Адрес этой статьи в интернете: www.biophys.ru/archive/congress2012/proc-p82-d.htm

 

 

ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ МАЛЫХ ДОЗ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ НА МЫШЕЙ

 

Т.А. Мишарина, Л.Д. Фаткуллина, А.К. Воробьёва, Е.С. Алинкина. Е.Б. Бурлакова

 

ФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН

119334, Москва, ул. Косыгина, 4; E-mail: tmish@rambler.ru

 

Пряно-ароматические растения очень давно и активно используются людьми в качестве вкусо-ароматических добавок в пищу. Тысячелетняя практика применения пряно-ароматических и лекарственных растений показала, что многие из них обладают терапевтическим действием, на основе знаний о таких свойствах создана область фармокологии – фитотерапия. Препараты для фитотерапии – это водные, спиртовые или масляные экстракты, которые содержат биологически активные компоненты из растений, такие как флавоноиды, алкалоиды, антоцианы, каротиноиды, витамины и др. В последние годы становится все более популярной ароматерапия, основанная на применении только летучих веществ пряно-ароматических растений, которые называют эфирными маслами. Несмотря на большое число руководств и описаний приемов ароматерапии все знания носят эмпирический характер. Экспериментальные доказательства реальной эффективности ароматерапии, а также изучение влияния эфирных масел на биохимические и физиологические показатели людей или животных практически отсутствуют.

С целью изучения биологической активности эфирных масел in vivo в ИБХФ РАН проведены трехлетние исследования влияния длительного приема малых доз эфирного масла орегано на продолжительность жизни, биохимические и физиологические показатели здоровых мышей.

Контрольная группа мышей линии Balb (70 мышей) получала чистую питьевую воду, опытная группа (70 мышей) – воду с добавлением эфирного масла орегано в концентрации 0.15 мкг /мл. Биохимические характеристики мышей определяли в возрасте 1, 4, 7, 14 и 24 месяцев. Наблюдение проводили в течение всей жизни подопытных животных, начиная с 1-месячного возраста, вплоть до естественной гибели, сроки которой регистрировали для каждой мыши во всех группах, и по полученным данным построили кривые выживаемости, характеризующие зависимость доли доживших мышей от возраста. Из данных по выживаемости определили показатель средней продолжительности жизни (среднее из суммы продолжительности жизни всех мышей в каждой группе), позволяющий количественно оценить влияние приема эфирного масла на продолжительность жизни подопытных животных. Средняя продолжительность жизни мышей в контрольной группе составила 710 дней, в опытной – на 120 дней больше. Таким образом, впервые достоверно установлено, что регулярный длительный прием малых доз с питьевой водой эфирного масла орегано увеличил среднюю продолжительность жизни здоровых мышей, то есть эфирное масло проявило свойства эффективного геропротектора.

На рисунке 1 приведены кривые выживаемости мышей контрольной и опытной групп. Видно, что мыши опытной группы позже вступали в период массовой гибели, скорость их гибели от старости была меньше, чем в контрольной группе. Мыши, принимавшие масло в течение жизни, не болели и имели нормальную массу тела. Мы считаем, что активными компонентами с геропротекторным действием в составе масла являются фенолы – тимол и карвакрол, поэтому можно предположить, что все масла, содержащие эти соединения или композиции эфирных масел на основе карвакрол- и тимолсодержащих масел, будут увеличивать продолжительность жизни при их систематическом приеме в течение жизни [1,2].

 

Рис.1 Влияние приема малых доз эфирного масла орегано на продолжительность жизни мышей линии Balb: 1- контрольная группа, 2 – опытная группа

 

Профилактическое действие эфирных масел может быть обусловлено наличием обнаруженного нами влияния малых доз эфирных масел на активность антиоксидантных и защитных ферментов печени [3]. Так, при приеме эфирного масла орегано мышами в течение жизни наблюдали устойчивую индукцию активности глутатионпероксидазы в цитозоле и в митохондриях печени, незначительное увеличение активности супероксиддисмутазы, в также увеличение активности глутатионтрансферазы (ГТ). Считается, что индукция детоксифицирующих ферментов, в том числе ГТ, при приеме растительных препаратов коррелирует с их противораковой активностью, то есть эфирное масло можно рассматривать в качестве потенциального ингибитора опухолевых процессов. Полученные данные показали, что в отсутствие экзогенного окислительного стресса эфирное масло оказывало позитивное влияние на антиоксидантный статус и формировало устойчивость к окислительному стрессу. Таким образом, прием эфирного масла орегано приводил к модуляции ферментативной защитной системы и индукции защитных ферментов.

