CC BY
165
оравнительная оценка противодиабетической активности
лекарственных растений порядка вересковые
УДК 616.379-008.64:615.322
© О. Д. Барнаулов
Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой РАН, Санкт-Петербург, Россия
Ключевые слова:
Фитотерапия; сахарный диабет.
Резюме:_
Обнаружена способность растений порядка Вересковые оказывать лечебное действие на аллоксан-диабетических мышей и повышать их толерантность к глюкозе. Наиболее демонстративный инсулиноген-ный эффект у аллоксан-диабетических крыс был оказан отварами кустарничков шикши обоеполой, ш. сибирской, ш. черной.
Библиографическая ссылка:_
Барнаулов О. Д. Сравнительная оценка противодиабетической активности лекарственных растений порядка Вересковые // Обзоры по клин. фармакол. и лек. терапии. — 2011. — Т. 9, № 2 — С.68-74.
Сахарный диабет (СД) 1 и 2 типа является основной причиной ретинопатий и слепоты, а также нейро-патий, нефропатий, нарушений липидного обмена. Частым осложнением сочетанного нарушения углеводного и липидного обменов (в организме не разобщенных) является цереброваскулярная болезнь с нарушениями когнитивно-мнестических функций, дисциркуляторная энцефалопатия смешанного ге-неза. Ряд перечисленных патологий курируется специалистами не всегда согласующими медикаментозные назначения: диабетологами, липидоло-гами, окулистами, подиатрами, ангио-неврологами. Вместе с тем имеется множество сведений о способности простых галеновых препаратов из лекарственных растений (настоев, отваров, настоек), тем более их композиций, оказывать одновременно противодиабетическое, противоатерогенное, вазо-протективное, церебропротективное действие и, как минимум, отдалять или полностью предотвращать
осложнения СД [15, 21]. Так, противодиабетическое, антигиперлипидемическое, антидеструктивное, це-ребропротективное действие оказывают все классические адаптогены [3-8, 16]. Сочетание этих и ряда других эффектов доказано нами для настоя цветков лабазника вязолистного, таволожного чая [2]. Вызываемое этими и многими другими растениями состояние неспецифически повышенной сопротивляемости (СНПС) организма [7, 8, 12, 13, 16, 22] как раз и манифистируется коррекцией метаболизма, в частности углеводного и липидного, повышением резистентности к повреждающим воздействиям, то есть антидеструктивным действием. Противодиабе-тическое действие лекарственных растений не является проявлением их инсулиноподобных свойств за счет содержания в них подобных инсулину соединений, как то, к примеру, дано фармацевтами в аннотации спиртовой вытяжки из полисциас папорот-никоволистной (семейство Аралиевые). Этиловый спирт не извлекает, а осаждает инсулиноподобные соединения, но даже при их извлечении они разрушаются протеазами в желедочно-кишечном тракте. Противодиабетическое и ряд других действий фитопрепаратов является манифестацией вызываемого ими СНПС и опосредуется нашими метаболитами, гормонами, медиаторами [2, 3, 12, 16, 22].
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение способности водных извлечений из растений, имеющих достаточные природные ресурсы, оказывать антигипергликемическое действие у аллоксан-диабетических животных и влиять на концентрацию инсулина в крови.
МЕТОДИКА
Основанием для выбора объектов исследований служило применение видов шикши (водяники, доро-
гой травы, лопарской ягоды) в медицине различных народов, в традиционных медицинах Тибета, Монголии при эпилепсии,параличах различной этиологии, преимущественно после инсультов, при бешенстве, неврозах, бессоннице, утомлении, а также при не-конкретизированных нарушениях обмена веществ [20]. Побеги вереска обыкновенного, оффициналь-ные в ряде стран, но не в России, имеют прямое указание на применение при СД, широком ряде других заболеваний и на отсутствие токсичности [2, 15]. Изучено действие отваров 1:10 из надземной части и сухих плодов следующих растений:
1. Шикша черная Empetrum nigrum (семейство Шик-
шевые);
2. Шикша обоеполая Empetrum hermaphroditum;
3. Шикша сибирская Empetrum sibiricum;
4. Вереск обыкновенный Calluna vulgaris (семейство
Вересковые).
В скрининговых опытах самцам мышей линии SHR энтерально, через зонд вводили по 2 раза в день в течение 7 дней отвары 1:10 по 0,5 мл/10 г (5 г/кг в пересчете на массу воздушно-сухого сырья) превентивно, до внутрибрюшинной инъекции аллоксана или в лечебном плане во 2-е и последующие сутки после нее. Недостатком метода является близость летальной и диабетогенной доз аллоксана. Тестировали их до проведения опыта и пришли к тому заключению, что гибель 1/3 мышей вполне закономерна для достижения у оставшихся краткосрочного диабета и интолерантности к глюкозе. Диа-бетогенные дозы аллоксана варьируют в пределах 90-180 мг/кг в пересчете на основание. К недостаткам метода следует причислить также быструю, с точки зрения экспериментатора, без соотнесения к сроку жизни мышей, компенсацию экспериментального диабета. В отличие от ряда исследователей, мы сопоставляли не базальный уровень глюкозы у леченных и нелеченных животных, а гипергликемию и уровень инсулина в крови при глюкозо-толерантном тесте (ГТТ), вводя энтерально 20%-й раствор глюкозы (5 г/кг) за 20 минут до забора крови у мышей (пик гипергликемии) и за 45 минут — у крыс. Достаточное количество крови чаще всего невозможно получить у мышей из каудальных артерий и вен, из надрезов десны, а потому единственным методом остается быстрая декапитация. Эффект превентивного и лечебного действия фитопрепаратов рассчитывали в процентах по следующей формуле: уровень гипергликемии у нелеченных мышей — уровень гипергликемии у леченных мышей х 100/ уровень гликемии у нелеченных мышей — уровень гипергликемии у ин-тактных мышей (при ГТТ в мМ/л).
Чувствительность самцов крыс линии Wistar к диабетогенному действию аллоксана была более
стабильна (100-120 мг/кг внутрибрюшинно), а кривая гипергликемии более растянута, что позволяло сравнивать ее на 45-й мин. ГТТ. На крысах изучено только лечебное действие отваров из растений, которые вводили энтерально 2 раза в день по 2,5 г/ кг в течение 10 дней. Считается, что аллоксановый диабет с повышением базального уровня глюкозы можно получить лишь у 20 % крыс [1]. Очевидна антропологизация желаемого проявления диабета у грызунов, репаративные процессы которых, как показали наши исследования, протекают быстро, а проявление диабета через несколько суток после инъекции аллоксана может заключаться всего лишь в интолерантности к глюкозе и снижении экзоцитоза инсулина при ГТТ. Использование ГТТ позволило обнаружить интолерантность к глюкозе у 97 % крыс на 10-е сутки, у 80 % — на 14-е сутки, у 42 % — на 20-е сутки, что и определило сроки лечения аллоксан-диабетических крыс.
Концентрацию глюкозы в плазме крови определяли в мМ/л общепринятым энзиматическим методом [14], основанном на том, что при действии глюко-зооксидазы на глюкозу образуется перекись водорода, окисляющая в присутствии пероксидазы краситель ортодианизидин. Концентрация окисленной формы его прямо пропорциональна концентрации глюкозы и определяется спектрофотометрически при 510 нм. Калибровочная кривая строилась в день эксперимента. Концентрацию инсулина в сыворотке крови определяли радиоиммунологическим методом [9, 18] на 45 мин. ГТТ. Результаты 2 проб усредняли, как и при определении уровня глюкозы крови. Контрольными группами служили нелеченные аллоксан-диабетические животные, которым энтерально вводили воду в том же объеме, что и отвары., а также интактные мыши и крысы, которые также получали воду энтеральною Специальные исследования выявили отсутствие влияния введений воды (effect of handling) на чувствительность к аллоксану и течение диабета, а также отсутствие эффекта при одно- двукратном введении отваров. Результаты обрабатывали по критериям: Фишера-Стьюдента (t) и/или Вилкоксона-Манна-Уитни (U), который более чувствителен. Результаты опытов с установлением лечебного антигипергликемического действия фитопрепаратов воспроизведены на мышах.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Кратко оценивая результаты опытов, отметим, что при превентивном введении мышам (табл. 1) отвары растений по антигипергликемическому эффекту располагались в следующий ряд по убы-
■ Таблица 1. Лечебное и профилактическое действие антигипергликемическое действие отваров из вереска и видов шикши при аллоксановом диабете у мышей на 20-й минуте глюкозо-толерантного теста (ГТТ)
Группа животных (их количество), растение, часть его Применение отваров по 5 г/кг дважды в течение 7 суток
профилактическое Эффект в % лечебное Эффект в %
Гипергликемия Гипергликемия
в мМ/л в % в мМ/л в %
1. Интактные мыши,при ГТТ (20) 13,97* 52,0* 100* 15,26* 75,9* 100*
2. Контроль, нелеченные мыши (20) 26,87 100 0 20,1 100 0
Шикша сибирская
3. надземная часть (15) 18,13* 67,5* 67,8* 17,2* 85,5* 64,6*
4. плоды (17) 20,35* 75,7* 50,6* 17,8* 88,5* 51,2*
1. Интактные мыши при ГТТ (20) 13,01* 64,7* 100* 17,1* 58,6* 100*
2. Контроль (19) 20,11 100 0 29,2 100 0
Шикша черная
3. надземная часть (18) 21,45 106,6 -18,8 24,3* 83,2* 40,5*
4. плоды (15) 18,17 90,4 27,3 20,1* 68,8* 75,2*
Шикша обоеполая
5. надземная часть (15) 18,14 90,2 27,8 21,4* 73,2* 64,5*
6. плоды (16) 24,77* 121,7* -46,7* 21,2* 72,6* 66,7*
Вереск обыкновенный
7. цветущие верхушки (17) 13,78* 68,5* 87,7* 21,4* 73,2* 64,5*
Примечания: * — различия с контролем (группа 2) статистически достоверны по критериям t и/или и.
ванию активности: вереск обыкновенный > надз. часть шикши сибирской > плоды шикши сибирской. Остальные фитопрепараты были неэффективны, а отвар плодов шикши обоеполой даже достоверно усугублял интолерантность к глюкозе аллоксан-диабетических мышей. Именно эти ягоды популярны у народов Севера. Их называют лопарской ягодой, считая, что потребление ее снимает усталость. Ее заготавливают жители Кольского полуострова, замораживают впрок с молоком в Норвегии, с кислым молоком — в Исландии, считают лакомством, приправой к рыбе, к тюленьему жиру в Гренландии [15]. В связи с многовековой пищевой апробацией едва ли стоит на основании только наших ограниченных скрининговых опытов утверждать ее отрицательное действие на углеводный обмен, тем более, что при лечебном применении у мышей отвар плодов шик-ши обоеполой достоверно снизил уровень гипергликемии при ГТТ на 24,7 %. Терапевтический эффект равен 66,7 %.
