Гепатопротекторные свойства флавоноидов (фармакодинамика и перспективы клинического изучения)

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

14.03.06 - ФАРМАКОЛОГИЯ, КЛИНИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ

ДОКТОРА БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

ГЕПАТОПРОТЕКТОРНЫЕ СВОЙСТВА ФЛАВОНОИДОВ (ФАРМАКОДИНАМИКА И ПЕРСПЕКТИВЫ КЛИНИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ)

ДОРКИНА ЕЛЕНА ГРИГОРЬЕВНА

Волгоград 2010

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пятигорская государственная фармацевтическая академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» и в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный консультант: доктор медицинских наук,

профессор Тюренков Иван Николаевич

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук, профессор Дудченко Галина Петровна

2. Доктор биологических наук, профессор Гарибова Таисия Левоновна

3.Доктор медицинских наук, Макляков Юрий Степанович

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет Росздрава»

Защита состоится «__»_________2010 г. в____ч. на заседании Диссертационного Совета Д 208.008.02 ГОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет Росздрава» (400131, г. Волгоград, пл. Павших борцов,1)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет Росздрава»

Автореферат разослан « » 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

профессор А.Р. Бабаева

Актуальность проблемы

Поражения печени различной этиологии являются достаточно широко распространенной патологией [Дробинский А. и соавт., 2002; Ильченко Л.Ю. и соавт., 2002, Полонский В.М., 2005. По данным ВОЗ в мире - 2 млрд человек с патологией печени, что в 100 раз превышает распространенность ВИЧ-инфекции [Дроговоз С.М., 2009]. Среди широкого круга препаратов, используемых в комплексной терапии заболеваний печени, выделяют сравнительно небольшую группу «истинных» гепатопротекторов, эффективность которых не всегда оказывается достаточной.

В патогенезе поражений печени (токсической, алкогольной и другой этиологии) большое значение отводится окислительному стрессу [Буеверов А.О., 2002, Скворцов В.В., 2003, Ипатова О.М., 2005, Оковитый С.В., 2007, Fernandes-Checa J. C., 2003, Lieber C.S., 2004, Dey A., Cederbaum A.I., 2006]. При оксидативном стрессе, в первую очередь, наблюдается сдвиг про-антиоксидантного равновесия в сторону усиления прооксидантной составляющей, снижение резервов мобилизации антиоксидантной защиты, что сопряжено с нарушением энергообеспечения клетки, детоксикационных механизмов, активацией апоптоза, провоспалительных цитокинов и др.[Дубинина Е.Е., 1998, Болдырев А.А., 2001, Шаповал Г.С. и др., 2003, Сазонтова Т.Г. и др., 2007, Ланкин В.З. и др., 2009, Han D. Et all., 2006]. Окислительный стресс инициирует нарушения, связанные с кровоснабжением печени (повреждение эндотелия сосудов и синусоидов печени с изменением выработки оксида азота, ухудшение реологических свойств крови, состояния микроциркуляторного русла и пр.), что усугубляет течение патологического процесса [Марков Х.М., 2005, Lukivskaya O. et al., 2004, P?rvu A.E. et al., 2005, Bab?l P. et al., 2006].

Многофакторность патогенеза поражений печени требует, чтобы и защита осуществлялась на различных уровнях и структурах, что определяет перспективность поиска новых гепатопротекторов среди флавоноидов, для которых выявлено более 40 видов фармакологической активности [Robak J.et al., 1996]. Несмотря на значительное число работ, посвященных изучению гепатозащитных свойств флавоноидов, сравнительного изучения эффективности их действия не проводилось. Не выяснены до конца и механизмы их гепатопротекторной активности. Большинство исследователей считают, что основой такового является антиоксидантное действие [Чучалин В.С., 2003, Куркин В.А., 2003, Саратиков А.С. и др., 2005, Middleton E. JR. et al., 1996, 2000, Roback I. et al., 1996, Narayana et al., 2001, Nijveldt R.I. et al., 2001, Havsteen B. H., 2002]. В последние годы все большее внимание уделяется исследованию состояния эндогенных систем антиоксидантной защиты [Puiggros F. et al., 2005, Moskaug et al., 2005, Кравченко Л.В. и др., 2005, Frei B., 2003].

Поэтому сегодня актуальным является не только поиск новых эффективных и безопасных гепатозащитных препаратов, но и сравнительное изучение особенностей и интимных механизмов действия уже известных гепатопротекторов.

Исходя из этого, следует считать важным, как с научной, так и с практической точки зрения, комплексное, сравнительное изучение гепатопротекторного действия флавоноидов, их влияние на про-антиоксидантный баланс, системы антиоксидантной защиты, детоксикации и энергообеспечения, эндотелиальную дисфункцию, продукцию оксида азота и печеночный кровоток, что и явилось предметом настоящей работы.

Цель и задачи работы.

На основании комплексной и сравнительной оценки влияния флавоноидов на основные метаболические и гемодинамические патогенетические процессы при токсических поражениях печени экспериментально обосновать создание новых эффективных отечественных гепатопротекторов.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

- провести изучение в сравнительном аспекте влияния лечебно-профилактического действия гесперидина, диосмина, флавицина, кверцетина, карсила и сухого экстракта (СЭ) из горошка обрубленного (Vicia abbreviate Fish. ex Spreng. (Vicia truncatula Fish. ex. Bieb.), содержащего флавицин, на развитие синдромов цитолиза, холестаза, мезенхимального воспаления и гепатодепрессии, гистологическую картину печени, интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ), состояние систем антиоксидантной защиты (АОЗ), энергообеспечения и детоксикации при экспериментальном остром поражении печени СС14 и этанолом;

- провести сравнительное изучение антиоксидантного действия исследуемых флавоноидов in vitro и их влияния на интенсивность ПОЛ, состояние систем АОЗ, энергообеспечения и детоксикации in vivo при их курсовом введении в условиях нормы;

- провести сравнительное изучение влияния флавоноидов на содержание NO у интактных животных и при его избыточной продукции, индуцированной СС14, методом ЭПР;

- изучить в сравнительном аспекте влияние флавоноидов на органный кровоток и функцию эндотелия в условиях нормы и моделирования эндотелиальной дисфункции;

- провести комплексное изучение энергетического обмена, интенсивности ПОЛ и состояния АОЗ, а также изменения печеночных показателей и гистоморфологической картины данного органа в ходе хронической алкоголизации и при лечебном применении наиболее активного гепатопротектора в сравнении с карсилом;

- изучить влияние наиболее активного гепатопротектора на развитие фиброза при хроническом поражении печени СС14, желчеобразовательную функцию печени в норме и при экспериментальном гепатите и отдаленные результаты его лечения.

