Современное состояние исследований в области химического состава и фармакологического действия кукурузы столбиков с рыльцами

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Лекарственные средства растительного происхождения не только сохраняют свою актуальность, но и все чаще становятся объектами исследования ученых различных стран мира. Данная тенденция совершенно закономерно основывается на сочетании, с одной стороны, исторически доказанной эффективности их применения и, с другой стороны, высокого уровня безопасности в отношении токсического и побочного действия в сравнении с синтетическими препаратами. Кроме того, к несомненным достоинствам фитопрепаратов относится мягко нарастающий эффект, зачастую имеющий полифункциональный характер, а также возможность использования у пациентов различных возрастных групп, прежде всего у детей и пожилых людей.

На сегодняшний день фармацевтическая наука и практика располагает обширным арсеналом лекарственных растений. При этом следует отметить тот факт, что в поле зрения исследователей находятся как новые, потенциально полезные растительные источники фармакологически активных веществ (ФАВ), так и уже востребованные в медицинской практике.

К категории последних относится кукуруза обыкновенная (Zea mays L.), являющаяся продуцентом хорошо известного лекарственного растительного сырья (ЛРС) с фармакопейным статусом – кукурузы столбиков с рыльцами, часто называемых кукурузными рыльцами (англ. – corn silk). Данное сырье традиционно используется в качестве желчегонного, мочегонного, а также кровоостанавливающего средства, что обусловлено богатым и разнообразным химическим составом КСР [1].

В научной литературе накоплено немало сведений о различных группах ФАВ, представленных в КСР, а также об изученных и потенциально значимых видах их фармакотерапевтического действия [2]. Хронологический анализ этих сведений показывает, что ранее ландшафт научных публикаций был посвящен, главным образом, изучению желчегонной, диуретической, кровоостанавливающей активности КСР и выявлению ответственных за них действующих веществ [3]. В настоящее время отмечается нарастающий научный интерес не только к отдельным индивидуальным представителям ФАВ в составе КСР, но и к исследованию и углублению знаний о новых видах их фармакотерапевтического действия. В частности, за последние годы получены и опубликованы результаты, подтверждающие антиоксидантные, противовоспалительные, антидиабетические свойства и некоторые другие установленные виды лечебного действия КСР, полученных из них экстрактов и отдельных ФАВ этого сырья [4].

Таким образом, сведения о биологическом действии и химическом составе КСР претерпели существенные изменения. В этой связи представляется актуальным провести анализ и обобщение научной информации по данному вопросу. Результаты такого исследования, на наш взгляд, будут способствовать формированию современных представлений о компонентном составе ФАВ, спектре фармакологической активности и выявлению возможных перспектив применения КСР для получения современных эффективных и безопасных лекарственных средств.

ЦЕЛЬ. Обзор и систематизация научных данных в области химического состава и фармакотерапевтического действия КСР.

Материалы и методы

Для информационно-аналитического поиска использовали научные данные, размещенные на электронных ресурсах PubMed, Web of Science, ScienceDirect, Scopus, Google Scholar, eLibrary. Поиск осуществляли за период с 2000 г. по 2021 г., по ключевым словам: кукуруза обыкновенная; кукурузы столбики с рыльцами; Zea maydis styli cum stigmatis; corn silk; химический состав; фармакологическое действие.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

1. Химический состав КСР

Химический состав КСР характеризуется разнообразным спектром ФАВ. Он представлен фенольными соединениями (флавоноидами, антоцианами и фенолкарбоновыми кислотами), тритерпеновыми сапонинами, органическими кислотами, водо- и жирорастворимыми витаминами, жирным и эфирными маслами, полисахаридами, фитостеринами и некоторыми другими ФАВ [5].

1.1. Фенольные соединения

Фенольные соединения КСР имеют достаточно представительный состав, в котором наиболее значимыми по праву являются флавоноиды. Их роль, как наиболее вероятных носителей фармакотерапевтической активности КСР, была ранее акцентирована и в настоящее время подтверждена требованиями нормативной документации в части количественного содержания соединений флавоноидной природы [4]. Согласно литературным данным, преобладающими флавоноидами КСР считаются производные лютеолина и апигенина: маизин, метоксимаизин, апимаизин, витексин, изовитексин, ориентин, изоориентин и ряд других [6–9]. Структурные формулы основных флавоноидов КСР представлены на рис. 1.

 

Рисунок 1 – Структурные формулы основных флавоноидов КСР

Примечание: А – маизин; Б – метоксимаизин; В – апимаизин; Г – витексин; Д – изовитексин; Е – ориентин; Ж – изориентин; З – хризоэриол 6-С-β-фукопиранозид.

 

Что касается количественного содержания флавоноидов в КСР, то оно варьируется в зависимости от сортовой принадлежности и региона произрастания кукурузы и составляет, по разным данным, около 0,5–0,7% [10–12].

Среди флавоноидов КСР интерес исследователей в настоящее время вызывает, прежде всего, маизин и его аналоги, выделенные из КСР и изучаемые учеными различных стран в отношении установленных и потенциальных видов фармакотерапевтического действия данных соединений [13, 14].

Наряду с соединениями флавоноидной природы фенольные группы ФАВ кукурузных рылец представлены фенолкарбоновыми кислотами, среди которых в составе КСР подтверждено наличие хлорогеновой, феруловой, кофейной и гидроксикоричной кислот [3, 15, 16].

