1
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПЕРВЫЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ И. М. СЕЧЕНОВА»
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
На правах рукописи
Мухаммед Ариж Абделькаримовна
ИССЛЕДОВАНИЕ ГИПОЛИПИДЕМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ВЕЩЕСТВ ПРИРОДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ НА ОСНОВЕ
ЧЕСНОКА, РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ И ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН
(Экспериментальное исследование) 14.03.06 – фармакология, клиническая фармакология Диссертация на соискание ученой степени кандидата фармацевтических наук
Научный руководитель доктор медицинских наук М. Л. Максимов Москва –
ОГЛАВЛЕНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ…………………………………………………………….......... ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….........… ГЛАВА 1. Дислипидемия как основной фактор развития атеросклероза и перспективы применения веществ природного происхождения в липид-коррегирующей терапии (обзор литературы)……………………... 1.1. Теории патогенеза атеросклероза………………………………..….…..... 1.2. Современные принципы профилактики и лечения атеросклероза…….. 1.2.1. Традиционная липид-модифицирующая лекарственная терапия……………………………………………………………………... 1.2.2. Спектр побочных эффектов традиционных гиполипидемических препаратов……………………………………………………………......... 1.3. Гиполипидемические свойства веществ природного происхождения (чеснок, масло амарантовое, оливковое и льняное и волокна пектина, альгината и хитозана)………………………………………..…………..... 1.3.1 Потенциальные гиполипидемические свойства чеснока…............. 1.3.2. Потенциальные гиполипидемические свойства растительных масел с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот …........ 1.3.3. Потенциальные гиполипидемические свойства пищевых волокон…………………………………….…………………….………… ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования……………….…..……..... ГЛАВА 3. Сравнительное изучение гиполипидемических свойств раздельного применения веществ на основе чеснока, масел оливкового, амарантового и льняного, а также пектина, альгината и хитозана ( результаты собственных исследований)…………………………............. 3.1. Влияние раздельного применения чеснока, растительных масел и пищевых волокон на липидный профиль у крыс на витаминной модели гиперлипидемии …..………………………………………………............ 3.2. Влияние раздельного применения чеснока, растительных масел и пищевых волокон на липидный профиль крыс на твиновой модели гиперлипидемии..…………………………..….…………….………........ ГЛАВА 4: Сравнительное изучение гиполипидемических свойств парного сочетания веществ на основе чеснока, масел оливкового, амарантового и льняного, а также пектина, альгината и хитозана........ 4.1 Влияние парного сочетания чеснока, растительных масел, а также масел и пищевых волокон на липидный профиль у крыс на витаминной модели гиперлипидемии……………………………………………………..….... 4.2 Влияние парного сочетания чеснока, растительных масел, а также масел и пищевых волокон на липидный профиль у крыс на твиновой модели гиперлипидемии…………………………………………………….......... ГЛАВА 5: Исследование гиполипидемических свойств и безопасности со-четанного применения чеснока, амарантового масла и хитозана………………………………………..………………………………..…....... 5.1 Влияние сочетанного применения чеснока, амарантового масла и хитозанана липидный профиль у крыс на витаминной модели гиперлипидемии……………………………………………………......… 5.2 Влияние сочетанного применения чеснока, амарантового масла и хитозанана липидный профиль у крыс на твиновой модели гиперлипидемии………………………………………………...……..…. 5.3 Изучение безопасности сочетанного применения чеснока, амарантового масла и хитозана……………………………………….………………....…..... ГЛАВА 6: Сравнительное изучение механизама действия сочетанного применения чеснока, амарантового масла и хитозана…………….……. 6.1 Влияние сочетанного применения чеснока, амарантового масла и хитозана на показатели перикисного окисления липидов…………6.2 Эмульгирующие свойства чеснока в маслах оливковом, амарантовом и льняном………………………………………………………………..….. 6.2.1. Метод камеры Горяева……………………………...…….…….... 6.2.2. Метод количественного определения………………………......... 6.3 Сорбционные свойства пектина, хитозана и альгината…………............ ГЛАВА 7. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ……..………………............. ВЫВОДЫ……………….…………………………………………..…..…..... НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ……….……............. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ……………………..…….………………….... СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………............. ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………………..
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования На протяжении нескольких последних десятилетий заболевания сердечно-сосудистой системы (ССС) занимают лидирующее место в структуре смертности населения в странах Запада и в Российской Федерации (Шальнова С.А., Оганов Р.Г., Деев А.Д., 2004). В настоящее время происходит существенное «омоложение» этих показателей среди населения трудоспособного возраста (Гальцев Ю.И., 2013). Ведущее место среди причин развития ССЗ занимает атеросклероз (АС) - одно из наиболее распространенных и социально значимых заболеваний в мире (Оганов Р.Г., 1994; Собенин И.А., Сазонова М.А., Орехов А.Н. и соавт., 2011; Kunying Zhang, Fang Yin, and Lin Lin, 2014).Традиционной стратегией при первичной профилактике заболеваний, ассоциированных с атеросклерозом, является воздействие на его факторы риска (Assmann G., Cullen P., Schulte H., 2002). Медикаментозная тактика борьбы с одним из ключевых звеньев атерогенеза - дислипидемией (ДЛП) предcтавлена средствами синтетического происхождения: статины, фибраты, никотиновая кислота, секвестранты желчных кислот (Kapourchali FR, Surendiran G, Chen L, Uitz E, Bahadori B, Moghadasian MH, 2014). Однако, ряд побочных эффектов и противопоказаний ограничивают их широкое клиническое применение (McKenney J.M., 2000; Петров В.И., Смусева О.Н., Соловкина Ю.В., 2012; Alsheikh-Ali A.A., Maddukuri P.V., Han H., Karas R.H., 2007; Toth P.P., Harper C.R., Jacobson T.A., 2008).
направленных на поиск альтернативных гиполипидемических средств.
Среди них ведущее место занимают препараты природного происхождения.
антигиперлипидемическое действие чеснока (Yeh Yu-Yan, Yeh Shaw-Mei., 2006). Доказано положительное влияние на липидный обмен растительных масел (Рыженков В.Е.,2002; Visioli F. et al., 2002, Офицеров Е.И., 2001, Орехов А.Н., Тертов В.В., Собенин И.А. и соавт., 1996). Представлены данные о липид-коррегирующем действии пищевых волокон (ПВ) (Хотимченко М.Ю., 2011). В последние годы значительно повысился интерес к комплексным препаратам природного происхождения, воздействующим на различные звенья патогенетического процесса (Бадалов Н. Г. и соавт., 2013). Таким образом, создание поликомпонентного биологически активного вещества, обладающего гиполипидемическими свойствами, представляется актуальным не только для потенциального использования при легких формах нарушения липидного обмена, но и в сочетании со статинами с целью снижения дозы последних, а соответственно и их побочных эффектов.
Степень разработанности проблемы История изучения гиполипидемических свойств природных веществ насчитывает ни одно десятилетие. Не угасает интерес исследователей к поиску, разработке и применению новых гиполипидемических препаратов, обладающих высоким профилем безопасности (Kim S.H., Park K.S., 2003;
Sapronov N.S., Khnychenko L.K., Okunevich I.V., Gavrovskaya L.K., 2006;
Василенко Ю. К., 2013).
Среди биологически активных веществ с наиболее изученным механизмом коррекции липидного профиля выделяют: чеснок, растительные масла, пищевые волокна (Лякишев А.А., 2002; Gerhardt R., 1993). Изучение раздельного действия природных компонентов на липидный обмен ограничивает потенциальную их синергическую активность. Так, применение натуральных поликомпонентных составов позволяет усилить известные полезные свойства каждого из ингредиентов, воздействуя на различные этапы атерогенеза (Асеева Т.А., Блинова К.Ф., Яковлев Р.П., 1989). Между тем, экспериментальных работ, направленных на создание новых гиполипидемических натуральных комплексов, недостаточно, а имеющиеся освещают лишь часть проблемы и не всегда имеют клиническую значимость.
Цель исследования Провести сравнительное исследование (по отдельности и сочетанно) гиполипидемических свойств веществ природного происхождения на примере чеснока, амарантового, льняного, и оливкового масел, а также хитозана, альгинатов и пектина.
Задачи исследования 1. Провести сравнительный анализ гиполипидемических свойств чеснока, масел (оливкового, льняного и амарантового) и пищевых волокон (хитозана, альгинатов и пектина), влияющих на показатели липидного спектра крови при экспериментальных моделях гиперлипидемии у крыс с целью выявления наиболее перспективных сочетаний;
2. Провести сравнительный анализ гиполипидемических свойств одного из наиболее эффективных сочетаний изучаемых веществ (чеснока, масел оливкового, льняного, амарантового, а также пищевых волокон хитозана, альгинатов и пектина) с целью проведения дальнейших клинических испытаний и разработки лекарственного препарата;
3. Изучить безопасность нового сочетания исследуемых веществ на основе чеснока, масел и пищевых волокон с целью аргументации возможности назначения для длительного использования;
4. Изучить антиоксидантную активность наиболее эффективной комбинации чеснока, масел и пищевых волокон на моделях экспериментально индуцированной гиперлипидемии у крыс, с целью доказать антиоксидантный механизм действия комбинации;
5. Провести сравнительное изучение эмульгирующих свойств чеснока в исследуемых растительных маслах (оливковом, льняном и амарантовом) в качестве возможного механизма гиполипидемического действия чеснока;
6. Сравнить адсорбирующие возможности исследуемых пищевых волокон (хитозана, альгинатов и пектина) для сравнения силы данного механизма гиполипидемического действия указанных веществ.
Новизна исследования природных веществ на основе порошка чеснока, амарантового масла и хитозана в гиполипидемическом поликомпонентном комплексе.
Впервые обоснованы антиоксидантные свойства поликомпонентного сочетания веществ на основе порошка чеснока, амарантового масла и хитозана.
Впервые доказана эффективность и безопасность данного комплекса.
Установлено и аргументировано, что гиполипидемическая эффективность нового комплекса превышает гиполипидемическую эффективность отдельных его компонентов. Выявленный факт свидетельствует о наличии синергизма, который способствует взаимному усилению действия фармакологического действия комплекса.
целесообразности проведения дальнейших исследований комплекса, в том числе позволили его рекомендовать для клинических испытаний с целью включения в программу профилактики и терапии дислипидемии и АС.
Проведено сравнительное исследование фармакологической активности полученного комплекса веществ и препаратов на основе чеснока (Алисат ) и ПНЖК (Омегатрин).
позволяют рассматривать эмульгирующий механизм действия препаратов на его основе.
Научно-практическая ценность работы Проведенное исследование позволило получить поликомпонентный комплекс веществ природного происхождение на основе чеснока, амарантового масла и хитозана, характеризующийся гиполипидемической активностью. Гиполипидемическая эффективность и безопасность полученного комплекса позволяет рассматривать возможность его дальнейшего использования при лёгких формах дислипидемий и в качестве дополнения к стандартной медикаментозной терапии гиперлипидемий, с целью снижения разовой дозы синтетического средства и уменьшения связанных с его применением побочных эффектов.
Реализация результатов Результаты, полученные при исследовании гиполипидемических свойств чеснока, масел амарантового, оливкового и льняного, волокон хитозана, альгината и пектина, а также их различных сочетаний в полученном комплексе, используются в учебном процессе: в лекционном курсе и на практических занятиях по темам «Лекарственные средства, влияющие на сердечно-сосудистую систему (ССС)», «Гиполипидемические средства», в научно-исследовательской работе кафедры фармакологии фармацевтического факультета Первого МГМУ им. И.М. Сеченова.
