Влияние водных экстрактов пищевых и лекарственных растений на антиоксидантный статус организмов при стрессах

позиума по медицинскому обмену. - Якутск, 2003-С. 123.

2. Варакин Ю.Я., Верещагин Н.В., Арабидзе Г.Г., Суслина З.А. Артериальная гипертония и профилактика инсульта: Краткое руководство для врачей. - М., 1996.

3. Верещагин Н.В., Варакин Ю.Я. Регистры инсульта в России: результаты и методологические аспекты проблемы // Инсульт. - 2001. - №1. - С. 34-40.

4. Гусев Е.И., Скворцова В.К, Стаховская Л.В. Эпидемиология инсульта в России // Инсульт. - 2003.

- №8. - С. 4-9.

5. Гусев Е.И. Проблема инсульта в России II Инсульт. - 2003. - № 9. - С. 3-7.

6. Кузьмина З.М. Регистр мозгового инсульта в условиях г. Якутска II Вопросы физиологии и патологии человека региона Якутии. - Якутск, 1984. -С.85-86.

7. Николаева Т.Я., Конникова Э.Э., Третьякова H.H. О распространенности цереброваскулярной патологии в Якутии // Вопросы формирования здоровья и патологии человека на Севере: факты, проблемы и перспективы: Матер, научно-практич. конференции.

- Якутск, 2002. - С. 128-130.

8. Фейгин В.Л., Никитин Ю.П., Виберс Д.О. и др. Эпидемиология мозгового инсульта в Сибири // Журн. неврол. и психиатр. - 2001. - №1. - С.52-64.

9. Asplund K., Bonita R., Kuulasma K.et al. Miltina-tional comparisons of stroke epidemiology: Evaluation of Case Ascertaiment in the WHO MONICA Stroke study // Stroke 1995;26:355-360.

10. Ebbesson S.O.E., Adler A. I., Risica P.M. et al. Cardiovascular disease and risk factors in three Alaskan Eskimo populations the Alaska-Siberia project // International Journal of Circumpolar Health 2005 ; 64:4: 365-386.

11 .Howard G., Howard V.J., Katholi C. et al. Decline in US Stroke Mortality An Analysis of Temporal Patterns by Sex, Race, and Geographic Region // Stroke 2001;32:2213.

12. Knowler W.C., Pettitt D.J., Savage P.J., Bennett P.H. Diabetes incidence in Pima Indians: Contributions ofobesity and parental diabetes // Am J Epidemiol 1981;113:144-156.

\3.0bisesan T.O., Vargas C.M., Gillum R.F. Geographic variation in stroke risk in the United States. Region, urbanization, and hypertension in the third national health and nutrition examination survey // Stroke 2000;31:19-25.

\4.Trimble B., Wainwright K., Lanier A. Stroke in Yup'ik Eskimos // Neurology 1999; 52(4):A313.

УДК 581.1.03

Влияние водных экстрактов пищевых и лекарственных растений на антиоксидантный статус организмов при стрессах

А.С. Попова, Г.Е. Миронова, А.С. Павлова, В.М. Николаев, Н.К.Чирикова

Показано положительное влияние водных экстрактов, широко используемых коренными жителями Якутии в пищевых и лекарственных целях: полыни монгольской, бурой сердцевины березы (БСБ) и чаги березовой - на систему антиоксидантной защиты (АОЗ) организма человека при эмоциональных стрессах. Экстракты указанных растений оказывают положительный эффект также при гипо-термическом стрессе у растительных организмов, что было показано в эксперименте с проростками пшеницы.

Positive influence of the water extracts widely used by Yakutian aboriginals in the food and medicinal purposes (Artemisia mongolica, Inonotus obliquus, Birch brown core), - on antioxidant system of human organism at emotional stresses is demonstrated. Extracts of specified plants render also a positive effect at hypothermal stress at plant models that have been demonstrated in experiment with sprouts of wheat.

