STUDY OF HESPERIDINE AND CURKUMIN NOOTROPIC ACTIVITY UNDER THE CONDITIONS OF FOCAL CEREBRAL ISCHEMIA

Full Text

Инсульт представляет собой гетерогенный клинический синдром, который после сердечнососудистых заболеваний является основной причиной смертности и нетрудоспособности во всем мире [18]. В 85 % случаев встречается ишемический инсульт, обусловленный окклюзией церебральных сосудов, приводящей к инфаркту мозга [20]. К одним из последствий инсульта относят когнитивную дисфункцию, которая варьирует от минимальных расстройств памяти и восприятия до деменции. Как известно, когнитивный дефицит развивается в остром периоде инсульта, а впоследствии продолжает прогрессировать, ухудшая качество жизни пациентов [7, 6]. В терапии церебральной ишемии основополагающую роль играют две основных стратегии: реперфузия - тромболитическая терапия и нейропротекция - «защита» нейронов от ишемии, сохранение их структурной целостности и функциональной активности. Несмотря на то, что репер-фузионная терапия является наиболее эффективной, она имеет ряд ограничений в применении, в том числе в связи с ограниченностью фактора времени [10]. Недавние исследования в вопросе о постинсультной реабилитации укрепили идею о том, что церебропротективное воздействие в сочетании со специфической терапией может снизить частоту инвалидизации после перенесенного инсульта [14, 15]. Таким образом, актуальным для исследователей является поиск соединений, способных минимизировать последствия острых нарушений мозгового кровообращения, улучшая когнитивные процессы лиц, перенесших инсульт. j©(3?uTjp(}3 Согласно литературным данным, существует ряд веществ, способных оказывать влияние на звенья патогенеза ишемического инсульта [12, 17]. Наибольший интерес представляют вещества растительного происхождения. Это связано, прежде всего, с минимальными побочными действиями на организм, мягким «накопительным» эффектом, возможностью их применения в комплексной терапии [11]. К подобным соединениям можно отнести вещества растительного происхождения - гесперидин и куркумин. Доказано, что гесперидин проявляет антиоксидантные свойства, улучшает митохондриальную функцию [15]. Куркумин обладает анти-оксидантной, антихолинэстеразной, а также антидиабетической активностью [13]. Данные сведения послужили основанием для включения упомянутых выше соединений в структуру экспериментального исследования. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Изучить ноотропные свойства гесперидина и куркумина, а также их влияние на энергообмен головного мозга в условиях церебральной ишемии. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Эксперимент был проведен на 30 крысах-самцах линии Wistar массой 220-240 г, разделенных на 5 равных групп (n = 6). Эксперимент выполнен в соответствии с требованиями Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей. Предварительно животные были рандомизированы по поведенческой активности в тесте условный рефлекс пассивного избегания (УРПИ) и тесте экстраполяционное избавление (ТЭИ). Первая группа крыс - ложнооперированные (Л/О) животные. Вторая группа животных - группа негативного контроля (НК) - получала 0,9%-й раствор натрия хлорида в эквивалентном объеме. Второй и последующим группам крыс воспроизводили ишемию головного мозга методом необратимой правосторонней термокоагуляции средней мозговой артерии [3]. В качестве препарата сравнения использован Мексидол (100 мг/кг, Мосхимфарм-препараты, Россия) [19]. Препарат сравнения и исследуемые соединения вводили интрагастрально на следующие сутки после воспроизведения ишемии и далее на протяжении 3 суток. Исследуемые соединения - гесперидин и куркумин - вводили животным в дозе 100 мг/кг. На четвертые сутки после моделирования церебральной ишемии проводили УРПИ и ТЭИ [9, 2]. Далее, крыс декапити-ровали под хлоралгидратным наркозом (350 мг/кг) и проводили