Исследование цитопротекторной активности кислоты феруловой (27.01.2012)

Автор: Назарова Любовь Ефимовна

Метаболизм глюкозы в ткани мозга при фокальной ишемии и в норме. Ишемия головного мозга приводит к угнетению кислородного этапа окисления глюкозы и развитию энергодефицита нервной ткани. В результате происходит накопление лактата, что является причиной лактатацидоза и одним из механизмов повреждения ишемизированной ткани. Исследуемые вещества вводили через час после окклюзии правой средней мозговой артерии, затем вечером того же дня и утром следующего. Результаты исследования влияния ФК на обмен глюкозы и молочной кислоты в мозге крыс в условиях фокальной ишемии мозга и нормы представлены в таблице 4.

Таблица 4 – Влияние кислоты феруловой на метаболизм глюкозы и молочной кислоты в ткани мозга крыс при фокальной ишемии мозга и в норме

Группы Потребление глюкозы

ммоль/100г в мин

(х10-3) Образование лактата

ммоль/100г в мин

(х10-3)

Биологический контроль (физ. раствор) 2,17±0,06 0,18±0,05

Контроль (ишемия) 3,26±0,22* 7,45±0,52*

Кислота феруловая 7,54±0,84& ? ? 1,56±1,81& ?

Кавинтон 11,43±1,01& 1,24±2,26&

Циннаризин 1,83±0,89& -15,01±3,30&

Примечание – достоверно относительно: биологического контроля (*), контроля (&), кавинтона (?), циннаризина (?)

Введение ФК животным на модели фокальной ишемии увеличивает потребление мозгом глюкозы в условиях эксперимента относительно контроля в 2,3 раза, уступая кавинтону и превосходя циннаризин. ФК уменьшает образование молочной кислоты достоверно по отношению к контрольной группе в 4,8 раза. По влиянию на окисление молочной кислоты эффект ФК сопоставим с кавинтоном, но уступает циннаризину.

Таким образом, при фокальной ишемии мозга через сутки после окклюзии средней мозговой артерии, наблюдается повышение потребления глюкозы тканью мозга и увеличение образования молочной кислоты. Введение ФК и кавинтона увеличивает потребление глюкозы и уменьшает образование лактата. Введение циннаризина не приводит к достоверному изменению потребления глюкозы, однако интенсифицирует окисление лактата, образовавшегося в мозге и поступающего с артериальной кровью.

Влияние кислоты феруловой на объем зоны некроза при фокальной ишемии мозга. Антиоксидантные и цитопротекторные свойства ФК дают основание предполагать у неё способность уменьшать зону некроза при фокальной ишемии мозга, которую создавали методом постоянной окклюзии средней мозговой артерии. Кавинтон способствовал уменьшению зоны некроза в сравнении с контрольной группой в два раза. При введении ФК зона некроза уменьшалась в три раза по сравнению с контролем (рисунок 16).

Рисунок 16 – Влияние кислоты феруловой, кавинтона и циннаризина на объем зоны некроза мозга в процентах к массе полушарий

В результате исследований выявлено, что ФК значительно уменьшает зону некроза при фокальной ишемии мозга, вызванной окклюзией средней мозговой артерии. Это позволяет отнести данное соединение к группе веществ, обладающих церебропротекторной активностью.

Влияние кислоты феруловой на функциональное состояние мозга при ишемии. В результате ишемии мозга у животных изменяется поведение, нарушается память, координация движений, процессы обучения и воспроизведения навыков, что можно трактовать как проявления неврологического дефицита. Проведено исследование влияния ФК на поведение белых крыс линии Вистар на двух моделях ишемии головного мозга в тестах «открытое поле», «экстраполяционное избавление», «УРПИ» и «вращающийся стержень».

При билатеральной окклюзии общих сонных артерий введение ФК за час до ишемии повышает двигательную и исследовательскую активность достоверно по отношению к циннаризину. При ишемии мозга, вызванной гравитационными перегрузками, ФК, не уступая циннаризину, оказывает влияние только при введении её через час после ишемии. Кавинтон на двигательную и исследовательскую активность животных влияния не оказывает. ФК на модели билатеральной окклюзии общих сонных артерий способствует снижению времени экстраполяционного избавления, повышает способность животных удерживать в памяти и воспроизводить условный рефлекс в тесте УРПИ, а также скорость восстановления координации движений и равновесия в тесте «Вращающийся стержень». В тестах «УРПИ» и «вращающийся стержень» ФК по действию превышала препараты сравнения.

Заключение

Опыт широкого применения антиоксидантов в медицинской практике ставит новые вопросы о механизмах действия и адекватности их применения для профилактики и лечения заболеваний.

Анализ патогенеза различных заболеваний однозначно свидетельствует о наличии единого механизма цитотоксического повреждения, который заключается в инициации свободнорадикального перекисного окисления липидов мембран, приводящей к гибели клеток.

Воздействуя на ключевой этап патогенеза, антиоксиданты способны в одних случаях предотвратить деструкцию тканей, сохраняя структурную и функциональную активность системы, а в других, способствуя ускорению последующей регенерации, защитить стволовые структуры, обеспечивающие обновление тканей. Эти свойства позволяют значительно корректировать сдвиги параметров тканевого гомеостаза в условиях цитотоксического воздействия.

