Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СРЕДСТВА, ОБЛАДАЮЩЕГО СТРЕССПРОТЕКТИВНОЙ И АНТИГИПОКСИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ

Изобретение относится к области фармации и касается способа получения средства из растительного сырья корневищ с корнями левзеи одноцветковой, обладающего стресс-протективной и антигипоксической активностью.

В настоящее время одной из актуальных проблем медицины является проблема адаптации человека к окружающей среде, что связано с усилением эколого-социального прессинга, увеличением числа стрессогенных факторов, действующих на человека на современном этапе развития общества. Вследствие этого в экономически развитых странах отмечается существенная депрессия защитно-компесаторных механизмов человека и рост заболеваний, относящихся к т.н. «болезням цивилизации». Одним из путей решения проблемы повышения резистентности организма к стрессогенным факторам является применение фармакологических средств - адаптогенов, антигипоксантов, представленных как синтетическими препаратами, так и средствами природного происхождения, такими как препараты женьшеня, элеутерококка, родиолы розовой, аралии маньчжурской и некоторые другие. При этом средства природного происхождения, являющиеся комплексами биологически активных веществ, обладают преимуществами перед синтетическими: оказывают адекватное корригирующее действие на функциональное состояние организма на разных уровнях его биологической организации; обладают широким спектром фармакологической активности; характеризуются плавным нарастанием фармакологического эффекта, низкой токсичностью и отсутствием неблагоприятных побочных реакций при длительном приеме [4; 12].

В настоящее время большой интерес к использованию в качестве растительного сырья для получения адаптогенных препаратов, тонизирующих пищевых добавок представляют экдистероидсодержащие растения [13]. Высокое содержание экдистероидов характерно для очень немногого числа видов. Левзея сафлоровидная (Leuizea carthamoides (Willd.) это единственное фармакопейное экдистероидсодержащее растение. В настоящее время к экдистероидсодержащим лекарственным средствам относятся препарат «Экдистен», полученный из корневищ Leuzea carthamoides (Willd), основу препарата составляет 20-гидроксиэкдизон К экдистероидсодержащим растениям относится левзея одноцветковая - Rhaponticum uniflorum (L.) [13]. В спиртовых извлечениях корневищ с корнями левзеи одноцветковой обнаружены полисахариды, экдистероиды (в том числе 20-гидроксиэкдизон), дубильные вещества, флавоноиды (не менее 7 веществ), фенолкарбоновые кислоты (не менее 5 веществ), сапонины, аминокислоты, алкалоиды [9].

Экдистероиды - вещества, способные стимулировать синтез белка, минуя гормональный эффект синтетических анаболиков. В практической медицине средства, содержащие экдистероиды, используются для поддержания иммунного статуса человека, применяются при трансплантации органов и тканей [13]. Известно, что 70% этанол является наилучшим экстрагентом экдистерона из корней с корневищами левзеи сафлоровидной [6].

Полисахариды растений проявляют иммуностимулирующую, противоопухолевую активность, что обусловлено их способностью активировать Т-лимфоциты, систему комплемента, увеличивать продукцию интерферона, повышать функциональную активность лизосомальных ферментов. Полисахариды являются потенциальными ингибиторами аллергических и воспалительных реакций, оказывают гипогликемическое действие; они используются для лечения заболеваний, вызванных ретровирусами, для выведения из организма радиоактивных элементов [7, 10].

Нами разработано средство в виде экстракта сухого, обладающее выраженной стресс-протективной и антигипоксической активностью на основе корневищ с корнями левзеи одноцветковой.

Известен экстракт левзеи жидкий, который получен из корневищ с корнями левзеи сафлоровидной (рапонтикума сафлоровидного) в виде экстракта жидкого в соотношении сырье и экстрагент 1:1 на 70% этаноле. Препарат применяется как средство, повышающее работоспособность при умственном и физическом утомлении. Препараты этой группы не оказывают резко выраженного влияния, они наиболее эффективны при пограничных расстройствах, в качестве средств поддерживающей терапии, при общем ослаблении функций организма, перенапряжении и перенесенных заболеваниях, повышают выносливость при физических и психических нагрузках [8].

