CC BY
57© Я.Г. ТРИЛИС, В.В. ДАВЫДОВ, Л.И. СЛЕПЯН; 2005 _ПСИХ0НЕИР0ФАРМАК0Л0ГИ^^ Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая
академия
Резюме
Представлены результаты экспериментального исследования препаратов, полученных биотехнологическим путем из биомассы культуры растительных тканей — настойки биомассы полисциаса папоротниколистного (НП) и настойки биомассы женьшеня (НБЖ). Изучено влияние препаратов на функциональное состояние гипофизарно-адрено-кортикальной системы, гипофизарно-тиреоидной системы, инсулин- и глюкагонпродуцирующих аппаратов поджелудочной железы, на активность углеводного, липидного и белкового обменов в постстрессорный период. Результаты экспериментального исследования выявили способность НП и НБЖ укорачивать стадию тревоги, переводя метаболизм с углеводного на липидный тип обмена веществ, и предотвращать наступление стадии истощения общего адаптационного синдрома.
Ключевые слова
общий адаптационный синдром;
полисциас; биомасса женьшеня;
эндокринная система;
постстрессорный период
ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТОВ КУЛЬТУРЫ ТКАНЕЙ PANAX GINSENG C.A. MEY И POLYSCIAS FILICIFOLIA BAILEY (ARALIACEAE) НА ТЕЧЕНИЕ ПОСТСТРЕССОРНЫХ РЕАКЦИЙ
ВВЕДЕНИЕ
Изучение общих и специфических механизмов действия лекарств растительного происхождения, обладающих адаптогенным действием, в условиях широты предлагаемого аптеками ассортимента адап-тогенов является важной задачей современной медицины. Представляется актуальным исследование механизмов действия фитоадап-тогенных препаратов биотехнологического пути получения, который позволяет преодолеть ограниченность природной сырьевой базы видов, существенно расширить число экологически чистых и ценных лекарственных средств.
Объектами данного исследования явились фитоадаптогенные препараты, полученные из биомассы культуры тканей корней женьшеня (Panax Ginseng C.A. Mey) и полисциаса папоротниколистного (Polyscias filicifolia Bailey) — настойка «Биоженьшень» (НБЖ) и настойка полисциаса (НП). Настойка тропического растения полисциаса, издавна используемая в народной медицине стран Востока в качестве заменителя женьшеня, в России была создана в лаборатории культуры тканей Санкт-Петербургской химико-фармацевтической академии биотехнологическим путем [3]. Установлена способность биомассы культуры тканей полисциаса синтезировать тритерпеновые гликозиды с агликоном хедерагени-ном, Р-ситостерин, кампестерин, углеводы, белки, ненасыщенные жирные кислоты и другие вещества [3, 4].
Проведенные нами ранее исследования показали способность данных препаратов стимулировать физическую выносливость экспериментальных животных [7], оказывать гастропротекторное действие, ослаблять интенсивность процессов перекисного окисления липидов [7].
Исследуемые препараты существенно влияют на эндокринный и метаболический статусы организма в условиях функционального покоя и в течение стрессорной реакции [6, 7]. Так, в условиях относительного функционального покоя препараты повышали активность щитовидной железы, коры надпочечников, понижали активность инкреторного аппарата поджелудочной железы и семенников, выработку пролактина аденогипофизом. Показано выраженное стрессре-гуляторное действие НБЖ и НП, проявляющееся в оптимизации
индуцированных иммобилизационным стрессом изменений активности различных эндокринных желез и видов обмена веществ. Препараты укорачивали время повышенного расхода углеводов на ранних этапах стресс-реакции, ускоряли перевод метаболизма с углеводного на липидный тип обмена веществ и предотвращали возможное истощение энергосубстратов на поздних стадиях стресса [6, 7]. Для оценки биологического значения выявленных эндокринно-метаболических перестроек организма представлялось целесообразным изучить влияние профилактических введений НП и НБЖ на течение и исход постстрессорной реакции.
Цель исследования — изучение влияния фи-тоадаптогенов на эндокринные и метаболические процессы, следующие в организме за этапами тревоги и истощения общего адаптационного синдрома, для которых характерно понижение резистентности организма и малый резерв его компенсаторно-приспособительных механизмов.
МЕТОДИКА
Объектом исследования были настойки биомассы культуры тканей корней полисциаса папорот-николистного (Polyscias filicifolia Bailey) и женьшеня (Panax Ginseng C.A. Mey) — настойка полисциаса (НП) и настойка биоженьшеня (НБЖ) соответственно, получаемые в лаборатории культуры тканей Санкт-Петербургской химико-фармацевтической академии.
