Оценка in vitro и in vivo фотозащитной эффективности комбинаций экстрактов из лишайников

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В серии экспериментов изучены фотозащитные свойства этанольных и этанольно-касторовых композиций на основе перспективных комбинаций экстрактов лишайников (1:1) по совокупности параметров: 1) SPF, λкрит и УФ-А/УФ-Б — in vitro; 2) морфофункциональных характеристик кожи, про- и антиоксидантных процессов в крови мышей линии Af после местного применения композиций и воздействия УФ-А/В — in vitro. Фотометрические исследования в целом показали очень высокий уровень фотозащиты у всех созданных лишайниковых композиций, которые близки друг к другу количественно и приближаются к категории “солнцезащитные средства”. По сочетанию “SPF — λкрит — УФ-А/УФ-Б” выгодно выделяются композиции на основе комбинации экстрактов “этилацетатный Cladonia arbuscula + метанольный Ramalina pollinaria”. По биохимическим и морфометрических параметрам этанол и 30%-ный раствор касторового масла в этаноле не оказали заметного модифицирующего влияния на действие УФ на кожу и сыворотку крови и могут применяться для топических аппликаций лишайниковых экстрактов. Среди испытуемых этанольных композиций экстрактов во всей серии экспериментов в концентрациях 0, и 15–20 г/л по сумме величин тяжести ожога при 20-минутномУФ-воздействии наибольший фотозащитный эффект проявили комбинации экстрактов “этилацетатный C. arbuscula + метанольный R. pollinaria” и “бензольный Evernia prunastri + этанольный C. arbuscula” (5–6 баллов по 10-балльной шкале). Данные комбинации экстрактов схожим образом работали и в этанольно-касторовых композициях, где показали менее стабильный фотозащитный эффект. Введение касторового масла в этанол по совокупности значений повышало тяжесть ожога на 6.5–10.5% для всех комбинаций экстрактов. Совокупность УФ-эффектов по биохимическим параметрам, проявляющим четкую направленность (GPx, TBARS, ТАОС, GSH), показывает фотосенсибилизирующий характер всех лишайниковых композиций в концентрации 0,2 г/л. В наибольшей степени это наблюдалось для комбинации метанольных экстрактов Hypogymnia physodes и C. arbuscula. Наименьшая фотосенсибилизация отмечена для комбинации экстрактов “этилацетатный C. arbuscula + метанольный R. pollinaria”, которая в составе разных композиций и по совокупности фотометрических, биохимических и морфометрических параметров проявила наиболее выраженные фотопротекторные свойства.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Сергей Васильевич Гончаров

Институт радиобиологии НАН Беларуси

Автор, ответственный за переписку.
Email: combinexpo@gmail.com
ORCID iD: 0009-0009-4231-6461
Белоруссия, Гомель

Ольга Михайловна Храмченкова

Гомельский государственный университет им. Франциска Скорины

Email: hramchenkova@gsu.by
ORCID iD: 0000-0002-6677-096X
Белоруссия, Гомель

Александр Евгеньевич Козлов

Гомельский государственный медицинский университет

Email: cozlov.alexander@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3220-250X
Белоруссия, Гомель

