Улучшение антиоксидантной защиты и энергопродукции при нейродегенеративных процессах в головном мозге, вызванных длительной алкоголизацией, под действием экстракта Lophantus chinensis Benth

Длительное злоупотребление алкоголем вызывает психоэмоциональные и когнитивные нарушения вплоть до тяжелой деменции. Окислительный стресс считается одним из основных механизмов в патофизиологии когнитивных расстройств, вызванных длительной алкоголизацией. В связи с этим актуальным является поиск веществ, способных корригировать митохондриальную дисфункцию и окислительный стресс, возникающие в результате продолжительного потребления этанола. Определенный интерес в комплексном лечении алкогольной энцефалопатии вызывает лофант китайский (Lophanthus chinensis), используемый в тибетской и монгольской традиционной медицине при заболеваниях печени, а также в качестве средства, улучшающего функциональное состояние организма и обмен веществ, замедляющего процесс старения. Материал и методы. Алкогольную интоксикацию моделировали на крысах Wistar введением per os 40%-го раствора этанола в объеме 10 мл/кг в течение шести недель. Сухой экстракт L. chinensis в дозе 100 мг/кг вводили животным per os начиная с третьей недели через час после этанола. На 45-е сутки в гомогенате головного мозга животных спектрофотометрически определяли содержание малонового диальдегида (МDА), восстановленного глутатиона (GSH), активность каталазы, супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы, NАДН-дегидрогеназного и сукцинатдегидрогеназного комплекса, а также концентрацию АТP. Результаты. Установлено, что экстракт L. chinensis повышает активность каталазы, супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы (соответственно на 10 %, р = 0,016, на 31 %, р = 0,001, на 30 %, р = 0,041 и на 29 %, р = 0,009) и содержание GSH (на 24 %, р = 0,019), а также уменьшает концентрацию МDА (на 20 %, р = 0,014) в ткани головного мозга. Снижение интенсивности окислительного стресса способствует усилению функционирования ферментативных комплексов I (на 23 %, р = 0,017) и II (на 72 %, р = 0,001) дыхательной цепи митохондрий и увеличению содержания АТP (на 23 %, р = 0,029) в мозге крыс. Заключение. Экстракт L. chinensis проявляет антиоксидантное действие и стимулирует энергетические процессы в головном мозге при нейродегенеративных процессах, вызванных длительной алкоголизацией.

1. Jabbari A., Alani B., Arjmand A., Mazoochi T., Kheiripour N., Ardjmand A. Silymarin pretreatment protects against ethanol-induced memory impairment: Biochemical and histopathological evidence. J. Chem. Neuroanat. 2023;132:102310. doi: 10.1016/j.jchemneu.2023.102310

2. Mitoma H., Manto M., Shaikh A.G. Mechanisms of ethanol-induced cerebellar ataxia: Underpinnings of neuronal death in the cerebellum. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2021;18(16):8678. doi: 10.3390/ijerph18168678

3. Nutt D., Hayes A., Fonville L., Zafar R., Palmer E.O.C., Paterson L., Lingford-Hughes A. Alcohol and the brain. Nutrients. 2021;13(11):3938. doi: 10.3390/nu13113938

4. Fairbanks J., Umbreit A., Kolla B.P., Karpyak V.M., Schneekloth T.D., Loukianova L.L., Sinha S. Evidence-basedpharmacotherapiesforalcoholusedisorder: clinical pearls. Mayo Clin. Proc. 2020;95(9):1964–1977. doi: 10.1016/j.mayocp.2020.01.030

5. Pervin Z., Stephen J.M. Effect of alcohol on the central nervous system to develop neurological disorder: Pathophysiological and lifestyle modulation can be potential therapeutic options for alcohol-induced neurotoxication. AIMS Neurosci. 2021;8(3):390–413. doi: 10.3934/Neuroscience.2021021

6. Tsermpini E.E., Plemenitaš Ilješ A., Dolžan V. Alcohol-induced oxidative stress and the role of antioxidants in alcohol use disorder: A systematic review. Antioxidants (Basel). 2022;11(7):1374. doi: 10.3390/antiox11071374

7. Асеева Т.А., Дашиев Д.Б., Дашиев А.Д., Николаев С.М., Суркова Н.А., Чехирова Г.В., Юрина Т.А. Тибетская медицина у бурят. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2008. 324 с.

