CC BY
98
7. Коренев С.В., Фоминых А.А., Будиловский Г.Н. Организация медицинской помощи студентам - основа охраны здоровья будущих поколений // Вестник Балт. федер. ун-та им. И. Канта. - 2012. - Вып. 5. - С. 124-129.
8. Кочорова Л.В., Колесникова Н.Ю. Организация медицинской помощи студентам - механизм охраны здоровья будущих поколений // Вестник С.-Петерб. ун-та. Сер. 11: Медицина. -2008. - №1. - С. 138-145.
9. Шутюк Л.Н., Лесникова С.Л. Забота о здоровье студентов как социально-педагогическая задача вузовского образования // Вестник Бурят. гос. ун-та. - 2012. - №1. Ч.1. -С. 251-255.
Максикова Татьяна Михайловна - заместитель главного врача по медицинской части областного врачебно-физкультурного диспансера «Здоровье», ассистент кафедры пропедевтики внутренних болезней Иркутского государственного медицинского университета, канд. медицинских наук, e-mail: [email protected]
Губин Дмитрий Георгиевич - заведующий центром здоровья областного врачебно-физкультурного диспансера «Здоровье».
Калягин Алексей Николаевич - заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней Иркутского государственного медицинского университета, доктор медицинских наук, профессор, 664046, Иркутск, а/я 62, e-mail: [email protected]
Maksikova Tatyana Mikhailovna - deputy chief physician of the medical unit, Regional Medical-Sports Dispensary "Zdorovye", assistant, department of propedeutics of internal medicine, Irkutsk State Medical University, candidate of medical sciences, e-mail: [email protected]
Gubin Dmitry Georgievich - head of the Health center, Regional Medical-Sports Dis-pensry"Zdorovye".
Kalyagin Alexey Nikolaevich - head of the department of propaedeutics of internal medicine, Irkutsk State Medical University, doctor of medical sciences, professor. 664046, Irkutsk, p / o 62, email: [email protected]
УДК: 612.014:482.6
© Л.В. Шурыгина, А.А. Кравцов, С.М. Николаев, Л.И. Злищева, Н.Н. Лобова, Е.А. Немчинова, Н. С. Скороход
Нейропротекторный эффект экстрактов корня и надземной части астрагала перепончатого в культуре нейронов мозжечка крыс при глутаматной эксайтотоксичности*
* Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект 12-04-00406-а)
Установлены нейропротекторные свойства экстрактов корней и надземной части астрагала перепончатого при глутаматной эксайтотоксичности.
Ключевые слова: астрагал перепончатый, нейропротекторное действие, глутаматная эк-сайтотоксичность.
109
L.V. Shurygina, A.A. Kravtsov, S.M. Nikolaev, L.I. Zlischeva, N.N. Lobova, E.A. Nemchinova, N.S. Skorokhod
Neuroprotective effect of extracts of roots and aerial parts of Astragalus membranaceusin cerebellar neurons culture of rats with glutamate excitotoxicity
Neuroprotective properties of extracts of roots and aerial parts of Astragalus membranaceus at glutamate excitotoxicity have been revealed.
Keywords: Astragalus membranaceus, neuroprotective activity, glutamate excitotoxicity.
Нарушения мозгового кровообращения и ишемическое поражение ткани головного мозга являются важной медико-социальной проблемой. По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно в мире регистрируется 15-10 млн новых случаев инсульта, при этом более 80% выживших остаются инвалидами. В России инсультом заболевают около 450-500 тыс. чел. в год, за последние 10 лет число больных этой категории возросло более чем на 30%, что наносит значительный экономический ущерб обществу (Исайкин А.И., 1010; Виленский Б.С., 1005; Гусев Е.И. и др., 1007). Поэтому поиск эффективных способов защиты нейронов при различных патологических состояниях на сегодняшний день является одной из важнейших задач фундаментальной и прикладной нейробиологии. В настоящее время наряду с известными синтетическими нейропротекторными средствами (мексидол, эмоксипин и др.) значительное внимание уделяется природным, в т.ч. растительным препаратам с нейропротекторным действием (Смирнова И.Н. и др., 1006; Барнаулов О.Д., Поспелова М.Л., 1009). Среди последних немаловажное значение имеет астрагал перепончатый.
Астрагал перепончатый (Astragalus membranaceus (Fish.) Bunge) - многолетнее травянистое растение семейства Fabaceae - традиционное средство народной медицины Китая, Монголии, Тибета. Чаще всего там его используют в качестве тонизирующего средства. В традиционной медицине Китая корень астрагала используется в качестве ключевого компонента, обладающего противовоспалительным, антиокислительным, кардиопротективным и иммуностимулирующим действием. Из литературных источников известно, что корень астрагала перепончатого обладает антирадикальным действием, инги-бирует перекисное окисление липидов, повышает активность антиокислительных ферментов (Rios J.L., Waterman P.G., 1997; Ko J.K., et al 1005; Liu H., Chen A.P., 1006).