Методология и методы исследования В соответствии с поставленными задачами использованы современные информативные подходы. Объектами исследования являлись белые беспородные крысы-самцы. Изучение гиполипидемических свойств природных веществ проводилось согласно методическим рекомендациям по доклиническому изучению лекарственных средств (А.Н. Миронов, 2012) с использованием соответствующих методов статистической обработки данных.
Положения, выносимые на защиту 1. Чеснок, амарантовое, льняное и оливковое масло, а также волокна хитозана, альгината и пектина обладают различной гиполипидемической активностью относительно отдельных показателей липидного спектра крови:
порошок чеснока статистически значимо лучше снижает ТГ, хитозан статистически значимо лучше снижает ОХС, а амарантовое масло статистически значимо лучше снижает ЛПНП и повышает ЛПВП.
2. Комплекс веществ (порошок чеснока/амарантовое масло/хитозан) обладает гиполипидемическими свойствами.
3. Комплекс веществ (порошок чеснока/амарантовое масло/хитозан) относится к малотоксичным веществам IV класса.
4. Комплекс веществ (порошок чеснока/амарантовое масло/хитозан) обладает антиоксидантными свойствами.
5. Чеснок обладает выраженными эмульгирующими свойствами.
6. Сорбционная ёмкость хитозана и пектина превышает таковую у альгината.
Автором проведен анализ литературных данных по теме диссертации.
Выполнена экспериментальная часть работы по оценке гиполипидемической активности изучаемых средств и их сочетаний, а также сравнительной оценке эмульгирующих свойств чеснока в маслах и адсорбирующих свойств пищевых волокон, изучении токсического действия и антиоксидантного эффекта гиполипидемического комплекса (порошок чеснока/амарантовое масло/ хитозан). Автор лично участвовала в анализе полученных данных, их статистической обработке и интерпретации. При участии автора сформулированы задачи, выводы и практические рекомендации, проведен подбор методов, разработаны протоколы экспериментов, дизайн исследования. При активном участии автора подготовлены публикации по результатам работы.
Степень достоверности и апробация результатов Высокий уровень достоверности результатов работы подтверждается достаточным объемом экспериментальных данных, использованием высокотехнологичного оборудования, адекватных современных методов и критериев статистической обработки данных. Основные положения и результаты диссертационной работы представлены и доложены на VI и V-й международной научно-практической конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук» (26-27 марта 2013 г. и 25-26 июня г., Москва), на Международной научной интернет-конференции «Медицина в XXI веке: тенденции и перспективы» (19-20 апреля 2013 г., Казань), на II-ом Молодежном международном форуме медицинских наук «MedWAYS» (26ноября 2013 г., Москва), на XV-ом Международном конгрессе «Здоровье и образование в XXI Веке» ( 27-30 ноября 2013 г., Москва), на расширенном заседании кафедры фармакологии фарм. факультета ПМГМУ им. И.М.
Сеченова (06 декабря 2013 г., Москва ), а также на XII Международной научно-практической конференции «Прогрессивные процессы мирового научного знания в XXI веке» (31 мая 2014 г., Казань). По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, 6 из них в российских рецензируемых научных журналах, включенных в перечень изданий, рекомендованных ВАК для публикаций результатов диссертаций.
Объем и структура диссертации Диссертация изложена на 165 страницах машинописного текста, содержит 12 таблиц и 21 графических рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, глав описания материалов и методов, собственных результатов, обсуждения полученных результатов, выводов и научно-практических рекомендаций, дополнена приложением из 4 таблиц. Библиографический указатель содержит 102 отечественных и 213 зарубежных источника.
ГЛАВА 1. ДИСЛИПИДЕМИЯ КАК ОСНОВНОЙ ФАКТОР РАЗВИТИЯ
АТЕРОСКЛЕРОЗА И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИ-МЕНЕНИЯ ВЕЩЕСТВ
ПРИРОДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В ЛИПИД-КОРРЕГИРУЮЩЕЙ
ТЕРАПИИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ):
Теории патогенеза атеросклероза 1. В настоящее время многофакторная природа развития атеросклероза неоднократно доказана в ряде популяционных, клинических и экпериментальных исследований (Marleau S., Mellal K. et al., 2014; Remaley AТ et al, 2014).«Атеросклероз – это системное заболевание, связанное с поражением крупных и средних артерий мышечного типа, представляющее собой совокупность изменений всех слоев сосудистой стенки, сопровождающееся локальным воспалением, отложением патологически модифицированных липидов, дисфункцией эндотелия, пролиферацией и изменениями сократимости гладкомышечных клеток, развитием фиброзной ткани и кальцификацией с последующим стенозом или окклюзией, приводящими к гемодинамическим нарушениям в зоне ответственности пораженного сегмента сосуда» (Гуревич B.C., 2006).
Первая эспериментальная модель атеросклероза была создана в 1912 г.
отечественными учеными Н. Н. Аничковым и С. С. Халатовым, путем введения высоких доз холестерина в рацион кроликов. Выявление отложений липидов на внутренней стенки сосудов легло в основу холестериновой теории атерогенеза. Прошедшие сто лет внесли существенные дополнения, определили ряд ключевых звеньев патогенеза АС, однако нарушение липидного обмена остается наиболее важным патогенетическим механизмом атерогенеза (Calhoun D.A., 2006). Показано, что снижение общего холестерина (ОХС) крови на 1% приводит к снижению смертности от ССЗ на три и более процентов (Нестеров Ю.И., 2007).
Как известно, ХС в плазме крови состоит из экзогенного холестерина, поступающего с пищей, и эндогенного, образующегося в организме.
Биосинтез эндогенного ХС регулируется количеством поступающего в организм экзогенного ХС. При снижении уровня внутриклеточного ХС (прежде всего, в печени) происходит экспрессия рецепторов к ЛПНП, что по механизму обратной связи приводит к повышенной мобилизации внутрисосудистого ХС в гепатоциты (Л.А. Бокерия, Р.Г. Оганов, 2010).
Метаболизм липопротеидов напрямую связан с апобелками, а также рядом ферментов и тканевых рецепторов. Содержащиеся в пище ХС и ТГ поступают в кишечник, где всасываются и формируются в крупные липопротеиновые комплексы — хиломикроны (ХМ). ХМ - самые большие ЛП, переносящие ТГ в жировую ткань, а эфиры ХС в клетки печени (Гуревич В.С., Уразгильдеева С.А., и соавт., 2012).
ЛПНП, транспортирующие ХС из печени к периферическим клеткам, является наиболее атерогенным классом ЛП (Т.С. Гулевская, СМ.
Ложникова, А.В. Сахарова и соавт., 2000).
Обратный транспорт ХС из периферических клеток в печень способствует резкое изменение соотношения между атерогенными ЛПНП и антиатерогенными ЛПВП (А.П. Васильев, Н.Н. Стрельцова, М.А. Секисова и соавт., 2004).
Не менее важна в регуляция эндогенного синтеза ХС активность ключевого фермента образования ХС ГМГ-КоА редуктаза. Этот фермент промежуточного продукта образования ХС. Ферментопатия приводит избыточному накопление ХС в клетках эндотелия, запуская атерогенез (Wong JP, Wijaya S, et al., 2014).
Доказано, что дислипидемия в значительной степени генетически детерминирована. Выявлены множественные значимые генетические локусы, ассоциированные с атеросклерозом. Интересно отметить, что на ряду с изучением семейных форм гиперхолестеринемии, созданные трансгенные животные, у которых обнаружены специфические изменения сосудов на фоне гипохолестериновой диеты, еще раз продемонстрировали важность генетических аспектов атерогенеза (Labos C, Wang RH, et al., 2013).
Вторым по значимости механизмом развития атеросклероза является дисфункция эндотелия. Первичное повреждение эндотелия морфологически характеризуется нарушением цитоскелета, ослаблением межклеточных связей, изменением расстояния между клетками, экспозицией субэндотелиальных структур (Stary HC, Chandler AB, Glagov S et al.,1994).
Гладкомышечные клетки (ГМК) сосудистой стенки утилизируют преимущественно липиды, транспортируемые в артериальную стенку с ЛП плазмы. Для этого на своей поверхности ГМК имеют специфические рецепторы, обладающие высоким сродством к апобелкам, находящимся на поверхности ЛП. При повреждении эндотелия, ХС ЛП проникает в ГМК сосудов, минуя рецепторный механизм, что чревато избыточным накоплением в них эфиров ХС и формированием атеромы (Л.А. Бокерия, Р.Г.
Оганов, 2010). В результате, облегчается проникновение ЛПНП в стенку сосуда, где последние окисляются, или подвергаются химическому превращению. Дальнейший процесс сопровождается активацией эндотелиоцитов и выделением молекул адгезии, которые опосредуют прилипание тромбоцитов, лейкоцитов испособствуют отложению клеточного ''мусора'' и солей кальция на стенке сосуда, активируют миграцию макрофагов в интиму, образование ''пенистых клеток'' и их дальнейшего склерозирования и уплотнения (Арутюнов Г.П.,1999; Лякишев А.А., 2002;
Н.В. Перова, В.А. Метельская., 2004). На месте атеромы возникает фиброзная бляшка, которая выступает в просвет сосуда. Интима в местах возникновения бляшек фрагментируется, что способствует миграции ГМК из средней оболочки артерии в интиму и трансформации в фибробластподобные клетки с частичной или полной потерей сократительных свойств. Основной причиной клинических осложнений атеросклероза является дестабилизация ранимой бляшки, заключающаяся в нарушении целостности ее покрышки и формировании тромба (Гуревич B.C., 2006).
Открытие эндотелинов и эндотелий-расслабляющего фактора — оксида азота NO заставило учитывать и паракринную функцию эндотелия в патогенезе атеросклероза (Карпов Р.С., 2003). К основным функциям артериального эндотелия относят баръерную, антитромботическую, вазодилятирующую, пролиферирующую и способность активации ГМК (Аронов, Д. М., 2011).
Основными эффекторами этой функции сосудистой стенки являются некоторые простагландины, эндотелин и оксид азота. Согласно перекисной теории, образование перекисей липидов в стенке сосуда может вызывать первичное повреждение интимы, инициировать и ускорять течение атеросклеротического процесса (Коган А. Х., Кудрин А.Н. и соавт. 1992; А.Н.
Кудрин и соавт., Фармакология. М., 1993).
Роль воспалительных факторов в атерогенезе еще раз подтвердило недавно проведенное клиническое исследование PROSPECT (2009-2011 гг.).
Пациентам, перенесшим острый коронарный синдром (ОКС), в качестве биомаркеров прогрессирования атеросклероза проводили оценку динамики С-реактивного белка (СРБ), липопротеина (а), интерлейкина ИЛ-6, фактора некроза опухоли (ФНО), и др., высокий уровень которых ассоциировался с риском рецидива ССЗ (Kelly CR, Weisz G,et. al., 2014).Принимая во внимание все вышесказанное, один из инициальных этапов атерогенеза можно представить так: в результате повреждения эндотелия, последний экспрессирует цитокины (ИЛ-1, (ФНО)) и некоторые факторы роста. К участкам эндотелия с повышенной адгезивностью прикрепляются моноциты и Т-лимфоциты, которые мигрируют в субэндотелиальное пространство.
