Антиоксидантные и энергопротекторные свойства полипренолов из хвои пихты при моделировании факторов экологического неблагополучия

Цапок Петр Иванович, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой медицинской биохимии

Новичков Евгений Владимирович, кандидат медицинских наук, заведующий кафедрой патологической анатомии Хоробрых Василий Геннадьевич, ассистент кафедры патологической анатомии

Кучин Александр Васильевич, доктор химических наук, директор

Шешунов Игорь Вячеславович, доктор медицинских наук, ректор антирадикальный эффект в отношении алкильных радикалов [11]. На основании этого предполагается, что реализация перечисленных видов фармакологической активности ПП может осуществляться за счет их антиоксидантных свойств и способности оказывать энергопротекторный эффект - защитное действие на системы энергопродукции для поддержания активности процессов энергетического обмена в соответствии с актуальными потребностями организма в зависимости от условий внешней среды.

Цель работы состояла в комплексном изучении антиоксидантных и энергопротекторных свойств ПП из хвои пихты при моделировании комбинаций неблагоприятных факторов в эксперименте.

Материалы и методы исследования. Эксперименты проводились на беспородных половозрелых крысах-самцах весом 200+15 г. по 5 животных в группе сравнения. Сумму ПП, выделенную из нейтральной части эмульсионного экстракта хвои пихты [17], вводили внутри-пищеводно ежедневно за 5 суток до воздействий в максимально эффективной адаптогенной дозе 5 мг/кг [12]. Комбинацию неблагоприятных факторов имитировали путем острого охлаждения при ограничении подвижности [10] с последующей предельной физической нагрузкой в тесте принудительного плавания (ХП) [4]. В качестве химического фактора на фоне охлаждения и принудительного плавания осуществляли токсическое поражение печени по типу острого гепатита (ТХП) [16], являющееся общепринятой моделью свободно радикальной (СР) патологии.

Прооксидантно-антиоксидантный статус крыс оценивали по интенсивности СР-процессов в плазме крови крыс (I_max — максимальной вспышке Рс²⁺-индуцированной хемилюминесценции и светосумме свечения за 30

сек. ( Х ₃₀) [23], ее антирадикальной активности (АРА=I_max/ Z ₃₀) [13, 23], содержанию малонового диальдегида (МДА) [1], активности каталазы крови (К_кр), сердца (К_с), печени (К_п) и почки (К_пчк) [24].

Энергетический статус лимфоцитов периферической крови изучали цитохимически по активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ) [20], оценивая суммарную активность СДГ (Q) в 50 клетках [3] и среднюю площадь депозитов СДГ-реакции (S), характеризующих структурно-функциональную организацию систем энергопродукции лимфоцитов в виде митохондриального ретикулума [9]. Процессы окисления энергетических субстратов в тканях внутренних органов (сердца, печени и почки) изучали с помощью закрытого кислородного датчика гальванического типа [14]. Градации метаболических состояниях митохондрий (МХ) имитировали в виде цикла «эндогенное дыхание ^ максимальная активность СДГ» [15] и определяли скорости поглощения О₂ при окислении эндогенных субстратов (У_э) и экзогенной янтарной кислоты (У_я) для каждого вида ткани. По коэффициенту стимуляции дыхания (СД) — соотношению скоростей дыхания в момент перехода (У_я/У_э) исследовали регулирующее действие экзогенного субстрата на активность «нативных» МХ тканей. Комплексную оценку фармакологической активности ПП осуществляли с использованием многофакторного анализа методом главных компонент (ГК), реализованного в программе STATISTICA 6.0 [8, 21].

Результаты и их обсуждение. Для оценки антиоксидантных свойств ПП по совокупности разнокачественных показателей прооксидант-но-антиоксидантного статуса массивы данных, состоящие из значений показателей Imax, Z30, АРА, МДА, Ккр, Кс, Кп и Кпчк, формировали с выделением входящих группирующих факторов «Воздействие» и «Защита», формализовано отражающих действие неблагоприятных факторов на данную гомеостатическую систему и эффективность фармакологической коррекции последствий моделируемых воздействий. После факторизации матриц множественных корреляций выделилось 3 ГК, поглощающих более 70% общей дисперсии массива, что соответствовало критерию адекватности математико-статистической модели [6]. Об информативности показателей, диапазоне и направлении взаимодействия группирующих факторов судили по величинам их нагрузок на ведущую ГК (F1), вследствие более значимого ее вклада в общую изменчивость (46%). Все показатели прооксидантно-антиоксидантного статуса (кроме Ккр) отличались высокой информативностью, поскольку оказывали значимые (более 0,5) факторные нагрузки на F1 [8]. При этом показатели Imax, Z30, МДА в большей степени были ассоциированы с фактором «Воз действие», а показатели АРА, Кс, Кп и Кпчк — с фактором «Защита» (рис. 1), что указывало на активизацию прооксидантной системы в ответ на неблагоприятные воздействия и усиление антиоксидантной защиты организма под влиянием ПП. Наряду с этим антиоксидантный эффект ПП, заключающийся в мобилизации каталазы тканей сердца, печени и почки, повышении АРА плазмы крови и противодействии развитию негативных послед-твий в про-оксидантно-антиоксидантной системе в виде чрезмерной инициации СР-процессов и перекисного окисления липидов неблагоприятными воздействиями, характеризовала противоположная направленность формализованных векторов «Защита» и «Воздействие» относительно ведущей F1.

