Кардиопротекторное действие нового функционального пищевого продукта на основе жира лососевых пород рыб с экстрактом травы пустырника

• Вера Михайловна Косман
• Дмитрий Валентинович Демченко
• Ольга Николаевна Пожарицкая
• Александр Николаевич Шиков
• Арина Игоревна Селезнева
• Валерий Геннадиевич Макаров
• Марина Николаевна Макарова

Резюме

Комбинирование рыбьего жира с масляными экстрактами лекарственных расте­ний позволит расширить функциональные свойства продуктов. На основе жира лососевых пород рыб и масляного экстракта травы пустырника (8:2) создан новый функциональный пищевой продукт (ФПП). В составе ФПП методами спектрофотометрии, высокоэффективной тонкослойной, высокоэффективной жид­костной и газожидкостной хроматографии обнаружены флавоноиды и иридоиды, проведено количественное определение витаминов А (210±3 МЕ/г), Е (2,8±0,1 мг/г), D₃ (12,2±0,4 МЕ/г) и полиненасыщенных жирных кислот (43,3±0,4%, в том числе 9,4±0,1% ω-3 и 33,9±0,1% ω-6 кислот). Изучена острая токсичность продукта при однократном внутрижелудочном введении самцам и самкам половозрелых аутбредных крыс и мышей (ЛД₅₀>15000 мг на 1 кг массы тела) и однократном внутрибрюшинном введении самцам и самкам половозрелых аутбредных крыс (ЛД₅₀>3000 мг на 1 кг массы тела). Кардиопротекторные свойства ФПП изучены в условиях моделирования тотальной ишемии с последующей реперфузией на изолированных сердцах аутбредных крыс. Влияние ФПП на сердечную мышцу в условиях гипоксии оценивали на системе изолированного сердца Лангендорфа с оценкой биохимических показателей повреждения миокарда в оттекающем от сердца перфузате. Ежедневное в течение 14 дней внутрижелудочное введение ФПП крысам (с исходной массой тела 200-250 г) в дозах 2340 и 1170 мг на 1 кг массы тела значительно увеличивало величину левожелудочкового давления после ишемии по сравнению с контролем, способствовало приведению показателей скорости расслабления и сокращения левого желудочка к показателям нормы. Биохимические исследования подтвердили статистически значимое снижение активности аспартатаминотрансферазы и креатинфосфокиназы после экспериментальной ишемии и реперфузии при приеме ФПП во всех эксперимен­тальных дозах. Использование комбинаций рыбьего жира с экстрактом травы пустырника перспективно для получения новых ФПП с кардиопротективными свойствами.

Ключевые слова:функциональные пищевые продукты, рыбий жир лососевых, пустырник, кардиопротекторное действие

Правильное питание занимает важнейшее место среди немедикаментозных способов профилактики различных заболеваний. Одним из новых и перспек­тивных направлений в питании современного челове­ка является употребление функциональных пищевых продуктов (ФПП). ФПП представляют собой пищевые продукты, обогащенные пищевыми волокнами, пре-и пробиотиками, макро- и микроэлементами, биологи­чески активными веществами (БАВ) природного про­исхождения и т.д. [1, 2]. Основное назначение ФПП заключается в улучшении функционирования органов пищеварения, состояния сердечно-сосудистой системы, усилении неспецифической резистентности организ­ма к неблагоприятным факторам окружающей среды, повышении интенсивности энергетического обмена [1]. ФПП не являются лекарственными средствами, но ока­зывают определенное благоприятное действие, снижа­ют риск возникновения отдельных болезней, способс­твуют росту и развитию детей, замедляют старение организма.

Сердечно-сосудистые заболевания занимают значи­тельное место в структуре патологий населения. В связи с этим совершенствование способов профилактики заболеваний этой группы путем снижения риска их раз­вития и коррекции сопутствующих им патологических состояний пациента является актуальным. Ряд работ посвящен успешному применению ФПП для профилак­тики и комплексного лечения сердечно-сосудистых за­болеваний: ишемической болезни сердца, стенокардии I функционального класса, артериальной гипертензии [1, 3, 4]. Расширение ассортимента подобных средств весьма перспективно.

Рыбий жир - один из важных пищевых продуктов. Действующим началом рыбьего жира являются жи­рорастворимые витамины (А, Е, D) и полиненасыщен­ные жирные кислоты (ПНЖК). Рыбий жир регулирует метаболические процессы, эффективен для лечения и профилактики сердечно-сосудистых заболеваний и артрита, уменьшения риска тромбообразования; спо­собствует профилактике заболеваний глаз, дыхатель­ной и мочеполовой систем, пищеварительного тракта, лечению воспалительных и кожных заболеваний [3, 5]. Традиционным источником рыбьего жира является пе­чень рыб семейства тресковых и лососевых.

