Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Детоксикационный эффект пектинов по отношению к тяжелым металлам и радионуклидам был подтвержден многими исследованиями [1–3]. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) признала пектин и его соединения абсолютно безопасными с точки зрения токсикологии продуктами [1], в связи с чем применение пектинов в качестве пищевых добавок разрешено во всех странах мира. Обогащение пектином диеты жителей экологически загрязненных регионов снижает негативное влияние окружающей среды, помогает очищать организм от ксенобиотиков [4]. Одной из самых значимых проблем современной гастроэнтерологии являются воспалительные заболевания кишечника, к которым относятся гастриты, энтероколиты, язвенные колиты, гепатиты. В настоящее время заболеваемость желудочно-кишечными расстройствами у молодого населения постоянно растет, что показывает социально значимый характер таких болезней [5]. Высока вероятность развития хронического заболевания, отягощенного различными сопутствующими расстройствами [6, 7]. Несомненно, что проблема заболеваемости пищеварительной системы при воздействии разного рода факторов влечет нарастание социальных проблем, таких как ранняя инвалидизация, рост числа нетрудоспособного населения [8].

Процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) в клетках организма контролируются антиокислительной системой, которая регулирует скорость и активность процесса пероксидации. В норме активность клеточных процессов находится на низком сбалансированном уровне, но при действии агрессивных факторов внешней или внутренней среды процессы ПОЛ нарастают и создают почву под развитие патологических реакций, ухудшающих здоровье [9]. Усиление ПОЛ ведет к дисбалансу ферментативных и неферментативных компонентов системы антиоксидантной защиты и формированию оксидативного стресса. Как описано в литературе, если ферментативное окисление служит для обновления фосфолипидного бислоя клеточных мембран и участвует в образовании биологически активных веществ, детоксикации организма, метаболических реакциях, то при неферментативном окислении происходит накопление перекисей, что значительно снижает активность антиоксидантной системы и разрушает организм [10]. Исследование окислительной активности крови дает возможность отследить эффект влияния гибридных энтеросорбентов с разной концентрацией пектина на баланс перекисной и антиоксидантной активности плазмы крови, сохранение которого при воспалительных процессах в кишечнике показывает высокий потенциал применяемых профилактических средств, в данном исследовании энтеросорбентов.

Одним из перспективных биомедицинских направлений является использование полисахарид-силикатных композитов в качестве энтеросорбентов [11]. Такие композиты обладают физическими характеристиками твердого тела, тогда как их химические свойства определяются главным образом природой привитого соединения, при этом у них возникают новые физико-химические свойства. В частности, важным преимуществом таких органо-минеральных сорбентов является то, что одновременное применение таких сорбентов сохраняет терапевтический эффект используемого лекарственного препарата, благодаря более медленному высвобождению лекарственного средства из гранул. В связи с этим в последнее время полимерный нанокомпозит, армированный хорошо диспергированным слоистым силикатом, монтмориллонитом, привлекает все большее внимание как в академических, так и в промышленных исследованиях, благодаря многообещающим и специфическим особенностям по сравнению с традиционными композитными материалами [12].

Одной из самых значимых проблем современной гастроэнтерологии являются воспалительные заболевания кишечника, к которым относятся гастриты, энтероколиты, язвенные колиты, гепатиты. В настоящее время заболеваемость желудочно-кишечными расстройствами у молодого населения постоянно растет, что показывает социально значимый характер таких болезней [5]. Высока вероятность развития хронического заболевания, отягощенного различными сопутствующими расстройствами [6, 7]. Несомненно, что проблема заболеваемости пищеварительной системы при воздействии разного рода факторов, влечет нарастание социальных проблем, таких как ранняя инвалидизация, рост числа нетрудоспособного населения [8].

Процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) в клетках организма контролируются антиокислительной системой, которая регулирует скорость и активность процесса пероксидации. В норме активность клеточных процессов находится на низком сбалансированном уровне, но при действии агрессивных факторов внешней или внутренней среды процессы ПОЛ нарастают и создают почву под развитие патологических реакций, ухудшающих здоровье [9]. Усиление ПОЛ ведет к дисбалансу ферментативных и неферментативных компонентов системы антиоксидантной защиты и формированию оксидативного стресса. Как описано в литературе, если ферментативное окисление служит для обновления фосфолипидного бислоя клеточных мембран и участвует в образовании биологически активных веществ, детоксикации организма, метаболических реакциях, то при неферментативном окислении происходит накопление перекисей, что значительно снижает активность антиоксидантной системы и разрушает организм [10]. Исследование окислительной активности крови дает возможность отследить эффект влияния гибридных энтеросорбентов с разной концентрацией пектина на баланс перекисной и антиоксидантной активности плазмы крови, сохранение которого при воспалительных процессах в кишечнике показывает высокий потенциал применяемых профилактических средств, в данном исследовании энтеросорбентов.

