Пептидные биорегуляторы животного происхождения - перспективные биокорректоры функций организма

В настоящее время в аптечной сети продаются препараты из тимуса, костного мозга, селезенки и других органов и тканей, применяемые как препараты медицинского назначения. Они используются в комплексной терапии различных заболеваний как иммуностимулирующие и адаптогенные средства, а также для профилактики вторичных иммунодефицитных состояний [1].

Такие препараты по сравнению с синтетическими соединениями являются продуктами естественных метаболических процессов, не нарушают нормальную жизнедеятельность клеток. Включаясь в реакции, эндогенные биорегуляторы связываются со специфическими рецепторами, что обеспечивает оптимальную и естественную коррекцию возникших нарушений, для них характерна биодоступность, они не накапливаются в организме, утилизируются в результате естественных обменных процессов, нетоксичны и не вызывают побочных эффектов.

Цель исследования

Цель данного направления работ ‒ разработать способы получения биорегуляторов, представляющих собой комплексы регуляторных пептидов из органов иммунной системы крупного рогатого скота, яков и свиней, и оценить их биологическую эффективность.

В работе были использованы тимус, селезенка, костный мозг, паховые лимфоузлы, относящиеся к отходам основного производства и использующиеся недостаточно эффективно.

Результаты исследования

Разработаны технологии биорегуляторов, исследована их биологическая эффективность. При изучении биологической активности данных биорегуляторов основное внимание было сфокусировано на исследовании роли комплекса биологически активных пептидов тимуса, селезенки, лимфатических узлов в регуляции системы иммунитета. Результаты проведенных исследований наглядно продемонстрировали иммуномодулирующее действие биорегуляторов, выражающееся в способности отменять супрессивный эффект иммунодепрессанта азатиоприна на клеточно опосредованные иммунные реакции, антителогенез и фагоцитоз макрофагов.

В частности, при экспериментальной оценке специфической активности биорегуляторов, выделенных из селезенки яков, было исследовано их действие на основные звенья иммунной системы (табл. 1).

Таблица 1

Влияние биорегуляторов, выделенных из селезенки яков, на клеточность селезенки и тимуса, индекс реакции гиперчувствительности замедленного действия (ГЗТ) и титр гемагглютининов (ГА) на фоне азатиоприновой иммуносупресии

Вариант опыта	Клеточность селезенки х106	Клеточность тимуса х106	Индекс реакции ГЗТ	Титр ГА, 1/Т
Интактные	126±9,0	57,8±1,4	0,35±0,03	31,6±4,9
Азатиоприн (Аз)	102±10,5	50,3±3,9	0,22±0,03	12,9±06
Аз+биорегулятор	136,5±4,9**	69,3±6,9**	0,32±0,03**	20,0±3,9**

Примечание. *– достоверное отклонение значения в контрольной группе по сравнению со значением в интактной группе (р≤0,05); ** ‒ достоверное отклонение значения в экспериментальной группе по сравнению со значением в контрольной группе (р≤0,05)

Установлено, что введение азатиоприна сопровождалось развитием иммунодефицитного состояния, характеризующегося супрессией иммунокомпетентных органов, в то время как у животных, получавших биорегуляторы, наблюдалось увеличение клеточности иммунных органов. Биорегулятор достоверно повышал соответствующие показатели. При исследовании влияния биорегулятора на клеточно опосредованную реакцию ГЗТ установлено, что испытуемое средство достоверно увеличивало индекс данной реакции. Биорегулятор оказывал модулирующее влияние и на реализацию гуморального иммунитета в реакции гемагглютинации. При этом очевидно, что данное средство способствовало активации как клеточного, так и гуморального звеньев иммунного ответа на фоне азатиоприновой иммуносупрессии, что, вероятнее всего, связано с его высокой биологической активностью.

Одним из способов оценки органотропности действия пептидов является исследование морфофункционального состояния поврежденного органа. Были проведены исследования микроанатомии тимуса, селезенки, паховых лимфатических узлов экспериментальных животных при действии бирегуляторов после азатиоприновой супрессии.

