Антиамнестический эффект экстракта вздутоплодника сибирского при скополамин-индуцированной амнезии

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В настоящей работе было проведено исследование влияния экстракта вздутоплодника сибирского (Phlojodicarpus sibiricus (Steph. ex. Spregel) K.-Pol.)) на память у крыс при скополаминовой амнезии в тесте распознавания предметов. Крысы были распределены на четыре группы: первую группу составили крысы, получавшие воду очищенную; крысам второй группы (контроль) вводили скополамин в дозе 1 мг/кг и воду очищенную, внутрибрюшинно; крысам третьей и четвертой групп вводили скополамин + экстракт P. sibiricus соответственно в дозах 50 и 100 мг/кг внутрибрюшинно. Тест распознавания предметов проводили через 30 минут после введения крысам скополамина и экстракта P. sibiricus. Результаты исследований показали, что введение крысам экстракта P. sibiricus предупреждало развитие амнезии, вызванной скополамином. Антиамнестический эффект экстракта P. sibiricus обусловлен холинергическим действием кумаринов, содержащихся в растении.

Полный текст

Введение

Когнитивные расстройства, нарушение памяти при болезни Альцгеймера и некоторых других формах деменции обусловлены поражением холинергических нейронов и снижением функции холинергических систем в головном мозге. Холинергическая природа деменции подтверждена целым рядом морфологических и экспериментальных данных [4, 5, 16]. Для уменьшения холинергического дефицита в ЦНС применяют препараты — ингибиторы холинэстеразы, они показывают клинически значимый лечебный эффект (1814). Однако их применение, особенно длительное, нередко сопровождается развитием нежелательных явлений [5, 6]. Важным в этой связи становится поиск новых ноотропных и безопасных средств, в частности из лекарственных растений, которые, как правило, характеризуются полимодальным мягким лечебным действием и малой токсичностью [10]. Так, растения рода Вздутоплодник (вздутоплодник Комарова Ph. komarovii Gorovoi, вздутоплодник Попова Ph. popovii Sipl., вздутоплодник сибирский Ph. sibiricus (Steph. ex Spreng.) Koso-Pol., вздутоплодник волосистый Ph. villosus (Turcz. ex Fisch. et C.A. Meyer) Ledeb.) применяют в современной и традиционной медицине при сердечно-сосудистой патологии, некоторых неврологических расстройствах, а также при заболеваниях желудка и легких [2, 11]. Ранее к роду Phlojodicarpus Turcz. ex Ledeb. относился также вздутоплодник Турчанинова Phlojodicarpus turczaninovii Sipl., который в более поздних работах из данного рода был исключен и отнесен к роду Ferulopsis Kitag. — Феруловидка, с названием феруловидка щетинистая Ferulopsis hystrix (Bunge) Pimenov. В последнее время один из этих видов — Ph. popovii Sipl. — сведен в синонимы к Ph. sibiricus (Steph. ex Spreng.) Koso-Pol. [7, 8, 14]. Химический состав корневищ и корней вздутоплодника сибирского представлен эфирными маслами, жирными кислотами, макро-, микроэлементами и кумаринами, основные из которых виснадин, дигидросамидин, (–) цис-, (+) цис-келлактон и суксдорфин (рис. 1). Суммарное количественное содержание кумаринов из разных мест произрастания составляет до 3 % [12]. Проведенные нами ранее исследования показали, что извлечения из корневищ и корней вздутоплодника сибирского оказывают ноотропное действие при ишемии головного мозга [3, 13]. Лечебные эффекты растений данного рода обусловлены фармакологическими свойствами пирано- и фурокумаринов [1, 17]. В последних работах показана перспективность исследования пиранокумаринов как мощных ингибиторов холинэстеразы с целью создания эффективных лекарственных средств для лечения болезни Альцгеймера, в том числе путем синтетических трансформаций [15, 20, 21].

