РАДИОПРОТЕКТОРНЫЕ СВОЙСТВА ЧЕРЕМШИ (ALLIUMURSINUML.)
ИГОЛУБИКИ (VACCINIUM ULIGINOSUM L.)

В.Е. Тарабанько1,  Е.Т. Родионов2, Л.Б. Топоркова3, С. Мюнх4, И.А. Орловская3

1Институт химии и химической технологии СО РАН, Академгородок, стр.
50/24, Красноярск, 660036 (Россия), email veta@icct.ru

2ООО «Дикоросы», 660052, г. Красноярск, ул. Затонская, 29 «А», стр. 12

3 ФГБУ «НИИ клинической иммунологии» СО РАМН, Новосибирск

4Иоанесси ГмбХ, Парк инноваций, ул. Марии Кюри д.8, 51377, г. Леверкузен, Германия.

 

Для исследования радиопротекторных свойств черемши (Állium Ursínum) и голубики (Vaccinium uliginosum L.) мышей кормили соответствующими препаратами и облучали рентгеновским излучением (8 Грей). Установлены сильные радиопротекторные эффекты изученных препаратов, сушеной черемши и экстракта голубики. Черемша проявляет более сильный радиопротекторный эффект по сравнению с голубикой. Выживаемость мышей, получавших препарат черемши, возросла до 60 % по сравнению с 6,7 % в контрольной группе. 

Крупная авария на атомной электростанции Фукусима в очередной раз продемонстрировала реальную опасность радиационного поражения местности, персонала и населения в районе катастрофы. С высокими дозами облучения связана лучевая терапия онкологических заболеваний. Повышенные дозы радиации получают космонавты и в меньшей степени – пассажиры авиатранспорта. Для минимизации отрицательных последствий таких воздействий необходимы эффективные и нетоксичные радиопротекторы, прием которых возможен систематически, в профилактическом режиме. Синтетические производные биогенных аминов, например, мексамин, индралин, обладающие высоким противолучевым эффектом, являются радиопротекторами экстренного действия [1]. Отрицательные побочные эффекты таких препаратов исключают возможность их систематического применения в профилактических целях.

Препараты на основе растительных полисахаридов [2] увеличивают выживаемость животных до 60 - 80 % при 100 % гибели в контроле, но противолучевой эффект теряется при пероральном применении. 

Радиопротекторными свойствами в условиях хронического облучения обладают адаптогенные биопрепараты, например, экстракты корня женьшеня [3]. Однако фитоадаптогены женьшеня, заманихи, аралии манчжурской не защищают крыс, облученных в дозе 7 Гр [2]. Для профилактики возможного поражения ионизирующей радиацией пригоден витамин Е [4]. Защитным действием при облучении мышей дозами 3 – 9 Гр обладает антоциан пеларгонидин-3,5-диглюкозид (ФУД, фактор увеличения дозы 1,7) [5]. 

Черемша запатентована в качестве компонентов консервов для космического питания, обладающих повышенной усвояемостью (6), и применялась в рационе советских космонавтов [7], однако ее противолучевые свойства не исследованы.

Основная цель настоящей работы заключается в демонстрации радиопротекторных свойств черемши. Кроме контрольных групп, для сравнения эффективности радиопротекции были проведены эксперименты с препаратом ягод голубики (Vaccinium uliginosum L.), содержащих высокие концентрации антоцианов, проявляющих антиоксидантные и радиопротекторные свойства [5].  

Материалы и методы

Исследование проводилось на мышах-самцах (CBAxC57Bl/6)F1-гибридах. Мыши были разбиты на 7 групп, в каждой группе содержалось по 15 животных в одной большой клетке. Мышам ежедневно в течение 2 недель до облучения и 1 недели после облучения скармливали препараты черемши (группы AU1 – AU3) и голубики (группы VU4 – VU6).

Использовали черемшу в виде сухого порошка и концентрированный сок голубики. Содержание сухих веществ в концентрате (экстракте) голубики составляло 24,1 %. Концентрация антоцианов в пересчете на мальвидин-3-моногликозид 81,7 мг/мл определена спектрофотометрически [8]). Эти продукты замешивали в кашу – компонент стандартного рациона - в следующих количествах, в сутки на 15 животных в группах:

AU1 – 150 мг, AU2 – 300 мг, AU3 – 900 мг,  VU4 – 2 мл, VU5 – 5 мл, VU6 – 10 мл.

