Целесообразность применения пектина из амаранта багряного при гепатопатиях, вызванных химическими веществами

В настоящее время всё более расширяются контакты человека с химическими веществами. Причиной тому являются урбанизированные территории с обилием автотранспорта, бесконтрольное применение лекарств и средств бытовой химии, неблагополучная экологическая ситуация на рабочих местах многих промышленных производств, потребление наркотиков, алкоголя и так далее. Проблема загрязнения внутренней среды организма большим числом агрессивных химических веществ остро стоит перед гигиенистами, токсиколагами, физиологами и далека от ее решения.

Ведущую роль в инактивации поступающих в организм веществ играет печень. Ведещее место в структуре заболеваний, обусловленных действием токсических факторов, занимает химическое поражение печени [10]. Химическое поражение печени имеет острую или хроническую форму, зависит от дозы, продолжительности действия и пути поступления в организм токсических веществ. В печени сосредоточены различные важные виды метаболизма, определяющие физиологическое состояние человека. При химических гепатопатиях, кроме детоксикации организма, необходима коррекция метаболизма. Поиск гепатопротективных средств, обладающих высокой физиологической активностью для нормализации функций, структуры и метаболизма печени при токсических гепатитах весьма актуален. В практической медицине широкое применение нашли гепатопротекторы растительного происхождения, относящиеся к различным классам биологически активных веществ [11].

Перспективной в качестве гепатопротек-торов возможна такая группа биологически активных веществ, как пектины (пектиновые

полисахариды), о фармакологических эффектах которых накоплен богатый материал. Пектины проявляют антимикробное, противоопухолевое, бактерицидное, противовоспалительное, гипогликемическое, гиполипидемическое действие, эффективны в качестве иммуностимуляторов, пребиотиков, хелаторов тяжелых металлов и радионуклидов [5-7, 18], активно используются в создании комплексных препаратов для адресной доставки ряда лекарственных веществ [15], моделируют функционирование желудочно-кишечного тракта [14]. Пектины имеют легальный статус и включены в качестве пищевой добавки в свод международных стандартов по пищевых продуктам Codex Alimentarius ФАО/ВОЗ.

Цель исследования : оценка потенциально протективного действия пектина из амаранта багряного при гепатопатиях, вызванных химическими веществами тетрахлорметаном, этанолом и парацетамолом.

Материал и методы. В эксперименте использованы половозрелые мыши-самцы линии СD-1 (питомник Тихоокеанского института био-органической химиии ДВО РАН) с исходной массой 24-26 г. Животные содержались в стандартных условиях вивария. Получали корм и воду без ограничения. Каждая группа содержала 7 животных. Гепатопатию у мышей вызывали, используя три вида токсических химических веществ. Тет-рахлорметан (ТХМ) вводили однократно, внут-рижелудочно, в дозе 1г/кг в виде 10%-ного раствора на оливковом масле в течение 5 дней. Этанол (этиловый спирт) мыши получали внутриже-лудочно, один раз в сутки, в дозе 7,5 г/кг в виде 50%-ного раствора также 5 дней. Парацетамол вводили мышам, профилактически получавшим пятикратно пектин, в желудок однократно в дозе 2 г/кг в виде водной суспензии. Во избежание копрофагии и поедания опилок голодавшие во время токсического действия парацетамола животные содержались в обменных клетках.

В работе использовали пектин, выделенный из сухо-воздушной зеленой массы амаранта багряного Amaranthus cruentus L. (fam. Amaran-thaceae ), выращенный в условиях Приморского края РФ. Пектин имел молекулярную массу 25 кДа и степень этерификации 65%. Пектин животные получали ежедневно, однократно, натощак, внутрижелудочно, в виде 2% раствора в дозе 100 мг/кг, за час до введения токсикантов. Котроль-ная группа животных получала эквиобъемное количество физиологического раствора. Декапитацию мышей проводили через сутки после интоксикации тетрахлорметаном, этанолом и парацетамолом. Содержание и эвтанация мышей соответствовали Директиве 2010/63/ EU Европейского парламента и Совета европейского союза по охране животных, используемых в научных целях.