На примере реактивности периферических органов иммунной системы было изучено действие биологически активной фракции на морфофункциональное состояние паховых лимфатических узлов мышей после азатиоприновой иммуносупрессии. Установлено, что, наряду с морфологическим изменениями органа, введение азатиоприна приводило к выраженным сдвигам в кооперации лимфоидных клеток ‒ исчезали бласты, уменьшалось число больших лимфоцитов, плазматических клеток, макрофагов. Важными факторами повреждения лимфоидной ткани в паховых лимфатических узлах цитостатикомазатиоприном служили высокий уровень деструкции клеток, появление зон фиброза, исчезновение центров размножения в лимфоидных узелках. Введение биорегулятора, выделенного из лимфатических узлов, восстанавливало центры размножения в лимфоидных узелках и равновесие в популяции лимфоидных клеток до уровня контрольных значений или приближало к ним. Действие биорегулятора сопровождалось уменьшением числа деструктивно измененных и разрушенных клеток в 1,3-

• 2,2 раза в разных структурных компонентах лимфатического узла. Важным показателем действия биорегулятора являлась макрофагальная реакция, а также повышение числа молодых форм клеток, плазматических клеток.

Полученные данные свидетельствуют о наличии иммунокорригирующих свойств у изучаемого биорегулятора, что является, по-видимому, результатом действия цитомединов, входящих в его состав, и подтверждающих постулированную органотропность цитомединов, объясняемую большим содержанием регуляторных пептидов [1].

Результаты исследований с биорегуляторами, выделенными из тимуса и селезенки, показали восстановление морфологической картины исследуемых органов, перестройки их клеточного состава и структурных компонентов.

Экспериментально установлено ноотропное действие биорегуляторов. Изучаемые бирегуляторы усиливали суммарную двигательную активность и ориентировочно-исследовательское поведение животных, что свидетельствует об усилении общей адаптационной реакции организма.

Так, в тесте «Открытое поле» установлено, что животные, получавшие биорегуляторы, выделенные из селезенки яков, проявляли высокую двигательную активность. Введение биорегуляторов вызывало увеличение двигательной активности у мышей в (1,4-2) раза по сравнению с группой, получавших азатиоприн, за счет возрастания горизонтальных перемещений и вертикальных стоек.

Включение в рацион питания животных биорегулятора на фоне иммуносупресии повысило вертикальную двигательную активность на 75%, что относительно показателей контрольной группы составило 93,8%. Данный биорегулятор восстанавливал показатели актов груминга и дефекации до уровня контрольной группы (табл. 2).

Таблица 2

Влияние биорегуляторов, выделенных из селезенки яков, на поведение животных в тесте «Открытое поле»

Вариант опыта	ВА	ДА	Гр	Б
Интактные	8,1±0,98	158,8±5,2	1,8±0,2	2,2±0,3
Азатиоприн (Аз)	4,34±0,5*	49,1±3,8*	1,4±0,4	1,5±0,4
Аз+биорегулятор	7,6±1,2**	104±4,4**	2,3±0,5	2,0±0,3

Примечание. ВА ‒ вертикальная (познавательная) активность; ДА ‒ общая двигательная активность; Гр ‒ груминг; Б ‒ болюсы

Таким образом, экспериментальное иммунодефицитное состояние, вызванное введением азатиоприна, оказывало влияние на нервную систему животных, вызывая изменение поведенческой реакции. Биорегулятор не только достоверно повышал горизонтальную и вертикальную двигательную активность относительно второй группы, но и восстанавливал показатели груминга и дефекации до уровня интактной группы, что приводило к усилению суммарной двигательной активности и ориентировочно-исследовательского поведения животных.

На следующем этапе исследований была изучена адаптогенная активность испытуемых средств.

Воздействие азатиоприна достоверно снижало устойчивость к плаванию животных. Так, продолжительность плавания интактных мышей составила (12,86±1,21) мин, тогда как у мышей, подвергнутых воздействию цитостатика, ‒ (9,27±1,56) мин. Введение животным биорегуляторов, выделенных из селезенки яков, приводило к повышению устойчивости к физическому утомлению, выражающемуся в увеличении исследуемого показателя. Биорегулятор способствовал повышению общей физической выносливости на 18% относительно группы животных, получавших азатиоприн.

Результаты проведенного эксперимента показали, что биорегулятор с высокой ростсти-мулирующей активностью в наибольшей степени повышал физическую работоспособность экспериментальных животных на модели азатиоприновой иммуносупрессии. Данные по рост-стимулирующей активности биорегуляторов были получены ранее.

Как и в предыдущем эксперименте, воздействие азатиоприна достоверно снижало устойчивость животных и к вису на шесте. Продолжительность виса на шесте у мышей интактной группы составила (4,79±0,71) мин, в то время как у животных азатиоприновой группы ‒ (1,69±0,41) мин.

В результате исследования установлено, что у животных, получавших биорегулятор отмечалось наиболее выраженное увеличение (на 23,4%) времени пребывания на шесте по сравнению с группой интактных животных, в то время как остальные испытуемые средства не оказывали значительного влияния.

В заключительном тесте «Подвешивание до полного утомления» было достоверно уста-новлено,что азатиоприн оказывал явное угнетающее действие на организм экспериментальных животных. Об этом свидетельствовала продолжительность подвешивания мышей вниз головой – (4,54±0,53) мин против аналогичной процедуры у интактных животных, составившей (14,59±1,12) мин. В свою очередь, введение испытуемых образцов в организм животных оказывало стимулирующее действие, повышая выносливость животных более чем в два раза по сравнению со второй группой животных, получавших азатиоприн.

Таким образом, биорегуляторы оказывали выраженное адаптогенное действие, о чем свидетельствовало повышение общей, антиортостатической и силовой физической выносливости животных, характеризующихся различными механизмами энергообеспечения тканей.

Полученные экспериментальные данные подтверждают мнение о том, что пептидная биорегуляция занимает одно из важнейших мест в механизмах регуляции гомеостаза, восстанавливая физиологические функции организма.

Методами гель-хроматографии, масс-спектрометрии нами была предпринята попытка установить диапазон молекулярной массы веществ, входящих в состав фракций биорегуляторов. Поскольку изучение биорегуляторов проводилось по принципу «от активности к структуре», мы не разделяли все возможные пептиды с последующим тестированием всех возможных активностей в этом пептидном пуле. Исследовались лишь те фракции, в которых выявлялась какая-либо биологическая активность при их тестировании в экспериментальных моделях invitro. Последующее снятие масс-спектров осуществляли в диапазоне от 500 до 20 000 Да. Было выявлено, что большинство информационных сигналов, принадлежащих фракциям пептидного биорегулятора с наибольшей ростстимулирующей активностью, располагалось в области от 675 до 1695 Да.

Сравнительный анализ показал, что низкомолекулярная фракция оказывала иммуномодулирующий эффект на все звенья иммунной системы, сопоставимый с действием суммарных экстрактов тимуса, селезенки, лимфатических узлов крупного рогатого скота [2].

Не вызывает сомнений тот факт, что пептиды являются частью сложной системы биологической регуляции и действуют в тесном взаимодействии с другими эндогенными факторами и применение суммарных экстрактов является целесообразным в качестве пищевых биологически активных добавок и ингредиентов продуктов функционального назначения.

Дальнейшие экспериментальные исследования показали эффективность применения различных форм исследуемых средств (жидкая, порошок, таблетка) при восстановлении функций иммунной системы. Для использования биорегуляторов в качестве биологически активных добавок может быть использована таблетированная форма. А в качестве ингредиентов при создании продуктов функционального назначения могут быть использованы жидкая или сухая формы биорегуляторов [3].

Выводы

На основе пептидных биорегуляторов разработаны технологии биологически активных добавок («Иммунопротект-С», «Иммуноактив-С», «Иммуноактив-Л», «Иммуноактив-Т»), функциональных продуктов питания (колбасы, котлеты, обладающие иммуностимулирующим действием) и кормовых добавок («Цеохол-С», «Цеохол-Т»).

Сбор вторичных продуктов убоя животных в связи с переходом в 2014 г. на промышленный убой скота в Республике Бурятия будет носить организованный характер и обеспечит ресурсный потенциал данного направления.

Глубокая переработка вторичного сырья животного происхождения и его рациональное использование являются одной из задач эффективного использования возобновляемых биоресурсов в интересах экологосберегающего режима природопользования и внедрения принципов устойчивого развития региона.