Одним из перспективных биомедицинских направлений является использование полисахарид-силикатных композитов в качестве энтеросорбентов [11]. Такие композиты обладают физическими характеристиками твердого тела, тогда как их химические свойства определяются главным образом природой привитого соединения, при этом у них возникают новые физико-химические свойства. В частности, важным преимуществом таких органо-минеральных сорбентов является то, что одновременное применение таких сорбентов сохраняет терапевтический эффект используемого лекарственного препарата, благодаря более медленному высвобождению лекарственного средства из гранул. В связи с этим в последнее время полимерный нанокомпозит, армированный хорошо диспергированным слоистым силикатом, монтмориллонитом, привлекает все большее внимание как в академических, так и в промышленных исследованиях, благодаря многообещающим и специфическим особенностям по сравнению с традиционными композитными материалами [12].

В связи с этим, высокую актуальность приобретают разработки новых гибридных энтеросорбентов с высоким содержанием пектина, полученного из дешевого местного растительного сырья и совмещающих безопасность их применения и доступность их использования в профилактике кишечных заболеваний.

Цель исследования: оценка применения энтеросорбентов, разработанных на основе разных процентных концентраций пектина с природным монтмориллонитом Таганского месторождения при длительном приеме аспирина по состоянию окислительной активности крови.

Мaтериaлы и метoды исследoвaния

Биологическим материалом для исследований послужили 60 белых лабораторных крыс линии Вистар, весом 220 ± 10 г, разделенных на 5 групп. Все группы животных, кроме контрольной, принимали в условиях in vivо 0,5 мл раствора ацетилсалициловой кислоты С9H8О4, разведенной из расчета 20,0 мг на крысу и гибридные энтеросорбенты с 5, 10 и 20 % содержанием пектина из расчета 28,6 мг/кг или 6,3 мг ежедневно на крысу в течение 16 сут, разведенных в воде. Контрольная группа принимала 0,5 мл воды.

Методика приготовления энтеросорбентов [13]. Исследуемые образцы гибридных энтеросорбентов – 5 % ПК/ТС, 10 % ПК/ТС, 20 % ПК/ТС, то есть в зависимости от процентного содержания пектина, содержание тагансорбента во всех растворах было одинаковым. Процесс выделения пектина из яблок состоял из стадий приготовления жома и экстракции пектина из яблочного жома.

Экстракцию пектина проводили по методике, описанной в работе [14]. Выделяли пектин путем осаждения этиловым спиртом. Выход пектина расчитывали как долю выделенного пектина от исходного сырья. Из 5 г яблочного жома выделялось 0,2 г пектина, что соответствует 4 % выходу пектина. По результатам работы было переработано 100 г жома из которого было выделено около 4 г пектина.

Окислительная активность крови. Перекисное окисление липидов (ПОЛ) определяли по содержанию промежуточных (диеновые коньюгаты – ДК) и конечных (малоновый диальдегид – МДА) продуктов пероксидации. Антиоксидантную активность – по уровню каталазы (АК). В образцах плазмы крови in vivо с помощью биуретовой методики определяли концентрацию общего белка для вычисления МДА, затем по общепринятой методике определяли уровень перекисного окисления липидов и каталазную активность в плазме крови, а также токсичность пептидов [15, 16].

Полученные результаты статистически обрабатывали с использованием программы Miсrоsоft Ехсеll и изменения параметров с учетом непарного критерия Фишера – Стьюдента считали достоверными при р ≤ 0,05.

Результaты исследoвaния и их обсуждение

Полученные данные по окислительной активности крови экспериментальных животных с воспалительными процессами желудочно-кишечного тракта, вызванными длительным приемом ацетилсалициловой кислоты, представлены в таблице. Интенсивность липидной пероксидации в клетках крови мы оценивали по содержанию продуктов ПОЛ – диеновых конъюгат (ДК) как первичного продукта и малонового диальдегида (МДА) как конечного продукта метаболизма и антиоксидантной защиты по уровню каталазной активности (АК).

В результате проведенных исследований установлено закономерное возрастание конечных продуктов метаболизма ПОЛ в сыворотке крови после 16 сут приема аспирина (таблица).

Как следует из результатов исследования, в крови животных, принимавших на протяжении 16 сут ацетилсалициловую кислоту, уровни промежуточного продукта пероксидации – диеновые конъюгаты и конечного продукта – малонового диальдегида, превысили контрольные данные на 50 % и 269 %, соответственно. Также отмечено снижение каталазной активности почти в 2 раза по сравнению с контрольными данными (таблица).