Биохимические показатели определяли общепринятыми методами: в сыворотке крови активность аланинаминотрансферазы (АЛТ), уровень общего билирубина и триглицеридов (ТГ) – с помощью набора «Bio-La-Test» («Lache-ma», Czech Republic), в печени – уровень аденозинтрифосфата (АТФ) спектрофотометрически в присутствии кофермента НАДФ и гликогена, используя антроновый реактив. При статистической обработке данных значимость различий между группами оценивали, применяя t -критерий Стьюдента. Результаты в табл. 1 представлены как среднее арифметическое ± стандартная ошибка среднего.

Результаты исследования. В результате действия всех трех используемых токсикантов существенным изменениям подверглись такие маркерные показатели различных метаболических звеньев в печени, как гликоген, АТФ, АЛТ, общий билирубин и ТГ. Степень их отклонения от показаний нормы (контроля) при действии ТХМ, этанола и парцетомола разнится, но вместе с тем, они однонаправлены и весьма выражены. Содержание в печени гликогена, резервного энергосубстрата, снижалось при действии ТХМ на 50%, этанола – на 31%, парацетамола – 25%. В соответствии с этим отмечался значительный расход АТФ, который в первую очередь обеспечивает обмен веществ в организме в критической ситуации, на фоне ТХМ его уровень ниже контрольного показания на 29%, этанола – 22%, парацетамола – 18%. На цитолитический процесс в печени указывает достоверное повышение активности АЛТ в сыворотке крови: при интоксикации ТХМ – в 3,7, этанола – 3,8 и парацетамола – в 3,3 раза относительно нормы. О патологическом состоянии печени говорит высокое содержание общего билирубина в сыворотке крови: его уровень превышал цифры контроля при действии ТХМ в 3,1; этанола – 2,4 и парацетомола – в 2,2 раза. Интоксикация каждым из токсикантов характеризовалась нарушением липидного обмена в печени. Содержание триглицеридов в сыворотке крови повышался относительно контроля при действии ТХМ в 2,1; этанола – 1,8 и парацетамола – в 1,9 раза. Выявленное изменение уровня указанных биохимических показателей свидетельствует о нарушении ряда функций печени, прежде всего метаболических.

Таблица 1. Влияние амарантового пектина на некоторые биохимические показатели печени при токсическом гепатите

Примечание: ТХМ – тетрахлорметан; ТГ – триглицериды; АТФ – аденозинтрифосфат; АЛТ – аланинаминотрансфераза; * - Р 0,05 – при сравнении с группой «котроль», ** -Р 0,05 – при сранении групп «токсикант» и «токсикант+пектин»

Амарантовый пектин вносил существенную коррекцию в гепатотоксичекое действие ТХМ, этанола и парацетамола. Препарат позитивно влиял на энергообеспечение организма, препятствовал истощению резервов гликогена и АТФ в печени. Уровень гликогена на фоне пектина снижался ниже нормы на 21% (ТХМ), 16% (этанол) и 8% (парацетамол), в соответствующих группах мышей, не получавших препарат, эта разница составляла 50%, 31% и 25%. Под влиянием пектина содержание макроэргов в печени сохранялось на более высоком уровне: разница с нормой составляла 13% (ТХМ), 4% (этанол) и 5% (парацетамол), без препарата – на 29%, 22% и 18% соответственно. Пектин препятствовал прогрессированию цитолитического процесса в печени, о чем свидетельствует падение активности АЛТ: разница между группами животных, получавшим препарат и без него, составляла в случае ТХМ – на 114%, этанола – 87%, парацетамола – 113%. Имело место достоверное снижение уровня общего билирубина в сыворотке крови: различие между группами «ТХУ» и «ТХУ+пектин» равнялась 129%, «этанол» и «этанол+пектин» -71%, «парацетамол» и «парацетамол+пектин» -59%. Одновременно с этим отмечался регресс в накопления таких нейтральных липидов, как триглицериды. У животных, получавших ТХУ на фоне пектина, содержание триглицеридов в сыворотке крови было ниже на 39%, этанол в сочетании с пектином – 43%, парацетамол после профилактической санации пектином – на 67%.

Обсуждение результатов. Для проведения данного исследования выбраны три типичных модели токсического гепатита. На сегодняшний день достаточно полно изучены патогенетические механизмы повреждения печени тетрахлорметаном, этанолом и парацетамолом и в настоящей статье не обсуждаются.

