Эффективность экстракта пихты сибирской на фоне физической нагрузки и гипоксии

Вид материала

Документы

Содержание Материал и методы Результаты и их обсуждение Список литературы Зеленская К.Л., Пашинский В.Г., Поветьева Т.Н., Нестерова Ю.В. Девясил высокий – адаптоген и антигипоксант. – Томск, 2004.

Подобный материал:

• Управления образования администрации Краснояружского района Определение нагрузки, 222.43kb.
• Рабочей учебной программы дисциплины б «Лечебная физическая культура и массаж» Цель, 13.23kb.
• Исследование некоторых видов биологической активности извлечений из пихты, 18.98kb.
• Углекислотный экстракт пихты сибирской в комплексном лечении хронических воспалительных, 125.71kb.
• Влияние экспериментальной и природной гипоксии на функциональные резервы организма, 529.91kb.
• Влияние прерывистой гипобарической гипоксии на морфофункциональные изменения щитовидной, 405.72kb.
• Emergency Medicine Scott H. Plantz and J. N. Adler 1998. 780 p учебник, 44.15kb.
• Выделение и молекулярно-массовые характеристики арабиногалактана сосны сибирской (pinus, 838.19kb.
• Тематический план лекций и практических занятий по основам реаниматологии для студентов, 42.34kb.
• Тематика курсовых работ по дисциплине «пфсс легкая атлетика», 12.35kb.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭКСТРАКТА ПИХТЫ СИБИРСКОЙ НА ФОНЕ

ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ И ГИПОКСИИ

НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН, г. Томск.

Зеленская К.Л., Суслов Н.И, Мустафин Р.Н.


Создание безвредных, но эффективных средств, способных влиять на уровень адаптационных возможностей – одна из ключевых проблем современной медицины. Фармакологическую основу оптимизации процесса тренированности, адаптации к физическим нагрузкам, наряду со стероидными и нестероидными анаболизирующими веществами, актопротекторами, могут составить и адаптогены. Многие факты указывают на то, что повышение интенсивности мышечной работы, вызываемой адаптогенами, её энергетическое и пластическое обеспечение носит характер, сходный с действием тренированности, и не сопровождается отрицательными последствиями. Адаптогены как бы создают предстартовую готовность к преодолению повышенных нагрузок. Под их влиянием увеличивается потребление кислорода животными [10]. И. В. Дардымов [4] установил при этом активизацию гликолиза и накопление субстратов окисления, что, по его мнению, и представляет сущность “подготовительного” эффекта адаптогенов, т. к. обеспечиваются условия для быстрой мобилизации энергии под действием последующих нагрузок. В многочисленных экспериментах показано повышение выносливости мышей к мышечной деятельности под влиянием препаратов элеутерококка и родиолы [4, 11]. Увеличение мышечной работоспособности сопровождается меньшими затратами углеводных источников энергии и более ранней мобилизацией липидов [4].

В настоящее время наличие адаптогенной активности выявлено не только у препаратов группы женьшеня, но и у достаточно широко распространенных растений, таких как подорожник, алоэ, береза [2], крапива [9], девясил [6].

Наше внимание в этом направлении привлек экстракт пихты сибирской «SIBEX. Пихта сибирская. Для внутреннего применения». Его уникальность заключается в технологии углекислотного экстрагирования, с помощью которого происходит максимальное извлечение полезных веществ из природного сырья на фоне минимального разрушения их под действием температуры. Получаемый экстракт является внутриклеточным соком самого растения. Для его получения используется только свежезаготовленная древесная зелень пихты, из которой и выжимают сок со всеми растворенными в нем полезными веществами. При получении экстракта не используется ни вода из внешних источников, ни токсичные органические растворители, а экстрагируемые полезные вещества находятся в очень большой концентрации. Поэтому в экстракт не добавляется никаких консервантов и стабилизаторов для увеличения сроков хранения продукции, которые могли бы вызывать какие-либо побочные реакции организма.

Пихта сибирская (Abies sibirica) – широко известное хвойное дерево семейства сосновые. Целебные свойства пихты сибирской издревле используются в народной медицине. Наряду с противовоспалительными, антибактериальными, противовирусными свойствами, настои и отвары пихты рекомендуются при упадке сил, снижении работоспособности и истощении? (Практическая фитотерапия, 1998). Поэтому мы сочли целесообразным исследовать влияние экстракта пихты сибирской на физическую работоспособность по тесту принудительного плавания и однократную гипоксию гермообъема и тканевую гипоксию у мышей, т.к. потребление кислорода тесно связано с повышенной физической нагрузкой.


МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследование физической работоспособности и антигипоксических свойств проводили на 100 беспородных мышах-самцах с исходной массой 23–25 г. Животные первой категории (конвенционные линейные мыши), полученные из коллекционного фонда НИЛ экспериментального биомедицинского моделирования ТНЦ СО РАМН (сертификат имеется).

Углекислотный экстракт пихты сибирской «SIBEX. Пихта сибирская. Для внутреннего применения» произведен ООО «СИБЭКС», г. Томск. Экстракт представляет собой натуральный клеточный сок пихтовой хвои, содержащий целый комплекс биологически активных веществ, в пересчете на сухое вещество – 3,2 %. В том числе, флавоноиды – 1250 мг/кг, каротин – 1,7 мг/кг, аскорбиновую кислоту – 200 мг/кг, витамины В₁ – 3,3 мг/кг и В₂ – 25,4 мг/кг, мальтол – 9000 мг/кг, а также кальций – 110 мг/кг, фосфор – 60 мг/кг, железо – 630 мг/кг, марганец – 7,9 мг/кг, цинк – 1,5 мг/кг, медь – 0,27 мг/кг.

Физическую работоспособность оценивали по тесту принудительного плавания мышей с утяжеляющим грузом, равным 10 % от массы тела животного при температуре воды 28С. Плавательную нагрузку животные получали дважды: через час после введения препаратов и через час после первого плавания, в течение 5 дней подряд [1]. На 6-й день производилась «сшибка» адаптации, что достигалось повышением температуры воды до 38 С. Оценкой влияния препаратов на скорость развития утомления, т.е. на физическую работоспособность, служило время плавания животного. Экстракт пихты и препарат сравнения вводили курсом в течение 5-х дней до первого тестирования и 6 дней за 1 час до первого плавания.

Для воспроизведения острой гипоксической гипоксии мышей помещали в индивидуальные гермокамеры объёмом 500 мл, где они находились до появления признаков терминальной стадии гипоксии. Острую тканевую гипоксию создавали внутрибрюшинным введением мышам нитропруссида натрия в дозе 25 мгкг [7]. Экстракт пихты и препарат сравнения вводили профилактическим курсом в течение 5 дней, последний раз – за 1 час до гипоксического воздействия.

В качестве препаратов сравнения использовали внутрижелудочно ноотропный препарат пирацетам в дозе 400 мг/кг [5] и токоферола ацетат в дозе 100 мг/кг [6], проявляющий антигипоксическое действие.

Полученные результаты обрабатывали статистически, использую параметрический (критерий Стъюдента) и непараметрический (критерий Вилкоксона–Манна–Уитни) методы [3].


РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При изучении влияния экстракта пихты сибирской в сравнении с пирацетамом на физическую работоспособность и адаптацию к физическим нагрузкам у контрольных животных наблюдался обычный процесс адаптации к мышечной деятельности высокой интенсивности, характеризующийся увеличением времени (продолжительности) плавания от 56,7 сек в начале эксперимента до 80,9 сек на 5-й день исследования (табл. 1). Введение пирацетама в первый и второй дни эксперимента вызывало некоторое увеличение продолжительности суммы 1-го и 2-го плавания по сравнению с контрольной группой, хотя эта разница была недостоверной. В дальнейшие дни в группе, получавшей пирацетам, не наблюдалось достоверного повышения времени плавания.

Особенности данной методики (груз массой 10 % от массы тела животного) создают условия, в которых работоспособность животных в значительной мере зависит от обеспечения мышечной активности со стороны высшей нервной деятельности. Это происходит потому, что груз слишком велик и животные плавают на пределе своих физических возможностей, что рождает у них паническое состояние. Поэтому увеличение продолжительности плавания, особенно в первые дни тестирования свидетельствует, в первую очередь, об улучшении нервного обеспечения двигательных функций.

В группе животных, получавших экстракт пихты, отмечалось значительное увеличение продолжительности суммарного плавания в течение всего тестирования по сравнению с контрольной группой, включая последний день исследования, когда проводилась «сшибка» адаптации (табл. 1). Увеличение времени плавания составляло от 56 % в первый день эксперимента до 90 % от контрольных результатов к пятому дню исследования. Такое возрастание продолжительности плавания день ото дня характеризует процесс адаптации к физическим нагрузкам. Введение экстракта пихты препятствовало также падению массы тела животных в условиях принудительного плавания в сравнении с контрольной группой.

