Гордеев М.В.

ООО «Травник Гордеев М.В.», Москва, Россия

Волков Е.Е.

ООО «Медицинский центр ХуанДи», Москва, Россия

Извольская М.С.

ФГБУН «Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова» РАН, Москва, Россия

Воронова С.Н.

ФГБУН «Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова» РАН, Москва, Россия

Василенко А.М.

ФГБУ "Российский научный центр медицинской реабилитации и курортологии" Минздрава РФ, Москва

Экспериментальное исследование протективного влияния экстракта фитотерапевтической композиции с циклодекстрином на развитие остеопороза

Журнал: Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2017;94(5): 18-24

Просмотров : 23

Загрузок :

Как цитировать

Гордеев М. В., Волков Е. Е., Извольская М. С., Воронова С. Н., Василенко А. М. Экспериментальное исследование протективного влияния экстракта фитотерапевтической композиции с циклодекстрином на развитие остеопороза. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2017;94(5):18-24. https://doi.org/10.17116/kurort201794518-24

Авторы:

Гордеев М.В.

ООО «Травник Гордеев М.В.», Москва, Россия

Все авторы (5)

Остеопороз (ОП) занимает одно из ведущих мест среди хронических неинфекционных заболеваний, приводя к высокой инвалидизации и смертности во второй половине жизни. Наличие осложнений ОП в виде переломов костей существенно снижают качество жизни пациентов, что выражается в ухудшении возможности перемещения, а также самообслуживания. Это осложняет жизнь не только самих больных, но и членов их семей и в конечном счете общества в целом. По данным на 2006 г., ОП страдают 200 млн человек по всему миру, а связанные с ним ежегодные расходы превышают 10 млрд долларов [1]. Каждые 3 с в мире происходит один остеопоротический перелом, а, начиная с возраста 50 лет, каждая вторая женщина и каждый пятый мужчина в течение оставшейся жизни будут иметь перелом кости. В группе женщин старше 45 лет общее число койко-дней в связи с ОП превышает таковое при диабете, инфаркте миокарда и раке молочной железы. Согласно подсчетам, в Российской Федерации 14 млн человек (10% населения страны) страдают ОП, еще 20 млн имеют остеопению. Таким образом, 34 млн человек имеют высокий риск переломов [2]. Первичный (постменопаузальный и сенильный) ОП встречается примерно в 4 раза чаще, чем все формы вторичного, обусловленного каким-либо заболеванием или лекарственной ятрогенией [3—5]. Учитывая растущую продолжительность жизни и сохранение ряда факторов риска, можно ожидать дальнейшего увеличения распространенности ОП.

Современные фармпрепараты для лечения ОП недостаточно эффективны, а их длительное применение может сопровождаться рядом побочных явлений, в том числе вызванных бисфосфонатами, атравматическими переломами костей, увеличением заболеваемости ишемической болезнью сердца, инсультами, эмболией легких, а также эстрогенами или эстроген-заместительной терапией рака яичников и эндометрия [5—8]. В связи с лекарственными ятрогениями стал возрождаться интерес к фитотерапии, которая признается одним из самых безопасных методов лечения острых и хронических заболеваний при условии, что этим занимается дипломированный врач, а не сам пациент. Однако данные по научному обоснованию и практике применения фитотерапии при ОП пока в основном представлены в зарубежной литературе [9—19]. В целом данные всех источников свидетельствуют о целесообразности использования тех или иных формул фитопрепаратов для профилактики и лечения О.П. Особенно активны в этом направлении китайские исследователи.

Среди проходящих санаторно-курортное лечение и оздоровление 19% составляют люди, страдающие О.П. Сообщается о трех разработанных в санатории «Сосны» комплексах санаторно-курортного лечения ОП, каждый из которых включает фитотерапию. В материалах проведенной в 2010 г. в Республике Беларусь конференции «Фитотерапия в условиях санатория» отмечалось, что накопленный бесценный опыт применения фитотерапии остается недостаточно востребованным [20]. Анализ доступных русскоязычных источников выявил парадоксальную ситуацию. На множестве сайтов представлены разнообразные рецепты фитотерапии из области народной медицины для лечения и профилактики ОП без каких-либо ссылок на научные данные. При этом публикации в научных изданиях единичны. Даже в наиболее полном из отечественных руководств по фитотерапии [21] сведений о ее применении при ОП не содержится.