Исследования проводились в зимне-весенний период на беспородных половозрелых белых крысах-самцах массой 160—200 г. Подопытным животным в утренние часы однократно внутрижелу-дочно через зонд за 1 час до стрессорного воздействия вводили деалкоголизированные НП и НБЖ в дозе 5 мл/кг, контрольным — дистиллированную воду (контроль-1). Стресс вызывали иммобилизацией крыс в пластмассовых «домиках», обеспечивающих их неподвижность в течение 1 и 24 часов (данные сроки иммобилизации соответствуют, как показано нами ранее [6], этапу тревоги и этапу истощения общего адаптационного синдрома (ОАС) соответственно). Через 1 час после 1- или 24-часовой иммобилизации животных декапитировали и осуществляли взятие биопроб для анализа. Контролем служили интактные животные (конт-роль-1), животные, подвергнутые 1- или 24-часовой иммобилизации, декапитированные немедленно после окончания эксперимента (контроль-2),
а также иммобилизированные животные, декапитированные через 1 час после окончания иммобилизации (контроль-3). Определяемые нами показатели состояния эндокринного и метаболического статусов организма в различных биоматериалах экспериментальных животных и методы их определения представлены в табл.1.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Функциональная активность периферического звена гипофизарно-адренокортикальной системы на фоне применения фитоадаптогенов
Масса надпочечников через 1 час после этапа тревоги ОАС на фоне введений НП и НБЖ не отличалась от контролей-1, 2 и -3.
Масса надпочечников через 1 час после этапа истощения ОАС на фоне назначения НП не отличалась, а на фоне НБЖ была пониженной в сравнении с контролями-2 и -3 (до 71 и 68 % соответственно) и на фоне введения обоих препаратов не отличалась от контроля-1.
Концентрация 11-ОКС в тканях надпочечников через 1 час после этапа тревоги стресса на фоне введения НП была повышенной (до158 %), а на фоне НБЖ не отличалась от контроля-3. На фоне введения обоих препаратов (НП и НБЖ) была пониженной в сравнении с контролем-2 (до 65 и 54 % соответственно), но не отличалась от контроля-1.
Уровень гормонов в надпочечниках через 1 час после этапа истощения стресса на фоне применения НП и НБЖ был повышен в сравнении как с контролем-2 (до 212 и 205 % соответственно), так и контролем-3 (до 334 и 322 % соответственно), но не отличался от контроля-1.
Концентрация 11-ОКС в крови через 1 час после этапа тревоги ОАС на фоне введения обоих препаратов не отличалась от контролей-1, -2 и -3, а через 1 час после этапа истощения на фоне НП и НБЖ была пониженной в сравнении с кон-тролем-2 (до 68 и 66 % соответственно), повышенной в сравнении с контролем-3 (до 136 и 132 % соответственно) и не отличалась от конт-роля-1.
Таким образом, через 1 час после этапа тревоги ОАС на фоне предварительного введения НП и НБЖ показано отсутствие влияния препаратов на массу надпочечников и восстановление препаратами нормального уровня 11-ОКС в тканях надпочечников и в крови.
Таблица 1
Материалы и методы исследования
Эндокринный комплекс и вид обмена веществ Показатели Методы
- (ГАС) масса надпочечников ( )
11- (11- ) в тканях надпочечников и сыворотке крови ( БИАН -130) [1]
Гипофизарно-^феовдная система (ГТС) (ТТГ) MLA* Magic Lite Immunoassay- TSH (Ciba Corning Diagnostic Corporation)
(Т3) MLA набор Magic Lite ImmunoassayT3 (Ciba Corning Diagnostic Corporation)
MLA набор Magic Lite ImmunoassayT4 (Ciba Corning Diagnostic Corporation)
свободный тироксин сыворотки крови ( 4) MLA Magic Lite Immunoassay-FT4 (Ciba Corning Diagnostic Corporation)
Инкреторный аппарат поджелудочной железы инсулин сыворотки крови RIA ** набор pHO-miC-nr-125I (Минский )
глюкагон сыворотки крови RIA Glucagon (Biodata)
Углеводный обмен глюкоза сыворотки крови и тканей печени глюкозооксидантный метод (СФ-46)
гликоген тканей печени 9 (СФ-46)
Жировой обмен триглицериды сыворотки крови спектрофотометрия ( TG50 Lachema Biotest)
неэстерифицированные жирные (НЭЖК) 8 (СФ-46)
Белковый обмен общий белок сыворотки крови ( 454 )
Примечание: * — MLA — метод иммунолюминесцентного анализа (уровень иммунофлюоресценции измеряли на анализаторе Magic Lite Analyzer II); ** — RIA — метод радиоиммунологического анализа (уровень ß- и а-излучения измеряли в жидкостно-сцинтиляционном счетчике колодезного типа).
Через 1 час после этапа истощения стрессор-ной реакции на фоне введения НП и НБЖ показано восстановление препаратами нормальных значений массы надпочечников, концентрации
11-ОКС в крови и тканях надпочечников. Анализ полученных данных свидетельствует о способности НП и НБЖ нормализовать в постстрессорный период (через 1 час) и после этапа тревоги и после
ных животных; 4) повышение концентрации общего белка в крови в постстрессорный период до 1078 нормального уровня.
Анализ результатов, полученных при изучении влияния НП и НБЖ на состояние различных видов обмена веществ через 1 час после этапа тревоги стресса свидетельствует: во-первых, об отсутствии влияния препаратов на постстрессор-ную нормализацию содержания гликогена в тканях печени на фоне сохранения стрессорной гипергликемии в постстрессорный период (о предотвращении препаратами постстрессорной гипогликемии).
Данные сдвиги могут свидетельствовать о способности НП и НБЖ оказывать углеводсбере-гающее действие в постстрессорный период; во-вторых, о сохранении препаратами стрессорной активизации липидного обмена, предупреждении его нормализации в постстрессорный период; в-третьих, об отсутствии влияния препаратов на постстрессорную нормализацию белкового обмена.
Анализ изучения влияния препаратов на изменения состояния обменных процессов через 1 час после истощающего этапа стресса свидетельствует: во-первых о восстановлении препаратами эуг-ликемии и развитии процессов, направленных на восстановление запасов гликогена в печени в по-стстрессорный период (о предотвращении препаратами сохранения стрессорного истощения углеводных субстратов в постстрессорный период); во-вторых, о нормализации препаратами состояния метаболизма липидов в постстрессорный период (о предотвращении препаратами постстрес-сорной активизации липидного обмена); в-третьих, о нормализации препаратами интенсивности белкового обмена в постстрессорный период (о предотвращении ими сохранения в постстрессор-ный период стрессорного катаболизма белков).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Анализ полученных в опытах на крысах данных выявил способность однократного профилактического введения как НП, так и НБЖ существенно влиять на постстрессорные изменения не только различных комплексов, уровней и звеньев эндокринной системы, но и видов обменных процессов. Причем, в действии НП и НБЖ выявлено больше сходства, хотя обнаружены и некоторые различия. Эффекты влияния препаратов на эндокринно-ме-таболические перестройки организма в постстрес-
сорный период в значительной мере определялись длительностью стрессорного воздействия (этапом стресса).
Так, в постстрессорный период (через 1ч) после 1-часовой иммобилизации (этап тревоги ОАС) на фоне предварительного введения НП и НБЖ обнаружено:
1) способность препаратов нормализовывать активность глюкокортикоидной функции коры надпочечников (предотвращать ее постстрессорное угнетение);
2) отсутствие влияния препаратов изменять по-стстрессорное нормальное состояние центрального звена ГТС, способность НП уменьшать активность железистого, либо дополнительно увеличивать стрессорную активность внежелезистого звена ГТС, отсутствие способности НБЖ изменять стрессорную активизацию железистого звена ГТС;
3) нормализация препаратами активности инсу-линпродуцирующего аппарата поджелудочной железы (предотвращение его постстрессорной активизации);
4) сохранение НП стрессорной активизации глюкагонпродуцирующего аппарата поджелудочной железы (предотвращение НП его постстрес-сорного угнетения) и уменьшение НБЖ степени постстрессорного угнетения глюкагонпродуциру-ющего аппарата поджелудочной железы;
5) отсутствие влияния препаратов на постстрес-сорное восстановление запасов гликогена в печени, способность препаратов вызывать гипергликемию в постстрессорный период (и предотвращать пост-стрессорную гипогликемию). Глюкозосберегающее действие препаратов в постстрессорный период (предотвращение ими постстрессорного повышения потребления углеводов) может быть обусловлено нормализацией НП и НБЖ концентрации 11-ОКС и инсулина, повышением ими концентрации НЭЖК, уменьшением НП Т3, а НБЖ глюкагона в крови;
6) сохранение на фоне препаратов стрессорной активизации липидного обмена (предупреждение препаратами его постстрессорной нормализации). Влияние препаратов на липидный обмен, по-видимому, объясняется сохранением на фоне НП стрессорной активизации глюкагонового аппарата поджелудочной железы, а на фоне НБЖ — стрессорной активизации щитовидной железы, нормализацией обоими препаратами глюкокорти-коидной функции коры надпочечников;
7) отсутствие способности обоих препаратов влиять на развитие постстрессорной нормализации белкового обмена. Если без применения препаратов данному процессу способствовало понижение
концентрации 11-ОКС, то на фоне введения препаратов, очевидно, действуют другие, не только ре-гуляторные, но и метаболические механизмы.
По нашему мнению, идентичное влияние НП и НБЖ на постстрессорные (через 1 час) после этапа тревоги ОАС изменения интенсивности обменных процессов обусловлено сходным влиянием препаратов на состояние активности глюкокорти-коидной функции коры надпочечников, инсулинп-родуцирующего аппарата поджелудочной железы и несколько различным влиянием НП и НБЖ на активность периферического звена ГТС и глюка-гонпродуцирующих структур поджелудочной железы. По-видимому, способность НП понижать активность щитовидной железы в постстрессорный период нивелируется сохранением на фоне введения препарата стрессорной активизации продукции глюкагона.
В результате изучения влияния НП и НБЖ на функциональное состояние эндокринной системы и интенсивности обменных процессов в пост-стрессорный период (через 1 час) после 24-часовой иммобилизации (этап истощения ОАС) обнаружено:
1) нормализация препаратами активности глю-кокортикоидной функции коры надпочечников (предотвращение препаратами ее постстрессорно-го угнетения);
2) уменьшение препаратами постстрессорной активизации центрального звена ГТС, дополнительное усиление НП и отсутствие изменения НБЖ постстрессорного повышения потребления тиреоидных гормонов организмом, отсутствие изменения НП и тенденция НБЖ предотвращать незначительную постстрессорную активизацию щитовидной железы;
3) уменьшение препаратами степени стрессор-ного и постстрессорного угнетения инсулинпроду-цирующего аппарата поджелудочной железы;
4) отсутствие влияния препаратов на постстрес-сорное уменьшение значительно активизированной в условиях стресса функции глюкагонпродуциру-ющего аппарата поджелудочной железы;
5) восстановление препаратами эугликемии и развитие процессов, направленных на восстановление запасов гликогена в печени в постстрессор-ный период (предотвращение препаратами сохранения в постстрессорный период характерного для стресса истощения углеводных субстратов). Развитие процессов нормализации углеводного обмена препаратами в постстрессорный период, по-видимому, обусловлено их способностью нормализовать активность глюкокортикоидной функции
надпочечников, уменьшать степень как стрессор-ного и постстрессорного угнетения инсулинпроду-цирующего, так и стрессорной активизации глю- 1079 кагонпродуцирующего аппаратов поджелудочной железы в постстрессорный период;
6) нормализация препаратами интенсивности липидного обмена (предотвращение ими постстрессорной активизации липидного обмена). Нормализующее действие фитоадаптогенов, по-видимому, объясняется взаимокомпенсацией эффектов уменьшения препаратами степени пост-стрессорного и стрессорного угнетения инсулинп-родуцирующего аппарата поджелудочной железы и нормализацией глюкокортикоидной функции коры надпочечников, а также дополнительном повышении НП потребления тиреоидных гормонов в постстрессорный период. Нормализующее липид-ный обмен в постстрессорный период действие фи-тоадаптогенов предупреждает развитие порочного круга энергообеспечения по липидному типу, что согласуется с данными литературы [2, 5];
7) нормализация препаратами интенсивности белкового обмена (предотвращение ими характерного для стресса катаболизма белков в постстрес-сорный период).
Следует отметить, что НП и НБЖ через 1 час после 24-часовой иммобилизации одинаково влияют на все виды обменных процессов, на активность глюкокортикоидной функции коры надпочечников, инкреторного аппарата поджелудочной железы, центрального звена ГТС, но несколько отличаются по влиянию на периферическое звено ГТС.
ВЫВОДЫ
В постстрессорный период на фоне применения настоек полисциаса и биоженьшеня в организме происходят существенные эндокринно-метаболи-ческие перестройки, свидетельствующие о повышении эффективности его адаптационных механизмов. Направленность этих постстрессорных перестроек в организме зависит от длительности стресса.