Дополнительно оценивался показатель разности между первым и вторым плаванием, который получали вычитанием продолжительности первого плавания из продолжительности второго. Таким образом, если первое плавание было больше второго, то показатель приобретал отрицательное значение. Это говорит о том, что в течение промежутка времени между первым и вторым плаванием животные не успевали восстановиться. В нашем эксперименте для адаптированных к физической нагрузке в условиях данной методики животных, получавших экстракт пихты, была характерна отрицательная разница во все дни тестирования величиной приблизительно в 20–36 % от средней продолжительности обоих плаваний (табл. 2). Такая ситуация объясняется тем, что адаптированные животные уже в первом плавании способны мобилизовать физиологические ресурсы и, при плавании до полного утомления, существенно их истощают, так что не могут восстановиться в течение одного часа. У малоадаптированных и неадаптированных животных первое плавание служит мобилизующим фактором, а максимальная продолжительность плавания наблюдается во втором эпизоде. У контрольных животных отрицательная разница между двумя плаваниями наблюдалась на 3-й и 5-й дни исследования. Однако эти изменения не получили завершающего выхода на «плато» с отрицательным значением показателя и являлись лишь свидетельством транзиторности процесса адаптации. В группе, получавшей препарат сравнения пирацетам, практически в течение всего тестирования продолжительность второго плавания была больше первой, что говорило об отсутствии адаптации к физической нагрузке.

На шестой день, когда условия плавания были резко изменены, в контрольной группе наблюдалось существенное уменьшение продолжительности плавания. Коэффициент депрессии работоспособности составил (–) 33,6 % (табл. 1). Снижение показателя на 6-й день (при повышении температуры воды) свидетельствовало о нарушении процесса адаптации в связи с изменившимися условиями эксперимента. Под воздействием экстракта пихты снижение времени плавания при повышении температуры было менее выражено, а коэффициент депрессии работоспособности составил (–) 30,1 % (табл. 1).

Повышение физической работоспособности под воздействием экстракта пихты объясняется, возможно, его способностью оказывать положительное влияние на процессы энергетического обмена в нервной и мышечной тканях и вовлечением углеводных компонентов исследуемых препаратов в биоэнергетическое обеспечение мышечной деятельности. В генезе утомления при тяжёлой физической работе существенное значение имеет фактор гипоксии, что сопровождается избыточным накоплением лактата, а также рядом других взаимосвязанных биохимических и патофизиологических изменений и, следовательно, ограничивает работоспособность организма в целом [9]. В подтверждение этого факта мы изучили влияние экстракта пихты на острую гипоксическую и тканевую гипоксию у мышей, в результате чего было выявлено его корригирующее действие на данных экспериментальных моделях.

В наших экспериментах продолжительность жизни животных, получавших экстракт пихты, увеличивалась по сравнению с контролем на 14–24 % на фоне однократной гипоксии гермообъема и на 22–36 % на фоне однократной тканевой гипоксии (табл. 3). Кроме того, экстракт пихты оказывал защитное действие на внутренние органы (селезенку, тимус, надпочечники, слизистую оболочку желудка), страдающие при стресс-реакции, вызванной гипоксическим воздействием. За счет такого антистрессорного действия глубина стресса в группах, принимавших экстракт пихты, снижалась на 7–8 баллов по сравнению с контрольной группой. Введение экстракта пихты препятствовало также падению массы тела животных на фоне гипоксической травмы в сравнении с контрольной группой. Препарат сравнения α-токоферола ацетат в данном исследовании не увеличивал продолжительность жизни животных на фоне гипоксического воздействия и оказывал менее выраженное защитное действие на внутренние органы, чем исследуемый фитопрепарат.

По-видимому, выявленный нами антигипоксический эффект экстракта пихты связан с комплексом биологически активных веществ, присутствующих в нем. К таким веществам относятся витамин С, каротин (предшественник витамина А), флавоноиды, мальтол, органические кислоты. Они оказывают антиоксидантное действие, которое является основным в механизме действия антигипоксантов [8]. Экстремальные воздействия различной природы (истощающая физическая работа, дефицит кислорода, изменение температуры и другие) сопровождаются нарушением энергетического потенциала организма и снижением функциональной активности. Фармакологические средства, способствующие рациональному расходу энергии и ее синтезу, повышают сопротивляемость и восстановление функций в условиях экстремальных воздействий. Можно предположить, что экстракт пихты имеет как раз такой характер действия, свойственный адаптогенным препаратам. В дальнейшем проведенные исследования позволят рекомендовать экстракт пихты как профилактическое и терапевтическое средство на фоне повышенных физических нагрузок, гипоксических состояний, возникающих как в условиях дефицита кислорода во внешней среде, так и в результате самых разных патологий, связанных с нарушением функций дыхательной, сердечно-сосудистой и других систем организма.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


В результате экспериментальных исследований установлено, что экстракт пихты сибирской «SIBEX. Пихта сибирская. Для внутреннего применения» оказывает выраженное стимулирующее действие на физическую работоспособность мышей, а также увеличивают продолжительность их жизни в условиях однократной гипоксии гермообъема и тканевой гипоксии, оказывая при этом защитное действие на внутренние органы, поврежденные гипоксической травмой и сохраняя массу тела животных. Экстракт пихты на фоне физической нагрузки на организм превосходил действие ноотропного препарата пирацетама, а при гипоксическом воздействии – α-токоферола ацетата, который в данном эксперименте не оказывал антигипоксического эффекта.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бобков Ю. Г., Виноградов В. М., Катков В. Ф. и др. Фармакологическая коррекция утомления. М., 1984.
   
2. Грибель Н. В., Пашинский В. Г. Адаптивные свойства некоторых препаратов природного происхождения // Острый и хронический стресс. Сыктывкар, 1986. С. 78–81.
   
3. Гублер Е. В. Вычислительные методы анализа и распознавания патологических процессов. - Л.: Медицина, 1978. - 293 с.
   
4. Дардымов И. В. Женьшень, элеутерококк (к механизму биологического действия). М.: Наука, 1976. 189 с.
   
5. Емельянов С. А. Психотропные свойства экстракта листа бадана толстолистного: Афтореф. дис. ... канд. биол. наук. - Томск, 1993. - 23 с.
   
6. Зеленская К.Л. Адаптогенные и противовоспалительные свойства извлечений из девясила высокого: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. Томск, 1999. 20 с.
   

7. Зеленская К.Л., Пашинский В.Г., Поветьева Т.Н., Нестерова Ю.В. Девясил высокий – адаптоген и антигипоксант. – Томск, 2004.

8. Лукьянчук В.Д., Савченкова Л.В. Антигипоксанты: состояние и перспективы // Эксперим. и клинич. фармакол. 1998. Т. 61. № 4. С. 72–79.
   
9. Ратахина Л. В., Пашинский В. Г., Мизина Т. Ю. Адаптогенная активность настоя листьев Urtica dioica L. // Растит. ресурсы. 1993. Т. 29. Вып. 1. С. 44–49.
   
10. Рылова М. А. Методы исследований химического действия вредных факторов среды в эксперименте. М.: Медицина, 1964. 124 с.
    
11. Саратиков А. С., Краснов Е. А. Родиола розовая – ценное лекарственное растение: Золотой корень. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1987. 254 с.
    

РЕФЕРАТ

Результаты экспериментальных исследований показали, что экстракт пихты сибирской «SIBEX. Пихта сибирская. Для внутреннего применения» обладает выраженным активизирующим действием на физическую работоспособность мышей при двукратном плавании в течение 5 дней, со «сшибкой» адаптации на 6-й день, превышающим действие ноотропного препарата пирацетама. Введение экстракта пихты увеличивало время плавания, начиная с первого тестирования в 1-ый день исследования и до конца эксперимента на 56–90 %. На 6-й день, не смотря на резкое изменение условий плавания, животные, получавшие фитопрепарат, плавали дольше контрольных на 93 %. Кроме того, нами было выявлено корригирующее влияние экстракта пихты на моделях однократной гипоксии гермообъема и тканевой гипоксии: продолжительность жизни увеличивалась по сравнению с контролем на 14–36%, при этом происходила нормализация массы внутренних органов (селезенки, тимуса, надпочечников), снижалось количество геморрагий на слизистой оболочке желудка. Введение экстракта пихты препятствовало падению массы тела животных на фоне моделируемых нагрузок на организм в сравнении с контрольными животными.