 

Рис. 1. Структурные формулы основных кумаринов вздутоплодника сибирского

 

Целью настоящего исследования явилось определение влияния экстракта сухого из корневищ и корней вздутоплодника сибирского на память у крыс при скополаминовом повреждении.

Материалы и методы исследований

Экстракт P. sibiricus получали путем экстракции спиртоводным раствором 60 % и высушивания в вакуум-сушильном шкафу при температуре +60 °C.

Эксперименты выполнены на крысах обоего пола линии Wistar массой 280–320 г, содержащихся в условиях вивария при естественном освещении, температуре +25 °C, на стандартном пищевом рационе со свободным доступом к воде и пище. Опыты проводили 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). Объектом исследования служил сухой этанольный экстракт из корневищ и корней вздутоплодника сибирского (Phlojodicarpus sibiricus (Steph. ex Spreng) K.-Pol.). Животные были распределены на четыре группы (n = 8): 1-ю группу составили крысы, получавшие воду очищенную; крысам 2-й группы (контроль) вводили скополамина гидробромид (Сигма) в дозе 1 мг/кг + воду очищенную внутрибрюшинно; крысам 3-й и 4-й групп вводили скополамин + экстракт P. sibiricus соответственно в дозах 50 и 100 мг/кг внутрибрюшинно.

Тест распознавания предметов. Тест распознавания предметов проводили через 30 минут после введения крысам скополамина и экстракта P. sibiricus. За день перед тестированием каждую крысу помещали в клетку на 10 мин для адаптации к условиям эксперимента. Клетка, представляла собой пластиковый ящик (длина — 40 см, ширина — 30 см и высота — 20 см). В ходе тестирования каждую крысу сажали в центр клетки перед двумя предметами — А1 и А2, расположенными на расстоянии 15 см друг от друга, и позволяли им исследовать предметы в течение 3 мин (1-я фаза эксперимента). Предметами А1 и А2 являлись идентичные стеклянные банки высотой 6 см, диаметром 5 см коричневого цвета. Регистрировали время исследования отдельно каждого предмета (А1 и А2). За акт исследовательской активности у крыс принимали обнюхивание предмета на расстоянии менее чем 2 см и/или прикосновение к нему носом или лапкой. Перед тестированием каждый раз протирали банки 20 % раствором спирта (для устранения запаха крысы). Через 30 мин проводили аналогичную процедуру тестирования (2-я фаза эксперимента), при этом один предмет заменяли новым предметом — Б1, отличающимся от «знакомого» предмета А3 белым цветом. Во 2-ю фазу отмечали время исследования нового предмета Б1 и «знакомого» предмета А3.

Условная реакция пассивного избегания (УРПИ). Условная реакция пассивного избегания используется для оценки долговременной памяти у крыс и основана на негативном подкреплении. Установка УРПИ представляла собой ящик (размером 30 × 70 × 20 см), разделенный на два отсека: первый — светлый отсек сверху освещался лампой; второй — темный отсек был с электрифицированным полом и закрывался сверху крышкой. Отсеки между собой сообщались полуовальным отверстием (размером 6–7 см). Крысу помещали в светлый отсек, позволяя перейти в темный отсек (в силу норкового рефлекса у грызунов), регистрировали латентный период захода в темный отсек установки. Затем проводили процедуру обучения: при заходе крысы в темный отсек наносили электроболевое раздражение пятью электрическими импульсами через электрифицированный пол (1 с, 50 мА). Через 24 часа тестировали обученных крыс для оценки сохранности памяти — УРПИ, регистрировали латентный период захода крысы в темный отсек камеры в течение 3 мин наблюдения. Перед этим за 30 мин до тестирования крысам вводили скополамин (1 мг/кг) и экстракт P. sibiricus (50 и 100 мг/кг) внутрибрюшинно.

Статистические данные обрабатывали с помощью критерия Стьюдента, значимость статистических различий: р ≤ 0,05.

