ВЛИЯНИЕ ПОЛИСАХАРИДА БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ (BETULA PENDULA L.) L-РАМНОПИРАНОЗИЛ-6-О-МЕТИЛ-D-ГАЛАКТУРОНАНА НА ЭКСКРЕЦИЮ ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ

ВЛИЯНИЕ ПОЛИСАХАРИДА БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ (BETULA PENDULA L.) L-РАМНОПИРАНОЗИЛ-6-О-МЕТИЛ-D-ГАЛАКТУРОНАНА НА ЭКСКРЕЦИЮ ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ

Буйко Евгений Евгеньевич

мл. науч. сотр., Центральная научно-исследовательская лаборатория, ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава РФ,

РФ, г. Томск

Кривощеков Сергей Владимирович

канд. хим. наук, доц., Кафедра фармацевтического анализа, ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава РФ,

РФ, г. Томск

Иванов Владимир Владимирович

канд. биол. наук, доц., Руководитель Центра доклинических исследований, Центральная научно-исследовательская лаборатория, ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава РФ,

РФ, г. Томск

Гурьев Артем Михайлович

д-р фармацевт. наук, Руководитель Центра внедрения технологий, Центральная научно-исследовательская лаборатория, ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава РФ,

РФ, г. Томск

Белоусов Михаил Валерьевич

д-р фармацевт. наук, проф., Заведующий кафедрой фармацевтического анализа, ФГБОУ ВО СибГМУ Минздрава РФ,

РФ, г. Томск

EFFECT OF THE BIRCH (BETULA PENDULA L.) POLYSACCHARIDE L-RHAMNOPYRANOSYL-6-O-METHYL-D-GALACTURONAN ON BILE ACID EXCRETION

Evgeny Buyko

Junior researcher, Central Research Laboratory, Siberian State Medical University,

Russia, Tomsk

Krivoschekov Sergey

Cand. of science in chemistry, Associate Professor, Department of Pharmaceutical Analysis, Siberian State Medical University,

Russia, Tomsk

Vladimir Ivanov

Cand. of science in biology, Associate Professor, Head of the Center of preclinical studies, Central Research Laboratory, Siberian State Medical University,

Russia, Tomsk

Artem Guriev

Doctor of science in pharmacy, Head of the Technology Implementation Center, Central Research Laboratory, Siberian State Medical University,

Russia, Tomsk

Mikhail Belousov

Doctor of science in pharmacy, Professor, Head of the Department of Pharmaceutical Analysis, Siberian State Medical University,

Russia, Tomsk

АННОТАЦИЯ

Полисахарид березы повислой (Betula pendula L.) L-рамнопиранозил-6-О-метил-D-галактуронан является перспективным гиполипидемическим соединением. Цель настоящего исследования - определить механизм гиполипидемического действия L-рамнопиранозил-6-О-метил-D-галактуронана, связанного с его влиянием на абсорбцию желчных кислот в кишечнике. В экспериментах на сирийских хомяках-самцах с моделью диет-индуцированной гиперлипидемии, в течение 14 суток получавших исследуемый полисахарид или препарат сравнения холестирамин, собирали фекалии (3 суток) для дальнейшего определения содержания в них желчных кислот спектрофотометрическим методом. В результате проведенных экспериментов установлено, что включение полисахарида в состав атерогенной диеты приводит к увеличению экскреции желчных кислот с фекалиями лабораторных животных. Таким образом, полисахарид влияет на обмен холестерола в организме, действуя подобно гиполипидемическим препаратам – секвестрантам желчных кислот.

