CC BY
51
УДК 616.831-005:615.214.31
С.М. Гуляев
защитное действие PHL0J0DICARPUS SIBIRICUS при ишемии головного мозгА у крыс
Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН (Улан-Удэ)
Целью настоящей работы было определение нейропротективного влияния настойки Phlojodicarpus sibiricus при ишемии головного мозга у крыс. Установлено, что курсовое введение настойки Phlojodicarpus sibiricus в объеме 0,5 мл/100г ограничивает, развитие эмоциональных и неврологических нарушений при. церебральной ишемии у крыс.
Ключевые слова: Phlojodicarpus sibiricus, нейропротективное действие, церебральная ишемия, неврологические расстройства
protective action of phlojodicarpus sibiricus in cerebral ischemia IN RATS
S.M. Gulyayev
Institute of General and Experimental Biology SB RAS (Ulan-Ude)
The present study is aimed, at evaluating the neuroprotective effect of the Phlojodicarpus sibiricus tincture on cerebral ischemia in rats. The course introduction, of Phlojodicarpus sibiricus tincture in volume of 0,5ml/100g limits development neurological and emotional infringements on cerebral ischemia in rats.
Key words: Phlojodicarpus sibiricus, neuroprotective action, cerebral ischemia, neurological infringement
Нарушения церебрального кровообращения, развивающиеся при атеросклерозе сонных и вну-тримозговых артерий и гипертонической болезни, традиционно ассоциируются с эмоциональными и когнитивными расстройствами. В связи с этим для лечения основного заболевания и коррекции сопутствующих им нейропсихологических состояний (тревожность, депрессия, снижение памяти и др.), как правило, применяют комбинации различных синтетических препаратов. Это обстоятельство нередко приводит к развитию побочных эффектов и снижению эффективности терапии. Учитывая широкую распространенность и многофакторный патогенез заболевания, актуальным представляется поиск средств из лекарственного растительного сырья. Отличительным свойством средств, полученных из растений, является полимодальное и мягкое фармакотерапевтическое влияние, практически отсутствие нежелательных реакций при длительном применении и относительно невысокая себестоимость.
Известно, что целебные свойства лекарственных растений обеспечиваются целым комплексом биологически активных веществ (витаминов, флавоноидов, кумаринов, алкалоидов и др.). Так, вздутоплодник сибирский (Phlojodicarpus sibiricus К. Ро1.^ используют при облитерирующем эндартериите, стенокардии и атеросклерозе [9], а также заболеваниях легких, желудка и центральной нервной системы [2, 8]. Широкий спектр показаний для его применения обусловлен содержанием кумариновых соединений: пиранокумаринов и гидроксикумаринов [4]. Указанные вещества проявляют спазмолитические и антикоагулянтные свойства [11], а также оказывают антиоксидантный, гиполипидемический и нейромодулирующий эффекты [13, 14, 15].
Несмотря на известные свойства вздутоплод-ника сибирского сведений о применении его при цереброваскулярной патологии в литературе мы не встретили. С учетом вышеизложенного, представляет интерес изучение его потенциальной фармакотерапевтической эффективности при ишемических расстройствах головного мозга.
Целью настоящей работы явилось определение нейропротективного действия настойки вздуто-плодника сибирского при ишемии головного мозга у крыс.
методы исследований
В работе использовали крыс линии Wistar обоего пола с массой 180 — 190 г. Исследования выполнены в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. № 755).
Средство из корней вздутоплодника сибирского получено методом экстракции 50% спиртоводным раствором (соотношение сырье/экстрагент — 1/5) и приготовления 20% настойки.
В первой серии опытов недостаточность мозгового кровообращения у крыс воспроизводили операционным путем под фторотановым наркозом: проводили срединный разрез на передней поверхности шеи, выделяли и перевязывали левую общую сонную артерию, затем рану зашивали. Первую, контрольную группу составили животные с церебральной ишемией; вторую группу — лож-нооперированные животные; третью — крысы с церебральной ишемией, получавшие внутрижелу-дочно настойку вздутоплодника сибирского (НВС) в объеме 0,5 мл/100г 1 раз в сутки в течение 7 дней до операции и последующих 7 суток эксперимента.
Таблица 1
Влияние настойки вздутоплодника сибирского (НВС) на поведение животных в открытом поле на 7 сутки при
унилатеральной окклюзии сонной артерии
Группа Горизонтальная активность Вертикальная активность Груминг Дефекация
Контроль, n = 7 27,7 ± 2,5 11,6 ± 1,2 1,1 ± 0,3 2,4 ± 0,1
Ложнооперир. животные, n = 7 31,5 ± 4,7 13,7 ± 2,3 0,8 ± 0,1 1,4 ± 0,3*
НВС, n = 8 35,2 ± 5,2* 13,5 ± 2,4 1,1 ± 0,8 1,0 ± 0,5*
примечание: * - означает, что различия значимы по сравнению с контролем при р < 0,05.