По данным научной литературы и результатам собственных исследований, КСР достаточно богаты полифенольными соединениями. В частности, изучен качественный состав и количественное содержание дубильных веществ КСР [3, 17]. С применением метода высокоэффективной жидкостной хроматографии установлен качественный состав соединений данной группы, а именно присутствие галловой, эллаговой кислот и ряда других веществ [18].

1.2. Витамины

КСР содержат существенное количество соединений витаминной природы: витамины К, группы В, аскорбиновую кислоту и др. [2]. При этом витамин К имеет преобладающее значение среди веществ данной группы.

Присутствие витамина К в составе КСР было установлено еще в 1941 г. проф. Д.М. Михлиным. Ученому удалось выделить из КСР и достаточно подробно изучить новое соединение с витаминной активностью, которое им было названо витамином К3. Полученное вещество представляло собой сложнокомпонентную смесь – липоидную фракцию КСР, полученную в результате комбинированного экстрагирования кукурузных рылец. В результате исследований была отмечена корреляция между уровнем содержания хлорофилла в КСР и концентрацией витамина К3: экстракты из КСР незрелой кукурузы были значительно более активны в сравнении с полученными из созревших желтых [3].

1.3. Полисахариды

В последние годы достаточно активно изучаются полисахариды КСР. Получены и опубликованы данные об их количественном содержании и компонентном составе [19].

Представлены результаты исследований по извлечению данной группы ФАВ из КСР c применением энзимолиза и ультразвуковой экстракции, изучению их физико-химических и фармакологических свойств. Установлено, что выделенная группа ФАВ состояла из рамнозы, арабинозы, ксилозы, маннозы, галактозы и глюкозы [20, 21].

Посредством кислотного гидролиза полисахаридов КСР получены две фракции, подвергнутые исследованиям с помощью гель-проникающей хроматографии, газовой хроматографии, ядерного магнитного резонанса, инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье, сканирующей электронной микроскопии. Результаты показали, что изученные фракции полисахаридов состояли из ксилозы, маннозы, галактозы, рамнозы, арабинозы и глюкозы [22].

Структурный анализ полисахаридов КСР с использованием 1D и 2D ЯМР показал, что составными частями их являются α-D-глюкоза, α-L-арабиноза, β-D-галактоза, β-D –манноза, β-D-ксилоза, α-L-рамноза [23].

Интересными представляются результаты исследований, посвященные изучению взаимодействия полисахаридов и флавоноидов КСР. С помощью молекулярно-динамического и термодинамического моделирования показано взаимодействие между полисахаридами с разной молекулярной массой и флавоноидами. Авторами высказано предположение, что адсорбция флавоноидов на полисахаридах, главным образом, может быть обусловлена силами Ван-дер-Ваальса и водородными связями, а образование таких комплексов может усилить биологическую активность полисахаридов КСР [24].

1.4. Сапонины

Посредством качественных реакций и хроматографического анализа выявлено наличие в КСР тритерпеновых сапонинов (олеаноловой и урсоловой кислот). Содержание данной группы ФАВ, установленное с применением спектрофотометрического метода, в пересчете на олеаноловую кислоту, в среднем, составило около 2,5% [3].

1.5. Фитостерины

Как указывалось выше, в состав КСР входят фитостерины: β-ситостерол и стигмастерол, выполняющие важные физиологическую и лечебную функции. Опубликованы результаты исследований, посвященных поиску эффективной технологии экстрагирования растворителями с различной полярностью, очистки и кристаллизации фитостеринов КСР с помощью ультразвука [25].

1.6. Летучие соединения

Методом ионной хроматографии обнаружены разнообразные летучие компоненты КСР с количественным преобладанием спиртов (2,3-бутандиола; этанола и др.). Наряду с этим, установлено присутствие кетонов (2,3-бутандиона; 3-гидрокси-2-бутанона; 3-метил-2,5-фурандион и др.), альдегидов (бензенацетальдегида; гептанола; гексанола и др.), фуранов (фурана; 2-пентилфурана; 2,3-дигидробензенфурана и др.) и ряд других соединений [26].

El-Ghorab A. и соавт. с применением газовой хроматографии и масс-спектрометрии были установлены качественный и количественный состав соединений, входящих в дихлорметановый экстракт КСР. Основными составляющими данного экстракта были цис-α-терпинеол (24,22%), 6,11-оксидоакор-4-ен (18,06%), цитронеллол (16,18%), транс-пинокамфон (5,86%), эвгенол (4,37%), нео-изо-3-туджанол (2,59%) и цис-сабинен гидрат (2,28%) [27].

1.7. Фитогемаглютинины

В состав КСР входят также фитогемагглютинины (лектины), представляющие собой углевод-белковые комплексы. Углеводная часть лектинов КСР образована галактозой, маннозой, глюкозой, арабинозой, ксилозой. Кроме того, обнаружены следы рамнозы, уроновая кислота, глюкозамин, галактозамин. Как установлено, белковая часть представлена аспарагином, глутаминовой кислотой, глицином, аланином и др. [3].

Обобщенные и систематизированные данные о химическом составе КСР представлены в табл. 1.