8. Баторова С.М., Яковлев Г.П., Асеева Т.А. Справочник лекарственных растений традиционной тибетской медицины. Новосибирск: Наука, 2013. 292 с.

9. Tanaka N., Kashiwada Y. Phytochemical studies on traditional herbal medicines based on the ethnopharmacological information obtained by field studies. J. Nat. Med. 2021;75(4):762–783. doi: 10.1007/s11418-021-01545-7

10. Razuvaeva Ya.G., Toropova A.A., Olennikov D.N., Kharzheev D.V. Antihypoxic activity of the dry extract from Nepeta multifida L. Nat. Prod. Res. 2022;36(12):3105–3109. doi: 10.1080/14786419.2021.1935932

11. Sharma A., Cooper R., Bhardwaj G., Cannoo D.S. The genus Nepeta: Traditional uses, phytochemicals and pharmacological properties. J. Ethnopharmacol. 2021;268:113679. doi: 10.1016/j.jep.2020.113679

12. Süntar I., Nabavi S.M., Barreca D., Fischer N., Efferth T. Pharmacological and chemical features of Nepeta L. genus: Its importance as a therapeutic agent. Phytother. Res. 2018;32(2):185–198. doi: 10.1002/ptr.5946

13. Разуваева Я.Г., Халтагарова Е.Д., Торопова А.А., Маркова К.В., Оленников Д.Н. Влияние Lophanthus chinensis экстракта сухого на морфофункциональное состояние головного мозга крыс Wistar при длительной алкоголизации. Вопр. биол., мед. и фармац. химии. 2024;27(5):65–71. doi: 10.29296/25877313-2024-05-08

14. Дашинамжилов Ж.Б., Лоншакова К.С., Убашеев И.О., Николаев С.М., Гулевич А.А. Нейропротекторное действие растительного средства «нейрофит» при алкогольной интоксикации. Патол. физиол. и эксперим. терапия. 2007;(4):27–29.

15. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике. М.: МЕДпресс-информ, 2009. 896 с.

16. Boriskin P., Gulenko O., Deviatkin A., Pavlova O., Toropovskiy A. Correlation of superoxide dismutase activity distribution in serum and tissues of small experimental animals. IOP Conf. Ser: Earth Environ. Sci. 2009;403. doi: 10.1088/1755-1315/403/1/012112

17. Гирин С.В. Модификация метода определения активности каталазы в биологических субстратах. Лаб. диагност. 1999;(4):45–46.

18. Pinto R.E., Bartley W. The effect of age and sex on glutathione reductase and glutation peroxidase activities and aerobic glutathione oxidation in rat liver homogenates. Biochem. J. 1969;112(1):109–115. doi: 10.1042/bj1120109

19. Shaik I.H., Mehvar R. Rapid determination of reduced and oxidized glutathione levels using a new thiol-masking reagent and the enzymatic recycling method: Application to the rat liver and bile samples. Anal. Bioanal. Chem. 2006;385:105–113. doi: 10.1007/s00216-006-0375-8

20. Pollard A.K., Craig E.L., Chakrabarti L. Mitochondrial complex I activity measured by spectrophotometry is reduced across all brain regions in ageing and more specifically in neurodegeneration. PLoS Оne. 2016;11(6):e0157405. doi: 10.1371/journal.pone.0157405

21. Spinazzi M., Casarin A., Pertegato V., Salviati L., Angelini C. Assessment of mitochondrial respiratory chain enzymatic activities on tissues and cultured cells. Nat. Protoc. 2012;7(6):1235–1246. doi: 10.1038/nprot.2012.058

22. Методы биохимических исследований. Ред. М.И. Прохорова. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1982. 272 с.