Производные коричной кислоты изучаются уже на протяжении длительного времени. Для них обнаружен широкий спектр биологической активности, в том числе и антиоксидантного характера. Как показали исследования, цитопротекторная активность производных коричной кислоты находится в прямой пропорциональной зависимости от степени их антиоксидантной активности, а антиоксидантная - зависит от структуры молекулы. По результатам экспериментальных исследований наиболее выраженную антиоксидантную и цитопротекторную активность проявила ФК. Структурная формула ФК определяет ее способность выступать в качестве ловушки свободных радикалов и ингибировать свободнорадикальное ПОЛ.

При массированной деструкции тканей, вызванной воздействием ионизирующей радиации и цитостатиков на фоне ФК, наблюдалось общее защитное действие, позволяющее повысить выживаемость животных и способствующее регенерации наиболее чувствительных систем. Гистоморфологический анализ показал высокую степень протекции, способствующей ускорению регенерации «критических органов»: эпителия тонкого кишечника, селезенки, тимуса, семенников и подтвердил достоверность проведенных исследований. Результаты экспериментальной работы показали, что ФК активно снижала степень эндогенной интоксикации (накопление МСМ и МДА в плазме крови), что подтвердило антиоксидантый характер механизма её действия.

ФК по отношению к стабильным тканям проявила высокую степень гепатопротекторной активности в условиях экспериментального поражения печени CCI4. Это выразилось в достоверном уменьшении по сравнению с контролем активности АлАт, щелочной фосфатазы, содержания МДА. Гистоморфологические исследования печени показали, что количество некротизированных гепатоцитов при применении ФК на фоне тетрахлорметанового гепатитогепатоза снизилось на 27,4% по сравнению с контрольной группой.

ФК проявила нейропротекторную активность при различных видах ишемий. Это выразилось в стабилизации неврологического статуса животных, уменьшении содержания МДА, отека мозга, зоны некроза, увеличении окисления глюкозы ткани мозга и увеличении активности каталазы.

Неизбирательность действия ФК свидетельствует о единстве механизма развития повреждения при разных моделях цитотоксического воздействия, следствием которого является индукция свободнорадикального перекисного окисления мембран клеток.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Установлена корреляционная зависимость между структурой, антиоксидантной и антигемолитической активностью 27 синтетических производных коричной кислоты (in vitro); выявлено наиболее активное соединение, проявляющее антиоксидантные и цитопротекторные свойства – кислота феруловая: 4?-гидрокси 3?-метокси фенилпропеновая кислота.

Выявлено, что кислота феруловая относится к практически нетоксичным веществам (5-й класс по классификации К.К.Сидорова, LD50 1520 мг/кг). Изучение хронической токсичности показало, что 30-дневное применение кислоты феруловой в дозах 30 мг/кг и 100 мг/кг не вызывает нарушений физиологической нормы клинических и биохимических показателей крови.

Определена зависимость «доза-эффект» кислоты феруловой на четырех моделях повреждения: при однократном общем облучении – 200 мг/кг, действии цитостатиков – 100 мг/кг, остром поражении печени CCI4 – 30 мг/кг, ишемии мозга – 30 мг/ кг.

Кислота феруловая не снижает противоопухолевый эффект циклофосфамида и 5-фторурацила на культурах опухолевых линий лимфосаркомы Плисса и карциномы шейки матки, сублинии HeLa (in vitro).

Кислота феруловая оказывает стимулирующее действие на процесс регенерации лейкоцитарного и эритроцитарного звеньев гемопоэза. На фоне лучевого и цитостатического повреждения кислота феруловая достоверно по отношению к контрольным группам увеличивает количество миелокариоцитов в костном мозге и ретикулоцитов в периферической крови. По степени протекторного действия на стволовые клетки кислота феруловая не уступает цистамину и мексидолу.

При профилактическом применении кислоты феруловой на фоне облучения и введения циклофосфамида содержание полихроматофилов с микроядрами в костном мозге снизилось относительно контроля на 59,7% и 68,5%, соответственно, что свидетельствует о выраженной антимутагенной активности изучаемого соединения.

Кислота феруловая при лучевом поражении и действии цитостатиков достоверно относительно контроля и препаратов сравнения способствует снижению содержания МСМ (продуктов протеолиза белков), предотвращая развитие синдрома эндогенной интоксикации, и МДА, способствуя стимуляции антиоксидантной защиты клеток.

Кислота феруловая на фоне воспроизведения острого поражения печени CCI4 способствует нормализации биохимических показателей крови: снижает активность АлАт, щелочной фосфатазы, содержание холестерина, повышает уровень глюкозы. Все показатели достоверны по отношению к контрольной группе животных.

При остром CCI4 поражении печени кислота феруловая уменьшает количество некротизированных гепатоцитов на 27,4% относительно контроля. Уровень летальности в группе животных, пораженных CCI4 и получавших профилактически кислоту феруловую, снижен на 19,6%.

Кислота феруловая способствует сохранению гистоморфологической структуры органов, наиболее чувствительных к физическим и химическим повреждающим факторам: тонкого кишечника, тимуса, селезенки, семенников (при облучении и введении цитостатиков), печени (при введении CCI4).


загрузка...