Исследования по разработке ноотропных средств на основе растений Сибири

ИССЛЕДОВАНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ НООТРОПНЫХ СРЕДСТВ НА ОСНОВЕ РАСТЕНИЙ СИБИРИ Шилова И.В., Суслов Н.И.

НИИ фармакологии СО РАМН, лаборатория фитофармакологии, г. Томск

Рост числа заболеваний с нарушениями в познавательной (когнитивной) сфере, прогрессирующий в современном мире, делает актуальной проблему изучения и фармакотерапии нервно-психической патологии, что является медицинской задачей с высокой социальной значимостью. В настоящее время одним из приоритетных направлений отечественного здравоохранения выступает расширение ассортимента используемых лекарственных средств за счет внедрения в медицинскую практику новых препаратов, в частности ноотропного действия.

Ноотропные лекарственные средства незаменимы для коррекции нарушений высшей нервной деятельности при широком круге заболеваний, связанных с повреждениями центральной нервной системы: инсульты, ишемические повреждения мозга, атеросклероз, черепно-мозговые и психические травмы, последствия клещевого энцефалита, менингита, гриппа, перенесенных хирургических вмешательств с применением наркоза, химические, лучевые и другие воздействия. Фармакоэкономическая оценка затрат в условиях стационара выявила, что 40-50 % финансовых расходов приходится на препараты ноотропного действия. Ограниченный ассортимент синтетических ноотропных средств, недостаточная их эффективность и широта терапевтического действия, вызываемые ими побочные явления и широкое распространение невротических расстройств среди взрослого населения, недоступность отечественному потребителю наиболее эффективных импортных средств в виду дороговизны диктует необходимость поиска активных и безопасных отечественных препаратов для лечения когнитивных расстройств.

Перспективными являются фитопрепараты ноотропного действия, однако, представленные на отечественном рынке «Гинсана» (Pharmaton, Швейцария) и «Танакан» (Веаийиг ^еп, Франция) значительно дороже синтетических, что указывает на актуальность поиска и разработки отечественных ноотропных средств растительного происхождения, отвечающих требованиям фармакоэкономики с точки зрения эффективности, безопасности и себестоимости курса лечения. Значительный интерес представляют перспективные виды флоры Сибири - княжик сибирский, лабазник вязолистный, альфредия поникшая, находящие широкое применение в народной медицине в качестве тонизирующих и общеукрепляющих средств, при нервных заболеваниях. Цветки лабазника вязолистного используют в официнальной медицине в качестве противовоспалительного, ранозаживляющего и вяжущего средства. Вышеуказанные растения имеют достаточную сырьевую базу на территории России или введены в культуру.

Целью настоящей работы явилось изучение химического состава и ноотропных свойств экстрактов растений флоры Сибири.

В основу скринингового отбора растений Сибири положены: анализ литературных данных, результаты исследования химического состава и биологической активности растений. Данный блок исследования позволил установить наиболее выраженную ноотропную активность экстрактов княжика сибирского на 25 % этаноле, лабазника вязолистного на 70 % этаноле и альфредии поникшей на 95 % этаноле, сопоставимую, а на некоторых моделях даже превосходящую препараты сравнения пирацетам и «Гинсана». Изучение специфической активности в соответствии с «Руководством по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ» (2005) выявило различия по спектру ноотропных свойств: экстракт княжика сибирского обладает наиболее выраженным противоишемическим, анксиолитическим и антистрессорным, лабазника вязолистного - антиоксидантным и адаптогенным, альфредии поникшей - антистрессорным, анксиолитическим и противоневротическим действием.

Детальному химико-фармакологическому изучению подвергли фармакологически активные экстракты надземной части растений и их фракции, полученные экстракцией рядом растворителей с увеличивающейся полярностью (хлороформом, этилацетатом и бутанолом-1). Фракции в сравнении с активными экстрактами оценивали по их антиоксидантным и ноотропным свойствам. Нами установлено, что наиболее выраженный ноотропный и антиоксидантный эффекты проявляет бутанольная фракция экстракта княжика сибирского. При разделении экстрактов альфредии поникшей и лабазника вязолистного на фракции выявили диссоциацию составляющих ноотропного и антиоксидантного эффектов, что указывает на специфическое действие суммы БАВ. Так, этилацетатная фракция экстракта лабазника проявляет наиболее выраженную антиамнестическую активность; антигипоксические и адаптогенные свойства в максимальной степени присущи хлороформной фракции.

Для установления природы веществ, ответственных за проявление ноотропных свойств, разрабатывали методические приемы разделения активных экстрактов и фракций растений, проявивших наиболее выраженный ноотропный эффект, и выделения индивидуальных соединений. Предварительно проводили исследование химического состава экстрактов и фракций с помощью химических реакций, хроматографии в тонком слое и на бумаге, хромато-масс-спектрометрии. Глубокое химическое изучение осуществляли путем разделения фармакологически активных фракций на индивидуальные соединения, используя последовательно флэш- и колоночную хроматографию, а также противоточное распределение и дробную кристаллизацию. Установление строения выделенных веществ выполняли на основании физических констант, хроматографических данных,

результатов гидролиза и физико-химических методов анализа (УФ-, ИК-, 'Н- и 13С-ЯМР-спектроскопии, масс-спектрометрии).

В результате изучения химического состава фармакологически активной фракции княжика сибирского впервые выделены производные фенилэтанола-2 (3,4-дигидроксифенилэтанол-2, 2-(3,4-дигидроксифенил)-этил-О-Р-Э-глюкопиранозид), фенолкарбоновая кислота (хлорогеновая), сумма гликозидов дигидроксибутановой кислоты, тритерпеновый гликозид олеананового ряда (3-О-Р-Э-глюкопиранозид олеаноловой кислоты). Во фракции также выявлено содержание аминокислот, доминирующими из которых являются пролин и изолейцин, и микроэлементов.