 

Таблица 1 – Химический состав КСР

Группа ФАВ	Индивидуальные соединения	Источник
Флавоноиды	маизин, метоксимаизин, апимаизин, хризоэриол 6-С-β-фукопиранозид; 4’’-ОН-3’-метоксимаизин моллудистин, изомоллудистин, витексин, изовитексин, ориентин, изоориентин, изоскопарин, изокверцитрин, кверцетин-3,7-диглюкозид	[6–14]
Фенолкарбоновые кислоты	хлорогеновая кислота, феруловая кислота, кофейная кислота, гидроксикоричная кислота	[3, 15, 16]
Дубильные вещества	галловая кислота, эллаговая кислота, галокатехин, эпикатехин, катехин, эпигалокатехин, катехина галлат, эпикатехина галлат	[3, 17, 18]
Витамины	филлохинон, тиамин, рибофлавин, токоферол, никотинамид, аскорбиновая кислота	[2, 3]
Полисахариды	мономерный состав: рамноза, арабиноза, ксилоза, манноза, галактоза, глюкоза	[20–24]
Сапонины	олеаноловая кислота, урсоловая кислота	[3]
Фитостерины	β-ситостерол. стигмастерол	[25]
Летучие соединения	спирты: 2,3-бутандиол; этанол; 1,2-пропандиол; 2-фуранметанол; кетоны: 2,3-бутандион; 3-гидрокси-2-бутанон; 3-метил-2,5-фурандио; дигидро-2(3Н)-фуранон; 2-гептанон; 3-октанон; 2,4-пентандион; альдегиды: бензенацетальдегид, гептанол, гексанол, пропанол, пентанол, фурфурол производные фурана: фурана, 2-пентилфурана, 2,3-дигидробензенфуран; терпеноиды и производные фенола: цис-альфа-терпинеол, 6,11-оксидоакор-4-ен, цитронеллол, транс-пинокамфон, эвгенол, нео-изо-3-туджанол, цис-сабинен гидрат	[26, 27]
Фитогемаглютинины	углеводная часть: галактоза, манноза, глюкоза, арабиноза, ксилоза, рамноза, уроновая кислота, глюкозамин, галактозамин; белковая часть: аспарагин, глутаминовой кислота, глицин, аланин, лизин, пролин, серин, треонин, цистеин, валин, метионин, лейцин, изолейцин, тирозин, фенилаланин, гистидин, аргинин, цистин	[3]

 

2. Фармакологическое действие КСР

2.1. Применение КСР в народной медицине

История применения КСР для лечения различных заболеваний уходит корнями в далекое прошлое. Лечебные свойства КСР и обзор эмпирического опыта их использования достаточно подробно описаны Хагером Х. в «Руководстве к фармацевтической и медико-химической практике», изданном в 1902–1903 гг. [3, 4].

В народной медицине различных стран рекомендуется применять водные извлечения из КСР чаще всего при заболеваниях печени и желчевыводящих путей, почек и мочевого пузыря. В частности, традиционная медицина Китая и Японии предпочитает применять отвар из КСР как диуретическое средство [2]. Наряду с этим, народная медицина Украины, Белоруссии использует отвар из рылец кукурузы при маточных, легочных, геморроидальных кровотечениях, отеках сердечно-сосудистого происхождения и как седативное средство [28]. В качестве кровоостанавливающего средства при гинекологических и носовых кровотечениях, мочегонного при мочекаменной болезни, а также для лечения холангитов, холециститов, гепатитов, атеросклероза, диабета, паразитарных инвазий, ожирения КСР используются народной медициной Болгарии [3].

2.2. Современный взгляд на фармакологическое действие КСР

Интерес к кукурузным рыльцам на современном этапе связан с исследованиями, направленными на изучение новых видов фармакологического действия данного ЛРС, детализацию механизмов уже известных и впервые обнаруженных лечебных эффектов КСР.

2.2.1. Диуретическое и нефропротекторное действие

Диуретическое действие КСР, благодаря эмпирическому опыту народной медицины, определило их применение на раннем этапе прежде всего в качестве мочегонного средства. Современных исследователей не мог не заинтересовать вопрос механизма влияния КСР на функцию почек. В частности, in vivo на лабораторных животных проводилось изучение выделения воды, мочевой кислоты, ионов калия и натрия с мочой при приеме водных извлечений из КСР. Было установлено, что водный экстракт КСР оказывал выраженный мочегонный эффект наряду с калийуретическим действием. При этом фиксировалось снижение клубочковой фильтрации без изменения функции проксимальных канальцев, экскреции натрия и мочевой кислоты [29].

В исследованиях in vivo показано положительное влияние КСР на уровень мочевой кислоты, играющей заметную роль в патогенезе и развитии осложнений сердечно-сосудистых заболеваний. Эксперименты проводились на нескольких группах лабораторных крыс, получавших экстракт КСР, обычный корм, а также корм с повышенным содержанием соли и экстракт КСР. Определение содержания оксида азота, супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и мочевой кислоты в крови и сосудистых тканях лабораторных животных позволило подтвердить существенные негативные изменения, произошедшие под влиянием повышенного потребления соли. Наряду с этим, авторами исследования отмечено, что, благодаря своим антиоксидантным свойствам, терапевтический потенциал экстракта КСР может быть востребован при окислительном повреждении, вызванном высоким содержанием соли и/или мочевой кислоты [30].