Моноциты дифференцируются в макрофаги, транформируются в конечном итоге в пенистые клетки, составляющие основу так называемых липидных полосок. Окисленные ЛПНП инициируют локальную воспалительную реакцию, сопровождающуюся гибелью эндотелиальных клеток и вызывающую дисфункцию эндотелия. Модифицированные ок-ЛПНП приобретают свойства аутоантигенов и стимулируют аутоиммунные реакции. Кроме того, ок-ЛПНП модифицируют реакцию сосудистой стенки на ангиотензин II. Это приводит к нарушению вазодилатации и индуцирует протромботическое состояние, активируя тромбоциты и запуская каскад факторов коагуляции плазмы крови (Гуревич B.C., 2006; Зенков Н.К., 2001;
Климов А.Н., Никульчева Н.Г., 1995).
Таким образом, атеросклероз - это полиэтиологичное заболевание, в генезе которого участвуют алиментарные, нейрогенные, аутоиммунные, окислительные, генетические и другие факторы. Представленные теории освещают лишь одну или несколько граней этой сложной проблемы.
1.2 Современные принципы профилактики и лечения атеросклероза В настоящее время выделяют две группы факторов риска (ФР):
немодифицируемые (пол, возраст, наследственность) и модифицируемые (курение, артериальная гипертензия, гиперхолестеринемия, гиподинамия, ожирение и др.) Немедикаментозное лечение включает гиполипидемическую диету и борьбу с факторами риска, в первую очередь, нарушениями липидного обмена, ожирением, артериальной гипертонией и курением (Рекомендации РКО/ ВНОК, 2009). Разработка подходов к профилактике и лечению АС, основанных на снижении уровня факторов риска АС, прежде всего, таких как гиперлипидемия, гипертония и диабет рассматриваются как непрямая антиатеросклеротическая терапия (Calhoun D.A., 2006; Fabris F., Zanocchi M., et al., 1994). Характер питания, равно как и физическая активность, существенно влияют на риск развития ССЗ опосредованно через биологические факторы (ЛПНП, ЛПВП, артериальная гипертензия, ожирение) (Волкова Э.Г., 2005). Так, принципиально важным направлением в диетологии при АС является восстановление утрачиваемого человечеством должного состава и объема натуральной растительной пищи (Рекомендации РКО/ ВНОК, 2004).
1.2.1 Традиционная липид-модифицирующая лекарственная терапия Медикаментозное лечение проводят средствами, воздействующими, главным образом, на нарушение липидного обмена (Метелица В.И., 2002).
Спектр препаратов, обладающих гиполипидемическим действием, сегодня чрезвычайно широк. Исследованы основные преимущества и недостатки различных групп липид-корригирующих средств (Маль Г.С., 2005; B.C.
Шухов, Л.Б. Лазебник, 2000).
К средствам, влияющим на гиперхолестеринемию, относятся:
Ингибиторы ГМГ-КоА-редуктазы (статины);
Производные фиброевой кислоты (фибраты);
- Никотиновая кислота;
- Ингибиторы абсорбции ХС в кишечнике;
- Секвестранты желчных кислот (смолы);
Полиненасыщенные жирные кислоты - -3 триглицериды Выделяют три группы статинов: натуральные статины (ловастатин, являющийся грибковым метаболитом); полусинтетические (правастатин и симвастатин); полностью синтетические соединения с отличной химической структурой, такие как флувастатин, аторвастатин и розувастатин.
Статины, будучи ингибиторами ГМГ-КоА-редуктазы (фермент синтеза ХС), способствуют снижению пула ХС в клетках печени. Статины снижают содержание ХС ЛПНП путём истощения его внутриклеточных запасов и регулирования рецепторов ЛПНП печени. Между тем, действие статинов не ограничивается липидкоррегирующим эффектом. На фоне лечения происходит нормализации эндотелиальной функции, антиоксидантного, противовоспалительного, антикоагулянтного, антипролиферативного действия, стабилизации атеросклеротической бляшки (Bersano A, Ballabio E, 2008; Simko F., 2007; Reiss AB, Wirkowski E., 2007; Paraskevas KI, Tzovaras AA, Briana DD, 2007; Adam O, Neuberger HR, 2008).
Проведенные клинические исследования по первичной и вторичной профилактике ИБС, показали, что терапия статинами значительно снижает заболеваемость и смертность от ИБС, острого нарушения мозгового кровоснабжения ( Baigent C, Blackwell L, Emberson J et al 2010; Baigent C, Keech A, Kearney PM et al., 2005; Mills EJ, Wu P, Chong G et al., 2011).
характеризуется средним и низким уровнем комплаенса, т.е. низким соблюдением режима приема лекарственного препарата пациентом (Insull W., 1997). Принимая во внимание, что дислипидемия на начальных стадиях протекают бессимптомно, пациенты не настроены на продолжительную терапию. К тому же, возникновение нежелательных реакций при проведении фармакотерапии воспринимается пациентами крайне негативно и способствует их отказу от дальнейшего лечения (McKenney JM., 2000).
1.2.2. Спектр побочных эффектов традиционных гиполипидемических препаратов Большая часть используемых на сегодняшний день статинов, за исключением правастатина и розувастатина, обладают липофильной природой и легко проникают сквозь мембраны клеток, оказывая своё влияние на ГМГ-КоА-редуктазу, как внутри печени, так и вне её. Системное действие на ГМГ-КоА-редуктазу определяет развитие нежелательных эффектов терапии (Soran H, Durrington P., 2008; J. Beltowski et al, 2009).
Среди наиболее частых побочных эффектов статинов выделяют:
миотоксичность, гепатотоксичность, нейро-, нефротоксичность, гипергликемию.
«Мышечные» побочные эффекты относятся к наиболее распространённым и хорошо изученным побочным эффектам статиновой терапии. Они возникают более чем у 10% пациентов (Toth PP, Harper CR, et al, 2008). Выделяют миалгические симптомы, миопатии, обусловленные повышением активности креатинфосфокиназы (КФК). Самым тяжелым миопатическим осложнением является рабдомиолиз с резким подъемом уровня КФК (Vladutiu GD., 2008;
Ruano G, Thompson PD, Windemuth A, et al, 2005). В 10 % случаев летальный исход рабдомиолиза связывают с аритмиями и развитием ДВС-синдрома (Law M, Rudnicka AR., 2006).
Причем факторы, снижающие метаболизм статинов, такие как:
преклонный возраст, почечные и печёночные расстройства, гипотиреоидизм, сахарный диабет, увеличивают вероятность развития миопатии (Link E, Parish S, Armitage J, et al., 2008).
Механизм развития индуцированных статинами мышечных побочных явлений по сей день недостаточно изучен. Исследования Pierno et al.показали способность статинов повышать порог возбудимости мышечных клеток крыс (Pierno S, De Luca A, Tricarico D, et al., 1995; 275; Pierno S, De Luca A, Liantonio A,et al, 1999). Дальнейшее изучение показало, что статины ингибируют хлоридные каналы типа CLC-1, и тем самым снижают ток ионов хлора, вызывая деполяризацию и непрерывное мышечное сокращение (Pierno S, Didonna MP, Cippone V, et al., 2006). Есть данные о том, что статины увеличивают концентрацию внутриклеточного кальция (Liantonio A, Giannuzzi V, Cippone V, 2007). Описан иммуноиндуцированный механизм повреждения, схожий с аутоиммунными процессами при полимиозите (Needham M, Fabian V, Knezevic W, 2007).
Недостаточно остаются изученными механизмы индуцированной гепатотоксичности. Было показано, что статины активируют каспазу, фермент, который является пусковым звеном для процесса апоптоза культурированных гепатоцитов человека (Oh SJ, Dhall R, Young A, Morgan MB, Lu L, 2008), понижают уровни кофермента Q10, индуцируют в печени окислительный стресс (Tavintharan S, Ong CN, Jeyaseelan K, Sivakumar M, Lim SC, Sum CF, 2007). Ряд эпидемиологических исследований показал высокий риск развития периферической невропатии у пациентов, длительно принимающих статины (Backes JM, Howard PA., 2003; Lo YL, Leoh TH, Loh LM, Tan CE., 2003; Gaist D, Jeppesen U, 2002).
Увеличился объем исследований, направленных на оценку риска развития сахарного диабета в результате длительной терапии статинами (Sasaki J, Iwashita M, Kono S., 2006; Navarese E.P., Buffon A., Andreotti F. et al.
2013).
Метаанализ, проведенный Sattar N et al., показал потенциальный риск развития сахарного диабета (Sattar N., Preiss D., Murray H.M., et al. 2010).
Сравнительно недавно FDA внесла в инструкцию к статинам информацию о риске повышения гликозилированного гемоглобина и глюкозы натощак при приеме статинов (Park ZH, Juska A, Dyakov D, Patel RV., 2014).
Относящиеся к гиполипидемическим медикаментозным средствам секвестраты желчных кислот и фибраты также не лишены побочных эффектов: гастроинтестинальные симптомы, нарушение обмена жирорастворимых витаминов. Фибраты абсолютно противопоказана при недостаточной функции почек и печени, желчнокаменной болезни, при беременности и лактации (Kiortsis D. N. et al., 2000; Alexandridis O., Pappas G., Elisaf M., 2000). Наиболее грозным осложнением применения НК является развитие печеночной недостаточности. Ниацин повышает секрецию гистамина и моторику желудка, что может сопровождаться обострением язвенной болезни желудка. Относительными противопоказаниями к назначению НК являются артериальная гипотония, подагра, сахарный диабет 2-го типа ( Рекомендации РКО/ ВНОК, 2009).
1.3 Гиполипидемические свойства веществ природного происхождения (чеснок, масло амарантовое, оливковое и льняное и волокна пектина, альгината и хитозана) Принимая во внимание описанные побочные эффекты, высокий ценовой диапозон статинов, исследователей не оставляет мысль о поиске альтернативных гиполипидемических лекарственных средств.
Стоит заметить, что немало надежд в этом направлении сегодня возлагается на сочетанное применение лекарственных компонентов природного происхождения, каждый из которых корректировал бы отдельную составляющую липидного спектра крови. Это позволило бы снижать дозу статина, достигать оптимального контроля за показателями липидного спектра и предотвращать риск развития побочных эффектов гиподипидемических препаратов.
Так, принципиально важным направлением в диетологии при АС является восстановление утрачиваемого человечеством должного состава и объема натуральной растительной пищи (Рекомендации РКО/ ВНОК, 2004).
Примечательно, что при применении натуральных комплексов проявляется синергизм, позволяющий усилить известные полезные свойства каждого из ингредиентов (Асеева Т.А., Блинова К.Ф., Яковлев Р.П., 1989). Безопасность - ещё одно немаловажное качество, отличающее натуральные компоненты.
Ведь антиатеросклеротическая терапия может стать многолетней, а возможно, и пожизненной.
1.3.1. Потенциальные гиполипидемические свойства чеснока антиатеросклеротической активности чеснока (Allium sativum, семейство Liliaceae). Данный продукт применяется в качестве лекарственного средства уже около 4000 лет. Содержит более 200 активных компонентов.
Биологически активные вещества чеснока (allium Sativum L.) и их использование в питании человека (В.Е. Рыженков, В.Г. Макаров, 2003).
Наиболее значимыми среди активных компонентов чеснока являются его серосодержащие соединения, в частности органические сульфиды, особенно S-алкил-производные цистеина (Хейнерман Д., 1995).
О лечебных свойствах этого растения писали Гиппократ, Авиценна, Парацельс. Результаты многочисленных клинических исследований подтверждают известные с древности полезные свойства чеснока, в том числе относящиеся к профилактике и лечению АС.
Согласно А. Н. Орехову, полученные в таких работах результаты, можно разделить на 2 группы:
- данные о непрямом антиатеросклеротическом действии чеснока, влияющем на ФР;
- данные о прямом действии чеснока и чесночных препаратов на АС (Орехов А.Н., 1998).
экспериментальной гиперлипидемией, вызванной высокохолестериновой диетой, была продемонстрирована способность различных форм чеснока снижать уровень сывороточного ХС и других липидов. Вероятно, эффект обусловлен подавлением синтеза ХС в печени, путем ингибирования ГМГКоА-редуктазы, фермента, вовлечённого в биосинтез ХС (Лякишев А.А., 2002; Gerhardt R.,1993). Так, в низких концентрациях (0,5мг/ мл) его экстракты угнетают последующие этапы биосинтеза ХС вне печени (Beck H, Wagnerk G, 1994).
Антигиперхолестеринемическое и антигиперлипидемическое действия чеснока наблюдались в различных опытах на животных (крысы, кролики, куры, свиньи) введении измельченных долек чеснока, его экстрактов (на основе воды, этанола, петролейного эфира или метанола) (Amagase H., Petesch B.L., Matsuura H. et al., 2001; Sobenin L.A., Zalepugin D.Y., Til'kunova N.A., Orekhov A.N., 2002).
В проведённых на животных экспериментах был продемонстрирован, гипотензивный эффект чеснока и его активных компонентов. Исследования на изолировнных сегментах аорты, а также на других образцах гладкой мускулатуры показали, что сок чеснока подавляет ее сокращение (Собенин И.А., Прянишников В.В., Рабинович Е.А., Орехов А.Н., 2005; Собенин И.А., Филатова Л.В., Скалбе Т.А., Орехов А.Н., 2000).
Известно, что у страдающих сахарным диабетом пациентов АС возникает раньше, чем у недиабетиков и протекает тяжелее. Основой взаимосвязи между диабетом и АС является взаимодействие артериальных клеток с атерогенными модифицированными ЛП, которым принадлежит ключевая роль в инициации атеросклеротического поражения, что приводит, атеросклеротическим проявлениям на клеточном уровне (Sobenin I.A., Tertov V.V., Orekhov A.N., 1994). ЛП у страдающих диабетом гликозилированы.
Доказано, что гликозилирование в значительной степени усиливает атерогенность ЛП. Этим объясняются более тяжёлые проявления АС у диабетиков, нежели атерогенные ЛП недиабетиков. На моделях диабета у животных были выявлены гипогликемические эффекты чеснока и его компонентов, в частности аллилцистеинсульфоксида (Орехов А.Н., Тертов В.В., Собенин И.А. и соавт., 1996).
В более ранних экспериментах показано, что чеснок и ряд его отдельных соединений способны предотвращать образование тромбов и подавлять агрегацию тромбоцитов. Потребление свежей дольки чеснока в день в течение 26-ти недель вызывало снижение выработки тромбоцитами тромбоксана. Его уровень в сыворотке крови по данным снижался на 80 % (Lawson L.D., Ransom D.K., Hughes B.G., 1992; Samson R.R., 1982).
Многочисленные исследования подтверждают ингибирующее действие экстрактов чеснока и выделенных из него веществ, например, аллицина и аджоена, на тромбообразование и последующую агрегацию тромбоцитов.
Компоненты чеснока способны подавлять пролиферацию атеросклеротических клеток, а также синтез и накопление коллагена в аорте, что обусловливает прямое влияние чеснока на внутриклеточные липиды, равно как и способность его компонентов подавлять синтез эфиров ХС и ТГ в атеросклеротических клетках аорты (Orekhov A.N., Tertov V.V., 1997).
Исследования показали, что чеснок способен снижать содержание свободного ХС и его эфиров в перегруженных липидами артериальных клетках. Так, в первичной культуре гладкомышечных клеток, выделенных из атероклеротической бляшки аорты человека, водный экстракт чесночного порошка за 24 часа инкубации снижал содержание свободного ХС на 30%, эфиров ХС до 40% и ТГ на 20% (Orekhov A.N., Tertov V.V., Kudryashov S.A.
et al.,1990). У кроликов, формирование и рост неоинтимального утолщения были индуцированы криостатическим повреждением с последующим переходом на гиперхолестериновою диету, применение препаратов чеснока привело к достоверному снижению избыточного роста неоинтимы в сравнении с результатами плацебо (Андрианова И.В., Габбасов З.А., Ионова В.Г., 1997; Андрианова И.В., Ионова В.Г., Демина Е.Г., 2001; Orekhov A.N., Tertov V.V., 1997). Экстракт чесночного порошка значительно снижает интернализацию эфиров ХС, которые проникают в клетки в составе модифицированных ЛПНП, и тем самым в 4 раза сокращает вызванное модифицированными ЛПНП накопление эфиров ХС внутри клеток (Orekhov A.N., Tertov V.V.,1997).
Окисленные ЛПНП – одна из наиболее атерогенных модификаций данных ЛП, в связи с чем, антиоксиданты, снижающие их окисляемость, рассматриваются как антиатерогенные агенты (Egen-Schwind C., Eckard R., Jekat F.W.,1992; Esterbauer H., Wag G. et al., 1993).
соединением, ответственным за антиатеросклеротическое действие чеснока.
Пероральное введение аллицина крысам в течение двух месяцев вызывало понижение содержания уровня общих липидов, ТГ и ОХС в сыворотке и в печени (Augusti K.T., Mathew P.T., 1974). Более поздние исследования in vitro показали, что водорастворимые сераорганические соединения, особенно Sаллилцистеин, содержащийся в состаренном чесночном экстракте, а также диаллил дисульфид, присутствующий в чесночном масле, по аналогии являются потенциальными ингибиторами синтеза ХС (Gerhardt R., 1993).
Было доказано, что содержание общих липидов и ХС в плазме у крыс понижалось после инъекции в брюшную полость смеси диаллил дисульфида и диаллил трисульфида (Pushpendran C.K. et al., 1980). Гиполипидемический составляющих, таких как никотиновая кислота и аденозин, также угнетающих активность ГМГ-КоА-редуктазы и биосинтез ХС (Platt D., Brosche T. et al, 1992).
За последние несколько лет были обнаружены вазоактивные свойства полисульфидных соединений чеснока. Диаллил дисульфид (DADS) — вызывал расслабление кольцевых сегментов аорты крысы. Полисульфидные соединения чеснока не только являются предшественниками сероводорода (H2S), но и способны самостоятельно вызывать изменения конформации молекул белков в клеточных мембранах (Lowicka E., Beltowski J., 2007). Как показали многочисленные исследования, одной из систем, где сероводород играет ключевую роль как сигнальная молекула, является сердечнососудистая система, в частности — кровеносные сосуды. Осуществляя свое сероводород принимает активное участие в регуляции артериального давления (Jang G., Wu L., Liang W., Wang R., 2005; Wang R., 2002; Warenycia сероводорода является также получаемый из чеснока S-аллилцистеин, который обладает выраженным кардиопротекторным действием. Однако, последнего (Wei G., Ze-yu C., Yi-zhun Z., 2013).
повышение уровня которой является достоверным маркером развития ССЗ.
(Kazemi M.B. et al., 2006; Kothekar M.A., 2007). Тиолактон гомоцистеина гипогомоцистеинемии. Насыщенные тиолом ЛПНП частицы склонны к аггрегации; а будучи впоследствие поглощенными макрофагами, повышают вероятность развития окислительного стресса и атерогенеза (Seshadri S., Beiser A., Wilson P.W., Wolf P.A., 2002).
гипогомоцистеинемическое действие чеснока. Согласно данной работе, повышенные уровни гомоцистеина, вызванные дефицитом фолиевой кислоты (Yeh Yu-Yan, Yeh Shaw-Mei, 2006) Авторы утверждают, что снижение гомоцистеина происходит за счёт нарушения деметилирования гомоцистеина в метионин и повышения транссульфирования гомоцистеина в цистатионин.
В другом исследовании показано, что сочетанный приём экстракта старого чеснока с витаминами В12, фолиевой кислотой и аргинином снижал повышенные уровни гомоцистеина (Budoff M.J., Ahmadi N., Gul K.M., Liu S.T., Flores F.R., et al. 2009). Комбинация снижения маркеров окислительного стресса вместе с улучшением сосудистой функции давала явное антиатеросклеротическое действие.
разработки прямой антиатеросклеротической терапии на основе чеснока.
антиатеросклеротического действия, безопасность, можно предположить, что терапия на его основе найдет самое широкое применение в профилактике и лечении ССЗ.
1.3.2. Потенциальные гиполипидемические свойства растительных масел с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот (НЖК) Физиологическая ценность некоторых растительных масел объясняется наличием в них эссенциальных жирных кислот, сквалена, фосфолипидов, стеринов, витаминов и др. (Рыженков В.Е., 2002). Особый интерес представляют масла, содержащие незаменимые жирные кислоты, которые не синтезируются в организме человека: линолевая (С 18:2; n-6), альфалиноленовая (С 18:3; n-3) и гамма-линоленовая (С 18:3; n-6) (Бондаренко Е.Ю., 2007).
Оливковое масло - Olea europaea, семейство Oleaceae.
Отмечено, что адепты ''средиземноморской диеты'' отличаются более низкой заболеваемостью сердечно-сосудистой патологией (Assmann G., Cullen P., Schulte H., 2002). Объектом изучения этого феномена стала основа этой диеты - оливковое масло. Состав оливкового масла довольно сложный.
Данный продукт почти на 72 % состоит из мононенасыщенной олеиновой кислоты (Newmark H.L.,1997; Owen R.W., Giacosa A., Hull W.E. et al., 2000;
Waterman E., Lockwood B., 2007) Общее содержание фенолов находится в диапазоне 196-500 мг/кг (Perona J.S., Cabello-Moruno R., Ruiz-Gutierrez V., 2006; Romero C., Medina E., Vargas J. et al., 2007).
Основными фармакологическими компонентами масла являются мононенасыщенная олеиновая кислота, фенолы, и сквален. (Halvorsen В.L., Holte К., Myhrstad M.С., et al. 2002; Owen R.W., Giacosa A., Hull W.E. et al., 2000, Rao С.V., Newmark H.L., Reddy В.S.,1998) В борьбе с АС фенольные соединения оливкового масла представляют наибольший интерес. (Visioli F., Poli A., Gall C., 2002; Wang T., Hicks К.В., Moreau R., 2002). Группа данных соединений обладает способностью стабилизировать свободные радикалы посредством образования внутримолекулярных водородных связей.
Выделяют три основных представителя фенолов в оливковом масле:
гидрокситирозол, олеуропеин (катехины) и тирозоль (моно-фенол). В рамках исследований in vitro было доказано, что гидрокситирозол и олеуропеин способны ингибировать производство изопростанов, маркеров окисления ЛПНП (Salami M., Galli C., De Angelis L., Visioli F.,1995; Visioli F., Poli A., Gall C., 2002).
Гидрокситирозол и олеуропеин связывают свободные радикалы (Fabiani R, De Bartolomeo A., Rosignoli P., et al., 2002), что также препятствует окислению ЛПНП. Доказано, что данные катехины удаляют различные эндогенные и экзогенные формы свободных радикалов и окислителей, в том числе, порожденных перекисью водорода (Owen R.W., Giacosa A., Hull W.E. et al. 2000; Visioli F., Poli A., Gall C. 2002).
