Отправить статью по E-mail Сравнительное исследование in vitro антиоксидантной активности некоторых перспективных жирных масел
- Авторы: Мубинов А.Р.1, Авдеева Е.В.1, Куркин В.А.1, Латыпова Г.М.2, Фархутдинов Р.Р.2, Катаев В.А.2, Рязанова Т.К.1
-
Учреждения:
- ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
- ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
- Выпуск: Том 21, № 5-6 (2021)
- Страницы: 23-29
- Раздел: Фармация
- Статья опубликована: 15.05.2021
- URL: https://aspvestnik.ru/2410-3764/article/view/105757
- DOI: https://doi.org/10.55531/2072-2354.2021.21.3.23-29
- ID: 105757
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В настоящей работе представлены результаты сравнительного изучения антиоксидантной активности in vitro перспективных для использования в медицинской практике жирных масел, полученных методом холодного прессования (масло чернушки посевной, или черного тмина, аргании колючей, оливкового масла). В качестве сравнения также использовали масляный раствор альфа-токоферола ацетата. Антиоксидантную активность определяли методом регистрации хемилюминесценции на приборе «ХЛМ-003» в системах, моделирующих процессы выработки активных форм кислорода и перекисного окисления липидов. В результате проведенного исследования выявлена способность большинства образцов жирных масел подавлять генерацию активных форм кислорода и перекисного окисления липидов в модельных системах in vitro, что характеризует их антиоксидантные свойства в сравнительном аспекте с препаратом сравнения. Наибольшую антиоксидантную активность проявили образцы жирного масла черного тмина. Были также подобраны оптимальные концентрации жирных масел для каждой модельной системы (1 и 5 мг/мл) и установлен дозозависимый эффект от концентрации масла в системе.
Полный текст
Введение
Проблема поиска новых антиоксидантных препаратов на основе растительного сырья в современной фармацевтической практике по-прежнему считается актуальной. Загрязнение окружающей среды, дисбаланс пищевого рациона и широкий круг патологических процессов стали причинами повышенного образования свободных радикалов в человеческом организме [3]. В норме скорость свободнорадикальных реакций относительно мала, что обусловлено сбалансированной работой системы антиоксидантной защиты организма. Клетки инактивируют активные формы кислорода (АФК) при помощи антиокислительной защитной системы, однако повышение уровня АФК сверх защитных возможностей клетки может вызвать серьезные нарушения на уровне клетки и организма в целом. Значительное усиление процессов свободнорадикального окисления, связанное с увеличением содержания АФК, называется оксидативным стрессом [10]. Свободные радикалы окисляют биологические макромолекулы, такие как ДНК, протеины, липиды, ингибируя их функциональную активность и инициируя мутации [7]. Доказано, что оксидативный стресс — причина развития сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе атеросклероза, гипертонии, а также диабета, онкологических и ряда других заболеваний [11, 13, 14].
Вещества-антиоксиданты играют важную роль в регуляции протекания свободнорадикальных реакций в организме и существенно влияют на его состояние [6]. В многочисленных исследованиях, проведенных как in vitro, так и in vivo, было показано положительное влияние различных химических классов веществ-антиоксидантов на течение большого числа заболеваний, в том числе инфекционно-воспалительных [1, 2].
Крайне актуальной задачей является корректная оценка антиоксидантных свойств различных соединений, так как при всей вариабельности методических подходов стандартизированного метода оценки антиоксидантной активности не существует [9].
К числу перспективных для использования в медицинских целях антиоксидантов природного происхождения, на наш взгляд, относится жирное масло семян однолетнего травянистого растения чернушки посевной (Nigella sativa L.) из семейства Лютиковых (Ranunculaceae). Жирное масло черного тмина содержит различные биологически активные вещества — ненасыщенные жирные кислоты, терпеноиды, витамины, для которых в мировой литературе описаны антиоксидантные, липолитические антибактериальные, желчегонные свойства [4, 5, 12, 15]. Поэтому целью исследования стало изучение in vitro влияния жирного масла чернушки посевной на процессы свободнорадикального окисления в модельных системах (МС) с использованием экспресс-метода определения антиоксидантной активности, основанного на регистрации хемилюминесценции (ХЛ) в сравнительном аспекте с другими известными и перспективными видами жирных масел (оливковым и аргановым).