Добавление к рыбьему жиру экстрактов лекарствен­ного растительного сырья позволяет обогатить его микронутриентами и дополнить его фармакологическое действие. Наиболее рациональным представляется ис­пользование для этих целей масляных экстрактов ЛРС. В частности синергизм фармакологического действия композиций рыбьего жира лососевых пород рыб с мас­ляными экстрактами лимонника китайского [Schisandra chinensis (Turcz.) Bail.] и ромашки аптечной (Matricaria chamomilla L.) показан нами ранее [6].

Одним из известных лекарственных растений, ис­пользуемых для лечения сердечно-сосудистых забо­леваний, является пустырник сердечный (Leonurus cardiaca L.). Траву пустырника в виде настоя, настойки или экстракта применяют в качестве успокаивающе­го средства при повышенной нервной возбудимости, сердечно-сосудистых неврозах, на ранних стадиях ар­териальной гипертонии [7]. В недавно опубликованном обзоре приведены данные об антибактериальном, антиоксидантном, противовоспалительном, нейропротекторном, седативном, гипотензивном эффектах травы пустырника [8]. Экспериментальное изучение действия масляного экстракта пустырника (МЭП) показало его выраженную анксиолитическую и седативную актив­ность [9]. Положительные эффекты МЭП отмечены в клинике у пациентов с артериальной гипертензией степени, сопровождающейся психоэмоциональными нарушениями [10].

Целью данного исследования была оценка кардиопротекторных свойств композиции на основе жира ло­сосевых пород рыб с экстрактом травы пустырника.

Материал и методы

Масляный экстракт пустырника получали путем экс­тракции травы пустырника растительным маслом с при­менением роторно-пульсационной технологии [11]. ФПП получали путем смешивания МЭП с жиром лососевых пород рыб в соотношении 2:8, обогащали витамином А и стабилизировали.

Тестирование физико-химических свойств и показа­телей санитарно-гигиенической безопасности (химичес­кой и биологической) ФПП выполнено в соответствии с [12, 13]. Методами высокоэффективной тонкослой­ной хроматографии (ВЭТСХ) подтверждали наличие иридоидов [14] и витамина D₃ [15], спектрофотометрическим методом - флавоноидов и витамина А [16], методом высокоэффективной жидкостной хромато­графии - витамина Е [17] и методом газожидкостной хроматографии - ПНЖК.

Острая токсичность ФПП была изучена при одно­кратном внутрижелудочном введении в дозе 15 000 мг на 1 кг массы тела самцам и самкам половозрелых аутбредных крыс (массой тела 190-275 г) и мышей (массой тела 21-31 г) и однократном внутрибрюшинном введе­нии в дозе 3000 мг на 1 кг массы тела самцам и самкам половозрелых аутбредных крыс (массой тела 190-275 г). Оценивали изменение массы тела, общее состояние жи­вотных, поведенческие реакции в руках и на открытой площадке, индивидуальное поведение, патоморфологические изменения.

Кардиопротекторные свойства ФПП изучали в усло­виях моделирования тотальной ишемии с последующей реперфузией на изолированных сердцах аутбредных крыс. Предварительно животным в течение 14 дней ежедневно вводили исследуемые объекты внутрижелудочно с помощью зонда. В исследовании было сформи­ровано 6 групп по 6 животных (с исходной массой тела 200-250 г): интактная (без патологии, без введения препаратов), контрольная (с ишемией и реперфузией, без введения препаратов), группа животных с патоло­гией, получавших жир лососевых пород рыб (плацебо) в дозе 585 мг на 1 кг массы тела, и 3 группы живот­ных с патологией, получавшие ФПП в дозах 585, 1170 и 2340 мг/кг массы тела.

Для изучения влияния ФПП на сердечную мышцу в условиях гипоксии использовали систему изолированного сердца Лангендорфа. Физиологические показатели (частоту сердечных сокращений - ЧСС; левожелудочковое давление - LVP; скорость сокра­щения миокарда - dP/dt max) измеряли до модели­рования 30-минутной ишемии и через 30 мин после реперфузии. Оценку биохимических показателей повреждения миокарда - активность аспартатами-нотрансферазы (АСТ) и креатинфосфокиназы (КФК) -проводили в оттекающем от сердца перфузате с по­мощью автоматического биохимического анализато­ра А-25 ("BioSystems", Испания) с использованием соответствующих наборов реагентов ("BioSystems", Испания).

Статистическую обработку полученных результатов исследований проводили при помощи пакета ста­тистических программ Statistica 6.0 ("Statsoft", РФ) с использованием однофакторного дисперсионно­го анализа (ANOVA) с последующим межгрупповым сравнением (post hoc) с использованием теста Тьюки (post hoc Tukey). Различия определены при уровне значимости 0,05.