Для экспериментальной и клинической нейрофармакологии астрагал перепончатый представляет существенный интерес в виду того, что в китайской традиционной медицине его корень уже около 300 лет применяется для лечения постинсультных больных (Cai G. et al., 1007). Результаты научных иссле-
110
дований, полученные за последние 10 лет, свидетельствуют о том, что экстракт корня астрагала перепончатого и его отдельные компоненты оказывают нейропротекторное действие при моделировании ишемии in vitro и in vivo. Он является потенциальным нейропротектором при лечении болезни Пар-кинсона, стимулирует рост периферических нервов, препятствует эксайто-токсичности (LuoYu. et al., 2004; ChanW.-S. et al., 2009; Lu M.C. et al., 2010; YuD. et al., 2005). В то же время нет данных о применении либо исследовании надземной части астрагала перепончатого в качестве нейропротекторного средства.
Проведенные нами ранее исследования показали, что экстракт надземной части астрагала перепончатого так же, как и экстракт корня, обладает нейро-протекторными свойствами (Шурыгин А.Я. и др., 2012). В связи с этим целью данного исследования являлось сравнительное исследование нейропро-текторной эффективности экстрактов корня и надземной части астрагала перепончатого, а также их комплексного применения при глутаматной эксайто-токсичности в культуре нейронов мозжечка крыс.
Известно, что токсическое действие глутамата на нейроны мозга является одним из главных факторов, приводящих клетки к гибели при инсульте. Накопление глутамата во внеклеточном пространстве и его токсическое действие на нейроны является важным звеном в цепи патологических процессов, приводящих клетки к гибели при инсультах, травмах. Гиперстимуляция глу-таматных рецепторов приводит к нарушению кальциевого гомеостаза, энергетическому дефициту, активации свободнорадикального окисления и пере-кисного окисления липидов мембран нейронов (Meldrum B.S., 2000; Исаев Н.К. и др., 2005; Мозг. Теоретические и клинические аспекты. 2003). Поэтому полученные в данной модели результаты являются важным показателем ней-ропротекторной эффективности исследуемых веществ.
Материалы и методы исследования
Корни и надземная часть астрагала перепончатого были собраны в окрестностях г. Улан-Удэ (трава - в период массового цветения, в июле, корни - в сентябре). Сырье высушивали, измельчали и готовили экстракты (С .Я. Соколов, И.П. Замотаев, 1988). Экстракцию биологически активных соединений из корня и надземной части растения проводили 70%-ным раствором этанола в течение 21 дня при 37 0С. Полученный экстракт фильтровали, освобождали от спирта на ротационном испарителе и подвергали сублимационной сушке при -45 °С. В работе использовали водные растворы экстрактов.
Влияние экстрактов астрагала перепончатого на эксайтотоксичность глутамата исследовали на 7-8-дневных культурах нейронов мозжечка, полученных от 7-9-дневных крысят методом ферментно-механической диссоциации. Техника получения культур детально описана (Кравцов А.А. и др., 2009). Отличие заключалось в том, что в данной работе клетки выращивали в 96-луночных планшетах, KCl вносили в культуральную среду при последнем пипетировании. Воздействие глутаматом осуществляли в солевом растворе
111
следующего состава (в мМ): Na2HPO4 - 0,35; CaCl2 - 2,3; NaCl - 136,7; KCl -5,6; NaHCO3 - 11,9; глюкоза - 11,1 (рН 7,5). Длительность воздействия составляла 10 мин, контрольные культуры помещались на 10 мин в солевой раствор без глутамата. После этого культуры возвращали в исходную питательную среду и помещали в СО2-инкубатор на 4,5 ч. Экстракты вносили в культуры сразу после их возвращения в исходную питательную среду в конечных концентрациях 60 и 90 мкг/мл, для исследования комплекса экстрактов корня и надземной части экстракты вносились в равных количествах (30+30 и 45+45 мкг/мл). По истечении 4,5 ч культуры фиксировали ФУСом и окрашивали трипановым синим. Морфологический анализ проводили на инвертированном микроскопе ID 03, учитывали количество живых и погибших нейронов. Результаты представляли как процентную долю неповрежденных нейронов. Для каждой точки данных были использованы результаты не менее трех независимых экспериментов. Статистическую обработку данных проводили с использованием t-критерия Стьюдента.
