Гепатопротекторные свойства фукоидана из бурой водоросли fucus evanescens

COPD eligible for pulmonary rehabilitation // Am. Rev. Respir. Dis. 1993. Vol. 147. P. 1151-1156.

13. Vermeeren M.A.P., Wouters E.F.M., Geraerts A.J.W., Schols A.M.W.J. Nutritional support in patients with chronic obstructive pulmonary disease during hospitalization for an acute exacerbation; a randomized controlled feasibility trial // Clin Nutr. 2004. Vol. 23, No. 5. P. 1184-1192.

14. Westerterp K.R. Energy metabolism and body composition: general principles // J. nutrit. metabol. chron. respirat. disease. 2003. No. 24. Р 1-10.

15. Wouters E.F. Nutrition and metabolism in COPD // Chest. 2000. Vol. 117. P. 274-280.

Поступила в редакцию 20.07.2009.

NUTRITIONAL STATUS AND ITS CORRECTION UNDER CHRONIC OBSTRUCTIvE LUNG DISEASE

V.A. Nevzorova1, D.A. Barkhatova1, T.A. Brodskaya1, V.A. Kudryavtseva2, T.K. Kalenik3, E.V. Motkina1, P.A. Lukianov4

1 Vladivostok State Medical University (2 Ostryakova Av.

Vladivostok 690950 Russia), 2 Municipal Allergo-Respiratory Centre

Summary - The paper is aimed to estimate possibility of correcting nutritional status under chronic lung disease with functional meat products and biologically active additive Timarin’. 67 sick and 20 healthy study volunteers were examined for nutritional status: screening interviews, anthropometry, laboratory tests (including 6 and 10 interleukin level, tumour necrosis factor a, and oxidative index detection). The traditional therapy was supplemented with anti-oxidant ‘Timarin’ in 10 cases, and meat functional products in 34 cases. As indicated, the functional food products and the antioxidant have positive effect on the nutritional status of patients suffering from chronic obstructive lung disease by stimulating body-weight increase, increasing albuminemia level and decreasing inflammatory and oxidative activity in blood.

Key words: chronic obstructive lung disease, nutritional status, nutrition, anti-oxidants.

Pacific Medical Journal, 2010, No. 4, p. 28-32.

УДК 615.244:582.272

ГЕПАТОПРОТЕКТОРНЫЕ СВОЙСТВА ФУКОИДАНА ИЗ БУРОЙ ВОДОРОСЛИ FUCUS EVANESCENS

Т.А. Кузнецова1, И.Г. Агафонова2, Т.С. Крохмаль1, Т.Н. Звягинцева2, Н.В. Филонова1

1 НИИ эпидемиологии и микробиологии СО РАМН (690087 г. Владивосток, ул. Сельская, 1),

2 Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН

Ключевые слова: токсический гепатит, тетрахлорметан, гепатопротекторы, фукоиданы.

С помощью магнитно-резонансной томографии и биохимического анализа изучено гепатопротекторное действие фукоидана из бурой водоросли Еисш evanescens при экспериментальном хроническом токсическом гепатите у мышей, индуцированном тетрахлорметаном. Выявлена нормализация морфологический структуры и функционального состояния печени при пероральном применении фукоидана с лечебной и с профилактической целями. Полученные результаты свидетельствуют о гепатопротекторной активности фукоидана и открывают новые перспективы его клинического применения.

Хронический токсический гепатит представляет собой диффузное воспалительно-дистрофическое поражение печени, обусловленное воздействием различных химических соединений, таких как алкоголь, лекарственные препараты, гепатотропные яды и др. Одним из основных принципов терапии заболеваний печени, в том числе токсических гепатитов, является гепатопротекция, обеспечивающая предохранение клеток органа от повреждающего воздействия и способствующая восстановлению его функций.

Группа гепатопротекторов весьма гетерогенна и включает вещества различного химического строения с разнонаправленным влиянием на метаболические процессы. Однако ни один из имеющихся в настоящее время на фармацевтическом рынке препаратов не удовлетворяет в полной мере всем

Кузнецова Татьяна Алексеевна - д-р мед. наук, зав. лабораторией иммунологии НИИЭМ СО РАМН; тел.: 8 (4232) 44-24-46, е-шаИ: niiem_vl@mail.ru

требованиям гепатопротекции, в связи с чем поиск и разработка высокоэффективных и безвредных препаратов такого действия являются актуальными. В частности, сульфатированный полисахарид из бурой водоросли Гисш evanescens - фукоидан, обладающий иммуномодулирующей, антикоагулянтной, противоопухолевой, антивирусной и другими видами активности, является одним из перспективных в плане гепатопротекции препаратов [1, 5, 6].

