Нейропротекторное действие Humulus lupulus при стрессе Жуве Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 615.32

© Я.Г. Разуваева, А.А. Торопова, Н.В. Кабачук

Нейропротекторное действие Humulus lupulus при стрессе Жуве

В опытах на белых крысах линии Wistar установлено, что сухой экстракт Humulus lupulus L оказывает выраженное нейропротективное действие при стрессе Жуве. Исследуемый экстракт на фоне депривации сна уменьшает выраженность стрессорных изменений во внутренних органах животных, снижает чувства страха и тревоги, улучшает организацию исследовательских движений, активирует выработку условных рефлексов. На фоне фармакотерапии ЭСХО происходит нормализация морфо-функционального состояния головного мозга, подавление свободнорадикальных процессов и активация антиоксидантной системы организма.

Ключевые слова: Humulus lupulus L., стресс Жуве, нейропротекторное действие.

Ya.G. Razuvaeva, A.A. Toropova, N.V. Kabachuk Neuroprotective activity of Humulus lupulus in Jouvet stress

In experiments on white rats (Wistar line) it was found that a dry extract of Humulus lupulus L. has an expressed neuroprotectrive effect at Jouvet stress. On the background of sleep deprivation the researched extract reduces severity of stress changes in internal organs of animals, decreases fear and anxiety, improves organization of research moves, stimulates production of conditioned reflexes. On the background of pharmacotherapy the brain mor-phofunctinal status normalizes, suppression of free radical processes and activation of antioxidant system of organism are observed.

Keywords: Humulus lupulus L., Jouvet stress, neuroprotectrive activity.

По данным ВОЗ, на сегодняшний день более 10% населения планеты страдает пресомническими нарушениями, причины которых многообразны: стресс, неврозы, психические, неврологические и соматические заболевания, психотропные препараты, алкоголь, внешние неблагоприятные условия и др. При этом наиболее часто инсомния связана с психическими факторами и потому может рассматриваться как психосомническое расстройство.

Для предупреждения и лечения неврозов, психоэмоционального напряжения, депрессии и нарушений сна достаточно эффективно применение лекарственных растений: боярышник, валериана, пустырник, донник лекарственный, душица, календула лекарственная, кипрей узколистный, мелисса, мята перечная и другие, используемые чаще всего в виде сборов. В научной и народной медицине в качестве седативного и снотворного средства широко используются соплодия хмеля обыкновенного (Humulus lupulus L.) [2, 9]. Разработанный сухой экстракт соплодий хмеля обыкновенного обладает анксиоли-тическим, ноотропным, стресспротективным, антидепрессивным и антиагрес-

95

сивным действием [8].

Цель исследования

Оценка нейропротекторного действия экстракта сухого соплодий Ииши1ш 1ири1ш (ЭСХО) при стрессе Жуве.

Материалы и методы

Исследования проведены на белых крысах линии обоего пола с ис-

ходной массой тела 170-190 г. 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.

Депривацию парадоксальной фазы сна (стресс Жуве) воспроизводили помещением животных на 72 ч в бассейн с водой на площадки диаметром 7 см, выступающие на 2 см над уровнем воды [5]. ЭСХО в экспериментально-терапевтической дозе 200 мг/кг вводили внутрижелудочно животным в течение 5 суток до моделирования стресса и ежедневно при моделировании стресса Жуве. Животные контрольной и интактной групп получали воду, очищенную в эквивалентном объеме, по аналогичной схеме.

Перед первым помещением животных в бассейн у них проводили обучение в тесте УРПИ. На 3 сутки депривации сна животных тестировали в тесте «приподнятый крестообразный лабиринт» и проверяли сохранность УРПИ. После проверки поведенческих реакций животных декапитировали. Для оценки антистрессорной активности определяли выраженность триады Се-лье: гипертрофию надпочечников, инволюцию иммунокомпетентных органов [1]. Головной мозг извлекали для проведения морфологических исследований. Парафиновые срезы окрашивали гематоксилин-эозином и крезилвиоле-том по Нисслю. Для определения степени повреждения структур головного мозга проводили морфометрический анализ клеточного состава Ш-У слоев коры головного мозга [3]. Для оценки состояния процессов перекисного окисления липидов в сыворотке крови определяли содержание МДА [11] и активность каталазы [6], в плазме крови - активность СОД [12].

Значимость различий между указанными параметрами среди экспериментальных групп оценивали с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни. Различия считались существенными при Р < 0,05 [10].

Результаты исследований

Результаты исследований показали, что на фоне 72-часовой депривации сна у животных отмечается гипертрофия надпочечников, инволюция тимуса и селезенки (табл. 1). Введение животным ЭСХО в дозе 200 мг/кг оказывает выраженное антистрессорное действие, о чем свидетельствует снижение относительной массы надпочечников на 26% и увеличение относительной массы тимуса и селезенки в среднем в 1,3 раза по сравнению с показателями у животных контрольной группы (табл. 1).

