The influence of phlomoides tuberosa extract on structure of spleen in immunosupressive mice

Cover Page

Abstract


Background. The immune system is extremely sensitive to adverse external and internal factors. In this context, a correction of immunosuppressive states of immune organs by means of complex and safe means, such as the extraction of medicinal plants is required. In this regard, plants containing phenylpropanoids are of interest. It was shown that the extract from Phlomoides tuberosa L. Moench showed immunostimulatory activity due to the content phenylpropanoids. Purpose. The present study was aimed at the estimation of the effect of P. tuberosa extract оn the spleen structure using experimental azathioprine immunosupression model. Materials and methods. The experiments were carried out on CBA male mice, 20-22 g of weight. Immune deficiency was modeled by the intragastrical introduction of azathioprine in the dose 50 mg/kg once a day for 5 days. The experimantal group of animals received the tested remedy once a day intragastrically in dose 1 mg/kg for 14 days against the background of azathioprine immunosupression. The intact group received the purified water according to the analogous scheme. Data were obtained using histological, morphometric and statistical analysis. Results. The results have shown that azathioprine caused disruptive changes in the structure of the lymphoid tissue of the spleen: area of white pulp and the thickness of the periarterial lymphoid sheath (PALS) were equally less - in 1.7 times, the diameters of the lymphoid nodules and germinative centers were lower, respectively in 2.6 and 1.7 times, compared with a negative control. The course administration of the test remedy to animals was significantly reduced suppressive effect of cytostatic azathioprine: area of white pulp and the thickness PALS spleens of mice treated with the extract were 1.5 and 1.4 times the diameters of lymphoid nodules and germinative centers was 2.1 times and 1.2 times more positive control. Conclusion. Thus, the data obtained allow to conclude that the dry extract P. tuberosa has the marked immune modulating activity that substantiates the expediency of its further study in order to create new effective immune modulators.

Введение Иммунная система чрезвычайно восприимчива к неблагоприятным внешним и внутренним факторам, а также ко многим лекарственным средствам [9]. Так, цитостатическая терапия злокачественных новообразований, аутоиммунных заболеваний, после трансплантации нередко приводит к дисфункции иммунной системы. В этой связи необходима коррекция иммунодепрессивных состояний тимуса и селезенки с помощью комплексных и безопасных средств. Такими средствами вполне могут служить извлечения из лекарственных растений. Они содержат, как правило, целый ряд биологически активных веществ, способных оказывать лечебное и восстановительное воздействие на организм, в частности органы иммунной системы [14]. Интерес в этом плане представляют растения, содержащие фенилпропаноиды. Они обладают широким спектром фармакологических свойств, в том числе иммуномодулирующей активностью [5]. Так, извлечения из зопника клубненосного (Phlomoides tuberosa) применяют в традиционной медицине как ранозаживляющее и общеукрепляющее средства [10]. Показано, что экстракт из клубней данного растения проявляет иммуностимулирующую активность благодаря содержанию фенилпропаноидов [2, 11]. Однако влияние экстракта Phlomoides tuberosa на структуру селезенки при иммуносупрессии не изучено. Целью настоящего исследования явилось определение влияния сухого экстракта Phlomoides tuberosa на структуру селезенки мышей при иммуносупрессии. Материалы и методы исследования Эксперименты проводили на мышах-самцах линии CBA массой 20-22 г (питомник РАМН «Столбовая») в соответствии с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Страсбург, 1986), приказом МЗ РФ № 267 «Об утверждении правил лабораторной