Пoкaзaтели перекиснoгo oкисления липидoв в крoви живoтных, длительнo принимaвших aспирин нa фoне применения гибридных энтерoсoрбентoв

Примечaние: * – Р ≤ 0,05 пo срaвнению с кoнтрoльными дaнными.

Уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ) во многом зависит от функции противоперекисной или антиоксидантной защиты, которую определяют по уровню таких ферментов, как активность каталазы (АК), так как повышение синтеза каталазы показывает возникшую необходимость утилизации излишков перекисей и продуктов их дальнейшего метаболизма [9]. Известно, что концентрации диеновых конъюгат как первичного продукта и малонового диальдегида как вторичного продукта перекисного окисления липидов указывают на интенсивность процесса ПОЛ и служат маркером степени эндогенной интоксикации [10].

Высокий уровень малонового диальдегида показывает тяжелую степень эндогенной интоксикации свободными радикалами.

Выявленное значительное подавление активности антиоксидантной системы – снижение уровня каталазы показывает, что под влиянием приема ацетилсалициловой кислоты значительно возросли окислительные процессы и накопление продуктов метаболизма, что ведет к развитию патологических изменений в организме [17].

Применение новых гибридных энтеросорбентов, в зависимости от концентрации пектина, снизило концентрацию промежуточного (ДК) и конечного продукта пероксидации (МДА) в среднем в 2,5–3 раза, по сравнению с данными группы животных, принимавших только аспирин. По сравнению с данными контрольной группы, после применения энтеросорбентов выявлено снижение уровня ДК и МДА – на 50 и 20 %, соответственно, на фоне постепенного усиления активности каталазы. При действии аспирина на фоне приема энтеросорбентов с 10 и 20 % содержанием пектина наблюдалось снижение накопления МДА практически до контрольных величин (р ≤ 0,05). Следовательно, применение высоких концентраций пектина в энтеросорбентах позволяет значительно снизить интенсивность накопления перекисных продуктов и тем самым предотвратить закисление крови при длительном приеме ацетилсалициловой кислоты.

Таким образом, применение аспирина увеличивает окислительную активность крови – растет количество промежуточных и конечных продуктов ПОЛ, что ведет к нарушению баланса про- и антиоксидантной системы в клетках крови за счет уменьшения микровязкости мембран и их разрушения. Восстановление баланса окислительной активности крови при длительном применении ацетилсалициловой кислоты происходит благодаря комплексообразующим и адсорбирующим свойствам разработанных новых гибридных энтеросорбентов с 10 и 20 % содержанием пектина. Показано, что при действии энтеросорбентов с 10 и 20 % концентрацией пектина наблюдалось практически полное восстановление баланса про- и антиоксидантной активности клеточных мембран, что дает основание предположить, что использование данных гибридных энтеросорбентов позволяет предотвратить закисление организма и усиливает активность антиоксидантной системы на клеточном уровне. Основой такого эффекта является высокая антиокислительная способность пектина, входящего в состав гибридных энтеросорбентов [18].

Пектины широко применяются в различных отраслях народного хозяйства, и, как показала практика, применение пектинов в медицине является чрезвычайно перспективным. Так, например, издавна пектины применяли при лечении заболеваний желудочно-кишечного тракта, особенно при расстройствах кишечника, когда рекомендовали яблочную диету. В настоящее время гемостатические свойства пектинов с успехом используют за рубежом при кровотечениях и болезнях желудочно-кишечного тракта, даже таких как цирроз печени [19].

Однако до сих пор механизм лечебного действия пектиновых веществ точно не выяснен. Некоторые авторы приписывают его дезинтоксикационному действию галактуроновой кислоты, другие – адсорбции и удалению токсинов пектиновой молекулой [12]. Кроме этого, высокую актуальность приобретает проблема профилактики заболеваемости населения, в частности разработка новых отечественных гибридных энтеросорбентов на основе природных соединений, совмещающих безопасность их применения и доступность их использования в медицине.

В связи с этим разработка и применение местных отечественных очищенных пектиновых препаратов, специализированных пектиносодержащих продуктов и средств, полученных в результате обработки местного растительного сырья полифункционального назначения, является актуальной и востребованной задачей в области профилактики заболеваемости населения и повышения качества жизни в любой стране.

Выводы

Совместный прием аспирина и энтеросорбентов с высоким содержанием пектина снижает активность перекисного окисления мембран клеток крови ниже контрольного уровня и усиливает антиоксидантный потенциал клеток

Исследование выполнено в рамках исполнения гранта Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан АР 05131542.