*112082*
РАДИОПРОТЕКТОРНЫЕ
СВОЙСТВА ЧЕРЕМШИ
(ÁLLIUM URSÍNUM L.) И ГОЛУБИКИ (VACCINIUM ULIGINOSUM L.)
В.Е. Тарабанько1, Е.Т. Родионов2, Л.Б. Топоркова3,
С. Мюнх4, И.А. Орловская3
1Институт
химии и химической технологии СО РАН, Академгородок, стр.
50/24, Красноярск, 660036 (Россия),
e–mail veta@icct.ru
2ООО
«Дикоросы», 660052, г. Красноярск, ул. Затонская, 29
«А», стр. 12
3 ФГБУ
«НИИ клинической иммунологии» СО РАМН, Новосибирск
4Иоанесси ГмбХ, Парк инноваций, ул. Марии Кюри д.8, 51377, г.
Леверкузен, Германия.
Для исследования радиопротекторных свойств
черемши (Állium
Ursínum) и голубики (Vaccinium uliginosum L.)
мышей кормили соответствующими препаратами и облучали рентгеновским излучением
(8 Грей). Установлены сильные радиопротекторные эффекты изученных препаратов,
сушеной черемши и экстракта голубики. Черемша проявляет более сильный
радиопротекторный эффект по сравнению с голубикой. Выживаемость мышей,
получавших препарат черемши, возросла до 60 % по сравнению с 6,7 % в
контрольной группе.
Крупная авария на атомной электростанции
Фукусима в очередной раз продемонстрировала реальную опасность радиационного
поражения местности, персонала и населения в районе катастрофы. С высокими
дозами облучения связана лучевая терапия онкологических заболеваний. Повышенные
дозы радиации получают космонавты и в меньшей степени – пассажиры
авиатранспорта. Для минимизации отрицательных последствий таких воздействий
необходимы эффективные и нетоксичные радиопротекторы, прием которых возможен
систематически, в профилактическом режиме. Синтетические производные биогенных
аминов, например, мексамин, индралин, обладающие высоким противолучевым
эффектом, являются радиопротекторами экстренного действия [1]. Отрицательные
побочные эффекты таких препаратов исключают возможность их систематического
применения в профилактических целях.
Препараты на основе растительных
полисахаридов [2] увеличивают выживаемость животных до 60 - 80 % при 100 %
гибели в контроле, но противолучевой эффект теряется при пероральном
применении.
Радиопротекторными свойствами в условиях
хронического облучения обладают адаптогенные биопрепараты, например, экстракты
корня женьшеня [3]. Однако фитоадаптогены женьшеня, заманихи, аралии
манчжурской не защищают крыс, облученных в дозе 7 Гр [2]. Для профилактики
возможного поражения ионизирующей радиацией пригоден витамин Е [4]. Защитным
действием при облучении мышей дозами 3 – 9 Гр обладает антоциан
пеларгонидин-3,5-диглюкозид (ФУД, фактор увеличения дозы 1,7) [5].
Черемша запатентована
в качестве компонентов консервов для космического питания, обладающих
повышенной усвояемостью (6), и
применялась в рационе советских космонавтов [7], однако ее противолучевые
свойства не исследованы.
Основная
цель настоящей работы заключается в демонстрации радиопротекторных свойств
черемши. Кроме контрольных групп, для сравнения эффективности радиопротекции
были проведены эксперименты с препаратом ягод голубики (Vaccinium uliginosum L.),
содержащих высокие концентрации антоцианов, проявляющих антиоксидантные и
радиопротекторные свойства [5].
Материалы и методы
Исследование проводилось на
мышах-самцах (CBAxC57Bl/6)F1-гибридах. Мыши были разбиты на 7 групп,
в каждой группе содержалось по 15 животных в одной большой клетке. Мышам
ежедневно в течение 2 недель до облучения и 1 недели после облучения
скармливали препараты черемши (группы AU1 – AU3) и голубики (группы VU4 – VU6).
Использовали черемшу в виде сухого порошка и
концентрированный сок голубики. Содержание сухих веществ в концентрате
(экстракте) голубики составляло 24,1 %. Концентрация антоцианов в пересчете на мальвидин-3-моногликозид 81,7 мг/мл определена спектрофотометрически [8]). Эти продукты замешивали в кашу – компонент стандартного
рациона - в следующих количествах, в сутки на 15 животных в группах:
AU1 – 150 мг, AU2 – 300 мг, AU3 – 900 мг, VU4
– 2 мл, VU5 – 5 мл, VU6 – 10 мл.
Дозы
препаратов оценивали, исходя из известных доз, используемых для человека и с
учетом повышенного, по сравнению с человеком, метаболизма мышей. Контрольным
мышам (Control) скармливали
кашу без дополнительных добавок.