Результаты и обсуждение
Анализ полученных результатов показал, что в контрольных культурах доля живых нейронов составила 91,4±1,2%. Воздействие глутаматом привело к резкому сокращению числа выживших нейронов до 17,6±1,6%. Добавление в культуральную среду в постглутаматный период экстрактов астрагала перепончатого (надземной части, корня и их комплекса) привело к значительному сокращению гибели нейронов мозжечка в культуре. Процент выживших нейронов при внесении астрагала в концентрации 60 мкг/мл составил: 32,7±1,3%, 36,5±2,1%, 34,3±2,1%, в концентрации 90 мкг/мл: 37,8±2,4%, 42,4±1,2%, 37,1±2,3% соответственно (рис. 1). Применение экстрактов корня, надземной части, а также их комплекса в отсутствие глутамата не оказало влияния на культуры нейронов мозжечка, количество живых клеток оставалось на уровне контроля.
Таким образом, установлено, что экстракты корня и надземной части астрагала перепончатого обладают выраженным и практически равным нейро-протекторным действием при глутаматной эксайтотоксичности. Эффективность нейропротекторного действия комплекса экстрактов корня и надземной части растения практически не отличается от таковой при их раздельном применении.
В литературе сообщается об использовании в народной медицине как корня, так и надземной части астрагала перепончатого. Однако обращает на себя внимание тот факт, что для лечения инсультов применяется именно корень астрагала перепончатого (Cai G. et al., 2007), а среди современных публикаций, посвященных исследованию нейропротективных свойств этого растения, работ, в которых исследовалась бы надземная часть растения, нам обнаружить не удалось. Между тем, полученные нами данные свидетельствуют о том, что в отношении эксайтотоксичности глутамата экстракты надземной
112
части астрагала и его корня обладают высокой и практически равной эффективностью.
Рис. 1. Влияние экстрактов корня и надземной части астрагала перепончатого
на эксайтотоксичность глутамата в культурах нейронов мозжечка крыс при их комплексном (смесь) и раздельном применении. * - р<0,001 в сравнении
с глутаматом
Выявленное нами свойство у корня и надземной части астрагала перепончатого повышать устойчивость нейронов к глутаматной эксайтотоксичности in vitro послужит основанием для более глубоких исследований этого растения с целью эффективного использования его при лечении цереброваскуляр-ных патологий.
113
Литература
1. Барнаулов О.Д., Поспелова М.Л. Фитотерапия в неврологии. - СПб., 2009. - 320 с.
2. Виленский Б.С. Современная тактика борьбы с инсультом. - СПб., 2005. 288 с.
3. Гусев Е.И., Скворцова В.И., Стаховская Л.В. Проблема инсульта в Российской Федерации: время активных действий // Журнал неврологии и психиатрии. - 2007. № 8. С. 4-10.
4. Роль митохондрий в механизмах токсического действия глутамата / Н.К. Исаев и др. // Биохимия. - 2005. - Т. 70. Вып. 6. - С. 471-750.
5. Исайкин А.И. Патогенетические аспекты терапии ишемического инсульта // Трудный пациент. - 2010. - Т. 8, № 4. - С. 27-30.
6. Влияние хронической свинцовой интоксикации на радикалообразование в мозге и глу-таматную нейротоксичность в культуре нейронов мозжечка / А.А. Кравцов и др. // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. - 2009. - № 5. -С. 97-99.
7. Мозг. Теоретические и клинические аспекты / под ред. В.И. Покровского. - М., 2003. 536 с.
8. Клиническая эффективность и антиоксидантная активность мексидола при хронических цереброваскулярных заболеваниях / И.Н. Смирнова и др. // Нервные болезни. 2006. № 1. С. 3336.
9. Нейропротекторный эффект экстрактов из надземной части Astrgalusmembranceus и A. mongolicus (Fabaceae) в условиях токсического действия глутамата / А.Я. Шурыгин и др. // Растительные ресурсы. - 2012. Т. 48, № 2. - С. 273-277.
10. Cai G., Liu B., Liu W., Tan X., Rong J., Chen X., Tong L., Shen J. BuyangHuanwu Decoction can improve recovery of neurological function, reduce infarction volume, stimulate neural proliferation and modulate VEGF and Flk1 expressions in transient focal cerebral ischaemic rat brains // Journal of Ethnopharmacology. 2007. Vol. 113. P. 292-299.
11. Chan W.-S., Durairajan S.S.K., Lu J.-H., Wang Y., Xie L.-X., Kum W.-F., Koo I., Yung K.K.L., Li M. Neuroprotective effects of Astragaloside IV in 6-hydroxydopamine-treated primary nigral cell culture // Neurochemistry International. 2009. Vol. 55. P. 414-422.
12. Ko J.K., Lam F.Y., Cheung A.P. Amelioration of experimental colitis by Astragalusmembra-naceus through anti-oxidation and inhibition of adhesion molecule synthesis // World J. Gastroenterol. 2005. Vol. 11(37). P. 5787-5794.
13. Meldrum B.S. Glutamate as a neurotransmitter in the brain: review of physiology and pathology // J. Nutrition. 2000. Vol. 130. P. 1007-1015.
