроматолизом, часть клеток содержала мелкие и среднего размера вакуоли. «Клетки-тени» и нейронофагия обнаруживаются местами. Гиперхромные клетки располагаются локально, не образуя очаговых скоплений. В результате чего общая гистологическая картина у животных опытных групп не выглядит так мозаично, как на микропрепаратах животных контрольной группы. Результаты морфометрических исследований КБПГМ показали, что введение белым крысам «Ноофита» и пирацетама вызывает снижение количества резко гиперхромных нейронов соответственно в 1,6 и 1,3 раза и резко гипохромных в - 1,5 и 1,7 раза, а также уменьшение количества «клеток-теней» в 1,6 и 1,4 раза по сравнению с таковыми показателями у животных контрольной группы (табл.). На фоне введения животным исследуемых средств наблюдали значимое увеличение количества нормохромных в 3,8 и 3,3 раза и умеренно гиперхромных клеток в 1,6 и 1,4 раза соответственно по сравнению с данными в контроле.
Таблица
Влияние «Ноофита» на количество (%) разных типов нейронов I -V слоев коры больших полушарий головного мозга белых крыс на фоне экспериментальной болезни Альцгеймера
Тип клеток Группы животных
Интактная (Н20), n = 6 Контрольная (скополамин + Н20), n = 6 Опытная (скополамин + «Но-офит»), n = 6 Опытная (скополамин +пирацетам), n = 6
Нормохромные 48,6±2,12 4,2±0,49 15,8±1,61* 13,7±1,02*
Умеренно гиперхромные 16,2±0,91 13,6±0,91 22,1±1,92* 19,2±1,21*
Резко гиперхромные 5,2±0,11 26,3±1,87 16,7±1,32* 19,8±1,42*
Умеренно гипохромные 19,3±0,42 23,5±2,29 24,7±1,21 26,6±1,62
Резко гипохромные 8,6±0,61 21,8±1,52 14,6±0,51* 13,2±1,03*
«Клетки-тени» 2,1±0,11 10,6±1,02 6,1±0,23* 7,5±0,22*
Примечание. Здесь и далее: *- различия статистически значимы при Р < 0,05 между данными у животных контрольной и опытной групп; п - количество животных в группе.
Прижизненные магнитно-резонансные, а также посмертные исследования головного мозга показали, что деструктивные процессы, ведущие к болезни Альцгеймера, развиваются преимущественно в структурах, участвующих в процессах обучения и памяти. По данным литературы [2], патологические изменения начинаются в медиальной височной области полушарий, включающей гиппокамп. Данные исследований показали, что длительная инъекция ско-поламина вызывает у животных выраженные структурные изменения в гиппокампе, характеризующиеся не только тотальным гиперхрома-
тозом нейронов, но и их лизисом, в результате чего отмечаются массивные очаги опустошения. Результаты морфометрических исследований показали, что количество регрессивных нейронов у животных контрольной группы в гиппокампе увеличивается в 5,0 раз по сравнению с таковым показателем у интактных животных (рис.). Введение крысам «Ноофита» и пираце-тама ограничивает в значительной мере развитие дистрофических и некротических изменений в гиппокампе, в итоге чего количество регрессивных нейронов снижается в 1,5 и 1,4 раза по сравнению с контролем.
Рис. Влияние растительного средства «Ноофит» и пирацетама на количество регрессивных нейронов в гиппокампе головного мозга белых крыс при экспериментальной болезни Альцгеймера
Патоморфологические исследования коры больших полушарий головного мозга и гиппокампа показали, что экстракт «Ноофит» обладает нейропротективным влиянием на фоне экспериментальной болезни Альцгеймера, что, вероятней всего, обеспечивается нейропротектив-ными и нейротропными эффектами экстрактов
V. officinalis [13], S. baicalensis [11,14,15] и M.piperita [12]. Так же, по данным литературы [8], рутин и кверцетин предотвращают амнезию, индуцированную введением скополамина. Данные флавоноиды являются биологически активными веществами компонентов «Ноофита»: ру-
Е.Г. Линхоева, Е.В. Петров, С.В. Лемза и др. Оценка фармакотерапевтической эффективности растительного средства «Глюковит» при экспериментальном сахарном диабете
тин входит в состав M.piperita [5], кверцетин -P. aviculare [10].
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что курсовое введение жидкого экстракта «Ноофит» в объеме 5 мл/кг оказывает выраженное нейропротективное влияние на модели болезни Альцгеймера, уменьшает количество дистрофически измененных нейронов в структурах головного мозга белых крыс. Полученные данные позволяют рекомендовать фитоэкстракт «Ноофит» для использования в практике в комплексной фармакотерапии когнитивных расстройств.
