Антитоксическая активность экстракта шишек ели обыкновенной при остром отравлении ацетатом свинца в эксперименте

   Введение. В настоящее время по всему миру продолжается загрязнение территорий свинцом. Актуальной задачей является разработка новых эффективных лекарственных средств для лечения отравлений свинцом.

   Цель работы – оценить эффективность применения сухого водного экстракта шишек ели обыкновенной при отравлении свинцом.

   Материалы и методы. Эксперимент проведён на 24 белых беспородных крысах обоего пола. Животным исследуемых групп вводили водный раствор ацетета свинца. Животным третьей группы проводили лечение экстрактом шишек ели обыкновенной (экстракт) путем внутрижелудочного введения 3 раза в неделю в течение месяца. Животным четвертой группы проводили лечение препаратом полифеман путем внутрижелудочного введения 3 раза в неделю в течение месяца. Элементный состав образцов тканей животных исследуемых групп определяли на энергодисперсионном рентгенофлуоресцентном спектрометре марки QUANT’X. Для установления антиоксидантной активности экстракта использовали реакцию со свободным радикалом 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилом.

   Результаты. В группах животных, которым вводили раствор ацетата свинца и проводили лечение экстрактом и препаратом сравнения полифепан, наблюдается снижение содержания свинца в костях и
тканях головного мозга по сравнению с содержанием у животных, которым вводили раствор ацетата свинца без лечения. Выявлено отсутствие влияния экстракта на моторную функцию кишечника. При
определении антирадикальной активности установлено, что экстракт проявляет выраженную способность связывать свободные радикалы, сопоставимую с известным антиоксидантом рутином.

   Обсуждение. Применение экстракта позволяет эффективно выводить свинец и препятствовать его депонированию в костной ткани. Благодаря способности процианидинов проникать через гематоэнцефалический барьер экстракт эффективен при поражении свинцом головного мозга. Экстракт также будет эффективен для снятия окислительного стресса, возникающего при отравлении свинцом.

   Заключение. Сухой водный экстракт шишек ели обыкновенной проявляет способность снижать содержание свинца в костях и тканях головного мозга в сравнении с группой, не получавшей лечения на фоне отравления ацетатом свинца. Экстракт способен не только эффективно снижать содержание свинца в организме, но и бороться с последствиями отравления, благодаря выраженной антирадикальной активности.

1. Hosono T, Alvarez K, Kuwae M. Lead isotope ratios in six lake sediment cores from Japan Archipelago: Historical record of trans-boundary pollution sources. Sci Total Environ. 2016;559:24–37. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.03.138.

2. Sikka R, Nayyar VK. Monitoring of lead (Pb) pollution in soils and plants irrigated with untreated sewage water in some industrialized cities of Punjab, India. Bull Environ Contam Toxicol. 2016;96(4):443–448. doi: 10.1007/s00128-016-1751-5.

3. Suwanmanon S, Kim KI. Pollution load index for heavy metals of agricultural soils adjacent to industrial complexes in the Jeon-Buk regions of Korea. Korean J Soil Science Fertilizer. 2021;54(3):311–321. doi: 10.7745/KJSSF.2021.54.3.311.

4. Архипов Г.И. Современная оценка ресурсов и производства свинца и цинка в Дальневосточном регионе. Известия вузов. Горный журнал. 2018;8:108–117. doi: 10.21440/0536-1028-2018-8-108-117.

5. Smith D, Strupp BJ. The scientific basis for chelation: animal studies and lead chelation. J Med Toxicol. 2013;9(4):326–338. doi: 10.1007/s13181-013-0339-2.

6. Santos-Buelga C, Scalbert A. Proanthocyanidins and tannin-like compounds – nature, occurrence, dietary intake and effects on nutrition and health. J Science Food Agriculture. 2000;80(7):1094–1117. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0010(20000515)80:7<1094::AID-JSFA569>3.0.CO;2-1

7. Morel I, Lescoat G, Cillard P, Cillard J. Role of flavonoids and iron chelation in antioxidant action. Methods Enzymol. 1994;234:437–443. doi: 10.1016/0076-6879(94)34114-1.

8. Elessawy FM, Vandenberg A, El-Aneed A, Purves RW. An untargeted metabolomics approach for correlating pulse crop seed coat polyphenol profiles with antioxidant capacity and iron chelation ability. Molecules. 2021;26(13):3833. doi: 10.3390/molecules26133833.

9. Zhang J, Wang HF, Lu ZB et al. The effects of meso-2,3-dimercaptosuccinic acid and oligomeric procyanidins on acute lead neurotoxicity in rat hippocampus. Free Radic Biol Med. 2004;37(7):1037–1050. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2004.06.037.

10. Liao JJ, Latif NHA, Trache D et al. Current advancement on the isolation, characterization and application of lignin. Int J Biol Macromol. 2020;162:985–1024. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.06.168.

11. Bashir N, Manoharan V, Miltonprabu S. Grape seed proanthocyanidins protects against cadmium induced oxidative pancreatitis in rats by attenuating oxidative stress, inflammation and apoptosis via Nrf-2/HO-1 signaling. J Nutr Biochem. 2016;32:128–141. doi: 10.1016/j.jnutbio.2016.03.001.

12. Flora SJS, Pachauri V. Chelation in metal intoxication. Int J Environ Res Public Health. 2010;7(7):2745–2788; doi: 10.3390/ijerph7072745.

13. Jin H, Liu M, Zhang X et al. Grape seed procyanidin extract attenuates hypoxic pulmonary hypertension by inhibiting oxidative stress and pulmonary arterial smooth muscle cells proliferation. J Nutr Biochem. 2016;36:81–88. doi: 10.1016/j.jnutbio.2016.07.006.