Результаты и обсуждение

Состав ФПП разработан на основе расчета адекват­ного уровня потребления нутриентов жира лососевых пород (ПНЖК, витаминов А, Е, D) и компонентов МЭП (флавоноидов, иридоидов) в соответствии с действу­ющими нормативными документами МР 2.3.1.1915-04, МР 2.3.1.2432-08. Учитывая, что продукт является фун­кциональным, если содержание в нем БАВ составляет 10-40% от среднесуточной потребности в этих вещест­вах, оптимальным для получения ФПП признано соотно­шение жира лососевых пород рыб и МЭП 8:2.

По физико-химическим (органолептические свойства, плотность, растворимость, массовая доля неомыляемых веществ, влага и примеси нежирового характера) и санитарно-гигиеническим показателям безопасности (показатели окислительной порчи: кислотное число, перекисное число; содержание токсичных элементов и радионуклидов; санитарно-микробиологические па­раметры: количество мезофильных аэробных и фа­культативно-анаэробных микроорганизмов) ФПП со­ответствовал предъявляемым требованиям (СанПиН 2.3.2.1078-01, ГФ XII).

В образцах различных серий ФПП методом ВЭТСХ было идентифицировано от 3 до 7 соединений, отне­сенных к группе иридоидов. Появление характерного желто-зеленого окрашивания испытуемого раствора при проведении реакции с 10% спиртовым раствором хлорида алюминия свидетельствовало о присутствии флавоноидов.

Анализ жирнокислотного состава ФПП показал, что продукт содержит суммарно 43,3±0,4% ПНЖК, из них: 9,4±0,1% ω-3 и 33,9±0,1% ω-6 кислот. Содержа­ние витамина А составило 210±3 МЕ/г, витамина D₃ -12,2±0,4 МЕ/г, витамина Е - 2,8±0,1 мг/г.

По результатам исследования острой токсичности ФПП может быть отнесен к классу относительно безвред­ных веществ по классификации H.C. Hodge и L.H. Sterner [18] [ЛД₅₀ (внутрижелудочно, крысы) >15 000 мг/кг массы тела] и классификации К.К. Сидорова [ЛД₅₀ (внутрибрюшинно, крысы)>3000 мг на 1 кг массы тела] [19], а также к классу малоопасных веществ по ГОСТ 12.1.007-76 [ЛД₅₀ (внутрижелудочно, крысы) >5000 мг на 1 кг массы тела] [20]. Тестируемая доза превысила высшую терапевтическую дозу для крыс в 13 раз. Гибе­ли животных после введения ФПП в дозе 15 000 мг/кг массы тела внутрижелудочно и 3000 мг на 1 кг массы тела внутрибрюшинно не наблюдали. Введение ФПП животные пережили хорошо, картина интоксикации была выражена неярко. Однократное внутрижелудочное и внутрибрюшинное введение эксперименталь­ным животным ФПП не оказало влияния на изменение массы тела, отсроченного влияния на общее со­стояние, ориентировочно-исследовательскую актив­ность и эмоциональный статус экспериментальных животных. По результатам вскрытия животных спустя 14 дней после введения ФПП не выявлено никаких проявлений интоксикации, а также местнораздражающего действия на желудочно-кишечный тракт и брюшную стенку. Таким образом, показана низкая токсичность ФПП.

Кардиопротективная активность ФПП изучена в усло­виях моделирования тотальной ишемии с последующей реперфузией изолированного сердца по методу Лангендорфа [21]. Результаты экспериментального исследова­ния представлены в табл. 1.

До ишемии и реперфузии не было выявлено статис­тически значимых отличий контролируемых параметров у животных контрольной, интактной и опытных групп. Результаты, полученные после создания ишемии и ре-перфузии, свидетельствуют о том, что многократное внутрижелудочное введение ФПП нормализует ЧСС. Применение ФПП в дозе 2340 и 1170 мг на 1 кг массы тела значительно увеличивает величину LVP после 30-минут­ной ишемии по сравнению с контролем. Применение ФПП способствует приведению показателей максималь­ной скорости расслабления (dP/dt min) и сокращения (dP/ dt max) левого желудочка к показателям нормы.

По данным биохимических исследований можно су­дить о снижении активности АСТ и КФК (табл. 2) после 30-минутной ишемии сердечной мышцы и дальнейшей реперфузии при приеме ФПП во всех эксперименталь­ных дозах.

На основании сравнения результатов по всем оценен­ным показателям для ФПП (4-6-я группы, см. табл. 1, 2) и жира лососевых пород рыб (3-я группа, см. табл. 1, 2) можно утверждать, что наличие в ФПП экстракта травы пустырника усиливает его кардиопротекторные свойства.

Таким образом, показана низкая токсичность и на­личие специфического кардиопротекторного действия продукта, что обусловливает перспективность его даль­нейшего применения в виде ФПП.