Материалы и методы
Объектами сравнительного исследования служили 3 коммерческих образца нерафинированных, полученных методом холодного прессования жирных масел — жирное масло чернушки посевной «Egyptian Black Seed Oil» (Organic for Natural oil, Египет), аргановое масло «Huiled`Argane Cosmetique» (Марокко, регион Эль-Суэйра), оливковое масло высшего качества «Extra Virgin olive oil» (Filippo Berio, Италия).
В качестве образца сравнения использовали масляный раствор альфа-токоферола ацетата (витамин Е) 100 мг/мл фасовкой 50 мл («Марбиофарм», Россия). Год изготовления: 2019, срок годности — 2 года (исследования проведены в пределах срока годности).
Антиоксидантную активность определяли методом регистрации хемилюминесценции на приборе «ХЛМ-003» (Россия) в системах, моделирующих процессы выработки АФК и перекисного окисления липидов (ПОЛ) [8].
В качестве МС, где генерировались АФК, использовали 20 мл фосфатного буфера (20 мМ KH2PO4, 105 мМ KCl) с добавлением раствора люминола (10–5 М) и цитрата натрия (50 мМ). Предварительно все исследуемые образцы были растворены в диметилсульфоксиде (ДМСО) из расчета содержания в 1 мл полученного образца 0,2 мл исследуемого масла. Величину pH полученного раствора МС доводили до 7,45 ед. титрованием насыщенным раствором калия гидроксида. Для инициирования реакций, сопровождающихся образованием АФК, вводили 1 мл 50 мМ раствора солей Fe2+. Регистрация свечения продолжалась в течение 5 мин при постоянном перемешивании. ХЛ МС характеризовалась спонтанным свечением, быстрой вспышкой и развивающейся затем медленной вспышкой. Основными наиболее информативными характеристиками ХЛ служили светосумма свечения, определяющаяся по интенсивности излучения, и амплитуда максимального свечения.
Влияние исследуемых извлечений на ПОЛ изучали в липидах куриного желтка, сходных по составу с липидами крови человека. Липиды получали путем гомогенизирования куриного желтка в фосфатном буфере в соотношении 1 : 5 и последующим разбавлением в 20 раз; отбирали 20 мл. Добавление в систему 1 мл 50 мМ раствора солей Fe2+ вело к инициированию окисления ненасыщенных жирных кислот, что сопровождалось ХЛ. По интенсивности свечения судили о процессах ПОЛ. Окисление липидов инициировалось введением сернокислого железа, катализирующего окисление ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов, и образование продуктов перекисного окисления. Уровень спонтанного свечения характеризует интенсивность перекисного окисления липидов до введения катализатора; амплитуда быстрой вспышки отражает скорость окисления ионов Fe2+ и образования АФК и гидроперекисей липидов; длительность латентного периода коррелирует с антиокислительной активностью изучаемого образца. Величина светосуммы свечения определяет способность липидов подвергаться окислению.
В качестве контроля служили МС без добавления исследуемых препаратов (в тех же объемах добавляли физиологический раствор), а также с добавлением ДМСО (контроль + ДМСО). Исследуемые образцы масел добавляли в МС в виде растворов в ДМСО. В качестве препарата сравнения использовали масляный раствор альфа-токоферола ацетата. В сериях экспериментов с МС для определения АФК было оптимально подобрано и выбрано добавление по 0,5 мл раствора приготовленных образцов, для МС при определении ПОЛ добавляли по 0,1 мл раствора приготовленных образцов масел (как минимально эффективных и имеющих аналитический эффект концентрации).
Результаты и их обсуждение
Методом регистрации хемилюминесценции было установлено существенное ингибирующее влияние исследуемого образца масла чернушки посевной на кинетику свободнорадикального окисления в системах АФК и ПОЛ. Менее выраженную активность показали образцы арганового и оливкового масел, однако она была большей по отношению к препарату сравнения (альфа-токоферола ацетату).