Животным контрольной и второй группы вводили 20% спиртоводный раствор по аналогичной схеме.
Уровень двигательно-исследовательской активности и эмоционального состояния у животных определяли в тесте «открытое поле» [3] на 7 сутки реабилитационного периода после операции. Установка «открытое поле» состояла из квадратной площадки размером 100 x 100 см со стенками высотой 40 см. Площадка была разделена черными линиями на 25 (5 x 5) равных квадратов и освещалась лампой мощностью в 50 Вт, подвешенной над центром поля на высоте 150 см. Крысу помещали в угол установки, после чего вели за ней наблюдение в течение 5 мин: регистрировали горизонтальные (число пересеченных квадратов) и вертикальные виды активности (количество подъемов на задние лапы), количество эпизодов груминга и дефекаций (по числу дефекационных болюсов).
Во второй серии экспериментов животные были распределены на две группы: первую — контрольную составили животные с церебральной ишемией, вторую — животные с церебральной ишемией, получавшие настойку вздутоплодника сибирского per os, 1 раз в сутки, в течение 7 дней до и после операции. Крысам 1 группы вводили 20% спиртоводный раствор по аналогичной схеме. Ишемию головного мозга воспроизводили операционным путем: под легким фторотановым наркозом проводили срединный разрез на передней поверхности шеи, выделяли и перевязывали одновременно обе общие онные артерии, затем рану зашивали. Далее вели наблюдение отдельно за каждым животным с оценкой неврологического дефицита через 24 часа после операции. Неврологический дефицит определяли по модифицированной шкале Mc Grow [1, 12]: у каждого животного регистрировали неврологические симптомы, а соответствующие им баллы (Stroke index) суммировались. Статистическую обработку данных проводили с применением t-критерия Стьюдента.
результаты исследований
В первой серии экспериментов у крыс опытной группы показатели горизонтальной и вертикальной активности в тесте «открытое поле» были на 27,0 (p й 0,05) и 16,0 % выше контрольных значений, а количество дефекационных болюсов — на 58,0 % (p й 0,05) ниже по сравнению с контролем (табл. 1).
Во второй серии опытов в первые часы после операции у 20 % крыс контрольной группы отмечали
фатальные клонические судороги, у остальных животных этой же группы в течение всего периода эксперимента наблюдали прогрессирующее развитие неврологических симптомов до тяжелых неврологических расстройств и летальных исходов. По шкале Mc Grow (табл. 2) средний показатель неврологического дефицита у животных контрольной группы составил к концу эксперимента 8,6 ± 0,9 (р < 0,05), а выживаемость к 24 часам наблюдения — 20,0 %.
Таблица 2 Неврологические нарушения функций по модифицированной шкале МсGrow
Неврологический симптом Stroke index
Вялость, замедленность движений 0,5
Тремор 1,0
Полуптоз односторонний 1,0
Полуптоз двусторонний 1,5
Слабость конечностей 1,5
Птоз односторонний 1,5
Птоз двухсторонний 1,5
Манежные движения 2,0
Парез 1-4 конечностей 2,0-5,0
Паралич 1-4 конечностей 3,0-6,0
Коматозное состояние 7,0
Смерть 10,0
У животных, получавших настойку вздутоплодника сибирского, признаков тяжелых неврологических расстройств отмечали реже по сравнению с контролем, при этом показатель неврологического дефицита был на 43,0 % ниже контрольных значений (р й 0,05), а выживаемость их составила 62,5 % (табл. 3).
Таблица 3
Влияние настойки вздутоплодника сибирского на неврологический статус и выживаемость крыс при ишемии головного мозга к 24 часу эксперимента
Группа животных Показатели
Неврологический дефицит, в баллах Выживаемость, в %
Контроль, n = 10 8,6 ± 0,9 20,0
НВС, n = 8 4,9 ± 1,2* 62,5
примечание: * - означает, что различия значимы по сравнению с контролем при р < 0,05.
заключение
«Компенсируемая» недостаточность мозгового кровообращения (односторонняя окклюзия сонной артерии) приводит к изменению у крыс лишь эмоциональных реакций без грубых неврологических нарушений. Так, в тесте «открытое поле» у животных регистрировали признаки повышенного уровня тревожности (снижение двигательной активности и увеличение количества дефекаций), что, очевидно, является следствием дисфункции тормозной ГАМК-ергической системы [6]. Выявленный в эксперименте анксиолитический эффект испытуемого средства, вероятно, связан с активирующим влиянием некоторых кумариновых соединений на тормозные структуры мозга. Показано, что фуранокумарины и гидроксикумарины, в частности, императорин и умбеллиферон проявляют нейромодулирующее свойство [10].