Список литературы

  1. Ball W.T. et al. Evidence for a continuous decline in lower stratospheric ozone offsetting ozone layer recovery. Atmos. Chem. Phys. 2018;18(2):1379–1394. https://doi.org/10.5194/acp-18-1379-2018
  2. Заридзе Д.Г., Максимович Д.М. Профилактика злокачественных новообразований. Успехи молек. онкол. 2017;4(2):8–25. [Zaridze D.G. Maksimovich D.M., Profilaktika zlokachestvennykh novoobrazovaniy = Prevention of malignant neoplasms. Uspekhi molekulyarnoy onkologii. 2017;4(2):8–25. (In Russ.)]. https://doi.org/10.17650/2313-805X-2017-4-2-8-25
  3. Снарская Е.С. Фотоканцерогенез и профилактика рака кожи. Рос. журн. кож. и венер. болезней. 2010;5:1010–13. [Snarskaya Ye.S. Fotokantserogenez i profilaktika raka kozhi = Photocarcinogenesis and prevention of skin cancer. Rossiyskiy zhurnal kozhnykh i venericheskikh bolezney. 2010;5:10–13. (In Russ.)].
  4. Gianeti M.D., Maia Campos P. M., Efficacy Evaluation of a Multifunctional Cosmetic Formulation: The Benefits of a Combination of Active Antioxidant Substances. Molecules. 2014;19:18268–18282. https://doi.org/10.3390/molecules191118268
  5. Gilbert E., Pirot F., Bertholle V. et al. Commonly used UV filter toxicity on biological functions: review of last decade studies. Int. J. Cosm. Sci. 2013;35(3):208–219. https://doi.org/10.1111/ics.12030
  6. Гвинджилия С.А. и др. Разработка состава солнцезащитного средства с использованием сырья, произрастающего на территории Грузии. Междунар. журн. прикл. и фунд. исслед. 2018;11: 248–252. [Gvindzhiliya S.A. i dr. Razrabotka sostava solntsezashchitnogo sredstva s ispol’zovaniyem syr’ya, proizrastayushchego na territorii Gruzii = Development of the composition of a sunscreen using raw materials growing in Georgia. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. 2018;11:248–252. (In Russ.)].
  7. Vayalil P.K., Elmets C.A., Katiyar S.K. Treatment of green tea polyphenols in hydrophilic cream prevents UVB-induced oxidation of lipids and proteins, depletion of antioxidant enzymes and phosphorylation of MAPK proteins in SKH-1 hairless mouse skin. Carcinogenesis. 2003;4:927-936. https://doi.org/10.1093/carcin/bgg025
  8. Naranyanan D.L., Saladi R.N., Fox J.L. Ultraviolet radiation and skin cancer. Int. J. Derm.2010;49:978-986. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-4632.2010.04474.x
  9. Bino A., Baldisserotto A., Scalambra E., Dissette V. et al. Design, synthesis and biological evaluation of novel hydroxy-phenyl-1H-benzimidazoles as radical scavengers and UV-protective agents. J. Enzyme Inhibit. Med. Chem.2017;32(1):527-537. https://doi.org/10.1080/14756366.2016.1265523
  10. Cvetkovska A.D., Manfredini S., Ziosi P., Molesini S., Dissette V. et al. Factors affecting SPF in vitro measurement and correlation with in vivo results. Int. J. Cosmet. Sci. 2017;39:310-319. https://doi.org/10.1111/ics.12377
  11. Perea S.E. Solar filters: A strategy of photoprotection. Appl. Photochem. 2016;92:459-478. http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.72712
  12. Храмченкова О.М. Фотозащитные свойства экстрактов из пяти видов лишайников. Изв. Гомель. госуд. университета им. Ф. Скорины. 2018;6(111):81-86. [Khramchenkova O.M., Fotozashchitnaya aktivnost’ ekstraktov pyati vidov lishaynikov = Photoprotective properties of extracts from five types of lichens. Izvestiya Gomel’skogo gosudarstvennogo universiteta imeni F. Skoriny. 2018;6(111):81-86. (In Russ.)]
  13. Adachi T., Satou Y., Satou H., Shibata H., Miwa S. et al. Assessment of 8-methosypsoralen, lomefloxacin, sparfloxacin and pirfenidone phototoxicity in Long-Evans rats. Int. J. Toxicol. 2015;34(1):16-23. https://doi.org/10.1177/1091581814559397
  14. Huang D., Ou B., Hampsch-Woodill M., Prior R.L. High-throughput assay of oxygen radical absorbance capacity (ORAC) using a multichannel liquid handling system coupled with a microplate fluorescence reader in 96-well format. J. Agric.Food Chem. 2002;50(16):4437–4444. http://dx.doi.org/10.1021/jf0201529
  15. Davalos A., Gomez-Cordoves C., Bartolome B. Extending applicability of the oxygen radical absorbance capacity (ORAC−fluorescein) assay. J. Agric. Food Chem. 2004. 52(1):48–54. https://doi.org/10.1021/jf0305231
  16. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике: В 2 т. Т.1. Минск: Беларусь, 2002. 495 с. [Spravochnik po kliniko-biokhimicheskoy laboratornoy diagnostike = Handbook of clinical and biochemical laboratory diagnostics: V 2 t. T.1. Minsk: Belarus’, 2002. 495 р. (In Russ.)]
  17. Sedlak K.J., Lindsay R.H. Estimation of total protein bound and non-protein sulfhydryl group in tissues with Ellman’s reagent. Anal. Biochem. 1968; 25(1):192–205.
  18. Современные проблемы биохимии. Методы исследований / Е.В. Барковский [и др.]; под ред. А.А. Чиркина. Минск: Вышэйшая школа, 2013. С. 187-190. [Sovremennyye problemy biokhimii. Metody issledovaniy = Modern problems of biochemistry. Research methods / Ye.V. Barkovskiy i dr.; pod red. А.А. Chirkina. Minsk: Vysheyshaya shkola, 2013. Р. 187–190. (In Russ.)].
