Влияние экстрактов тимьяна Маршалла на антиоксидантные процессы в опыте in vivo и in vitro

Полный текст

Обоснование

Среди растений рода Thymus L. официальными являются два вида: тимьян ползучий (Thymus serpyllum L.) и тимьян обыкновенный (Thymus vulgaris L.), сырье которых рекомендовано к применению в качестве отхаркивающего средства. Интерес представляет изучение близкородственных видов с целью выявления новых аспектов их биологической активности. С этой точки зрения перспективным источником лекарственного растительного сырья является тимьян Маршалла (Thymus marchallianus Willd.). Ранее уже были установлены некоторые аспекты биологической активности экстрактов этого растения: антимикробная [10, 12, 13], отхаркивающая, противовоспалительная [10], а также проведены определения качественного и количественного состава эфирных масел [2, 11, 13]. Кроме того, водные и спиртовые извлечения травы тимьяна Маршалла показали антиоксидантную активность в эксперименте in vitro [10].

В настоящее время накоплены фундаментальные и экспериментальные данные, подтверждающие роль свободных радикалов в физиологических и патологических процессах. В литературе описаны противоречивые сведения о влиянии антиоксидантов на организм: они способны защищать не только нормальные клетки от альтерирующего воздействия свободных радикалов, но и опухолевые, тем самым поддерживая их выживаемость и рост [3, 5, 7], поэтому актуально изучение влияния экстракта тимьяна Маршалла на процессы липопероксидации in vivo на фоне опухолевого процесса.

Цель исследования — изучить влияние водных и спиртовых извлечений тимьяна Маршалла на уровень промежуточных продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови беспородных белых крыс на фоне перевитого рака печени РС-1 и сравнить с антиоксидантной активностью in vivo.

Материалы и методы

В качестве объекта исследования использована высушенная трава тимьяна Маршалла, которая собрана в окрестностях Саратова в июне-июле 2018 г. Настой готовили в соответствии с требованиями Государственной фармакопеи XIV издания (ОФС 1.4.1.0018.15 «Настои и отвары»). Спиртовое извлечение получено по ранее применяемой методике [9], которая, в частности, позволила получить экстракты, показавшие антиоксидантную активность [1, 6].

Эксперимент in vivo проводили на 15 самцах белых беспородных крыс массой 228,0 ± 27,0 г, которым имплантировали подкожно опухолевую взвесь клеток альвеолярного рака печени — РС-1. Животные были разделены на 3 группы по 5 крыс: первая группа — интактная, вторая — получала водное извлечение тимьяна Маршалла, третья — спиртовое извлечение тимьяна Маршалла. Эксперимент был начат при достижении опухоли 1 см³.

Экстракты вводили внутрибрюшинно один раз в день в течение 14 сут. Животных выводили из эксперимента путем декапитации и забирали кровь для дальнейших исследований. Активность процессов липопероксидации оценивали по содержанию в плазме крови экспериментальных крыс промежуточных продуктов перекисного окисления липидов — малонового диальдегида, гидроперекисей липидов и молекул средней массы, общепринятыми спектрофотометрическими методами с использованием спектрофотометра Shimadzu СФ-UV 1800 [4]. Статистическую обработку проводили при помощи пакета программного обеспечения Statistica 10.0.

Работу с лабораторными животными осуществляли согласно протоколу исследований, не противоречащих Женевской конвенции 1985 г. о «Международных принципах биомедицинских исследований с использованием животных». Тема и описания экспериментов одобрены этической комиссией ФГБОУ ВО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России (протокол № 4 от 03.05.2020).

Определение антиоксидантной активности настоя и спиртового извлечения в эксперименте in vitro проводили титриметрическим методом, основанным на взаимодействии калия перманганата с веществами восстанавливающего характера, содержащимися в растительном сырье тимьяна Маршалла. Расчет показателя антиоксидантной активности, которому соответствует концентрация биологически активных веществ восстанавливающего характера, осуществляли в пересчете на цинарозид, рутин и кверцетин [8]. Титрование проведено в трехкратной повторности.

Результаты и обсуждение

В ходе эксперимента получены следующие результаты: в условиях in vivo в группе контрольных животных и группах, получавших внутрибрюшинно водные и спиртовые извлечения тимьяна Маршалла, не наблюдали усиления образования промежуточных продуктов липопероксидации. Содержание малонового диальдегида, гидроперекисей липидов и молекул средней массы в плазме крови опытных крыс достоверно не отличалось от уровня аналогичных показателей интактных животных (табл. 1).