Литература
1. Арушанян Э.Б. Препараты корня женьшеня и других растительных адаптогенов как ноотропные средства // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2008. - Т. 71, № 6. - С. 58-66.
2. Аршавский Ю.И. Роль аутоиммунных механизмов в инициации болезни Альцгеймера // Иммунология. - 2011. - № 4. - С. 216-223.
3. Структурно-функциональная характеристика нейронов сенсомоторной коры головного мозга у крыс с различной устойчивостью к эмоциональному стрессу / Н.Н. Боголепов и др. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2001. - Т. 132, № 8. - С. 124-128.
4. Воронина Т.А., Островская Р.У. Методические указания по изучению ноотропной активности фармакологических веществ. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - М. - 2005. - С. 153161.
5. Гелла Э.В. К химическому исследованию некоторых представителей семейства яснотковых (губоцветных) // Материалы III Всесоюзного съезда фармацевтов. - Кишинев. - 1980. - С. 184.
6. Капай Н.А., Солнцева Е.И., Скребицкий В.Г. Донепезил устраняет ингибирующее влияние Р-амилоидного пептида (1-42) на длительную потен-
циацию в гиппокампе // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2010. - Т. 149, № 1. -С. 38-41.
7. Коржевский Д.Э. Гиляров А.В. Основы гистологической техники. - СПб. - 2010. - 95 с.
8. Роговский В.С., Шимановский Н.Л., Матюшин А.И. Антигипертензивная и нейропротекторная активность кверцитина и его производных // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2012. -Т. 75, № 9. - С. 37-41.
9. Сергиенко В.И., Бондаренко И.Б. Математическая статистика в клинических исследованиях. -М. - 2006. - 256 с.
10. Chen X., Cheng D. Study on the chemical constituents of Polygonum aviculare L. // Zhongguo Zhon-gyao Zazhi. - 2004. - Vol. 29, N 9. - P. 918-919.
11. Choi J.H. ed ol. Baicalein protects HT22 murine hippocampal neuronal cells against endoplasmic reticulum stress-induced apoptosis through inhibition of reactive oxygen species production and CHOP induction // Exp. Mol. Med. - 2010. - Vol. 42, № 12. - P. 811822.
12. Lopez V., Martin S., Gomez-Serranillos M.P., Carreterro M.E., Jager A.K., Calvo M.I. Neuroprotective and neurochemical properties of mint extract // Phytoth-er. Res. - Vol. 24, № 6. - Р. 869-874.
13. Valle-Mogica Del L.M., Cordero-Hernandez J.M., Gonzalez-Medina G., et al. Aqueous and ethanol Valeriana officinalis extracts change the binding of ligands to glutamate receptors // Evid. Based Compliment. Alternat. Med. - 2011. - Vol. 2011. - P. 891-898.
14. Yune T.Y., Lee J.Y., Cui C.M., Kim H.C., Oh T.H. Neuroprotective effect of Scutellaria baicalensis on spinal cord injury in rats // J. Neurochem. - 2009. - Vol. 110, № 4. - P. 1276-1287.
15. Zhang X.W., Li W.F., Li W.W., Ren K.H., Fan C.M., Chen Y.Y., Shen Y.L. Protective effects of the aqueous extract of Scutellaria baicalensis against acrolein-induced oxidative stress in cultured human umbilical vein endothelial cells // Pharm. Biol. - 2011. - Vol. 49, N 03. - P. 256-261.
Разуваева Янина Геннадьевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории безопасности биологически активных веществ Института общей и экспериментальной биологии СО РАН, тел. 433713, e-mail: [email protected]
Razuvaeva Yanina Gennadievna - candidate of biological sciences, senior scientific researcher, laboratory of safety of biologically active substances, Institute of General and Experimental Biology, SB RAS, ph. 433713, e-mail: [email protected]
УДК 615.244-322
© Е.Г. Линхоева, Е.В. Петров, С.В. Лемза, Т.А. Ажунова
ОЦЕНКА ФАРМАКОТЕРАПЕВТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАСТИТЕЛЬНОГО СРЕДСТВА «ГЛЮКОВИТ» ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ
В статье изучалось влияние нового многокомпонентного растительного средства на динамику некоторых биохимических показателей у крыс с аллоксановым диабетом. Установлено, что исследуемое средство обладает выраженным гипогликемическим, антиокислительным и энергопротективным действием.
