Автореферат и диссертация по медицине (14.03.06) на тему:Исследование гипогликемических свойств и химического состава нового водорастворимого экстракта сбора арфазетин сухого

ДИССЕРТАЦИЯ
Исследование гипогликемических свойств и химического состава нового водорастворимого экстракта сбора арфазетин сухого - диссертация, тема по медицине
АВТОРЕФЕРАТ
Исследование гипогликемических свойств и химического состава нового водорастворимого экстракта сбора арфазетин сухого - тема автореферата по медицине
Квасова, Татьяна Михайловна Тверь 2012 г.
Ученая степень
кандидата биологических наук
ВАК РФ
14.03.06
 
 

Автореферат диссертации по медицине на тему Исследование гипогликемических свойств и химического состава нового водорастворимого экстракта сбора арфазетин сухого

005011334

На правах росписи

КВАСОВА Татьяна Михайловна

ИССЛЕДОВАНИЕ ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НОВОГО ВОДОРАСТВОРИМОГО ЭКСТРАКТА СБОРА АРФАЗЕТИН СУХОГО

14.03.06 - фармакология, клиническая фармакология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 МАР Ш1

Смоленск-2012

005011334

Работа выполнена на кафедре фармации ГБОУ ВПО «Тверская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный руководитель доктор медицинских наук, профессор

Демидова Марина Александровна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Зарубина Ирина Викторовна доктор медицинских наук, профессор Яснецов Владимир Викторович

Ведущая организация ОАО «Всероссийский научный центр по безопасности биологически активных веществ»

Защита состоится »0з€2012 г. в часов на

заседании диссертационного совета Д 208.097.02 при ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации по адресу: 214019, г. Смоленск, ул. Крупской, 28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Смоленская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.

Автореферат разослан Лл^Лч^Л' 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор A.A. Яйленко

Общая характеристика работы

Актуальность исследования

В настоящее время в мире, согласно данным Международной диабетической ассоциации, насчитывается 285 миллионов больных сахарным диабетом. По данным государственного регистра, в России зарегистрировано три миллиона человек с данным заболеванием, причем 293 тысячи из них - дети. Эксперты прогнозируют, что в Российской Федерации к 2030 году будет 25 миллионов человек, больных диабетом (Мкртумян A.M., 2010). По данным Всемирной организации здравоохранения, на сегодняшний день в России 9,6 миллиона человек страдают от сахарного диабета, однако далеко не все из них знают о своем диагнозе и встали на официальный учет. Отмечено, что уровень заболеваемости сахарным диабетом всего населения Земли неуклонно растет с каждым годом (World health statistics, 2011).

Известно, что при данной патологии наблюдаются метаболические нарушения, связанные с развитием хронической гипергликемии, сопровождающиеся изменениями углеводного, жирового и белкового обменов, что является результатом дефекта секреции и действия инсулина (Воронкова М.П., 2009). Также при сахарном диабете отмечаются выраженные поражения сосудов сердца, мозга, конечностей, почек, сетчатки глаз, что может приводить к развитию инфаркта миокарда, инсульта, гангрены, слепоты и т.д. (Гусев Е. И., 2003, Галстян Г. Р., 2006, Джанашия П.Х., Мирина Е.Ю., 2008).

В настоящее время в связи с внедрением в современную медицинскую практику препаратов инсулина, а также пероральных противодиабетических средств достигнуты значительные успехи в лечении больных сахарным диабетом. Вместе с тем, в лечении последних существует и ряд нерешенных вопросов, в том числе связанных с развитием побочных эффектов лекарственной терапии. Абсолютные противопоказания, появление у пациентов толерантности к лекарственным препаратам ограничивает их широкое применение (Аметов А. С. и др., 2005, Балаболкин М. И. и др., 2002, Василенко В. В., 2006, Галявич А. С., 2007). В связи с чем, совершенствование фармакотерапии больных сахарным диабетом по-прежнему является актуальным.

Традиционно в комплексной терапии больных сахарным диабетом, особенно на ранних этапах заболевания (в том числе при латентном сахарном диабете), используют фитотерапевтические средства. Их преимуществами являются низкая токсичность, возможность длительного применения без существенных побочных

явлений, широкий спектр фармакологической активности, относительно низкая стоимость и простота производства.

Известно, что при сахарном диабете применяют следующие лекарственные растения: чернику обыкновенную, землянику лесную, хвощ полевой, овес посевной, лавр благородный, элеутерококк колючий, виды рода шиповника, фасоль обыкновенную и многие другие. Одним из комбинированных фитотерапевтических средств является сбор Арфазетин, в состав которого входят черники побегов 20%; фасоли обыкновенной створок плодов 20%; элеутерококка колючего корневищ и корней 15%; шиповника плодов 15%; хвоща полевого травы 10%; зверобоя продырявленного травы 10%; ромашки аптечной травы 10%. Сбор предназначен для получения настоя.

Эта лекарственная форма, наряду с рядом преимуществ, обладает существенными недостатками, связанными с приготовлением в соответствующем режиме, невозможностью точного дозирования, коротким сроком хранения. Она не позволяет полностью использовать комплекс биологически активных веществ, содержащихся в растительном сырье. Поэтому перспективным направлением является получение новой лекарственной формы - экстракта сбора Арфазетин сухого, представляющего собой сумму биологически активных веществ в концентрированном виде и сохраняющего все преимущества многокомпонентных лекарственных средств.

В связи с этим, углубленное изучение фармакологических свойств препаратов сбора Арфазетин является актуальной задачей, направленной на расширение ассортимента лекарственных средств растительного происхождения.

Цель работы

Исследовать гипогликемические свойства и химический состав нового водорастворимого экстракта сбора Арфазетин сухого.

Задачи исследования

1. Оценить токсичность нового водорастворимого экстракта сбора Арфазетин сухого при однократном и курсовом применении в эксперименте на животных.

2. Исследовать изменения содержания глюкозы в крови интактных животных под влиянием экстракта сухого и настоя сбора Арфазетин.

3. Провести сравнительное исследование влияния экстракта сухого и настоя сбора Арфазетин на содержание глюкозы в крови крыс при постановке перорального глюкозотолерантного теста.

4. Оценить влияние экстракта сбора Арфазетин на гипогликемическую активность инсулина.

5. Исследовать влияние экстракта сбора Арфазетин сухого на течение экспериментального сахарного диабета у крыс.

6. Оценить эффективность комбинированного применения экстракта сбора Арфазетин и гликлазида при «аллоксановом диабете» у крыс.

7. Провести сравнительный анализ эффектов экстракта сухого с действием инсулина и перорального противодиабетического средства гликлазида.

8. Провести сравнительное исследование содержания биологически активных веществ: полифенольных соединений (флавоноидов, дубильных веществ, антраценпроизводных), полисахаридов, органических кислот, аминокислот и Сахаров в новом водорастворимом экстракте сбора Арфазетин сухом и настое сбора.

Научная новизна

Показано, что впервые полученный в лабораторных условиях водорастворимый экстракт сбора Арфазетин сухой является малотоксичным веществом (IV класса токсичности) при однократном и курсовом применении у подопытных животных. Впервые выявлено, что новый водорастворимый экстракт сбора Арфазетин сухой при пероральном введении (1200 мг/кг) оказывает гипогликемическое действие при «аллоксановом» сахарном диабете у крыс. Отмечено, что по гипогликемической активности новый водорастворимый экстракт сбора Арфазетин сухой существенно превосходит настой сбора как при «аллоксановом» диабете у крыс, так и при постановке перорального глюкозотолерантного теста (ПГТТ). Обнаружено, что экстракт сбора Арфазетин сухой усиливает гипогликемическую активность инсулина и перорального противодиабетического средства из группы сульфаниламидов гликлазида при экспериментальном сахарном диабете у крыс.

С использованием современных физико-химических методов анализа впервые определено качественное и количественное содержание биологически активных веществ (флавоноидов, дубильных веществ, антраценпроизводных, полисахаридов, органических кислот, аминокислот, Сахаров) в новом водорастворимом экстракте сбора Арфазетин сухом и настое сбора. Показано, что содержание основных действующих веществ (в том числе флавоноидов) в экстракте сбора было достоверно выше, чем в настое.

Научно-практическая значимость

Результаты работы имеют как теоретическое, так и практическое значение. Показана перспективнасть поиска новых фитопрепаратов для коррекции нарушений углеводного обмена при сахарном диабете и повышения эффективности противодиабетических препаратов. Полученные данные свидетельствуют о преимуществах новой лекарственной формы сбора Арфазетин - экстракта сухого водорастворимого по сравнению с его настоем как более эффективной, стабильной и точной дозируемой лекарственной формы. Результаты исследования позволяют рекомендовать новый водорастворимый экстракт сбора Арфазетин сухой для расширенных доклинических исследований в качестве противодиабетического средства. На основании результатов исследований фармакологической активности и химического состава нового водорастворимого экстракта сбора Арфазетин сухого разработаны проект фармакопейной статьи на новую лекарственную форму сбора — экстракт сбора Арфазетин сухой.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Наличие гипогликемической активности у нового водорастворимого экстракта сбора Арфазетин сухого.