Гидрокситирозол также оказывает влияние на целый ряд ферментов, в том числе циклооксигеназу и НАДФ-Н-оксидазу (Visioli F., Poli A., Gall C., 2002) и снижает аггрегацию тромбоцитов (Cunnane S.C., Ganguli S., Menard C., Liede A.C., et al., 1993).
Было показано, что фенолы и олеиновая кислота могут способствовать улучшению функции эндотелия сосудов за счет снижения активных форм кислорода (Alonso A., Ruiz-Gutierrez V., Martinez-Gonzalez M.A., 2006;
Henryk T., Ewa G., Malgorzala В., Przemyslaw L.,2005; Perona J.S., CabelloMoruno R., Ruiz-Gutierrez V., 2006). В дополнении к этому показана способность оливкового масла изменять сосудистый тонус и фосфолипидную составляющую стенки аорты и других сосудов (Ferrara L.A., Raimondi A.S., d’Episcopo L., et al., 2000; Kotti T.J., Ramirez D.M., Pfeiffer B.E. et al., 2006).
оливкового масла, как отдельно так и совместно с другими натуральными липидокорригирующими средствами представляется достаточно актуальным.
Льняное масло (oleum lini, семейство Linaceae) Уникальность льняного масла заключается в относительно высоком содержании -линоленовой кислототы (АЛК) (Johnston I.M., Johnston J.R., 1990). В состав масла также входят олеиновая (15-20%), пальмитиновая, линолевая кислота (ЛК) и стеариновая. (Carter J., 1993; Connor W.E., 2000).
Полиненасыщенные незаменимые жирные кислоты (ПНЖК), АЛК и линолевая (ЛК) входят в состав практически всех клеточных мембран.
АЛК— предшественник эйкозанпентаеновой (ЭПЕ) и докозангексаеновой (ДГЕ) кислот (ЭПЕ участвует в регенерации сосудистой стенки, ДГЕ — в росте и развитии мозга) (Simpopoulos A.P., 1993). Линолевая кислота метаболирует в организме в арахидоновую. Основными функциями ПНЖК являются их участие в формировании фосфолипидов клеточных мембран и синтез эйкозаноидов (тканевых гормонов): простациклинов (ПЦ), простагландинов (ПГ), лейкотриенов (ЛТ) и тромбоксанов (ТК). Эти вещества играют активную роль в регуляции функций всего организма, особенно сердечно-сосудистой системы. Полиненасыщенные жирные кислоты, особенно класса омега-3: ограничивают всасывание холестерина в тонком кишечнике, стимулируют в печени синтез желчных кислот, тормозят синтез и секрецию ЛПОНП в гепатоцитах, повышают уровень ЛПВП (Ершов А.A., 2007; Мартынов А.И., Чельцов В.В., 2007). Баланс двух типов ПНЖК (АЛК и ЛК) важен для гомеостаза и нормального развития человеческого организма.
На сегодняшний день во многих диетах стран Запада соотношение ЛК:
АЛК составляет приблизительно (20–30):1 вместо требуемого (1–2):1.
Исследования показывают, что высокое содержание ЛК в диете человека способствует увеличению вязкости крови, вызывает спазмы и сужение сосудов, тогда как АЛК обладает сосудорасширяющими свойствами и оказывает антистрессовое и антиаритмическое действия (Horrobin D. F., 1992). Таким образом, введение льняного семени или льняного масла в диету приближает соотношение ЛК: АЛК к жизненно необходимому. АЛК конкурирует с линолевой кислотой или прямым образом взаимодействует с ионными каналами и ядерными рецепторами клетки, оказывая различные биологические функции в организме (Assmann G., Cullen P., Schulte H., 2002).
Было показано, что гипохолестеринемический эффект льняного масла опосредован активацией экспрессии печеночных рецепторов ЛПНП и последующим катаболизмом холестерина и его вывода из организма (Assmann G., Cullen P., Schulte H., 2002).
В другом исследовании, эффект льняного масла был успешно дополнен -липоевой кислотой (коферментом окислительных энзимов в митохондриях), что приводило к заметному снижению маркеров воспаления ИЛ-6 и СРБ. К тому же ЛК подавляет экспрессию воспалительных цитокинов (IL6, IL1, СРБ и TNF-) посредством снижения NF-B индуцированной экспрессии гена и / или активации системы PPAR- (Титов В.Н., 2001; Assmann G., Cullen P., Schulte H., 2002). Похожим образом, липоевая кислота ингибирует NF-B-индуцированную экспрессию гена, независимо от своей антиоксидантной функции (Lipid Research Clinics Program, 1984).
Таким образом, в ряде работ продемонстрированы потенциальные антиатерогенные возможности льняного масла.
Амарантовое масло (Oleum Amaranthus paniculatus, семейство A.
paniculatus) Одной из отличительных особенностей химического состава масла амаранта является высокое содержание ПНЖК семейства омега-3 и омега -6, а именно линолевой и, в меньшей мере, линоленовой кислот. (Покровская Е.В., 2001). Амарант содержит около 77% полиненасыщенных жирных кислот (50% из них составляет линолевая кислота), сквален (2,6,10,15,19,23гексаметил-тетракоза-2,6,10,14,18,22-гексаен) - до 8 %, фоcфолипиды - до 10%, фитостеролы - до 2%, витамин Е в крайне редкой, токотриенольной форме - до 150 мг/100г. (Becker R., 1989).
Гиполипидемические и антиоксидантные свойства масла амаранта были неоднократно изучены в экспериментальных и клинических условиях (Conforti F, Statti G, Loizzo M R, Sacchetti G, Poll F, 2005; Das В, Yeger Н, Baruchel Н, Freedman М Н, Когвп G, 2003; DiMarsio P, Devasagayam T P, Kaiser S, 1990; Halvorsen В L, Holte К, 2002, Henryk T, Ewa G, 2005; Madani К A, 2002; Newmark HL, 1999 ; Rao С V, Newmark H L, 1998).
Было показано, что амарант влияет на абсорбцию ХС и желчных кислот, на содержание ХС в ЛП печени и биосинтез ХС. Так, в одном эксперименте на хомяках 5 % содержание масла амаранта в рационе снижало показатели ОХС и ЛПНП на 15 % и 22 % соответственно по сравнению с контролем. Зерна и масло амаранта снижали ЛПОНП на 21-50 %. В обоих случаях наблюдалось повышение фекальной экскреции отдельных нейтральных стеролов и урсодезоксихолевой кислоты. Масло амаранта увеличивало уровень синтеза ХС, возможно, путем компенсаторных механизмов, одновременно снижая содержание эфиров холестерина в печени необходимых для образования ЛПОНП (Berger A, Gremaud G, Baumgartner гипохолестеринемические возможности зерен амаранта и его масла.
Фекальная экскреция ХС и желчных кислот в группе, получавшей масло, повышалась. В группе, принимавшей цельные зерна отмечалась усиленная экскрецию желчных кислот. (Shin D H, Heo H J, Lee Y J, 2004). В различных исследованиях in vitro было показано, что экстракты амаранта проявляют антиоксидантов (Conforti F, Statti G, Loizzo M R, Sacchetti G, Poll F, 2005).
В отличие от льняного масла, масло амаранта не столь богато на ПНЖК семейства омега-3, т.к. в амарантовом масле ПНЖК почти на 50 % представ-лены семейством омега-6 в лице линолевой кислоты (Покровская Е.В., 2001). С другой стороны, данное масло является богатейшим источником сквалена (Kelly GS, 1999). Замена ТГ пищи на сквален приводит к уменьшению у крыс абсорбции ХС до 50% (Richter P, Schafer SG, 1982).
К одним из наиболее изученных компонентов масла амаранта относятся фитостеролы (Оганов Р. Г., Масленникова Г. Я., 2003).
Абсорбционные свойства этих компонентов масла значительно ниже, чем у ХС, а их способность угнетать абсорбцию ХС можно отнести к их структурному сходству с последним (Berger A, Jones P, 2004). Показано, что фитостеролы обладают антиатерогенными, противовоспалительными, антиоксидантными свойствами (Van Rensburg S J, Daniels WM, van Zyl JM, 2000; Wang T, Hicks К В, Moreau R, 2002). Потребление фитостеролов чувствительность эритроцитов к гемолизу, фибриноген плазмы. Всё это вело к уменьшению формирования атеросклеротических повреждений (Moghadasian MH, McManus BM Godin DV, Rodrigues B, Fronlich J J, 1999).
Учитывая биологические свойства амарантового масла, представляется крайне перспективным его дальнейшее включение в комплексный препарат, обладающий гиполипидемическим, гипотриглициридемическим и антисклеротическим действиями.
1.3.3 Потенциальные гиполипидемические свойства пищевых волокон (ПВ) подтверждают положительную роль пищевых волокон в профилактике и диетотерапии атеросклероза (Tsai A.C. et al., 1976; Brownlee I.A., Allen A., Pearson J.P. et al., 2005).
В тех странах, где потребление пищевых волокон традиционно высокое, а также среди вегетарианцев, риск развития ИБС в несколько раз ниже, чем в развитых странах с низким потреблением пищевых волокон.
Установлена прямая зависимость между низким потреблением пищевых волокон и высоким содержанием таких показателей, как ХС и ТГ в сыворотке крови (Mustad V.A., 2000). В экспериментах на животных обогащение рационов пищевыми волокнами приводило к снижению атерогенности этих рационов даже на фоне высокого содержания жира и ХС (Toeller M., Buyken A.E., Heitkamp G. et al., 1999; Trautwein E.A. et al.,1998;
Ylitalo R., Lehtinen S., Wuolijoki E. et al., 2002; Yoshie Y., Suzuki T., Shirai T., Hirano T.,1995).
Главными компонентами пищевых волокон являются полисахариды, образующие как линейные, так и разветвленные цепи. Наибольший интерес представляют некрахмальные полисахариды, которые не гидролизуются амилазами, не абсорбируются в кровь и частично или полностью подвергаются ферментной деградации микрофлорой толстой кишки млекопитающих (Хотимченко Ю.С., Ермак И.М., Бедняк А.Е. и соавт., 2005).
При прохождении по кишечнику пищевые волокна формируют матрикс фиброзного или аморфного характера по типу «молекулярного сита», физико-химические свойства которого обуславливают водоудерживающую способность, катионообменные и адсорбционные свойства, чувствительность к бактериальной ферментации в толстой кишке (Хотимченко Ю.С., Одинцова М.В., Ковалев В.В., 2001; Рыженков В.Е., Ремизова О.В., Беляков Н.А., 1991).
Способность к набуханию, то есть удержанию и последующему выведению воды из организма, в большей степени выражена у аморфных пищевых волокон. Это свойство пищевых волокон способствует ускоренному кишечному транзиту, увеличению влажности и массы фекалий и снижению напряжения кишечной стенки. В желудке под влиянием пищевых волокон замедляется эвакуация пищи, что создает более длительное чувство насыщения, ограничивает потребление высокоэнергезированой пищи и способствует снижению избыточной массы тела (Ардатская М.Д., 2010).
В контексте нашей работы, мы исследовали гиполипидемические свойства трёх природных представителей этого класса: пектина, альгинатов и хитозана.
Пектин Максимальное количество пектинов содержится в плодах и корнеплодах. В пищевой промышленности пектины получают из яблочного жмыха, свеклы, корзинок подсолнечника или кожуры цитрусовых (Хотимченко Ю.С., Кропотов А. В., 1998).