ПОПОВА Альбина Саввична - к.б.н., доцент каф. БГФ ЯГУ; МИРОНОВА Галина Егоровна - д.б.н., проф. каф. БГФ ЯГУ; ПАВЛОВА Александра Семеновна - ассистент каф. БГФ ЯГУ; НИКОЛАЕВ Вячеслав Михайлович - аспирант ЯГУ; ЧИРИКОВА Надежда Константиновна - аспирант Сибирского биологического института (г. Улан-Удэ). 100

Согласно современным представлениям, активация процессов свободнорадикального окисления (СРО) и развитие состояния окислительного стресса являются одними из главных патогенетических звеньев неврологических и психических поражений центральной нервной систе-

мы, онкологических заболеваний, сердечнососудистых и ряда других патологий [1, 2]. Свободные радикалы в избытке генерируются в условиях окислительного стресса, повреждают клеточные структуры всех живых организмов и играют важную роль в снижении устойчивости организма к повреждающим факторам. Причины могут быть различными, но изменения на молекулярном уровне носят однотипный характер: снижение буферной емкости системы АОЗ, нарушение ее мобилизации в ответ на активацию свободными радикалами прооксидантной системы организма [3]. Известно, что в результате адаптации к изменяющимся экологическим условиям окружающей среды в тканях растений накапливаются биологически активные вещества (БАВ) антиоксидантной (АО) направленности. Уровень последних в нормальных физиологических системах клетки определяет степень интенсивности процессов СРО, в том числе пе-рекисного окисления липидов (ПОЛ) [4], т.е. коэффициентом АОЗ (КАОз). В настоящее время достоверно доказано положительное влияние использования АО в комплексной терапии, а также в профилактике многих патологий, связанных с действием разного рода стрессов [1,5].

Коррекция предпатологических состояний организма, сопровождающихся активацией СРО, повышением АОЗ является одним из перспективных направлений современной медицины. Биохимические исследования биологически активных добавок (БАД) растительного происхождения из местного сырья всегда входили в число актуальных задач профилактической экологической медицины. Коренные жители Якутии издавна использовали настои и отвары различных растений в качестве напитков, частично удовлетворяя при этом свою потребность в БАД к обычному рациону. Вплоть до наших дней среди сельских жителей Центральной Якутии есть немало любителей, широко использующих полынь монгольскую (чернобыльник) в качестве наполнителя в национальные кисломолочные продукты. Помимо напитков, приготовленных из различных дикорастущих растений, якуты в прошлом употребляли также в качестве чая водный настой БСБ, полагая при этом, что он обладает некими целебными свойствами. Чага березовая (гриб березовый) официально признана как фармакопейная при фитотерапии желудочно-кишечных заболеваний, а в народной медицине как антиканцероген [6]. Антиоксидантная емкость водных экстрактов растений Якутии и их влияние на АОЗ организмов при воздействии экстремальных факторов еще не исследована.

Целью данной работы было изучение влияния водных экстрактов бурой сердцевины березы плосколистной и чаги, а также надземных органов полыни монгольской на состояние АОЗ организма человека и растений при воздействии стрессового фактора.

Материалы и методы

Водные экстракты из растительных объектов - листьев полыни монгольской (чернобыльник -Artemisia mongolica), чаги березовой (Inonotus obliquus) и БСБ березы плосколистной (Betula platyphylla Sukacz), собранных в период массового цветения летом на территории Центральной Якутии, готовили следующим образом:

а) 10 г сухой массы чаги и листьев полыни монгольской настаивали в 1 л воды в течение суток;

б) 10 г сухой массы БСБ настаивали при 25 °С в 100 мл 40% этанола в течение суток, затем спирт выпаривали при 40°С, а сухой остаток растворяли в 1 л воды.

Для оценки влияния водных вытяжек изучаемых объектов на систему «ПОЛ-АО» в организме человека были привлечены волонтеры среди практически здоровых студентов разных специальностей коренной национальности. Участники эксперимента (п = 55) принимали один из видов напитка в течение 20 дней ежедневно по 100 мл и были разделены на 4 группы:

1 контрольная группа (п=16) не принимала напитков;

2-4 опытные группы принимали: 2 - экстракт БСБ (п =13); 3 - экстракт чаги (п =13); 4 -экстракт чернобыльника (п =13).