Дозы препаратов оценивали, исходя из известных доз, используемых для человека и с учетом повышенного, по сравнению с человеком, метаболизма мышей. Контрольным мышам (Control) скармливали кашу без дополнительных добавок.

Облучение животных проводили на аппарате РУМ-25, доза облучения 8 Гр. Для оценки возможного негативного влияния больших количеств радиопротекторов измеряли вес всех мышей по группам перед облучением. Стандартными методами исследовали показатели периферической крови в динамике восстановления гемопоэза после облучения и определяли динамику гибели мышей в течение 30 суток после облучения.

         Результаты

Летальная доза облучения мышей составляет 7,0 - 9,5 Гр в соответствии с индивидуальной радиочувствительностью животных используемых линий. Для изучения радиопротекторных свойств препаратов была выбрана доза облучения 8 Гр, позволяющая исследовать выживаемость животных – интегральный показатель радиопротекции.

Взвешивание мышей перед облучением показало, что скармливание препаратов в течение 2 недель приводит к достоверному снижению показателя веса мышей в группах AU3 и VU6, принимавших максимальные дозы препаратов (таблица 1). Это может означать, что максимальные дозы препаратов, использованные в настоящей работе, ухудшают состояние мышей до облучения и не могут быть превышены без некоторых негативных последствий.

 

Таблица 1. Средние показатели веса экспериментальных мышей, получавших препараты черемши и голубики в течение 2 недель. В качестве ошибок приведены стандартные отклонения, вычисленные по методу наименьших квадратов.

Группы

Вес (граммы)

Control

30,7 ± 2,8

AU1

30,7 ± 2,7

AU2

30 ± 3,2

AU3

27,9 ± 1,7*

VU4

29 ± 1,8

VU5

29,6 ± 1,9

VU6

27,9 ± 2,8*

*  Достоверное снижение относительно контроля (р > 0.99)

 

Выживаемость экспериментальных животных в течение 30-дневного периода после облучения представлена в табл. 2. Эти результаты отчетливо показывают, что скармливание препаратов черемши и голубики во всем изученном диапазоне значимо увеличивало выживаемость животных. Выживаемость мышей контрольной группы составляла 6,7%, препараты черемши повышают показатель выживаемости до 20 - 60%, а голубики – до 47 - 53%. Лучшие показатели выживаемости мышей наблюдаются в группах, защита которых обеспечивалась высокими дозами черемши. Для препаратов голубики радиопротекторная активность может быть обусловлена высокими концентрациями антоцианов и их антиоксидантной активностью [5]. Обнаруженные нами радиопротекторные свойства черемши, за исключением патента [9], ранее не описаны и заметно превышают эффективность концентрата голубики. Какие химические соединения черемши обусловливают обнаруженные радиопротекторные свойства, пока неясно, и этот вопрос может быть предметом дальнейших исследований.  

Таблица 2. Влияние препаратов черемши и голубики на выживаемость животных после облучения дозой 8 Гр.

Дни после облучения

Контроль

AU1

AU2

AU3

VU4

VU5

VU6

1

15

15

15

15

15

15

15

2

15

15

15

15

15

15

15

3

15

15

15

15

15

15

15

4

15

15

15

15

15

15

15

5

15

15

15

15

15

15

15

6

15

15

15

15

15

15

15

7

15

15

15

15

15

15

15

8

15

15

15

15

15

15

15

9

15

15

15

15

15

15

15

10

14

15

15

15

15

14

15

11

11

14

14

15

12

13

12

12

9

11

12

12

10

11

9

13

7

7

12

10

9

9

9

14

4

7

11

10

8

9

9

15

3

6

11

10

8

9

8

16

2

6

9

10

8

9

8

17

2

6

9

10

7

9

8

18

2

6

9

10

7

9

8

19

2

4

9

10

7

9

8

20

1

4

9

10

7

9

8

21

1

3

9

9

7

8

8

22

1

3

9

9

7

7

8

23

1

3

9

9

7

7

8

24

1

3

9

9

7

7

8

25

1

3

9

9

7

7

8

26

1

3

9

9

7

7

8

27

1

3

9

9

7

6

8

28

1

3

9

9

7

6

8

29

1

3

9

9

7

6

8

30

1

3

9

9

7

6

8

 