При добавлении в модельную систему, где генерировались АФК, образцов масел уменьшалась амплитуда быстрой вспышки, удлинялся латентный период, медленная вспышка начиналась позже и угасала раньше, значение максимальной светимости снижалось. Наиболее характерные высокие показатели определены у образца жирного масла чернушки посевной (рис. 1), гораздо меньшие — у образца оливкового масла (рис. 2).
Рис. 1. Влияние масла чернушки посевной на процессы свободнорадикального окисления в модельной системе активных форм кислорода (АФК). ДМСО — диметилсульфоксид / Fig. 1. Influence of the black cumin oil on free radical oxidation processes in the model ROS system. DMSO — dimethyl sulfoxide
Рис. 2. Влияние оливкового масла на процессы свободнорадикального окисления в модельной системе активных форм кислорода (АФК). ДМСО — диметилсульфоксид / Fig. 2. Influence of the olive oil on free radical oxidation processes in the model ROS system. DMSO — dimethyl sulfoxide
Показательная характеристика хемилюминесценции — светосумма свечения была меньшей по сравнению с контролем, контроль + ДМСО и препаратом сравнения (альфа-токоферола ацетатом) во всех трех образцах изучаемых масел (табл. 1). Угнетение ХЛ зависело от концентрации жирных масел в МС: на примере первого образца масла была выбрана оптимальная для данного анализа проба в 0,5 мл раствора (5 мг/мл в МС), а проба в 0,1 мл раствора (1 мг/мл в МС) имела сравнительное значение, так как положительное влияние на уменьшение свободнорадикального окисления было недостаточным. Таким образом, чем больше концентрация масла в МС, тем сильнее подавлялось свечение, что свидетельствовало о дозозависимом эффекте исследуемых образцов жирных масел.
Таблица 1. Влияние жирных масел на хемилюминесценцию в модельной системе активных форм кислорода / Table 1. Influence of fatty oils on chemiluminescence in the model ROS system
Опыт | Объем, мл | Светосумма абсолютная (относительно контроля) | Максимальная светимость, усл. ед. |
Контроль | – | 123 ± 0,2 (102,5 %) | 52 ± 0,2 |
Контроль + диметилсульфоксид | – | 120 ± 0,1 (100 %) | 51 ± 0,1 |
Масло черного тмина «Egyptian Black Seed Oil» (Organic for Natural oil, Египет) | 0,1 0,5 | 110 ± 0,2 (91,7 %) 18 ± 0,1 (15 %) | 52 ± 0,2 11 ± 0,1 |
Аргановое масло «Huiled`Argane Cosmetique» (Марокко, регион Эль-Суэйра) | 0,1 | 95 ± 0,1 (79,1 %) | 47 ± 0,1 |
Оливковое масло высшего качества «Extra Virgin olive oil» (Filippo Berio, Италия) | 0,1 | 103 ± 0,2 (85,8 %) | 48 ± 0,2 |
Препарат сравнения (масляный раствор альфа-токоферола ацетата) | 0,5 | 115 ± 0,3 (95,8 %) | 50 ± 0,3 |
Препарат сравнения (масляный раствор альфа-токоферола ацетата) незначительно удлинял латентный период и уменьшал величину светосуммы ХЛ. Исследуемый образец жирного масла чернушки посевной показал в 6,4 раза бóльшую активность по отношению к препарату сравнения (по уменьшению величины светосуммы ХЛ). Образцы оливкового и арганового жирных масел показали меньшую активность, сравнимую с альфа-токоферола ацетатом.
Для анализа в МС желточных липопротеидов было выбрано оптимальным взятие пробы в 0,1 мл раствора (1 мг/мл в МС), в качестве сравнения — 0,5 мл раствора, или 5 мг/мл в МС (для прослеживания дозозависимого эффекта). Наблюдалось подавление уровня свечения МС, отмечалось более выраженное уменьшение амплитуды быстрой и медленной вспышек, увеличение длительности латентного периода, снижение значений максимальной светимости. Наиболее высокие показатели также были определены у образца жирного масла чернушки посевной (рис. 3), незначительные — у образца оливкового масла (рис. 4).