Научная новизна полученных результатов.

Впервые проведено сравнительное, комплексное изучение механизмов гепатопротекторного действия индивидуальных флавоноидов, флавицина и СЭ из травы горошка обрубленного, их влияние на процессы ПОЛ, системы АОЗ, детоксикации и энергообмена в условиях нормы и патологии печени. Впервые установлена гепатозащитная активность флавицина, выделенного из оригинального растительного сырья (надземная часть V.abbreviata), при токсических поражениях печени СС14 и этанолом. Впервые показано существование тесной корреляционной взаимосвязи между выраженностью гепатозащитного действия и степенью восстановления про-антиоксидантного равновесия за счет не только прямого антиоксидантного действия флавоноидов, но и повышения активности эндогенной системы АОЗ в печени. флавоноид метаболический гепатопротектор патогенетический

Впервые выявлено, что курсовое введение исследуемых флавоноидов оказывает стимулирующее влияние на активность NADP+-редуктазных ферментов, принимающих участие в регенерации восстановленного глутатиона, а применение диосмина, флавицина и кверцетина повышает содержание GSH, участвующего в механизмах повышения неспецифической резистентности организма к экстремальным факторам среды.

Впервые показано, что введение гесперидина и флавицина увеличивает печеночный кровоток в условиях нормы. Впервые проведено сравнительное изучение корригирующего влияния флавоноидов на органный кровоток в условиях эндотелиальной дисфункции, очевидно связанное с активацией eNOS и повышением продукции NO.

Методом ЭПР показано повышение под влиянием флавоноидов содержания NO в норме, и его снижение в условиях индукции окислительного стресса введением СС14, что свидетельствует об их модулирующем влиянии на продукцию NO.

Впервые установлено, что СЭ из Vicia abbreviata, содержащий 5,12 - 5,67 % флавицина, обладает более эффективным гепатопротекторным действием, чем препарат сравнения карсил, и изучен механизм действия СЭ при профилактическом и лечебном применении, который связан с преодолением окислительного стресса за счет поддержания функционирования эндогенной системы АОЗ, нормализации энергопродукции и процессов детоксикации, торможением процесса фиброгенеза при хронической патологии, восстановлением желчеобразовательной функции печени.

Впервые показано, что в ходе хронической алкоголизации происходит усиление адаптационно-защитных механизмов в виде повышения активности ферментов NADPH-GSH-зависимой системы, что значительно более выражено при лечебном применении СЭ из Vicia abbreviate.

Практическая значимость. На основании полученных результатов выявлено в разной степени выраженное влияние флавоноидов на патологические синдромы, патогенетические механизмы поражения гепатоцитов: ПОЛ, систему АОЗ, детоксикации и энергообразования, кровоснабжение печени, эндотелиальную дисфункцию. Такие данные позволяют разработать рекомендации по дифференцированному применению флавоноидов, как гепатопротекторов, при определенном характере течения заболевания печени. Сумма, содержащая арабиноглюкозид - и ксилоглюкозид диосметина, которая условно названа флавицином, может быть рекомендована для дальнейшей разработки в качестве лекарственного средства для лечения поражений печени. СЭ из V. abbreviata, оказывающий выраженное гепатозащитное действие при острых и хронических токсических поражениях печени, превосходящее карсил, а также препятствующий развитию фиброза и стимулирующий секрецию желчи, может быть использован для создания лекарственного препарата.

Практические рекомендации. Учитывая селективную токсичность ряда лекарств по отношению к эндотелиальным клеткам синусоидов печени и наиболее выраженное положительное действие гесперидина на эндотелиальную функцию и печеночный кровоток, данное соединение может быть рекомендовано для коррекции сосудистых поражений печени. Более эффективное нормализующее влияние диосмина на холестаз может быть основанием для его рекомендации при заболеваниях печени, сопровождающихся нарушением желчеобразования. Кверцетин может быть рекомендован при поражениях печени, сопровождающихся выраженным цитолизом и мезенхимальным воспалением. Флавицин и СЭ, являющиеся высокоэффективными гепатопротекторами при поражениях печени СС14 и алкоголем, могут быть рекомендованы для разработки на их основе лекарственных средств для лечения и профилактики заболеваний печени при острых и хронических отравлениях гепатотоксическими ядами.

Уровень внедрения результатов исследования.

По данным, полученным автором, подготовлены информационные письма, материалы которых включены в планы НИР кафедр технологии лекарств (акт внедрения от 03.09.2007 г.), органической химии (акты внедрения от 07.09.2007г. и от 04.11.2009), фармакогнозии (акт внедрения от 03.11.2009), фармакологии (акт внедрения от 29.08.2007 г.) и ботаники (акт внедрения от 10.11.2009) Пятигорской ГФА Росздрава. Материалы, полученные автором, используются в санаторно-курортной практике (санаторий им. М.Ю. Лермонтова, г. Пятигорск, акт внедрения от 20.08. 2007). Результаты работы включены в лекционный материал для студентов лечебного, педиатрического, фармацевтического, слушателей факультета усовершенствования врачей и провизоров на кафедрах фармакологии, фармакологии и биофармации ФУВ ВолГМУ, Курского государственного медицинского университета, Ставропольской государственной медицинской академии, Саратовского государственного медицинского университета. Данные по изучению механизма действия и гепатозащитной активности сухого экстракта из горошка обрубленного вошли в комплект документов, переданных в ООО «Эвалар» для представления в ФК МЗ и СР на получение разрешения к проведению клинических испытаний.