14. Liu B, Zhang H, Tan X et al. GSPE reduces lead-induced oxidative stress by activating the Nrf2 pathway and suppressing miR153 and GSK-3β in rat kidney. Oncotarget. 2017;8(26):42226–42237. doi: 10.18632/oncotarget.15033.

15. Апушкин Д.Ю., Андреев А.И., Гуляев Д.К. с соавт. Способ получения средства, обладающего противовоспалительной активностью. Патент РФ на изобретение № RU 2756009. 24. 09. 2021. URL: https://patenton.ru/patent/RU2756009C1.

16. Adonaylo VN, Oteiza PI. Lead intoxication: antioxidant defenses and oxidative damage in rat brain. Toxicology. 1999;135(2–3):77–85. doi: 10.1016/s0300-483x(99)00051-7.

17. Peng F, Xu P, Zhao BY et al. The application of deep eutectic solvent on the extraction and in vitro antioxidant activity of rutin from Sophora japonica bud. J Food Sci Technol. 2018;55(6):2326–2333. doi: 10.1007/s13197-018-3151-9.

18. Хоффман Р. Экстренная медицинская помощь при отравлениях. М : Практика ; 2010. 1440 с.

19. Шестова Г.В., Ливанов Г.А., Остапенко Ю.Н. с соавт. Опасность хронических отравлений свинцом для здоровья населения. Медицина экстремальных ситуаций. 2012;42(4):65–76.

20. Wilson MA, Johnston MV, Goldstein GW, Blue ME. Neonatal lead exposure impairs development of rodent barrel field cortex. Proc Nat Acad Sci U S A. 2000;97(10):5540–5545. doi: 10.1073/pnas.97.10.5540.

21. Reyes JL, Molina-Jijоn E, Rodriguez-Munoz R et al. Tight junction proteins and oxidative stress in heavy metals-induced nephrotoxicity. Biomed Res Int. 2013;2013:730789. doi: 10.1155/2013/730789.

22. Robert AM, Tixier JM, Robert L et al. Effect of procyanidolic oligomers on the permeability of the blood-brain barrier. Pathol Biol (Paris). 2001;49(4):298–304. doi: 10.1016/s0369-8114(01)00148-1.

23. Suzuki Y, Ono Y, Hirabayashi Y. Rapid and specific reactive oxygen species generation via NADPH oxidase activation during Fas-mediated apoptosis. FEBS Lett. 1998;425(2):209–212. doi: 10.1016/s0014-5793(98)00228-2.

24. Hofman T, Levente A, Nemeth L et al. Antioxidant and antibacterial properties of Norway spruce (Picea abies H. Karst.) and Eastern Hemlock (Tsuga canadensis (L.) Carrière) cone extracts. Forests. 2021;12(9):1189–1211. doi: 10.3390/f12091189.

25. Семакин Д.О., Гуляев Д.К., Белоногова В.Д. Сезонные изменения антиоксидантной активности и содержания основных групп веществ ели обыкновенной шишек. Медицинский вестник Башкортостана. 2022;17(6–102):37–41.

26. Latos-Brozio M, Masek A, Chrzescijanska E et al. Characteristics of the polyphenolic profile and antioxidant activity of cone extracts from conifers determined using electrochemical and spectrophotometric methods. Antioxidants (Basel). 2021;10(11):1723. doi: 10.3390/antiox10111723.

27. Xu Q, Fu Q, Li Z et al. The flavonoid procyanidin C1 has senotherapeutic activity and increases lifespan in mice. Nat Metab. 2021;3(12):1706–1726. doi: 10.1038/s42255-021-00491-8.

28. Li S, Xu M, Niu Q et al. Efficacy of procyanidins against in vivo cellular oxidative damage: a systematic review and meta-analysis. PLoS ONE. 2015;10(10): e0139455. doi: 10.1371/journal.pone.0139455.

29. Zhu X, Tian X, Yang M et al. Procyanidin B2 promotes intestinal injury repair and attenuates colitis-associated tumorigenesis via suppression of oxidative stress in mice. Antioxid Redox Signal. 2021;35(2):75–92. doi: 10.1089/ars.2019.7911.

30. Rodríguez-Ramiro I, Ramos S, Bravo L et al. Procyanidin B2 induces Nrf2 translocation and glutathione S-transferase P1 expression via ERKs and p38-MAPK pathways and protect human colonic cells against oxidative stress. Eur J Nutr. 2012;51(7):881–892. doi: 10.1007/s00394-011-0269-1.

31. Yanga D, Lia S, Gaoa L et al. Dietary grape seed procyanidin extract protects against lead-induced heart injury in rats involving endoplasmic reticulum stress inhibition and AKT activation. J Nutr Biochem. 2018;62:43–49. doi: 10.1016/j.jnutbio.2018.07.013.

32. Liu B, Jiang H, Lu J et al. Grape seed procyanidin extract ameliorates lead-induced liver injury via miRNA153 and AKT/GSK-3β/Fyn-mediated Nrf2 activation. J Nutr Biochem. 2018;52:115–123. doi: 10.1016/j.jnutbio.2017.09.025.

33. Lu J, Jiang H, Liu B et al. Grape seed procyanidin extract protects against Pb-induced lung toxicity by activating the AMPK/Nrf2/p62 signaling axis. Food Chem Toxicol. 2018;116(Pt B):59–69. doi: 10.1016/j.fct.2018.03.034.

34. Liu B, Zhang H, Tan X et al. GSPE reduces lead-induced oxidative stress by activating the Nrf2 pathway and suppressing miR153 and GSK-3β in rat kidney. Oncotarget. 2017;8(26):42226–42237. doi: 10.18632/oncotarget.15033.