2. Способность экстракта сбора Арфазетин сухого (1200 мг/кг) повышать эффективность перорального противодиабетического средства гликлазида (50 мг/кг) при экспериментальном сахарном диабете у крыс.

3. Более высокая гипогликемическая активность экстракта сбора Арфазетин сухого по сравнению с настоем сбора.

4. Более высокая концентрация основных действующих веществ в экстракте сбора Арфазетин сухом по сравнению с традиционными настоями.

Внедрение результатов в практику

Результаты исследования используются в учебном процессе при проведении занятий и лекций по темам «Гормональные средства. Пероральные противодиабетические средства», «Технология получения экстрактов из лекарственного растительного сырья», а также в научных исследованиях на кафедре фармации и научно-исследовательского центра Тверской ГМА. Результаты исследований по разработке новой лекарственной формы сбора внедрены в практику лаборатории ОКК ОАО «Тверская фармацевтическая фабрика» и производственного отдела ОАО «Биохиммаш», где на основании результатов исследования наработана опытно-производственная серия экстракта сбора Арфазетин сухого.

Апробация работы

Материалы, представленные в диссертации, доложены и обсуждены на XVI Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (6 - 10 апреля 2009, Москва), на II региональной научно-практической конференции «Синтез и перспективы использования новых биологически активных соединений» (26 - 27 мая 2009, Казань), на 1-ой научно-практической конференции «Традиционная медицина и Православие» (22 - 23 октября 2010, Москва), на расширенном заседании кафедры фармации ТГМА, на научно-практической конференции «Актуальные вопросы фармацевтической науки и образования» (31 октября 2011, Тверь).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 - в рецензируемых изданиях.

Объем и структура диссертации

Работа изложена на 146 стр. машинописного текста, документирована 20 таблицами и иллюстрирована 10 рисунками, снабжена приложением. Работа состоит из введения, литературного обзора, описания материалов и методов исследования, изложения собственных результатов, обсуждения полученных результатов, выводов и списка литературы, включающего 265 источников, в том числе 45 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Экспериментальные исследования выполнены на 70 белых неинбредных мышах обоего пола массой 20,0±0,5 г, 100 белых неинбредных крысах мужского пола массой 200,0±25,0 г и 20 кроликах обоего пола весом 2,25±0,25 кг. Подопытных животных содержали в условиях вивария Тверской государственной медицинской академии (с естественным режимом освещения; при температуре 22 - 24 С; относительной влажности воздуха 40 - 50%) с использованием стандартной диеты (ГОСТ Р 50258-92).Исследования проводили в соответствии с правилами качественной лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ (ГОСТ Р 51000.3-96 и 1000.4-96), а также правилами и Международными рекомендациями Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых при экспериментальных исследованиях (1997). Перед

постановкой эксперимента животные проходили карантин в течение 1014 дней.

В работе изучали гипогликемическую активность и химический состав нового водорастворимого экстракта сухого, полученного из сбора Арфазетин (ОАО «Красногорсклексредства», Россия), а также водных извлечений сбора, полученных согласно требованиям ГФ XI и инструкции по медицинскому применению. При оценке гипогликемической активности экстракта и настоя сбора в качестве препаратов сравнения использовали инсулин («Хумулин Регуляр» (суспензия для подкожного введения 100 МЕ/1мл (действующее вещество - инсулин растворимый (человеческий полусинтетический)) фирмы ELI LILLY (Франция), серия А392864); пероральное противодиабетическое средство из группы производных сульфонилмочевины - гликлазид («Диабетон MB»; Les Laboratoires SERVIER (Франция), серия 90409)). Животным контрольной группы вводили изотонический раствор натрия хлорида.

Получение экстракта сбора Арфазетин сухого проводили на базе ОАО «Биохиммаш». При разработке схемы получения экстракта сухого учитывали, что на полноту извлечения всего комплекса БАВ из лекарственного растительного сырья влияют особенности исходного сырья, методики экстрагирования, выпаривания и сушки, используемая аппаратура. С учетом перечисленных факторов на основании информационно-аналитического исследования был разработан способ получения экстракта сухого, включающий следующие стадии: подготовка сырья и экстрагента, экстрагирование сырья, очистка извлечения, его упаривание, сушка, контроль качества, упаковка, маркировка.

В качестве экстрагента использовали воду очищенную, так как из сбора Арфазетин, согласно инструкции по применению, получают настой. Экстрагирование проводили трехкратно методом мацерации при температуре 80°С. Очистку водного извлечения осуществляли путем отстаивания и фильтрации через 4 слоя марли и 2 слоя бязи. Далее водные извлечения упаривали до 1/10 первоначального объема в вакуум-выпарном аппарате (глубина вакуума 0,92 Атм, температура греющего пара 60°С, температура упариваемой жидкости 45 - 50°С). Полученную сгущенную массу сушили с помощью распылительной установки «Мобильный минор». Выход готового продукта от начала процесса составил 13,7%.

Полученный экстракт сухой представлял собой аморфный порошок коричневого цвета, гигроскопичный, сладкого вкуса, со специфическим запахом.

Определение показателей качества и технологических характеристик экстракта сбора Арфазетин сухого проводили в соответствии с общей фармакопейной статьей ГФ XI «Экстракты» (таблица 1).

Определение для экстракта сбора Арфазетин сухого таких показателей качества, как влажность (0,26±0,04%); содержание золы общей (15,23±0,01%) и содержание золы, нерастворимой в 10% растворе кислоты хлористоводородной (0,15±0,02%), подтвердило его соответствие требованиям нормативной документации.

Изучение растворимости экстракта сухого, показало, что он легко растворим в горячей воде (80-90°С) при соотношении 1:10, трудно растворим в холодной воде (12-15°С), растворим в теплой воде (4050°С) при соотношении 1:20 быстрее, чем в воде комнатной температуры (15-25°С) при соотношении 1:30. В спирте различной концентрации (96%, 90%, 70%, 50%) экстракт практически не растворим.

Таблица 1

Технологические параметры экстракта сбора Арфазетин сухого

Показатель Значение

Сыпучесть, г/сек 0,0

Угол откоса, ° 21,2±3,97

Насыпная масса, г/см3 0,45±0,017

Объемная плотность, г/см3 0,4016±0,0180

Уплотненность, % 18,2±2,08

Среднемассовый размер частиц, мкм 11,25±4,06

Острую токсичность нового водорастворимого экстракта сбора Арфазетин сухого при внутрижелудочном введении мышам оценивали по методу В.Б. Прозоровского и М.П. Прозоровской (1980).Токсичность препарата при курсовом применении изучали на мышах при ежедневном трехкратном внутрижелудочном введении экстракта сухого в дозе 1200 мг/кг (1/20 1Ю5о) в течение 30 дней.

Влияние экстракта и настоя сбора Арфазетин на содержание глюкозы в крови интактных животных оценивали в экспериментах на кроликах и крысах, которым не давали пищу в течение суток (модифицированная методика Сернов Л.Н., Гацура В.В., 2000). Исследуемые вещества вводили внутрижелудочно через зонд: настой сбора и раствор экстракта сухого в дозе 1200 мг/кг. В качестве препаратов сравнения использовали гликлазид (внутрижелудочно в дозе 50 мг/кг) и инсулин (подкожно в дозе 1 МЕ/кг). Животным контрольной группы вводили изотонический раствор натрия хлорида. Забор крови осуществляли каждый час из краевой вены уха (у кроликов) и из вены

хвоста (у крыс) в течение 8-ми часов. Гипогликемизирующий эффект оценивали по самому низкому уровню сахара из 8 проб.

Для изучения специфической гипогликемической активности препаратов сбора Арфазетин проводили эксперименты при однократном и длительном применении исследуемых препаратов с моделированием перорального глюкозотолерантного теста у крыс. Для постановки глюкозотолерантного теста подопытным животным вводили 40% раствор глюкозы в дозе 500 мг/кг внутрижелудочно через зонд однократно («сахарная нагрузка»). Определение содержания глюкозы в плазме крови животных после «сахарной нагрузки» проводили через 1, 2, 3, 4 и 24 часа. Эффекты препаратов сбора Арфазетин сравнивали с действием гликлазида. Исследуемые препараты вводили перед постановкой перорального глюкозотолерантного теста однократно внутрижелудочно.