96

Таблица 1

Влияние экстракта соплодий хмеля обыкновенного на выраженность стрессорных изменений органов у белых крыс

при стрессе Жуве

Группы животных Масса органов мг/100 г

Тимус Селезенка Надпочечники

Интактная (Н2О), п = 9 145,0±10,8 544,0±30,6 18,5±0,4

Контрольная (стресс Жуве + Н2О), п=9 82,0±7,3 330,0±17,2 27,8±1,4

Опытная (стресс Жуве + ЭСХО, 200 мг/кг), п=9 109,0±6,1* 432,4±19,8* 20,2±0,6*

Примечание: здесь и далее * - различия статистически значимы между опытной и контрольной группами при р<0,05; п - количество животных в группе

При тестировании животных в ПКЛ и УРПИ было установлено, что 72-часовая депривация сна вызывает у животных стойкие нарушения поведения, выражающиеся в повышении уровня тревожности и эмоциональности, изменении ориентировочно-исследовательского и целенаправленного поведения, ухудшении процессов обучения и памяти (рис. 1, 2). Так, в контрольной группе большинство животных при помещении их в ПКЛ, заходят в закрытый рукав и проводят там все время тестирования. Ни одно животное из данной группы не посетило открытый рукав ПКЛ, а количество переходов между темными рукавами было в 3,0 раза меньше, чем у животных интактной группы (рис. 1). При проверке сохранности условного рефлекса установлено, что 72-часовая депривация сна вызывает нарушения когнитивных функций: рефлекс сохраняется у 30% животных, латентный период в 3,0 раза ниже такового у животных интактной группы (рис. 2).

При исследовании поведения животных, получавших ЭСХО в экспериментально-терапевтической дозе 200 мг/кг, установлено, что исследуемый экстракт снижает чувство страха и тревоги и влияет на сохранность памятного следа. Так, 30% животных, получавших ЭСХО, посетили однократно открытый рукав установки, время пребывания животных в нем в среднем составило 8 с. На фоне введения крысам ЭСХО количество заходов в закрытый рукав установки увеличивается в 1,7 раза по сравнению с данным показателем у животных контрольной группы (рис. 1).

97

2,5

я

о «

о

X а

СП О Я Н

н о

1,5

0,5

Интактная

Контрольная

ЭСХО

□ Количество заходов в темный отсек

■ Количество заходов в светлый отсек -А—Время пребывания в светлом отсеке, сек

60

50 ни 40 |

ы

б

Рис. 1. Влияние экстракта соплодий хмеля обыкновенного на поведение белых крыс в «приподнятом крестообразном лабиринте» при стрессе Жуве

160 140 120 100 80 60 40 20 0

Интактная

Контрольная

ЭСХО

Ц Латентный период,с

— Количество животных с выполненным рефлексом, %

Рис. 2. Влияние экстракта соплодий хмеля обыкновенного на сохранение условного рефлекса пассивного избегания у белых крыс при стрессе Жуве

2

1

0

98

Таблица 2

Влияние экстракта соплодий хмеля обыкновенного на показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантную активность организма белых крыс при стрессе Жуве

Показатели Группы животных

Интактная (Н2О), Контрольная Опытная

п=6 (стресс Жуве +Н2О), п=6 (стресс Жуве +ЭСХО, 200 мг/кг), п=6

МДА, 2,6±0,2 9,5±0,9 5,8±0,5*

нмоль/мл

Каталаза, 600,2±48,1 214,4±36,3 347,3±56,9*

мкат/л

СОД, 16,6±2,0 7,5±0,3 9,1±0,4*

мкмоль/мл

При проверке сохранности рефлекса УРПИ установлено, что в опытной группе количество животных с сохранившимся рефлексом в 2,0 раза выше, чем в контрольной группе (рис. 2). Латентный период у животных, получавших ЭСХО в дозе 200 мг/кг, на 56% больше аналогичного показателя у животных контрольной группы.

Установлено, что 72-часовая депривация сна вызывает у животных повышение содержания МДА в сыворотке крови в 4,0 раза, снижение активности каталазы в сыворотке крови в 2,8 раза, СОД в плазме крови - в 2,0 раза по сравнению с показателями у животных интактной группы. Курсовое введение животным ЭСХО в дозе 200 мг/кг снижает содержание МДА в сыворотке крови на 39%, а активность каталазы и СОД повышает в 1,9 и 1,2 раза соответственно по сравнению с таковыми показателями у животных контрольной группы (табл. 2).