Формализованное представление животных по совокупности показателей прооксидантно-антиоксидантного статуса в виде точек в координатах ГК не привело к четкому разграничению всех групп сравнения. Однако сообщества точек, представляющих крыс контрольных групп (ХП и ТХП), существенно отдалялись от интактной группы в соответствии с направлением вектора «Воздействие» и располагались в области отрицательных проекций по оси F 1 , что явилось подтверждением негативных изменений в данной системе организма в результате действия комбинаций неблагоприятных факторов. Под влиянием ПП сообщества точек, представляющие соответствующие группы сравнения (ХП ПП и ТХП ПП), «продвигались» по направлению вектора «Защита» в положительную область вдоль F 1 к интактной группе. Совпадение локализации «групп» ХП ПП и Инт, разграничение расположения «группы» ТХП ПП от соответствующей контрольной «группы» ТХП с «возвращением» к сообществу точек интактной группы отражает, на наш взгляд, антиоксидантные свойства ПП в равной степени эффективные при обеих комбинациях неблагоприятных воздействий.

Значительное «продвижение» сообщества точек биомоделей с введением ПП в состоянии «нормы» (И ПП) относительно интактной группы вдоль оси F 2 (в ее положительную область), указывает на перестройку проокси-дантно-антиоксидантной системы, которая при действии неблагоприятных факторов способствует преодолению гиперактивации СР-процессов и ее последствий в виде перекисного окисления липидов. По нашему мнению, установленное позитивное влияние ПП на ключевые компоненты антиоксидантной защиты одновременно в разных системах (крови, сердце, печени, почке) на фоне неблагоприятных факторов свидетельствует о множественности проявления антиоксидантных свойств данного вещества.

• а)                                                                    б)

  
  
  
  
  
  

Рис. 1. Проявление антиоксидантного действия ПП по совокупности показателей прооксидантно-антиоксидантного статуса.

Обозначения: а) факторные нагрузки показателей-откликов и входящих факторов,

F 1—2 — ГК, • — параметры-отклики, ■ - входящие факторы;

• б)    дифференциация групп сравнения в координатах F_t и F₂. Маркировка групп сравнения: Инт - интактные животные; ХП - контроль (группа охлаждение-плавание); ТХП - контроль (группа токсикант-холод-плавание); для групп с профилактическим введением ПП первые буквы (ХП, ТХП) указывают вид неблагоприятного воздействия или его отсутствие (И); точки представляют животных в группах сравнения; стрелками указаны векторы группирующих факторов

С целью изучения влияния ПП на энергетический обмен массивы, содержащие значения показателей Q, S , У эс , У яс , СД с , У эп , У яп , СД п , У эпчк , У япчк и СД пчк группировали по типу комбинации неблагоприятных факторов (ХП или ТХП). При обеих комбинациях первые три ГК удовлетворяли критерию адекватности математико-статистической модели [6]. Однако вследствие невыполнения условия F 1 >F₂+F₃ не удалось определить ведущую ГК, поэтому каждый входящий группирующий фактор был ассоциирован с определенной ГК: «Защита» - с

F 1 , «Воздействие» с F₂, согласно величинам их факторных нагрузок на F 1 и F₂ (рис. 2). При сочетании острого охлаждения с предельной физической нагрузкой наименее информативным показателем оказался показатель У_яс (рис. 2а), а при том же сочетании неблагоприятных воздействий на фоне острого гепатита -показатель S (рис. 2б), что свидетельствует о менее значимом вкладе соответствующих процессов при формировании ответной реакции систем энергообеспечения на моделируемые воздействия и профилактическое введение ПП.

а)

б)

Рис. 2. Проявление энергопротекторного действия ПП по совокупности показателей энергетического статуса лимфоцитов и сукцинатоксидазной активности тканей внутренних органов при неблагоприятных воздействиях физической природы (а) и их сочетании с химическим фактором (б). Обозначения - как на рис. 1.

Исходя из реципрокных взаимоотношений факторов «Воздействие» и «Защита», ПП оказывают защитное действие на системы энергопродукции (энергопротекторное) с различной локализацией (MX иммунокомпетентных клеток, тканей сердца, печени и почки). При этом выраженность энергопротекторного действия ПП не зависит от комбинации неблагоприятных факторов, поскольку в обоих случаях входящие факторы оказывают одинаковые факторные нагрузки на ГК, ассоциированные с «Воздействием» и «Защитой» (таблица).

Таблица. Сопоставление силы энергопротекторного действия ПП в зависимости от комбинаций неблагоприятных воздействий

Вид комбинации неблагоприятных воздействий	Модули проекций входящих факторов
	абсолютные значения проекции «Воздействие» на F 2	абсолютные значения проекции «Защита» на F i
ХП	0,72	0,83
ТХП	0,72	0,83

Кроме того, формализованная «сила» энергопротекторного эффекта ПП, воплощенная в отклике показателей функциональной активности MX лимфоцитов и тканей внутренних органов, на 15% превышала «силу» неблагоприятных воздействий, что следует из соотношения значений проекций фактора «Защита» на F 1 и фактора «Воздействие» на F₂. Следовательно, ПП обладают способностью полностью нивелировать негативные последствия для процессов энергетического обмена, как при неблагоприятных воздействиях физической природы, так и при их комбинации с патогенным фактором.

Выводы: на основании результатов многофакторного анализа показателей прооксидант-но-антиоксидантной системы и энергетического обмена в крови и тканях внутренних органов экспериментальных животных показано, что ПП сочетают антиоксидантные и энергопротекторные свойства. Благодаря этому ПП способны в равной мере эффективно нивелировать негативные последствия неблагоприятных воздействий физической и химической природы. Установленный тип фармакологической активности позволяет рекомендовать ПП в качестве фармацевтических субстанций для разработки лекарственных форм лечебнопрофилактических средств коррекции экологического неблагополучия.