На следующем этапе экспериментального исследования проводили изучение гипогликемических свойств фитопрепаратов в условиях перорального глюкозотолерантного теста у крыс при длительном применении. Для этого, подопытным животным в течение 10 дней вводили раствор экстракта сбора Арфазетин сухого (1200 мг/кг), настой сбора Арфазетин (1200 мг/кг), изотонический раствор натрия хлорида и раствор гликлазида (50 мг/кг) по указанной выше схеме. Через 10 дней все подопытные животные экспериментальных групп получали «сахарную нагрузку» 500 мг/кг (в виде 40% раствора глюкозы) через зонд однократно.

Влияние препаратов сбора Арфазетин на течение сахарного диабета изучали на модели «аллоксанового диабета» у крыс (J.S. Dunn, 1943). С этой целью подопытным животным однократно внутрибрюшинно вводили экстемпоральный раствор аллоксана моногидрата в дозе 130 мг/кг (И.В. Мадянов, 1997; И.А. Волчегорский, 2008). Развитие сахарного диабета регистрировали по общему состоянию животных (цвет кожных покровов, двигательная активность, потребление воды, изменение массы тела) и уровню глюкозы в плазме крови. Забор крови производили из вены хвоста до введения раствора аллоксана, и далее в течение 3-х суток через каждые 24 часа, соответственно. Для исследования отбирали подопытных животных с положительным уровнем гипергликемии (> 13 ммоль/л).

Концентрацию глюкозы в плазме крови подопытных животных определяли с помощью глюкометра One Touch Ultra (фирма LifeScan «Джонсон & Джонсон»),

Присутствие биологически активных веществ основных групп в экстракте и настое сбора Арфазетин устанавливали с помощью

общепринятых качественных реакций в соответствии с требованиями ГФ XI.

Оценку содержания полисахаридов осуществляли гравиметрическим методом, дубильных веществ и органических кислот — титриметрическими методами (ГФ XI).

Содержание флавоноидов и антраценпроизводных соединений определяли спектрофотометрическим методом. Суммарное содержание флавоноидов пересчитывали на рутин, а антраценпроизводных соединений - на гиперицин (Правдивцева O.E., Куркин В.А.,2008).

Идентификацию флавоноидов (лютеолин, кверцетин, ликуразид, арбутин, рутин, пирокатехин, резорцин, гидрохинон) осуществляли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с помощью хроматографа высокого давления с УФ детектором (колонка Nova-PakC18 4¡am 3,9*150 Column; подвижная фаза (ПФ): ацетонитрил -фосфорная кислота (3:7); скорость потока подвижной фазы - 0,75 мл/мин; длина волны 280 нм).

Определение содержания свободных аминокислот и аминокислотного состава гидролизата экстракта сухого проводили на аминокислотном анализаторе фирмы «Хитачи» (модель 835) (Япония) на колонке 0,26х 15 см.

Содержание восстанавливающих Сахаров и общего сахара в препаратах сбора Арфазетин определяли колориметрическим методом.

Результаты исследования обрабатывали статистически с применением стандартного пакета программ Microsoft Office Excel 2003. Для ряда выборок вычисляли среднюю арифметическую и среднюю квадратическую ошибку. Определение нормальности распределения переменных проводили на основании гистограмм распределения, величины асимметрии и эксцесса. Для оценки достоверности различий выборок, имеющих нормальное распределение, применяли параметрический t-критерий Стьюдента. За достоверное принимали различие при уровне вероятности 95% и более (р <0,05).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Оценка токсичности и изучение гипогликемической активности препаратов сбора Арфазетин

В эксперименте на белых мышах обоего пола массой 20,0±0,5 г (п=16) было установлено, что при однократном внутрижелудочном введении экстракта сбора Арфазетин сухого LD50 в среднем составила 24000 мг/кг (доверительный интервал при этом находился в пределах 15480 - 34650 мг/кг). Это позволило отнести изученный препарат сбора Арфазетин, согласно принятой гигиенической классификации токсичности, к веществам IV класса токсичности (малотоксичные). В

дальнейших исследованиях экстракт сбора Арфазетин использовали в дозе равной 1/20 LDSO(1200 мг/кг).

При курсовом применении настоя сбора Арфазетин и раствора экстракта сухого в течение 30 дней в терапевтической дозе было отмечено, что гибели подопытных животных не наблюдалось, а изменения массы тела в течение эксперимента и коэффициенты массы внутренних органов не отличались от показателей у животных группы контроля. Кроме того, морфологических изменений внутренних органов (сердце, печень, почки, селезенка) и клеточного состава крови у подопытных животных при применении экстракта в течение месяца обнаружено не было. Полученные результаты свидетельствуют о низкой токсичности препаратов сбора Арфазетин при их курсовом применении.

При межвидовом переносе доз лекарственных веществ с экспериментальных животных на человека полагаются на фармакокинетику препаратов. Так, согласно схеме пересчета (Хабриев Р.У., 2005) терапевтическая доза экстракта сбора Арфазетин для человека (весом 70 кг) составит 92,3 мг/кг.

В эксперименте на интактных кроликах (п=20) было выявлено, что экстракт и настой сбора Арфазетин, также как и препарат сравнения гликлазид, обладают способностью уменьшать уровень глюкозы в плазме крови подопытных животных (рис.1).

| б |

I í i

■ настои сбора, 1200 | мг/кг ¡

i

к экстракт сбора, 1200 | мг/кг

ж раствор гликлазида

исходный через 2 через 4 через 6 через 8 ' 50мг/кг ¡

уровень часа часа часов часов

Период наблюдения, час

Примечание: * - различия с контролем (изотонический раствор натрия хлорида) достоверны (р<0,05).

Рис. 1. Содержание глюкозы в плазме крови интактных кроликов после применения исследуемых препаратов.

г ~

Отмечено, что при внутрижелудочном введении гликлазида (50 мг/кг) уровень глюкозы в крови подопытных животных снизился в среднем на 32,7% (р<0,05) Гипогликемическая активность экстракта сбора составила 87,5% (р<0,05) от активности гликлазида, а настоя -72,9% (р<0,05).

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что использованная технология получения сухого экстракта обеспечила переход из сырья в экстракт биологически активных веществ, обладающих гипогликемической активностью.

В эксперименте на интактных крысах было отмечено, что экстракт сухой усиливал гипогликемическую активность инсулина. Так отмечено, что при подкожном введении инсулина (1 МЕ/кг) подопытным крысам, содержание глюкозы в плазме крови через 2 часа снизилось на 41,5% (р<0,05), тогда как при комбинированном применении инсулина (1 МЕ/кг) с экстрактом сбора (1200 мг/кг) - на 79,2% (р<0,05) (рис.2).

I раствор инсулина,

0 5 •!•■' Г , "" 1МЕ/кг

CL ' ' яявж * .....................■ -

эг ф

8 1

* §

| 1 (^......_ _________________________________

раствор

............_________________........... инсулина,

1 1 I В В j К ' 1 МЕ/кг +

» 1 -.....-......—........ Ш I ..... га 1—7' раствор

экстракта

исходный через! час через 2 часа через В часа 1200 «г/кг j

уровень Период наблюдения, час

Примечание: * - различия с контролем (изотонический раствор натрия хлорида) достоверны (р<0,05).

Рис. 2. Содержание глюкозы в плазме крови интактных крыс после применения исследуемых препаратов.

Возможно, что полученные данные связаны с сенситизирующим действием экстракта сбора Арфазетин сухого на гипогликемический эффект инсулина.

Для изучения специфической гипогликемической активности препаратов сбора Арфазетин, проводили эксперименты при однократном и длительном применении исследуемых препаратов с

моделированием перорального глюкозотолерантного теста (ПГТТ). Результаты эксперимента приведены в таблице 2.

Для оценки результатов ПГТТ использовали относительный показатель - гипергликемический коэффициент. Было выявлено, что гипергликемический коэффициент при постановке ПГТТ у интактных животных составил 1,72±0,1. При однократном применении настоя сбора Арфазетин значение данного показателя достоверно не отличалось от контроля, тогда как при однократном применении экстракта сбора Арфазетин сухого величина гипергликемического коэффициента снизилась в среднем в 1,1 раза (р<0,05) по сравнению контролем.

Следует отметить, что при длительном ежедневном применении экстракта сбора Арфазетин величина гипергликемического коэффициента оказалась в 1,3 раза(р<0,05) ниже, чем в контроле.