Исследование химического состава экстракта лабазника вязолистного выявило распределение по фракциям БАВ: основное количество фенольных компонентов (флавоноидов, кумаринов, фенолкарбоновых кислот) сконцентрировалось в этилацетатной и бутанольной фракциях; простые фенолы, тритерпеновые соединения обнаружены в хлороформной и этилацетатной фракциях; дубильные вещества гидролизуемой группы, макро- и микроэлементы - во всех фракциях, исключая хлороформную; аминокислоты - в бутанольной фракции и водном остатке. В хлороформной фракции экстракта выявлено наличие стеринов, тритерпеновых соединений и простых фенолов. Из фармакологически активного экстракта лабазника вызолистного получены флавоноиды (кверцетин, изокверцитрин, 4'-глюкозид кверцетина, авикулярин, 4'-О-р-Э-галактопиранозид кверцетина, рутин; кемпферол), ароматические кислоты (салициловая, анисовая, галловая и её этиловый эфир, коричная, феруловая), кумарины (эскулетин), тритерпеновые соединения (урсоловая и олеаноловая кислоты). Из растения впервые выделены изокверцитрин, 4'-О-р-Э-галактопиранозид кверцетина, коричная, феруловая, анисовая кислоты и этилгаллат. 4'-О-р-Э-галактопиранозид кверцетина является новым соединением.

Исследование компонентного состава экстракта альфредии поникшей, обладающего ноотропным действием, и его фракций показало наличие простых фенолов, флавоноидов, органических кислот, тритерпеновых соединений, стеринов, азотсодержащих соединений, макро- и микроэлементов. Впервые из экстракта альфредии выделены: бутиролигнан (арктиин), флавоноиды (кверцетин, изокверцитрин, рутин), ароматические кислоты (коричная, ванилиновая, хлорогеновая) и тритерпеновые спирты (а- и р-амирины, моретенол, лупеол). Исследование элементного состава фармакологически активных экстрактов и фракций растений, осуществленное с использованием эмиссионного, нейтронно-активационного методов анализа и плазменной масс-спектрометрии, показало доминирующее содержание натрия, кальция, железа, цинка, хрома, кобальта и брома (во фракциях некоторых растений дополнительно калия, магния, фосфора, бария, рубидия, лантана и гафния). Следовательно, можно предполагать участие изученных компонентов фракции в процессах нервной и сосудистой регуляции функций организма, способность придавать другим БАВ легкоусвояемую и безвредную форму, одновременно потенцируя их эффект.

С целью выявления действующих веществ экстрактов и фракции растений изучали зависимость химическая структура - антиоксидантная и ноотропная активность для выделенных фенольных и тритерпеновых соединений. Наибольшей антиоксидантной активностью обладает 3,4-дигидроксифенилэтанол-2 и флавоноиды (изокверцитрин, 4'-глюкозид и 4'-галактозид кверцетина, рутин) в гидрофильных и липофильных средах. Результаты исследования показывают высокую активность гликозидов флавонолов в сравнении с образцом агликона в гидрофильных средах. Замещение глюкозой по 4'-положению снижает активность по сравнению с таковым по С-3 агликона, также как и образование биозида по 3-положению. В порядке уменьшения активности далее следует бутиролигнан (арктиин) и фенолкарбоновые кислоты, уступающие по эффективности флавоноидам и гидроксикумарину. Среди фенолокислот наибольшей активностью обладают производные коричной кислоты. Тритерпеновые соединения проявляют менее выраженную антиоксидантную активность, однако, сравнимую с таковой анализируемых фенолокислот. Так, антиоксидантный эффект тритерпеновых кислот составляет 49-50 % от такового Р-ионола, а сумма тритерпеновых спиртов альфредии превосходит по эффективности р-ионол в 1,7 раза.

Фенольные соединения (изокверцитрин, рутин, арктиин) не проявляют существенного воздействия на эксплоративное поведение. Влияние же на указанные показатели тритерпеновых соединений является неодинаковым и, вероятно, зависит от их структуры: сумма тритерпеновых спиртов (а-амирин, р-амирин, моретенол, лупеол) не оказывает влияния на изучаемое поведение, а гидрофильное тритерпеновое соединение (ОВ-2) достоверно снижает двигательную активность нормальных животных. Наиболее выраженным положительным влиянием на память обладает ОВ-2, высокая активность характерна для тритерпеновых спиртов, арктиина и изокверцитрина.

Таким образом, впервые выделены и изучено строение веществ, обуславливающих ноотропную активность изучаемых растений, - фенолоспирты, сумма гликозидов кверцетина, тритерпеновые спирты, бутиролигнаны.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2011. Т.13.

2. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2010. Т.12.

3. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2009. Т.11.

4. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2008. Т.10.

5. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2007. Т.9.

6. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2006. Т.8.

7. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2005. Т.7.

8. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2004. Т.6.

9. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2003. Т.5.

10. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2002г. . Т.4.

11. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2001г. . Т.3.

12. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2000г. . Т.2.

13. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2011. Т.13.

14. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2010. Т.12.

15. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2009. Т.11.

16. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2008. Т.10.

17. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2007. Т.9.

18. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2006. Т.8.

19. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2005. Т.7.

20. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2004. Т.6.

21. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2003. Т.5.

22. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2002. Т.4.

23. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2001. Т.3.

24. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2001. Т.2.