  19. Robaszkiewicz A., Bartosz G., Soszynski M. N-chloroamino acids cause oxidative protein modifications in the erythrocyte membrane. Mech. Ageing Dev. 2008;129:572–579. https://doi.org/10.1016/j.mad.2008.05.007
  20. Sadowska-Bartosz I., Adamczyk-Sowa M., Galiniak S. et al. Oxidative modification of serum proteins in multiple sclerosis. Neurochem. Int. 2013;63(5):507–516. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2013.08.009
  21. Taylor E.L., Armstrong K.R., Perrett D. et al. Optimisation of an Advanced Oxidation Protein Products Assay: Its Application to Studies of Oxidative Stress in Diabetes Mellitus. Oxid. Med. Cell. Longev. 2015, Article ID 496271. 10p. https://doi.org/10.1155/2015/496271
  22. Schimke I., Kahl P.E., Romaniuk P., Papies B. Concentration of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) in serum following myocardial infarct. Klin. Wochenschrift. 1986;23(64):1237–1239.
  23. Schafler M., Shepard B.M. A method to reduce interference by sucrose in the detection of thiobarbituric acid-reactive substances. Anal. Biochem. 1984;137(2):269–276.
  24. Rojas J.L., Díaz-Santos M., Valencia-Islas N.A. Metabolites with antioxidant and photo-protective properties from Usnea roccellina Motyka, a lichen from Colombian Andes. Pharm. Biosci. J. 2015;3(4):18-26. https://doi.org/10.20510/ukjpb/3/i4/89454
  25. Гончаров С.В., Козлов А.Е., Матвеенков М.В., Чешик И.А. Оценка эффективности защиты от ультрафиолетового излучения экстрактами лишайника Hypogymnia physodes в биологических системах in vivo. Докл. НАН Беларуси. 2019;63(6):747–754. [Goncharov S.V., Kozlov A.Ye., Matveyenkov M.V., Cheshik I.A. Otsenka effektivnosti zashchity ot ul’trafioletovogo izlucheniya ekstraktami lishaynika Hypogymnia physodes v biologicheskikh sistemakh in vivo = Evaluation of the efficacy of ultraviolet radiation protection by lichen extracts Hypogymnia physodes in biological systems in vivo. Doklady NAN Belarusi. 2019;63(6):747–754. (In Russ.)]. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2019-63-6-747-754
  26. Гончаров С.В. Козлов А.Е., Матвеенков М.В., Храмченкова О.М. Оценка профилактического действия экстрактов лишайников при воздействии УФ на модели in vivo. В кн.: Биохимия и молекулярная биология”. 2019. Вып. 3. Минск: ИВЦ Минфина, 2019. С. 150–155. [Goncharov S.V. Kozlov A.Ye., Matveyenkov M.V., Khramchenkova O.M., Otsenka profilakticheskogo deystviya ekstraktov lishaynikov pri vozdeystvii UF na modeli in vivo = Evaluation of the preventive effect of lichen extracts under UV exposure оn in vivo model. In: Biokhimiya i molekulyarnaya biologiya. 2019. Vyp. 3. Minsk: IVTS Minfina, 2019. Р. 150–155. (In Russ.)].
  27. Гончаров С.В., Сушко С.Н., Ноздрев Д.А. и др.Оценка фотопротекторной способности экстрактов лишайников по морфометрическим показателям кожи. В кн.: Радиобиология: актуальные проблемы. Мат. междунар. науч. конф., Гомель, 27–28 сентября 2018. Гомель: БТЭУ ПК, 2018. С. 41-44. [Goncharov S.V., Sushko S.N., Nozdrev D.A. et al. Otsenka fotoprotektornoy sposobnosti ekstraktov lishaynikov po morfometricheskim pokazatelyam kozhi = Assessment of the photoprotective ability of lichen extracts based on skin morphometric parameters. In: Radiobiologiya: aktual’nyye problemy. Mat. mezhd. nauch. konf., Gomel’, 27-28 sentyabrya 2018. Gomel’: BTEU PK, 2018. Р. 41-44. (In Russ.)]
  28. Гончаров С.В., Матвеенков М.В., Храмченкова О.М. Фотозащитная способность лишайниковых экстрактов при топических аппликациях на различных носителях. В кн.: Современные проблемы радиационной медицины: от науки к практике. Мат. междунар. науч.-практ. конф., Гомель, 19 июня 2020. Гомель: РНПЦ РМиЭЧ, 2020. С. 29-31. [Goncharov S.V., Matveyenkov M.V., Khramchenkova O.M. Fotozashchitnaya sposobnost’ lishaynikovykh ekstraktov pri topicheskikh applikatsiyakh na razlichnykh nositelyakh = Photoprotective ability of lichen extracts for topical applications on various media. In: Sovremennyye problemy radiatsionnoy meditsiny: ot nauki k praktike. Mat. mezhd. nauch.-prakt. konf., Gomel’, 19 iyunya 2020. Gomel’: RNPTS RMiECH, 2020. Р. 29-31. (In Russ.)]
  29. Гончаров С.В., Кадукова Е.М. Оценка модификации кожных эффектов УФ-облучения этанольно-касторовыми композициями у мышей. В кн.: Современные проблемы радиационной медицины: От науки к практике. Мат. межд. науч.-практ. конф., Гомель, 29 апреля 2021. Гомель: ГУ РНПЦ РМиЭЧ, 2021. С. 28-30. [Goncharov S.V., Kadukova Ye.M., Otsenka modifikatsii kozhnykh effektov UF-oblucheniya etanol’no-kastorovymi kompozitsiyami u myshey = Assessment of modifying the skin effects of UV irradiation with ethanol-castor compositions in mice. In: Sovremennyye problemy radiatsionnoy meditsiny: Оt nauki k praktike. Mat. mezhd. nauch.-prakt. konf., Gomel’, 29 aprelya 2021. Gomel’: GU RNPTS RMiECH, 2021. Р. 28-30. (In Russ.)]