Было установлено, что хроническое употребление эфирного масла орегано в малых дозах не влияло на массу тела, размеры иммунокомпетентных органов, количество лейкоцитов и гематологические показатели на протяжении всего времени эксперимента [4,5]. С увеличением возраста степень гемолиза эритроцитов снижалась в контрольной и опытных группах мышей, но в опытных группах она была меньше по сравнению с возрастным контролем на 35-40% (табл. 1). Содержание ТБК-активных продуктов перекисного окисления липидов (малонового диадьдегида) во всех органах мышей снижалось до возраста 7 мес, затем возрастало с увеличением возраста мышей. Прием эфирного масла снижал эти показатели на 24% в эритроцитах, на 18% в печени и на 20% в мозге мышей в возрасте 24 мес по сравнению с контролем. Изучение микровязкости различных областей клеточной мембраны дает возможность оценить качественные изменения в структуре мембран, не прибегая к их дезинтеграции и не нарушая естественной упаковки. Микровязкость липидных мембран оценивали методом ЭПР-спектроскопии с использованием 2-х включенных в мембрану парамагнитных спиновых зондов, которые различаются по своим гидрофобным свойствам: зонд 1 локализуется преимущественно в поверхностном слое липидной мембраны на расстоянии 2–4 Å, а зонд 2 – в глубоколежащей зоне липидов на расстоянии 6–8 Å от поверхности мембраны. Определяли время вращательной корреляции зондов τс, которое представляет собой время переориентации зондов на угол ~p/2 и характеризует микровязкость липидов в мембране. Обнаружено, что микровязкость в обоих слоях липидов мембран эритроцитов незначительно изменялась с увеличением возраста мышей и при приеме эфирного масла.

Таким образом, длительный прием эфирного масла орегано снижал уровень перекисного окисления липидов в печени, мозге и эритроцитах стареющих мышей, но не оказывал существенного влияния на микровязкость мембран эритроцитов.

 

Табл. 1. Влияние эфирного масла орегано на параметры окислительного стресса в эритроцитах мышей линии BALB

Группа мышей и возраст

Степень гемолиза,

 %

Содержание

ТБК-АП ПОЛ,

 нМ/л

Микровязкость мембран,

τс 10 -10 сек

Зонд 1

Зонд 2

Контроль, 1 мес

26,7 + 2,2

87,9 + 0,3

0,28 + 0,02

1,33+ 0,12

Контроль, 4 мес

30,6 + 3,4

69,3 + 0,3

0,38 + 0,03

1,28+ 0,13

Опыт, 4 мес

27,5 + 2,2

67,3 + 0,3

0,21+ 0,01

0,92+ 0,08

Контроль, 7 мес

17.1+ 2,0

37.1 + 0,5

0.20+ 0,03

1.13+ 0,12

Опыт,7 мес

23.6+ 1,8

41.2+ 0,2

0.19+ 0,04

1.22+ 0,11

Контроль, 14 мес

9.6+ 1,2

76,8+ 0,5

0.26+ 0,02

1.20+ 0,10

Опыт, 14 мес

6.8+ 1,7

66,0+ 0,6

0.26+ 0,02

1.00+ 0,12

Контроль, 24 мес

13.9+ 1,8

96,2+ 0,9

0.36+ 0,02

1.10+ 0,10

Опыт, 24 мес

7.8+ 1,6

73,0+ 0,8

0.38+ 0,02

1.07+ 0,12

 

С увеличением возраста состав жирных кислот (ЖК) в печени мышей варьировался в следующих физиологических пределах: уровень насыщенных жирных кислот монотонно снижался на 11%, мононенасыщенных колебался от -10% до +40%, полиненасыщенных – от -5% до +12% по сравнению с 1-месячными мышами. Прием эфирного масла с питьевой водой в течение 24 месяцев приводил к незначительным различиям (2-3%) в содержании всех жирных кислот в печени мышей. Это означает, что длительный прием эфирного масла орегано в малых дозах не только не проявлял токсического действия, но и не влиял на синтез и метаболизм полиненасыщенных жирных кислот в печени мышей. Эти данные получены впервые.

