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