Исследование нейропротективных свойств Orostachys spinosa экстракта сухого при холинергической недостаточности

Обоснование. Orostachys spinosa (L.) Sweet – многолетнее растение, имеющее широкий ареал произрастания и содержащее различные метаболиты (аминокислоты, флавоноиды, полисахариды и др.). Извлечения из надземной части растения используются в традиционной медицине в качестве противосудорожного и седативного средства.
Цель работы. Исследовать нейропротективные свойства O. spinosa при холинергической недостаточности.
Материалы и методы. Исследования проведены на 52 крысах линии Wistar. Животным ежедневно в течение 21 дня вводили скополамин (1 мг/ кг), далее в течение 14 дней – per os O. spinosa экстракт сухой в дозе 100 мг/кг. На 32-е сутки у животных вырабатывали условный рефлекс пассивного избегания (УРПИ), сохранность которого проверяли через 1, 24 и 72 часа; на 35-е сутки тестировали в «открытом поле». На 36-е сутки проводили биохимические и гистологические исследования головного мозга.
Результаты. Установлено, что O. spinosa на фоне скополаминовой интоксикации снижает тревожность животных, стимулирует исследовательскую активность в «открытом поле», улучшает выработку и сохранность УРПИ, а также снижает количество функционально неактивных нейронов (пикнотических и «клеток-теней») в коре больших полушарий головного мозга. Экстракт снижает соотношение лактат/пируват на 47 %, интенсифицирует активность митохондриальных комплексов I и II на 54–64 %, увеличивает концентрацию аденозинтрифосфата в 1,6 раза по сравнению с контролем. O. spinosa проявляет антиоксидантные свойства, снижая содержание малонового диальдегида, повышая активность каталазы, глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы в головном мозге.
Заключение. O. spinosa экстракт сухой оказывает нейропротективное действие при холинергическом дефиците. Исследуемый экстракт проявляет антиоксидантные свойства и стимулирует энергетические процессы в головном мозге.

1. World Health Organization. Ageing and health. URL: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/ageing-and-health [date of access: 01.11.2023].

2. Bommakanti V, Puthenparambil Ajikumar A, Sivi CM, Prakash G, Mundanat AS, Ahmad F, et al. An overview of herbal nutraceuticals, their extraction, formulation, therapeutic effects and potential toxicity. Separations. 2023; 10(3): 177. doi: 10.3390/separations10030177

3. Kim JH, Lee SH, Lee HW, Sun YN, Jang WH, Yang SY, et al. (-)-Epicatechin derivate from Orostachys japonicus as potential inhibitor of the human butyrylcholinesterase. Int J Biol Macromol. 2016; 91: 1033-1039. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2016.06.069

4. Lee JH, Lee SJ, Park S, Kim HK, Jeong WY, Choi JY, et al. Characterisation of flavonoids in Orostachys japonicus A. Berger using HPLC-MS/MS: Contribution to the overall antioxidant effect. Food Chem. 2011; 124(4): 1627-1633. doi: 10.1016/j.foodchem. 2010.08.031

5. Hassan MHA, Elwekeel A, Moawad A, Afifi N, Amin E, Amir DE. Phytochemical constituents and biological activity of selected genera of family Crassulaceae: A review. S Afr J Bot. 2021; 141(2021): 383-404. doi: 10.1016/j.sajb.2021.05.016

6. Буданцев А.Л., Лесиовская Е.Е. Дикорастущие полезные растения России. СПб: СПФХА; 2001. [

7. Николаева И.Г., Цыбиктарова Л.П., Николаева Г.Г., Манжигеев П.Г. Фитохимическое исследование надземной части горноколосника колючего. Вопросы обеспечения качества лекарственных средств. 2018; 22(4): 52-56.

8. Усов Л.А., Левента А.И., Одинец А.Д. Анксиолитические и мнемотропные эффекты извлечений из горноколосника и рододендрона Адамса в эксперименте на лабораторных животных. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2010; 96(5): 125-128.

9. Одинец А.Д., Левента А.И., Щукин Д.А., Шабатурова О.В. К антигипоксичекому действию препаратов из растительного сырья Байкальской Сибири. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2011; 104(5): 112-115.

10. Одинец А.Д., Усов Л.А., Изатулин А.В., Левента А.И., Шабатурова О.В. Влияние препаратов из горноколосника колючего и рододендрона Адамса на течение стресс-реакции экспериментальных животных. Acta biomedica scientifica. 2010; 76(6): 175-181.

11. Николаева И.Г., Хобракова В.Б., Разуваева Я.Г., Николаева Г.Г., Николаев С.М., Цыбиктарова Л.П., и др. Способ получения средства, обладающего нейропротективной, иммуномодулирующей активностью: Пат. 2784435 Рос. Федерация; МПК A61K 36/41 (2006.01), A61K 127/00 (2006.01), A61K 133/00 (2006.01), A61K 135/00 (2006.01), A61P 25/00 (2006.01), A61P 37/02 (2006.01), B01D 11/02 (2006.01); заявитель и патентообладатель ФГБУН ИОЭБ СО РАН. № 022113385; заявл. 18.05.2022; опубл. 25.11.2022. Бюл. № 33.