Связь с планом НИР ГОУ ВПО «Пятигорская ГФА Росздрава».

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГОУ ВПО «Пятигорская ГФА Росздрава» по проблеме «Изучение биохимических основ защитного действия флавоноидов при экспериментальном поражении печени»(номер государственной регистрации 01.200.11. 7645), а также в соответствии с планом научно-исследовательских работ Волгоградского Государственного медицинского университета и соответствует проблеме, номер государственной регистрации 01 200 800 804.

Апробация полученных результатов.

Основные положения диссертационной работы изложены на 55-й - 63-ей научных конференциях «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (Пятигорск, 2000-2008 гг.), на десятой Российской конференции «Гепатология сегодня» (Москва, 2005 г.), на международной конференции «Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека» (Смоленск, 2005 г.), на IV конференции гастроэнтерологов Южного Федерального округа (Кисловодск, 2005г.), на международной научной конференции «Молекулярные, мембранные и клеточные основы функционирования биосистем» (Минск, 2006 г.), на IX Украинском биохимическом съезде (Харьков, 2006 г.).

Положения, выносимые на защиту.

1. При острых поражениях печени СС14 и этанолом более выраженной гепатозащитной активностью в сравнении с индивидуальными флавоноидами и карсилом, обладает СЭ из V. abbreviate (truncatula), который практически полностью устраняет развитие синдромов цитолиза, холестаза, мезенхимального воспаления и печеночной недостаточности, белковую и жировую дистрофии, а также в большей степени восстанавливает про-антиоксидантное равновесие, энергетический обмен и активность систем детоксикации при лечебно-профилактическом введении в дозе 300 мг/кг.

2. В условиях развития окислительного стресса при острых токсических поражениях печени СС14 и этанолом выявлено в различной степени выраженное влияние флавоноидов и СЭ на ферментативное звено системы АОЗ и сопряженные механизмы клеточной защиты (энергообмен и детоксикацию).

3. Флавицин in vitro по силе антиоксидантного действия уступает кверцетину, но более мощно активирует АОЗ и превосходит кверцетин по эффективности гепатопротекции и поддержанию равновесия в системе ПОЛ/АОС. Отмечается достаточно тесная корреляционная связь между выраженностью гепатопротекции и коэффициентом окислительного стресса, характеризующим про-антиоксидантный баланс. Отсюда следует, что более важное значение для защиты печени имеет не просто снижение и подавление ПОЛ, а устранение дисбаланса в системе ПОЛ/АОС.

4. СЭ из Vicia abbreviate (truncatula) в дозе 300 мг/кг обладает выраженным лечебным действием при поражении печени, вызванном хронической алкогольной интоксикацией, усиливая адаптационно-приспособительную защитную реакцию, развивающуюся в ходе алкоголизации при введении этанола, превышая по эффективности карсил.

5. В результате курсового введения исследуемых флавоноидов в эффективных гепатопротекторных дозах наблюдается активация ферментов, принимающих участие в регенерации восстановленного глутатиона, и повышается содержание GSH в печени, что увеличивает неспецифическую резистентность органа к действию повреждающих факторов.

6. Исследуемые флавоноиды в норме и при эндотелиальной дисфункции увеличивают продукцию NO, вероятно, путем активации eNOS, и повышают печеночный кровоток, а также ограничивают гиперпродукцию NO iNOS в печени, стимулированную СС14, что в определенной степени обусловливает гепатопротективные свойства флавоноидов.

7. СЭ в дозе 300 мг/кг при лечебном применении на модели хронического СС14-гепатита уменьшает развитие фиброза, а также улучшает желчеобразовательную функцию печени в норме и при патологии печени.

8. Высокая эффективность СЭ, связанная с воздействием на основные звенья патогенеза острых и хронических поражений печени, наличие у него более выраженного лечебного действия, чем у карсила, позволяет рекомендовать СЭ в качестве субстанции для создания нового гепатопротекторного препарата.

Публикации .По теме диссертации опубликовано 42 печатных работы из них 9 статей в научных журналах, которые входят в перечень рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 351 страницах текста компьютерного набора и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований (8 глав), заключения, общих выводов, списка литературы, приложений А, Б и В (55 страниц). Работа иллюстрирована 31 таблицей и 89 рисунками. Библиографический список включает 649 источников, из которых 416 публикации иностранных авторов.

Материалы и методы исследования

В качестве объектов исследования служили индивидуальные флавоноиды: кверцетин (фирмы Merk), диосмин, гесперидин, выделенные из растительного сырья (Vicia tanuifolia (variabilis) Roth. и кожуры цитрусовых), сумма, содержащая арабиноглюкозид - и ксилоглюкозид диосметина, которая условно названа флавицином и СЭ, полученные из надземной части горошка обрубленного - Vicia abbreviate Fish. ex Spreng.(Vicia truncatula Fich. ex Bieb.), сем. бобовых - Fabaceae на кафедре органической химии ГОУ ВПО «Пятигорской ГФА Росздрава» под руководством доктора фармацевтических наук, профессора Э.Т. Оганесяна. С помощью физико-химических методов анализа: температуры плавления, УФ-, ИК- и ПМР- спектроскопии, тонкослойной (ТСХ) и бумажной (БХ) хроматографии, пробы смешения, подтверждено строение выделенных веществ [Хочава М.Р., 2001, Шаренко О.М., 2005]. СЭ представляет собой порошок темно-коричневого цвета с приятным специфическим запахом, содержащий 5,12 - 5,67% флавицина [Шаренко О.М., 2005]. Для стандартизации предложен метод количественного спектрофотометрического определения суммы флавоноидов в сухом извлечении при 410 нм, ошибка которого находится в пределах 3,09-3,55%. В качестве препарата сравнения использовали карсил.