практики» (19.06.2003). Протокол исследований был согласован с локальным этическим комитетом Института общей и экспериментальной биологии СО РАН (протокол № 2 от 05.09.2013). Животные были распределены на три группы: 1) интактные мыши, 2) мыши с иммуносупрессией - контрольная группа (азатиоприн), 3) мыши с иммуносупрессией, получавшие экстракт P. tuberosa в дозе 200 мг/кг внутрижелудочно однократно в течение 14 дней - опытная группа. Животные 1-й и 2-й групп получали воду, очищенную по аналогичной схеме. Иммуносупрессивное состояние у животных 2-й и 3-й групп вызывали путем введения азатиоприна в дозе 50 мг/кг внутрижелудочно однократно в течение 5 дней [6]. На 20-е сутки животных выводили из эксперимента путем декапитации под эфирным наркозом, извлекали селезенку и помещали в 10 % раствор нейтрального формалина. Фиксированные образцы после гистологической обработки заливали в парафин [8]. Из парафиновых блоков готовили срезы толщиной 5 мкм, окрашивали гематоксилином и эозином. Гистологические исследования проводили с помощью световой микроскопии (микроскоп Motic), морфометрию - с помощью программного обеспечения Motic Images, 2000: определяли относительную площадь белой пульпы, толщину периартериальных лимфоидных муфт (ПАЛМ), средние диаметры лимфатических узелков (ЛУ) и герминативных центров [1]. Статистическую обработку результатов проводили стандартными методами вариационной статистики с использованием параметрического t-критерия Cтьюдента. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ При гистологическом исследовании селезенки мышей, получавших азатиоприн, обнаружены выраженные структурные изменения: ПАЛМ были асимметричной формы и неравномерной толщины; ЛУ принимали тоже неправильную форму (рис. 1, б). При морфометрическом анализе выявлено уменьшение объема лимфоидной ткани в белой пульпе: площадь и толщина ПАЛМ были одинаково меньше - в 1,7 раза, средние диаметры лимфоидных узелков и герминативных центров были меньше соответственно в 2,6 и 1,7 раза по сравнению с таковыми интактной группы (табл. 1). Введение животным экстракта P. tuberosа после иммуносупрессии азатиоприном восстанавливало лимфоидные структуры селезенки: в лимфоидных узелках обнаруживали центры размножения (рис. 2). Площадь белой пульпы и толщина ПАЛМ селезенки мышей, получавших экстракт, были в 1,5 и 1,4 раза больше, диаметры лимфоидных узелков и герминативных центров были в 2,1 и 1,2 раза больше таковых в контрольной группе. Введение животным азатиоприна приводит к гипоплазии белой пульпы селезенки в результате усиления свободнорадикальных реакций, процессов апоптоза лимфоцитов, снижения уровня пролиферативной активности [3]. Наши данные по влиянию азатиоприна на морфофункциональное состояние селезенки согласуются с данными в работе В.Л. Лимонова и др. (2005), в которой показано снижение массы органа и процента фолликулов белой пульпы с герминативными центрами [7]. В результате проведенных исследований установлено, что введение экстракта P. tuberosа ограничивало иммуносупрессивное воздействие азатиоприна, сохраняло пролиферативную лимфоидную активность селезенки. Иммуномодулирующий эффект экстракта P. tuberosа обусловлен антиоксидантной, иммунотропной активностью фенилпропаноидов при азатиоприновой иммуносупрессии [4, 13, 15]. Полученные нами данные согласуются с результатами исследования А.Р. Шевцова и др. (2006), в котором показано восстановление морфофункционального состояния селезенки при экспериментальном синдроме длительного сдавления на фоне применения полифенолов манжетки обыкновенной (Alchimilla vulgaris L.) [12]. Выводы 1. Введение мышам азатиоприна вызывает иммунодепрессивное воздействие на структуру селезенки, заключающееся в снижении уровня пролиферативной активности и уменьшении массы лимфоидных структур органа. 2. Экстракт P. tuberosа ограничивает иммунодепрессивное влияние азатиоприна: стимулирует пролиферативную активность селезенки, восстанавливает нормальную структуру ее лимфоидных компонентов.

