Мембраностабилизирующая и антиоксидантная активность сухого экстракта Astragalus membranaceus

В исследованиях последних лет выявлено, что ведущим молекулярно-клеточным механизмом патогенеза многих заболеваний является дисбаланс в системе свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты. Избыток свободных радикалов сопровождается индукцией процессов свободнорадикального окисления биомакромолекул. При этом нарушается структурно-функциональная целостность клеточных мембран, и, как следствие, происходит повреждение клеток организма [2; 10]. В связи с этим одним из путей повышения адаптации организма к неблагоприятным условиям окружающей среды, повышения его стрессоустойчивости является использование антиоксидантных и адап-тогенных средств [3]. Наиболее перспективным направлением представляется использование средств растительного происхождения, обладающих широким спектром действия, отсутствием токсичности и отрицательных побочных эффектов при их длительном применении.

В традиционной медицине стран Восточной Азии для лечения заболеваний различной этиологии издавна применяются галеновые препараты на основе астрагала перепончатого (Astragalus membranaceus Ficher Bunge - многолетнее травянистое растение семейства Fabaceae). Растение содержит биологически активные вещества, принадлежащие к различным классам химических соединений: флавоноиды (кверцетин, рутин, каликозин, одоратин, афрор-мозин) [5; 9; 15], органические кислоты (кофей ная, феруловая кислоты), витамины А, Е, С, РР, Р [5; 9] и др. Известно, что указанные соединения обладают антирадикальной активностью, способствуя стабилизации биологических мембран. В частности для флавоноидов установлено три механизма антиоксидантного действия: образование феноксильных радикалов, хелатирование ионов металлов переменной валентности и стабилизация мембран путем изменения их текучести вследствие способности фенолов проникать в липидный слой мембран. Также они способствуют повышению активности эндогенных антиоксидантов [1; 13]. В Институте общей и экспериментальной биологии СО РАН был разработан фитопрепарат на основе сухого экстракта A. membranaceus (СЭА), представляющий собой комплекс экстрактивных веществ, полученный из корневищ данного растения.

Цель работы: определение антиоксидантной и мембраностабилизирующей активности сухого экстракта астрагала перепончатого в коррекции процессов перекисного окисления липидов биологических мембран.

Материалы и методы

Растительное сырье (корни и корневища астрагала перепончатого) было собрано в окрестностях г. Улан-Удэ в сентябре 2011 г. Способ получения препарата (СЭА) заключается в экстракции измельченного сырья 60-70%-ным этиловым спиртом, концентрировании и высушивании в вакуумной установке.

Мембраностабилизирующую активность ис- пытуемого средства оценивали с использованием метода перекисного и осмотического гемолиза 1%-ной суспензии эритроцитов донорской крови [7]. Перекисный гемолиз эритроцитов вызывали реактивом Фентона, компоненты которого были использованы в минимальных концентрациях, вызывающих 100%-ный лизис эритроцитов: Fe2SO4* 7Н2О - 0,01мг/мл (в пересчете на 100%-ный раствор перекиси водорода). Для получения осмотического гемолиза к суспензии эритроцитов добавляли равный объем дистиллированной воды. Испытуемый фитоэкстракт исследовали в концентрациях 0,04; 0,4; 4,0 мг/мл, соответствующих экспериментальнотерапевтическим дозам экстракта. Степень гемолиза определяли фотометрически при длине волны 420 нм. Мембраностабилизирующее действие испытуемого средства оценивали в процентах по отношению к показателям в контроле (без добавления экстракта в инкубационную среду).

Антиоксидантную активность испытуемого средства оценивали по степени влияния исследуемого фитосредства на динамику перекисной деградации [3-каротина (СВА-метод) в системе олеиновая кислота - ДМСО - Н2О2 [14]. Анти-радикальную активность по отношению к супероксидным радикалам (О2) определяли в неэнзиматической системе феназинметосульфат / НАДН по методу Chen A.-S. и соавт. [11]; по отношению к ДФПГ-радикалам - по методу Seyoum А. и соавт. [16], по отношению к NO -по методу Govindarajan R. и соавт. [12]. Хелатирующую активность испытуемого средства определяли с использованием О-фенантролинового метода [8]. Влияние СЭА на процесс перекисного окисления липидов изучали в модельной системе, содержащей суспензию желточных липопротеидов [6]. В качестве препаратов сравнения использовали классические антиоксиданты: аскорбиновую кислоту и ионол (Sigma). Статистическую обработку полученных данных проводили с применением критерия Стьюдента [4]. Полученные данные представлены в таблицах 1 и 2.