При этом запатентовано несколько фитотерапевтических композиций, предназначенных для лечения и профилактики ОП [22, 23]. В отличие от зарубежных исследований экспериментальная оценка их эффективности была проведена лишь для одной из них, представленной в патенте [24]. В состав этой композиции были отобраны части растений, оказывающих наиболее выраженное влияние на отдельные звенья патогенеза ОП и характеризующихся полипотентным действием:

1) противовоспалительные: береза, вероника, мята длиннолистная, мята перечная, мокрица, солодка, ива, шалфей, черника, осина, ромашка, сенна, крушина, череда, володушка, душица, зюзник, иван-чай, иссоп, мелисса, пион, полынь, ряска, синеголовник, лабазник, чабрец [25];

2) гепатопротекторные: осина, подорожник, володушка, дягиль, золототысячник, зубчатка, люцерна, полынь, репешок, астрагал, солодка;

3) иммуномодулирующие: солодка, подорожник, володушка, дрок, дурнишник, дягиль, зубчатка, иссоп, красный корень, красная щетка, люцерна, медуница, полынь, репешок, синеголовник, смородина, лабазник, чабрец, эхинацея;

4) регенеративные: солодка, горец птичий, подорожник, сушеница, герань кроваво-красная, герань луговая, герань лесная, дурнишник, золотая розга, люцерна, манжетка, мокрица, пикульник, подмаренник, смородина, сныть, астрагал;

5) корректирующие функции эндокринных желез (гипофиза, надпочечников, щитовидной и половых желез): солодка, шалфей, ежевика, подорожник, дрок, дурнишник, зубчатка, зюзник, красный корень, красная щетка, люцерна, манжетка, смородина, сурепка, лабазник, чернобыльник, эхинацея, астрагал;

6) вазопротектирующие: горец перечный, горец птичий, сушеница, посконник, астрагал;

7) стресс-лимитирующие: мята длиннолистная, мята перечная, ромашка, сушеница, душица, дягиль, зюзник, иван-чай, красный корень, красная щетка, мелисса, манжетка, мокрица, пион, первоцвет, посконник, пустырник, синеголовник, лабазник, чабрец, чернобыльник;

8) минералорегулирующие: солодка, горец птичий, череда, герань кроваво-красная, герань луговая, герань лесная, дурнишник, люцерна, пикульник, подмаренник, сныть, смородина;

9) улучшающие мозговое кровообращение: астрагал, первоцвет, герань, вероника, мята, смородина, посконник, очанка.

Данная фитокомпозиция получила название «Фитокост» [24]. На модели ОП у мышей, индуцированного преднизолоном, было показано, что фитокост оказывает дозозависимый восстановительный эффект хрящевой и костной тканей тазобедренных суставов в диапазоне 50—250 мг/мышь. При дозе 250 мг/мышь наблюдалось восстановление костной ткани до показателей животных контрольной группы [26].

Для повышения водорастворимости и стабильности лекарственных средств в современном фармацевтическом производстве широко применяются циклодекстрины, обладающие способностью образовывать комплексы с рядом органических и неорганических молекул. Это повышает водорастворимость и стабильность лекарственного средства в процессах окисления и гидролиза, в конечном итоге обеспечивая лучшую его доставку к мишени.

Цель работы — исследовать влияние фитокомпозиции (фитокост) с циклодекстрином на восстановление хрящевой и костной тканей в экспериментальной модели ОП.

Материал и методы

Эксперименты были проведены на мышах линии Balb/c — самках 5-месячного возраста, массой 20—25 г (питомник «Столбовая» РАН). Мышей содержали в стандартных условиях по 5—7 особей в клетке с контролируемыми режимами температуры (24 °C) и освещения (в течение 12 ч) и свободным доступом к воде и пище. Для моделирования ОП использовали синтетический глюкокортикоид преднизолон, который вводили внутримышечно (в/м) в дозе 1 мг/мышь в течение 14 дней. Доза вводимого преднизолона была выбрана на основе полученных нами ранее данных [26].

Все животные были разделены на 7 групп: 3 контрольных и 4 опытных. В 1—3-й группах было по 5 особей, в 4—7-й — по 7 животных. Первую контрольную группу составили интактные мыши. Животным остальных 6 групп вводили преднизолон. Животных 2-й контрольной группы забивали через 14 дней после последней инъекции преднизолона с помощью цервикальной дислокации и извлекали бедренные кости для гистологического анализа. Животные 3-й контрольной группы после 14 дней инъекций преднизолона находились в клетке в течение 30 дней. Животным 4—7-й групп после 14 дней инъекций преднизолона перорально вводили пипеткой препарат, растворенный в 70 мкл дистиллированной воды, в разных дозах: 5,0; 0,5; 0,05 и 0,005 мг/мышь в течение 30 дней. После 30 дней приема препарата мышей из всех групп забивали для проведения гистологического и морфологического анализа бедренных костей.