Эффективность пектинов в коррекции метаболических нарушений в печени оценивали по нескольким метаболическим показателям, которые убедительно свидетельствуют о печеночной недостаточности. Пектин повышал естественные защитные системы организма и вносил заметную коррекцию в ряд универсальных звеньев патогенеза токсического гепатита. Амарантовый пектин предупреждал дефицит АТФ в печени, иначе - снижал прогрессирование дегенеративных процессов практически во всех органах и системах организма. Одновременно с этим препарат ограничивал в ткани печени процесс гликогенолиза – распада гликогена, энергетическая функция которого общеизвестна. Основными индикаторами цитолиза – одного из основных показателей патологического процесса в печени являются ферменты аминотрансферазы. На фоне препарата активность АЛТ в сыворотке крови была достоверно ниже, чем в группах мышей, получавших ТХМ, этанол или парацетамол без препарата. На стабилизацию выделительной функции гепатоцитов пектином указывает снижение уровня общего билирубина в крови. Пектин ослаблял развитие жировой дистрофии (стеатоза) печени, о чем говорит достоверное снижение уровня триглицеридов в сыворотке крови животных. Итак, из полученных данных следует вывод, что амарантовый пектин снимал риск развития тяжелых форм гепатопатий, индуцированных ТХУ, этанолом и парацетамолом.

Подтверждением гепатопротективному действию амарантового пектина могут быть сведения многих авторов об активации защитных механизмов организма животных и человека при химическом поражении печени полисахаридами, полученными из наземных и водных растений, грибов, хитина ракообразных. Так, полисахариды из звездчатки средней Stellaria media L. снижали в крови активность АЛТ и билирубина, в печени – плотность воспалительного инфильтрата паренхимы органа, общее число некротизированных гепатоцитов, жировую и белковую дистрофию при тетрахлорметановом гепатите [3]. Полисахарид из дягиля китайского Angelica sinensis (Oliv.) Dills нормализовал активность АЛТ в крови и нитрооксидсинтазы в печени, снижал концентрацию малонового диальдегида в печени при поражении печени парацетамолом [20]. Полисахарид из дерезы обыкновенной Lycium barbtum L. препятствовал прогрессированию жировой дистрофии гепатотелеоцитов и пероксидации липидов при алкогольном гепатите [12]. Кроме того показано, что этот полисахарид при токсическом гепатите, индуцированнoм ТХУ, оказывал су-прессирующий эффект на экспрессию цитохрома Р 450 2Е1, провоспалительных медиаторов и цитокинов, ослаблял активность ядерного фактора каппа В (NF-kB) [19].

На сегодняшний день мало исследована физиологическая роль в организме животных и человека пектинов, содержащихся в значительных количествах в зеленой массе и зерне множества видов амаранта, популярных в качестве пищевых продуктов у населения стран Латинской Америки, Африки и Азии [1]. Пока он не привлек внимание диетологов, гастроэнтерологов, фармакологов. Между тем, ряд других биологически активных веществ, полученных из разных видов амаранта, активно используется в профилактической медицине и пищевой промышленности. Это амарантовое масло, содержащее ненасыщенные жирные кислоты и сквален, безглютеновая амарантовая мука с высококачественным белком для лечения целиакии, пищевой краситель и многие другие вещества [15]. Вместе с тем известно, что пектин из амаранта багряного подавляет сократительную активность миометрия матки [2], оказывает положительное инотропное действие на миокард [4], снижает уровень холестерина в крови и яйцах (яичном порошке) кур и печени животных с нарушением липидного обмена [9], связывает желчные кислоты [17], обладает гастропротективным действием [8].

Изучение механизма действия на метаболические и функционально связанные системы организма человека и животных амарантового пектина, впрочем, и других тоже, до сих пор не ясен и требует дальнейшего изучения. Он интересен не только в силу тех немногих фармакологических эффектов, что уже выявлены, но и возможностью его продукции в значительных количествах (обладает высокой климатической пластичностью и легко интродуцируется).

Выводы: амарантовый пектин снижает риск развития метаболических и функциональных нарушений в печени при воздействии на организм человека агрессивных химических веществ и может быть рекомендован в качестве гепатопротективного средства в профилактике токсических гепатитов различного генеза.