Гипохолестеринемическое действие пектина было продемонстрировано неоднократно в экспериментах на крысах и морских свинках, находившихся на жировой диете (Kritchevsky D., Story J.A, 1978; Kritchevsky D., Story J.A.
1993). Было показано, что уменьшение концентрации сывороточного и печеночного ХС у крыс сопровождается повышением активности ГМГ-СоАредуктазы и холестерин-7-гидроксилазы (фермента, регулирующего образование желчных кислот из ХС) в гепатоцитах и увеличением фекальной экскреции желчных кислот. При этом секреция самой желчи, также как и концентрация желчных кислот и ХС в ней остаются на уровне контрольных значений (Garcia-Diez F., Garcia-Mediavilla V. et al., 1996). Показано повышение фекальной экскреции и холестерина при потреблении яблочного и апельсинового пектина (Gonzalez M., Rivas C., Caride B. et al.,1998). Кроме того, учитывая, что полисахариды слабее связывают гидрофильные желчные кислоты, в плазме увеличивается относительное содержание гидрофобных желчных кислот, которые сильнее, чем гидрофильные, ингибируют активность холестерин-7-гидроксилазы в печени (Хотимченко Ю.С., Ермак И.М., Бедняк А.Е. и др., 2005). У морских свинок, находившихся на атерогенной диете, пектин уменьшал концентрацию аполипротеина В в плазме и эфиры холестерина в печени, увеличивал количество печеночных рецепторов аполипротеина В/Е и вдвое усиливал распад ЛПНП (VergaraJimenez M., Conde K. et al.,1998). Примечательно, что пектины с более высокой степенью этерификации в несколько раз эффективней связывают холевые кислоты по сравнению с низкоэтерифицированными пектинами.
Полученные данные подтверждались в экспериментах in vivo (Хотимченко М.Ю., 2009; Хотимченко Ю.С., Кропотов А.В., Хотимченко М.Ю, 2001).
Таким образом, значительное количество экспериментальных данных свидетельствует о благоприятном действии пектинов на липидный обмен.
Альгинаты Альгиновая кислота и ее соли (альгинаты) встречаются главным образом в морских бурых и красных водорослях (Хотимченко Ю.С., Ковалев В.В., Савченко О.В., Зиганшина О.А, 2001; Okazaki М. et al., 1982). В талломах водорослей они являются первичными компонентами клеточных стенок и внеклеточного матрикса, играя роль скелета и обеспечивая прочность и гибкость ткани, необходимые для противодействия водным течениям (Valla S. et al. 1996).
Альгиновая кислота состоит из остатков -D-маннуроновой и -Lгулуроновой кислот, соединенных (14)-связями. Полимерная нить полигулуроновых блоков, между которыми могут находиться чередующиеся остатки обеих кислот (Хотимченко Ю.С., Ковалев В.В., Савченко О.В., 2001).
Альгинаты менее изучены, чем пектины, однако среди прочих фармакологических эффектов, альгиновая кислота и ее соли также обладают гиполипидемическим действием (Yoshie Y., Suzuki T., Shirai T., Hirano T., гипохолестеринемического и гипогликемического эффектов альгинатов с различными молекулярными массами (Glicksman, M., 1987). Показано, что для профилактики ожирения, гиперхолестеринемии и диабета необходимо использовать альгинаты с молекулярной массой в 50 кДа и выше (Kimura Y., Watanabe K., Okuda H., 1996).
Исследования на животных продемонстрировали, что наличие волокон альгината в просвете тонкой кишки снижет усвоение жиров и уровень ХС плазмы при безхолестериновой (Seal C.J., Mathers, J.C., 2001) низкокалорийной (Ito K., Tsuchiya Y., 1972.) и высококалорийной (Suzuki T., Nakai K., Yoshie Y. et al. 1993; Jimenez-Escrig A., Sanchez-Muniz F.J., 2000) диетах. По аналогии с пектинами, эти эффекты связывали с повышенным уровнем желчи и холестерина в экскрементах, что ранее встречалось в ряде работ (Kimura Y., Watanabe K., Okuda H.,1996; Schneeman B.O., Gallaher D., 1985; Seal C.J., Mathers, J.C., 1996). Было отмечено, что гиполипидемический эффект альгинатов превосходит подобный у фукоидана и агара (Ren D., Noda H., Amano H., Nishino T. et al., 1994; Jimenez-Escrig A., Sanchez-Muniz F.J., 2000). В другом исследовании (Kiriyama S., Okazaki Y., Yoshida A.,1969;
Nishide, E., Anzai, H., and Uchida, N., 1993), сравнивали гиполипидемические возможности альгиновой кислоты и её солей (альгинатов). Согласно работе, альгиновая кислота намного слабее снижала липидные показатели нежели её соли (Jimenez-Escrig A., Sanchez-Muniz F.J., 2000). Гиполипидемическую и гипохолестеринемическую эффективность альгинатов объясняют высоким содержанием блоков глюкуроновой кислоты (G блоков) и высокой склонностью к гелеобразованию, что приводит к снижению кишечной абсорбции ХС (Havler M.E., Atherton M.R., Onsoyen E., 2005). Ранее предполагалось, что чем ниже соотношение M/G в альгинатах (М – это блоки маннуровой кислоты), тем больше альгинаты утилизируют ХС крови (Suzuki T., Nakai K., Yoshie Y. et al., 1993). Однако, данное обстоятельство скорее связано с угнетением аппетита и снижением поступления ХС с пищей.
Клинические наблюдения на добровольцах с избыточной массой тела показали, что препарат Альгинет, содержащий альгиновую кислоту, достоверно уменьшает массу тела (Yoshie Y., Suzuki T., Shirai T., Hirano T., 1995). Нельзя не отметить клиническое исследованиие И.Е. Слезка, предлагавшего использовать натрий - кальциевый альгинат в комплексе с ПНЖК для нормализации липидного обмена у детей с дислипидемиями с целью примордиальной (первичной) профилактики атеросклероза (Слезка И.Е., 1997).
Хитозан Предшественником хитозана является полисахарид хитин (Shahidi F. et al., 1999). Он синтезируется у животных, главным образом, у ракообразных, моллюсков и насекомых, являясь важным компонентом экзоскелета, и у некоторых грибов в качестве основного фибриллярного полимера клеточной стенки. (Knorr D., 1984).
В панцире ракообразных нити хитина находятся в связанном состоянии с белками, и погружены в матрикс из фосфата и карбоната, кальция (Ashford N.A. et al., 1977). Хитозан как полимер -(14)-2ацетамидо-2-дезокси-D-глюкопиранозы получают путем щелочного деацетилирования хитина (Kumar M.N.V.R., 2000). Физико-химические свойства и активность хитозана во многом определяются степенью его деацилирования.
Фармакологическая активность хитозанов изучается с середины прошлого века. Наиболее изученной является способность этих полисахаридов снижать уровень липидов. Изначально в экспериментах на лабораторных животных было установлено, что пероральное введение хитозанов способствует снижению общего ХС крови на 20-30%, ТГ на 10- %, ЛПНП и увеличению ЛПВП, что приводит к достоверному уменьшению индекса атерогенности (Razdan A., Pettersson D., 1996).
Экспериментальные данные были успешно подтверждены в ходе клинических наблюдений. При этом установлено, что выраженность гиполипидемического действия прямо пропорциональна молекулярной массе полисахарида. Механизм обнаруженных эффектов, вероятно, связан со снижением экзогенного холестерина в кишечнике, и выведением связанных желчных кислот из организма (Shields K.M. et al., 2003). Кроме этого, хитозан способен образовывать ионные комплексы с жирами, ХС и ингибировать их абсорбцию и рециркуляцию из кишечника в печень (Ylitalo R., Lehtinen S., Wuolijoki E. et al.,2002; Kumar M.N.V.R., 2000). Отмечено снижение массы тела у больных, принимавших хитозан на 8,7 % в течение 3-х недель (Бычков A.B., Быкова В.М., Кривошеина Л.И., 2003). Установлено, что хитозан связывает от 1,22 до 4,5 г. жира на 1 г. полимера (Нелер Я., Плута Я., Уланьски П., 2003). Получены данные о значимом снижении хитозаном ТГ в крови после насыщенной жирами пищи (Jing S., Yamaguchi T.,1992).
Показана способность хитозана снижать уровень ХС, ТГ и глюкозы в крови у новорожденных мышей с индуцированным стрептозотоцином диабетом (Miura T., Usami M., Tsuura Y. et al. 1995). Кроме того, приём хитозана оказывал положительное влияние на кишечный метаболизм желчных кислот у крыс (Fukada Y., Kimura K. and Ayaki Y., 1991). Согласно Qujeq D. и Ataei G., хитозан может привести к замедлению жировой инфильтрации печени, улучшив течение гиперлипидемии (Qujeq D., Ataei G., 2000).
способности снижать уровень липидов в крови не уступают, а некоторые даже превосходят лекарственные средства с аналогичным механизмом действия. (Хотимченко Ю.С., Ермак И.М., Бедняк А.Е. и соавт., 2005;
Хотимченко Ю.С., Одинцова М.В., Ковалев В.В., 2001).
Принимая во внимание многообразие элементов атерогенеза, представляется целесообразным изучение сочетанного воздействия лекарственных средств на отдельные патогенетические механизмы АС.
Широко используемые гиполипидемические средства из группы статинов обладают достаточным спектром побочных эффектов, что необходимо особенно учитывать при назначении препаратов, применяющихся с целью снижения риска неблагоприятных исходов каких-либо заболеваний в больших группах больных.
Поиск безопасного комплексного средства продиктован не только побочными явлениями известных гиполипидемических лекарственных средств, но и ослаблением их эффективности на фоне длительного приёма. В связи с этим, профилактическое и лечебное действие поликомпонентных натуральных гиполипидемических средств представляет достаточный интерес как в монотерапии, так и в сочетании с традиционной медикаментозной (базисной) терапией атеросклероза.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:
2.1 Объекты исследования. Этапы экспериментов с животными.Экспериментальные исследования проводились на 328 особях белых беспородных крыс-самцов с исходной массой тела 250-300 г на базе Центрального вивария и лаборатории БАС НИИ Фармации ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова. (зав. центр. вивария А.В. Лузин, зав.
лабораторией к.б.н., доцент Л.А. Павлова).
Животные содержались в стандартных условиях вивария с соблюдением экспериментальной работе с использованием животных (Г.П.Червонская, позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (ETS N 123). — Страсбург, 1986).
До начала эксперимента все животные получали сбалансированный стандартный рацион (гранулированный корм ПК120-3, согласно приказу No1179 МЗ СССР от 10.10.1983). После ранжирования крыс по массе тела были сформированы сопоставимые по этому показателю опытные группы (Миронов А.Н., Бунатян Н.Д., 2012) В соответствии с задачами исследования использовались две модели индуцированной гиперлипидемии: витаминная и твиновая.
Для создания витаминной модели животным на протяжении пяти суток перорально через зонд вводили ХС (Panreac®) в дозе 40 мг/кг, и эргокальциферол в дозе 350000 ЕД/кг в подсолнечном масле (Белай И.М., Остапенко А.А., 2011; Yousufzai S.Y.K.M. 1976).
Твиновая модель гиперлипидемии создавалась с помощью однократного введения на пятые сутки детергента – твин-80 в дозе 200 мг/кг, внутрибрюшинно (Васканян В.Л., 1983).
антиоксидантных свойств следующих веществ:
- Порошок чеснока (ПЧ) сублимационной высушки (ООО “КиТ” – г. Бийск), с массовой долей аллицина 2,4 %, аттестат аккредитации № РОСС. RU.