Таблица 2

Влияние препаратов сбора Арфазетин и гликлазида на уровень глюкозы в плазме крови у крыс при постановке перорального

глюкозотолерантного теста

! Серия опытов 1 Концентрация глюкозы в плазме крови, ммоль/л

исходная через 1ч через 2ч через Зч через 4ч через 24 ч

Экстракт сбора «Арфазетин» (1200мг/кг) однократно + «сахарная нагрузка» 4,7±0,1 6,2±0,6 6,8±0,6 7,7±1,2 5,3±0,3 4,3±0,2

Экстракт сбора «Арфазетин» (1200мг/кг) в течение 10 дней + «сахарная нагрузка» 5,2±0,2* 6,1±0,2* 5,5±1,2* 5,0±1,1* 5,0±0,3* 4,8±0,5*

Настой сбора «Арфазетин» (1200мг/кг) однократно + «сахарная нагрузка» 4,8±0,2 6,4±0,3 7,1 ±0,8 8,0±0,5 5,8±0,5 4,9±0,2

Настой сбора «Арфазетин» (1200мг/кг) в течение 10 дней + «сахарная нагрузка» 4,8±0,5 5,5±0,4* 6,2±0,5* 6,6±0,3* 5,1±0,3* 5,0±0,2*

Раствор гликлазида (50мг/кг) +«сахарная нагрузка» 5,4±0,2 5,2±0,6* 5,0±0,5* 4,3±0,1* 4 Л ±0,4* 4,2±0,2*

Контроль (изотонический раствор натрия хлорида)+ «сахарная нагрузка» 5,0±0,2 6,8±0,6 7,7±0,8 8,6±1,0 6,7±0,7 4,6±0,3

Интактные животные 5,2±0,1 4,8±0,2 4,9±0,3 5,0±0,1 4,8±0,1 4,9±0,2

Примечание: * - различия с контролем (изотонический раствор натрия хлорида) достоверны (р<0,05).

Менее эффективно действовал настой сбора, при его длительном применении величина гипергликемического коэффициента снизилась в

среднем в 1,2 раза (р<0,05) (рис. 3).

Таким образом, превентивное применение препаратов сбора Арфазетин в течение 10 дней, способствует повышению толерантности к глюкозе, что предположительно можно соотнести с метаболической перестройкой здорового организма и фармакотерапевтическим эффектом курсового применения препаратов (Кукес В.Г., 1999; Лесиовская Е.Е., 2003; Горчакова H.A., 2010).

При моделировании аллоксанового диабета было установлено, что у 80% подопытных крыс при внутрибрюшинном введении аллоксана (130 мг/кг) на третьи сутки формируется стойкая гипергликемия (>13 ммоль/л) с классическими симптомами экспериментального сахарного диабета (уменьшение двигательной активности и затруднение дыхания, полидипсия, полифагия и полиурия, снижение массы тела в среднем на 15,0 г (р<0,05)), что подтверждается данными и других авторов (Алеева Г.Н., Бурыкин И.М., Грязнов A.A., Нагаева А.Р., 2001; Ермакова H.H.,

Курочки на О.С., 2006; Артюкова М.М., 2007)..............._...................................._.....................................,

л JT" ----- щ ;

контроль шорак* экстракт (физ.расгеор) сбора сбора

(однократно) (длительно)

настой сбора настой сбора (однократно) (длительно)

Серия опыта

Примечание: * - различия с контролем (изотонический раствор натрия хлорида) достоверны (р<0,05).

Рис. 3. Влияние препаратов сбора Арфазетин и гликлазида на величину гиперглкемического коэффициента при постановке перорального глюкозотолерантного теста.

При изучении гипогликемической активности препаратов сбора Арфазетин на модели «аллоксанового диабета» у крыс было отмечено, что как настой (в дозе 1200 мг/кг в пересчете на сухое вещество) и экстракт сбора Арфазетин сухой (в дозе 1200 мг/кг), так и препарат

сравнения гликлазид (в дозе 50 мг/кг) вызывали снижение уровня глюкозы в плазме крови подопытных животных. Сравнительный анализ гипогликемической активности препаратов сбора Арфазетин показал, что наибольшей активностью обладает раствор экстракта сухого. Так, у крыс с экспериментальным диабетом, через час после введения раствора экстракта сухого, содержание глюкозы в плазме крови было в среднем в 1,4 раза (р<0,05) ниже, чем до введения препарата. Следует отметить, что в это же время при применении настоя, изготовленного в соответствии с инструкцией по медицинскому применению, уровень глюкозы в плазме крови подопытных животных был в среднем в 1,1 раза (р<0,05) ниже исходного значения (таблица 3).

Отмечено, что снижение концентрации глюкозы в плазме крови крыс с аллоксановым диабетом до соответствующих показателей животных контрольной группы, при применении раствора экстракта сбора Арфазетин сухого было достигнуто в 1,5 раза (р<0,05) быстрее, чем при использовании настоя.

Таблица 3

Влияние препаратов сбора Арфазетин и гликлазида на содержание

глюкозы в плазме крови крыс при аллоксановом диабете

Серия опыта, п=5 Концентрация глюкозы в плазме крови, ммоль/л

До введен ия препар ата Через 0,5 часа Через 1 час Через 1.5 часа Через 2 часа Через 2,5 часа Через 3 часа

Раствор экстракта сбора «Арфазетин» сухого 17,34± 0,45 1б,46± 0,38 12,56± 0,36*// 9,18± 0,38*# 5,76± 0,214 5,74± 0,244 4,82± 0,37*#

Настой сбора «Арфазетин» 1:40 16,3± 0,64 15,78± 0,72 14,5± 0,39* 12,04± 0,40*# 10,78± 0,294 8,66± 0,25 *# 5,9± 0,214

Раствор гликлазида 15,98± 0,63 15,34± 0,65 13,18± 0,5 14 6,86± 0,304 5,54± 0,24*# 4,88± 0,194 4,78± 0,224

Раствор экстракта сбора «Арфазетин» сухого + Раствор гликлазида 16,38± 0,28 14,56± 0,29*# 11,32± 0,28 4 5,4± 0,27 4 5,12± 0,08*# 4,54± 0,11*# 4,64± 0,11*#

Контроль (изотонический раствор натрия хлорида) 15,2± 0,60 15,28± 0,65 15,62± 0,34 14,92± 0,33 15,16± 0,27 14,2± 0,38 1 15,66± 0,36

Примечание:* - различия с контролем (изотонический раствор натрия хлорида) достоверны (р<0,05); # - различия с уровнем глюкозы в плазме крови до введения препаратов достоверны (р<0,05).

На модели аллоксанового диабета у крыс установлено, что экстракт сухой (1200 мг/кг) и настой (1200 мг/кг) протаводиабетического сбора Арфазетин при однократном пероральном введении снижают содержание глюкозы в плазме крови подопытных животных по сравнению с показателями животных контрольной группы на 69,2% (р<0,05) и 60,8% (р<0,05), соответственно.

Кроме того, было показано, что экстракт сбора Арфазетин сухой в виде комбинации с гликлазидом, в отличие от монотерапии, более эффективно корригирует нарушения углеводного обмена при экспериментальном диабете. Отмечено, что при аллоксановом диабете у крыс, экстракт сухой (1200 мг/кг) в комбинации с гликлазидом (50 мг/кг) при однократном пероральном введении достоверно снижал уровень глюкозы в плазме крови в среднем в 2,4 раза (р<0,05), по сравнению с показателями животных контрольной группы. Наряду с этим, выявлено, что сочетанное применение препаратов достоверно снижает уровень глюкозы в плазме крови крыс с аллоксановым диабетом в 1,2 раза (р<0,05) по сравнению с индивидуальным приемом экстракта сбора, и в 1,1 раза (р<0,05) по сравнению с пероральным противодиабетическим средством, соответственно.

При сравнительном анализе эффектов экстракта сухого с действием инсулина и перорального протаводиабетического средства гликлазида установлено, что все препараты достоверно снижали уровень глюкозы в плазме крови крыс с аллоксановым диабетом (таблица 4).

Следует отметить, что эффективность экстракта сбора (1200 мг/кг) при аллоксановом диабете у крыс была сопоставима с действием гликлазида (50 мг/кг), но была в среднем в 1,6 раза (р<0,05) слабее

действия инсулина (1 МЕ/кг).

Было установлено, что в первые четыре часа от начала эксперимента гипогликемические эффекты раствора экстракта и раствора гликлазида достоверно не отличались. Отмечено, что уже через час от начала эксперимента данные препараты достоверно снижали содержание глюкозы в крови крыс и достигли максимума гипогликемического эффекта через 3 часа. Показано, что через 4 часа от начала эксперимента уровень глюкозы в крови животных получавших раствор экстракта был в 2,3 раза (р<0,05) ниже, а уровень глюкозы в крови животных получавших раствор гликлазида - в 2,6 раза (р<0,05) ниже по сравнению с животными контрольной группы. А через шесть часов - разница эффектов уже составила 1,6 раз (р<0,05) и 2,2 раза (р<0,05), соответственно.

Отмечено, что достижение компенсации гипергликемии экстрактом сбора и гликлазидом наступали через два часа от начала эксперимента, тогда как при применении инсулина эти же показатели были достигнуты уже через 1 час.