Облучение
животных проводили на аппарате РУМ-25, доза облучения 8 Гр. Для оценки
возможного негативного влияния больших количеств радиопротекторов измеряли вес
всех мышей по группам перед облучением. Стандартными методами исследовали
показатели периферической крови в динамике восстановления гемопоэза после
облучения и определяли динамику гибели мышей в течение 30 суток после
облучения.
Результаты
Летальная
доза облучения мышей составляет 7,0 - 9,5 Гр в соответствии с индивидуальной
радиочувствительностью животных используемых линий. Для изучения
радиопротекторных свойств препаратов была выбрана доза облучения 8 Гр,
позволяющая исследовать выживаемость животных – интегральный показатель
радиопротекции.
Взвешивание
мышей перед облучением показало, что скармливание препаратов в течение 2 недель
приводит к достоверному снижению показателя веса мышей в группах AU3 и VU6, принимавших максимальные дозы
препаратов (таблица 1). Это может означать, что максимальные дозы препаратов,
использованные в настоящей работе, ухудшают состояние мышей до облучения и не
могут быть превышены без некоторых негативных последствий.
Таблица 1. Средние показатели веса
экспериментальных мышей, получавших препараты черемши и голубики в течение 2
недель. В качестве ошибок приведены стандартные отклонения, вычисленные по
методу наименьших квадратов.
|
Группы |
Вес (граммы) |
|
Control |
30,7 ± 2,8 |
|
AU1 |
30,7 ± 2,7 |
|
AU2 |
30 ± 3,2 |
|
AU3 |
27,9 ± 1,7* |
|
VU4 |
29 ± 1,8 |
|
VU5 |
29,6 ± 1,9 |
|
VU6 |
27,9 ± 2,8* |
*
Достоверное снижение относительно контроля (р > 0.99)
Выживаемость экспериментальных животных в
течение 30-дневного периода после облучения представлена в табл. 2. Эти
результаты отчетливо показывают, что скармливание препаратов черемши и голубики
во всем изученном диапазоне значимо увеличивало выживаемость животных.
Выживаемость мышей контрольной группы составляла 6,7%, препараты черемши
повышают показатель выживаемости до 20 - 60%, а голубики – до 47 - 53%. Лучшие
показатели выживаемости мышей наблюдаются в группах, защита которых
обеспечивалась высокими дозами черемши. Для препаратов голубики
радиопротекторная активность может быть обусловлена высокими концентрациями
антоцианов и их антиоксидантной активностью [5]. Обнаруженные нами
радиопротекторные свойства черемши, за исключением патента [9], ранее не описаны
и заметно превышают эффективность концентрата голубики. Какие химические
соединения черемши обусловливают обнаруженные радиопротекторные свойства, пока
неясно, и этот вопрос может быть предметом дальнейших исследований.
Таблица 2. Влияние препаратов
черемши и голубики на выживаемость животных после облучения дозой 8 Гр.
|
Дни после облучения |
Контроль |
AU1 |
AU2 |
AU3 |
VU4 |
VU5 |
VU6 |
|
1 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
2 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
3 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
4 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
5 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
6 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
7 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
8 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
9 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
10 |
14 |
15 |
15 |
15 |
15 |
14 |
15 |
|
11 |
11 |
14 |
14 |
15 |
12 |
13 |
12 |
|
12 |
9 |
11 |
12 |
12 |
10 |
11 |
9 |
|
13 |
7 |
7 |
12 |
10 |
9 |
9 |
9 |
|
14 |
4 |
7 |
11 |
10 |
8 |
9 |
9 |
|
15 |
3 |
6 |
11 |
10 |
8 |
9 |
8 |
|
16 |
2 |
6 |
9 |
10 |
8 |
9 |
8 |
|
17 |
2 |
6 |
9 |
10 |
7 |
9 |
8 |
|
18 |
2 |
6 |
9 |
10 |
7 |
9 |
8 |
|
19 |
2 |
4 |
9 |
10 |
7 |
9 |
8 |
|
20 |
1 |
4 |
9 |
10 |
7 |
9 |
8 |
|
21 |
1 |
3 |
9 |
9 |
7 |
8 |
8 |
|
22 |
1 |
3 |
9 |
9 |
7 |
7 |
8 |
|
23 |
1 |
3 |
9 |
9 |
7 |
7 |
8 |
|
24 |
1 |
3 |
9 |
9 |
7 |
7 |
8 |
|
25 |
1 |
3 |
9 |
9 |
7 |
7 |
8 |
|
26 |
1 |
3 |
9 |
9 |
7 |
7 |
8 |
|
27 |
1 |
3 |
9 |
9 |
7 |
6 |
8 |
|
28 |
1 |
3 |
9 |
9 |
7 |
6 |
8 |
|
29 |
1 |
3 |
9 |
9 |
7 |
6 |
8 |
|
30 |
1 |
3 |
9 |
9 |
7 |
6 |
8 |
На рисунках 1 - 4 отображены показатели
периферической крови до и после облучения. Препараты черемши заметно повышают
численность лейкоцитов по сравнению с контролем до облучения. Динамическое
исследование показателей периферической крови выявило, что исследуемые
препараты 1) не оказывают негативного действия на процесс восстановления
гемопоэза, 2) в ряде случаев ускоряют этот процесс. Все минимальные показатели
периферической крови достигаются на 6-е – 16-е сутки и практически не меняются
под действием изученных препаратов. Препараты черемши к 26-м суткам повышают
количество лейкоцитов по сравнению с
контроль AU1 AU2 AU3 VU4 VU5 VU6
Рис.
1. Влияние препаратов черемши и голубики на динамику
восстановления численности лейкоцитов крови (106/мл) после облучения
мышей в дозе 8 Гр.
контроль AU1 AU2 AU3 VU4 VU5 VU6
Рис.
2. Влияние препаратов черемши и голубики на динамику
восстановления численности эритроцитов крови (109/мл) после
облучения мышей в дозе 8 Гр.
контроль AU1 AU2 AU3 VU4 VU5 VU6
Рис.
3. Влияние препаратов черемши и голубики на динамику
восстановления гематокрита (%) после облучения мышей в дозе 8 Гр.
контроль AU1 AU2 AU3 VU4 VU5 VU6
Рис.
4. Влияние препаратов черемши и голубики на динамику
восстановления численности тромбоцитов крови (106/мл) после
облучения мышей в дозе 8 Гр.
контролем. Показатели эритроидного ростка (количество
эритроцитов, гематокрит) превышают контрольные во всех исследуемых группах на
13-е сутки наблюдения.
Наиболее показательным является параметр
количества тромбоцитов. Скорейшее
восстановление численности тромбоцитов важно для предотвращения геморрагий,
сопровождающих течение лучевой болезни. В наших исследованиях, начиная с 16
суток, отмечается ускоренное восстановление этого показателя во всех
исследуемых группах по сравнению с контролем.
Заключение
Проведенное
исследование показывает, что высушенная черемша, а также концентрат сока
черники демонстрируют выраженный радиопротекторный эффект при облучении мышей
летальными дозами рентгеновского излучения. При выживаемости мышей контрольной
группы 6,7%, препараты черемши повышают показатель выживаемости до 20 - 60%, а
голубики – до 47 - 53%, в зависимости от количества вводимого с пищей
радиопротектора. Использованные протекторы повышают скорость восстановления
эритроцитов и тромбоцитов в крови и их количество по сравнению с контролем
после облучения, но практически не меняют минимальных показателей крови после
облучения.
Если
радиопротекторный эффект голубики вполне предсказуем и может быть связан с
антиоксидантными свойствами содержащихся в ней антоцианов, то радиопротекторные
свойства черемши ранее не описаны и нами установлены впервые.
Следует
отметить, что в изученных условиях препарат черемши более активен по сравнению
с препаратом голубики, не имеет побочных эффектов и противопоказаний и может
рассматриваться в качестве перспективного средства для профилактики лучевых
поражений.
Литература
1. Васин М.В. Противолучевые лекарственные средства. М.:
2010. 182 с.
2. Гончаренко Е.Н., Кудряшов Е.Б. Противолучевые средства
природного происхождения. Успехи современной биологии, 1991, том 111, вып. 2,
с. 302-316.
3. Lee T.K., Johnke R.M., Allison R.R., O'Brien K.F., Dobbs L.J. Jr. Radioprotective potential of ginseng. Mutagenesis, 2005, v. 20, No 4, p. 237-43.
4. Паранич А.В., Консесао А., Бугай Е.В., Копылов А.В.
О роли жирорастворимых витаминов А и Е в профилактике биологических эффектов
ионизирующего излучения в различных тканях крыс. Радиобиология, 1992, т. 32,
вып. 5, с. 743-749.
5. Ахмадиева А.Х., Заичкина С.И., Рузиева Р.Х., Ганасси
Е.Э. Исследование защитного действия природного препарата антоциана
(пеларгонидин-3,5-диглюкозид). Радиобиология, 1993, т. 33, вып. 3, с.
433-435.
6. Пат. РФ № 2338402, 2007).
7. Добрюха Н. Известия, 12 апреля 2006.
8. Валуйко Г.Г. Биохимия и технология красных вин. М.:
Пищевая промышленность, 1973.- 256 с.
9. Родионов Е.Т., Тарабанько В.Е., Орловская И.А.,
Топоркова Л.Б., Мюнх С. Противолучевое растительное средство. Решение о выдаче
патента по заявке № 2011127570/15(040850) от 11.03.2012.