На рисунках 1 - 4 отображены показатели периферической крови до и после облучения. Препараты черемши заметно повышают численность лейкоцитов по сравнению с контролем до облучения. Динамическое исследование показателей периферической крови выявило, что исследуемые препараты 1) не оказывают негативного действия на процесс восстановления гемопоэза, 2) в ряде случаев ускоряют этот процесс. Все минимальные показатели периферической крови достигаются на 6-е – 16-е сутки и практически не меняются под действием изученных препаратов. Препараты черемши к 26-м суткам повышают количество лейкоцитов по сравнению с

 

Рис. 1. Влияние препаратов черемши и голубики на динамику восстановления численности лейкоцитов крови (106/мл) после облучения мышей в дозе 8 Гр.

  

Рис. 2. Влияние препаратов черемши и голубики на динамику восстановления численности эритроцитов крови (109/мл) после облучения мышей в дозе 8 Гр.

 

Рис. 3. Влияние препаратов черемши и голубики на динамику восстановления гематокрита (%) после облучения мышей в дозе 8 Гр.

 

Рис. 4. Влияние препаратов черемши и голубики на динамику восстановления численности тромбоцитов крови (106/мл) после облучения мышей в дозе 8 Гр.

Показатели эритроидного ростка (количество эритроцитов, гематокрит) превышают контрольные во всех исследуемых группах на 13-е сутки наблюдения.

Наиболее показательным является параметр количества тромбоцитов.  Скорейшее восстановление численности тромбоцитов важно для предотвращения геморрагий, сопровождающих течение лучевой болезни. В наших исследованиях, начиная с 16 суток, отмечается ускоренное восстановление этого показателя во всех исследуемых группах по сравнению с контролем.

Заключение

Проведенное исследование показывает, что высушенная черемша, а также концентрат сока черники демонстрируют выраженный радиопротекторный эффект при облучении мышей летальными дозами рентгеновского излучения. При выживаемости мышей контрольной группы 6,7%, препараты черемши повышают показатель выживаемости до 20 - 60%, а голубики – до 47 - 53%, в зависимости от количества вводимого с пищей радиопротектора. Использованные протекторы повышают скорость восстановления эритроцитов и тромбоцитов в крови и их количество по сравнению с контролем после облучения, но практически не меняют минимальных показателей крови после облучения.

Если радиопротекторный эффект голубики вполне предсказуем и может быть связан с антиоксидантными свойствами содержащихся в ней антоцианов, то радиопротекторные свойства черемши ранее не описаны и нами установлены впервые.

Следует отметить, что в изученных условиях препарат черемши более активен по сравнению с препаратом голубики, не имеет побочных эффектов и противопоказаний и может рассматриваться в качестве перспективного средства для профилактики лучевых поражений.

 

Литература

1. Васин М.В. Противолучевые лекарственные средства. М.: 2010. 182 с.

2. Гончаренко Е.Н., Кудряшов Е.Б. Противолучевые средства природного происхождения. Успехи современной биологии, 1991, том 111, вып. 2, с. 302-316.

3. Lee T.K., Johnke R.M., Allison R.R., O'Brien K.F., Dobbs L.J. Jr. Radioprotective potential of ginseng. Mutagenesis, 2005, v. 20, No 4, p. 237-43.

4. Паранич А.В., Консесао А., Бугай Е.В., Копылов А.В. О роли жирорастворимых витаминов А и Е в профилактике биологических эффектов ионизирующего излучения в различных тканях крыс. Радиобиология, 1992, т. 32, вып. 5, с. 743-749.

5. Ахмадиева А.Х., Заичкина С.И., Рузиева Р.Х., Ганасси Е.Э. Исследование защитного действия природного препарата антоциана (пеларгонидин-3,5-диглюкозид). Радиобиология, 1993, т. 33, вып. 3, с. 433-435. 

6. Пат. РФ № 2338402, 2007).

7. Добрюха Н. Известия, 12 апреля 2006.

8. Валуйко Г.Г. Биохимия и технология красных вин. М.: Пищевая промышленность, 1973.- 256 с.

9. Родионов Е.Т., Тарабанько В.Е., Орловская И.А., Топоркова Л.Б., Мюнх С. Противолучевое растительное средство. Решение о выдаче патента по заявке № 2011127570/15(040850) от 11.03.2012.