Darima Z Tsyrenova

dtsyrenova@mail.ru
Institute of General and Experimental Biology SB RAS Ulan-Ude, Russia

post-graduate student, Laboratory of Experimental Pharmacology

Sergey M Gulyaev

s-gulyaev@inbox.ru
Institute of General and Experimental Biology SB RAS Ulan-Ude, Russia

PhD, Senior staff scientist, Laboratory of Safety of Biologically Active Substances

Valentina B Khobrakova

val0808@mail.ru
Institute of General and Experimental Biology SB RAS Ulan-Ude, Russia

Dr, Senior staff scientist, Laboratory of Experimental Pharmacology

  • Автандилов Г.Г. Основы количественной патологической анатомии: учебное пособие. - М.: Медицина, 2002. [Bases of quantitative pathological anatomy: a textbook. Moscow: Meditsina; 2002. (In Russ.)]
  • Гуляев С.М., Цыренова Д.З., Хобракова В.Б. Влияние Phlomoides tuberosa на структуру тимуса мышей при иммуносупрессии // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2016. - № 12. - С. 41-44. [Gulyaev SM, Tsyrenova DZ, Khobrakova VB. [The influence of Phlomoides tuberosa extract on morhofunctional state of thymus in immunosupressive mice. Voprosy biologicheskoy, meditsinskoy i farmatsevticheskoy khimii. 2016;(12):41-44. (In Russ.)]
  • Кащенко С.А., Золотаревская М.В. Изменения морфометрических показателей белой пульпы селезенки крыс под воздействием иммунотропных препаратов // Укр. мед. альм. - 2011. - Т. 14. - № 5. - С. 74-77. [Kashchenko SA, Zolotarevskaya MV. The changes of morphometric indexes of white pulp of rats’ spleen under influence of immunomodulate drugs. Ukr med al’m. 2011;14(5):74-77. (In Russ.)]
  • Куркин В.А., Авдеева Е.В., Суворова А.В., Дубищев А.В. Актуальные проблемы и перспективы развития фитофармакологии и фитотерапии // Мед. альманах. - 2008. - № 4. - С. 41-44. [Kurkin VA, Avdeeva EV, Suvorova AV, Dubishchev AV. [Acute problems and development prospects of phytopharmacology and phytotherapy. Med. al’manakh. 2008;(4):41-44. (In Russ.)]
  • Куркин В.А., Запесочная Г.Г., Ежков В.Н. Фенилпропаноиды лекарственных растений. - Самара: Офорт, 2005. [Kurkin VA, Zapesochnaya GG, Ezhkov VN. Phenylpropanoids from medicinal plants. Samara: Ofort; 2005. (In Russ.)]
  • Лазарева Д.Н., Алехин Е.К. Стимуляторы иммунитета. - М.: Медицина; 1985. [Lazareva DN, Alekhin EK. Immune stimulants. Moscow: Meditsina; 1985. (In Russ.)]
  • Лимонов В.Л., Шурлыгина А.В., Робинсон М.В., и др. Морфологическое исследование почек и селезенки у мышей с иммунокомплексным гломерулонефритом, интактных и на фоне иммуносупрессивной терапии // Бюллетень СО РАМН. - 2005. - № 2. - С. 50-54. [Limonov VL, Shurlygina AV, Robinson MV, et al. [Morphological research of the kidneys and spleen in mice with immune complex glomerulonephritis, intact and in immunosuppression therapy. Byulleten’ SO RAMN. 2005;(2):50-54. (In Russ.)]
  • Меркулов Г.А. Курс патологогистологической техники. - Л.: Медицина, 1969. [Merkulov GA. Course of pathologic-histological technology. Leningrad: Meditsina; 1969. (In Russ.)]
  • Сепиашвили Р.И. От иммунотерапии к персонализированной таргетной иммуномодулирующей терапии и иммунореабилитации // Аллергология и иммунология. - 2015. - Т. 16. - № 4. - С. 323-327. [Sepiashvili RI. From immunotherapy to personalized targeted immunomodulating therapy and immunorehabilitation. Allergologiya i immunologiya. 2015;16(4):323-327. (In Russ.)]
  • Хайдав Ц., Меньшикова Т.А. Лекарственные растения в монгольской медицине: Историко-медицинские исследования. - Улаанбаатар, 1985. [Khaydav Ts, Men’shikova TA. Medicinal plants in Mongolia: historical and medical research. Ulaanbaatar; 1985. (In Russ.)]
  • Цыренова Д.З., Хобракова В.Б. Влияние сухого экстракта зопника клубненосного на фагоцитарную активность макрофагов при экспериментальной иммуносупрессии: Материалы международного форума «Клиническая иммунология и аллергология - междисциплинарные проблемы». - Казань, 2014. - С. 276-277. [Tsyrenova DZ, Khobrakova VB. [The influence of the dry extract from Phlomis tuberosa (L.) Moench on the phagocytic activity of macrophages in experimental immunosupression. (Conference proceedings) Materialy mezhdunarodnogo foruma “Klinicheskaya immunologiya i allergologiya - mezhdistsiplinarnye problem”. Kazan’; 2014. P. 276-277. (In Russ.)]
  • Шевцов А.Р., Головнёв В.А., Голубева И.А. Морфология селезенки в норме, при моделировании синдрома длительного сдавления и в условиях применения полифенолов манжетки обыкновенной // Вестник НГУ. Серия «Биология, клиническая медицина». - 2006. - Т. 4. - № 3. - С. 62-5. [Shevtsov AR, Golovnev VA, Golubeva IA. [The spleen morphology in normal state, during modelling of compression syndrome and under application of Alchemilla vulgaris polyphenols. Vestnik NGU. Seriya «Biologiya, klinicheskaya meditsina». 2006;4(3):62-5. (In Russ.)]
  • Ahmad W, Jantan I, Kumolosasi E, Abbas Bukhari SN. Immunostimulatory effects of the standardized extract of Tinospora crispa on innate immune responses in Wistar Kyoto rats. Drug Des Devel Ther. 2015;9:2961-73.
  • Sultan MT, Butt MS, Qayyum MM, Suleria HA. Immunity: plants as effective mediators. Crit Rev Food Sci Nutr. 2014;54(10):1298-308. doi: 10.1080/10408398.2011.633249.
  • Harmatha J, Zidek Z, Kmonickova E, Smidrkal J. Immunobiological properties of selected natural and chemically modified phenylpropanoids. Interdisc Toxicol. 2011;4(1):5-10. doi: 10.2478/v10102-011-0002-1.

Views

Abstract - 28

PDF (Russian) - 19


Copyright (c) 2017 ECO-vector LLC

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.