Результат интеллектуальной деятельности: Средство, обладающее антиоксидантным действием

Изобретение относится к области медицины, конкретно к фармакологии и касается разработки средств коррекции растительного происхождения на основе экстракта травы Астрагала лисьего (Astragalus vulpinus willd.), обладающих антиоксидантным действием.

На сегодняшний день средства растительного происхождения занимают важное место среди препаратов, применяющихся при различных заболеваниях. Растительные препараты наиболее полно отвечают современным медико-биологическим требованиям, что обусловлено рядом преимуществ перед лекарственными препаратами синтетического происхождения: оптимальное соотношение содержащихся в них биологически активных соединений, большой диапазон лечебных свойств, малая частота побочных явлений, хорошая переносимость в терапевтических дозах, совместимость между собой и другими лекарственные веществами, дешевизна и доступность растительного сырья.

Поэтому детальное изучение химического состава и фармакологических свойств дикорастущих растений в качестве новых сырьевых источников лекарственных средств сегодня имеют огромное значение в расширении арсенала новых высокоэффективных фитопрепаратов.

В настоящее время многочисленные исследования посвящены поиску новых растительных источников биологически активных веществ, совершенствуются методы разработки фитопрепаратов и расширяются области их применения. Поиск и изучение природной сырьевой базы перспективных дикорастущих лекарственных растений, выявление нового высокопродуктивного растительного сырья являются актуальными.

Одним из важнейших направлений медико-биологических и фармацевтических наук является поиск и изучение новых средств коррекции различных стрессорных воздействий, провоцирующих индукцию свободнорадикальных процессов. Данный факт объясняется тем, что одной из неспецифических реакций на стрессорные воздействия различной этиологии является развитие окислительного дисбаланса, приводящее к активации скорости перекисного окисления биомолекул, что влечет за собой изменение функциональности на клеточном, тканевом и органном уровнях. Нарушения антиоксидантной защиты организма характеризуется развитием свободнорадикальных повреждений разных компонентов клеток и тканей, что в итоге проявляется развитием патофизиологических реакций со стороны многих систем организма. Учитывая вышесказанное, поиск средств, способных проявлять антиоксидантное действие, является, несомненно, значимым направлением экспериментальной и практической медицины.

Особую значимость представляют соединения растительного происхождения, проявляющие модулирующее воздействие на антиоксидантную систему организма, усиливая ее антирадикальную и антиперекисную активность, а также оказывающие благоприятное влияние на другие функциональные системы, осуществляющие регуляцию гомеостаза организма в целом.

На сегодняшний день известны следующие антиоксидантные средства природного происхождения: «Карсил» (http://www.rlsnet.ru/search_result.htm) (расторопша пятнистая); «Кардиотон» (http://www.rlsnet.ru/search_result.htm) (боярышник кроваво-красный, шиповник майский); «Детокс+» (https://www.rlsnet.ru/baa_tn_id_7259.htm) (кошачий коготь); «Кардиофит» (https://www.rlsnet.ru/baa_tn_id_16673.htm) (адонис весенний, аморфа кустарниковая, цветки боярышника, бузины черной, корневища с корнями валерианы, донник, семена каштана конского, крапивы, листьев и цветков ландыша, листьев омелы белой, мяты перечной, корней солодки, пустырника, травы тимьяна ползучего; настойка «Боярышник» (https://www.rlsnet.ru/baa_tn_id_32514.htm) (плоды боярышника); «Суперлакс» (https://www.rlsnet.ru/search_result.htm) (листья малины обыкновенной, семена подорожника блошного, фенхеля обыкновенного, корень ревеня дланевидного, имбиря лекарственного, плоды кайенского перца); «Нефролептин» (https://www.rlsnet.ru/baa_tn_id_30447.htm) (экстракты прополиса, горец птичий, листья брусники, толокнянки, корни солодки, цветки ноготков). Известно использование экстракта цветков Лотоса орехоносного (Nelumbo nucifera), занесенного в Красную Книгу Российской Федерации, в составе чая, обладающего повышенными антиоксидантными свойствами [патент РФ №2405355].

Наиболее близким аналогом (прототип) к предлагаемому изобретению является средство, содержащее сухой экстракт Астрагала перепончатого (Astragalus membranaceus Bunge), оказывающее ингибирующее влияние на процессы свободнорадикального окисления биомакромолекул и повышающее активность эндогенной антиоксидантной системы (Батоцыренова Э.Т., Торопова А.А., Танхаева Л.М., Шантанова Л.Н., Алексеева Э.А. Мембраностабилизирующая и антиоксидантная активность сухого экстракта Astragalus membranaceus // Вестник Бурятского государственного университета. - 2012. - №12. - С. 15-18).