При количественном анализе 111-У слоев коры больших полушарий установлено (табл. 3), что у крыс контрольной группы наиболее часто встречаются нейроны с «тяжелой» степенью повреждения, которая проявляется как ги-перхроматозом и пикнозом нейронов (23%), так и образованием «клеток-теней» (16%) в результате периферического и тотального хроматолиза, в результате чего общее количество регрессивных нейронов составляет 39% от общей популяции клеток, что в 2,0 раза превышает показатели у интактных животных. Наблюдаются явления нейронофагии и сателлитоза, что свидетельствует о тяжелой форме некробиоза. Все вместе приводит к нарушению цитоархитектоники, при которой слои нечетко различимы и видны многочисленные очаги клеточного опустошения. У животных контрольной группы наблюдается интерстициальный, периваскулярный и перицеллюлярный отек.

99

При патоморфологическом исследовании микропрепаратов ткани мозга животных, получавших ЭСХО, установлено, что в среднем более 70% от всей популяции клеток составляют функционально активные нейроны, находящиеся в состоянии умеренного гиперхроматоза или слабо выраженного хроматолиза, с эктопированными, но сохраненными ядрами и ядрышками. Единично присутствуют тяжелые изменения, характеризующиеся наличием пик-нотических нейронов, «клеток-теней», явлений сателлитоза и нейронофагии. Структурные нарушения в коре больших полушарий животных, получавших ЭСХО, в основном проявляются отечными изменениями нейронов. В основном встречаются нейроны со слабо выраженным хроматолизом и умеренным гиперхроматозом, с сохраненными ядром и ядрышками. В целом гистологическая картина и количественный анализ нейронов на фоне введения ЭСХО соответствует таковым у животных интактной группы.

Таблица 3

Влияние экстракта из соплодий хмеля обыкновенного на количество разных типов нейронов в коре больших полушарий головного мозга у белых крыс при стрессе Жуве

Тип клеток Группы животных

Интактная (Н2О), п=6 Контрольная (стресс Жуве +Н2О), п=6 Опытная (стресс Жуве +ЭСХО, 200 г/кг), п=6

Нормохромные 41,5±2,24 20,0±1,42 17,5±1,60

Умеренно гиперхромные 19,8±1,94 16,9±1,06 33,2±3,57*

Резко гиперхромные 2,0±0,21 27,7±2,05 10,2±1,46*

Умеренно гипохромные 19,2±1,94 9,1±0,76 25,3±2,44*

Резко гипохромные 17,5±1,67 12,3±2,50 10,8±0,44

«Клетки-тени» - 14,0±1,61 3,1±0,05*

Таким образом, курсовое введение экстракта соплодий хмеля обыкновенного на фоне депривации сна уменьшает выраженность стрессорных изменений во внутренних органах животных, увеличивает количество заходов и время пребывания животных в открытых рукавах «приподнятого крестообразного лабиринта» и улучшает когнитивные функции мозга, снижает количество регрессивных и повышает число функционально активных нейронов, подавляет свободнорадикальные процессы и активирует антиоксидантную систему организма.

Данное влияние ЭСХО на морфофункциональное состояние ЦНС обусловлено представленным в нем комплексом биологически активных веществ: а- и Р-кислоты, халконы (ксантогумол, изоксантогумол, дезметилксанто-

100

гумол), флавоны, проантоцианидины и другие [2, 9]. Установлено, что фракции шишек хмеля, содержащие а- и р-кислоты, оказывают выраженное седа-тивное и антидепрессивное действие [14, 16]. Халконы и проантоцианидины обладают антиоксидантной активностью, ингибируя окисление липопротеи-дов низкой плотности [13, 15].

Литература

1. Амосова Е.Н., Зуева Е.П., Разина Т.Г. Поиск новых противоязвенных средств из растений Сибири и Дальнего Востока // Экспер. и клинич. фармак. - 1998. - Т 61. - С. 31-35.

2. Беленовская Л.М., Буданцев А.Л. Компонентный состав и биологическая активность Humus lupulus L. (Canabaceae) // Раст. ресурсы. - 2008. - Т. 44, вып. 2. - С. 132-154.

3. Структурно-функциональная характеристика нейронов сенсомоторной коры головного мозга у крыс с различной устойчивостью к эмоциональному стрессу / Н.Н. Боголепов и др. // Бюл. экспер. биол. и мед. - 2001. - Т. 132. - № 8. - С. 124-128.

4. Вознесенская Т.Г. Эмоциональный стресс и профилактика его последствий // Межд. невролог. жур. - 2007. - № 2, вып.12. - С. 45-49.

5. Воронина Т.А., Середенин С.Б. Методические указания по изучению транквилизирующего (анксиолитического) действия фармакологических веществ // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - М., 2005. -С. 253-263.