ABSTRACT

The birch (Betula pendula L.) polysaccharide L-rhamnopyranosyl-6-O-methyl-D-galacturonan is a promising hypolipidemic compound. The aim of the present study is to determine the mechanism of hypolipidemic action of L-rhamnopyranosyl-6-O-methyl-D-galacturonan related to its effect on the absorption of bile acids in the intestine. In experiments on male Syrian hamsters with a model of diet-induced hyperlipidemia receiving the polysaccharide or the reference compound cholestyramine for 14 days, feces were collected (3 days) for further determination of the bile acids content by spectrophotometric method. As a result of the experiments, it was found that inclusion of polysaccharide in an atherogenic diet leads to an increase of bile acids excretion with the feces of laboratory animals. Thus, polysaccharide affects cholesterol metabolism in the body, acting similarly to hypolipidemic drugs - bile acids sequestrants.

Ключевые слова: полисахарид березы, гиполипидемическое действие, гиперлипидемия, секвестрант желчных кислот, холестирамин.

Keywords: birch polysaccharide, hypolipidemic action, hyperlipidemia, bile acid sequestrant, cholestyramine.

Наибольшие опасения прогрессирование распространенности дислипидемий во всем мире вызывает в контексте вклада нарушения обмена липидов в развитие сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) [1]. Так, при анализе факторов риска развития ССЗ атерогенная дислипидемия занимает лидирующую позицию, а риск развития ССЗ у людей с гиперлипидемией примерно в два раза выше, чем у людей с нормальным уровнем общего холестерола (ХС) [2]. Поэтому, актуальность исследований, направленных на поиск фармакологических агентов для коррекции дислипидемических расстройств, подчеркивается данными о распространенности и статистикой смертности и инвалидизации в результате ССЗ [3].

В последние десятилетия пристальное внимание привлекает возможность использовать растительные полисахариды для терапии дислипидемий. Многие растительные полисахариды продемонстрировали в экспериментах наличие у них гипохолестеролемического и гиполипидемического действий [4] Перспективным соединением, потенциально обладающим гиполипидемической активностью, является L-рамнопиранозил-6-О-метил-D-галактуронан (L-RAG) – полисахарид, получаемый из листьев березы повислой (Betula pendula L.) [5].

Предполагается, что механизм гиполипидемического действия L-RAG может быть связан с его способностью прерывать энтерогепатическую циркуляцию желчных кислот (ЖК), действуя подобно другим полисахаридам, обладающим секвестрантным действием [6].

Таким образом, цель настоящего исследования - определить механизм гиполипидемического действия L-RAG, связанного с его влиянием на абсорбцию ЖК в кишечнике в модели экспериментальной диет-индуцированной гиперлипидемии у хомяков.

Эксперимент был выполнен на конвенциональных хомяках-самцах сирийских (n=24). Была проведена биоэтическая экспертиза всех протоколов экспериментов на животных (комиссия по гуманному отношению к животным НИИФиРМ им. Е.Д. Гольдберга, протокол № 129062017 от 29 июня 2017 г.). Для моделирования гиперлипидемии использовали длительное (5-6 недель) кормление экспериментальных животных высокожировой диетой, в состав которой был добавлен ХС в количестве 0,3% и кокосовое масло в количестве 11% [7]. Хомяки опытных групп в течение 28 суток получали высокожировую диету, затем – в течение 14 суток высокожировую диету с добавлением в корм L-RAG (3г /100г корма) (n=8) или референс-препарата холестирамина («Questran», Bristol-Myers Squibb, Италия) (2 г/100 г корма) (n=8). Путь введения продиктован тем, что лекарственные средства группы секвестрантов у пациентов принимаются с пищей. Животные интактной группы (n=8) получали стандартный лабораторный корм на протяжении всего эксперимента.

Затем, в течение трех суток у хомяков были собраны фекалии для дальнейшего определения содержания в них ЖК. Полученные фекалии взвешивали, высушивали до постоянной массы. Восстанавливали 3-кето-ЖК в 3-α-ЖК с использованием боргидрата натрия в этаноле (2 мг/мл) с последующей экстракцией ЖК. После экстракции раствор фильтровали и пропускали под вакуумом через сорбционную колонку C18 (500 мг/ 6мл). ЖК элюировали 6 мл 100% метанола с последующим спектрофотометрическим определением ферментативным циклическим методом с использованием набора «TBA» согласно протоколу, прилагаемому к набору.