Целью настоящего исследования явился анализ гепатопротекторного эффекта фукоидана на модели хронического токсического гепатита.

Материал и методы. Фукоидан - сульфатированный полисахарид с молекулярной массой 30-40 кДа, выделенный путем горячей экстракции из бурой водоросли Охотского моря Гисш evanescens, представляет собой линейный полимер, состоящий из чередующихся (1^3)- и (1^4)-связанных остатков фукозы, сульфатированных в основном по С-2. Кроме фукозы (90%), фукоидан содержит незначительные количества ксилозы (3%), маннозы (2%) и галактозы (5%); соотношение 804- и фукозы составляет 0,8:1,0 [7].

Эксперимент выполнен на 4 группах животных, томографические исследования проведены на мышах линии (СВАхС57В1/6)Б1 (по 10 животных в группе), биохимические исследования - на неинбрендных мышах (по 20 животных в группе): 1-я группа - ин-тактные мыши; 2-я группа - мыши с индуцированным токсическим гепатитом (контроль); 3-я группа - мыши, получившие фукоидан по лечебной схеме

•BRUKER spect | Academy Vladivostok Date: 24 Jul 2006|Fucoidan-2o ВЯНк32 124 -07-06-O

Li BRUKERsP«ct йк. Date: 24 Jul 2006 jfifiTime: 16:36

&

•'Шг

К .

я 1.00/2 00 mm «FOV 4.0 cm I MTX256 ’Ю -3 .00 mm P /^hepatite-5 1 (modified), 5 :1

Academy Vladivostok . Fucotdan-2-s ШЯ

25-07-06-s Ш

M00ke Щ

BRUKER spect Date 25 Jul 2006 ^ Time: lf:31

!p0/200 mm fov 4.0 cm | MTX 256 -4 60 mm P rofilact-8:1 modified), 5 1

Рис. 1. МРТ печени мышей:

а - 1-я группа, б - 2-я группа, в - 3-я группа, г - 4-я группа. Режим Т1-ВИ. Основное изображение получено при TR=187,2 мс, ТЕ=3,3 мс, FOV=4 см, матрица - 256x256, толщина среза - 1 мм, расстояние между срезами 2 мм, угол наклона 30°, количество срезов от 12 (описание в тексте).

(30 дней на фоне индукции гепатита); 4-я группа - мыши, которым вводили фукоидан по профилактической схеме (ежедневно в течение 30 дней до индукции гепатита). Препарат давали перорально в дозе 50 мг/кг.

Мышей получали из питомника «Столбовая» и содержали с соблюдением «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу МЗ СССР от 12.08.1977 г. № 755). Экспериментальные исследования проведены с разрешения комитета по биомедицинской этике НИИЭМ СО РАМН.

Гепатит индуцировали путем внутрижелудочного введения мышам четыреххлористого углерода (тетра-хлорметана) по следующей схеме: 1,25 мл/кг в виде 40% масляного раствора 3 раза в неделю в течение двух месяцев [2]. Интактные животные получали эквиобъемное количество воды.

Магнитно-резонансную томографию (МРТ) выполняли на томографе высокого разрешения PharmaScan 70/16 US фирмы Bruker с программным обеспечением Para Vision 3.0.2. Для визуализации и идентификации патологических изменений использованы два основных режима: Т1-ВИ и Т2-ВИ - взвешенные послойные изображения печени в режимах RARE_8 и FLASH в аксиальной и коро-нальной проекциях. У экспериментальных животных также определяли массу печени. Для оценки функциональной активности органа в сыворотке крови мышей исследовали уровень глюкозы, билирубина, аланина-минотрансферазы, аспартатаминотрансферазы и лак-татдегидрогеназы при помощи коммерческих наборов «Ольвейкс Диагностикум», Санкт-Петербург, в соответствии с прилагаемой инструкцией. Полученные данные статистически обрабатывали с использованием критериев Крускалла-Уоллиса и Стьюдента.