 

Табл. 2. Влияние возраста и приема эфирного масла орегано на состав жирных кислот в печени мышей линии Balb

Жирная кислота

Содержание ЖК в печени мышей контрольной группы,

отн.%

Содержание ЖК в печени

мышей опытной группы

(24 мес), отн. %

1 мес

4 мес

7 мес

14 мес

24 мес

16:0

22,56

22,55

22,00

19,49

18,77

20,12

17:0

0,25

0,25

0,23

0,26

0,28

0,22

18:0

11,29

10,63

10,77

11,14

11,65

10,22

20:0

0,10

0,09

0,04

0,13

0,15

0,12

22:0

0,30

0,25

0,21

0,19

0,11

0,31

23:0

0,15

0,12

0,16

0,13

0,07

0,49

24:0

0,25

0,21

0,18

0,18

0,21

0,38

Σ

34,90

34,10

33,59

31,52

31,24

31,86

16:1w9

0,32

0,35

0,35

0,42

0,35

0,34

16:1w7

1,98

1,99

3,35

2,40

1,77

2,13

18:1w9

16,42

16,64

21,85

21,41

17,96

20,34

18:1w7

3,79

2,75

4,34

3,74

2,85

3,82

20:1w9

0,40

0,35

0,41

0,41

0,56

0,70

20:1w7

0,02

0,02

0,04

0,05

0,04

0,06

24:1w9

0,59

0,35

0,37

0,33

0,38

0,81

Σ

23,52

22,45

30,71

28,76

23,91

28,20

18:2w6,

14,49

19,36

14,45

17,25

15,47

13,10

20:2w6

0,35

0,37

0,27

0,26

0,32

0,36

18:3w6

0,15

0,28

0,18

0,28

0,17

0,16

20:3w6

1,31

1,09

0,98

0,90

0,94

0,94

20:4w6

15,75

12,99

13,05

13,86

15,54

15,00

22:4w6

0,72

0,69

0,57

0,64

0,95

0,91

22:5w3

0,40

0,44

0,60

0,33

0,58

0,52

22:5w6

1,49

0,55

0,34

0,71

0,78

0,83

 22:6w3

6,91

7,72

5,28

5,40

8,59

7,99

Σ

41,47

43,49

35,70

39,63

43,34

39,81

Табл. 3. Влияние возраста и приема эфирного масла орегано на состав жирных кислот мозга мышей линии Balb

Жирная кислота

Содержание ЖК в мозге мышей контрольной группы, отн. %         

Содержание ЖК в мозге мышей опытной группы

(24 мес), отн. %

1 мес

4 мес

7 мес

14 мес

24 мес

16:0

22,94

20,45

17,73

17,12

16,95

17,12

18:0

22,72

22,48

21,21

20,22

20,54

19,00

20:0

0,60

0,47

0,59

0,75

0,45

0,49

22:0

0,52

0,50

0,77

0,94

0,90

0,80

24:0

0,79

0,72

1,37

1,47

1,40

1,62

Σ НЖК

47,57

44,62

41,67

40,50

40,24

39,03

16:1w9

0,45

0,47

0,43

0,78

1,15

0,47

18:1w9

14,42

15,41

15,70

17,86

17,65

14,58

18:1w7

3,62

3,39

3,54

3,92

3,94

3,30

20:1w9

1,64

2,53

2,62

3,52

2,99

2,07

20:1w7

0,36

0,47

0,49

0,60

0,50

0,36

22:1w9

0,17

0,16

0,25

0,25

0,45

0,22

22:1w7

0,12

0,11

0,18

0,16

0,15

0,14

24:1w9

2,00

1,93

4,50

5,14

5,03

5,74

ΣМНЖК

22,78

24,47

27,71

32.23

31,86

26,88

18:2w6

0,52

1,68

0,50

0,78

0,75

0,66

20:2w6

0,12

0,36

0,14

0,12

0,15

0,12

20:3w6

0,36

0,36

0,32

0,22

0,20

0,27

20:4w6

9,89

10,51

9,60

8,21

8,92

9,47

22:4w6

2,84

3,00

3,5

3,95

3,79

3,83

22:6w3

15,45

17,06

16,00

13,13

13,26

18,80

ΣПНЖК

29,18

32,97

30,10

26.41

27,07

33,15

 

Возраст и прием эфирного масла оказывали заметное влияние на соотношение жирных кислот в мозге мышей. С увеличением возраста в мозге стареющих животных в 1,1-1,2 раза снижалась доля насыщенных и полиненасыщенных ЖК и в 1.4 раза увеличивалась доля мононенасыщенных ЖК (табл. 3).