Стрессом служило состояние психоэмоционального напряжения во время сдачи экзамена (модель). Венозную кровь из локтевой вены для исследования брали дважды - до начала приема настоев (состояние покоя за 20 дней до экзамена) и в день сдачи экзамена. О психоэмоциональном состоянии студентов судили по результатам тестирования по Спилбергу.

Биохимический анализ на содержание фармакопейных БАВ, определение активности пе-роксидазы в проростках пшеницы (ПП) и супер-оксиддисмутазы (СОД) в эритроцитах человека делали по общепринятым классическим методам [7-9]. Содержание малонового диальдегида (МДА) определяли реакцией с 2-тиобарбитуро-вой кислотой на СФ «Beckman» DU-650 (США) при 532 нм [10], сумму низкомолекулярных ан-тиоксидантов (НМАО) в ПП и крови - по коли-

честву БсЛ восстановленного о-фенантролином [7, 9]. Общую антиоксидантную активность (АОА) водных экстрактов полыни, БСБ и чаги оценивали по методу Г.И. Клебанова и др. [11].

Степень влияния фитодобавок на показатели ПОЛ и АО клетки оценивали в условных единицах, где за единицу было принято значение нормированных показателей соответствующей группы контроля до стресса. КАоз рассчитывали как соотношение среднего арифметического значения нормированных показателей суммы НМАО и активности ферментативного АО к показателям ПОЛ. Соответствующие результаты группы контроля до стресса были взяты также за единицу.

Влияние температурного стресс-фактора изучали на примере проростков пшеницы сорта «Приленская-19», районированного к условиям Центральной Якутии. Семена проращивали в камеральных условиях по стандартной методике [12]. В эксперименте ПП были разделены на 4 группы:

1 - контрольная (проращивание на дистиллированной воде без стресс-факторов);

2 - проращивание на ДВ + гипотермический стресс (ГПС);

3 - проращивание в 1%-м растворе БСБ без стресс-фактора;

4 - проращивание в 1% растворе БСБ + ГПС. ГПС моделировали ежедневным 2-часовым экспонированием 3-дневных ПП в течение 4 суток в холодильной камере при температуре 4°С. Водные растворы БСБ готовили из гомогенизированного сухого материала в соотношении 1:100.

Статистическую обработку результатов исследования осуществляли пакетом прикладных программ Ехе1 7,0 с использованием критерия Стъюдента.

Результаты и их обсуждение

Известно, что адаптивной реакцией организма на стрессовую ситуацию является мобилизация нейроэндокринной системы, в первую очередь, выброс в кровяное русло катехолами-нов. Механизм действия последних связан с ускорением биоэнергетических реакций, сопряженных с окислением углеводов и липидов. В этих условиях значительно повышается скорость генерации супероксиданион-радикала в результате «утечки» электронов в дыхательной цепи митохондрий [1, 4], что ведет к активации прооксидантных процессов и опасности свобод-

норадикального повреждения тканей организма. Согласно полученным нами данным, действие стресс-фактора выражается в изменении показателей ПОЛ и АОЗ организма. Результаты анкетирования показали, что в день сдачи экзамена 51 (92,7%) из 55 обследованных студентов были в состоянии психоэмоционального напряжения. По динамике нормированных показателей АОЗ эритроцитов в крови исследованных людей можно говорить о том, что эмоциональный стресс, вызванный экзаменационной сессией у студентов, ведет к повышению продуктов ПОЛ. В частности, выявлены повышение МДА - в среднем в 1,4 раза и некоторая активация СОД (1ф>*5„ «<0,05), но при этом количество НМАО статистически достоверно снижается на 20%.