Результаты исследования. Масса печени у мышей 2-й группы под действием тетрахлормета-на увеличивалась до 1,69±0,20 г (в 1-й группе -1,40±0,15 г, p<0,05). В группах животных, получавших фукоидан по лечебной и профилактической схемам, масса печени составила соответственно 1,55±0,20 и 1,48±0,20 г, что статистически значимо отличалось от показателей во 2-й группе и не

имело достоверного отличия от массы печени у интактных животных.

При МРТ у мышей 2-й группы выявлено увеличение обеих долей печени, в большей степени правой. Края долей были неровными и просматривались нечетко. Строма и паренхима были резко деформированы, в них преобладали воспалительные изменения, что не позволяло четко выделить структурно-функциональную единицу печени - печеночную дольку. Отмечалось венозное полнокровие (рис. 1). О воспалительных изменениях в паренхиме печени свидетельствовала гипоинтенсивность в режиме Т1-ВИ: 2-я группа -149,2±2,3 отн. ед., 1-я группа - 225,5±7,2 отн. ед. (рис. 2, а). Гиперинтенсивность сигнала от паренхимы зарегистрирована в режиме Т2-ВИ: интенсивность сигнала во 2-й группе составила 104,1±5,9 отн. ед., в 1-й -52,2±6,7 отн. ед. (рис. 2, б). На фоне применения фукои-дана (3-я и 4-я группы) отмечена тенденция к нормализации линейных размеров печени, более выраженная при профилактической схеме введения препарата. Нормализовалась интенсивность сигнала от паренхимы печени при режимах Т1-ВИ и Т2-ВИ, при этом лечебный эффект фукоидана составил соответственно 15,8 и 24% в 3-й группе и 35,8 и 40,6% - в 4-й группе (рис. 2).

250 -I

120 -I

150 -

§ 100 -

50 -

* 100 -

80 -

60 -

40 -

20 -

1 -я 2-я 3-я

Группа экспериментальных животных

4-я

б

1-я 2-я 3-я

Группа экспериментальных животных

4-я

Рис. 2. Изменение интенсивности сигнала от паренхимы печени:

а - режим Т1-ВИ, б - режим Т2-ВИ; * различия достоверны по отношению к показателям 2-й группы.

а

По данным МРТ, у животных 3-й и 4-й групп, получавших фукоидан, структура печени частично восстанавливалась. Большая часть гепатоцитов формировала нормальные печеночные дольки, которые мало отличались по форме и размерам от таковой у интактных мышей. Деформации паренхимы и стромы органа не регистрировалось, желчные протоки были не изменены (рис. 1).

В биохимической картине крови в условиях хронического токсического поражения печени четыреххлористым углеродом выявлено повышение уровня аминотрансфераз, лактатдегидрогеназы, глюкозы и билирубина, что связано с общей интоксикацией и нарушением барьерной и пигментообразующей функций печени. У животных, получавших фукоидан по лечебной и профилактической схемам, наблюдалась нормализация показателей аминотрансфераз и лак-татдегидрогеназы, снижение уровня глюкозы (табл.).

Обсуждение полученных данных. Печень вовлечена во многие патологические процессы, и ее повреждение вызывает глубокие нарушения метаболизма, иммунного ответа и процессов детоксикации. В гепатоцитах происходят основные процессы биологической трансформации токсинов и ксенобиотиков (в том числе и лекарственных средств), в связи с чем стабилизация клеточных мембран и предотвращение деструктивных изменений клеток имеют первостепенное значение для нормального функционирования печени.

С морфологических позиций хронический гепатит является диффузным воспалительно-дистрофическим поражением печени, характеризующимся гисти-олимфоплазмоцитарной инфильтрацией портальных полей, гиперплазией купферовских клеток, умеренным фиброзом в сочетании с дистрофией печеночных клеток при сохранении нормальной дольковой структуры органа.

Согласно существующим взглядам на патогенез токсического поражения печени, при действии четыреххлористого углерода оно связано со свободнорадикальными метаболитами последнего (CCl3, CCl2), образующимися в результате гемолитического разрыва молекул CCl4. В результате усиления перекисного окисления липидных комплексов внутриклеточных мемб-

ран гепатоцитов нарушается активность ферментов и ряда функций печени (синтез белков, углеводов, обмен липопротеидов, метаболизм лекарств) [9, 15]. Под влиянием четыреххлористого углерода повышается содержание основных ферментов печени, глюкозы и билирубина [3]. Известно также, что длительное введение тетрахлорметана в желудок животного ведет к развитию цирротических изменений в печени [8].