Недостатками указанного средства являются слабо выраженная стресс-протективная и антигипоксическая активность по сравнению со средством, полученным по предлагаемому способу. Экстракт левзеи жидкий - это спиртосодержащая жидкость, что ограничивает его использование из-за содержания этилового спирта.

Технический результат изобретения - расширение ассортимента лекарственных средств растительного происхождения, обладающих стресс-протективной и антигипоксической активностью, за счет использования широко распространенного растительного сырья, имеющего надежную и обеспеченную сырьевую базу, повышение фармакологической активности (стресс-протективной и антигипоксической). Использование растительного средства в виде экстракта сухого позволит получать препарат с определенным содержанием действующих веществ.

Для этого растительный материал, состоящий из измельченных корневищ с корнями левзеи одноцветковой, экстрагируют трехкратно при отношении 1 мас.ч. сырья: 12 об.ч экстрагента при температуре 70°С. При первом контакте фаз используется экстрагент 60% этиловый спирт в течение 90 минут, при втором и третьем контакте фаз - экстракция водой очищенной в течение 60 минут каждый. Спиртовое извлечение после первой экстракции упаривают до 1/3 первоначального объема, извлечения после второй и третьей экстракции также упаривают до 1/3 первоначального объема. Объединенные кубовые остатки от трех извлечений сепарируют. Полученный продукт доупаривают приблизительно до 1/5 и высушивают в вакуум-сушильном шкафу. Выход готового продукта составляет 23,86% от массы растительного материала. Сухой экстракт, представляющий собой аморфный порошок коричневого цвета со специфическим запахом, потеря в массе при высушивании не более 5%.

Предлагаемый способ получения достаточно прост, не требует сложной схемы очистки, позволяет получить продукт постоянного состава. Технология может быть внедрена на предприятиях по выпуску лекарственных препаратов.

Подбор оптимального экстрагента является одним из основных моментов при получении извлечений. Изучены влияние природы экстрагента на выход биологически активных веществ из исследуемого лекарственного растения. Для подбора типа экстрагента изучены процессы экстрагирования сырья водой очищенной, этиловым спиртом различной концентрации: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 75, 95.

Количественная оценка содержания биологически активных веществ велась по выходу суммы экстрактивных веществ [2], содержанию экдистерона, полисахаридов [3].

Количественное определение экдистерона в растительном сырье - корневище с корнями левзеи одноцветковой проводили методом ВЭЖХ.

Точную навеску (около 2,0 г) растительного сырья помещали в колбу вместимостью 250 мл, прибавляли 50 мл спирта метилового, присоединяли к обратному холодильнику и нагревали на кипящей водяной бане в течение 1 часа с момента закипания смеси в колбе. После охлаждения смесь фильтровали через бумажный фильтр в мерную колбу объемом 100 мл и доводили спиртом метиловым до метки (исследуемый раствор).

Параллельно готовили 0,05% растворов экдистерона в спирте метиловом. Для этого около 0,05 (точная навеска) экдистерона помещали в мерную колбу вместимостью 100 мл, прибавляли 25 мл спирта метилового, перемешивали до растворения и доводили объем до метки тем же растворителем (РСО).

По 50 мкл исследуемого раствора (или аликвоту спиртового извлечения сырья) и раствора РСО вводили в хроматограф и хроматографировали по вышеприведенной методике.

Расчет количественного содержания экдистерона производили методом абсолютной калибровки с помощью компьютерной программы "Мультихром" для "Windows" и с помощью формулы:

где S ис. - площадь пика экдистерона в растворе;

S стандарта - площадь пика РСО экдистерона;

С% - концентрация эдистерона в %;

С стандарта г/мл - концентрация РСО экдистерона в г/мл;

а - навеска исследуемого образца в г.