Однако ограничениями в широком применении растения данного вида являются высокие финансовые затраты, связанные с необходимостью культивирования для увеличения объемов сырьевой базы. Кроме того, недостатком данного средства является выбор лекарственной формы, а именно сухой экстракт, что объясняется сложностью в технологии его изготовления (длительность и многостадийность технологического процесса) и соблюдение специальных условий хранения (определенный температурный режим и влажность в связи с высокой степенью гигроскопичности экстракта). Следует отметить, что у приведенного выше прототипа не обнаружено идентичной заявленному средству, совокупности признаков и свойств.

На основе экстрактов растений рода Astragalus созданы различные биологические активные добавки (БАД), применяемые в клинической медицине при различных заболеваниях: средство «Астрагал», сироп «Астрагал» с высоким содержанием селена, настойка «Женьшень с астрагалом» (Кохан С.Т., Патеюк А.В., Мондодоев А.Г., Протекторное действие биологически активных добавок «Астрагал» и «Женьшень с Астрагалом» при гипоксии и стрессе // Вестник фармации - 2012 - №4 (58) - С. 59-63), препарат «Райлис», в состав которого входит Астрагал серноплодный. Также трава Астрагала применяется в составе травяных сборов, чаев, капсул, таблеток и драже. Несмотря на наличие вышеперечисленных средств, содержащих Астрагал, заявителем не обнаружено в доступной научной литературе сведений об антиоксидантном действии экстрактов травы Астрагала лисьего.

Технической задачей заявляемого изобретения является расширение арсенала антиоксидантных средств на основе растений, характеризующихся богатой сырьевой базой и «неприхотливыми» климатическими условиями выращивания. Кроме того, предлагаемое изобретение направлено на получение средства в удобной для практического применения форме, выполненной по упрощенной технологической схеме.

Указанный технический результат достигается тем, что представляет собой сгущенный водно-спиртовой экстракт травы Астрагала лисьего (Astragalus vulpinus Willd.), содержащий флавоноиды, аскорбиновую кислоту, аминокислоты и органические кислоты, в мас. %: флавоноиды - 4,0-5,1; аскорбиновая кислота - 0,5-1,5; аминокислоты - 3,6-5,2; органические кислоты - 1,8-2,4.

Поставленная задача решается путем разработки средства на основе растительного сырья - экстракта из травы Астрагала лисьего (Astragalus vulpinus Willd.), проявляющего антиоксидантную активность. Решением данного изобретения является не только расширение арсенала антиоксидантных средств растительного происхождения, но и создание экономически выгодного средства, способного устранять оксидативные реакции, развивающиеся в иммунокомпетентных органах и структурах головного мозга, на основе Астрагала лисьего, отличающегося доступностью в силу неприхотливых условий выращивания и имеющейся неограниченной сырьевой базы.

Новым в предлагаемом изобретении является то, что в качестве антиоксидантного средства используют сгущенный водно-спиртовой экстракт Астрагала лисьего (Astragalus vulpinus Willd.). Таким образом, предлагаемое решение соответствует критерию изобретения "Новизна".

Различные виды растений рода Астрагал (Astragalus) семейства бобовых (Fabaceae), содержащие большое количество биологически активных веществ, широко используются в китайской, тибетской, монгольской, индийской медицине и проявляют антигипоксическую, анксиолитическую, ноотропную, мембраностабилизирующую и другие виды активности. Однако растения рода Астрагал до сих пор остаются мало изученными как в эколого-биологическом, цитогенетическом, ресурсном, так и фармакологическом отношении.

Астрагал лисий распространен на территории Астраханской, Волгоградской, Оренбургской областей, Западной Сибири, в северной части Республики Казахстан. Трава Астрагала лисьего содержит большое количество биологически активных веществ, включающий алкалоиды, сахара, флавоноиды, сапонины, дубильные вещества, аминокислоты, витамин В, С, РР, микроэлементы, органические кислоты и др., которые, как известно, принимают участие в физиологических процессах живых систем, оказывают влияние практически на все системы организма, в том числе и на антиоксидантную. Это является обоснованием применения экстрактов травы Астрагала лисьего как основы для медицинских, фармацевтических и биотехнологических разработок.