Гепатопротекторы не оказывают влияния на здоровую печень, их терапевтические эффекты проявляются нормализацией метаболизма при жировом гепатозе, остром и хроническом гепатитах, циррозе печени токсической, алкогольной и вирусной этиологии. Особенно велика потребность в гепатопротек-торах при терапии заболеваний, вызванных воздействием гепатотоксинов.

Поиск гепатопротекторов активно ведется среди препаратов природного происхождения полисахаридной природы, обладающих детоксирующими, сорбционными, антиоксидантными, иммуномодулирующими свойствами - альгинатов, каррагинанов, хитозанов и фукоиданов [4, 10-12]. Многочисленные исследования последних 15 лет посвящены биологическому действию полисахаридов бурых водорослей - фукоиданов. Наиболее широко изучено влияние этих полисахаридов на гуморальные и клеточные иммунные реакции, на факторы врожденного и приобретенного иммунитета. Особый интерес вызывают антикоагулянтные свойства фукоиданов. Нужно отметить, что полисахариды, подобные фукоиданам, в наземных организмах еще не найдены, возможно, этим и объясняется их необычное действие на макроорганизм, которое, наряду с отсутствием токсичности, делает их перспективными для внедрения в качестве медицинских препаратов [13]. Исследованием гепатопротекторного действия фукоиданов посвящены немногочисленные работы. Так, В.И. Коненков и др. [4] показали, что фукоидан в составе иммуноэнтеросорбента, применяемого с лечебной целью, оказывал гепатопротекторный эффект, выражавшийся в усилении энергетической функции гепатоцитов, восстановлении их ультраструктуры и структуры печени в целом при ожоговой травме. В исследовании

Таблица

Влияние фукоидана на биохимические показатели крови мышей с хроническим токсическим гепатитом

Показатель1 1-я группа 2-я группа 3-я группа 4-я группа

AnAT, мккат/л 0,50±0,10 0,90±0,202 0,50±0,073 0,62±0,083

AсAT, мккат/л 0,40±0,08 0,80±0,102 0,50±0,103 0,45±0,073

ЛДГ, мккат/л 0,40±0,10 0,80±0,042 0,40±0,103 0,50±0,103

Глюкоза, ммоль/л 1,90±0,10 3,50±0,102 2,70±0,102> 3 2,30±0,102> 3

Билирубин, мкмоль/л 0,20±0,05 0,70±0,152 0,30±0,063 0,20±0,053

1 АлАт - аланинаминотрансфераза, АсАТ - аспартатаминотрансфераза, ЛДГ - лактатдегидрогеназа.

2 Различие с 1-й группой статистически значимо.

3 Различие со 2-й группой статистически значимо.

Л.Н. Сониной [10] также показаны гепатопротек-торные свойства фукоидана при экспериментальной патологии печени. О гепатозащитном и противовоспалительном действии свидетельствуют данные исследования, в котором показано, что фукоидан предотвращал Кон А-индуцированное повреждение печени у мышей путем усиления синтеза интерлейкина-10 и снижения уровня провоспалительных цито-кинов (фактор некроза опухоли-а и ^-интерферон) в плазме крови и печеночной ткани [14].

С учетом того, что реализация основных принципов лечения гепатитов включает применение препаратов, нормализующих метаболизм, обладающих противовоспалительными, иммуномодулирующими и антиоксидантными свойствами, в качестве гепа-топротекторного средства может быть перспективен исследуемый нами фукоидан из Е еуапезоет.

Таким образом, учитывая полученные результаты по восстановлению под влиянием фукоидана из Е еуапезоет морфологической структуры и функциональной активности печени, а также полученные ранее данные о его иммуномодулирующей, анти-коагулянтной, антиоксидантной активности, можно рекомендовать применение этого препарата при лечении хронических токсических гепатитов и продолжить исследование механизмов его гепатопро-текторного действия.

Литература

1. Алексеенко Т.В., Жанаева С.Я., Венедиктова А.А. и др. Противоопухолевая и антиметастатическая активность сульфатированного полисахарида фукоидана, выделенного из бурой водоросли Охотского моря Биош еуапезоеж // Бюл. эксперим. биол. и мед. 2007. Т. 143, № 6. С. 675-677.