23. Oliveira de Araújo Melo C., Cidália Vieira T., Duarte Gigonzac M.A., Soares Fortes J., Moreira Duarte S.S., da Cruz A.D., Silva D.M.E. Evaluation of polymorphisms in repair and detoxification genes in alcohol drinkers and non-drinkers using capillary electrophoresis. Electrophoresis. 2020;41(3-4):254–258. doi: 10.1002/elps.201900193

24. Kamal H., Tan G.C., Ibrahim S.F., Shaikh M.F., Mohamed I.N., Mohamed R.M.P., Hamid A.A., Ugusman A., Kumar J. Alcohol use disorder, neurodegeneration, Alzheimer’s and Parkinson’s disease: Interplay between oxidative stress, neuroimmune response and excitotoxicity. Front. Cell. Neurosci. 2020;14:282. doi: 10.3389/fncel.2020.00282

25. Yan T., Zhao Y. Acetaldehyde induces phosphorylation of dynamin-related protein 1 and mitochondrial dysfunction via elevating intracellular ROS and Ca2+ levels. Redox. Biol. 2020;28:101381. doi: 10.1016/j.redox.2019.101381

26. Olennikov D.N., Chirikova N.K., Tankhaeva L.M. Chemical study of Lophanthus chinensis. Chem. Nat. Comp. 2010;46(2):301–302. doi: 10.1007/s10600-010-9596-3

27. Olennikov D.N., Tankhaeva L.M., Rokhin A.V. Lamiaceae carbohydrates. VI. Water-soluble polysaccharides from Lophanthus chinensis. Chem. Nat. Comp. 2008;45(3):300–303. doi: 10.1007/s10600-009-9358-2

28. Tian C., Liu X., Chang Y., Wang R., Lv T., Cui C., Liu M. Investigation of the anti-inflammatory and antioxidant activities of luteolin, kaempferol, apigenin and quercetin. South African Journal of Botany. 2021;137(3):257–264. doi: 10.1016/j.sajb.2020.10.022

29. Kashyap P., Shikha D., Thakur M., Aneja A. Functionality of apigenin as a potent antioxidant with emphasis on bioavailability, metabolism, action mechanism and in vitro and in vivo studies: A review. J. Food Biochem. 2022;46(4):e13950. doi: 10.1111/jfbc.13950

30. Muruganathan N., Dhanapal A.R., Baskar V., Muthuramalingam P., Selvaraj D., Aara H., Shiek Abdullah M.Z., Sivanesan I. Recent updates on source, biosynthesis, and therapeutic potential of natural flavonoid luteolin: A review. Metabolites. 2022;12(11):1145. doi: 10.3390/metabo12111145

31. Antika L.D., Tasfiyati A.N., Hikmat H., Septama A.W. Scopoletin: a review of its source, biosynthesis, methods of extraction, and pharmacological activities. Z. Naturforsch. C. J. Biosci. 2022;77(7-8):303–316. doi: 10.1515/znc-2021-0193

32. Gao X.Y., Li X.Y., Zhang C.Y., Bai C.Y. Scopoletin: a review of its pharmacology, pharmacokinetics, and toxicity. Front. Pharmacol. 2024;15:1268464. doi: 10.3389/fphar.2024.1268464

33. Noor S., Mohammad T., Rub M.A., Raza A., Azum N., Yadav D.K., Hassan M.I., Asiri A.M. Biomedical features and therapeutic potential of rosmarinic acid. Arch. Pharm. Res. 2022;45(4):205–228. doi: 10.1007/s12272-022-01378-2

34. Pavlíková N. Caffeic acid and diseases-mechanisms of action. Int. J. Mol. Sci. 2022;24(1):588. doi: 10.3390/ijms24010588

35. Hasanein P., Seifi R., Hajinezhad M.R., Emamjomeh A. Rosmarinic acid protects against chronic ethanol-induced learning and memory deficits in rats. Nutr. Neurosci. 2017;20(9):547–554. doi: 10.1080/1028415X.2016.1203125

36. Abdul-Muneer P.M., Alikunju S., Mishra V., Schuetz H., Szlachetka A.M., Burnham E.L., Haorah J. Activation of NLRP3 inflammasome by cholesterol crystals in alcohol consumption induces atherosclerotic lesions. Brain. Behav. Immun. 2017;62:291–305. doi: 10.1016/j.bbi.2017.02.014