Известно, что в основе ишемических расстройств головного мозга лежат нарушения гемоциркуляции с последующим развитием глутамат-кальциевого и свободнорадикального каскада патологических реакций [5]. О глутамат-кальциевом механизме нейрональной возбудимости свидетельствует развитие у животных клонических судорог в начальном периоде ишемии мозга. Дальнейшее нарастание энергодефицита, метаболического ацидоза, отека мозговой ткани и интенсификация перекисного окисления липидов мембран клеток является причиной глубокого повреждения нервной ткани и связанными с ним тяжелыми неврологическими расстройствами и гибелью животных.
Курсовое введение настойки вздутоплодника сибирского оказывает нейропротективное действие при острой ишемии головного мозга (двухсторонняя окклюзия сонных артерий), о чем свидетельствует меньший неврологический дефицит у животных и более высокий уровень их выживаемости по сравнению с контролем. Можно предположить, что в защитном механизме испытуемого средства существенную роль оказывают антикоагулянтное и вазоактивное действия гидроксикумаринов и пиранокумаринов (виснадина и дигидросамидина), а также нейромодулирующее влияние других соединений, содержащихся в настойке вздутоплодника.
Таким образом, в результате проведенных исследований установлено нейропротективное действие настойки вздутоплодника сибирского при ишемии головного мозга у крыс: курсовое внутрижелудочное введение его в дозе 0,5 мл/100г ограничивает развитие эмоциональных и неврологических нарушений. Фармакотерапевтическая эффективность испытуемого средства, вероятно, обеспечивается антикоагулянтным, спазмолитическим, антиоксидантным и нейромодулирующим действиями кумариновых соединений.
литература
1. Ахапкина В.И. Изучение противоинсультного действия фенотропила на модели геморрагического инсульта (интрацеребральная посттравматическая гематома) у крыс / В.И. Ахапкина, Т.А. Воронина // Атмосфера. Нервные болезни: журнал для практических врачей. — 2006. — № 1. — С. 37 — 42.
2. Биологически активные вещества растительного происхождения / Б.Н. Головкин [и др.]. — М., 2001. - 350 с.
3. Буреш Я. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения / Я. Буреш, О. Бурешова, Д.П. Хьюстон. — М., 1991. — 399 с.
4. Громакова А.И. Разработка методов количественного определения некоторых производных кумарина в растительном сырье и препаратах: автореф. дис... канд. мед. наук / А.И. Громакова. — М., 1982. — 23 с.
5. Гусев Е.И. Ишемия головного мозга / Е.И. Гусев, В. Скворцова. — М., 2001. — 328 с.
6. Калуев А.В. Роль ГАМК в патогенезе тревоги и депрессии — нейрогенетика, нейрохимия и нейрофизиология : лекция / А.В. Калуев // Нейронауки. — 2006. — № 2. — С. 29 — 41.
7. Ловкова М.Я. Почему растения лечат / М.Я. Лов-кова, А.М. Рабинович. — М., 1990. — 256 с.
8. Носаль М.А. Лекарственные растения и способы их применения в народе / М.А. Носаль, И.М. Носаль. — Киев, 1960. — 256 с.
9. Соколов С.Я. Фитотерапия и фитофармакология. Руководство для врачей / С.Я. Соколов. — 2000. — 976 с.
10. Furanocoumarins with affinity to brain benzodiazepine receptors in vitro / O. Bergendorff [et al.] // Phytochemistry. —1997. — Vol. 44, N 6. — P. 1121 — 1124.
11. Hoult J.R.S. Pharmacological and biochemical actions of simple coumarins: Natural products with therapeutical potential / J.R.S. Hoult, M. Paya // General Pharmacology: The Vascular System. — 1996. — Vol. 27 — P. 713 — 722.
12. Mc Grow experimental Cerebral infarction Effects of Pentobarbital in mongolian Gerbils Mc Grow // Arch. Neurol. — 1977. — Vol. 34. — P. 334 — 336.
13. Paya M. Interaction of a series of coumarins with reactive oxygen species / M. Paya, B. Halliwel, J.R.S. Hoult // Biochemical Pharmacology. — 1982. — N 2. — P. 205 — 214.
14. Synthesis and biological evaluation of func-tionalized coumarins as acetylcholinesterase inhibitors / Q. Shen [et al.] // European Journal of Medicinal Chemistry. — 2005. — N 40. — P. 1307—1315.
15. Woo W.S. Effect of naturally occurring cou-marins on the activity of drug metabolizing enzymes / W.S. Woo, K.H. Shin, C.K. Lee // Biochemical Pharmacology. — 1983. — Vol. 32, N 11. — P. 1803 — 805.
Сведения об авторах:
Гуляев Сергей Миронович, 670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6, Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН. Тел.: 8 (3012) 43-37-13, e-mail: [email protected]