Изучение влияния кукурузных рылец на нефротоксичность in vivo, вызванной гентамицином у лабораторных крыс, показало, что применение КСР значительно снижало уровень креатинина в сыворотке крови. Установлено, что под действием КСР значительно уменьшалось проявления интерстициального нефрита и не наблюдалось возникновения острого канальциевого некроза, в сравнении с контрольной группой животных. Полученные результаты показали, что КСР способны уменьшать явления нефропатии при длительном терапевтическом применении гентамицина и родственных аминогликозидов [31].

Опубликованы результаты исследования рынка растительных лекарственных средств, в результате чего КСР названы в перечне топ-10 компонентов лекарственных средств растительного происхождения для терапии заболеваний мочевыделительной системы. Рекомендовано использовать КСР в качестве одного из основных компонентов при разработке комбинированных препаратов для лечения урологических и нефрологических заболеваний [32].

2.2.2. Антигипертензивное действие

Изучением антигипертензивных эффектов КСР в последние годы занимались научные коллективы в различным странах мира. В частности, показана способность КСР нормализовать внутриглазное и кровяное давление. С этой целью было проведено рандомизированное исследование in vivo влияния водного экстракта КСР на данные показатели у людей, страдающих гипертонической болезнью. Результаты проведенных экспериментов показали, что терапия водным экстрактом КСР давала статистически значимое дозозависимое снижение среднего внутриглазного давления и кровяного давления в течение нескольких часов после введения. Достигнутый эффект, по предположению авторов исследования, может быть связан с натрий-урезом и диурезом, вызванным высоким содержанием калия в экстракте КСР [33].

Обобщенные данные по эффективности применения КСР для лечения гипертонической болезни самостоятельно и в сочетании с синтетическими лекарственными средствами данной направленности представлены в опубликованном научном обзоре. Метаанализ охватывает пять рандомизированных исследований с участием 567 человек, результаты которых дают основания полагать об усилении антигипертензивного эффекта при совместное применении КСР с синтетическими препаратами [34].

Механизм антигипертензивного действия КСР изучался in vitro с использованием методов протеомики и биоинформатики. Целью исследования являлось определение влияния КСР на активность ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) и присутствия в данном ЛРС компонентов, способных такое влияние оказывать. Применение протеомики и биоинформационного анализа позволили идентифицировать биоактивные пептиды КСР, которые значительно ингибировали активность АПФ и дозозависимым образом снижали уровни артериального давления. Кроме того, посредством докинг-анализа, авторами показан механизм взаимодействия обнаруженных пептидов с АПФ [35].

2.2.3. Гипогликемическое и антидиабетическое действие

Как выявлено в последние годы, наряду с мочегонной, желчегонной и гемостатической активностью, КСР обладают и гипогликемическими свойствами. Suzuki R. с соавт. in vivo исследована эффективность водного экстракта КСР при диабетической нефропатии, индуцированной стрептозоцином. Для диагностики диабетической нефропатии изучали экскрецию альбумина с мочой и клиренс креатинина. Установлено, что экстракт КСР предотвращал гломерулярную гиперфильтрацию и подавлял прогрессирование экспериментального диабетического гломерулярного склероза. Наряду с этим, данной группе ученых удалось выделить индивидуальное соединение с антидиабетическими свойствами, структура которого, как было показано, соответствовала хризоэриол 6-С-β-фукопиранозиду. Исследователи акцентировали внимание на целесообразности дальнейшего изучения КСР с целью расширения перспектив их применения при сахарном диабете и сопутствующих ему заболеваниях [36, 37].

Опубликованы результаты исследования противодиабетического потенциала экстракта КСР in vivo, свидетельствующие о том, что 4-недельное применение экстракта у лабораторных мышей значительно повышало толерантность к глюкозе и приводило к заметному снижению индекса инсулинорезистентности. Кроме того, было установлено уменьшение гиперлипидемии, о чем свидетельствовало снижение общего содержания холестерина, триглицеридов, холестерина низкой плотности и повышение уровня холестерина высокой плотности. Установлено снижение окислительного стресса за счет снижения уровня малонового диальдегида и повышения активности супероксиддисмутазы; снижение накопления липидов в печени и предотвращение морфологических изменений ткани печени при сахарном диабете 2 типа. Полученные результаты подтвердили традиционно декларируемые преимущества КСР при сахарном диабете и антидиабетический потенциал КСР, способных стать основой для разработки доступных средств растительного происхождения для лечения сахарного диабета 2 типа [38].

Проведено изучение влияния КСР in vivo на гликемический обмен у лабораторных мышей с экспериментальным диабетом, индуцированным аллоксаном и адреналином. Установлено, что после перорального введения мышам экстракта КСР уровень глюкозы в крови и гликозилированного гемоглобина значительно снижались, в то время как уровень секреции инсулина был заметно повышен. При этом, на фоне приема экстракта КСР, наблюдалось постепенное восстановление бета-клеток поджелудочной железы, а также возрастала масса тела животных [39].

К аналогичному выводу пришли исследователи, изучившие антидиабетическую, антиоксидантную и антигиперлипидемическую активность фракции фенольных соединений, выделенных из КСР в экспериментах in vivo. Авторами показано, что использование данной фракции значительно снижало потерю массы тела, потребление воды и особенно концентрацию глюкозы в крови мышей с экспериментальным диабетом, что указывало на ее потенциальную антидиабетическую активность. Наряду с этим, наблюдалось снижение уровня малонового диальдегида, общего холестерина, триацилглицерина, липопротеинов низкой плотности, а количество липопротеинов высокой плотности увеличивалось [40].