Использование БАД в виде напитков водных экстрактов бурой сердцевины березы, чаги и полыни монгольской статистически достоверно снизило показатели МДА по сравнению с контролем, как в условиях нормы, так и после стрессовой ситуации. При этом надо отметить незначительное повышение уровня МДА после стресса у группы людей, принимавших экстракты БСБ и полыни (от 12 до 19%). У группы лиц, принимавших экстракт чаги, уровень МДА в эритроцитах до стресса был значительно ниже (от 2,5 до 3 раз), чем у контрольной группы. Поэтому после стресса у этой группы наблюдается значительное повышение, но по сравнению с другими группами - это самый низкий показатель активации ПОЛ. На активность СОД в эритроцитах исследуемые напитки не оказали существенного влияния. Следует вь;делить значительное повышение уровня НМАО в стрессовых ситуациях после 20-дневного приема экстрактов полыни и чаги. Это повышение можно объяснить генерацией эндогенных АО, образующихся при действии некоторых БАВ изучаемых экстрактов (рис.1).

Как уже было отмечено выше, наиболее информативным о состоянии АОЗ организма в условиях стресса является показатель КАоз (рис. 2). Сравнительные данные этого показателя у людей после эмоционального стресса указывают на положительный эффект применения водных экстрактов полыни монгольской, БСБ и чаги, способствуя достоверному повышению КАОз как до стресса, так и после него. Особенно эффективно возрастает АОЗ при коррекции суточной диеты экстрактами чернобыльника и чаги березовой. Примечательно то, что эти две фитодо-бавки резко повышают КАоз в эритроцитах людей после стресса. Для объяснения данного факта

4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1

0,5 0

§ Л

о

ч

ВОДА ПОЛЫНЬ

<и о. н о

о ч

БСБ

4) Си н

О О

ч

ЧАГА

ЕЭМДА ИНМАО ЕЭ СОД

Рис. 1. Влияние водных извлечений из растений на АОЗ в эритроцитах людей

вода полынь БСБ  до стресса И после стресса

чага

Рис. 2. Влияние фитодобавок на коэффициент АОЗ в эритроцитах людей

необходимы дополнительные исследования, но можно предположить об активации образования эндогенных АО под действием экзогенных БАВ.

Биохимический анализ на содержание фармакопейных БАВ в экстрактах исследуемых объектов показал наличие в них немалого количества аскорбиновой кислоты, невысокое содержание сердечных гликозидов, наличие небольшого количества сапонинов и флавоноидов и практическое отсутствие алкалоидов (таблица).

Внезапные понижения температуры окружающей среды для живых организмов всегда являются стрессирующим фактором, вызывающим в них активацию сопряженной друг с другом системы «ПОЛ-АО» [4]. Ввиду того, что экспериментальные исследования по действию температурного стресс-фактора на живой организм более корректны на растительных объектах, эти опыты были выполнены на ПП.

Содержание фармакопейных БАВ в экстрактах растительных объектов

Исследуемые вещества Количество

БСБ* Чага Полынь

Сумма НМАО, мг-экв/г 22,50+0,40 4,04±0,01 4,40±0,09

Аскорбиновая кислота, мг% 26,60+0,45 20,30+4,04 128,73+4,18

Сумма флавоноидов, мг% 7,00+0,03 - 1,41 ±0,04

Сердечные гли-козиды, мг/г 0,20±0,03 2,57±0,11 4,43±0,23

Глицирризино-вые сапонины, % 1,23±0,33 0,63±0,06 -

Сумма сапонинов, % 6,31 ±0,02 1,30+0,03 -

Кумарины (качественные реакции) + + Следы

Алкалоиды (качественные реакции) Не обн. Не обн.

Общая АО емкость, % 30,55+1,92 73,65±2,49 84,35±0,63

* Водно-спиртовое.

Анализ результатов, полученных действием водных извлечений из БСБ на отдельные показатели системы «ПОЛ-АО» в ПП, показал, что биологическая активность этих растворов направлена на значительное снижение активности ПОЛ как в обычных условиях, так и при действии холодового стресса (1ф > ^ а<0,05) (рис. 3).

Сравнительные данные результатов опыта по влиянию экстрактов БСБ установили повышение почти в 3 раза АОЗ ПП, выращенных на растворе БСБ, по сравнению с контролем. Даже после действия холодового стресса наблюдается повышение КАОз в 1,7 раза (Ц»!^).