При лечении аллоксан-диабетических мышей все отвары повышали толерантность к глюкозе и располагались по убыванию активности в следующий ряд: плоды шикши черной > плоды шикши обоеполой > надз. часть шикши обоеполой = вереск обыкновенный > надз часть шикши сибирской > плоды шикши сибирской > надз. часть шикши черной. Различия между крайними членами ряда статистически не-
достоверны, так что можно констатировать равную активность всех изученных препаратов. Наибольшее значение придавали способности фитопрепаратов повышать продукцию и экзоцитоз инсулина Р-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы в ответ на ГТТ. В данной серии опытов ин-сулинемия при ГТТ у аллоксан-диабетических не-леченных крыс (группа 4 в табл. 2) была уже достоверно выше на 76 %, чем базальный ее уровень (группа 3 в табл. 2). Это свидетельствует о быстрых репаративных процессах у крыс при повреждении Р-клеток аллоксаном, что, впрочем, наблюдается не в каждой серии опытов. Еще более быстрому процессу восстановления продукции инсулина и реакции на ГТТ способствовали следующие отвары: надз часть шикши обоеполой > надз. часть шикши сибирской > надз. часть шикши черной > плоды шикши сибирской > плоды шикши черной. Что касается отваров плодов шикши обоеполой и надз. части вереска, то их инсулиногенная активность не имела статистически достоверных различий с уровнем инсулина у нелеченных крыс, но вдвое превышала ба-зальный уровень инсулина у них (группа 3 в табл. 2). Расположение препаратов по способности снижать гипергликемию при ГТТ у аллоксан-диабетических крыс существенно не отличалась от выше приведенного ряда. Между группами не было статистически достоверных различий, а следовательно фитопре-
■ Таблица 2. Сравнительная оценка влияния отваров из растений порялка Вересковые на уровень инсулина и глюкозы крови у аллоксан-диабетических крыс на 45-й минуте глюкозотолерантного теста (ГТТ)
Группа животных, растение, часть его Количество животных Концентрация
Инсулина в мкед/л Глюкозы в мМ/л
1. Интактные 20 40,8* 7,1*
2. Те же + ГТТ 20 82,5** 9,9**
3. Аллоксан-диабетические, нелеченные 20 20,8** 9,2**
4.Те же + ГТТ 16 36,7* 16,0
Лечение отварами по 2,5 г/кг дважды в течение 10 суток
Шикша обоеполая
5. надземная часть 9 79,8** 10,3**
6. плоды 8 40,8* 14,2
Шикша сибирская
7. надземная часть 9 66,8** 11,3**
8. плоды 9 51,2** 12,8**
Шикша черная
9. надземная часть 9 62,5** 10,9**
10. плоды 10 50,8** 12,5**
Вереск обыкновенный
11. цветущие верхушки 9 41,7* 13,8
Примечания: * — повышение уровня инсулина достоверно в сравнении с группой 3 ** — различия достоверны в сравнении с группой 4 по критериям t и/или и.
параты взаимозаменяемы. Неэффективны отвары плодов шикши обоеполой и вереска, что коррилиру-ет с отсутствием у них инсулиногенной активности. В связи с этим наши данные не подтверждают высокой противодиабетической активности отвара из цветущих верхушек вереска, поскольку он не влиял на уровень инсулина и глюкозы у крыс. Не исключено, что изучение таковой требует более углубленных, расширенных исследований на разных моделях СД и тем более в клинике. Вереск обыкновенный — одно из наиболее освоенных и разносторонне применяемых растений в этноятрии, в том числе при нервных болезнях и метаболических нарушениях (подагра, атеросклероз, СД), но фитофармакологических исследований вереска, как и шикши, практически нет.
Сопоставление результатов исследований позволяет в первую очередь обратить внимание на надземные части 3 изученных видов шикши, отвары которых проявили наиболее высокую инсулиноген-ную активность у аллоксан-диабетических крыс и были равноэффективны при лечении мышей. Отвар надземной части шикши сибирской был эффективен и при превентивном введении мышам, и, в целом, во всех 3 сериях опытов. Результаты наших опытов подтверждают правомерность применения в народных и традиционных медицинах не плодов, а именно надз. части водяники сибирской, которая за высокую эффективность получила в Сибири название до-
рогой травы. Строго говоря, шикша — это не трава, а кустарничек. Известно, что ягоды водяники сибирской в недавнем прошлом имели широкое пищевое применение. Так, во время ссылки Меньшикова в Березове на ярмарках шикшу (водяницу) продавали возами. Тем не менее, в этноятрии при тяжелых нервных болезнях применяли именно надземную часть, несмотря на знание свойств плодов шикши.
Нами с привлечением батареи методов доказаны высокие церебропротективные свойства отваров надз. частей видов шикши, их взаимозаменяемость, а также отсутствие у них антиконвульсантных свойств [5]. Томскими исследователями клинически доказана эффективность надз. части шиши сибирской при эпилепсии и постинсультных параличах [10, 11]. Ранее в ряде публикаций продемонстрирована высокая эффективность надз. частей шикши черной и шикши обоеполой в сочетании с синергистами, растениями-церебропротекторами в поликомпонентных сборах при рассеянном склерозе, цереброваскулярной болезни и эпилепсии [5, 6]. Дополнение этих сведений экспериментальным подтверждениемпротиводиабе-тической активности видов шикши существенно для клиники, поскольку частым, стандартным, привычным для неврологов сочетанием является следующее: СД II типа + гипертоническая болезнь + нарушения ли-пидного обмена + атеросклероз артерий мозга и шеи ^ острое нарушение мозгового кровообращения,
инсульт. На примере видов шикши можно убедиться в многонаправленности действия растений, точнее в многосторонности проявлений вызываемого ими СНПС, что не свойственно ксенобиотикам, поскольку селективность действия чаще всего является основным требованием при их синтезе. Прсмотрим из того, что известно, разнообразие свойств надз. частей видов шикши: 1) диуретические, послужившие поводом для названия растения, поскольку шикша — это сик-ша, в Архангельской области растение называют ши-кухой; 2) церебропротективные; 3) антигипоксантные [5]; 4) детоксикационные, в наших экспериментах они проявлялисьв снижении (не устранении) судорожно-смертельного действия конвульсантов, гастроагрес-сивного действия резерпина, атофана бутадиона, гепатотоксического действия четыреххлористого углерода [2, 4]; 5) противодиабетические.
Биологически детерминированная заинтересованность щикши в поддержании здоровья тех животных, которые ее поедают и тем самым расширяют ее ареал, вполне логична, объяснима с позиций закона единства биогеоценоза. Но оказывается, что не только плоды, но и другие части ягодников вовлечены в программу поддержания жизни на Земле и проявляют лекарственные свойства. Примеры могут быть многочисленны и не ограничиваются надз. частью видов шикши. В тибетской традиционной медицине одним из наиболее эффективных противовоспалительных, жаропонижающих средств считаются облиственные ветви малины [19]. В русской, вепсской народной медицине также используют малиновый чай из листьев и зеленых ягод [15]. Листья ежевики, суррогат чая, также эффективны при инфекционных и противовоспалительных заболеваниях [17]. Общеизвестны противодиабетические и прочие лекарственные свойства побегов черники и голубики. При инфекциях мочевыводящих путей с успехом применяют побеги брусники, толокнянки, лист морошки, ветви и шишкоягоды можжевельника. Использование биологических законов с целью нахождения эффективных растительных средств, ассимиляция, осмысление арсенала и методов фитотерапии — базовой (что неслучайно) дисциплины традиционных медицин стран Азии, насчитывающих тысячелетия развития, является актуальнейшей задачей современной фитофармакологии.
ВЫВОДЫ
1. Превентивное противодиабетическое действие при инъекции аллоксана мышам оказывали только отвары надземных частей вереска и шикши сибирской, а также плодов последней. Неэффек-
тивность других препаратов объяснима с позиций жесткости метода, близости диабетогенных и летальных доз аллоксана.
2. Лечебное действие при аллоксановом диабете у мышей оказывали все изученные препараты: отвары надземных частей и плодов трех видов шикши, а также цветущих верхушек вереска.
3. При аллоксановом диабете у крыс лечебное применение пяти препаратов позволило снизить уровень гипергликемии и повысить уровень инсулина в крови при глюкозо-толерантном тесте. Наиболее активны отвары надземных частей трех видов шикшы, которым и следует отдать предпочтение.
Литература
1. Баранов В. Г., Соколоверова И. М., Гаспарян И. Г., Ярошевский Ю. А., Никитин А. И. Экспериментальный сахарный диабет. — Л., 1983. — 237 с.
2. Барнаулов О. Д. Поиск и фармакологическое изучение фитопрепаратов, повышающих резистентность организма к повреждающим воздействиям, оптимизирующих процессы репарации и регенерации: Автореф. дис.... д-ра мед. наук. — Л., 1988. — 48 с.