Рис. 3. Влияние масла чернушки посевной на процессы свободнорадикального окисления в модельной системе перекисного окисления липидов (ПОЛ). ДМСО — диметилсульфоксид / Fig. 3. Influence of the black cumin oil on free radical oxidation processes in the model LP system. DMSO — dimethyl sulfoxide
Рис. 4. Влияние оливкового масла на процессы свободнорадикального окисления в модельной системе перекисного окисления липидов (ПОЛ). ДМСО — диметилсульфоксид / Fig. 4. Influence of the olive oil on free radical oxidation processes in the model LP system. DMSO — dimethyl sulfoxide
В МС желточных липопротеидов внесение жирного масла чернушки посевной в наименьшей концентрации (1 мг/мл) уже сопровождалось значительным уменьшением амплитуды быстрой и медленной вспышек, увеличением длительности латентного периода, снижением значения максимальной светимости. В данной МС оливковое масло показало меньшую активность по сравнению с препаратом сравнения, немного выше активность проявило аргановое масло (табл. 2).
Таблица 2. Влияние жирных масел на хемилюминесценцию в модельной системе перекисного окисления липидов / Table 2. Influence of fatty oils on chemiluminescence in the model LP system
Опыт | Объем, мл | Светосумма абсолютная (относительно контроля) | Максимальная светимость, усл. ед. |
Контроль | – | 69 ± 0,1 (104,5 %) | 30 ± 0,1 |
Контроль + диметилсульфоксид | – | 66 ± 0,1 (100 %) | 27 ± 0,2 |
Масло черного тмина «Egyptian Black Seed Oil» (Organic for Natural oil, Египет) | 0,1 0,5 | 19 ± 0,2 (28,8 %) 7,8 ± 0,3 (11,8 %) | 12 ± 0,2 2,7 ± 0,3 |
Аргановое масло «Huiled`Argane Cosmetique» (Марокко, регион Эль-Суэйра) | 0,5 | 28 ± 0,5 (42,4 %) | 19 ± 0,5 |
Оливковое масло высшего качества «Extra Virgin olive oil» (Filippo Berio, Италия) | 0,5 | 41 ± 0,3 (62,1 %) | 23 ± 0,3 |
Препарат сравнения (масляный раствор альфа-токоферола ацетата) | 0,1 | 33 ± 0,2 (50,0 %) | 20 ± 0,2 |
Выводы
Таким образом, полученные данные показывают перспективную для использования способность жирных масел подавлять генерацию АФК и перекисного окисления липидов в модельных системах, что характеризует их антиоксидантные свойства. По величине светосуммы отмечено, что образец масла чернушки посевной в 6,4 раза активнее подавляет процессы свободнорадикального окисления в системе АФК, в 4,2 раза активнее — в системе ПОЛ, чем препарат сравнения (масляный раствор альфа-токоферола ацетата), что позволяет рассматривать жирное масло чернушки посевной для использования в медицинских целях.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Об авторах
Артур Рустемович Мубинов
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Автор, ответственный за переписку.
Email: mubinov.arthur@gmail.com
аспирант кафедры фармакогнозии с ботаникой и основами фитотерапии
Россия, СамараЕлена Владимировна Авдеева
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Email: e.v.avdeeva@samsmu.ru
доктор фармацевтических наук, профессор кафедры фармакогнозии с ботаникой и основами фитотерапии
Россия, СамараВладимир Александрович Куркин
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Email: v.a.kurkin@samsmu.ru
доктор фармацевтических наук, профессор, заведующий кафедрой фармакогнозии с ботаникой и основами фитотерапии
Россия, СамараГузель Минулловна Латыпова
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Email: 79177525174@yandex.ru
доктор фармацевтических наук, профессор кафедры фармации ИДПО
Россия, УфаРафагат Равильевич Фархутдинов
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Email: farkhutdinov@mail.ru
доктор медицинских наук, профессор, старший научный сотрудник Центральной научно-исследовательской лаборатории
Россия, УфаВалерий Алексеевич Катаев
ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Email: centreles@mail.ru
доктор фармацевтических наук, профессор, заведующий кафедрой фармации ИДПО
Россия, УфаТатьяна Константиновна Рязанова
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Email: t.k.ryazanova@samsmu.ru
кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры управления и экономики фармации
Россия, СамараСписок литературы
- Васильев А.Н. Оценка влияния антиоксидантов на специфическую противовирусную активность интерферона альфа-2b человеческого рекомбинантного в отношении вируса простого герпеса в культуре клеток // Антибиотики и химиотерапия. 2010. Т. 55, № 7–8. С. 20–25.