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Морфометрические показатели кожи мышей линии Af на 4-е сутки после УФ-облучения при профилактическом нанесении этанольных лишайниковых композиций в концентрациях 0.2 и 15–20 г/л. * Статистически значимые различия с “Этанол +УФ” (при р < 0,05).

Скачать (178KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Морфометрические показатели кожи мышей линии Af на 4-е сутки после УФ-облучения при профилактическом нанесении этанольно-касторовых лишайниковых композиций в концентрациях 0.2 и 15–20 г/л. * Статистически значимые различия с “30% кастор. масла в этаноле +УФ” (при р < 0.05).

Скачать (182KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Антиоксидантные параметры и маркеры окислительной модификации протеинов в сыворотке крови на 4-е сутки после нанесения этанола и УФ-облучения (в % от контроля). * Статистически значимые различия с контролем (при р < 0.05).

Скачать (121KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Антиоксидантные параметры и маркеры окислительной модификации протеинов в сыворотке крови на 4-е сутки после нанесения этанольных композиций из лишайниковых экстрактов (0.2 г/л) и УФ-облучения. * Статистически значимые различия с “Этанол +УФ” (при р < 0.05).

Скачать (253KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Антиоксидантные параметры и маркеры окислительной модификации протеинов в сыворотке крови на 4-е сутки после нанесения растворов касторового масла в этаноле и УФ-облучения (в % от контроля). * Cтатистически значимые различия с контролем (при р < 0.05), ** статистически значимые различия с “УФ” (при р < 0,05).

Скачать (283KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Антиоксидантные параметры и маркеры окислительной модификации протеинов в сыворотке крови на 4-е сутки после нанесения этанольно-касторовых композиций из лишайниковых экстрактов (0.2 г/л) и УФ-облучения. * Cтатистически значимые различия с “Этанол +УФ” (при р < 0.05).

Скачать (271KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024