Авторы впервые экспериментально, на доклиническом этапе показали расширенные направления антиоксидантного действия на организм сгущенного водно-спиртового экстракта на основе Астрагала лисьего, в связи с уникальным сочетанием и концентрацией следующих ингредиентов, мас. %: флавоноиды - 4,0-5,1; аскорбиновая кислота - 0,5-1,5; аминокислоты - 3,6-5,2; органические кислоты - 1,8-2,4.

Таким образом, заявленное решение соответствует критерию изобретения "Изобретательский уровень", так как оно явным образом не следует для специалиста уровня техники. Сгущенный водно-спиртовой экстракт травы Астрагала лисьего может быть использован в медицинской практике для коррекции нарушений антиоксидантной системы организма, в связи, с чем предлагаемое решение соответствует критерию изобретения "Промышленно применимо".

Способ приготовления сгущенного водно-спиртового экстракта Астрагала лисьего (Astragalus vulpinus Willd.) основан на получении первичной вытяжки методом перколяции с применением в качестве экстрагента 60% спирта этилового; для этого измельченную навеску сырья травы Астрагала лисьего подвергали экстрагированию указанным методом. Далее первичную вытяжку отстаивали в течение 2х суток при пониженной температуре 10-12°С, в последующем отделяли осадок центрифугированием. Затем очищенное первичное извлечение выпаривали на водяной бане и сгущали при постоянном перемешивании до получения сгущенной массы с нормируемой влажностью не более 23%, темно-коричневого цвета со специфическим травянистым запахом.

Доказательная база, позволяющая сформировать концепцию данного изобретения, иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Был проведен химический анализ (качественный и количественный) полученного экстракта травы Астрагала лисьего.

Количественное содержание суммы флавоноидов в экстрактах сырья исследовали методом дифференциальной спектрофотометрии в пересчете на лютеолин-7-глюкозид.

Содержание аскорбиновой кислоты определяли титриметрическим методом, основанным на ее способности восстанавливать 2,6-дихлорфенолиндофенол.

Количество аминокислот определяли спектрофотометрическим методом.

Количественное определение суммы свободных органических кислот проводили титриметрическим методом.

Согласно проведенному нами химическому анализу установлено, что экстракт травы Астрагала содержит флавоноиды, аскорбиновую кислоту, аминокислоты, органические кислоты, в мас. %: флавоноиды - 4,0-5,1; аскорбиновая кислота - 0,5-1,5; аминокислоты - 3,6-5,2; органические кислоты - 1,8-2,4.

Пример 2. Экспериментальное изучение антиоксидантного действия сгущенного водно-спиртового экстракта травы Астрагала лисьего (Astragalus vulpinus Willd).

Опыты проводили на белых беспородных крысах-самцах (6-8 мес., вес 210-280 г). Животные содержались в стандартных условиях вивария при естественном освещении и синхронизованы по питанию при свободном доступе к воде в соответствии с правилами, принятыми «Международной конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и научных целей» (Страсбург, 1986) и Приказу Министерства здравоохранения РФ №199н от 01.04.2016 г. «Об утверждении Правил лабораторной практики» с соблюдением Международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях.

Животные были поделены на группы (n=10): контрольные особи, которые получали физиологический раствор в эквивалентном объеме; животные, подвергавшиеся воздействию стресса в течение 20 дней; опытные группы, представленные крысами, получавшими экстракт Астрагала лисьего внутрижелудочно в дозе 50 мг/кг раз в сутки в течение 14 дней и подвергавшиеся воздействию стресса.

Оценка антиоксидантной активности экстракта травы Астрагала лисьего проводилась на основании анализа изменений показателей перекисного окисления липидов (ПОЛ) в гомогенатах тимуса и селезенки (по уровню ТБК-реактивных продуктов, скорости аскорбатзависимого и спонтанного ПОЛ) лабораторных животных, подверженных чрезмерному информационному воздействию. Информационный стресс (ИС) моделировали путем формирования пищедобывательного поведения в многоальтернативном лабиринте. Для усложнения задачи, поставленной перед животными, каждый день изменяли структуру лабиринта. Полученные данные были подвергнуты статистической обработке с использованием t-критерия Стьюдента с поправкой Бонферрони.

В условиях информационного воздействия у крыс-самцов произошло увеличение показателей ПОЛ в гомогенате ткани селезенки: уровня ТБК-реактивных продуктов (на 25%), скорости аскорбатзависимого и спонтанного ПОЛ (в среднем на 25%), а также уровень активности каталазы (на 20%) по отношению к контрольной группе животных.

Применение экстракта Астрагала лисьего на фоне информационного стресса вызывало снижение уровня ТБК-реактивных продуктов практически на 40%, скорости аскорбатзависимого и спонтанного ПОЛ (в среднем на 30%) с восстановлением активности каталазы по сравнению со стрессированными животными.

В гомогенате тимуса на фоне информационного стресса повышался исходный уровень ТБК-реактивных продуктов на 39% и скорость аскорбатзависимого ПОЛ на 50% и уровень активности каталазы (на 34%) по отношению к группе контрольных особей.

Анализ влияния экстракта Астрагала лисьего показал, что в условиях информационного воздействия в ткани тимуса происходит снижение исходного уровня ТБК-реактивных продуктов на 41%; скорости аскорбатзависимого на 28% и спонтанного окисления липидов на 38% по сравнению со стрессированными крысами. Кроме того, введение экстракта Астрагала привело к уменьшению активности каталазы в сравнении с группой крыс, подвергавшихся информационной нагрузке.

При изучении влияния экстракта Астрагала лисьего на процессы ПОЛ в гомогенатах ткани селезенки и тимуса крыс-самцов в условиях чрезмерной информационной нагрузки, было установлено, что экстракт оказывает корригирующее действие. Таким образом, результаты нашего исследования свидетельствуют о том, что экстракт Астрагала лисьего оказывает антиоксидантное действие в условиях информационного стресса.

Пример 3. Экспериментальное изучение антиоксидантного действия сгущенного водно-спиртового экстракта травы Астрагала лисьего (Astragalus vulpinus Willd) в структурах головного мозга.

Для оценки антиоксидантного действия экстракта Астрагала лисьего были проведены исследования процессов ПОЛ на крысах-самцах в гомогенатах гипоталамуса и префронтальной коре (по уровню ТБК-реактивных продуктов, скорости аскорбатзависимого и спонтанного ПОЛ) лабораторных животных на модели информационного стресса. Подробное описание модели информационного стресса и экспериментальных групп животных представлено в примере 2.

На фоне информационной нагрузки в ткани гипоталамуса наблюдалось увеличение исходного уровня ТБК-реактивных продуктов (на 36%), скорости спонтанного ПОЛ (на 67%) и индуцированного аскорбатом ПОЛ (на 38%) по сравнению с контрольными животными. Активность каталазы возрастала в условиях информационного воздействия (на 40%) по отношению к группе контроль.

При введении экстракта Астрагала лисьего произошли следующие изменения в ткани гипоталамуса: снижение исходного уровня ТБК-реактивных продуктов (на 17%), скорости спонтанного ПОЛ (на 42%), аскорбатзависимого ПОЛ (на 35%) и активности каталазы (на 46%) по сравнению со стрессированными животными.

Воздействие информационного стрессана процессы липидной пероксидации в префронтальной коре привело к увеличению исходного уровня ТБК-реактивных продуктов на 29%, скорости спонтанного ПОЛ на 70%, аскорбатзависимого ПОЛ на 97% и активности каталазы на 60% по сравнению с контрольной группой особей.

При введении экстракта Астрагала лисьего стрессированным животным отмечалось снижение исходного уровня ТБК-реактивных продуктов (на 14%), скорости спонтанного ПОЛ (на 29%) и аскорбатзависимого ПОЛ (на 32%); а также уменьшение уровня каталазы (на 50%) в префронтальной коре относительно группы стресс.

Таким образом, полученные нами в ходе доклинических испытаний данные, свидетельствуют о том, что экстракт Астрагала лисьего (Astragalus vulpinus Willd.) обладает выраженным антиоксидантным действием и может быть рассмотрен как основа для создания нового лекарственного средства с последующим применением в клинической практике. Проведенные исследования позволяют достоверно утверждать, что экстракт травы Астрагала лисьего может успешно применяться как в качестве самостоятельного средства, так и в качестве основы для создания новых препаратов с целью повышения стресс-резистентности организма, устраняя нарушения в антиоксидантной системе.

Учитывая результаты проведенного исследования и практику использования препаратов из растительного лекарственного сырья, можно рекомендовать к применению средство, оказывающее антиоксидантное действие на основе сгущенного водно-спиртового экстракта травы Астрагала лисьего.