В экспериментах был использован водный экстракт композиции фитокост с β-циклодекстрином, произведенный ЗАО НПП «Биомедхим» по ТУ 9291−004−33822935−2014. Экстрагирование осуществляли следующим образом: 500 г сырья заливали 70% раствором этилового спирта в соотношении 1:5, доводили до кипения, охлаждали до 20—25 °С, периодически помешивая в течение 20 ч, затем сырье отжимали и полученный раствор фильтровали от механических примесей. Фильтрат упаривали под вакуумом на роторном испарителе при температуре не выше 40 °C до 10% по объему от исходного количества экстрагента и вычисляли содержание сухих веществ. Из 500 г исходного сырья получалось 255 мл экстракта с содержанием сухих веществ 10,6% (27 г). Компоненты экстракта и β-циклодекстрина смешивали в соотношении 1:10 по сухому весу, тщательно растирали в ступке, переносили на поддон и сушили при 35—40 °С в течение 48 ч. Итоговый вес экстракта с циклодекстрином составлял 380 г.

Кости мышей всех 7 групп фиксировали в 10% формалине, приготовленном на фосфатно-солевом буфере (0,02 М, рН 7,6) 24 ч при комнатной температуре. Декальцинировали в 5% трихлоруксусной кислоте 24—48 ч, затем промывали в фосфатно-солевом буфере и замораживали в изопентане при –40 °С. Далее получали срезы толщиной 10 мкм на криостате Leica (Германия). Срезы высушивали при комнатной температуре в течение 1 ч и окрашивали гематоксилином и эозином с последующим анализом изображения с помощью светового микроскопа Olympus Vanox AH BT3 (Германия), увеличение ×100 и ×40. Изображения фотографировали и в поле зрения проводили морфологический анализ клеток. Для определения достоверности различий между опытными и контрольными группами использовали непараметрический двусторонний критерий Манна—Уитни (U-тест). Достоверными между опытными и контрольными группами считали различия при р<0,05.

Все протоколы и манипуляции с животными были утверждены комиссией по биоэтике Института биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН (разрешение № 0.5.15/1).

Результаты и обсуждение

Гистологическое исследование хрящевой ткани головки бедренной кости мышей после 14-дневного введения преднизолона показало значительное увеличение пролиферации хондробластов (115±5; рис. 1, б) по сравнению с контрольной группой животных, не получавших инъекции преднизолона (25±3; см. рис. 1, а; р<0,05). По истечении 30 дней в 3-й группе животных, не получавших соединение экстракта растений с циклодекстрином, количество хондробластов снижалось (43±6; см. рис. 1, в) по сравнению со 2-й группой животных, забитых через 14 дней после введения преднизолона, но было выше, чем у интактных животных.

Рис. 1. Срезы головок бедренных костей мышей. а — интактные животные, б — после в/м введения преднизолона в дозе 1 мг/мышь через 14 дней, в — через 30 дней; г—ж — после перорального введения соединения фитокоста с циклодекстрином в дозах 5,0; 0,5; 0,05 и 0,005 мг/мышь. Окраска гематоксилином и эозином. Число животных в группах 5—7.

После приема соединения в дозе 0,5 мг/мышь наблюдалось восстановление гиалинового хряща (21±3; см. рис. 1, д). Число хондробластов снижалось до нормального уровня (1-я группа), тогда как число хондроцитов в поле зрения начинало увеличиваться (достоверность различий между опытной (5-й) и контрольной (2-й) группами р<0,05). После приема соединения в дозе 0,05 мг/мышь количество хондробластов также снижалось (34±3; см. рис. 1, е), однако в меньшей степени, чем при дозе 0,5 мг/мышь, но было ниже, чем в 3-й группе, находившейся 30 дней без приема соединения. При дозе соединения 0,005 мг/мышь число хондробластов составляло 53±5, и несмотря на то, что было достоверно ниже, чем во 2-й группе, не получавшей это соединение, но выше, чем в 1-й и 3-й группах (см. рис. 1, ж). Сниженная активность данного соединения в концентрации 5 мг/мышь (45±3) может быть связана с изменением свойств экстракта растений после образования комплекса с циклодекстрином. Снижение числа хондробластов во всех опытных группах сопровождалось увеличением числа хондроцитов по сравнению с группой животных, получавших только преднизолон (2-я группа).

Через 30 дней в 3-й группе животных, не получавших соединение, в костной ткани была выявлена хаотичная ориентация коллагеновых волокон (рис. 2, в). Прием соединения в дозе 0,5 мг/мышь сразу после окончания курса преднизолона предотвращал эти нарушения (см. рис. 2, д). Другие используемые дозы препарата подобного восстановления коллагеновых волокон не вызывали. Однако после их приема достоверно увеличивалось число остеоцитов и уменьшалось количество остеобластов (см. таблицу).

Влияние соединения экстракта лекарственных растений с циклодекстрином на восстановление костной ткани Примечание. * — р<0,05 по сравнению со 2-й и 3-й группами.