W - влага лекарственного сырья в %.

Результаты представлены в табл. 1.

Как видно из таблицы, 60-70% этанол обеспечивает извлечение максимального количества экдистерона, а вода очищенная - полисахаридов и суммы экстрактивных веществ. Для получения экстракта из сырья нами предлагается использовать два экстрагента - 60% этанол и воду очищенную, которые позволят получить конечный продукт с высоким выходом экдистерона, экстрактивных веществ и полисахаридов.

Как известно, размер частиц сырья обуславливает полноту и скорость перехода в раствор экстрагируемых веществ. Сырье подвергалось измельчению до диаметра частиц 0,5; 1; 2; 3; 5 мм. Проверена зависимость выхода суммы экстрактивных веществ от степени измельчения сырья при экстракции водой очищенной [2].

Данные анализа представлены в табл. 2.

Оптимальной степенью измельчения для сырья является размер частиц 1 мм. Дальнейшее уменьшение размера частиц приводит к затруднению процесса фильтрации, а увеличение размера частиц ведет к уменьшению выхода суммы экстрактивных веществ.

Было подобрано оптимальное соотношение сырье : экстрагент для однократного залива сырья для рационального использования экстрагента (табл. 3.). Оптимальное соотношение сырья и экстрагента 1:12. Дальнейшее увеличение соотношения нецелесообразно ввиду незначительного повышения выхода действующих веществ, а также увеличения расхода экстрагента.

Увеличение температуры экстракции положительно влияет на выход экстрактивных веществ (табл. 4). Равновесная температура экстракции 70°С. Использование слишком высоких температур увеличивает энергозатратность производства готового продукта, поэтому для интенсификации процесса экстракции и рационального использования сырья можно дополнительно использовать перемешивание и оптимизировать время и кратность экстракции.

С целью определения продолжительности и кратности числа экстракций изучена зависимость времени достижения равновесной концентрации в системе сырье-экстрагент при трехкратной экстракции сырья. Для этого проводили экстракцию измельченного сырья 60% этанолом в соотношении 1:12 на водяной бане при температуре 70°С при постоянном перемешивании с обратным холодильником. Через заданные промежутки времени (15, 30, 60, 90, 120 мин) извлечения фильтровали (1-ый контакт фаз), определяя содержание суммы экстрактивных веществ. Аналогичным образом проводили две последующие экстракции отжатого сырья при том же промежутке времени, подавая каждый раз 60% этанол или воду очищенную в количестве, равном объему слитого извлечения (2-ой и 3-ий контакт фаз), полученные извлечения также анализировали на содержание суммы экстрактивных веществ. Экспериментальные данные свидетельствуют, что равновесное состояние наступает при 1-ом контакте фаз через 90 мин, при 2-ом и 3-ем контакте фаз через 60 мин (табл. 5), в качестве экстрагента мы рекомендуем использовать при 1-ом контакте фаз - 60% этанол, при 2-ом и 3-ем контакте фаз - воду очищенную.

В течение 1-ого контакта фаз экстрагируется около 50-60% экстрактивных веществ, 2-ой контакт обеспечивает выход 25-30%, и 3-ий контакт - 10-25%. Таким образом, трехкратная экстракция обеспечивает полное истощение сырья. В целях ускорения экстракционного процесса экстракционный баллон периодически встряхиваем, так как перемешивание ведет к обновлению поверхности контактирующих фаз и к увеличению движущей силы процесса.

Все подобранные оптимальные параметры процесса экстракции были положены в основу первой серии балансовых загрузок, на основании которой была разработана технологическая схема получения экстракта сухого из корневищ с корнями левзеи одноцветковой.

Способ получения иллюстрируется следующим примером. 1 кг корневищ с корнями левзеи одноцветковой измельчают на мельнице до размера частиц диаметром 1 мм. Измельченное сырье загружают в экстракционный аппарат с мешалкой и внешним паровым обогревом. Заливают 12 л 60%-ным спиртом этиловым в соотношении сырье-экстрагент 1:12 с учетом коэффициента водопоглощения. Экстрагируют при 70°С и постоянном перемешивании. Первый контакт фаз в течение 90 мин. Извлечение фильтруют через серошинельное сукно в сборник. Проводят еще две экстракции в течение 60 мин каждая, подавая в экстрактор воду очищенную в количестве, равном объему слитого. 1-ый слив 9,9 л; 2-й слив 10 л; 3-й слив 9,9 л. Водно-спиртовое извлечение после первого контакта фаз последовательно порциями упаривают примерно до 1/3 первоначального объема. Водное извлечение после второго и третьего контакта фаз также упаривают до 1/3 объема. Объединенные кубовые остатки от трех извлечений подвергают очистке сепарированием. Очищенный экстракт доупаривают до 1/5 первоначального объема и сушат на нержавеющих противнях в вакуумной сушилке при 65-70°С 8 ч. Получают 238,6 г готового продукта, что составляет 23,86% сухого экстракта от массы исходного сырья.

Сухой экстракт представляет собой аморфный порошок коричневого цвета и со специфическим запахом, комкуется, потеря в массе при высушивании не превышает 5%.

Сравнительная характеристика заявляемого способа с выбранным прототипом представлена в табл. 6.

Исследование антигипоксической активности сухого экстракта левзеи одноцветковой.

Влияние сухого экстракта левзеи одноцветковой на устойчивость к кислороддефицитным состояниям.

Исследования выполнены на 40 белых крысах линии Wistar обоего пола с исходной массой 180-200 г. Содержание животных соответствовало «Правилам лабораторной практики» (GLP) и Приказу МЗ РФ №708Н от 23.08.2010. «Об утверждении правил лабораторной практики». Перед началом экспериментов животные, отвечающие критериям включения в эксперимент, распределялись на группы с учетом пола, возраста, массы и принципа рандомизации. Экспериментальную работу осуществляли в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных»(Приложение к приказу МЗ СССР №755 от 12.08.77), «Правилами, принятыми в Европейской конвенции по защите позвоночных животных (Страсбург, 1986).

Водный раствор экстракта левзеи одноцветковой (Rhaponticum uniflorum (L.) вводили животным интрагастрально в дозах 50, 150 и 250 мг/кг за 30 мин до кормления в течение 7 дней до проведения экспериментов. В качестве препарата сравнения использовали деалкоголизированный жидкий экстракт левзеи (сафлоровидной) в изоэффективной дозе 5,0 мл/кг. Крысы контрольной группы получали дистиллированную воду в эквивалентном объеме по аналогичной схеме.

Антигипоксическое действие экстракта исследовали на трех моделях: гемическая, гистотоксическая и нормобарическая гипоксии. Модель острой гемической гипоксии воспроизводили путем однократного внутрибрюшинного введения натрия нитрита в дозе DL₁₀₀ (200 мг/кг); гистотоксической гипоксии - однократным внутрибрюшинным введением натрия нитропруссида в дозе DL₁₀₀ (20 мг/кг); нормобарической гипоксии с гиперкапнией - помещением крыс в герметичные емкости объемом 1 л [5].

Значимость различий между указанными параметрами среди контрольной и опытных групп оценивали с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни.

Установлено, что экстракт левзеи одноцветковой в дозах 50, 150 и 250 мг/кг оказывает выраженное антигипоксическое действие при гипоксических состояниях различного генеза (табл. 7). Так, курсовое введение животным экстракта левзеи одноцветковой в дозах 50, 150 и 250 мг/кг увеличивало продолжительность жизни крыс при нормобарической гипоксии с гиперкапнией соответственно на 22, 33 и 45% по сравнению с данными животных в контрольной группе. В условиях гемической гипоксии на фоне введения экстракта левзеи одноцветковой в дозах 150 и 250 мг/кг резервное время жизни животных было выше, чем в контроле на 37 и 41% соответственно. При острой тканевой гипоксии введение животным испытуемого экстракта в дозах 150 и 250 мг/кг повышало продолжительность жизни животных в среднем на 49% по сравнению с данными крыс контрольной группы.

Курсовое введение животным экстракта левзеи сафлоровидной в дозе 5 мл/кг увеличивало продолжительность жизни крыс при гипоксических состояниях (гемической, гистотоксической и нормобарической с гиперкапнией) в среднем на 30% по сравнению с данными животных контрольной группы.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что сухой экстракт левзеи одноцветковой повышает устойчивость белых крыс к кислороддефицитным состояниям различного генеза. Наиболее выраженное антигипоксическое действие испытуемый фитоэкстракт проявляет в дозах 150 и 250 мг/кг при гистотоксической и гиперкапнической гипоксии.

Влияние сухого экстракта левзеи одноцветковой на устойчивость к иммобилизационному стрессу. Исследование антистрессорной активности.

Эксперименты проведены на белых крысах линии Wistar обоего пола массой 180-200 г. Иммобилизационный стресс воспроизводили путем фиксации животных в положении на спине в течение 18 ч [14]. Крысам опытной группы внутрижелудочно вводили водный раствор экстракта левзеи одноцветковой в дозе 150 мг/кг в объеме 10 мл/кг в течение 7 дней до стрессорного воздействия (1 раз в день за 30 минут до кормления). Животные контрольной группы получали эквиобъемное количество дистиллированной воды по аналогичной схеме. В качестве препарата сравнения использовали деалкоголизированный жидкий экстракт левзеи сафлоровидной в объеме 5,0 мл/кг. На 7 сутки эксперимента животных контрольной и опытных групп подвергали иммобилизационному стрессу, после чего животных декапитировали под легким эфирным наркозом и определяли выраженность стресс-индуцированных изменений во внутренних органах: гипертрофию надпочечников, состояние иммунокомпетентных органов и появление деструктивных повреждений в слизистой оболочке желудка с подсчетом «язвенного индекса Паулса» [1]. Статистическую обработку проводили общепринятым методом с использованием критерия Манна-Уитни. Полученные данные приведены в таблицах 8-9.

Как следует из данных, представленных в таблице 8, 18-часовой иммобилизационный стресс у белых крыс сопровождается развитием классической «триады Селье», в виде гипертрофии надпочечников, инволюции иммунокомпетентных органов, появлением язвенных повреждений в слизистой оболочке желудка. У животных опытной группы, получавших экстракт левзеи одноцветковой в дозе 150 мг/кг, наблюдалось уменьшение выраженности признаков «триады Селье»: масса надпочечников у крыс этой группы была на 40% меньше, чем в контроле, а масса тимуса и селезенки соответственно на 80 и 67% больше аналогичных показателей у крыс контрольной группы и практически оставалась на уровне физиологической нормы. Эффективность экстракта левзеи одноцветковой по показателям инволюции иммунокомпетентных органов была выше, чем у препарата сравнения; по показателю влияния на массу надпочечников эффективность экстракта левзеи одноцветковой была аналогичной таковой у препарата сравнения.

Наряду с этим, превентивное введение животным полученного средства оказывало выраженное гастропротективное действие, задерживая развитие глубоких деструкций слизистой оболочки желудка белых крыс (табл. 9).

Как следует из данных, представленных в таблице 9, у животных контрольной группы на фоне 18-часового иммобилизационного стресса отмечалось развитие существенных повреждений слизистой оболочки желудка в виде точечных кровоизлияний, эрозий и полосовидных язв. У крыс опытной группы, получавших экстракт левзеи одноцветковой, были обнаружены точечные кровоизлияния у 3-х животных из 8, соответственной индекс Паулса составил 0,12 против 0,38 у крыс контрольной группы. Установлено, что противоязвенная активность экстракта левзеи одноцветковой по отношению к эрозиям превосходила таковую у препарата сравнения: у крыс опытной группы, получавших экстракт левзеи одноцветковой, образования эрозий отмечено не было, тогда как у крыс, получавших экстракт леззеи сафлоровидной, у трех крыс из группы были обнаружены эрозии. Развития более глубоких повреждений желудка в виде полосовидных язв у крыс опытных групп отмечено не было.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что сухой экстракт левзеи одноцветковой обладает выраженными стресс-протективными свойствами, препятствуя развитию признаков стресс-реакции: гипертрофии надпочечников, инволюции иммунокомпетентных органов и появлению деструкций в слизистой оболочке желудка крыс опытной группы. При этом стресс-протективная активность экстракта левзеи одноцветкой превосходила таковую у препарата сравнения.

Источники информации

1. Амосова Е.Н., Зуева Е.П., Разина Т.Г. Поиск новых противоязвенных средств из растений Сибири и Дальнего Востока // Экспер. и клинич. фармакология. - 1998. - Т. 61. - С. 31-35.

2. Государственная фармакопея СССР XI издание. Т. 1. - Москва, 1987. - С. 295.

3. Государственная фармакопея СССР XI издание. Т. 2. - Москва, 1989. - С. 264-267.

4. Кукес В.Г., Булаев В.М., Колхир В.К. и др. Методические указания по доклиническому изучению новых препаратов, разрабатываемых из природного сырья //Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - Москва, 2000. - С. 346-348.

5. Лукьянова Л.Д. Методические рекомендации по скринингу и доклиническому испытанию антигипоксических средств. - Москва, 1989. - 12 с.

6. Маматханов А.У., Шамсутдинов М.-Р. И., Шакиров Т.Т. Получение экдистерона. Химия природных соединений. - 1983. - №5. Стр. 601-605.

7. Максютина Н.П. Поиск противовоспалительных средств и иммуностимуляторов среди растительных полифенолов, терпеноидов и полисахаридов / Н.П. Максютина, Н.Г. Синилова, А.П. Дуплищева // Тезисы докладов 4 Всесоюзн. съезда фармацевтов, 18-20 нояб., 1986. - Казань, 1986. - С. 428-429.

8. Машковский М.Д. Лекарственные средства. - Москва: Новая Волна, 2012. - С. 1216.

9 Николаева Г.Г., Шантанова Л.Н., Николаева И.Г., Раднаева Л.Д., Гармаева Л.Л., Цыбиктарова Л.П. Левзея одноцветковая и серпуха васильковая перспективные экдистероидсодержащие растения // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2014. - №3 (97). - С. 91-96.

экдистероидсодержащие растения // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2014. - №3 (97). - С. 91-96.

10. Сергеев А.В. Иммунофармакология растительных полисахаридов / А.В. Сергеев, С.А. Коростелев, Н.М. Пинегина // Факторы клеточного и гуморального иммунитета при различных физиологических и патологических состояниях: Тезисы докл. к 10 науч. конф. - Челябинск, 1990. - С. 210-211.

11. Сергиенко В.И., Бондаренко И.Б. Математическая статистика в клинических исследованиях. - Москва, 2006. - 256 с.

12. Сур С.В., Гриценко Э.Н. Проблемы и перспективы разработки и внедрения современных лекарственных средств растительного происхождения // Фарматека, 2001. - №9. - С. 10-14.

13. Фитоэкдистероиды / под ред. В.В. Володина. - Санкт-Петербург: Наука, 2003. - С. 293.

14. Юматов Е.А., Скоцеляс Ю.Г. Сравнительный анализ устойчивости функций сердечно-сосудистой системы у крыс разных линий при иммобилизации // Журн. высшей нервн. деят. - 1979. - №2. - С. 345-350.