Pan Y. с соавт. акцентировали свое внимание на изучении антидиабетических эффектов полисахарида, полученного из КСР. In vivo на модели экспериментального диабета у мышей выявлено, что применение полисахарида привело к стабилизации массы тела животных, снижению уровня глюкозы в крови и сывороточного инсулина, улучшению показателей толерантности к глюкозе. Наблюдалось снижение уровня гликированного сывороточного белка и неэтерифицированных жирных кислот, а также заметное увеличение активности супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и каталазы. Кроме того, выделенный полисахарид также проявлял цитопротекторное действие при гистопатологических наблюдениях [41].

Представлены результаты оценки ингибирующего воздействия полисахаридов КСР в отношении α-глюкозидазы и α-амилазы in vivo. Показано, что полисахариды КСР способны значительно ингибировать данные ферменты, увеличивать поглощение глюкозы клетками скелетных мышц, что позволяет считать их потенциально полезными для лечения сахарного диабета 2 типа [42].

На модели in vitro установлено ингибирующее влияние экстракта КСР на процесс образования карбоксиметиллизина, являющегося конечным продуктом гликирования и считающегося в настоящее время биологическим маркером диабета. Найдено, что степень ингибирования образования карбоксиметиллизина экстрактом КСР составлял 76,57%. Авторами исследований показано, что экстракт КСР подавлял образование карбоксиметиллизина за счет поглощения глиоксаля/метилглиоксаля или за счет его антиоксидантной активности, связанной с содержанием в нем флавоноидов [43].

Наряду с маизином, антидиабетическая активность с высокой вероятностью характерна для производных апигенина и лютеолина, содержащихся в КСР. В экспериментах in vitro изучались антиоксидантная активность этилацетатной фракции КСР и ее способность ингибировать α-амилазу и α-глюкозидазу в ферментативных реакциях. Результаты исследований подтвердили наличие выраженного антиоксидантного действия КСР, которое может быть востребовано для профилактики и лечения сахарного диабета и его осложнений, включая диабетическую нефропатию [44].

Опубликованы результаты исследований in vivo, посвященные изучению механизма снижения уровня глюкозы в крови мышей под действием КСР. В работе оценивалась способность сахаридов и фенольных соединений КСР ингибировать кишечные α-глюкозидазы. Синтетические лекарственные средства из группы ингибиторов α-глюкозидазы обладают рядом побочных эффектов со стороны желудочно-кишечного тракта и не все из них являются коммерчески доступными. Результаты исследования показали, что полифенольные соединения КСР оказывали эффективное ингибирующее воздействие на кишечные α-глюкозидазы. Анализ полифенолов КСР «in silico» показал, что за ингибирование α-глюкозидаз может быть ответственным маизин [45].

Ведущая защитная роль против повреждений эндотелиальных клеток сосудистой ткани в условиях высокого уровня глюкозы отводится полифенольным соединениям КСР. Протективный эффект КСР исследовали in vitro с использованием эндотелиальных клеток пупочной вены человека, а в последствии in vivo у крыс с диабетом, индуцированным стрептозоцином. Показано, что фенольная фракция КСР может оказывать положительный эффект на пациентов с диабетом и играть значимую роль в предотвращении развития и прогрессирования диабетических осложнений, таких как диабетическая нефропатия и атеросклероз [46].

2.2.4. Снижение массы тела, гиполипидемическое действие

Наряду с показанным в различных исследованиях антидиабетическим действием КСР, имеются сообщения об их способности снижать массу тела. В одном из таких исследований in vivo показано, что пероральное введение мышам экстракта КСР с высоким содержанием маизина приводило к ингибированию экспрессии генов, участвующих в дифференцировке адипоцитов, снижению накопления и синтеза жира, а также способствовало экспрессии генов, участвующих в липолизе и окислении жира [47].

Опубликованы результаты влияния экстракта КСР на метаболизм холестерина в экспериментальной модели in vivo у мышей, получавших пищу с высоким содержанием жиров. Установлено, что добавление экстракта КСР вместе с пищей, обогащенной жирами, улучшает уровень секреции адипоцитокинов и гомеостаз глюкозы. Наряду с этим, экстракт КСР показал свою эффективность в снижении пула холестерина в печени в соответствии со снижением уровня холестерина в крови и печени [48].

Wang B. с соавт. в обзорном исследовании акцентировали внимание на то, что гиполипидемические свойства КСР являются чрезвычайно актуальными для профилактики и лечения метаболического синдрома, включающего ожирение, гипертонию, гипергликемию и аномальные уровни триглицеридов и холестерина липопротеинов высокой плотности [49].

Изучение потенциальной активности маизина против ожирения in vivo проведено Lee C. с соавт. на нескольких группах мышей, получавших пищу с различным содержанием жиров. У животных измеряли массу тела и жировые отложения, а также уровни экспрессии мРНК белков, участвующих в дифференцировке адипоцитов, накоплении жира, синтезе жира, липолизе и окислении жира в жировой ткани и печени. Установлено, что маизин снижал уровень внутриклеточных липидных капель и триглицеридов, а также подавлял накопление липидов и дифференцировку адипоцитов. Кроме того, было показано, что маизин вызывал апоптотическую гибель преадипоцитов, что в конечном итоге может привести к снижению массы жировой ткани. Наряду с этим, уменьшался прирост веса и масса жира у мышей, снижались уровни тирео- глобулина, общего холестерина, холестерина низкой плотности и глюкозы в сыворотке крови. Полученные эффекты в совокупности позволили предположить, что маизин оказывал эффекты против ожирения in vivo, и данное соединение может быть использовано в качестве функционального пищевого ингредиента или в качестве лекарственного средства для профилактики и лечения ожирения [50].