6. Методы определения активности каталазы / М.А. Королюк и др. // Лабораторное дело. - 1998. - № 6. - С. 16-19.

7. Полуэктов М.Г., Левин Я.И. Снотворные свойства психотропных препаратов // Новая аптека. - 2008. - № 9. - С. 14-20.

8. Психотропное действие экстракта соплодий Humulus lupulus L. / Я.Г. Разуваева и др. // Вестник Бурятского гос. университета. - 2010. - Вып. 12. Медицина. - С. 41-45.

9. Растительные ресурсы России: дикорастущие цветковые растения, их компонентный состав и биологическая активность. - Т.1. - СПб.; М., 2008. - 421 с.

10. Сергиенко В.И., Бондарева И.Б. Математическая статистика в клинических исследованиях. - М., 2006. - 256 с.

11. Стальная И. Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью ТБК // Современные методы в биохимии. - М., 1977. - С. 66-68.

12. Чевари С., Чаба И., Секей Й. Роль супероксиддисмутазы в окислительных процессах клетки и метод определения ее в биологических материалах // Лабораторное дело. - 1985. -№11. - С. 678-681.

13. Diaz M.N., Frei B., Vita J.A., Keaney J.F. Antioxidants and atherosclerotic heart desease // N. Engl. J. Med. - 1997. - Vol. 337. - P. 408-416.

14. Schiller H., Forster А., Vonhoff С., Hegger М., et al. Sedating effects of Humulus lupulus L. extracts // Phytomed. - 2006. - Vol. 13, № 8. - P. 535-541.

15. Stevens J.F., Miranda C.L., Wolters K.R. et al. Identification and in vitro biological activities of hop proanthocyanidins: Inhibition of nNOS activity and scavening of reactive nitrogen species // J. Agric. Food Chem. - 2002. - Vol. 50, № 12. - P. 3435-3443.

16. Zanoli P., Zavatti M., Rivasi M., Brusiani F., et al.Evidense that beta-acids fraction of hops reduced central GABAergic neurotransmission // J. Ethnopharmacol. - 2007. - Vol. 109, № 1. -P. 87-92.

101

Разуваева Янина Геннадьевна - канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник лаборатории безопасности биологически активных веществ Института общей и экспериментальной биологии СО РАН. 670047, Улан-Удэ, Сахьяновой, 6. Тел. 433713, факс 433034. e-mail: [email protected]

Торопова Анна Алексеевна - канд. биол. наук, науч. сотрудник лаборатории безопасности биологически активных веществ Учреждения РАН Института общей и экспериментальной биологии СО РАН. 670042, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6. Тел. (3012) 433713, e-mail: [email protected].

Кабачук Наталья Викторовна - аспирант лаборатории безопасности биологически активных веществ ИОЭБ СО РАН СО РАН. 670047, Улан-Удэ, Сахьяновой, 6. Тел. 433713, факс 433034.

Razuvaeva Yanina Gennadevna - candidate of biological sciences, senior researcher, laboratory of safety of biologically active substances, Institute of General and Experimental Biology SB RAS. 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova str. 6, ph. 433713, fax 433034, [email protected]).

Toropova Anna Alexeevna - candidate of biological sciences, researcher, laboratory of safety of biologically active substances, Institutions RAS Institute of General and Experimental Biology SB RAS. 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova str., 6; ph.: (3012) 433713. E-mail: [email protected]).

Kabachuk NataliaVictorovna - postgraduate student, laboratory of safety of biologically active substances, Institute of General and Experimental Biology SB RAS. 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova str. 6, ph. 433713, fax 433034).

УДК: 378.17:378.180.6

© Т.М. Максикова, Д.Г. Губин, А.Н. Калягин

Оценка состояния здоровья студентов 1-го и 5-го курсов математического факультета Иркутского государственного университета на базе центра здоровья Иркутской области

В статье рассматривается комплексное медицинское обследование студентов 1-го и 5-го курсов математического факультета Иркутского государственного университета. Обследование студентов выполнялось на базе центра здоровья Иркутской области с целью определения общих, физических и адаптационных резервов здоровья.

Ключевые слова: здоровье студентов, центр здоровья, факторы риска, Иркутский государственный университет.

T.M. Maksikova, D.G. Gubin, A.N. Kalyagin

Evaluation of health status of 1st and 5th year students of mathematical faculty of Irkutsk State University on the basis of the Irkutsk region

Health center

The article deals with a thorough medical examination of students of the 1st and 5 th years of mathematical faculty of Irkutsk State University. The survey has been performed on the basis of Health center of the Irkutsk region aimed at identification of general, physical and adaptive reserves of health.

Keywords: students' health, Health center, risk factors, Irkutsk State University.

102