Под влиянием профилактического введения настоек полисциаса и биоженьшеня в постстрес-сорный период (через 1 час) после этапа тревоги общего адаптационного периода (1-часовая иммобилизация крыс) наступают активные эн-докринно-метаболические перестройки, свидетельствующие о прекращении существования организма в состоянии характерного для данного
этапа стресса гиперметаболизма, последнее проявляется переводом метаболизма с углеводного на 1080 липидный тип энергообеспечения организма, что характерно для состояния его повышенной резистентности.
На фоне предварительного введения настоек полисциаса и биоженьшеня в постстрессорный период (через 1 час) после этапа истощения общего адаптационного синдрома (24-часовая иммобилизация) наблюдаются перестройки функциональной активности различных комплексов и звеньев эндокринной системы, проявляющиеся предотвращением развития истощения углеводных субстратов окисления, неадекватного снабжения предшественниками активизированного липидного обмена, катаболизма белков, то есть обеспечивается нормализация всех видов обмена веществ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Давыдов В.В. Флюорометрическое определение неконъюгированных оксикортикос-тероидов в биологических средах организма// Тр. ВМА им. С.М. Кирова. — Л., 1970. — Т. 89. — С. 154-159.
2. Дардымов И.В. К механизму стресс-про-тективного действия адаптогенов //Физиология гипофизарно-адренокортикальной системы: Тез. докл. межд. симп. — Л., 1990. — С. 124-125.
3. Михайлова Н.В. Полисциас папоротнико-листный — Polyscias filicifolia Bailey в культуре in vitro : Автореф. дисс. ...канд. фарм. наук. — Л., 1981.
4. Михайлова Н.В., Слепян Л.И., Рирокас А.А., Трилис Я.Г. Оптимизация питательной среды для увеличения синтеза тритерпеновых гликозидов в культуре полисциаса папорот-николистного // Биология культивируемых клеток и биотехнология: Тез. докл. конф. — Новосибирск, 1988. — С. 82-83.
5. Панин Л.Е. Биохимические основы стрес-
са. — Новосибирск, 1983.
6. Трилис Я.Г., Давыдов В.В. Новые сведения о механизмах адаптогенного действия препаратов культуры тканей Polyscias filicifolia Bailey и Panax Ginseng C.A. Mey (Araliaceae) // Растительные ресурсы. — 1995. — Вып. 3. — С. 19-35.
7. Трилис Я.Г. Механизмы поавшения резистентности организма к действию экстремальных факторов настойкой полисциаса: Автореф. дисс ... канд. биол. наук. — СПб., 1996.
8. Jtaya K., Ui M. Colorimetric determination of the fatty acids in biological fluids // J. Lapid Res. — 1965. — Vol. 6, N 1. — P. 16-20.
9. Kemp A., Heyningen A. A colorimetric micromethod for determination of glycogen in tissues // Biochem. J. — 1956. — Vol. 56. — P. 646-648.
Трилис Я.Г., Давыдов В.В., Слепян Л.И. Влияние препаратов культуры тканей Panax Ginseng C.A. Mey и Polyscias filicifolia Bailey (Araliaceae) на течение постстрессорных реакций // Психофармакол. биол. наркол. —2005. — Т. 5, № 4. — С. 1071-1080. Санкт-Петербургская государственная химико-фармацевтическая академия, Санкт-Петербург, 197022, ул. проф. Попова, 14 Trilis Ya.G., Davydov V.V., Slepyan L.I. The influence of preparations of cultured tissues of Panax Ginseng C.A. Mey and Polyscias filicifolia Bailey (Araliaceae) on poststress processes // Psychopharmacol. Biol. Narol. — 2005. — Vol. 5, N 4. — P. 1071-1080. State Chemical-Pharmaceutical Academy, Saint-Petersburg 197022, prof. Popov str., 14
Summary: The article contains results of experimental research of endocrine and metabolic mechanisms of the adap-togenical activity of the drugs produced by the technique of the isolated cultural of plant tissues — tincture of cultural Polyscias filicifolia (TP) and tincture of cultural Panax Ginseng (TG). The influence of TP and TG on the functional conditions of hypophyse-adreno-cortical system, hypophyse-thy-roid system, insulin and glucagon structures of pancreas and carbohydrate, lipids and protein exchanges during afterstress period has been investigated. The experimental results showed that TP and TG accelerates stage of alarm and holds away approach exhaustion stage of total adaptation syndrome.
Key words: stress syndrome; poliscias; cultural Panax Ginseng; endocrine system; poststress period