Опыты проведены на 1050 белых беспородных и линии Wistar половозрелых крысах обоего пола массой 170-240 г. (по 10-12 животных контрольных групп и 6-8 опытных групп) и 80 белых мышах обоего пола массой 25-30 г. (по 10 мышей в группе). Животные содержались в условиях вивария Пят ГФА, Волгоградского государственного медицинского университета и государственного учреждения «Российского кардиологического научно-производственного комплекса Минздрава РФ» г. Москва с естественным световым режимом на стандартной диете [ГОСТ Р 50258-92], с соблюдением «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях»[2007] и правил лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ [ГОСТ Р 51000.3-96, ГОСТ Р 51000.4-96]. Забой животных проводился согласно требований «Международных рекомендаций по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» [2007].

Определение эффективной дозы проведено на модели острого CCl4 -гепатитогепатоза, который воспроизводили путём введения per os с помощью зонда 3 раза через день 50% раствора CCl4 в вазелиновом масле в дозе 0,15 мл/100 г массы тела животного. Гесперидин, диосмин, флавицин, кверцетин исследовали в диапазоне доз 25, 50, 100 и 200 мг/кг, СЭ - 100, 200, 300 и 500 мг/кг при пероральном введении в виде водной суспензии по лечебно-профилактической схеме: в течение 7 дней до CCl4, а затем на фоне воспроизведения модели (5 дней). Исследуемые флавоноиды и СЭ вводили ежедневно в одно и то же время до кормления животных за 1 час до введения гепатотоксина. Установленные эффективные дозы были выбраны для дальнейших исследований и составили для индивидуальных веществ -100 мг/кг (менее 1/60 от LD50), для СЭ - 300 мг/кг (менее 1/20 от LD50). Карсил изучали в дозе 100мг/кг.

Острое поражение печени этанолом воспроизводили курсовой алкоголизацией крыс-самок путём 2-х кратной внутрибрюшинной инъекции 33% раствора этанола в сутки в дозе 0,75 мл/100г массы тела животного в течение 7 дней [Спрыгин В.Г., Кушнерова Н.Ф.,2002]. Исследуемые флавоноиды, СЭ и карсил животным вводили в эффективных дозах за 5 дней до введения этанола, а затем совместно с ним (7 дней).

Курсовое поение здоровых животных флавоноидами, СЭ и карсилом осуществляли в течение 12 дней в эффективных гепатопротекторных дозах.

Хроническую алкоголизацию проводили путем перорального введения 40% этилового спирта в дозе 14 мл/кг [Мансурова И.Д., 1985] в течение 60 дней. Лечебное действие СЭ изучали в дозе 300 мг/кг в сравнении с карсилом в дозе 100 мг/кг. Через сутки после 60-дневной алкоголизации (исходный контроль), через 7, 14 и 21 день лечебного применения СЭ и карсила проводили забой животных опытных и соответствующих контрольных групп. Контролем служили животные, которые продолжали получать только 40% этанол в дозе 14 мл/кг также 7, 14 и 21 день.

Оценку эффективности гепатозащитного действия проводили по степени нормализации биохимических показателей основных патологических синдромов, наблюдающихся при поражениях печени: цитолиза - активности в сыворотке АлАт, АсАт, КФ, ФЛА2, ГДГ, соотношению АсАт/АлАт; холестаза - активности в сыворотке крови ЩФ, -ГТП, содержанию билирубина и его фракций (прямого и непрямого билирубина), мезенхимального воспаления - определение белковых фракций, соотношения альбумины/глобулины и тимоловой пробы в сыворотке крови; печеночно-клеточной недостаточности, характеризуя состояние белково-синтетической и метаболической функций печени по показателям белкового (содержание общего белка, альбуминовой фракции и активности ХЭ, содержанию мочевины в сыворотке крови), углеводного (содержание глюкозы в крови и гликогена в печени) и липидного (содержание холестерина, ТРГ в сыворотке крови, содержание ТРГ и ФЛ в печени) обменов. В качестве маркеров хронизации патологического процесса в печени определяли компоненты соединительной ткани: содержание в печени общего оксипролина (ОП) и содержание гликозаминогликанов (ГАГ) в сыворотке крови. Кроме этого, изучали гистоморфологическую картину органа при окраске препаратов гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван-Гизону для выявления компонентов соединительной ткани и суданом III для выявления липидов. Микрофотосъемку гистологических препаратов производили на микроскопе MICROS AUSTRIA (Австрия) цифровой фотокамерой «Olympus» (Япония). Об эффективности гепатозащитного действия судили также по гибели животных контрольных групп и животных, получавших гепатопротекторы.

Для сравнения эффективности гепатозащитного действия исследуемых флавоноидов, СЭ и карсила рассчитывали процент гепатопротекции по изученным биохимическим показателям в отдельности и в целом с учетом всех показателей по формуле: х 100% , где Н - коэффициент гепатопротекции, О - значение показателя в опытных группах, получавших совместно СС14 и гепатопротекторы, К - значение показателя у животных, получавших только СС14 (патологический контроль), N - значение показателя у интактных животных (нормальный контроль).Чем больше величина данного критерия приближалась к 100 %, тем более эффективным считалось гепатозащитное действие.

Интенсивность ПОЛ изучали по содержанию ТБК-активных продуктов в печени и сыворотке крови, диеновых конъюгатов (ДК) в печени, интенсивности спонтанного и Fe2+-аскорбатиндуцированного ПОЛ в постъядерной фракции печени (ПФП). Оценку антиоксидантной системы (АОС) проводили путём определения активности в ПФП каталазы, супероксиддисмутазы (СОД), глутатион-S-трансферазы (Г-S-Т), глутатионредуктазы (ГР), глутатионпероксидазы (ГП): общей, Se-зависимой и Se-независимой, НАДФ+-редуктазы при использовании в качестве субстратов малата (МДГ), глюкозо-6-фосфата (Г-6-ФДГ) и изоцитрата (ИЦДГ), содержанию глутатиона восстановленного (GSH) в печени, по общей антиокислительной активности (АОА) сыворотки крови и резистентности эритроцитов к спонтанному гемолизу. Для количественной оценки дисбаланса в системе ПОЛ/АОС рассчитывали коэффициент окислительного стресса как отношение произведения показателей ПОЛ к произведению показателей АОС, выраженных в относительных единицах к норме [Давыдов Б.В., 1991], принимая, что при сохранении баланса в системе ПОЛ/АОС коэффициент (К) = 1.