 

Таблица 1. Уровень промежуточных продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови беспородных белых крыс на фоне перевитого рака печени РС-1 при введении экстрактов тимьяна Маршалла / Table 1. The level of intermediate products of lipid peroxidation in the blood serum of mongrel white rats against the background of transplanted liver cancer RS-1 with the introduction of Thymus marchallianus extracts

Группа экспериментальных животных	Показатель
	малоновый диальдегид, мкмоль/л	гидроперекись липидов, о. е.	молекулы средней массы, усл. ед.
Интактные крысы	9,28 ± 1,82	0,16	0,31 ± 0,03
Крысы, получавшие водное извлечение тимьяна Маршалла	9,28 ± 1,30	0,32	0,16 ± 0,03
Крысы, получавшие спиртовое извлечение тимьяна Маршалла	10,00 ± 1,23	0,23	0,19 ± 0,06

Примечание. Различия между экспериментальными группами недостоверны (р > 0,05).

Note. The difference between the experimental group is unreliable (р > 0,05).

 

В эксперименте in vitro, основанном на окислении антиоксидантов перманганатом калия в кислой среде [8], установлено, что водные и спиртовые извлечения из сырья тимьяна Маршалла обладают антиоксидантной активностью. Спиртовые извлечения, приготовленные по запатентованной методике [9], показали более выраженную антиоксидантную активность, чем настои (табл. 2).

 

Таблица 2. Антиоксидантная активность экстрактов тимьяна Маршалла / Table 2. Antioxidant activity of Thymus marchallianus extracts

Извлечения тимьяна Маршалла	Антиоксидантная активность, мг/г
	в пересчете на кверцетин	в пересчете на цинарозид	в пересчете на рутин
Водное извлечение	17,46 ± 0,69	29,33 ± 1,15	29,33 ± 1,15
Спиртовое извлечение	233,33 ± 28,87	392,00 ± 48,50	392,00 ± 48,50

 

Данные эксперимента демонстрируют неоднозначность, так как результаты в проведенных экспериментах in vivo и in vitro не согласуются. Ранее в эксперименте in vitro [10] также была показана антиоксидантная активность водных и спиртовых извлечений травы тимьяна Маршалла. Процессы in vivo протекают под влиянием многообразных факторов на живой организм. Во-первых, в организме имеются собственные системы антиоксидантной защиты (низкомолекулярные антиоксиданты, антиоксидантные ферменты). Во-вторых, активность перекисного окисления липидов у некоторых видов опухолевых клеток может быть снижена за счет их собственной специфической антиоксидантной защиты [5, 7]. В данном эксперименте введение экстрактов проводилось на фоне развития перевитой опухоли, что могло повлиять на результаты.

Извлечения из лекарственного растительного сырья представляют собой сложный комплекс биологически активных веществ (основными химическими составляющими растений этого рода являются эфирное масло, фенольные соединения, тритерпеновые соединения, полисахаридные комплексы, минеральные элементы, аминокислоты, карбоновые кислоты [10]), что затрудняет возможность предположения биологически активного компонента, за счет которого показана активность in vitro.

Таким образом, проведенный нами эксперимент стал начальным этапом изучения влияния экстрактов тимьяна Маршалла на процессы перекисного окисления in vivo. В ходе дальнейшего исследования необходимо применение более широкого спектра показателей активности процессов липопероксидации, что позволит сделать вывод не только о наличии антиоксидантной активности экстракта, но и предположить возможные механизмы его влияния.

Заключение

Впервые проведен эксперимент по изучению влияния водных и спиртовых извлечений тимьяна Маршалла на процессы липопероксидации у беспородных белых крыс на фоне перевитого рака печени РС-1. Содержание малонового диальдегида, гидроперекисей липидов и молекул средней массы в плазме крови опытных животных достоверно не отличалось от уровня аналогичных показателей интактных животных. В эксперименте in vitro водные и спиртовые извлечения из сырья тимьяна Маршалла показали антиоксидантную активность.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Об авторах

Анна Сергеевна Шереметьева

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: anna-sheremetyewa@yandex.ru

старший преподаватель кафедры общей биологии, фармакогнозии и ботаники

Россия, Саратов

Наталья Анатольевна Дурнова

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: ndurnova@mail.ru

доктор биологических наук, доцент, заведующая кафедрой общей биологии, фармакогнозии и ботаники

Россия, Саратов

Юлия Григорьевна Чернышева

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: 27juliy27@mail.ru

студентка 4-го курса фармацевтического факультета

Россия, Саратов

Список литературы

Дополнительные файлы