2. Башкирова Ю.В. Показатели функциональной активности печени под влиянием энтеросорбентов при хроническом токсическом гепатите: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Новосибирск, 1999. 18 с.

3. Близнецова Г.Н. Пероксидное окисление, антиоксидантная система и оксид азота при токсическом повреждении печени: дис. ... канд. биол. наук. Воронеж, 2004. 194 с.

4. Коненков В.И., Любарский М.С., Бгатова Н.П. и др. Гепа-топротекторные свойства нового энтеросорбента с фуко-иданом в условиях ожоговой травмы // Вестник лимфоло-гии. 2008. № 1.С. 32-39.

5. Кузнецова Т.А., Запорожец Т.С., Беседнова Н.Н. и др. Иммуностимулирующая и антикоагулянтная активность фукоидана из бурой водоросли Охотского моря Биот еуапезоеж // Антибиотики и химиотерапия. 2003. Т. 48, № 4. С. 11-13.

6. Макаренкова И.Д., Компанец Г.Г., Беседнова Н.Н. и др. Скрининг биополимеров из морских гидробионтов, влияющих на адсорбцию вируса Хантаан // Вопр. вирусол. 2007. № 2. С. 29-32.

7. Пат. № 2135518 (РФ). Способ получения водорастворимых полисахаридов бурых водорослей / Т.Н. Звягинцева, Н.М. Шевченко, И.Б. Попивнич и др. // Бюл. 1999. № 24.

8. Подымова С.Д. Болезни печени: руководство для врачей. М.: Медицина, 2005. 768 с.

9. Саратиков А.С., Буркова В.Н., Венгеровский А.И., Курако-лова Е.А. Новые гепатопротективные и противовоспалительные препараты пелоидов. Томск: ТГУ, 2004. 178 с.

10. Сонина Л.Н. Сравнительная активность полисахаридов при экспериментальном поражении печени: автореф дис. ... канд. биол. наук. Владивосток, 2007. 24 с.

11. Хасина Э.И., Сгребнева М.Н., Ермак И.М., Горбач В.И. Хи-тозан и неспецифическая резистентность организма // Вестник ДВО РАН. 2005. № 1. С. 51-55.

12. Хотимченко Ю.С., Хасина Э.И., Ковалев В.В. и др. Эффективность пищевых некрахмальных полисахаридов при экспериментальном токсическом гепатите // Вопр. питания. 2000. № 1-2. С. 22-26.

13. Berteau O., Mulloy B. Sulfated fucans, fresh perspectives: structures, functions, and biological priperties of sulfated fucans and overview of enzymes active toward this class of polysaccharide // Glycobiology. 2003. Vol. 13, No. 6. P. 29-40.

14. Saito A., Yoneda M., Yokohama S. et al. Fucoidan prevents conca-navalin A-induced liver injury through induction of endogenous IL-10 in mice // Hepatol. Res. 2006. Vol. 35 (3). Р 190-198.

15. Zhu, W., Fung P.C.W. The roles played by crucial free radicals like lipid free radicals, nitric oxide, and enzymes NOS and NADPH in CCL4-induced acute liver injury of mice. // Free rad. biol & Med. 2000. Vol. 29, No. 9. Р. 870-880.

Поступила в редакцию 17.07.2009.

hepatoprotective properties of fucus evanescens-derived fucoidan

T.A. Kuznetsova1, I.G. Agafonova2, T.S. Krokhmal1, T.N. Zvyagintseva2, N.V. Filonova1

1 Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Siberian Branch of RAMS (1 Selskaya St. Vladivostok 690087 Russia),

2 Pacific Institute of Bioorganic Chemistry, FEB RAS

Summary - MR-imaging and biochemical testing allowed to study hepatoprotective properties of fucoidan derived from brown algae Fucus evanescens under experimental chronic toxic tetrachlorol-nethane-induced hepatitis in mice, and identify stabilisation of morphological structure and functional state of liver due to peroral introduction of fucoidan for treatment and prevention purposes. The findings are indicative of hepatoprotective activity of fucoidan and open up new opportunities to achieve its clinical application. Key words: toxic hepatitis, tetrachlorolnethane, hepatoprotectors, fucoidans.

Pacific Medical Journal, 2010, No. 4, p. 32-35.