14. Liu H., Chen A.P. Effect of Astragalus injection on lipid peroxidation and antioxidant enzymes activity in patients with chronic corpulmonale // Chin. J. Hosp. Pharm. 2006. Vol. 26(11). P. 1340-1342.
15. Lu M.C., Yao C.H., Wang S.H., Lai Y.L., Tsai C.C., Chen Y.S. Effect of Astragalusmembra-naceus in rats on peripheral nerve regeneration: in vitro and in vivo studies // J. Trauma. 2010. Vol. 68(2). P. 434-440.
16. Luo Y., Qin Zh., Hong Zh., Zhang X., Ding D., Fu J.-H., Zhang W.-D., Chen J. Astragaloside IV protects against ischemic brain injury in a murine model of transient focal ischemia // Neuroscience Letters. 2004. Vol. 363. P. 218-223.
17. Rios J.L., WatermanP.G. A review of the pharmacology and toxicology of Astragalus // Phytotherapy Research. 1997. Vol. 11. Issue 6. P. 411-418.
18. Yu D., Duan Y., Bao Y., Wei Ch., An L. Isoflavonoids from Astragalusmongholicus protect PC12 cells from toxicity induced by l-glutamate // Journal of Ethnopharmacology. 2005. Vol. 98. P. 89-94.
114
Шурыгина Людмила Васильевна - канд. с.-х. наук, ведущий науч. сотр. ФГБОУ ВПО Кубанский государственный университет, г. Краснодар, 350040, Ставропольская, 149. тел. 8(861)2378207. E-mail balizfarm @mail.ru
Кравцов Александр Анатольевич - канд. биол. наук, науч. сотр. ФГБОУ ВПО Кубанский государственный университет, г. Краснодар, 350040, Ставропольская, 149, тел. 8(861)2376084, E-mail balizfarm @mail.ru
Николаев Сергей Матвеевич - доктор медицинских наук, профессор, заведующий Отделом биологически активных веществ Института общей и экспериментальной биологии СО РАН. 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, ИОЭБ СО РАН, тел. (3012)433713 E-mail: [email protected].
Злищева Лариса Ивановна - кадидат биол. наук., ведущий науч. сотр. ФГБОУ ВПО Кубанский государственный университет, г. Краснодар, 350040, Ставропольская, 149, тел. (861)2376084. E-mail balizfarm @mail.ru
Лобова Наталья Николаевна - науч. сотр., ФГБОУ ВПО Кубанский государственный университет, г. Краснодар, 350040, ул. Ставропольская, 149, тел. (861)2376084, E-mail balizfarm @mail.ru
Немчинова Елена Александровна - науч. сотр., ООО Бализ Фарм, 350910 , г. Краснодар пос. Пашковский, ул. Мира, д. 4 /1, 8(861)2376084. E-mail balizfarm @mail.ru
Скороход Наталья Сергеевна - науч. сотр., ООО Бализ Фарм, 350910 , г. Краснодар пос. Пашковский, ул. Мира, д. 4 /1, 8(861)2376084. E-mail balizfarm @mail.ru
Shurygina Luydmila Vasilevna - candidate of agricultural sciences, senior researcher, leading researcher, Kubansky State University, Krasnodar, 350040, Stavropolskaya str., 149. ph. 8(861)2378207. E-mail balizfarm @mail.ru
Kravtsov Alexander Anatolevich - candidate of biological sciences, researcher, Kubansky State University, Krasnodar, 350040, Stavropolskaya str., 149. ph. 8(861)2376084. E-mail balizfarm @mail.ru
Nikolaev Sergey Matveevich - doctor of medical sciences, professor, head of the laboratory of safety of biologically active substances, Institute of General and Experimental Biology SB RAS 670047, Ulan-Ude, Sakhyanova str., 6; ph.: (3012) 433713. E-mail: [email protected]
Zlischeva Larisa Ivanovna - candidate of biological sciences, leading researcher, Kubansky State University, Krasnodar, 350040. Stavropolskaya str., 149. ph. (861)2376084, E-mail balizfarm @mail.ru
Lobova Natalya Nikolaevna - researcher, Kubansky State University, Krasnodar, 350040, Stavropolskaya str., 149. ph. 8(861)2376084. E-mail balizfarm @mail.ru
Nemchinova Elena Alexandrovna - researcher, ООО Baliz Pharm, 350910, Krasnodar, Pashkovsky settlement, Mir str., 4 /1, 8(861)2376084, E-mail balizfarm @mail.ru
Skorokhod Natalya Sergeevna - researcher, ООО Baliz Pharm, 350910, Krasnodar, Pashkovsky settlement, Mir str., 4 /1, 8(861)2376084. E-mail balizfarm @mail.ru
115