Подход, основанный на комбинации рыбьего жира с масляными экстрактами лекарственного растительного сырья, перспективен для создания новых функциональ­ных пищевых продуктов.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России (Соглашение № 14.576.21.0010 от 17.06.2014, Уникальный идентификатор прикладных научных исследований RFMEFI57614X0010).

Литература

1. Шевченко И.А., Магомедов И.М., Вершинин А.С. Перспективы применения функциональных продуктов питания для про­филактики и комплексного лечения сердечно-сосудистых заболеваний // Соврем. наукоемкие технологии. 2004. № 5. С. 19-24.

2. Белкин В.Г., Каленик Т.К., Коршенко Л.О и др. Современные тенденции в области разработки функциональных продуктов питания // Тихоокеан. мед. журн. 2009. № 1. С. 26-29.

3. Конь И.Я., Шилина Н.М., Вольфсон С.Б. Омега-3 полиненасы­щенные жирные кислоты в профилактике и лечении болезней детей и взрослых // Леч. врач. 2006. № 4. С. 55-59.

4. Неповинных Н.В., Лямина Н.М., Птичкина Н.М. Оценка эффек­тивности применения функционального питания в основном варианте диеты в условиях кардиологического стационара // Вопр. питания. 2015. Т. 84, вып. 1. С. 38-43.

5. Mason P. Dietary Supplements. London : Pharmaceutical Press, 2007. 360 p.

6. Pozharitskaya O.N., Shikov A.N., Kosman V.M., Selezneva A.I., Urakova I.N., Makarova M.N. et al. Immunomodulatory and antioxidants properties of fixed combination of fish oil with plant extracts // Synergy. 2015. Vol. 2. Р. 19-24.

7. Машковский М.Д. Лекарственные средства. 16-е изд. М. : Новая Волна, 2011. 1216 с.

8. Wojtniak K., Szymanski M., Matlawska I. Leonurus cardiaca L. (Motherwort): A Review of its Phytochemistry and Pharmacology //Phytother. Res. 2013. Vol. 27. P. 1115-1120.

9. Макаров В.Г., Александрова А.Е., Шиков А.Н. и др. Эксперимен­тальное и клиническое изучение влияния препарата иридол на центральную нервную систему // Экспер. и клин. фармакол. 2006. Т. 69, № 3. С. 23-25.

10. Shikov A.N., Pozharitskaya O.N., Makarov V.G. et al. Effect of Leonurus cardiaca oil extract in patients with arterial hypertension accompanied by anxiety and sleep disorders // Phytother. Res. 2011. Vol. 25, N 4. P. 540-543.

11. Шиков А.Н. Разработка модели математического описания фракционного состава и поверхности контакта фаз при экс­трагировании растительного сырья в роторно-пульсационном аппарате // Хим.-фарм. журн. 2006. Т. 40, № 7. С. 37-40.

12. Руководство по методам контроля качества и безопаснос­ти биологически активных добавок к пище. М. : Федераль­ный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. 240 с.

13. Государственная Фармакопея Российской Федерации. XII изд. М. : Научный центр экспертизы средств медицинского приме­нения, 2008. 704 с.

14. Косман В.М., Пожарицкая О.Н., Шиков А.Н., Макаров В.Г. Изу­чение экстракции иридоидных гликозидов травы пустырника различными растворителями // Хим.-фарм. журн. 2002, Т. 36, № 2. С. 43-45.

15. Demchenko D.V., Pozharitskaya O.N., Shikov A.N., Makarov V.G. Validated HPTLC method for quantification of vitamin D3 in fish oil // J. Planar Chromatogr. 2011. Vol. 24, N 6. P. 487-490.

16. Государственная Фармакопея СССР. X изд. М. : Медицина, 1989. 1077 с.

17. Косман В.М., Фаустова Н.М., Зенкевич И.Г. и др. Сравнительная характеристика состава образцов масла зародышей пшеницы различного происхождения // Масложир. пром-ть. 2007. № 6. С. 32-34.

18. Gosselin R.E., Smith R.P., Hodge H.C. Clinical toxicology of commercial products. Baltimore : Williams and Wilkins, 1984. 2009 p.

19. Измеров Н.Ф., Саноцкий И.В., Сидоров К.К. Параметры токси­кометрии промышленных ядов при однократном воздействии : справочник. М. : Медицина, 1977. 240 с.

20. ГОСТ 12.1.007-76 Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.

21. Дмитриев Ю.В., Минасян С.М., Демченко Е.А., Галагудза М.М. Исследование кардиопротективных свойств ингибиторов некроптоза при глобальной ишемии-реперфузии изолированного серд­ца крысы // Бюл. экспер. биол. 2013. Т. 155, № 2. С. 214-217.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)