Рис. 2. Срезы бедренных костей мышей. а — интактные животные; б — после в/м введения преднизолона в дозе 1 мг/мышь через 14 дней, в — через 30 дней; г—ж — после перорального введения соединения фитокоста с циклодекстрином в дозах 5,0; 0,5; 0,05 и 0,005 мг/мышь. Окраска гематоксилином и эозином. Число животных в группах 5—7.

Нежелательных побочных эффектов при приеме испытанного соединения не наблюдалось. Полученные данные свидетельствуют о его протективном эффекте, наиболее выраженном в дозе 0,5 мг/мышь. Снижение числа остеобластов и увеличение количества остеоцитов под действием препарата в меньших дозах по сравнению со 2-й и 3-й группами (без препарата) также свидетельствует об их положительном эффекте, который проявится, по-видимому, в более поздние сроки. Сведений о профилактических эффектах фитотерапии в научных публикациях обнаружить не удалось, поэтому полученные данные следует рассматривать как новые.

Исходя из представлений традиционной китайской медицины [13, 25], указывается, что ряд лекарственных растений, используемых для тонизации функции почек, могут оказывать положительное действие на метаболизм костной ткани. Эффективность трех из них — травы горянки корейской (herba epimedii), плодов бирючины блестящей (fructus ligustri lucidi) и плодов псоралеи (fructus psoraleae) — была исследована сначала в модели ОП у крыс с удаленными яичниками, а затем в плацебо-контролируемых рандомизированных клинических испытаниях. Результаты показали, что препараты из исследованных компонентов оптимизируют репаративную регенерацию костной ткани. Для дальнейшего исследования остеопротективного действия той же фитоформулы использовали серофармакологический подход. Токсичность постабсорбционных ингредиентов указанных растений, выделенных из сыворотки крови потреблявших их крыс, оценивали в культурах остеобластоподобных клеток UMR106, клеток RAW 264.7 (трансформированные мышиные макрофаги) и мезенхимальных стволовых клеток. Цитотоксических эффектов тестируемой фитоформулы обнаружено не было. Ее активные постабсорбционные сывороточные ингредиенты стимулируют остеогенез и тормозят остеокластогенез [27].

Различия в моделях экспериментального ОП, использованных в наших и зарубежных исследованиях, затрудняют сопоставление их результатов. Исследованная отечественная композиция отличается от зарубежных аналогов существенно бóльшим числом входящих в нее компонентов. Это обстоятельство может расцениваться как обычно критикуемая полипрагмазия. Однако традиционно в национальных медицинских системах преимущественно использовали многокомпонентные лекарственные смеси. Независимо от типа заболевания в фитотерапевтическую рецептуру включались антитоксические, сердечные, седативные, тонизирующие средства, создающие своего рода «круговую оборону организма». Более того, в фитосборы включались несколько компонентов с различными механизмами однонаправленного действия, что обеспечивало потенцирование лечебного действия при одновременном снижении дозы каждого из них, а также коррекцию возможных нежелательных эффектов отдельных компонентов [28, 29].

Отдельные растения применялись лишь при ограниченной симптоматике для улучшения функции отдельных органов, но никогда не назначались при тяжелых заболеваниях. При коморбидности (полисистемных поражениях организма) назначались рецептуры, содержащие до 65 компонентов [30]. Встречаются указания на целесообразность применения еще большего числа компонентов. Например, описано 84 лекарственных растения, которые обладают антидиабетическим действием [31].

Наряду с опытом традиционной фитотерапии многокомпонентность фитокоста следует рассматривать с позиций все более расширяющихся современных представлений о патогенетических механизмах О.П. Исследованная фитотерапевтическая композиция предназначена для воздействия на все известные ныне механизмы патогенеза, тогда как китайские коллеги исходят из древних, не всегда объяснимых с современных позиций, представлений. Немаловажным является и то, что все растения, являющиеся сырьем для производства фитокоста, произрастают на территории Российской Федерации, что обеспечивает эффективное импортозамещение необходимых компонентов.

Заключение

В экспериментальной модели преднизолонового ОП выявлен дозозависимый протективный эффект фитокоста с циклодекстрином. Наиболее выраженный эффект в виде снижения количества остеобластов и увеличения числа остеоцитов получен при дозе 0,5 мг/мышь. Нежелательных побочных эффектов при приеме испытанного соединения не наблюдалось. Данная композиция содержит существенно большее количество компонентов, чем предлагаемые китайскими коллегами фитосборы, обеспечивает воздействие на все известные ныне механизмы патогенеза ОП и эффективное импортозамещение дорогостоящих зарубежных аналогов.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Исследование выполнено за счет собственных средств авторов.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Участие авторов:

Концепция исследования: Е.В.

Дизайн, проведение исследования, обработка результатов: М.И., С.В.

Написание текста: А.В.

Изготовление фитокомпозиции, соединения с циклодекстрином: М.Г.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail