Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Инновации в науке» № 6(94)

Рубрика журнала: Химия

Скачать книгу(-и): скачать журнал

Библиографическое описание:
Сыров В.Н. Изучение взаимосвязи структуры флавоноидов и их гепатозащитной активности в условиях экспериментальной гелиотриновой гепатотоксемии В.Н. Сыров, С.М. Юсупова, Л.Т. Пулатова, С.В. Поляруш, Т.У. Арипова, З.А. Хушбактова, Э.Х. Батиров // Инновации в науке: научный журнал. – № 6(94). – Новосибирск., Изд. АНС «СибАК», 2019. – С. 30-34.

Изучение взаимосвязи структуры флавоноидов и их гепатозащитной активности в условиях экспериментальной гелиотриновой гепатотоксемии

Сыров Владимир Николаевич

академик наук Республики Узбекистан, Институт химии растительных веществ им. акад. С.Ю. Юнусова,

Узбекистан, г. Ташкент

Юсупова Севара Муминовна

академик наук Республики Узбекистан, Институт химии растительных веществ им. акад. С.Ю. Юнусова,

Узбекистан, г. Ташкент

Пулатова Лола Таирхановна

профессор, доктор технических наук, Таможенный институт,

Узбекистан, г. Ташкент

Поляруш Светлана Витальевна

академик наук Республики Узбекистан, Институт иммунологии и геномики человека,

Узбекистан, г. Ташкент

Арипова Тамархон Уктамовна

академик наук Республики Узбекистан, Институт иммунологии и геномики человека,

Узбекистан, г. Ташкент

Хушбактова Зайнаб Абдурахмановна

академик наук Республики Узбекистан, Институт химии растительных веществ им. акад. С.Ю. Юнусова,

Узбекистан, г. Ташкент

Батиров Эркин Хожиакбарович

академик наук Республики Узбекистан, Институт химии растительных веществ им. акад. С.Ю. Юнусова,

Узбекистан, г. Ташкент

Флавоноиды чрезвычайно широко распространены в растительном мире. Эти соединения интересны своей крайне разнообразной биологической активностью. Для них характерно капилляроукрепляющее, противовоспалительное, антиаллергическое, антитоксическое, иммунотропное  и целый ряд других действий, ориентируясь на которые созданы многочисленные флавоноидсодержащие препараты. Некоторые из этих препаратов нашли применение при лечении токсических и вирусных поражений печени, что представляется особенно важным в виду широкого распространения заболеваний гепато-билиарной системы во всем мире [1,2,3,4]. Вместе с тем, до сих пор не были достаточно четко определены структурные особенности строения флавоноидов, ориентируясь на которые можно было бы в дальнейшем создавать препараты, отвечающие в полной мере требованиям клиницистов в плане наиболее эффективного лечения нарушенного метаболически – функционального состояния печени. Учитывая это, в данной работе была изучена возможность флавоноидов различного химического строения на наличие и выраженность гепатозащитного действия у животных с гелиотриновым поражением печени. Известно, что уже в первые сутки  после введения этого гепатотоксина в печени морфологически обнаруживаются нарушения кровообращения, повышение сосудисто – тканевой  проницаемости и микроциркуляции, угнетение дыхания, нарушение метаболизма гепатоцитов, некроз, явления белково-вакуольной дистрофии  [5].  Поэтому в случае, обнаружения у исследуемые вещества способности предотвращать  нарушения функции гепатоцитов, которые начинают развиваться в условиях острой гелиотриновой гепатотоксемии уже в первые сутки после введения данного токсиканта, позволило бы рассматривать их в качестве потенциальных  гепатопротекторов и использовать при создании новых эффективных лечебных средств для практической гепатологии.

Материалы и методы

В проведенных экспериментах использовали флавоноиды (изофлавоны, флавоны, флавонолы, флаваноны), выделенные из растений центрально- азиатского региона (некоторые получены путем  химической модификации).