Таблица 4

Влияние экстракта сбора Арфазетин сухого, гликлазида и инсулина на содержание глюкозы в плазме крови крыс при

Серия опыта, п=5 Концентрация глюкозы в плазме крови, ммоль/л

До введен ия препар ата Через 1 час Через 2 часа Через 3 часа Через 4 часа Через 5 часов Через 6 . часов

Раствор экстракта сбора «Арфазетин» сухого 17,34± 0,45 12,56± 0,36*# 5,76± 0,23 *# 4,82± 0,124 6,16± 0,31*# 7,89± 0,43*# 9,53± 0,32*#

Раствор гликлазида 15,98± 0,63 13,18± 0,5 \*# 5,54± 0,24*# 4,78± 0,224 5,43± 0,24 *# 6,49± 0,194 6,83± 0,224

Раствор инсулина 15,4± 0,18 5,31± 0,2 94 4,85± 0,36 4 4,2± 0,414 4,84± 0,12*# 5,0± 0,18*# 5,17± 0,И*#

Контроль (физраствор) 15,16± 0,50 15,66± 0,15 14,92± 0,67 15,28± 0,48 14,2± 0,31 15,62± 0,34 15,2± 0,27

<------------------(• '' ^ ^Ц -Х7 1 ипнЧLL.1VПН раСТЬир

натрия хлорида) достоверны (р<0,05); # - различия с уровнем глюкозы в плазме крови до введения препаратов достоверны (р<0,05).

Анализ полученных результатов и сведений литературы (Джафарова Р.Э., Гараев Г.Ш., Джафаркулиева З.С., 2010) позволяет предположить, что одной из причин гипогликемического действия экстракта сухого является улучшение состояния мембран клеток, вследствие чего происходит сенсибилизация рецепторов периферических тканей к действию инсулина, концентрация которого с учетом спонтанной регенерации Р-клеток поджелудочной железы недостаточна для достижения соответствующей гипогликемии.

Возможно, фармакологическое действие экстракта сбора Арфазетин сухого осуществляется за счет влияния на патологические изменения у аллоксан-модулированных животных. Так, ряд авторов (Джафарова Р.Э. 2008; 8ш& Р., БкаЬе М„ Ьапга V., 1995) показывает, что подобные фитопрепараты снижают сахар в крови; оказывают положительное влияние на липидный обмен; снижают выраженность оксидативного стресса; устраняют функциональную недостаточность энзимсинтезирующих звеньев печени, что повышает их антитоксическое свойство, оказывая патогенетическое антидиабетическое действие.

Таким образом, исследуемые препараты сбора Арфазетин показали высокую гипогликемическую активность, что создает предпосылки к дальнейшему их доклиническому изучению.

2. Сравнительное исследование химического состава экстракта сухого и водных извлечений сбора Арфазетин

При изучении качественного состава БАВ экстракта сбора Арфазетин сухого и его водных извлечений с использованием общепринятых фармакопейных химических реакций были обнаружены полисахариды, флавоноиды, дубильные вещества, сапонины,

антраценпроизводные соединения.

Одним из критериев оценки всей суммы БАВ, содержащихся в многокомпонентном растительном сборе является количество экстрактивных веществ, извлекаемых определенным растворителем. Было выявлено, что при экстрагировании сбора Арфазетин водой в соответствии с ГФ XI, содержание экстрактивных веществ составило 19,15±0,4%, тогда как выход экстракта сухого при лабораторном

производстве -13,7%.

Большой выход экстрактивных веществ при применении фармакопейного метода, вероятно, связан с использованием более измельченного сырья (частицы менее 1 мм) и меньшими потерями в процессе очистки (однократная фильтрация через бумажный фильтр). При получении в производственных условиях экстракта сбора Арфазетин сухого использовали образцы сырья с размером частиц 7 мм

и двухкратную фильтрацию.

Анализ проведенных химических исследований БАВ в экстракте сухом и водных извлечениях сбора показал, что преобладающими веществами являются флавоноиды, а также полисахариды, дубильные вещества, органические кислоты и антраценпроизводные соединения. Так, содержание в экстракте сбора Арфазетин сухом суммы флавоноидов в пересчете на рутин составило 3,6б±0,08%, суммы полисахаридов 1,45±0,38%, дубильных веществ в пересчете на танин 0,17±0,04%, свободных органических кислот в пересчете на яблочную 1,09±0,01 %, антраценпроизводных соединений в пересчете на

гиперицин 0,0408±0,0006%.

Содержание антраценпроизводных соединений в препаратах сбора оказалось незначительным, и составило, сотые доли процента во всех исследуемых образцах. Однако, несмотря на это, данные соединения вносят свой вклад в общую гипогликемическую картину сбора за счет своей Р-витаминной активности и соответствующего снижения проницаемости капилляров (Власов A.M., 2006; Куркин В.А., Правдивцева O.E., Зимина JI.H., 2007).

При исследовании анализируемых образцов на присутствие флавоноидов методом ВЭЖХ было установлено, что в водном извлечении сбора 1:10 идентифицированы рутин, арбутин и ликуразид, а в водном извлечении 1:40 - рутин, арбутин, ликуразид и кверцетин. Кроме того, было выявлено наличие рутина, арбутина, пирокатехина, ликуразида и лютеолина в водном растворе экстракта сухого. Полученные результаты свидетельствуют о наиболее полном извлечении флавоноидов в экстракте сбора сухом, по сравнению с водными извлечениями, приготовленными в соотношении 1:10 и 1:40.

Изучение аминокислотного состава экстракта сухого показало, что в гидролизате содержание аминокислот составляет 6,60%, содержание свободных аминокислот - 1,3%. В гидролизате преобладают глутаминовая (13,13 мг/г) и аспарагиновая (8,75 мг/г) кислоты, пролин (4,96 мг/г) и лейцин (5,57 мг/г); среди свободных аминокислот - пролин (1,55 мг/г), аспарагиновая кислота (1,34 мг/г) и аргенин (1,68 мг/г). Известно (Горчакова H.A., Гудивок Я.С., Гунина Л.М., 2010), что аминокислоты прямо или косвенно влияют на гипергликемию и связанные с ней осложнения. Так, например, аланин активно участвует в метаболизме Сахаров и органических кислот, способствует накоплению гликогена печенью и мышцами. Кислота аспарагиновая облегчает превращение углеводов в мышечную энергию, стимулирует окислительное фосфорилирование и образование АТФ. Глутаминовая кислота наряду с аспарагиновой обладают антигипоксическим действием.

Исследование содержания суммы полисахаридов гравиметрическим методом показало, что, количество исследуемых соединений в экстракте сбора Арфазетин сухом составило 1,4%, что оказалось примерно в 30 и 10,5 раз (р<0,05) выше, чем их содержание в настое (1:40) и в настое по ГФ, соответственно.

Изучение Сахаров в препаратах сбора Арфазетин показало, что во всех исследуемых образцах преобладают восстанавливающие сахара. Однако, анализируя данные, полученные при исследовании водных извлечений сбора, обнаружено, что содержание общего сахара в растворе экстракта сухого оказалось выше в 8,26 раза (р<0,05) по сравнению с настоем по ГФ XI, и в 1,94 раза (р<0,05) выше, чем в настое, приготовленном по инструкции по медицинскому применению, и составило 13,46%.

Известно (Буданцев А.Л., Лесиовская Е.Е., 2001; Lonner, J., Darashkevich І., 2006), что большинство растений помимо полисахаридов содержат простые углеводы, которые усваиваются организмом с чрезвычайно высокой скоростью и попадают в кровь в

течение 3-5 минут. Кроме того, в диабетологии принято (Балаболкин М.И., 2000; Дедов, И.И., Кураева Т.Л., Петеркова В.А., 2008 и др.) давать относительную оценку углеводам в пересчете на условные хлебные единицы. В связи с этим, для предупреждения резкого повышения глюкозы в плазме крови при применении экстракта сухого, необходимо было определить соответствие его хлебным единицам. Так, было определено, что 100,0 г экстракта соответствуют 1,1 ХЕ; что по праву позволяет отнести его к тем веществам, которые не нуждаются в учете ХЕ при приеме внутрь.

Сравнительный анализ содержания БАВ в препаратах сбора Арфазетин (настои, приготовленные согласно ГФ XI и инструкции по медицинскому применению) показал, что содержание их в водном извлечении по ГФ XI выше, чем в настое по инструкции. Среди водных извлечений отдельных компонентов сбора Арфазетин содержание дубильных веществ было выше в настое черники побегов и настое зверобоя продырявленного травы, содержание полисахаридов - в настое хвоща полевого травы и в настое фасоли обыкновенной створок плодов, содержание органических кислот - в настое шиповника плодов (таблица 5).