Состояние энергообмена изучали по содержанию глюкозы, гликогена, пирувата, лактата, АТФ в печени и активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ), цитохром-с-оксидазы (ЦТО) и Mg 2+ -АТФ-азы в митохондриальной фракции печени. Антитоксическую функцию печени оценивали, измеряя активности ферментов метаболической трансформации ксенобиотиков - НАДН:K3[Fe(CN)6]-редуктазы, НАДФН: неотетразолий (НТ) - редуктазы, N-деметилазы, n-гидроксилазы в микросомальной фракции печени.

Изучение антиоксидантного действия гесперидина, диосмина, флавицина и кверцетина in vitro проведено на модели Fe2+_индуцированного ПОЛ в липосомальной системе, полученной на основе фосфатидилхолина.

Изучение влияния флавоноидов на содержание радикалов NO в печени и в организме в целом проводили методом ЭПР при использовании Fe3+ДЭТК2 и Fe3+МГД2 в качестве ловушек в норме и после индукции ПОЛ CCl4.

Изучение влияния гесперидина и флавицина на печеночный кровоток проведено в норме при их пероральном введении в дозе 100 мг/кг и в условиях стимуляции ацетилхолином (0,01 мг/кг) и блокады нитро-L-аргинином (10 мг/кг) синтеза эндогенного оксида азота при введении анализаторов и флавоноидов (30 мг/кг) в левую бедренную вену.

Эндотелийпротективное действие гесперидина, диосмина, флавицина и кверцетина изучено в условиях моделирования дисфункции эндотелия в результате экстирпации матки с придатками у крыс-самок, вызывающей недостаточность половых гормонов. Исследуемые вещества вводили перорально в течение 4-хнедель после кастрации в дозе 100 мг/кг. Препаратом сравнения служил сулодексид с доказанной эндотелиопротективной активностью в дозе 30 ЕВЛ/кг (единицы высвобождения липопротеидлипазы). О влиянии флавоноидов на эндотелиальную дисфункцию судили по реакции сосудов на введение ацетилхолина (0,01 мг/кг), L-аргинина (100 мг/кг), нитро- L-аргинина (10 мг/кг) и нитроглицерина (0,007 мг/кг), и определяли скорость формирования тромба в сосудах по времени тромбообразования, вызванного аппликацией на стенку общей сонной артерии 50% раствора хлорида железа (III).

Измерение кровотока осуществлялось на предварительно наркотизированных этаминал-натрием (40 мг/кг) крысах с помощью ультразвукового допплерографа, датчика УЗОП-010-01 (рабочая частота 25МГц) и компьютерной программой ММ-Д-КMinimax Doppler v.1.7. (Санкт-Петербург, Россия).

Определение вязкости крови, агрегации тромбоцитов, индуцированной АДФ (5 мкМ) и индекс агрегации эритроцитов проводили с использованием реологических методов с применением регистрирующей аппаратуры: анализатор крови реологический (АРп-01, Россия), двухканальный лазерный анализатор агрегации (НПФ «Биола» LA-230-2, Россия), лазерный коагулометр («Минилаб-701», Россия).

Антифибротическое действие СЭ исследовали на модели хронического поражения печени СС14 (пероральное введение 50% масляного раствора СС14 9 раз, дважды в неделю в дозе 2,0 мл/кг массы тела) при его лечебном применении в дозе 300 мг/кг в сравнении с карсилом в дозе 100 мг/кг по измерению биохимических маркеров соединительной ткани (ОП и ГАГ) и обнаружению ее элементов на гистологических препаратах печени через 7, 14 и 21 день лечения. Отдаленные результаты лечения были изучены через 2 месяца после 21-дневного курса лечения.

Для оценки желчеобразовательной функции печени СЭ вводили в дозе 300 мг/кг 12 дней здоровым животным, а также на фоне острого поражения печени СС14: 50% масляный раствор СС14 вводили подкожно в дозе 0,4 мл/100 г массы тела, 1 раз в сутки, 4 дня. Определяли объем и состав (содержание желчных кислот - ЖК и холестерина) выделенной желчи с расчетом холато-холестеринового коэффициента.

Статистическую обработку результатов проводили с помощью параметрического критерия t Стьюдента с определением средней арифметической (М) и ее стандартной ошибки (m), непараметрического критерия Манна-Уитни и коэффициента линейной корреляции.

Основное содержание работы

1. Сравнительное изучение эффективности гепатозащитного действия флавоноидов, СЭ из V. abbreviate (truncatula) и их влияния на развитие окислительного стресса в условиях острого поражения печени тетрахлорметаном

Тетрахлорметан является наиболее известным гепатотоксином, применяемым для моделирования заболеваний печени. Он подвергается микросомальному окислению при участии цитохрома Р450 с образованием электрофильных алкилирующих интермедиатов и свободных радикалов, способных индуцировать ПОЛ и модифицировать биомолекулы в результате ковалентного связывания с ними. Как установлено в наших исследованиях, в результате введения СС14 наблюдался сдвиг про-антиоксидантного равновесия в сторону усиления ПОЛ (повышение содержания ТБК-продуктов и ДК, интенсивности Fe2+-аскорбатиндуцированного ПОЛ ПФП) с истощением АОЗ (падение активностей СОД, каталазы, ГП, Г-S-Т, НАДФ+-редуктаз, содержания GSH, АОА сыворотки крови), развитие гипоксического состояния с усилением анаэробного гликолиза и нарушением аэробной продукции энергии на уровне митохондрий (повышение соотношения лактат/пируват, снижение содержания глюкозы и гликогена в печени, снижение активности СДГ, ЦТО и повышение Мg2+-АТФазы), угнетение реакций микросомального окисления (снижение активностей N -деметилазы, n-гидроксилазы, НАДФН - НТ-редуктазы). Это сопровождалось развитием тяжелого поражения печени с проявлениями синдромов цитолиза (повышение активности ФЛА2, КФ, АлАт, АсАт и соотношения АсАт/АлАт), холестаза (повышение активности ЩФ, -ГТП, содержания общего билирубина, особенно фракции прямого билирубина), мезенхимального воспаления (диспротеинемия с увеличением глобулиновой фракции белков сыворотки крови и повышение тимоловой пробы), жировой дистрофии (увеличение количества ТРГ при снижении ФЛ в печени) и печеночно-клеточной недостаточности (уменьшение общего белка и особенно альбуминов в крови, снижение активности ХЭ, повышение фракции прямого билирубина в крови и содержания мочевины). На гистоморфологической картине также обнаруживались изменения, характерные для поражения печени ССl4: жировая и белковая дистрофия, очаги некроза, локализованные преимущественно в центральной зоне печеночной дольки, признаки воспалительной реакции (инфильтрация мононуклеарами), нарушения кровообращения в микрососудах (агрегация эритроцитов, стазы крови), поражения эндотелия синусоидов. На основании полученных данных можно говорить, что при введении крысам тетрахлорметана в печени развивался острый токсический активный гепатит с очаговой жировой дистрофией гепатоцитов (гепатитогепатоз). Количество погибших животных в этой группе составило 62,5%.