- Васильев А.Н., Дерябин П.Г., Галегов Г.А. Противовирусная активность антиоксидантов и их комбинаций с интерфероном альфа-2b человеческим рекомбинантным в отношении вируса гриппа птиц А/H5N1 // Цитокины и воспаление. 2011. Т. 10, № 2. С. 32–37.
- Владимиров Ю.А. Свободные радикалы и антиоксиданты // Вестник РАМН. 1998. № 7. С. 43–51.
- Куркин В.А. Фармакогнозия: учебник для студентов фармацевтических вузов. 4-е изд., перераб. и доп. Самара, 2019.
- Орловская Т.В., Гаврилин М.В., Челомбитько В.А. Новый взгляд на пищевые растения как перспективные источники лекарственных средств. Пятигорск, 2011.
- Позднякова Т.А., Бубенчиков Р.А. Изучение антиоксидантной активности травы астрагала солодколистного // Аспирантский вестник Поволжья. 2019. № 1–2. С. 27–32. doi: 10.17816/2072-2354.2019.19.1.27-32
- Сайбель О.Л., Даргаева Т.Д., Пупыкина К.А. и др. Оценка антиоксидантной активности травы цикория обыкновенного (Сichorium intybus L.) // Acta Biomedica Scientifica (East Siberian Biomedical Journal). 2017. Т. 2, № 2(114). С. 85–88. doi: 10.12737/article_59a614fcd18c42.95236968
- Фархутдинов Р.Р. Тевдорадзе С.И. Методики исследования хемилюминесценции биологического материала на хемилюминометре ХЛ-003 // Методы оценки антиоксидантной активности биологически активных веществ лечебного и профилактического назначения: сборник докладов / под ред. Е.Б. Бурлаковой. М., 2005. С. 147–154.
- Хасанов В.В., Рыжова Г.Л., Мальцева Е.В. Методы исследования антиоксидантов // Химия растительного сырья. 2004. № 3. C. 63–75.
- Черенкевич С.Н, Мартинович Г.Г., Мартинович И.В. и др. Редокс-регуляция клеточной активности: концепции и механизмы // Известия Национальной академии Беларуси. Серия биологических наук. 2013. № 1. С. 92–108.
- Chikezie P., Ojiako O., Ogbuji A. Oxidative stress in diabetes mellitus // Int. J. Biol. Chem. 2015. Vol. 9, No. 3. P. 92–109. doi: 10.3923/ijbc.2015.92.109
- Gharby S., Harhar H., Guillaume D. et al. Chemical investigation of Nigella sativa L. seed oil produced in Morocco // J. Saudi Soc. Agric. Sci. 2015. Vol. 14, No. 2. P. 172–177. doi: 10.1016/j.jssas.2013.12.001
- Kattoor A.J., Pothineni N.V.K., Palagiri D., Mehta J.L. Oxidative stress in atherosclerosis // Curr. Atheroscler. Rep. 2017. Vol. 19, No. 11. P. 32–42. doi: 10.1007/s11883-017-0678-6
- Rodrigo R., González J., Paoletto F. The role of oxidative stress in the pathophysiology of hypertension // Hypertens. Res. 2011. Vol. 34, No. 4. P. 431–440. doi: 10.1038/hr.2010.264
- Telci I., Sahin-Yaglioglu A., Eser F. et al. Comparison of seed oil composition of Nigella sativa L. and N. damascena L. During seed maturation stages // J. Am. Oil. Chem. Soc. 2014. Vol. 91, No. 10. P. 1723–1729. doi: 10.1007/s11746-014-2513-3
Дополнительные файлы