Таким образом, сравнительный анализ качественного и количественного состава БАВ экстракта сухого и его водных извлечений показал, что разработанная технология экстрагирования обеспечивала более эффективный переход БАВ в экстракт по сравнению с настоем.

Возможно, гипогликемическая активность препаратов сбора Арфазетин, в том числе и экстракта сухого, обусловлена содержанием в них большого количества полисахаридов, обладающих инулиноподобными свойствами (Файзиев З.Т., 2009).

Кроме того, по мнению многих авторов (Мечникова Г.Я., 2001; Гузенко В.Е., Макарова Л.М., Погорелый В.Е., 2010; Сорокина A.A., 2001; Head К.А., 2001; Nakaishi Н., Matsumoto Н., Tominaga S., Hirayama M., 2000) флавоноиды, оказывают антиоксидантное и мембраностабилизирующее действие, в результате чего чувствительность инсулиновых рецепторов к инсулину повышается (Ковалев В.Н., 1985),

Флавоноидный комплекс экстракта сбора Арфазетин сухого, помимо мембраностабилизирующего, также обладает антиоксидантным действием (Макарова М.Н., 2004; Громовая В.Ф., 2008).

Величина фитоантиоксидантной активности является комплексным показателем, характеризующим суммарное содержание действующих веществ различных классов в извлечении из лекарственного растительного сырья.

Таблица 5

Содержание БАВ и сухого остатка в водных извлечениях сбора _ Арфазетин и его отдельных компонентах_

Волное СУХ0Й Содержание БАВ в пересчете на сухой остаток, %

извлечение остаток, % Флавоноиды Дубильные вещества Органические кислоты Полисахариды

Настой сбора Арфазетин по инструкции по применению (1:40) 1,64±0,04 1,4160±0,15 0,0738± 0,01 0,2814±0,01 0,0472±0,09

Настой сбора Арфазетин по ГФ XI (1:10) 2,34±0,07 1,0647±0,21 0,1646± 0,003 0,4020±0,002 0,1368±0,015

Настой черники побегов по ГФ XI (1:10) 1,58±0,05 0,577±0,015 0,6841± 0,002 0,2814±0,003 0,1392±0,021

Настой ромашки аптечной цветков по ГФ XI (1:10) 2,03±0,03 0,563±0,011 0,2431± 0,009 0,4395±0,002 0,0324±0,01

Настой фасоли обыкновенной створок плодов по ГФ XI (1:10) 2,21±0,03 0,384±0,021 0,2790± 0,002 0,2519±0,001 2,3123±0,012

Отвар элеутерококка колючего корневищ и корней по ГФ XI (1:10) 2,15±0,04 0,248±0,01 0,1530± 0,007 0,2787±0,002 0,2175±0,007

Настой шиповника плодов по ГФ XI (1:10) 1,87±0,06 0,27б±0,012 0,1287± 0,008 0,5012±0,002 0,6125±0,029

Настой хвоща 1 полевого травы | по ГФ XI (1:10) 1,67±0,05 0,351±0,007 0,2188± 0,003 0,1956±0,002 2,7040±0,012

Настой зверобоя продырявленн ого травы по ГФ XI (1:10) 1,92±0,04 0,362±0,029 0,6990± 0,002 0,4663±0,002 0,1216±0,022

Известно (Пахомов В.П., Копейкина A.B., Маркарян A.A., 2003), что для единой количественной оценки антиоксидантной активности препаратов введен показатель активности - А. Эта величина представляет собой сумму БАВ восстанавливающего характера и выражается количеством миллиграммов рутина в 1 мл или 1 г препарата. Чем выше величина А, тем более высокой антиоксидантной активностью обладает препарат.

Следовательно, исходя из полученных результатов, по определению содержания флавоноидов в препаратах сбора Арфазетин, можно сделать предположение, что наибольшей фитоантиоксидантной активностью обладает экстракт сухой, так как показатель активности для него составил 0,0366 мг/г.

Результаты, полученные при сравнительном исследовании химического состава экстракта сбора Арфазетин сухого, заслуживают особого внимания и дальнейшего изучения с целью создания новых лекарственных препаратов на его основе.

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что при однократном внутрижелудочном введении мышам ЬО50 для нового водорастворимого экстракта сбора Арфазетин сухого составила 24000 мг/кг; при курсовом применении экстракт в дозе равной 1/20 ЬБ50 (1200 мг/кг) не оказывал токсического действия, что позволило отнести его к малотоксичным веществам (IV класс токсичности согласно принятой гигиенической классификации токсичности).

2. Препараты сбора Арфазетин при внутрижелудочном применении уменьшали содержание глюкозы в крови интактных кроликов. Гипогликемизирующий эффект экстракта сбора Арфазетин сухого (1200 мг/кг) составил 87,5% (р<0,05) активности гликлазида (50 мг/кг), а настоя сбора (1200 мг/кг в пересчете на сухое вещество) -72,9% (р<0,05).

3. Экстракт сбора Арфазетин сухой (1200 мг/кг) потенцировал действие инсулина при подкожном введении подопытным крысам.

4. При внутрижелудочном введении экстракта сбора Арфазетин при постановке перорального глюкозотолерантного теста значение коэффициента гипергликемии снижалось как при однократном, так и длительном применении препарата соответственно в 1,2 раза (р<0,05) и 1,3 раза (р<0,05). Настой сбора Арфазетин в этом отношении был менее эффективен.

5. Применение экстракта сбора Арфазетин сухого (1200 мг/кг) при аллоксановом диабете у крыс оказывало гипогликемическое действие. Эффекты экстракта сбора в этом отношении были в среднем в 1,6 раза (р<0,05) слабее действия инсулина (1 МЕ/кг), но в среднем в 1,2 раза (р<0,05) выше, чем у настоя сбора.

6. При комбинированном применении экстракта сбора Арфазетин сухого (1200 мг/кг) и гликлазида (50 мг/кг) при аллоксановом диабете у крыс гипогликемическая активность была в среднем в 1,2 раза (р<0,05) выше, чем при их отдельном использовании.

7. Содержание биологически активных веществ в новом водорастворимом экстракте сбора Арфазетин сухом было достоверно выше, чем в настое сбора: флавоноидов и дубильных веществ в среднем в 2,4 раза (р<0,05), органических кислот в 3,9 раза (р<0,05), антраценпроизводных в 17,7 раза (р<0,05), полисахаридов в 30,7 раза (р<0,05), общего сахара в среднем в 2 раза (р<0,05). Содержание свободных аминокислот в экстракте сбора составило 1,3%, что было в среднем в 4 раза (р<0,05) ниже, чем в гидролизате.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Результаты работы имеют как теоретическое, так и практическое значение. Фармакологически доказана возможность применения экстракта сухого сбора Арфазетин при сахарном диабете. Показана возможность фармакологической коррекции нарушений углеводного обмена при экспериментальном сахарном диабете у крыс с помощью препаратов сбора Арфазетин. Результаты исследования позволяют рекомендовать экстракт сбора Арфазетин сухой для расширенных доклинических испытаний в качестве гипогликемического средства.

На основании проведенных исследований, разработан и подготовлен проект фармакопейной статьи на экстракт сбора Арфазетин сухой. Разработан лабораторный регламент получения экстракта сбора Арфазетин сухого и апробирован в производственных условиях ООО «Биохиммаш» с целью получения опытно-производственной серии экстракта сбора Арфазетин сухого.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Квасова Т.М. Оценка острой и хронической токсичности экстракта сбора «Арфазетин» сухого / Т.М. Квасова, М.А. Демидова, В.В. Амосов Н Врач-аспирант. - 2010. - Вып. 6.1 (43). -С. 158-162.

2. Квасова Т.М. Изучение качественного и количественного состава флавоноидов в экстракте сбора «Арфазетин» сухом / Т.М. Квасова, М.А. Демидова // Врач-аспиранг. - 2011. - Вып. 1.2 (44). - С. 270-276.

3. Квасова Т.М. Влияние препаратов сбора Арфазетин на течение экспериментального сахарного диабета у крыс / Т.М. Квасова И Врач-аспирант. - 2011. - Вып. 5.1 (48). - С. 157-162.

4. Квасова Т.М. Динамика концентрации глюкозы в крови кроликов при ее внутривенном и внутрижелудочном ведении / Т.М. Квасова, Н.Г. Фанова, Ш.Ш. Абрамян // Человек и лекарство : сб. материалов XVI рос. нац. конгресса (6-10 апр. 2009 г.). - М., 2009. - С. 574.

5. Квасова Т.М. Получение сухого экстракта сбора Арфазетин / Т.М. Квасова, М.А. Демидова // Материалы II региональной научно-практической конференции «Синтез и перспективы использования новых биологически активных соединений» (26-27 мая 2009 года). -Казань. 2009.-С. 145-148.