Сходные результаты обнаружены при изучении влияния экстракта КСР и фитостерина на факторы роста адипоцитов. Пероральное введение объектов исследования in vivo показало значительное снижение веса и уменьшение количества адипоцитов в печени и жировой ткани. Совместное применение экстракта КСР и фитостерина продемонстрировало способность эффективно снижать преадипоцитарную дифференцировку, подавляя активность факторов роста адипоцитов [51].

Влияние отвара КСР на липидный профиль исследовалось in vivo у пациентов со стенокардией. Опубликован метаанализ нескольких рандомизированных исследований, свидетельствующих о том, что применение отвара КСР способствовало нормализации уровня липопротеинов высокой плотности и снижению общего холестерина и липопротеинов низкой плотности у пациентов со стенокардией. Авторы предположили, что отвар КСР самостоятельно, а также в сочетании с традиционным медикаментозным лечением, может оказывать благоприятное воздействие на липиды крови [52].

2.2.5. Противоопухолевая активность

Безусловный интерес представляют исследования последних лет, посвященные изучению возможной противоопухолевой активности КСР.

Опубликованы результаты изучения влияния КСР in vivo на рост опухоли и иммунологические показатели у мышей с экспериментальной гепатокарциномой. Исследование продемонстрировало, что КСР может не только подавлять рост опухоли, но также увеличивать время выживания мышей. Кроме того, введение КСР способствовало увеличению массы тела, количества периферических лейкоцитов и ряда других показателей функционирования иммунитета [53].

Представлены данные, свидетельствующие о существенной эффективности использования экстрактов КСР для лечения доброкачественных и злокачественных заболеваний предстательной железы. В частности, проведено исследование с целью изучения влияния экстракта КСР на доброкачественную гиперплазию предстательной железы. Эксперименты проводились in vivo на крысах-самцах, разделенных на группы, получавшие гормональную терапию тестостероном и комбинированную терапию с применением тестостерона и экстракта КСР. Установлено, что лечение экстрактом КСР приводило к заметному уменьшению веса предстательной железы и облегчало симптомы заболевания [54].

Получены результаты исследования in vitro антиоксидантной и противоопухолевой активности фенольных соединений КСР различных сортов кукурузы в отношении клеток карциномы молочной железы. Результаты исследования показали корреляцию между общим содержанием фенольных соединений, антиоксидантной активностью и цитотоксичностью в отношении клеток карциномы молочной железы [55].

Противоопухолевые свойства экстракта КСР исследовались в отношении рака груди человека. Оценка цитотоксичности экстракта проводилась in vitro на клетках рака груди MCF-7 в сравнении с нормальными клетками мезенхимы человека. Результаты исследований позволили сделать вывод о том, что экстракт КСР снижал жизнеспособность злокачественных клеток и увеличивал их апоптоз дозозависимым образом [56].

Оценка потенциальной противоопухолевой активности маизина, выделенного из КСР, проводилась in vitro на андрогеннезависимых клетках рака простаты человека. Оказалось, что маизин дозозависимо снижал жизнеспособность раковых клеток и значительно индуцировал их апоптическую гибель. Показано, что комбинированное лечение маизином и другими противоопухолевыми средствами синергетически усиливает гибель злокачественных клеток. Данные результаты впервые показали, что маизин может иметь выраженный терапевтический потенциал для лечения химиорезистентного или андрогеннезависимого рака простаты человека [57].

Способность значительно ингибировать пролиферацию клеток рака поджелудочной железы in vitro и in vivo установлена для неочищенного полисахарида КСР. Исследования показали, что данный полисахарид может вызывать апоптоз клеток рака поджелудочной железы, останавливать клеточный цикл и препятствовать миграции и инвазии клеток рака поджелудочной железы [58].

2.2.6. Иммунотропное действие

Обращают на себя внимание результаты исследований влияния КСР на показатели иммунитета. Ученые Корейского иммунологического центра Kim K.A., Choi S.K., Choi H.S. установили in vitro, что экстракты из КСР изменяют активность мышиных макрофагов, стимулируя выработку циклооксигеназы и оксидазотсинтазы. Об участии компонентов КСР в иммунологических реакциях сообщалось и ранее, в частности об их способности подавлять фактор некроза опухоли и адгезию бактериальных липополисахаридов на клеточных стенках [59, 60].

Высказано предположение, что иммунологические свойства КСР, как и некоторые другие виды активности данного сырья, могут быть обусловлены присутствием маизина. В частности, способность маизина активировать макрофаги оценивали in vitro с использованием клеток мышей. Найдено, что маизин дозозависимо увеличивал секрецию фактора некроза опухоли и продукцию синтазы оксида азота в 11,2 и 4,2 раза, соответственно, по сравнению с необработанными маизином клетками контроля. Эти результаты позволяют прогнозировать, что маизин может быть новым иммуномодулятором, повышающим ранний врожденный иммунитет [61].