Все результаты представлены в виде медианных значений – Me (25%; 75%). Достоверность различий независимых выборок оценивали с помощью непараметрического критерия для малых групп Манна-Уитни. Различия считались достоверными при достигнутом уровне значимости р<0,05. Результаты исследования обрабатывали с использованием программ Microsoft Exсel (2007) и SPSS Statistics17.0 (IBM, США).

Результаты влияния L-RAG и референтного препарата (холестирамина) на содержание в фекалиях хомяков ЖК при экспериментальной гиперлипидемии представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Влияние L-RAG и холестирамина на содержание в фекалиях хомяков ЖК при экспериментальной диет-индуцированной гиперлипидемии

На фоне высокожировой диеты у хомяков в фекалиях уровень ЖК составлял 8,08 (6,89–8,94) мкмоль/100г/сут, что в 1,2 раза (р<0,05) превышает контрольные значения (6,84 (5,85–7,31) мкмоль/100г/сут) (таблица 1). Введение в состав высокожировой диеты L-RAG в дозе 3 г/100 г корма приводило к повышению содержания ЖК в фекалиях хомяков в пересчете на 100г веса животных на 44,3% (р<0,001) (таблица 1). Холестирамин повышал содержание ЖК в фекалиях хомяков на фоне высокожировой диеты на 93,2% (р<0,001).

Содержание ЖК в фекалиях животных является важным критерием гиполипидемического эффекта препаратов группы секвестрантов, поскольку эти лекарственные средства связывают ЖК, препятствуют их всасыванию в системный кровоток и удаляют из цикла энтерогепатической рециркуляции.

Таким образом, L-RAG влияет на обмен ХС в организме, действуя подобно гиполипидемическим препаратам – секвестрантам ЖК, что подтверждается данными экспериментов по оценке его влияния на экскрецию ЖК с фекалиями экспериментальных хомяков с диет-индуцированной моделью гиперлипидемии.

Настоящее исследование выполнено за счет средств государственного задания № 056-00071-22-02 (прикладное научное исследование 720000Ф.99.1.БН62АБ13000).

Список литературы:

1. Mach F. et al. 2019 ESC/EAS Guidelines for the management of dyslipidaemias: lipid modification to reduce cardiovascular risk: the Task Force for the management of dyslipidaemias of the European Society of Cardiology (ESC) and European Atherosclerosis Society (EAS) //European heart journal. – 2020. – Vol. 41. – №. 1. – P. 111-188.
2. Cecha P. et al. Assessment of application of the new 2019 European Society of Cardiology/European Atherosclerosis Society Guidelines for the Management of Dyslipidaemias in daily clinical practice—one center study //Folia Medica Cracoviensia. – 2021. – Vol. 61. – №. 3.
3. Celermajer D. S. et al. Cardiovascular disease in the developing world: prevalences, patterns, and the potential of early disease detection //Journal of the American College of Cardiology. – 2012. – Vol. 60. – №. 14. – P. 1207-1216.
4. Xie J. H., Jin M. L., Morris G. A. et al. Advances on Bioactive Polysaccharides from Medicinal Plants // Crit Rev Food Sci Nutr. – 2016. – Vol. 56. – Suppl 1. S60-84.
5. Ровкина К. И. и др. Разработка методики количественного определения полисахаридов листьев березы //Медицинский вестник Башкортостана. – 2019. – Т. 14. – №. 1 (79). – С. 47-50.
6. Xu W., Mohan A., Pitts N.L. et al. Bile acid-binding capacity of lobster shell-derived chitin, chitosan and chitooligosaccharides // Food Biosci. – 2020. – Vol. 33.
7. Pellizzon M. A. Diet-induced atherosclerosis/hypercholesterolemia in rodent models //Res Diets. – 2008. – P. 1-3.