0001.21ПФ21;
- Амарантовое масло (АМ) холодного отжима (“Витэко”), содержание сквалена не менее 8 %, содержание ПНЖК не менее 50 %;
- Льняное масло (ЛМ) (“Славянка Арина”), содержание ПНЖК не менее %, ТУ 9141-001-45437467-99;
- Оливковое масло (ОМ) нерафинированное (“Каждый день”), содержание ПНЖК 8 %, содержание мононенасыщенных жирных кислот (МНЖК) 80 %, содержание НЖК 12 %, продукт соответсвует требованиям федерального закона №90-Ф3;
- Хитозан пищевой (ЗАО “Биопрогресс”, г. Щёлково), ТУ 9289-067Альгинат натрия - 1000 (Е-401, Китай ) Яблочный пектин АРА-105 высокой степени этерефикации для кондитерских изделий (Россия), cтепень этерификации: < 60 %. Продукт соответствует всем критериям, указанным EU, FAO/WHO и FDA/FCC.
Изучение гиполипидемических свойств исследуемых природных веществ состояло из нескольких этапов. На первом этапе оценку липидного профиля крыс производили после раздельного применения вышеуказанных веществ природного происхождения (14 опытных групп, n= 84). Животным с ГЛП в лечебно-профилактическом режиме один раз в сутки перорально вводили один из изучаемых компонентов (300 мг/кг порошка чеснока/ мл/кг масла оливкового/амарантового/ льняного, 300 мг/кг пектина/ альгината / хитозана). Длительность эксперимента составляла 5 дней.
На втором этапе изучался липидный профиль крыс при попарном применении веществ природного происхождения (24 опытные группы (n=144), 4 группы сравнения (n=24) ). Изучаемые компоненты вводили крысам с ГЛП попарно в указанных выше дозировках на протяжении 5-ти дней (таб.4).
В задачи третьего этапа входило определение гиполипидемических свойств полученного нами поликомпонентного препарата на основе чеснока/амаранта/хитозана (300 мг/кг/ 5 мл/кг/ 300 мг/кг), (2 опытные группы (n=12), 6 групп сравнения (n=36)).
В качестве препаратов сравнения на втором и третьем этапах применялись порошок чеснока (биологически активная добавка к пище АЛИСАТ, товарный знак FATE CONTROL ТУ 9164-001-51067075-07) в дозе 8,33 мг на крысу, желатиновые капсулы ПНЖК (биологически активная добавка к пище 'Омегатрин',ТУ 9197-062-75234508-07) в дозе 16,4 мг на крысу и препарат статинового ряда - Флувастатин в дозе 0,5 мг на крысу на третьем этапе. Эквивалентные дозы для животных рассчитывались по формуле, предложенной Т.А. Гуськовой (Гуськова Т.А., 2010).
Группа контроля была представлена двенадцатью мышами с идуцированной гиперлипидемией (витаминная модель (n=6), твиновая (n=6)).
Интактную группу составили 6 здоровых крыс, находящихся в стандартных условиях вивария (животным вводили воду и комбикорм).
препарата изучалось на двух опытных группах (n=12), в качестве группы сравнения использовались двенадцать мышей, получавших препарат Пробукол (1,2 мг на крысу). На данном этапе сравнивали показатели с интактной (n=6) и контрольными группами (n=12).
поликомпонентного препарата проводилось на пятнадцати крысах, которым однократно в различных дозировках вводили компоненты изучаемого препарата, группа контроля была представлена пятью мышами. Наблюдение длилось 14 дней, в течение которых оценивались витальные и поведенческие показатели и сравнивались с пятью интактными крысами (Р.У. Хабриев, 2005).
Выбор оптимальной терапевтической разовой дозы чеснока, масел и изучаемых волокон основывался на дозировках, используемых в ряде аналогичных экспериментальных работ (Hassan H.A. 2012; Orekhov A.N., Tertov V.V., Sobenin I.A., Pivovarova E.M., 1995; Коренская И.М., Сулин В.Ю., Сафонова Е.Ф., Постыка А.Н, 2006; Richard C. Kraska, 2012). Основные этапы проведенного исследования представлены в таб. Основные этапы эксперимента с животными Методика 1/ Методика 2 Методика 1/ Методика 2 Методика 1/ Методика Примечания: Методика1 – витаминная модель ГЛП, методика2 – твиновая модель ГЛП, n1 – количество животных в группе при витаминной моделе ГЛП, n2 – количество животных в группе при твиновой моделе ГЛП.
На шестые сутки животных обеих моделей ГЛП на первом, втором и третьем этапах выводили из эксперимента под эфирным наркозом.
замораживался до дня проведения биохимического анализа (Копаладзе Р.Е., 1998). Исследовались следующие показатели липидного профиля: ОХС, ТГ, поликомпонентного препарата измеряли уровень продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в плазме.
2.2. Экспериментальные методы изучения биохимических показателей крови животных:
Изучение биохимических показателей липидного спектра крови, а также продуктов перекисного окисления липидов сыворотки проводилось в Лаборатории иммунологии и регуляторных механизмов в хирургии ГУ РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского РАМН, руководитель д.м.н., проф. Л.И.
Винницкий.
2.2.1. Определение общего холестерина:
Показатели липидного обмена - общий холестерин (ОХС), холестерин липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), триглицериды (ТГ) оценивалась ферментативным методом спектрофотометрически (спектрофотометр/ UVAllain C.C., Poon L.S., Chan C.S.G., et al., 1974; Meiattini F., Prencipe L., Bardelli F. et al., 1978).
Кровь экспериментальных животных собирали самотёком в пробирки эппиндорфа с добавлением раствора гепарина (в качестве антикоагулянта) из расчёта 25 ед./мл и центрифугировали при 3000 об/мин (центрифуга лабораторная Sigma 1-14, Германия) в течение 15-ти мин. для получения плазмы. (Вечканов Е.М., Сорокина И.А., Алилуев И.А., Парибек И.М., Лукаш А.И., 2012).
Подготовка проб для определения ОХС Всё тщательно перемешивали и инкубировали 10 минут при комнатной температуре (16-25° С), или 5 минут при 37° C, затем измеряли абсорбцию (А) в кювете с толщиной слоя 1 см для Стандарта и Образца при 500 нм в сравнении с Холостой пробой. Окраска раствора оставалась стабильной не менее 2 часов. Концентрацию ХС в образце рассчитывали по следующей формуле:
С образца = С стандарта х A образца/ А стандарта При этом: (С стандарта = 200 мг/дл или 5,17 ммоль/л) Коэффициент пересчета: мг/дл х 0,0258 = ммоль/л Чувствительность метода составляла: 1,75 мА х дл/мг = 67,6 мА х л/ммоль.
2.2.2. Определение триглицеридов:
Триглицериды, подобно ОХС, в результате сопряженных реакций, описанных ниже образуют цветной комплекс, который может быть измерен спектрофотометрически (Bucolo G., David H., 1973; Fossati P., Prencipe L.,1982).
Триглицериды + Н2О Глицерол + Жирные кислоты Глицерол-3-Ф + О2 Дигидроксиацетон-Ф + Н2О 2Н2О2+4-Аминоантипирин+4-Хлорофенол Хинонимин+4 Н2О Состав реагентов, используемых для определения ТГ Стандарт Глицерол эквивалентный 200 мг/дл (2.26 ммоль/л) Концентрация ТГ в образце была вычислина по следующей формуле:
С образца = С стандарта х A образца/ А стандарта При этом:
(С стандарта = 200 мг/дл (2.26 ммоль/л) Коэффициент пересчета: мг/дл х 0,0113 = ммоль/л Диапазон измерения: От определяемого уровня в 0,008 ммоль/л (0, мг/дл) до предела линейности 11,30 ммоль/л (1000 мг/дл). В случае, когда полученный результат превышал предел линейности, пробу разводили при помощи 9 г/л NaCl в соотношении 1:2, результат умножали на 2.
Чувствительность метода составляла 1.2 мА х дл/мг = 112 мА х л/ммоль.
2.2.3. Определение ХС ЛПВП:
Концентрацию ХС ЛПВП также определяли спектрофотометрически ферментативным методом с участием сопряженных реакций, описанных ниже (Burstein M., Scholnick H.R., Morfin R. 1980; Grove T.H., 1979).
Состав реагентов, используемых для определения ЛПВП Стандарт ХС ЛПВП (Первичный водный стандарт) 15 мг/дл
ХС ЛПВП
Вместе с наборами для определения ХС, в работе применялись дополни-тельные реагенты для осаждения ХС ЛПНП производства BioSystems (коды 11805, 11505, 11506, 11539).Были применены :
Настольная центрифуга EBA 20 (Hettich, Германия).
Водяная термобаня (DAIHAN/ WHB-11, ООО ЛабТулc, Россия) на 37°C.
Спектрофотометр (UV-1902, спектральный диапозон 190 нм - 1100 нм, Китай) Содержимое пробирок тщательно перемешивали и оставляли стоять минут при комнатной температуре, затем центрифугировали минимум при 4000 об/мин. в течение 10 минут, после этого, осторожно собирали супернатант. Реагент Холестерина (наборы для определения Холестерина BioSystems) нагревали до комнатной температуры и разливали в подписанные пробирки эпиндорфа (2мл, градуированные, бесцветные, Safe-lock, шт/уп, Германия).
Подготовка проб для определения ЛПВП (код 11805, 11505, 11506, На следующем этапе, содержимое пробирок также тщательно перемешивали и инкубировали 15 минут при комнатной температуре (16 – 25°C), или 5 минут при 37° C, затем измеряли абсорбцию (А) в кювете с толщиной слоя 1 см для Стандарта и Образца при 500нм в сравнении с холостой пробой (Бланком). Окраска раствора оставалась стабильной не менее 30ти минут. Расчёт велся при помощи следующей формулы:
С образца(супернатанта) = Ф-р разведения образца х С(станд.) х A(обр.)/А ст.
Учитывая, что в качестве калибратора был использован стандарт ХС ЛПВП, то применялся следующий метод расчета:
С образца (супернатанта) = 52,5 мг/дл ХС ЛПВП х A образца/ А стандарта Или:
С образца (супернатанта) = 1,36 ммоль/л ХС ЛПВП х A образца/ А стандарта Предел обнаружения: 0,3 мг/дл = 0,008 ммоль/л.
Предел линейности: 150 мг/дл = 3,9 ммоль/л.
Чувствительность: 1,75 мА дл/мг = 67,6 мА л/ммоль.
2.2.4. Вычисление ХС ЛПНП:
Концентрация холестерина липопротеинов низкой плотности вычислялась из общей концентрации холестерина, холестерина ЛПВП и концентрации триглицеридов (ТГ) по формуле Friedewald (Friedewald, W.T., 1972):
ХС (ЛПНП) = ОХ – ХС (ЛПВП) – ТГ/5 [мг/дл.] Или:
ХС (ЛПНП) = ОХ – ХС (ЛПВП) – ТГ/ 2.2 [ммоль/л] 2.2.5. Вычисление коэффициента атерогенности (КА):
Коэффициент атерогенности был рассчитан по следующей формуле:
КА = (общий ХС – ЛПВП)/ЛПВП 2.3. Определение токсичности поликомпонентного природного средства (чеснок/ амарантовое масло/ хитозан):
доклинического изучения нового комплексного средства, разрабатываемого из природного сырья, проводилось на двадцати белых беспородных крысахсамцах массой 250-300г. (Басченко Н.Ж., 2006) Животные были разделены на 4 группы (3 опытные и 1 контрольная), по 5 особей в каждой. Животные содержались в стандартных условиях вивария. Рацион крыс состоял из стандартного гранулированного корма, который они получали 1 раз в сутки. За 24 часа до эксперимента кормление животных, находившихся на свободном водном режиме, прекращали.