Известно, что жирные кислоты играют главную роль в формировании структуры клеточных мембран мозга. Соотношение насыщенных и ненасыщенных кислот в клеточных мембранах определяет их функциональные свойства, влияет на текучесть, объем и упаковку мембран, изменяет свойства липидной фазы, модифицирует белок-липидные взаимодействия в специфичных микродоменах. Важнейшей кислотой в мозге является докозагексаеновая кислота 22:6ω3. Дефицит кислот этого класса изменяет способность белков мембраны связывать лиганды, влияет на активность ферментов и рецепторов, распознавание антигенов, передачу сигналов, подвижность липидного бислоя, на функции мозга и нервной системы. Так, арахидоновая кислота регулирует активность эндогенных фосфолипаз в фосфолипидах мембран. Арахидоновая и докозагексаеновая кислоты активируют транскрипцию генов, отвечающих за липид-связанные белки, за сигнальные пути, за функции обучения, памяти, поведения. Дефицит полиненасыщенных жирных кислот может быть одной из причин развития старческих заболеваний мозга. Прием эфирного масла орегано к 24 мес снижал в 1,2-1,5 раза долю насыщенных и мононенасыщенных кислот, в это же время доля полиненасыщенных кислот увеличивалась (табл. 3) . Важно, что уровень важнейшей для работы мозга кислоты 22:6ω3 сохранялся на уровне 1-4 месячных мышей.

Таким образом, систематический прием эфирного масла орегано значительно улучшал жирнокислотный состав мозга стареющих мышей, уменьшая количество насыщенных ЖК и обогащая его полезными полиненасыщенными ЖК, уровень которых в процессе старения снижался. Поиск средств, которые способны защитить мозг от возрастных изменений является актуальнейшей проблемой. С увеличением продолжительности жизни доля пожилых людей в популяции увеличивается, поэтому социальная значимость когнитивных способностей неуклонно растет.

Хорошо известно, что с возрастом у подавляющего большинства пожилых людей развивается стойкий выраженный когнитивный дефицит, который приводит к утрате трудоспособности и бытовой независимости, и определяется как мягкое когнитивное снижение (МКС). Этот синдром представляет собой состояние, переходное между снижением познавательных функций и памяти и начальной (доклинической) стадией болезни Альцгеймера (БА). Ранняя диагностика синдрома МКС и назначение соответствующих лекарственных средств может отсрочить наступление деменции или даже способствовать обратному развитию когнитивных расстройств, характерных для начальных этапов БА. В связи с этим полученные нами данные о влиянии приема малых доз эфирного масла орегано на соотношение насыщенных, моно- и полиненасыщенных жирных кислот являются важным доказательством геропротекторных свойств у эфирных масел. Это позволяет рассматривать эфирные масла как новый класс натуральных биологически активных соединений с профилактическим геропротекторным действием, способным существенно влиять на изменения, происходящие в мозге при старении.

 

PROTECTIVE EFFECT OF LOW DOSES OF ESSENTIAL OILS ON MICE

 

Misharina T.A., Fatkullina L.D., Vorobyova A.K., Alinkina E.S., Burlakova E.B.

 

Emanuel Institute of Biochemical Physics RAS, Moscow; E-mail: tmish@rambler.ru

 

 

Литература

 

1.       Мишарина Т.А., Теренина М.Б., Крикунова Н.И. //Прикладная биохим. и микробиол. 2009.Т. 45. № 6. С. 710-716.

2.       Бурлакова Е.Б., Ерохин В.Н., Мишарина Т.А. и др. // Изв. РАН. Сер. Биол.. 2010. № 6. С.612-618.

3.       Козаченко А.И., Гуревич. С.М., Наглер Л.Г.и др. // Тезисы VIII Межд. конф. Биоантиоксидант. Москва. 4-6 окт. 2010. С. 211-212.

4.       Бурлакова Е.Б., Мишарина Т.А., Фаткуллина Л.Д. и др.//ДАН. 2011. Т.437. № 3.

5.       Мишарина Т.А., Алинкина Е.С., Фаткуллина Л.Д., Воробьева А.К.// Прикл. биохимия и микробиология. 2011. T. 47. № 4. C. 490-494.