 

Рисунок. Структурные формулы различных групп флавоноидов

 

В ряду изофлавоноидов были изучены оробол (R1=R4=H, R2=R3=OH), выделенный из Thermopsis dolichocarpa V. Nikitin  [6], генистин  (R1 = β –D- Glc, R2=OH, R3= R4=H) – из Thermopsis  alterniflora Rgl. et Schmalh [7 ], формононетин (R1= R2=R3=Н, R4=CH3), ононин (R1 = β –D- Glc, R2= R3=H,  R4= СH3)  и биоханин А  (R1=R3=H, R2=OH,  R4 =CH3) из Cicer mogoltavicum A. Korov  [8]. В ряду флавонов рассматривались лютеолин  (R1= R2=R4= H,  R3=OH) и цинарозид (R1= R4=Н, R2 = β –D- Glc, R3= OH), выделенные из  Ferula varia (Schrenk.) Trautv [9], хризоэриол  (R1=R2= R4 =H, R3=OСH3) и термопсозид (R1= R4 =H, R2 = β –D- Glc, R3=OСH3) – из Thermopsis alterniflora Rgl. еt Schmalh [7], а также гиспидулин (R1= OСH3, R2 =R3= R4= H) из Saussurea elegans L.deb. [10].

Довольно большое количество веществ флавоноидной структуры было исследовано в группе флавонолов.  Это рутин (R1 = β –D- Glc-α – L-Rha, R2=R3= R4 = R7= H,  R5=R6=OH), выделенный из Lagonychium farctum (Banks et Soland) Bobr. и полученный из него путем гидролиза кверцетин (R1= R2= R3=R4=R7=H,  R5= R6=OH) [11]. Из данного растения  также выделены мирицетин  (R1= R2= R3=R4=H,  R5= R6= R7=OH) и мирицетин -3-глюкозид (R1 = β –D- Glc, R2=R3= R4=H, R5= R6= R7=OH). Лимоцитрин (R1=R2= R4=R7=H,  R3=R5=OCH3, R6=OH) и хаплозид С  (R1= R4=R7=H,  R2= β –D- (6 – ОAc) – Glc – α – L- Rha,  R3=R5=OСH3, R6=OH) выделены из Haplophyllum perforatum (M.B.) Kar. Et Kir. [12], галангин (R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=H) из Glycyrrhiza glabra L. [13], изорамнетин (R1=R2= R3=R4=R7=H, R5= OСH3, R6=OH) получен путем гидролиза изорамнетина -3 –O- глюкозида [14]. Также к этой группе может быть отнесено синтетическое соединение – морин (R1=R2=R3=R5= R7=H, R4= R6=OH) [15 ].

Изученные флаваноны были представлены  пиноцембрином (R1=OH, R2=R3=R4= R5=R6=R7=H), глабранином (R1=OH, R2=R3=R5=R6=R7=H, R4=Pr*), изоглабранином (R1=OH, R3=R4=R5=R6=R7=H, R2=Pr*), выделенными из  Glycyrrhiza glabra L. [13], а также изобавахином (R1=R2= R3= R5=R6=H, R4= Pr*, R7=OH), глабролом (R1=R2=R3=R5=H, R4=R6=Pr*, R7=OH), и вексибинолом (R1=R5=R7=OH, R2=R3=R6=H, R4=Lav**), выделенными из Vexibia alopecuroides (L.) Yakov L. [16]. К этой же группе относится и исследованный нами леманин (R1=R2=R3=R6=H, R4= Lav**, R5=R7=OH) из Ammothamnus lehmannii Bunge [17] (значком Pr*  обозначена структура: , а Lav** структура: ).

Опыты проведены на мышах-самцах (18–20 г). Примененный в качестве гепатотоксина алкалоид гелиотрин вводили однократно подкожно в дозе 300 мг/кг. Все флавоноиды вводили орально в дозе 50 мг/кг в течение предшествующих 6 дней, а затем на 7-ой день одновременно с гелиотрином. Через 24 часа мышей декапитировали под легким эфирным наркозом. Для оценки гепатозащитного действия исследуемых флавоноидов в сыворотке крови животных определяли содержание фермента аланинаминотрансферазы (АлАТ), а также в печени содержание гликогена и малонового диальдегида (МДА) как описанию в [18]. У части мышей определяли также антитоксическую функцию печени по тесту гексеналового сна. Этот тест является интегральным отражением функций оксидаз печени, так как его биотрансформация осуществляется только  в этом органе [19]. В данном случае после семикратного введения флавоноидов и через сутки после введения гелиотрина животным инъецировали внутрибрюшинно гексенал в дозе 100 мг/кг. Длительность гексеналового сна определялась по времени нахождения животных в боковом положении. Полученные данные обрабатывали статистически с использованием t – критерия Стьюдента.

Результаты и их обсуждение

Из приведенной таблицы видно, что инъекции мышам  гепатотоксичного алкалоида  гелиотрина в условиях нашего опыта уже через сутки способствовало развитию цитолиза гепатоцитов на что указывало увеличение АлАТ (по отношению к контролю) на 267,5%. Это могло быть во многом обусловлено усилением процессов перекисного окисления липидов, так как концентрация одного из конечных его продуктов – МДА в печени возрастала  на 236,0%. На ухудшение  обменных процессов  в этом случае указывало уменьшение в печени гликогена (на 73,4%), а на снижение антитоксической функции печени увеличение на 117,8% продолжительности гексеналового сна.

Предшествующее же введение животным большинства из исследуемых флавоноидов во многом предотвращало эти негативные сдвиги в метаболически – функциональном состоянии печени, хотя по выраженности гепатозащитного эффекта их действие было далеко не однозначным. В ряду изучаемых изофлавонов выделялся своей  способностью противостоять токсическому действию гелиотрина только оробол. Это видно по всем исследуемым показателям. Так его предварительное введение приводило к тому, что активность АлАТ возрастала только на 92,5% (ниже соответствующего контроля на 47,6%), а содержание гликогена в печени понижалось  всего на 27,9% и было выше контроля на 171,5%. Содержание МДА в печени  возрастало на 90,7% (меньше, чем у животных, получавших гелиотрин на 43,2%), а продолжительность гексеналового сна увеличивалась  только на 54,9% (была меньше, чем в контроле, на 28,9%). Остальные соединения этой группы проявляли слабое гепатозащитное действие. По-видимому наличие в структуре оробола четырех гидроксильных групп (в кольце В две орто расположенные), отсутствие метоксильных групп и углеводных компонентов обеспечивало этому соединению наличие достаточно выраженного гепатозащитного эффекта.

Определенная схожесть в этом отношении была отмечена  и в ряду флавонов. Весьма близкую к ораболу гепатозащитную активность проявил лютеолин, также содержащий  четыре ОН – группы в тех же положениях. Это говорит о том, что строение основного ядра (изофлавон и флавон) не оказывает существенного влияния на проявляемое ими гепатопротекторное действие.  Гликозилирование же 7-ОН группы лютеолина,  также как и метилирование фенильной гидроксильной  при С-31 группы c образованием цинарозида и хризоэриола соответственно способствовало уменьшению их гепатозащитного действия. Гликозилирование 7-ОН группы хризоэриола с образованием термопсозида сопровождается резким ослаблением его позитивного влияния на метаболически функциональное состояние печени в условиях гелиотриновой интоксикации. Наличием метоксильной группы по всей видимости, обусловлена также низкая активность гиспидулина.