Крысам контрольной группы вводили физиологический раствор через зонд.
1. Крысам из трех опытных групп однократно вводили через зонд сочетание порошка чеснока/ амарантового масла/ хитозана в общих дозах 1500 либо 4900 либо 7500 мг/кг, в пересчете на сухой вес компонентов. Дозы были определены в соответствие с данными J. Asiedu-Gyekye Isaac et al., (2014), European Food Safety Authority (EFSA), Parma, Italy, (2010) и результатами Levitskaia T.G., Thrall K.D., (2009) Наблюдение длилось две недели, оцнивались: двигательная активность, наличие судорог, окраска видимых слизистых оболочек, состояние шерсти, потребление воды и пищи, моче- и калоотделение, масса тела и гибель животных.
2.4. Оценка антиоксидантной активности гиполипидемического средства (чеснок/ амарантовое масло/ хитозан):
Антиоксидантные свойства гиполипидемического средства оценивали по степени ингибирования образования продуктов ПОЛ: диеновых конъюгатов (ДК), малонового диальдегида (МДА); антиокислительную активность (АОА) - по активности каталазы. Содержание продуктов ДК, МДА и фермента каталазы определяли спектрофотометрически в плазме крови животных (n=42), поделенных на семь групп: интактная (n=6), две контрольные (n=12), две опытные (n=12) и две группы сравнения (n=12).
2.4.1. Определение диеновых конъюгатов (ДК):
Содержание ДК в плазме крови определяли спектрофотометрическим методом (Гаврилов В.Б., Мишкорудная М.И., 1983). Принцип метода основывается на установлении содержания первичных продуктов ПОЛ в крови по поглощению липидным экстрактом монохроматического светового потока в ультрафиолетовой области спектра, так как молекулы с двумя сопряженными связями (диеновые конъюгаты) обладают максимумом поглощения при 233 нм.
В ходе нашего исследования к 0,2 мл плазмы животных добавляли мл. смеси гептан:изопропанол=1:1 и встряхивали 10-15 мин. (лабораторный шейкер S-3 Elmi, Латвия). Далее, в пробирку добавляли 1 мл. раствора НС (рН 2 = 0,1н НС1 с рН 1,1 разводённого водой 1:4) и 2 мл. гептана, интенсивно встряхивали и после отстаивания и расслоения смеси на фазы (по прошествии 20-25 мин.), отбирали верхний, гептановый слой, который использовали для определения в нем ацилгидроперекисей по степени светопоглощения (А233) при длине волны –233 нм. В качестве контрольной пробы был использован образец, содержащий вместо плазмы 0,2мл. воды, подвергнутый всем вышеперечисленным видам обработки. Расчет содержания первичных продуктов перекисного окисления липидов (ДК) производили в относительных единицах по формуле:
А233 на 1 мл плазмы (ед. ОП/мл) = А233 · Vэ /Vпл = (А233 · 4)/ 0. Таким образом, А233 на 1 мл плазмы (ед. ОП/мл) = А233 · 206, где А233 - значение оптической плотности опытной пробы при - 233 нм, Vэ = 4 мл. - конечный объем гептанового экстракта, Упл = 0,2 мл. - объем взятой плазмы крови.
Примечание: ед. ОП – единица оптической плотности.
Первичные продукты ПОЛ (гидроперекиси липидов) нестойкие и довольно быстро разрушаются с образованием вторичных продуктов ПОЛ:
альдегидов, кетонов, спиртов, эпоксидов. Среди них наиболее известен малоновый диальдегид (МДА), составляющий основной компонент группы т.н. тиобарбитуратов (ТБК).
2.4.2. Определение малонового диальдегида (МДА):
Концентрацию МДА определяли спектрофотометрически по методу Р.А.Темирбулатова и Е.И.Селезнева (Темирбулатов Р.А., Селезнев Е.И.,1981). Тест был основан на образовании окрашенного комплекса при взаимодействии МДА с тиобарбитуровой кислотой (ТБК).
Для исследования отбирали 0,1 мл эритроцитов крови животных, трижды отмытых охлажденным изотоническим раствором натрий хлора (NaCl) (отмытые центрифугированием и удалением плазмы с последующим отмыванием эритроцитов изотоническим раствором), и гемолизировали внесением в пробирку 2,0 мл дистиллированной воды. К полученному гемолизату добавляли 1,0 мл 17 % раствора трихлоруксусной кислоты и 1,0 мл 0,8 % раствора ТБК. Пробу прогревали в кипящей водяной бане (Memmert WNB, центрифугированием в течение 10-ти мин при 3000 об/мин (центрифуга лабораторная Sigma 1-14, Германия).
После этого, интенсивность окраски измеряли при длине волны = нм на спектрофотометре (Спектрофотометр UV-1902, Китай) в кювете с толщиной слоя 1 см для проведения расчетов использовали формулу:
4 мл – объем водной фазы, 0,1 мл – объем эритроцитарной массы, 106 – коэффициент перевода «моль/л» в «мкмоль/л», – коэффициент молярной экстинкции = 1,56 · 4 мл – объем водной фазы, 0,1 мл – объем эритроцитарной массы, 103 – коэффициент перевода «моль/мл» в «мкмоль/мл», – коэффициент молярной экстинкции = 1,56 · 2.4.3. Определение активности каталазы:
Принцип данного метода основан на способности перекиси водорода образовывать с солями молибдена стойкий окрашенный комплекс (Королюк М.А., Иванова Л.И., 1988). Реакцию запускали добавлением 0,1 мл сыворотки крови животных к 2 мл 0,03% раствора H2O2. В холостую пробу вместо сыворотки вносили 0.1 мл дистилированной воды. Через 10 мин реакцию останавливали добавлением 1 мл 4% молибдата аммония.
Интенсивность развившейся окраски измеряли на спектрофотометре (Спектрофотометр UV-1902, Китай) при длине волны 410 нм против контрольной пробы, в которую вместо перекиси вносили 2 мл воды.
Активность каталазы сыворотки рассчитывали по формуле:
Е – активность каталазы в (мкат/л), Aхол и Аоп – экстинкция холостой и опытной проб, V – объём вносимой пробы, t – время инкубации 600с, и коэффициент миллимолярной экстинкции перекиси водорода, равный KмМ-1 · см-1.
2.5. Определение эмульгирующей способности чеснока:
Наряду с исследованием гиполипидемических свойств была проведена оценка эмульгирующей способности чеснока. Данная часть работы осуществлялась на базе лаборатории БАС НИИ Фармации ГБОУ ВПО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова (зав. лабораторией к.б.н., доцент Л.А.
Павлова).
Эмульгирующая способность чеснока в трёх различных маслах (оливковое, амарантовое и льняное) была изучена при помощи двух методов:
- оценка дисперсности эмульсии - метод количественного определения содержания жира в эмульсии (Мансурханова И.М., 1967).
В эмульсиях для перорального применения внутренняя (дисперсная фаза) состоит из масла, внешняя (дисперсионная) - из воды. В качестве эмульгатора был использован порошок чеснока в количестве 3 г на 10 г масла. С целью определения дисперсности 1мл эмульсии был разведен водой в мерной колбе до 250 мл, отобрано несколько капель в камеру Горяева (ООО ''Лабкомплект''), и под микроскопом (Альтами БИО-8 бинокулярный) подсчитывалось количество капель жира в 1 мм3 эмульсии, пользуясь формулой подсчёта эритроцитов. Таким образом, расчет количества жирных капель в 1мкл (1мм3) эмульсии производился исходя из разведения 200, числа сосчитанных квадратов 80 и объема 1 малого квадрата (1/4000 мкл) по следующей формуле:
где Х — число капель жира в 1мкл эмульсии, а — число сосчитанных капель.
В результате сокращения:
Cогласно расчетам, в 1 мм3 эмульсии должно получиться не менее 10 млн.
жирных капель (Мансурханова И.М., 1967).
Для количественного определения жировой составляющей эмульсии в цилиндр на 100 мл с притёртой пробкой отвешивали 10 г эмульсии, пипеткой вносили 75 мл этилового эфира, затем интенсивно взбалтывали в течение двух минут. После добавления 5 мл 25% соляной кислоты снова взбалтывали в течение 2 - 3 мин. до полного исчезновения эмульсии в водном слое, оставляли на 2 минуты до просветления эфирно-жирового раствора, пипеткой отбирали 50 мл полученного раствора в колбу, предварительно высушенную до постоянного веса. Эфир отгоняли на водяной бане, остаток в колбе сушили до постоянного веса и рассчитывали процентное содержание масла по следующей формуле:
где: Х – процентное содержание жира в эмульсии, а – вес колбы с жиром, б – вес пустой колбы, в – навеска взятой эмульсии, г – количество взятого эфира, д – количество взятого эфирно – жирового раствора.
Подставив значения, получено:
Согласно методике, в эмульсии должно быть не менее 95% жира от указанного количества взятого масла (Мансурханова И.М., 1967).
2.6. Определение сорбционной способности пищевых волокон:
С целью выявления сорбционной способности пищевых волокон (яблочный пектин, альгинат натрия и хитозан) был применен метод, предложенный J. Waldstein. (Waldstein J. et al., 2000), в дополнении Е.Э.
Куприной и соавт. (Куприна Е.Э., Осипова Е.В., Бачище Е.В., 2004).
Метод включал следующие этапы:
- создание условий, имитирующих переваривание пищи в желудке in vivo; с этой целью, к навеске жиропоглотителя был добавлен раствор соляной кислоты (0,25М), взятый в том количестве, которое обеспечивало pH 2 - 4 (с учётом кислотно-основных свойств исследуемых энтеросорбентов).
- к смеси соляной кислоты и сорбента был добавлен исследуемый липид (триглицерид на примере пальмового масла и жирную кислоту на инкубирована при температуре 37°C (Shaker Incubator/KWF Sci-tech Developement Co., Ltd., Китай) при постоянном перемешивании с частотой 32 об/ мин. в течение 2 ч.
- создание условий, имитирующих переваривание пищи в кишечнике in vivo. Для этого проводилась нейтрализация кислоты фосфатным буфером до значений pH 6,5-7,0 (pH метр “Metrohm”-827 lab, Швейцария).
- полученную смесь инкубировали при температуре 37 °C при постоянном перемешивании с частотой 200 об./ мин в течение 3 ч.
- суспензию центрифугировали (центрифуга Neofuge 13, Китай) при 6000 об./ мин. в течение 40 мин.
- Супернатант сливали, а осадок высушивали до постоянного веса при 50°C в течение суток и взвешивали.
Расчёт липидосвязывающей способности вели по следующей формуле:
EL, г/г – величина липидосвязывающей способности m0, г – масса навески сухого материала m1, г – масса осадка после центрифугирования и высушивания 2.7. Статистическая обработка результатов использованием пакета статистических программ STATISTICA 7.0, Excel 7. для Microsoft Office for Windows. Для количественных показателей вычисляли среднее арифметическое значение (M), стандартное отклонение (SD). Данные представлены в виде M±SD. Качественные признаки описаны абсолютными (n) и относительными значениями (%). Вычислялись коэффициенты вариабельности. Различия между изучаемыми показателями