Результаты и их обсуждение

В результате проведенных исследований установлено, что сухой экстракт астрагала перепончатого обладает выраженной мембраностабилизирующей активностью (табл. 1).

Таблица 1

Мембраностабилизирующая активность сухого экстракта Astragalus membranaceus

Примечание: различие достоверно по сравнению с контролем при Р< 0,05.

Из данных, приведенных в таблице 1, внесение испытуемого средства в инкубационную среду сопровождается снижением выраженности перекисного и осмотического гемолиза эритроцитов. При этом выявлен дозозависимый эффект: с повышением концентрации фитоэкстракта его мембраностабилизирующее действие несколько снижается. Так, при использовании средства в концентрации 0,04 мг/мл степень пе рекисного и осмотического гемолиза уменьшается в среднем на 95% по сравнению с данными в контрольных пробах. Выявленные мембраностабилизирующие свойства СЭА, очевидно, связаны с инактивацией свободных радикалов, индуцируемых в реакции Фентона, и уменьшением выраженности деструкции клеточной мембраны эритроцитов [7].

Таблица 2

Примечания: DPPH-метод - антирадикальная активность в отношении ДФПГ", СВА-метод - антиоксидантная активность в системе Р-каротин-олеиновая кислота-Н2О2-ДМСО, ЖЛП-метод - антиоксидантная активность в отношении накопления ТБК-активных продуктов, Ре2+ - Ре2+-хелатирующая активность, О2‘" - связывание супероксид-анион радикала, NO -связывание молекул оксида азота (II),а вещество сравнения.

Антиоксидантная активность сухого экстракта Astragalus membranaceus, IC₅₀

Как следует из данных, приведенных в таблице 2, сухой экстракт A. membranaceus обладает выраженными антиоксидантными свойствами. Установлено, что СЭА обладает антиради-кальной активностью в отношении DPPH-радикала, при этом уровень половинного ингибирования указанных радикалов (1С50) составил 60,0 мкг/мл, что сопоставимо с таковым у препарата сравнения ионола. С использованием СВА-метода показано, что фитосредство проявляет способность к защите биологического субстрата от перекисного повреждения, его антиоксидантная активность составила 20,1 мкг/мл (для ионола данный показатель составил 1,7 мкг/мл). Установлено, что СЭА снижает интенсивность процессов свободнорадикального окисления, о чем свидетельствует уменьшение концентрации ТБК-активных продуктов в инкубационной среде. Также показано, что СЭА обладает выраженной антирадикальной активностью по отношению к радикалам NO (IC50 = 242,4 мкг/мл), что превосходит таковую у препарата сравнения - аскорбиновой кислоты (1С50

= 1140,0 мкг/мл). В отношении к супероксидным анион-радикалам наблюдалась умеренная антирадикальная активность (1С5о= 500,0 мкг/мл); для аскорбиновой кислоты (АК) данный показатель составил 101,0 мкг/мл. Установлено, что исследуемое фитосредство обладает умеренной хелатирующей активностью, при этом уровень половинного связывания ионов Ре2+ (1С50) составил 4,9 мг/мл (для аскорбиновой кислоты - IC50 = 0,15 мг/мл).

Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что сухой экстракт подземных органов A. membranaceus обладает способностью к восстановлению биологических субстратов, проявляет выраженное антирадикальное действие и ингибирует процесс перекисной деградации [3-каротина, оказывает выраженную мембраностабилизирующую активность. Результаты проведенных исследований дают основание рассматривать исследуемый фитоэкстракт в качестве потенциально перспективного антиоксидантного средства, характеризующегося высоким содержанием веществ фенольной природы.