2.2.7. Противовоспалительное действие

КСР привлекли внимание ученых и с точки зрения изучения их возможного противовоспалительного действия. В качестве модели для исследования данного вида активности in vivo использовался экспериментальный плеврит у крыс, вызванный каррагенином. Установлено, что предварительная обработка экстрактом КСР снижала объем экссудата, количество лейкоцитов в очаге воспаления, уровень окислительного стресса и величины других маркеров воспалительного процесса [62].

Для лечения заболеваний полости рта ранее применялся лекарственный препарат «Инсадол», в состав которого входил экстракт КСР. «Инсадол» был зарегистрирован в качестве противовоспалительного лекарственного средства, обладающего способностью стимулировать репарацию слизистой оболочки, уменьшать боль, снижать кровоточивость десен и ранее применявшегося для лечения заболеваний ротовой полости [63].

2.2.8. Антиоксидантное действие

Различными группами ученых высказывались предположения о возможной взаимосвязи установленных видов активности КСР с антиоксидантными свойствами данного ЛРС. Целенаправленному изучению антиоксидантного действия КСР посвящена работа Maksimovic Z.A. и Kovacevic N. Учеными был получен метанольный экстракт КСР и проведено его фракционированию с помощью смесей растворителей различной полярности. Выделенные фракции изучали на наличие антиоксидантной активности in vitro с помощью ТБК-АП теста, позволяющего оценить степень перекисного окисления липидов. Максимальная активность обнаружена у липофильных фракций, компонентами которых были фенолокислоты, флавоноидные агликоны (флавоны, флавонолы и метилированные флавоны), а также флавоновые монозиды [64].

Антиоксидантные свойства экстракта КСР позволили считать его потенциальным средством для лечения токсических гепатитов. На модели экспериментального острого токсического гепатита, вызванного у лабораторных крыс воздействием раствора трихлорметана, установлено, что сухой экстракт КСР демонстрирует гепатопротекторные свойства и является малоопасным веществом. Показано in vitro, что механизм действия изученного экстракта обусловлен его антиоксидантной активностью [28].

Антиоксидантные эффекты in vivo и in vitro обобщены и описаны в работе Hasanudin K. с соавт. Для разнополярных фракций, полученных из КСР с помощью спирта этилового, метанола, дихлорметана и ацетона. Этими же авторами обращено внимание на противовоспалительные и ряд других свойств КСР [2].

2.2.9. Антибактериальное действие

Достаточно недавно впервые опубликованы данные, касающиеся оценки антибактериальной активности и антибиотико-модулирующего действия гексанового экстракта КСР. Исследования показали, что экстракт проявлял антимикробную активность по отношению к штаммам Escherichia coli, Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa [65].

2.2.10. Дерматопротекторное действие

КСР имеют хорошие перспективы использования в качестве средства для подавления пигментации кожи.

В частности, фотозащитные эффекты КСР изучались in vivo путем перорального введения водного экстракта КСР лабораторным мышам. Исследование показало, что экспериментальная терапия приводила к уменьшению процесса фотостарения, о чем свидетельствовала положительная динамика биологических маркеров данного процесса (уменьшение толщины эпидермиса и образования морщин, уменьшение экспрессии противовоспалительных генов, снижение уровня перекисного окисления липидов кожи и ДНК крови и др.). Авторы предположили, что данные эффекты достигаются благодаря содержанию в КСР соединений с потенциальной антиоксидантной и противовоспалительной активностью [66].

Изучение ингибирующего действия КСР на выработку меланина in vitro позволило выявить, что экстракт КСР, нанесенный на клетки пигментированных меланоцитов (мелан-A), полученные из нормальных эпидермальных меланобластов эмбрионов инбредных мышей C57BL, снижал выработку меланина на 37,2% без проявления цитотоксичности [67].

Имеются научные данные, также подтверждающие фотозащитные свойства КСР. Проведено исследование in vitro по изучению профилактического воздействия экстракта КСР на кератиноциты человека. Клетки предварительно обрабатывали экстрактом КСР, а затем подвергали ультрафиолетовому воздействию. Результаты показали, что выживаемость кератиноцитов после предварительной обработки экстрактом КСР заметно увеличивалась. Экстракт КСР статистически значимо снижал показатели внутриклеточных повреждений, возникших под действием ультрафиолетовых лучей и замедлял реакцию апоптоза за счет стабилизации потенциала митохондриальной мембраны [68].

2.2.11. Нейропротекторное действие

Представлены результаты исследования in vitro нейропротекторного действия маизина, выделенного из КСР. Учеными было обнаружено, что предварительная обработка маизином снижала цитотоксический эффект пероксида водорода на клетки нейробластомы, ослабляла их апоптоз, значительно и дозозависимо увеличивала уровни антиоксидантных ферментов. Полученные данные позволили предположить, что маизин обладает нейропротекторным действием благодаря своим антиоксидантным свойствам [69].

Нейропротекторные свойства изучались и для соединений терпеновой природы, выделенных из КСР. Исследования проводили in vitro на модельных клетках нейробластомы костного мозга человека, поврежденных воздействием перекиси водорода. Результаты показали, что некоторые из изученных веществ ингибировали апоптоз и оказывали статистически значимое защитное действие по отношению к экспериментальной клеточной культуре [70, 71].

Таким образом, в результате проведенных исследований выявлено, что на современном этапе научные сведения о фармакологическом действии КСР существенно расширены. Обобщенные данные об основных видах фармакологического действия КСР, установленные на основании информационно-аналитического поиска, представлены в табл. 2.

 

Таблица 2 – Основные виды фармакологического действия КСР

Вид фармакологического действия	Тип исследования	Объект исследования	Доза/ концентрация	Источник
Диуретическое и нефропротекторное действие	in vivo	водный экстракт КСР	500 мг/кг	[29]
		водный экстракт КСР	500 мг/кг	[30]
		метанольный экстракт КСР	200–500 мг/ кг	[31]
Антигипертензивное действие	in vivo	водный экстракт КСР	130; 192,5; 260 мг/кг	[33]
	in vitro	водный экстракт КСР	10 мг/кг	[35]
Гипогликемическое и антидиабетическое действие	in vivo	водный экстракт КСР	500 мг/кг	[36, 37]
		водный экстракт КСР	300, 600, 1200 мг/кг	[38]
		водный экстракт КСР	500–4000 мг/кг	[39]
		спиртовый экстракт КСР	100, 300, 500 мг/кг	[40]
		полисахариды КСР	200, 500, 800 мг/кг	[41]
		полисахариды КСР	40, 100, 300 мг/мл	[42]
	in vitro	спиртовый экстракт КСР	50%	[43]
		спиртовый экстракт КСР	5–25 мг/мл	[44]
	in vivo, in vitro	полисахариды, фенольные соединения КСР	10 мкг/мл	[45]
		полифенольные соединения КСР	0,001–1 мг/мл	[46]
Снижение массы тела, гиполипидемическое действие	in vivo	водный экстракт КСР	100 мг/кг	[47]
		водный экстракт КСР	100 мг/кг	[48]
		маизин	10 мг/кг	[50]
		водный экстракт КСР	600, 800 мкг/мл	[51]
Противоопухолевое действие	in vivo	полисахариды КСР	50, 100, 200 мг/кг	[53]
		спиртовый экстракт КСР	10 мг/кг	[54]
	in vitro	спиртовый экстракт КСР	2–10 мг/мл	[55]
		метанольный экстракт КСР	250, 500, 1000 мг/мл	[56]
		маизин	200 мкг/мл	[57]
	in vivo, in vitro	полисахарид КСР	0–1 мг/мл	[58]
Иммунотропное действие	in vitro	водный экстракт КСР	2,5–70 мг/мл	[59, 60]
		маизин	100 мг/мл	[61]
Противовоспалительное действие	in vivo	водный экстракт КСР	1, 2, 4 г/кг	[62]
Антиоксидантное действие	in vitro	спиртовый экстракт КСР	2%	[28]
		метанольный экстракт КСР	0,2–4,0 г	[64]
Антибактериальное действие	in vitro	гексановый экстракт КСР	1024 мг/мл	[65]
Дерматопротекторное действие	in vivo	водный экстракт КСР	2–4 г/кг	[66]
	in vitro	водный экстракт КСР	0,75–1,5%	[67]
			0–1,0 мг/мл	[68]
Нейропротекторное действие	in vitro	маизин	5–50 мг/мл	[69]
		терпены КСР	25, 50, 100 ммоль	[70, 71]

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обобщение и анализ данных современной научной литературы позволили установить, что интерес ученых к КСР не ослабевает, о чем свидетельствуют пополненные и расширенные в последние годы сведения об их химическом составе и спектре фармакологического действия. Наряду с флавоноидами КСР достаточно активно изучаются и другие группы ФАВ данного сырья. Выявлено, что существенно обновились знания о потенциально значимых и подтвержденных видах лечебного действия КСР. Помимо традиционно известных желчегонного, диуретического, кровоостанавливающего эффектов КСР, установлены их антиоксидантные, противовоспалительные, антидиабетические, иммунотропные, нейропротекторные, противоопухолевые, фотопротекторные и ряд других значимых для медицины фармакологических эффектов. Результаты данного обзора могут быть полезны для определения перспективных направлений разработки лекарственных средств на основе КСР.

ФИНАНСОВАЯ ПОДДЕРЖКА

Данный обзор не имел финансовой поддержки от сторонних организаций.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов

ВКЛАД АВТОРОВ

Е.Б. Никифорова – определение цели и задач исследования, информационно-аналитический поиск по теме исследования, написание разделов «Химический состав кукурузы столбиков с рыльцами», «Фармакологические свойства кукурузы столбиков с рыльцами»; Н.М. Бат – написание разделов «Введение», «Заключение»; Н.А. Давитавян – оформление библиографического списка.

Об авторах

Елена Борисовна Никифорова

ФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Минздрава России

Email: elenanik94@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7081-3523

кандидат фармацевтических наук, доцент, исполняющий обязанности заведующего кафедрой фармации

Россия, 350063, Краснодар, ул. Митрофана Седина, 4

Нафисет Масхудовна Бат

ФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Минздрава России

Email: batnm@mail.ru

доктор фармацевтических наук, профессор, декан фармацевтического факультета

Россия, 350063, Краснодар, ул. Митрофана Седина, 4

Наира Альбертовна Давитавян

ФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: davitavyan08@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8151-0587

кандидат фармацевтических наук, доцент, доцент кафедры фармации

Россия, 350063, Краснодар, ул. Митрофана Седина, 4

Список литературы

Дополнительные файлы