6. Квасова Т.М. Фармакоэпидемиология сахарного диабета в России / Т.М. Квасова, Н.Г. Фанова // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции : сб. науч. тр./ Пятигорская гос. фармацевт, акад. - Пятигорск. - 2009. - Вып. 64. - С. 630-631.

7. Квасова Т.М. Исследование аминокислотного состава экстракта сухого противодиабетического сбора Арфазетин / Т.М. Квасова // приложение к журналу «Традиционная медицина». - 2010. - №3 (22) -С. 146-150.

8. Квасова Т.М. Применение фитотерапии при лечении больных, страдающих сахарным диабетом / Т.М. Квасова, М.А. Демидова, В.В. Амосов // Верхневолжский медицинский журнал. - 2011. - Т.9., вып. 1,-С. 26-29.

9. Квасова Т.М. Исследование содержания полисахаридов в препаратах сбора Арфазетин и его отдельных компонентах / Т.М. Квасова // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук: журнал научных публикаций. - 2011. - №8 (31). - С. 157-161.

Технический редактор: А.В.Жильцов Подписано в печать 20.01.2012. Формат 60x84 Vi6. Усл. псч. л. 1,6. Тираж 100 экз. Заказ № 24. Тверской государственный университет Редакционно-издательское управление Адрес: 170100, г. Тверь, ул. Желябова, 33. Тел. РИУ: (4822) 35-60-63

 
 

Текст научной работы по медицине, диссертация 2012 года, Квасова, Татьяна Михайловна

61 12-3/530

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГБОУ ВПО ТВЕРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

КВАСОВА ТАТЬЯНА МИХАЙЛОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ ГИПОГЛИКЕМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА НОВОГО ВОДОРАСТВОРИМОГО ЭКСТРАКТА СБОРА АРФАЗЕТИН СУХОГО

14.03.06 - фармакология, клиническая фармакология

На правах рукописи

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор Демидова Марина Александровна

Тверь - 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ САХАРНОГО ДИАБЕТА И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕСТВОВАНИЯ ФАРМАКОТЕРАПИИ БОЛЬНЫХ С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 10

1.1. Современные представления об эпидемиологических и этиопатогенетических особенностях сахарного диабета 10

1.2. Медикаментозная терапия больных сахарным диабетом 15

1.3. Фитотерапия сахарного диабета 2 типа 19

1.4. Современное состояние получения и стандартизации сухих экстрактов 35

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 39

2.1 Материалы исследования 39

2.2 Методы исследования 44

2.2.1 Методы оценки токсичности 44

2.2.2 Методы изучения фармакологической активности 45

2.2.2.1 Исследование влияния препаратов сбора Арфазетин на содержание глюкозы в плазме крови интактных животных 45

2.2.2.2 Исследование влияния препаратов сбора Арфазетин при постановке перорального глюкозотолерантного теста 46

2.2.2.3 Исследование влияния препаратов сбора Арфазетин на течение экспериментального сахарного диабета 47

2.2.3 Методы изучения химического состава 48

2.2.4 Статистические методы исследований 60

ГЛАВА 3 ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ И ИЗУЧЕНИЕ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ РАСТВОРА ЭКСТРАКТА СУХОГО И НАСТОЯ СБОРА АРФАЗЕТИН 61

3.1 Оценка острой токсичности 61

3.2 Оценка токсичности при курсовом применении 62

3.3 Исследование влияния препаратов сбора Арфазетин на содержание глюкозы в плазме крови интактных животных 64

3.4. Исследование влияния препаратов сбора Арфазетин при постановке перорального глюкозотолерантного теста 66

3.5. Исследование влияния препаратов сбора Арфазетин на течение экспериментального сахарного диабета 69

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЭКСТРАКТА СУХОГО И ВОДНЫХ ИЗВЛЕЧЕНИЙ СБОРА АРФАЗЕТИН 76

4.1 Определение коэффициента водопоглощения сырья и норм качества водных извлечений 77

4.2 Определение содержания в сборе Арфазетин экстрактивных веществ, извлекаемых водой, и сухого остатка в водных извлечениях сбора Арфазетин 78

4.3 Исследование содержания флавоноидов в препаратах сбора Арфазетин 79

4.4 Исследование содержания полисахаридов в препаратах сбора Арфазетин 83

4.5 Исследование содержания суммы органических кислот в препаратах сбора Арфазетин 85

4.6 Исследование содержания дубильных веществ в препаратах сбора Арфазетин 86

4.7 Исследование содержания антраценпроизводных соединений в препаратах сбора Арфазетин 88

4.8 Исследование аминокислотного состава в экстракте сбора

Арфазетин сухом 89 4.9 Исследование редуцирующих Сахаров и общего сахара в препаратах

сбора Арфазетин 92

ГЛАВА 5 ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 96

ВЫВОДЫ 109

НАУЧНО - ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 111

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 112

ПРИЛОЖЕНИЕ 141

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

В настоящее время в мире, согласно данным Международной диабетической ассоциации, насчитывается 285 миллионов больных сахарным диабетом. По данным государственного регистра, в России зарегистрировано три миллиона человек с данным заболеванием, причем 293 тысячи из них -дети. Эксперты прогнозируют, что в Российской Федерации к 2030 году будет 25 миллионов человек, больных диабетом [131]. По данным Всемирной организации здравоохранения, на сегодняшний день в России 9,6 миллиона человек страдают от сахарного диабета, однако далеко не все из них знают о своем диагнозе и встали на официальный учет. Отмечено, что уровень заболеваемости сахарным диабетом всего населения Земли неуклонно растет с каждым годом (World health statistics, 2011).

Известно, что при данной патологии наблюдаются метаболические нарушения, связанные с развитием хронической гипергликемии, сопровождающиеся изменениями углеводного, жирового и белкового обменов, что является результатом дефекта секреции и действия инсулина [40]. Также при сахарном диабете отмечаются выраженные поражения сосудов сердца, мозга, конечностей, почек, сетчатки глаз, что может приводить к развитию инфаркта миокарда, инсульта, гангрены, слепоты и т.д. [53,41,60,].

В настоящее время в связи с внедрением в современную медицинскую практику препаратов инсулина, а также пероральных противодиабетических средств достигнуты значительные успехи в лечении больных сахарным диабетом. Вместе с тем, в лечении последних существует и ряд нерешенных вопросов, в том числе связанных с развитием побочных эффектов лекарственной терапии. Абсолютные противопоказания, появление у пациентов толерантности к лекарственным препаратам ограничивает их широкое применение [4, 16, 18, 20, 42]. В связи с чем, совершенствование

фармакотерапии больных сахарным диабетом по-прежнему является актуальным.

Традиционно в комплексной терапии больных сахарным диабетом, особенно на ранних этапах заболевания (в том числе при латентном сахарном диабете), используют фитотерапевтические средства. Их преимуществами являются низкая токсичность, возможность длительного применения без существенных побочных явлений, широкий спектр фармакологической активности, относительно низкая стоимость и простота производства.

Известно, что при сахарном диабете применяют следующие лекарственные растения: чернику обыкновенную, землянику лесную, хвощ полевой, овес посевной, лавр благородный, элеутерококк колючий, виды рода шиповника, фасоль обыкновенную и многие другие. Одним из комбинированных фитотерапевтических средств является сбор Арфазетин, в состав которого входят черники побегов 20%; фасоли обыкновенной створок плодов 20%; элеутерококка колючего корневищ и корней 15%; шиповника плодов 15%; хвоща полевого травы 10%; зверобоя продырявленного травы 10%; ромашки аптечной травы 10%. Сбор предназначен для получения настоя.

Эта лекарственная форма, наряду с рядом преимуществ, обладает существенными недостатками, связанными с приготовлением в соответствующем режиме, невозможностью точного дозирования, коротким сроком хранения. Она не позволяет полностью использовать комплекс биологически активных веществ, содержащихся в растительном сырье. Поэтому перспективным направлением является получение новой лекарственной формы - экстракта сбора Арфазетин сухого, представляющего собой сумму биологически активных веществ в концентрированном виде и сохраняющего все преимущества многокомпонентных лекарственных средств.

В связи с этим, углубленное изучение фармакологических свойств препаратов сбора Арфазетин является актуальной задачей, направленной на

расширение ассортимента лекарственных средств растительного происхождения.

Цель работы

Исследовать гипогликемические свойства и химический состав нового водорастворимого экстракта сбора Арфазетин сухого.

Задачи исследования

1. Оценить токсичность нового водорастворимого экстракта сбора Арфазетин сухого при однократном и курсовом применении в эксперименте на животных.

2. Исследовать изменения содержания глюкозы в крови интактных животных под влиянием экстракта сухого и настоя сбора Арфазетин.