Лечебно-профилактическое применение флавоноидов, СЭ и карсила в эффективных дозах на фоне острого CCl4-гепатитогепатоза в разной степени влияло на восстановление биохимических показателей основных патологических синдромов поражения печени СС14, что отражает таблица 1, в которой знаком «+» обозначена полная нормализация показателя, отнесенного к тому или иному синдрому, «±» - неполная нормализация и «-» - отсутствие эффекта (показатель достоверно не отличается от такового у животных с патологией), а также указаны средние проценты гепатопротекции по синдромам. Видно, что в отношении устранения синдрома цитолиза флавицин, кверцетин и карсил проявили более выраженное действие, чем гесперидин и диосмин. Но флавицин, диосмин и гесперидин превосходили кверцетин и карсил по влиянию на развитие холестаза. Активацию мезенхимы кверцетин и карсил предупреждали более эффективно, чем флавицин, диосмин и гесперидин. Но флавицин и диосмин превышали действие кверцетина, гесперидина и карсила по влиянию на развитие синдрома печеночно-клеточной недостаточности. СЭ практически полностью нормализовал все изученные показатели.

Для количественной сравнительной оценки эффективности гепатозащитного действия флавоноидов, СЭ и карсила в целом были рассчитаны средние значения коэффициентов гепатопротекции с учетом всех биохимических показателей. Исходя из среднего процента гепатозащитной активности, наибольшей эффективностью в условиях СС14-гепатитогепатоза обладают флавицин (92%) и сухой экстракт (95%), что достоверно превышает действие карсила (61%) в 1,5-1, 6 раза и кверцетина (77%) в 1, 2 раза, и подтверждается процентом выживших животных, составившим для флавицина, диосмина и сухого экстракта 100%, кверцетина - 92%, гесперидина и карсила - 83%.

Таблица 1 - Восстановление показателей основных патологических синдромов при лечебно-профилактическом введении биофлавоноидов, СЭ и карсила в условиях острого СС14-гепатитогепатоза у крыс

Гистоморфологические исследования также свидетельствуют о более высоком защитном действии флавицина и СЭ, при применении которых отмечались наименьшие патогистологические изменения в печени крыс. В гистологической картине печени крыс, получавших карсил, имелись признаки более выраженного воспаления, нарушения микроциркуляции и жирового перерождения, а также отмечалось наличие ступенчатых некрозов и нарушение цитоархитектоники печёночных балок.

При анализе влияния исследуемых веществ, обладающих различной степенью гепатозащитного действия, на развитие окислительного стресса при остром СС14-

Показатели ПОЛ

Показатели АОС

Примечание: 100% - контроль - CCl4-гепатитогепатоз

- достоверно по отношению к интактным значениям

- достоверно по отношению к патологическому контролю

Рисунок 1 - Влияние биофлавоноидов, СЭ и карсила на систему ПОЛ - АОС при остром СС14-гепатитогепатозе у крыс

-гепатитогепатозе, были установлены различные варианты изменения прооксидантной и антиоксидантной составляющей данного процесса (рис.1, таблица 2). Так, флавицин и СЭ нормализовали все изученные показатели ПОЛ и практически все показатели неферментативного и ферментативного звеньев АОС. Кверцетин так же,

как и флавицин и СЭ, полностью сдерживал интенсификацию ПОЛ, но при этом не влиял на активность ряда важнейших антиоксидантных ферментов (СОД, каталаза, Г-S-Т). Напротив, диосмин, значительно более эффективно, чем кверцетин, нормализовал ферментативное звено АОС (на уровне контроля оставалась только активность Г-6-ФДГ), но в меньшей степени снижал прооксидантный потенциал. Гесперидин и карсил не полностью нормализовали как показатели ПОЛ, так и системы АОЗ, особенно ее ферментативного звена: у крыс, получавших гесперидин и карсил на уровне контроля находились активности ферментов как 1-ой линии защиты (Г-S-Т и СОД, ГП, Г-S-Т соответственно), так и ферментов, поставляющих восстановительные эквиваленты для «работы» ГП и Г-S-Т (Г-6-ФДГ, ИЦДГ и МДГ соответственно), так что при этом и общая НАДФ+-редуктазная активность полностью не восстанавливалась, в отличие от применения остальных гепатопротекторов (рис.1).

Оценка восстановления про-антиоксидантного равновесия с помощью расчета коэффициента окислительного стресса (таблица 2) показала, что его значения стали почти равными единице в результате применения флавицина и СЭ. Наиболее высокие коэффициенты имели животные, получавшие гесперидин (17,4) и карсил (10,7). При этом выявлена тесная корреляция между коэффициентом окислительного стресса и процентом гепатопротекторной активности (r= - 0,850,26, Р0,05). Можно сделать вывод, что выраженность гепатозащитного действия существенным образом связана со степенью восстановления про-антиоксидантного равновесия: чем в большей степени наблюдается восстановление баланса в системе ПОЛ-АОС, тем выше степень защитного действия. Обращает на себя внимание, что прооксидантную составляющую окислительного стресса кверцетин снижал в большей степени (до 0,54), чем флавицин (0,92) и СЭ (1,07) но коэффициент окислительного стресса при его введении был почти в 2 раза выше (3,4) из-за недостаточного восстановления АОС. Это свидетельствуют в пользу того положения, что большее значение для защиты печени имеет не просто снижение и подавление ПОЛ, а восстановление той

Таблица 2 - Значения коэффициента окислительного стресса и процента гепатопротекции у животных с CCl4-гепатитогепатозом и при введении биофлавоноидов, СЭ из V. truncatula и карсила

регуляции интенсивности свободнорадикального окисления и поддержание того равновесия в системе ПОЛ/АОС, которое существуют в норме. Полученные результаты демонстрируют существенную роль не только собственно антиоксидантного действия флавоноидов, но и усиления эндогенных механизмов АОЗ для поддержания и восстановления про-антиоксидантного равновесия в условиях окислительного стресса.

Исследуемые нами флавоноиды и СЭ при их лечебно-профилактическом применении в условиях острого CCl4-гепатитогепатоза, так же, как и карсил, тормозили анаэробные процессы и улучшали аэробный путь производства энергии. При применении гесперидина, диосмина, флавицина, кверцетина и СЭ достоверно уменьшалось соотношение лактат/пируват на 37%, 66%, 87%, 79% и 85% соответственно, повышались активности митохондриальных ферментов: СДГ на 86%, 113%, 239%, 119% и 119%; ЦТО - на 131%, 379%, 402% и 228% соответственно и содержание АТФ в печени на 41%, 63%, 67%, 112% и 64% соответственно. Видно, что в наименьшей мере снижал процессы анаэробиоза и повышал содержание АТФ в печени гесперидин. Карсил также уступал, по некоторым показателям, изученным флавоноидам и СЭ: снижал соотношение лактат/пируват на 78%, увеличивал активность ЦТО и содержание АТФ на 191% и 22% соответственно и не влиял на активность СДГ.

Преодолению окислительного стресса способствовало также и то, что исследуемые вещества восстанавливали работу микросомальной монооксигеназной и редуктазной электрон-транспортных цепей, что позволяет нормализовать как продукцию свободных радикалов, так и детоксикационную функцию печени. Более полное восстановление активностей N-деметилазы и n-гидроксилазы при применении флавицина и СЭ, возможно, объясняется тем, что при этом в наибольшей степени обеспечивается защита системы цитохромов Р450 от деградации.

Таким образом, полученные результаты демонстрируют, что выраженность гепатозащитного действия при остром поражении печени СС14 тесно связана со способностью восстанавливать про-/антиоксидантное равновесие за счет повышения эффективности эндогенной системы АОЗ и сопряженных с ней процессов энергообеспечения и детоксикации, что является существенным в механизме гепатопротекторной активности флавоноидных соединений и СЭ. Флавицин и СЭ в условиях СС14-гепатитогепатоза нормализуют или улучшают практически одни и те же показатели, т.е. их действие сходно как в качественном, так и количественном отношении. В отношение показателей белкового обмена и активации мезенхимы СЭ несколько превышает действие флавицина, что возможно связано с наличием в его составе дополнительных компонентов, например, целого ряда аминокислот, в .т.ч. незаменимых.

2. Сравнительное изучение эффективности гепатозащитного действия флавоноидов, СЭ из V. abbreviate (truncatula) и их влияния на развитие окислительного стресса при остром алкогольном поражении печени

Как известно, алкогольное поражение печени в большой степени обусловлено окислительной деградацией этанола, протекающей в этом органе [Буеверов А.О., 2002, Калинин А.В., 2005, French S. W., 2000, Lieber C.S., 2005] при участии алкогольдегидрогеназы и микросомальной монооксигеназной системы. Избыточное поступление этанола приводит к накоплению ацетальдегида и повышению образования свободных радикалов в микросомальных е-транспортных цепях, что приводит к усилению ПОЛ, истощению антиоксидантных ресурсов и повреждению биомембран свободными радикалами и продуктами ПОЛ, что и определяется понятием окислительного стресса.

Было установлено, что в результате 7-дневной алкоголизации наблюдалось повышение N-деметилазной и НАДФН-НТ-редуктазной активностей на 145% и 57% , вероятно, вследствие индукции изоформы цитохрома Р450 2Е I, участвующей в окислении этанола Мальцев А.Н. и др., 2001], что происходит в результате систематического злоупотребления алкоголем. Одновременно было выявлено повышение интенсивности индуцированного ПОЛ ПФП на 128% и содержания ТБК-активных продуктов в сыворотке крови на 114%, хотя в печени содержание ТБК-активных продуктов и ДК достоверно не изменилось. Это сопровождалось падением эффективности АОЗ на различных уровнях - снижением активности СОД на 41%, каталазы на 50%, общей активности ГП на 51%, Г-S-Т на 38%, содержания GSH на 48%, а также произошло снижение активности основных ферментов, поставляющих восстановительные эквиваленты для глутатионредуктазной реакции: МДГ - на 43%, Г-6-ФДГ - на 75% и ИЦДГ - на 57%. При этом коэффициент окислительного стресса увеличился до 62,5, что указывало на развитие синдрома пероксидации. Наряду с этим, как и при остром CCl4-гепатитогепатозе, происходило формирование тканевой гипоксии, о чём свидетельствовало более чем пятикратное увеличение соотношения лактат/пируват, снижение содержания в печени глюкозы и гликогена, являющееся результатом высокой интенсивности анаэробного гликолиза и гликогенолиза, а также падение активности ферментов митохондрий (СДГ и ЦТО) и интенсивности процесса окислительного фосфорилирования (рост Mg2+-АТФазной активности) и, как следствие, уменьшение содержания АТФ (-59%).

Выявленные изменения биохимических показателей в результате 7-дневного введения 33% этанола крысам-самкам свидетельствовали о развитии поражения печени с проявлением признаков тех же основных патофизиологических синдромов, что и при СС14-гепатитогепатозе: цитолиза, холестаза, мезенхимального воспаления (с вовлечением иммунного компонента) и печеночной недостаточности. Данные изменения были выражены в меньшей степени, чем при воздействии СС14, и во многом совпадали с теми, которые наблюдаются у больных с разными формами алкогольной болезни печени.

При исследовании гистологических препаратов также выявлялись определённые морфологические признаки, характерные для алкогольного поражения печени: перивенулярное поражение гепатоцитов с баллонной дистрофией и некрозом с превалированием признаков "эозинофильной дегенерации", хотя телец Мэллори, явлений жировой дистрофии, а также перицеллюлярного фиброза обнаружено не было, что свидетельствовало о развитии острого токсического поражения печени умеренной степени тяжести.

Исследуемые флавоноиды и СЭ при алкогольном поражении печени также проявили гепатозащитные свойства. Данные таблицы 3 свидетельствуют что, гесперидин уступал всем остальным веществам, а флавицин и СЭ, наоборот, превосходили их по влиянию на восстановление практически всех показателей синдромов цитолиза, холестаза, мезенхимального воспаления, белково-синтетическую и метаболическую функции печени.

Как и при СС14-гепатитогепатозе, кверцетин и карсил превышали действие диосмина на цитолиз и мезенхимальное воспаление и дополнительно на белково-синтетическую функцию печени, но диосмин был более эффективным по воздействию на холестаз и метаболическую функцию печени (углеводный и липидный обмены), чем кверцетин и карсил, что отчетливо видно по средним процентам восстановления показателей соответствующих синдромов.

По коэффициенту гепатопротекции с учетом всех биохимических показателей исследуемые вещества по эффективности гепатопротекторного действия при остром алкогольном поражении печени можно расположить в следующей последовательности: сухой экстракт (97%), флавицин (96%), диосмин (78%), кверцетин (70%), карсил (69%) и гесперидин (38%). Флавицин и СЭ имеют достоверно более высокие коэффициенты гепатопротекции, чем кверцетин (70%) и карсил (69%) в 1,4 раза. Процент выживших животных при применении карсила в ходе 7-дневной алкоголизации был ниже (66,7%), чем при применении диосмина (83,3%), флавицина (100%) сухого экстракта (100%).

Таблица 3 - Восстановление показателей основных патологических синдромов при лечебно-профилактическом введении биофлавоноидов, сухого экстракта и карсила в условиях острого алкогольного поражения печени у крыс

Как и при CCl4-гепатитогепатозе, при алкогольном поражении печени, исследуемые флавоноиды, СЭ и карсил способствовали нормализации интенсивности ПОЛ и активности АОС (рис.2). При этом во всех случаях наблюдалась полная нормализация содержания ТБК-активных продуктов в сыворотке крови и

Рисунок 2 - Влияние биофлавоноидов, СЭ и карсила на систему ПОЛ - АОС при остром алкогольном поражении у крыс

уменьшение накопления МДА при Fe2+аскорбатиндуцированном ПОЛ ПФП, за исключением животных, получавших гесперидин (накопление оставалось выше нормы на 62%).

В отношении восстановления ферментативной АОЗ можно отметить значительное сходство в действии диосмина, флавицина и СЭ. При применении флавицина и СЭ при алкогольной интоксикации на уровне нормальных значений находились практически все показатели АОС: СОД, каталаза, ГП общ., Г-S-Т, GSH, общая НАДФН+-редуктазная активность (малат+глюкозо-6-фосфат+изоцитрат) с выраженной степенью подъема Г-6-ФДГ. Лишь активность ИЦДГ при применение СЭ не достигала интактных значений, но при этом активность Г-S-Т и ГР были достоверно выше нормы и контроля соответственно. Действие диосмина характеризовалось несколько меньшей эффективностью: из перечисленных показателей не полностью восстановились общая НАДФ+-редуктазная активность ( в основном из-за ИЦДГ) и активность ГП. То же самое можно отметить и в действии кверцетина, но, кроме этого, не полностью восстанавливалась активность каталазы и оставались на низком уровне активности Г-S-Т, ГР и ИЦДГ. Под влиянием гесперидина и карсила наблюдалась полная нормализация СОД и каталазы, практически в равной мере повышалось содержание GSH. При действии гесперидина отмечалось некоторое увеличение активности ГП, но при введении карсила активность данного фермента не изменилась по сравнению с животными, получавшими только этанол. В то же время, гесперидин не повлиял на активность Г-S-Т, а карсил нормализовал ее. В отношении НАДФ+-редуктазных активностей при применении гесперидина отмечалось увеличение до нормы МДГ при неизмененной активности ИЦДГ. В то же время карсил усиливал активность ИЦДГ, не влияя на МДГ и Г-6ФДГ. В силу этого и общая НАДФ+-редуктазная активность при их введении восстанавливалась не в полной мере.

Коэффициент окислительного стресса в результате применения флавоноидов, СЭ и карсила значительно уменьшился по сравнению с животными, получавшими только алкоголь (таблица 4). При введении флавицина и СЭ он был даже ниже 1. Наиболее высокие показатели коэффициента окислительного стресса, как и в опытах с поражением печени СС14, имели животные, получавшие гесперидин (3,26) и карсил (3,2), для которых установлена и меньшая эффективность гепатозащитного действия при алкогольном поражении печени.

Таблица 4 - Значения коэффициента окислительного стресса и процента гепатопротекции у животных с алкогольной интоксикацией и при введении биофлавоноидов, СЭ и карсила

Таким образом, вывод о важности поддержания про-антиоксидантного равновесия и значимости усиления собственных механизмов АОЗ при действии повреждающих факторов, нашел свое подтверждение и в опытах с алкогольным поражением печени. Корреляция между коэффициентом окислительного стресса и процентом гепатопротекции составила -0,810,29, Р0,05, доказывая наличие достаточно существенной связи между эффективностью гепатозащитного действия и степенью восстановления про-антиоксидантного равновесия.