Таблица 1

Влияние водного экстракта пихты в сравнении с пирацетамом на сумму показателей 1-го и 2-го плавания по дням

исследования (время, секунды) беспородных мышей-самцов (m)

Группа животных, доза	Показатели по дням						Коэффициент депрессии (%)
	1 день	2 день	3 день	4 день	5 день	6 день
	Продолжительность плавания, сек
Контроль	56,7±7,0	53,6±9,5	77,1±14,5	81,1±12,9	80,9±16,6	53,7±5,8	– 33,6
Экстракт пихты 10 мг/кг	88,4±11,1*	88,6±12,4*	109,1±9,1*	110,8±8,7*	148,0±10,8*	103,4±4,5*	– 30,1
Пирацетам 400 мг/кг	71,1±8,6	64,5±8,0	68,1±8,6	65,6±7,2	76,5±7,7	42,0±7,5	– 45,1
Разность первого и второго плавания
Контроль	+ 6,7	+ 2,7	– 12,9	+ 14,9	– 5,7	– 6,3	–
Экстракт пихты 10 мг/кг	– 7,8	– 9,6	– 7,9	– 8,5	– 10,6	– 7,2	–
Пирацетам 400 мг/кг	+ 0,6	+ 1,3	– 1,9	+ 0,6	+ 7,5	+ 4,2	–

ПРИМЕЧАНИЕ:  – различия достоверны в сравнении с контролем при Pt0,05, Pu0,05


Таблица 2

Влияние водного экстракта пихты в сравнении с пирацетамом на продолжительность принудительного плавания

мышей-самцов с грузом на хвосте (Xm)

Группа животных, доза	Продолжительность плавания, секунды
	Первый день		Второй день		Третий день
	1 плавание	2 плавание	1плавание	2 плавание	1 плавание	2 плавание
Контроль	25,0±2,4	31,7±4,8	25,4±4,6	28,1±5,2	45,0±11,3	32,1±5,2
Экстракт пихты 10 мг/кг	48,1±8,2*	40,3±3,3*	49,1±5,2*	39,5±7,4*	58,5±5,6	50,6±6,9*
Пирацетам 400 мг/кг	35,3±4,2*	35,9±4,8	31,6±4,7	32,9±3,7	35,0±4,7	33,1±4,4

ПРИМЕЧАНИЕ:  – различия достоверны в сравнении с контролем при Pt, Pu 0,05


Таблица 2 (продолжение)

Группа животных	Продолжительность плавания, секунды
	Четвертый день		Пятый день		Шестой день
	1 плавание	2 плавание	1плавание	2 плавание	1 плавание	2 плавание
Контроль	33,1±4,9	48,0±9,8	43,3±11,2	37,6±6,9	30,0±4,7	23,7±4,4
Экстракт пихты 10 мг/кг	59,6±6,1*	51,1±4,3	79,3±5,6*	68,7±6,0*	55,3±0,9*	48,1±4,5*
Пирацетам 400 мг/кг	32,5±2,7	33,1±4,7	34,5±4,5	42,0±7,0	18,9±4,4	23,1±3,6

Таблица 3

Влияние водного экстракта пихты на продолжительность жизни мышей в условиях однократного

гипоксического воздействия (Xm)

Группа животных, доза	Продолжительность жизни, мин		Глубина стресса (баллы)
	Гипоксия гермообъема	Тканевая гипоксия
Контроль	33,42,2	21,3±1,0	13
Экстракт пихты 5,0 мг/кг	38,0±1,0*	26,1±1,3*	5
Экстракт пихты 10,0 мг/кг	32,6±1,6	29,0±2,9*	6
Экстракт пихты 15,0 мг/кг	41,6±3,3*	27,7±2,7*	5
α-токоферола ацетат 100 мг/кг	32,00,5	20,6±2,4	9

ПРИМЕЧАНИЕ: * - различия достоверны в сравнении с контролем Pt, Pu0,05


Сведения об авторах

1. Зеленская Кристина Леонидовна – кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории фитофармакологии НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН.
   

Адрес для переписки: 634021, г. Томск, ул. Сибирская, 102/1, кв. 248, e-mail: KristinaLZ@sibmail.com

2. Суслов Николай Иннокентьевич – доктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией фитофармакологии НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН.
   
3. Мустафин Рустам Ниязович – научный сотрудник лаборатории фитофармакологии НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН.
   

НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН, 634028, Томск, пр. Ленина.