3. Провести сравнительное исследование влияния экстракта сухого и настоя сбора Арфазетин на содержание глюкозы в крови крыс при постановке перорального глюкозотолерантного теста.

4. Оценить влияние экстракта сбора Арфазетин на гипогликемическую активность инсулина.

5. Исследовать влияние экстракта сбора Арфазетин сухого на течение экспериментального сахарного диабета у крыс.

6. Оценить эффективность комбинированного применения экстракта сбора Арфазетин и гликлазида при «аллоксановом диабете» у крыс.

7. Провести сравнительный анализ эффектов экстракта сухого с действием инсулина и перорального противодиабетического средства гликлазида.

8. Провести сравнительное исследование содержания биологически активных веществ: полифенольных соединений (флавоноидов, дубильных веществ, антраценпроизводных), полисахаридов, органических кислот, аминокислот и Сахаров в новом водорастворимом экстракте сбора Арфазетин сухом и настое сбора.

Научная новизна

Показано, что впервые полученный в лабораторных условиях водорастворимый экстракт сбора Арфазетин сухой является малотоксичным веществом (IV класса токсичности) при однократном и курсовом применении у подопытных животных. Впервые выявлено, что новый водорастворимый экстракт сбора Арфазетин сухой при пероральном введении (1200 мг/кг) оказывает гипогликемическое действие при «аллоксановом» сахарном диабете у крыс. Отмечено, что по гипогликемической активности новый водорастворимый экстракт сбора Арфазетин сухой существенно превосходит настой сбора как при «аллоксановом» диабете у крыс, так и при постановке перорального глюкозотолерантного теста. Обнаружено, что экстракт сбора Арфазетин сухой усиливает гипогликемическую активность инсулина и перорального противодиабетического средства из группы сульфаниламидов гликлазида при экспериментальном сахарном диабете у крыс.

С использованием современных физико-химических методов анализа впервые определено качественное и количественное содержание биологически активных веществ (флавоноидов, дубильных веществ, антраценпроизводных, полисахаридов, органических кислот, аминокислот, Сахаров) в новом водорастворимом экстракте сбора Арфазетин сухом и настое сбора. Показано, что содержание основных действующих веществ (в том числе флавоноидов) в экстракте сбора было достоверно выше, чем в настое.

Научно-практическая значимость

Результаты работы имеют как теоретическое, так и практическое значение. Показана перспективность поиска новых фитопрепаратов для коррекции нарушений углеводного обмена при сахарном диабете и повышения эффективности противодиабетических препаратов. Полученные данные свидетельствуют о преимуществах новой лекарственной формы сбора Арфазетин - экстракта сухого водорастворимого по сравнению с его настоем как более эффективной, стабильной и точной дозируемой

лекарственной формы. Результаты исследования позволяют рекомендовать новый водорастворимый экстракт сбора Арфазетин сухой для расширенных доклинических исследований в качестве противодиабетического средства. На основании результатов исследований фармакологической активности и химического состава нового водорастворимого экстракта сбора Арфазетин сухого разработаны проект фармакопейной статьи на новую лекарственную форму сбора - экстракт сбора Арфазетин сухой и проект инструкции по его применению в качестве противодиабетического средства.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ САХАРНОГО ДИАБЕТА И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕСТВОВАНИЯ ФАРМАКОТЕРАПИИ БОЛЬНЫХ С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ

1.1. Современные представления об эпидемиологических и этиопато-генетических особенностях сахарного диабета

Сахарный диабет - эндокринно-обменное заболевание, характеризующееся хронической гипергликемией, которая сопровождается нарушением всех видов обмена веществ, обусловленных абсолютной или относительной недостаточностью инсулина, развивающейся вследствие генетической предрасположенности и к воздействию многих эндогенных и экзогенных факторов [243].

Поиск новых эффективных способов лечения сахарного диабета (СД) является одной из важнейших проблем мировой медицины и здравоохранения [58]. Распространенность данного заболевания связана с воздействием внешней среды, популяционными особенностями, концентрацией факторов риска (избыточная масса тела, артериальная гипертония, распространенность сердечно-сосудистых заболеваний, гиперлипидемия и др.). Несмотря на успехи клинической и экспериментальной диабетологии, распространенность и заболеваемость СД продолжает увеличиваться [173].

В настоящее время в мире, согласно данным Международной диабетической ассоциации, насчитывается 285 миллионов больных СД. Прогнозируется, что к 2025 г. заболеваемость СД всего населения Земли, составит 380 млн больных, из которых более 90% составят пациенты с диабетом 2 типа (IDF, 2009; World health statistics, 2011). Ежегодный прирост больных СД на Земном шаре, по данным ВОЗ, составляет от 3,6 до 5 млн. человек [10].

Кроме того, распространенность СД составляет около 6-10% среди взрослого трудоспособного населения России и от 8,9 до 16% - среди пожилых людей. Почти 97%) всех случаев диабета приходится на СД типа 2 [175,

и

131]. По данным И.И. Дедова, в России СД выявлен у 8 млн. человек, или 5% всего населения, а к 2025 г. число людей, заболевших диабетом, может увеличиться до 12 млн. Около 90% больных СД типа 2 имеют повышенную массу тела или ожирение [5, 27, 176].

В настоящее время рациональная фармакотерапия СД занимает важнейшее место в профилактических, лечебных и реабилитационных программах здравоохранения во всем мире, что объясняется не только эпидемическими масштабами распространения СД в популяции, но и высокой социально-экономической значимостью данной патологии, учитывая риск развития микро- и макрососудистых осложнений, приводящих к ранней инвалидиза-ции и смертности [60].Смертность больных СД в 2,3 раза превышает смертность среди населения в целом. Ежегодно СД является причиной гибели примерно 3,8 млн человек [17, 73].

Экспериментальные и клинические исследования выявили четкие различия в распространенности двух основных типов СД - инсулинозависимого (ИЗСД), или СД 1-го типа, и инсулиннезависимого (ИНСД), или СД 2-го типа [28].

Патогенез СД 1-го типа - сложный многоэтапный процесс, на сегодняшний день его считают классическим аутоиммунным заболеванием, в основе которого лежат генетические факторы и факторы внешней среды [90]. Механизм деструкции (3-клеток можно представить как последовательность взаимодействий значительного количества внешних факторов (вирусов и др.), которые у лиц, предрасположенных к сахарному диабету (генетические нарушения генов системы HLA, генов Fas и FasL и других генов), вызывают активацию иммунокомпетентных клеток, повышение образования различных цитокинов (ИЛ-1(3, a-фактор некроза опухолей и др.), простагландинов, оксида азота, совокупное действие которых приводит к деструкции, уменьшению количества (3-клеток и развитию аутоиммунного диабета [56, 220]. Основную роль в механизмах деструкции данных клеток поджелудочной желе-

зы отводят оксиду азота (N0), образуемому в результате превращений Ь-аргинина в Ь-цитруллин под действием Ж)-синтазы [109, 161].

Оксид азота является одним из важнейших биологических регуляторов. Он вызывает релаксацию сосудов, модулирует передачу нервных сигналов и ответственен, как и кислородные свободные радикалы, за токсичность фагоцитов. Образующийся в результате быстрой реакции N0 с супероксиданио-номпероксинитрит является потенциально токсичным соединением, вызывающим повреждения сосудов и клеточных структур [18].

Ключевую роль в развитии сахарного диабета наряду с генетическими и метаболическими факторами играет окислительный стресс, инициирующий образование свободных радикалов, которые, в свою очередь, запускают процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) цитоплазматических мембран.

При этом наблюдается аутоокисление глюкозы, неферментативноегли-кирование белков с образованием конечных продуктов данного процесса, усиление НаДФ-оксидазной активности, интенсивности сорбитолового пути, недостаточности ряда антиоксидантных ферментов и неферментных ловушек свободных радикалов [225, 233].

В патогенезе сахарного диабета важная роль принадлежит активации процессов свободнорадикального окисления (СРО), в частности, дисбалансу прооксидантов и антиокислителей, приводящему к избытку свободных радикалов и накоплению высокотоксичных продуктов [21, 23, 146]. СРО является неотъемлемой частью многих жизненно важных процессов, протекающих в организме на всех уровнях [45, 46]. При резком возрастании количества свободных радикалов или снижении активности антиоксидантной системы может наступить так называемый «окислительный стресс».

Свободные радикалы повреждают липидные и белковые компоненты клеток, способствуют образованию и накоплению высокотоксичных пере-кисных соединений, усиливающих процессы дестабилизации клеточных мембран и субклеточных структур. Причем одним из факторов, способст-

вующих избыточной генерации свободных радикалов, является повышенный уровень глюкозы [139].

Выявлено, что синтез инсулина в (З-клетках островков ингибируется активными формами кислорода (АФК).