Результаты исследований и обсуждение

В 1-ю фазу опыта распознавания предметов крысы всех групп исследовали предметы А1 и А2 почти равное время (рис. 2). Во 2-ю фазу эксперимента интактные крысы исследовали новый предмет Б1 значительно дольше, чем А3 (рис. 3), тем самым проявляли типичное поведение для крыс — предпочтительное исследование нового предмета в знакомой обстановке. Введение скополамина крысам контрольной группы нивелировало у них способность распознавать предметы, что свидетельствовало о нарушении памяти. Введение крысам экстракта P. sibiricus препятствовало развитию амнезии при воздействии скополамина: новый объект Б1 они исследовали значительно дольше, чем объект А3. В тесте УРПИ латентный период у крыс контрольной группы был значительно короче в сравнении с показателями крыс интактной и опытных групп (табл. 1).

 

Рис. 2. Время исследования предметов А1 и А2 в тесте распознавания предметов, 1-я фаза эксперимента

 

Рис. 3. Влияние P. sibiricus на время исследования предметов Б1 и А3 после введения скополамина в тесте распознавания предметов, 2-я фаза эксперимента (M ± m). * значимость различий показателей в распознавании предметов Б1 и А3 при р ≤ 0,05

 

Таблица 1. Влияние экстракта P. sibiricus на условную реакцию пассивного избегания у крыс на модели скополаминовой амнезии

Условия опыта,

латентный период

Интактные

Контроль,

вода

P. sibiricus

50 мг/кг

100 мг/кг

До обучения

10,0 ± 1,8

11,2 ± 1,9

14,8 ± 2,4

16,2 ± 2,0

Тестирование

165, ± 8,3

17,4 ± 6,3

170,0 ± 7,6*

167,5 ± 8,4*

Примечания: *различия значимы по сравнению с контролем при p ≤ 0,05

 

Скополамин является антагонистом М-холинергических рецепторов и обусловливает транзиторное нарушение памяти у крыс [9]. Введение крысам скополамина вызывало у них амнезию: они утрачивали способность помнить предметы и «опасный» отсек в тестах распознавания предметов и УРПИ. В ходе исследований выявлено, что введение крысам экстракта P. sibiricus оказывало антиамнестический эффект при воздействии скополамина на ЦНС. Ноотропный эффект экстракта P. sibiricus, вероятно, обусловлен стимулирующим влиянием кумаринов на холинергические структуры в головном мозге. По данным литературы, некоторые кумариновые соединения проявляют ноотропную активность за счет ингибирующего влияния на холинэстеразную активность [19, 22].

Таким образом, в результате исследований установлено, что экстракт P. sibiricus оказывает антиамнестическое действие при скополамин-индуцированном повреждении памяти у крыс и представляется перспективным объектом для дальнейшего изучения и разработки средства для коррекции когнитивных расстройств у больных, страдающих болезнью Альцгеймера и заболеваниями мозга сосудистого или смешанного генеза.

×

Об авторах

Сергей Миронович Гуляев

ФГБУН «Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН»

Автор, ответственный за переписку.
Email: s-gulyaev@inbox.ru

канд. мед. наук, старший научный сотрудник, лаборатория экспериментальной фармакологии

Россия, Улан-Удэ

Василий Владимирович Тараскин

Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук; Бурятский государственный университет

Email: vvtaraskin@mail.ru

канд. фарм. наук, научный сотрудник, лаборатория химии природных систем

Россия, Улан-Удэ; Улан-Удэ

Лариса Доржиевна Раднаева

Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук; Бурятский государственный университет

Email: radld@mail.ru

д-р хим. наук, профессор, заведующая, лаборатория химии природных систем

Улан-Удэ; Улан-Удэ

Сергей Матвеевич Николаев

Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук; Бурятский государственный университет

Email: s-gulyaev@inbox.ru

д-р мед. наук, профессор, главный научный сотрудник, лаборатория экспериментальной фармакологии