12. Разуваева Я.Г., Баяндуева Е.А., Торопова А.А., Николаева И.Г. Оценка противоишемического действия экстракта сухого Orostachys spinosa при билатеральной окклюзии общих сонных артерий у белых крыс. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2022; 25(7): 3-8. doi: 10.29296/25877313-2022-07-01

13. Nowak A, Kojder K, Zielonka-Brzezicka J, Wróbel J, Bosiacki M, Fabiańska M, et al. The use of Ginkgo biloba L. as a neuroprotective agent in the Alzheimer’s disease. Front Pharmacol. 2021; 12: 775034. doi: 10.3389/fphar.2021.775034

14. Миронов А.Н. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. М.: Гриф и К; 2012.

15. Bajo R, Pusil S, López ME, Canuet L, Pereda E, Osipova D, et al. Scopolamine effects on functional brain connectivity: A pharmacological model of Alzheimer’s disease. Sci Rep. 2015; 5: 9748. doi: 10.1038/srep09748

16. Tang KS. The cellular and molecular processes associated with scopolamine-induced memory deficit: A model of Alzheimer’s biomarkers. Life Sci. 2019; 233: 116695. doi: 10.1016/j.lfs.2019.116695

17. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике. М.: МЕДпресс-информ; 2009.

18. Гирин С.В. Модификация метода определения активности каталазы в биологических субстратах. Лабораторная диагностика. 1999; 4: 45-46.

19. Pinto RE, Bartley W. The effect of age and sex on glutathione reductase and glutation peroxidase activities and aerobic glutathione oxidation in rat liver homogenates. Biochem J. 1969; 112(1): 109-115. doi: 10.1042/bj1120109

20. Прохоров М.И. (ред.). Методы биохимических исследований. Л.: Изд-во ЛГУ; 1982.

21. Pollard AK, Craig EL, Chakrabarti L. Mitochondrial complex 1 activity measured by spectrophotometry is reduced across all brain regions in ageing and more specifically in neurodegeneration. PLoS One. 2016; 11(6): e0157405. doi: 10.1371/journal.pone.0157405

22. Spinazzi M, Casarin A, Pertegato V, Salviati L, Angelini C. Assessment of mitochondrial respiratory chain enzymatic activities on tissues and cultured cells. Nat Protoc. 2012; 7(6): 1235-1246. doi: 10.1038/nprot.2012.058

23. Osterman J, Fritz PJ, Wuntch T. Pyruvate kinase isozymes from rat tissues. J Biol Chem. 1973; 248(3): 1011-1018.

24. Коржевский Д.Э., Гиляров А.В. Основы гистологической техники. СПб.: СпецЛит; 2010. [Korzhevsky DE, Gilyarov AV. Fundamentals of histological techniques. St. Petersburg: SpetsLit; 2010. (In Russ.)].

25. Wang B, Zhong Y, Gao C, Li J. Myricetin ameliorates scopolamine-induced memory impairment in mice via inhibiting acetylcholinesterase and down-regulating brain iron. Bioch Biophys Res Comm. 2017; 490(2): 336-342. doi: 10.1016/j.bbrc.2017.06.045

26. Wang QM, Wang GL, Ma ZG. Protective effects of myricetin on chronic stress-induced cognitive deficits. Neuroreport. 2016; 27(9): 652-658. doi: 10.1097/WNR.0000000000000591

27. Li J, Xiang H, Huang C, Lu J. Pharmacological actions of myricetin in the nervous system: A comprehensive review of preclinical studies in animals and cell models. Front Pharmacol. 2021; 12: 797298. doi: 10.3389/fphar.2021.797298

28. Lei Y, Chen J, Zhang W, Fu W, Wu G, Wei H, et al. In vivo investigation on the potential of galangin, kaempferol and myricetin for protection of d-galactose-induced cognitive impairment. Food Chem. 2012; 135(4): 702-707. doi: 10.1016/j.foodchem.2012.07.043

29. Kou JJ, Shi JZ, He YY, Hao JJ, Zhang HY, Luo DM, et al. Luteolin alleviates cognitive impairment in Alzheimer’s disease mouse model via inhibiting endoplasmic reticulum stress-dependent neuroinflammation. Acta Pharmacol Sin. 2022; 43(4): 840-849. doi: 10.1038/s41401-021-00702-8

30. Barchestani ZN, Rafieirad M. The effect of herniarin on spatial working memory, pain threshold, and oxidative stress in ischemic hypoperfusion model in rats. Caspian J Neurol Sci. 2021; 7(1): 42-50. doi: 10.32598/CJNS.7.24.5

31. Xu XL, Li S, Zhang R, Le WD. Neuroprotective effects of naturally sourced bioactive polysaccharides: An update. Neural Regen Res. 2022; 17(9): 1907–1912. doi: 10.4103/1673-5374.335142

32. Zhu Y, Wang R, Fan Z, Luo D, Cai G, Li X, et al. Taurine alleviates chronic social defeat stress-induced depression by protecting cortical neurons from dendritic spine loss. Cell Mol Neurobiol. 2023; 43(2): 827-840. doi: 10.1007/s10571-022-01218-3