оценку изменений следующих показателей: концентрация молочной и пировиноградной кислот в сыворотке крови, величина зоны некроза. Содержание молочной и пировиноградной кислот в сыворотке крови определяли энзиматическим колориметрическим методом с применением стандартного набора реактивов производства НПФ «Арбис+» (Санкт-Петербург, Россия). Оценку зоны некроза производили трифенилтетразолиевым методом [8]. Обработку результатов эксперимента проводили методом вариационной статистики с применением пакета прикладных программ STATISTICA 6.0 (StatSoft, Inc., США для операционной системы Windows). Полученные данные проверяли нормальность распределения с помощью критерия Шапиро - Уилка. В том случае если данные распределения оказывались нормальными, для сравнения средних использовали ANOVA с апостериорным критерием Ньюмена - Кейсла. В случае ненормального распределения результатов опыта дальнейшую статистическую обработку данных проводили с использованием критерия Вилкоксона. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Смоделированная в экспериментальных условиях фокальная ишемия головного мозга вызвала некроз мозговой ткани у крыс (52,38 ± 3,03) %, что согласуется с литературными данными [16]. Также у группы крыс НК уровень образования лактата и пирувата, относительно интактной, повысился на 176,85 % (р < 0,05) и 99,9 % (р < 0,05), соответственно, что говорит о метаболических нарушениях в головном мозге, которые наблюдаются при острых нарушениях мозгового кровообращения [4]. Изучение влияния гесперидина и куркумина на когнитивную деятельность и память проводилось на модели условной реакции пассивного (УРПИ) и активного (ТЭИ) избегания аверсивной среды. Время «подныривания» в тесте эктраполяционного избегания у группы, получавшей мексидол, уменьшилось на 97,7 % (р < 0,05) относительно группы крыс НК. После введения животным гесперидина время «подныривания» было сокращено на 72,77 % (р < 0,05) в сравнении с группой животных НК. Следует отметить положительное влияния куркуми-на на данный исследуемый показатель: относительно группы крыс НК отмечалось уменьшение времени подныривания на 81,62 % (р < 0,05) (рис. 1). ■ Время латентного периода подныривания * 1 ill 1 III 1 III Мексидол Гесперидин Куркумин * Статистически значимо относительно НК группы крыс (Р < 0,05) Рис. 1. Поведенческая активность экспериментальных животных в тесте «ТЭИ» iliosnpCs В тесте УРПИ у крыс, получавших мексидол, было установлено увеличение латентного периода первого захода в темный отсек на 71,2 % (р < 0,05) по сравнению с группой крыс НК. Значительное увеличение времени захода в темный отсек также было замечено у группы, которой вводили гесперидин -на 89,7 % (р < 0,05) относительно группы животных НК. При введении животным куркумина статистически значимых изменений не наблюдалось (рис. 2). 70 60 50 40 30 20 10 О сек. Рис. 2. Поведенческая активность экспериментальных животных в тесте «УРПИ» При введении мексидола крысам в течение трех дней наблюдался положительный эффект на степень образования зоны некроза мозговой ткани: уменьшение на 83,5 % (р < 0,05) относительно группы крыс НК. Введение гесперидина животным также вызывало уменьшение зоны некроза на 67,57 % (р < 0,05) в сравнении с группой животных НК (рис. 3). НК Мексидол Гесперидин Куркумин *Статистически значимо относительно НК группы крыс (критерий Ньюмена - Кейсла; р < 0,05). Рис. 3. Влияние исследуемых соединений и мексидола на некроз мозговой ткани в условиях фокальной ишемии Следует отметить, что куркумин в этих же условиях не оказывал положительного эффекта на величину зоны некроза головного мозга. При этом в исследованиях зарубежных ученых говорится об уменьшении отека головного мозга на фоне окклюзии средней мозговой артерии, а также положительном влиянии соединения на митохондриальный мембранный потенциал, что может свидетельствовать