Наиболее выраженную гепатозащитную активность в ряду изученных флавоноидов проявили соединения, относящиеся к флавонолам. В их ряду отмечен и достаточно высокий процент веществ с выраженной антиоксидантной активностью, что в данной работе определялось по содержанию в печени МДА, а ранее выявлялось в опытах in vitro по ингибированию процессов железоиндуцированного аскорбатзависимого перекисного окисления липидов (ПОЛ) [20]. Причем, обращал на себя внимание тот факт, что взаимосвязь  структуры и антиоксидантной активности, описанной в работе [20], во многом коррелировала с выявляемой взаимосвязью структуры флавоноидов и их гепатозащитной активностью. Это лишний раз может свидетельствовать о том, что  в основе биологического действия флавоноидов при развитии многочисленных патологий, сопровождающихся активацией ПОЛ, в том числе и гепатитов, лежит их антиоксидантный эффект. Так гепатозащитная активность кверцетина, морина, имеющих в кольце В две ОН – группы в 31, 41 (орто) и 21, 41 (мета) положениях соответственно, и мирицетина, отличающегося от первого наличием дополнительной ОН – группы в положении 51, вполне сопоставима.  Однако нужно отметить, что несмотря на отсутствие ОН- группы в кольце В, галангин (3, 5, 7 – тригидроксифлавон) показал самую выраженную гепатозащитную активность. При его введении активность сывороточной АлАТ была всего на 27,5% выше, чем у интактных животных (на 65,3% ниже контрольного уровня). Отмечено под его влиянием значительное понижение содержания МДА в печени (на 60,1%) и укорочение продолжительности гексеналового сна на 43,6%. Содержание гликогена в печени было всего на 19,7% ниже, чем у интактных животных.

Метилирование 31- ОН- группы кверцетина с образованием изорамнетина не отразилось существенно на выраженности его влияния на метаболически- функциональное состояние печени (по сравнению с кверцетином) . Следовательно наличие и  взаимное расположение ОН-групп в кольце В не оказывает значительного эффекта  на проявление гепатозащитного действия исследуемых соединений. Влияние гидроксильной группы при С- 3 на гепатопротекторную активность флавоноидов четко видно при сравнении активности лютеолина и кверцетина. Последний отличается от лютеолина только наличием дополнительной 3-ОН-группы и это приводит к увеличению гепатопротекторной активности кверцетина, о чем можно судить  по менее выраженному нарастанию  активности АлАТ в сыворотке крови, содержания МДА в печени и продолжительности гексеналового сна (содержание гликогена, в обоих случаях существенно не различалось).

Гликозилирование  флавонолов, также как и флавонов, как правило, уменьшало их гепатозащитное действие, что видно на примере действия  мирицетин-3-глюкозида и рутина. Мирицетин-3-глюкозид, содержащий один сахарный остаток, проявил заметно меньший  гепатозащитный эффект, чем его агликон. Наличие двух сахарных остатков в молекуле рутина приводило к выраженному снижению его активности по сравнению с кверцетином. Сходная зависимость наблюдается и при рассмотрении эффект лимоцитрина, проявившего хорошую гепатозащитную активность. Однако, гликозилирование его 7-ОН группы (кольцо А) ацетилированной биозой с образованием хаплозида С приводило  к ухудшению гепатозащитных свойств  этого соединения. Хаплогенин -7-О-глюкозид, в молекуле которого наряду с четырьмя  ОН-группами имеется сахарный остаток также проявил невысокую активность. Наличие в положении 8 изорамнетина метоксильной группы (лимоцитрин) также приводит к уменьшению гепатопротекторной активности.  Интересно отметить, что и по многим другим активностям проявляемым флавоноидами, была отмечена такая же закономерность, т.е. полиметоксилирование и гликозилирование соединений этого класса приводит к снижению их биологических эффектов   [1, 21] . Полученные данные однозначно указывают на то, что для проявления значительной гепатозащитной активности в этом ряду флавоноидов необходимо наличие свободных ОН-групп в положениях 3,5,7 (кольцо А), а также в положении С- 3, тогда как ОН-группы в кольце В на активность практически не влияют.