Возвращаясь к эксперименту с эмоциональным стрессом у людей, можно провести определенную параллель в действии водных извлечений из БСБ в условиях холодового (у растений) и эмо-

До стресса

ВОДА

МДА ВНМАО ЕЗ Пероксидаза

Рис. 3. Влияние водных извлечений из БСБ на интенсивность ПОЛ и АОА в проростках пшеницы при холодовом стрессе

ционального (у людей) стрессов, которая проявляется снижением уровня МДА и повышением Кдоз- Одним из возможных механизмов развития органной патологии в клетках организмов при действии различных повреждающих факторов, в том числе стресса, является сдвиг равновесия системы «ПОЛ-АО». Степень устойчивости равновесия этой системы, т.е. адекватность активизации АО степени повышения продуктов ПОЛ, соответственно отражается на значении Кдоз- В этом плане показатели динамики колебаний Кдоз клеток в изменяющихся условиях могут выступать в качестве маркеров степени устойчивости данного организма.

Выводы

1. Биохимический анализ фитоэкстрактов полыни монгольской, БСБ и чаги березовой на содержание отдельных БАВ подтвердил возможность их использования в качестве профилактического средства на непродолжительный срок практически здоровым людям в стрессовых и послестрессовых ситуациях.

2. Ежедневное употребление вышеназванных экстрактов в течение 20 дней оказывает благоприятное действие на состояние АОЗ организма. Количество МДА в крови под действием экстрактов полыни и БСБ снижено более чем на 32%, а экстракта чаги на 58-60% по сравнению с теми, кто не пил фитоэкстракты.

3. В характере воздействия водных экстрактов БСБ на АОЗ у растений, при холодовом стрессе, а у людей при эмоциональном обнаружена общая тенденция: снижение уровня МДА, сопровождаемое повышением суммарного количества НМЛО антиоксидантов и значения Кдоз-

Литература

1. Величковский Б.Т. Экологическая пульмонология (роль свободнорадикальных процессов). - Екатеринбург: МНЦ, 2001. - 86 с.

2. Панкин В.В., Тихадзе А.К., Беленков Ю.Н. Сво-боднорадикальные процессы при заболеваниях сер-дечно-сосудистой системы // Кардиология. - 2000. -№7. - С. 48-57.

3. Дубинина Е.Е. Роль активных форм кислорода в качестве сигнальных молекул в метаболизме тканей при состояниях окислительного стресса // Вопр. мед. химии. - 2001. - Т.47, №6. - С. 561-581.

4. Барабой В.А., Брехман И.И., Голотин В.Г., Кудряшов Ю.Б. Перекисное окисление и стресс. -СПб., 1992. - 148 с.

5. Миронова Г.Е., Васильев Е.П., Величковский Б. Т. Хронический обструктивный бронхит в условиях Крайнего Севера (Значение антиоксидантного статуса и антиоксидантной терапии). - Красноярск, 2003. -169 с.

6. Макаров A.A. Биологически активные вещества в растениях Якутии. - Якутск: ЯНЦ СО АН СССР, 1989.- 156 с.

7. Ермаков А.И., Арасимович В.В., Яром Н.П. и др. Методы биохимического исследования растений. - Л.: Агропромиздат, 1987. - 429 с.

8. Ладыгина Е.Я., Софронович Л.Н., Отряшенко-ва В.Э. и др. Химический анализ лекарственных растений. - М.: Высшая школа, 1983. - 176 с.

9. Рогожин В. В. Биохимические методы исследований. - Якутск, 1999. - 116 с.

10. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью ТБК // Современные методы в биохимии / Под ред. Орехо-вича В.Н. - М.: Медицина, 1977. - С. 66-68.

11. Клебанов Г.И., Бабенкова И.В., Теселкин Ю.О. и др. Антиоксидантная активность сыворотки крови //Лабораторное дело. - 1988. - №5. - С. 59-62.

12. Николаева М.Г., Разумова М.В., Гладкова В.Н. Справочник по проращиванию покоящихся семян. -Л.: Наука, 1985.-348 с.