3. Барнаулов О. Д. Женьшень и другие адаптогены. Лекции по фитотерапии. — СПб., 2001. — 138 с.
4. Барнаулов О. Д. Детоксикационная фитотерапия или противоядные свойства лекарственных растений. — СПб., 2007. — 409 с.
5. Барнаулов О. Д. Фармакологические свойства растений-церебропротекторов, перспективных для лечения больных рассеянным склерозом. Семейство Шикше-вые Empetraceae // Нейроиммунология. — 2008. — Т 6, № 1-2. — С. 33-42.
6. Барнаулов О. Д., Поспелова М. Л. Фитотерапия в неврологии. — СПб., 2009. — 319 с.
7. Брехман И. И. Женьшень. — Л., 1957. — 182 с.
8. Брехман И. И. Элеутерококк. — Л., 1968. — 184 с.
9. Вельбри С. К. Иммунологическая диагностика заболеваний поджелудочной железы. — М., 1985. — 134 с.
10. Вершинин Н. В. Лекарственные растения Сибири // Новые лекарственные растения Сибири и их лечебные препараты. — Новосибирск, 1944. — Вып. 1. — С. 10-20.
11. Вершинин Н. В., Яблоков Д. Д. Новые лекарственные средства из сибирского растительного сырья и их применение. Тр. 5-го пленума Уч. мед. совета Минздрава РСФСР в г. Томске 12-16 ентября 1946 г. — Томск, 1947. — С. 215-230.
12. Дардымов И. В. Механизмы действия женьшеня и элеутерококка: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. — Л., 1987. — 41 с.
13. Лазарев Н. В., Люблина Е. И., Розин М. А. Сосотояние неспецифически повышенной сопротивляемости // Патол. физиол. и эксперим. терапия. — 1959. — №4. — С. 16-21.
14. Прохорова М. И., Тупикова З. М. Большой практикум по углеводному и липидному обмену. — Л., 1965. — 220 с.
15. Растительные ресурсы СССР. — Л.,1986. — 336 с.
16. Саратиков А. С. Золотой корень (родиола розовая). 2-е изд. — Томск, 1974. — 155 с.
17. ТайсБ., ТайсП. Лекарственные травы — путь к здоровью.
Советы современной семье. — СПб., 1993. — 329 с.
18. Ткачева Г. А., Балаболкин М. И., Ларичева И. П. Ра-диоиммунохимические методы исследовния. — М., 1983. — 191 с.
19. «Чжуд-ши»: канон тибетской медицины. — М., 2001. — 766 с.
20. Шретер А. И. Лекарственная флора Советского Дальнего Востока. — М., 1975. — 328 с.
21. Шукюров Д. З. Лекарственные растения Азербайджана, применяемые при сахарном диабете. — Баку, 1981. — 123 с.
22. Яременко К. В. Оптимальное состояние организма и адаптогены. — СПб., 2008. — 131 с.
coMpARATivE EsTiMATioN oF ANTiDiABETic ACTMTY of ERiCALES PLANTS
Barnaulov O. D.
♦ Summary: The alloxan-diabetic mice treated with Ericales plants extractions was shown to increase their glucose tolerance. The most demonstrative insulinogenic effect was revealed in alloxan-diabetic rats by srubs decoctions of Em-petrum hermaphroditum, E. sibiricum, E. nigrum.
♦ Key words: phytotherapy; diabetes millitus.
♦ Информация об авторах
Барнаулов Олег Дмитриевич — д. м. н., в. н. с. Институт мозга человека им. Н. П. Бехтеревой РАН. 197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, 9а. E-mail: barnaulovod@rambler.ru.
BarnaulovOleg Dmitrievich — Doctor of Med. Sci. (Pharmacology), Leading Scientific Researcher, N. P. Bektereva Human Braun Institute, RAS.
197376, St. Petersburg, Acad. Pavlov st., 9a, Russia. E-mail: barnaulovod@rambler.ru.