Улан-Удэ; Улан-Удэ

Список литературы

  1. Головкин Б.Н., Руденская Р.Н., Трофимова И.А., Шретер А.И. Биологически активные вещества растительного происхождения. – М., 2001. [Golovkin BN, Rudenskaja RN, Trofimova IA, Shreter AI. Biologicheski aktivnye veshhestva rastitel’nogo proishozhdenija. Moscow; 2001. (In Russ.)]
  2. Гантимур Д. Кумарины растений рода Phlojodicarpus: Автореф. дис. … канд. фарм. наук. – Иркутск, 1985. [Gantimur D. Kumariny rastenij roda Phlojodicarpus. [dissertation] Irkutsk; 1985. (In Russ.)]
  3. Гуляев С.М., Николаев С.М. Урбанова Е.З., и др. Влияние настойки Phlojodicarpus sibiricus на когнитивные функции крыс с церебральной ишемией // Вестник Бурятского государственного университета. – 2012. – № 12. – С. 103–106. [Gulyaev SM, Nikolaev SM, Urbanova EZ, et al. Vlijanie nastojki Phlojodicarpus sibiricus na kognitivnye funkcii krys s cerebral’noj ishemiej. Vestnik Burjatskogo gosudarstvennogo universiteta. 2012;(12):103-106. (In Russ.)]
  4. Дамулин И.В. Сосудистая деменция и болезнь Альцгеймера. – М., 2002. [Damulin IV. Sosudistaja demencija i bolezn’ Al’cgejmera. Moscow; 2002. (In Russ.)]
  5. Левин О.С. Алгоритмы диагностики и лечения деменции. – М.: Медпресс-информ, 2011. [Levin OS. Algoritmy diagnostiki i lechenija demencii. Moscow: Medpress-inform; 2011. (In Russ.)]
  6. Машковский М.Д. Лекарственные средства. – М., 2014. [Mashkovskij MD. Lekarstvennye sredstva. Moscow; 2014. (In Russ.)]
  7. Пименов М.Г. Ferulopsis — новый род Umbelliferae для флор Сибири и Монголии // Ботан. журн. – 1991. – № 76(10). – С. 1387–1391. [Pimenov MG. Ferulopsis – novyj rod Umbelliferae dlja flor Sibiri i Mongolii. Botan. zhurn. 1991;76(10):1387-1391. (In Russ.)]
  8. Пименов М.Г. Семейство Apiaceae, или Umbelliferae — Сельдерейные, или Зонтичные // Флора Сибири. Т. 10. Geraniaceae — Cornaceae / Сост. М.Г. Пименов, Н.В. Власова, В.В. Зуев и др.: в 14 т. – Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1996. [Pimenov MG. Semejstvo Apiaceae, ili Umbelliferae — Sel’derejnye, ili Zontichnye. Flora Sibiri. Vol. 10. Geraniaceae — Cornaceae. Ed by M.G. Pimenov, N.V. Vlasova, V.V. Zuev, et al. In 14 volumes. Novosibirsk: Nauka. Sibirskaja izdatel’skaja firma RAN; 1996. (In Russ.)]
  9. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / Под ред. Р.У. Хабриева. – М.: Медицина, 2005. [Rukovodstvo po eksperimental’nomu (doklinicheskomu) izucheniju novyh farmakologicheskih veshhestv. Ed by R.U. Habriev. Moscow: Medicina; 2005. (In Russ.)]
  10. Самбукова Т.В., Овчинников Б.В., Ганапольский Г.В., и др. Перспективы использования фитопрепаратов в современной фармакологии // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. – 2017. – Т. 15. – № 2. – С. 56–63. [Sambukova TV, Ovchinnikov BV, Ganapol’skij GV, et al. Prospects for phytopreparations (botanicals) use in modern pharmacology. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2017;15(2):56-63. (In Russ.)]. doi: 10.17816/RCF15256-63.
  11. Соколов С.Я. Фитотерапия и фитофармакология: Руководство для врачей. – М., 2000. [Sokolov SYa. Fitoterapija i fitofarmakologija. Rukovodstvo dlja vrachej. Moscow; 2000. (In Russ.)]