При анализе гепатозащитной активности  флаванонов также было установлено, что некоторые из них представляют в этом отношении большой интерес. Так, леманин – 5-дезоксифлавон в значительной степени предотвращал (по всем исследуемым показателям) негативное воздействие гелиотрина на метаболически-функциональное состояние печени животных. Вексибинол, содержащий дополнительную 5-ОН группу, показал значительно более слабый эффект. Изобавахин, также являющийся 5-дезоксифлавоном и содержащий пренильную группу в кольце А, проявил (если ориентироваться на большинство показателей – АлАТ, содержание гликогена и МДА) более низкую гепатопротекторную активность, чем вексибинол. Наличие же в его молекуле (кольцо В) второй пренильной группы – глаброл, приводит по большинству показателей (в данном случае – активность АлАТ, содержания гликогена, продолжительность гексеналового сна) к усилению эффекта.

Выявленной зависимости не отмечено в ряду 5,7– дигидроксифлавонов: соединения с пренильными группами (глабранин, изоглабранин и, как уже отмечалось, изобавахин) в целом проявляли низкую гепатозащитную активность. Эти данные указывают на то, что в проявлении способности предотвращать токсическое действие гелиотрина на печень 5-дезоксифлавонами, которые являются менее устойчивыми соединениями по сравнению с 5-оксифлавонами [22], определенную роль играет количество и место расположения пренильных групп. В проведенных экспериментах также было установлено, что суммарный препарат флавоноидов, выделенный из Pseudosophora alopecuroides и содержащий глаброл, вексибинол, изобавахин, вексибидин, лютеолин, халкон – аммотамнидин и др. [23] за счет эффекта потенцирования может еще более выражено предотвращать развитие негативных симптомов, отражающих поражение печеночной ткани. При введении данного суммарного флавоноидного препарата активность АлАТ у мышей после введения гелиотрина возрастало лишь на 18,7%, гликоген печени был ниже нормы на 18,4%, а увеличение содержания МДА в печени составляло только 20,3%. Продолжительность гексеналового сна у этих мышей также возрастала весьма незначительно (на 21,8%). И хотя значения определяемых показателей также носили по отношению к показателям интактных животных достоверный характер, тем не менее они были минимальными и в подавляющем большинстве случаев превосходили эффект индивидуальных соединений флавоноидного ряда.

Таким образом, в проведенных экспериментах выявлена закономерность гепатозащитной активности флавоноидов в условиях гелиотриновой интоксикации организма от содержания в них углеводных компонентов, метоксильных, пренильных групп и наличия, количества и месторасположения ОН-групп. Полученные данные указывают на целесообразность и перспективность выявления в ряду флавоноидов новых гепатозащитных средств для использования в практической медицине.

 

Список литературы:

  1. Корулькин Д.Ю., Абилов Ж.А., Музычкина Р.А., Толстиков Г.А. Природные флавоноиды. – Новосибирск: Академическое изд-во «Гео» , 2007. -232 с.
  2. Каримов А.М., Ботиров Э.Х., Маматханов А.У., Сагдуллаев Ш.Ш. Флавоноиды растений рода Scutellaria – Ташкент: «Fан van texnologia», 2016, 180 с.
  3. 3. Литвиненко В.И. Флавоноиды и лекарственные препараты на их основе // Фармация Казахстана. – Спец. вып. – 2004. С. 16 – 19.
  4.  Сыров В.Н., Батырбеков А.А., Киличова Г.Х. Иммуномодулирующие свойства флавоноидов из флоры среднеазиатского региона. – Ташкент: УП «Bulding print», 2011. - 91 c.
  5. Абдуллаев Н.Х.  Патохимия и патогенетическая терапия хронических гепатитов и цирроза печени. – Ташкент: Медицина, 1968. -239 с.
  6. Юлдашев М.П., Батиров Э.Х., Маликов В.М. Флавоноиды Thermopsis dolichocarpa // Химия природ. соедин. -1990. - №4. – С. 547 -548.
  7. Юлдашев М.П., Батиров Э.Х., Вдовин А. Д. и др. Флавоноиды Thermopsis alterniflora // Химия природ. cоедин. -1989. - №3. – С. 352 - 359.
  8. Юсупова С.С., Батиров Э.Х., Киямитдинова Ф., Маликов В.М.  Изофлавоноиды Cicer mogoltavicum // Химия природ. соедин. -1986. - №5. – С. 639 – 640.
  9. Батиров Э.Х., Юлдашев М.П., Нежинская Г.А., Маликов В.М. Флавоноиды Ferula schair и F. samarkandica // Химия природ. соедин. -1979. - №5. – С. 727 - 728.
  10. Шамьянов И.Д., Батиров Э.Х., Юлдашев М.П., Маллабаев А.,  Компоненты Saussurea elegans // Химия природ. соедин. -1983. - №6. – С. 796 - 797.
  11. Икрамов М.Т., Мавашева Ф.А., Батиров Э.Х., Маликов В.М. Флавоноиды Lagonychium farctum // Химия природ. соедин. -1990. - №2. – С. 274 - 276.
  12. Батиров Э.Х., Юлдашев М.П., Хушбактова З.А. и др.  Флавоноиды  Haplohyllum perforatum. Строение и гипоазотемическая активность хаплозида С. // Химия природ. соедин. -1987. - №1. – С. 66 - 70.
  13. Батиров Э.Х., Киямитдинова Ф., Маликов В.М. Флавоноиды надземной части Glycyrrhiza glabra  // Химия природ. соедин. -1986. - №1. – С. 111 – 112.
  14. Батиров Э.Х., Маликов В.М., Мирзаматов Р.Т. Хаплогенин -7 – О – гликозид из    Haplophillum perforatum. // Химия природ. соедин. -1980. - №6. – С. 836.
  15. Iinuma M., Mizuno M. Natural occurrence and synthesis of  21-oxygenated Flavones, Flavonols,  Flavanones and Chalcones // Phytochemistry. - 1989. – Vol. 28, № 3. – P. 681 – 694.
  16. Юсупова С.С., Батиров Э.Х., Абдуллаев Ш.В., Маликов В.М. Флавоноиды Vexibia alopecuroides // Химия природ. соедин. -1984. - №2. – С. 250 – 251.
  17. Батиров  Э.Х., Юсупова С.С., Cаттикулов А. И др. Флавоноиды Ammothamnus  Lehmannii // Химия природ. соедин. -1987. - №4. – С. 516 – 524.
  18. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике.- М.-: МЕД пресс информ, 2009. – 896 с.
  19. Зуфаров К.А. Арипов У.А., Наджимутдинов К.Н., Князева Л.С. Влияние некоторых химических факторов внешней среды на действие лекарственных веществ,   метаболизирующихся в печени. – Ташкент: Медицина, 1979. – 151 с.
  20. Хушбактова З.А., Юсупова С.М., Замараева М.В. и др. Взаимосвязь структуры и антиоксидантной активности некоторых флавоноидов из растений Центральной Азии //  Химия природ. соедин. -1996. - №3. – С. 350 – 356.
  21. Рогинский В.А. Фенольные антиоксиданты.-  М.: Наука, 1988. – 247 с.
  22. Dhar D.N. The chemistry of chalcones and related compounds. Wiley Intersci. Publ. -  New York, 1981. - 96 p.
  23. Котенко Л.Д., Эргашева Ш.А., Халилов Р.М., Максумова Д.К., Маматханов А.У. Стандартизация корней с корневищами псевдософоры лисохвостной (Pseudosophora alopecuroides)// Фармацевтический журнал. – Ташкент, 2017.-№3.- С. 66-70.

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.