Мексидол Гесперидин Куркумин *Статистически значимо относительно НК группы крыс. о возможности применять куркумин в качестве терапевтического средства при лечении инсульта [21]. У группы крыс НК уровень образования лактата и пирувата составил (2,99 ± 0,024) и (200,68 ± 15,601) мкмоль/л, что статистически значимо в сравнении с группой ложнооперированных животных. Введение исследуемых веществ вызывало уменьшение уровней лактата и пирувата относительно группы животных НК: у группы крыс, получавших гесперидин на 15,8 % (р < 0,05) и 81,75 % (р < 0,05), у группы, получавшей куркумин, на 9,9 и 33,8 % (р < 0,05). Это может свидетельствовать об улучшении процессов энергообмена в мозговой ткани крыс с ишемией головного мозга [1]. У групп животных, получавших мексидол, содержание лактата и пирувата в крови также было достоверно ниже по сравнению с группой животных негативного контроля, на 16,3 % (р < 0,05) и 73 % (р < 0,05) (табл.). Влияние гесперидина, куркумина и мексидола на уровень образования лактата, пирувата в ткани головного мозга на фоне фокальной ишемии Показатель Л/О НК Мексидол Гесперидин Куркумин Лактат, ммоль/л 1,08 ± 0,10 2,990 ± 0,024* 2,570 ± 0,161# 2,590 ± 0,099# 2,720 ± 0,125# Пируват, мкмоль/л 100,380 ± 1,144 200,680 ± 15,601* 116,000 ± 4,986# 110,410 ± 7,769# 149,950 ± 2,817*# *Статистически достоверно относительно ЛО группы крыс (критерий Ньюмена - Кейсла; р < 0,05); статистически достоверно относительно НК группы крыс (критерий Ньюмена - Кейсла; р < 0,05). Полученные данные свидетельствуют о том, что изучаемые вещества улучшают когнитивные процессы головного мозга в условиях ишемии (гесперидин в тестах УРПИ и ТЭИ, куркумин - ТЭИ). Мексидол и гесперидин улучшают энергообмен головного мозга и предупреждают его от развития лактатацидоза. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Воспроизведение фокальной ишемии головного мозга вызывает некроз мозговой ткани у крыс (52,38 %), а также когнитивные нарушения, что подтверждается в тестах УРПИ и ТЭИ, проведенных после операции. Метаболизм и энергообмен головного мозга ухудшаются, о чем свидетельствует увеличение уровня лактата и пирувата, 176,85 % (р < 0,05) и 99,9 % (р < 0,05) соответственно. 2. Введение крысам мексидола (100 мг/кг) приводило к улучшению исследуемых биохимических показателей относительно группы крыс НК (снижение лактата в крови на 16,3 %, пирувата -на 73 % (р < 0,05), а также уменьшение зоны некроза головного мозга у животных на 83,5 % (р < 0,05). ijcaeTDpfe ©©ffiTrf 0Щ>: 3. Гесперидин уменьшал степень некротизи-рованности мозговой ткани на 67,57 % (р < 0,05) в сравнении с группой крыс НК, тогда как куркумин не оказывал положительного действия на исследуемый параметр. Гесперидин снижал образование лактата и пирувата на 15,83 % (р < 0,05) и 81,75 % (р < 0,05), кукумин на 9,9 % (р < 0,05) и 33,8 % (р < 0,05) соответственно. Таким образом, полученные результаты позволяют говорить о перспективности дальнейшего углубленного изучения гесперидина на предмет ноотропной и церебропротективной активности.

About the authors

A. V Voronkov

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute - affiliate of the FSBEI HE «Volgograd State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Email: prohor77@mail.ru
Department of pharmacology with a course of clinical pharmacology

S. A Nigaryan

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute - affiliate of the FSBEI HE «Volgograd State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Department of pharmacology with a course of clinical pharmacology

D. I Pozdnyakov

Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute - affiliate of the FSBEI HE «Volgograd State Medical University» of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation

Department of pharmacology with a course of clinical pharmacology

References

Supplementary files