  12. Тараскин В.В. Фармакогностическое исследование Phlojodicarpus sibiricus (Steph. ex. Spreng.) Koso-Pol. и Ph. Turczaninovi Sipl.: Автореф. дис. … канд. фарм. наук. – Улан-Удэ, 2011. [Taraskin VV. Farmakognosticheskoe issledovanie Phlojodicarpus sibiricus (Steph. ex. Spreng.) Koso-Pol. I Ph. Turczaninovi Sipl. [dissertation] Ulan-Udje; 2011. (In Russ.)]
  13. Урбанова Е.З., Гуляев С.М., Николаев С.М., Тараскин В.В. Влияние настойки Phlojodicarpus sibiricus (Steph. ex Spreng.) K.Pol. на пространственную память у крыс при односторонней окклюзии сонной артерии // Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». – 2013. – Т. 15. – № 3. – С. 25–28. [Urbanova EZ, Gulyaev SM, Nikolaev SM, Taraskin VV. Vlijanie nastojki Phlojodicarpus sibiricus (Steph. ex Spreng.) K.Pol. na prostranstvennuju pamjat’ u krys pri odnostoronnej okkljuzii sonnoj arterii. Zdorov’e i obrazovanie v XXI veke. 2013;15(3):25-28. (In Russ.)]
  14. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). – СПб., 1995. [Cherepanov SK. Sosudistye rastenija Rossii i sopredel’nyh gosudarstv (v predelah byvshego SSSR). Saint Petersburg; 1995. (In Russ.)]
  15. Basha SJ, Kumar PB, Mohan P, et al. Synthesis, pharmacological assessment, molecular modeling and in silico studies of fused tricyclic coumarin derivatives as a new family of multifunctional anti-Alzheimer agents. European Journal of Medicinal Chemistry. 2015;107:219-232. doi: 10.1016/j.ejmech.2015.10.046.
  16. Francis PT, Palmer AM, Snape M, Wilcock GK. The cholinergic hypothesis of Alzheimer’s disease: a review of progress. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 1999;66:
  17. -147.
  18. Hoult J, Paya M. Pharmacological and biochemical actions of simple coumarins: natural products with therapeutic potential. Gen Pharmacol. 1996;7:713-722. doi: 10.1016/0306-3623(95)02112-4.
  19. Kaduszkiewicz H, Zimmermann T, Beck-Bornholdt HP, Bussche H. Cholinesterase inhibitors for patients with Alzheimer’s disease: systematic review of randomised clinical trials. BMJ. 2005;331:321-327. doi: 10.1136/bmj.331.7512.321.
  20. Kim DH, Kim DY, Kim YC. Nodakenin, a coumarin compound, ameliorates scopolamine-induced memory disruption in mice. Life Sciences. 2007;80(21):1944-1950. doi: 10.1016/j.lfs.2007.02.023.
  21. Orhan IE, Senol FS, Shekfeh S, et al. Pteryxin — A promising butyrylcholinesterase-inhibiting coumarin derivative from Mutellina purpurea. Food and Chemical Toxicology. 2017;109(2):970-974. doi: 10.1016/j.fct.2017.03.016.
  22. Skalicka-Wozniak K, Orhan IE, Cordell GA, et al. Implication of coumarins towards central nervous system disorders. Pharmacological Research. 2016;103:188-203. doi: 10.1016/j.phrs.2015.11.023.
  23. Souza LG, Rennó MN, Figueroa-Villar JD. Coumarins as cholinesterase inhibitors: A review. Chemico-Biological Interactions. 2016;254:11-23. doi: 10.1016/j.cbi.2016.05.001.

© Гуляев С.М., Тараскин В.В., Раднаева Л.Д., Николаев С.М., 2017

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 65565 от 04.05.2016 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах