Хитозан и неспецифическая резистентность организма Вестник ДВО РАН. 2005. № 1

Вестник ДВО РАН. 2005. № 1
Э.И.ХАСИНА, М.Н.СГРЕБНЕВА, И.М.ЕРМАК, В.И.ГОРБАЧ
Хитозан и неспецифическая
резистентность организма
Исследован эффект хитозана на неспецифическую резистентность организма лабораторных животных при физической нагрузке, гипоксии, химической и бактериальной интоксикации. Хитозан вводили внутрижелудочно в дозе 100 мг/кг. Представлены данные об увеличении хитозаном физической работоспособности, проявлении антиоксидантного, гиполипидемического и гепатопротективного
свойств, усилении адаптационных возможностей организма животных.
Chitosan and nonspecific resistance of an organism. E.I.KHASINA, M.N.SGREBNEVA (Institute of
Marine Biology, FEB RAS, Vladivostok), I.M.YERMAK, V.I.GORBACH (Pacific Institute of Bioorganic
Chemistry, FEB RAS, Vladivostok).
The action of chitosan on nonspecific resistance of organisms of laboratory animals under the physical
activity, hipoxia, and chemical and bacterial intoxication has been studied. Chitosan was injected intragastrally at a dose of 100 mg/kg. Data on increase of exercise performance, exhibition of antioxidative, hypolipidemic, and hepatoprotective properties as well as increase of adaptation possibilities of animal organisms by
means of chitosan are given.
В настоящее время значительно возрос интерес практической медицины
к веществам природного происхождения, которые, не обладая энергетической ценностью, специфической активностью и каким-либо отрицательным действием, повышают способность организма человека и животных противостоять неблагоприятным воздействиям различной природы, сохранять нормальный уровень жизнедеятельности. На фармацевтическом рынке в наши дни для профилактики и лечения
заболеваний различной этиологии, в том числе экологически обусловленных, широкое распространение получили препараты на основе таких биологически активных веществ, как полифенолы и полисахариды.
Полисахариды – высокомолекулярные соединения углеводной природы,
структура и физико-химическая характеристика которых достаточно полно изучены [6, 17]. Многие полисахариды, выделенные из низших, высших растений
и животных, нашли применение в медицинской и ветеринарной практике, при
этом основное внимание исследователей было сфокусировано на таком фармакологическом эффекте, как дезинтоксикационная энтеросорбция (элиминация
через желудочно-кишечный тракт радионуклидов, тяжелых металлов, бактериХАСИНА Элеонора Израилевна – кандидат биологических наук, СГРЕБНЕВА Марина Николаевна
(Институт биологии моря ДВО РАН, Владивосток), ЕРМАК Ирина Михайловна – кандидат химических наук, ГОРБАЧ Владимир Иванович – кандидат химических наук (Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН, Владивосток).
Работа поддержана программой фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные
науки – медицине».
62
альных токсинов и др.) [1]. Многочисленными исследованиями показано, что
препараты на основе полисахаридов проявляют иммуномодулирующее, антибактериальное, антиоксидантное, гиполипидемическое, ранозаживляющее
действие [2, 18].
Такое многообразие фармакологических эффектов полисахаридов дает основание предполагать у них способность повышать резистентность организма человека и животных к внешним воздействиям.
В данной статье представлены краткие итоги работы по выяснению влияния
одного из часто используемых в профилактической медицине полисахаридов – хитозана на повышение неспецифической устойчивости организма к различным неблагоприятным факторам.
Исследования последних лет показали, что у препаратов хитозана широкий
спектр фармакологического действия. Они обладают иммуномодулирующим, антимикробным, гиполипидемическим, противоопухолевым [16], антиоксидантным [20], ранозаживляющим [5], радиопротективным [8] и другими эффектами.
Экспериментальная работа выполнена на половозрелых крысах линии Вистар
и беспородных мышах. В каждой группе было по 7 животных, содержание и уход
соответствовали требованиям Европейской конвенции по защите лабораторных
животных.
Хитозан является природным полисахаридом, состоящим из остатков глюкозамина, связанных гликозидной связью. Препарат хитозана, полученный из панциря
камчатского краба Paralitodes camtchatica Tilеsius, имел следующие характеристики: степень деацетилирования – 96 %, содержание белка – 2 %, молекулярная масса – 130 кДа, вязкость – 160 мл/г. Животные получали препарат внутрижелудочно,
натощак, в виде 1 %-ного геля в дозе 100 мг/кг, за 60 мин до экстремального воздействия.
Указанные в тексте биохимические показатели в тканях определяли унифицированными методами. Статистическая обработка проведена с использованием
t-критерия Стьюдента.
Влияние на физическую работоспособность
Оценку физической работоспособности проводили по тесту плавания с
грузом, равным 10 % массы тела, до полного утомления в аквариуме размером
1000 × 500 × 500 мм с температурой воды 28–32 °С. Стандартная дозированная нагрузка плаванием продолжалась 15 мин. Имитацию психоэмоционального стресса
у крыс вызывали внутрибрюшинным введением адреналина в дозе 20 мг/кг. Гемическую гипоксию создавали подкожным введением нитрита натрия в дозе 20 мг/кг
за 30 мин до плавания.
Анализ полученных данных свидетельствует о повышении хитозаном продолжительности плавания мышей до полного утомления на 30 % (табл. 1). На фоне
полисахарида введение адреналина (имитация психоэмоционального стресса) вызывало снижение физической работоспособности только на 28 %, в то время как у
мышей, не получавших хитозан, – на 42 %. В условиях гемической гипоксии, когда длительность плавания снижалась на 31 % относительно нормоксического фона, препарат полисахарида удерживал физическую активность животных близкой
к норме: отличие составляло 10 %.
В табл. 2 представлены данные о влиянии хитозана на ряд биохимических показателей в условиях стандартной физической нагрузки (15-минутное плавание). На
63
Таблица 1
Влияние хитозана на продолжительность плавания мышей до полного утомления
в нормальных и осложненных условиях
Вид опыта
Время, с
118,8 ± 6,3
154,3 ± 5,3*
81,7 ± 4,7*
107,0 ± 3,6**
69,6 ± 3,7*
85,6 ± 4,6**
Интактная группа
Хитозан
Гемическая гипоксия (контроль)
Гемическая гипоксия + хитозан
Психоэмоциональный стресс (контроль)
Психоэмоциональный стресс + хитозан
Процент от нормы
100
130
69
90
58
72
* р < 0,05 при сравнении с интактной группой.
** р < 0,05 при сравнении с контрольной группой.
фоне предварительного введения хитозана рассматриваемые показатели метаболизма в исследуемых тканях после 15 мин мышечной работы (группа «плавание + хитозан») существенно отличались от соответствующих параметров у крыс, не получавших до физической нагрузки препарат (группа «плавание»). Содержание гликогена в печени и мышцах крыс, плававших после введения полисахарида, снижалось
на 11 и 24 %, в контрольной группе (плавание без препарата) – на 53 и 43 % соответственно. В скелетной мышце крыс из группы «плавание + хитозан» содержание АТФ
и креатинфосфата было ниже нормы на 11 и 6 %, в контроле – на 48 и 37 % соответственно. Содержание лактата в крови, печени и мышце у животных, подвергнутых
физической работе на фоне препарата, отличалось от такового у крыс интактной
группы на 8, 26 и 30 %, а в группе «плавание» – на 77, 68 и 52 % соответственно. РеТаблица 2
Влияние хитозана на некоторые биохимические показатели в крови, печени
и мышцах крыс после 15 мин плавания
Показатель
Кортикостерон, мкмоль/л
Глюкоза, ммоль/л
Лактат, ммоль/л
Гликоген, мкмоль/г
Пируват, мкмоль/г
Лактат, мкмоль/г
МДА, нмоль/мг белка
Глутатионредуктаза, нмоль/мг
белка/мин
Глутатионпероксидаза, нмоль/мг
белка/мин
Гликоген, мкмоль/г
Лактат, мкмоль/г
АТФ, мкмоль/г
Креатинфосфат, мкмоль/г
Группа животных
Плавание
(контроль)
Плавание +
хитозан
0,70 ± 0,04*
7,00 ± 0,25*
3,90 ± 0,16*
0,52 ± 0,04**
6,06 ± 0,20**
2,38 ± 0,18**
97,8 ± 8,2*
0,44 ± 0,04*
2,72 ± 0,25*
10,4 ± 0,6*
184,2 ± 16,6**
0,30 ± 0,02**
2,05 ± 0,17**
6,3 ± 0,3**
55,4 ± 3,9
37,6 ± 2,3*
50,2 ± 3,5**
270,5 ± 18,8
177,2 ± 10,2*
248,5 ± 15,5**
Мышцы
20,8 ± 1,30
2,15 ± 0,12
3,42 ± 0,21
4,04 ± 0,26
11,8 ± 0,91*
3,27 ± 0,20*
1,77 ± 0,09*
2,56 ± 0,18
15,8 ± 0,70**
2,80 ± 0,18**
3,04 ± 0,18**
3,82 ± 0,25**
Интактная
Кровь
0,50 ± 0,02
5,60 ± 0,30
2,20 ± 0,15
Печень
207,6 ± 17,2
0,25 ± 0,02
1,62 ± 0,12
5,0 ± 0,2
* р < 0,05 при сравнении с интактной группой.
** р < 0,05 при сравнении с группой «плавание».
Примечание. МДА – малоновый диальдегид, АТФ – аденозинтрифосфорная кислота.
64
зультаты данного эксперимента показали, что на фоне хитозана макроэрги (АТФ и
креатинфосфат) подвергались меньшей деградации, снижался внутриклеточный
ацидоз, поскольку распад АТФ является основным источником Н+. Другой полезный
метаболический эффект проявлялся в меньшем накоплении недоокисленных продуктов гликолиза, закисляющих цитозоль, например пирувата. Вместе с тем хитозан
способствовал во время интенсивной физической работы экономичному расходованию энергетического запаса углеводов в печени и мышцах – гликогена.
Хитозан существенным образом препятствовал развитию пероксидации липидов и ингибированию антиоксидантной системы в условиях физической нагрузки.
Уровень МДА в печени плававших 15 мин крыс, которые получали препарат, был
на 26 % выше нормы, в то время как у животных, не получавших препарат, – в 2 раза выше. Активность ферментов антиоксидантной защиты глутатионредуктазы и
глутатионпероксидазы на фоне хитозана менялась меньше – снижение на 9%, в
группе животных, плававших без препарата, – на 32 и 35 %.
Минимизируя метаболический сдвиг в тканях, хитозан повышал адаптивные
возможности организма в условиях максимальной физической нагрузки, гипоксии,
психоэмоционального стресса. Данных об оптимизации работоспособности животных хитозаном в доступной нам литературе не встречалось. Однако есть сведения об эффективности применения хитозана при индуцированных гипоксией болезнях (ишемии, некрозе нервных клеток, инфаркте мозга) [19]. Известно, что любая физическая работа сопровождается в той или иной степени гипоксией тканей
организма даже в условиях внешней нормоксии.
Протективное действие
при интоксикации гербицидом 2,4-Д
Интоксикация крыс вызывалась внутрижелудочным введением натощак
раствора 2,4-Д (4-й класс опасности, номер регистрации 582313-1, фирма БАСФАГ) в дозе 90 мг/кг в течение 20 сут (водный концентрат, 500 г/л). Критерием оценки эффективности хитозана при действии полихлорированного гербицида на организм животных служило метаболическое и функциональное состояние печени –
ведущего детоксицирующего органа, в то же время обеспечивающего неспецифическую резистентность организма.
Общеизвестно, что хлорорганические пестициды опасны для человека и животных как контаминанты окружающей среды (воды, почвы), пищевых продуктов.
Интоксикация организма крыс гербицидом 2,4-Д в течение 20 сут являлась явным
стресс-фактором, судя по увеличению кортикостерона в крови крыс на 26 %. Одновременно с этим установлено, что 2,4-Д вызывает значительные нарушения метаболизма, выделительной и детоксицирующей функций печени. Происходят резкие изменения в липидном спектре печени и сыворотки крови. Так, уровень общих
липидов, общего холестерина и триглицеридов в сыворотке крови увеличился на
95, 23 и 58 %, в печени – на 47, 72 и 34 % соответственно (табл. 3). Вместе с тем
отмечалось достоверное снижение содержания холестерина в липопротеидах высокой плотности. В печени установлена активация пероксидации липидов и снижение антиоксидантной защиты: уровень малонового диальдегида выше нормы на
120 %, активность глютатионредуктазы – ниже на 44 %. Кроме усиления перекисного окисления об эндогенной интоксикации организма свидетельствовало увеличение содержания «средних молекул» (среднемолекулярных пептидов, играющих
значительную роль в генезе интоксикации) в сыворотке крови на 33 %.
65
Таблица 3
Коррекция хитозаном нарушений метаболизма в сыворотке крови и печени крыс
при действии гербицида 2,4-Д в течение 20 сут
Показатель
Уроканиназа, мкмоль/(л⋅ч)
АЛТ, ммоль/(л⋅ч)
Средние молекулы, ед.
Общий билирубин, мкмоль/л
Общие липиды, г/л
ОХ, ммоль/л
ТГ, ммоль/л
Х–ЛПВП, ммоль/л
Кортикостерон, мкмоль/л
МДА, нмоль/мг белка ткани
ГлР, нмоль/мг белка⋅мин
ОХ, мкмоль/г
ТГ, мкмоль/г
Общие липиды, мг/г
Гексеналовый сон, мин
Группа животных
2,4–Д
Интактная
(контроль)
Сыворотка крови
4,20 ± 0,34
15,00 ± 1,22*
0,92 ± 0,06
1,90 ± 0,11*
0,24 ± 0,01
0,32 ± 0,02*
5,80 ± 0,47
12,80 ± 1,05*
2,20 ± 0,18
4,30 ± 0,38*
1,30 ± 0,09
1,60 ± 0,12
0,95 ± 0,05
1,50 ± 0,10*
0,65 ± 0,04
0,50 ± 0,04*
0,38 ± 0,02
0,48 ± 0,03*
Печень
4,6 ± 0,22
10,2 ± 0,85*
52,2 ± 3,60
29,4 ± 2,50*
10,2 ± 0,65
17,5 ± 1,23*
15,8 ± 1,08
21,1 ± 1,75*
27,7 ± 1,95
40,6 ± 2,82*
25,2 ± 1,15
50,2 ± 4,40*
2,4–Д+хитозан
8,90 ± 0,64**
1,10 ± 0,65
0,25 ± 0,02**
7,20 ± 0,68**
2,80 ± 0,22**
1,32 ± 0,09
1,10 ± 0,11**
0,62 ± 0,05
0,36 ± 0,03**
6,5 ± 0,37**
44,4 ± 3,80**
14,4 ± 1,80**
16,2 ± 1,02**
30,2 ± 2,80**
32,4 ± 2,80**
* р < 0,05 при сравнении контрольной и интактной групп.
** р < 0,05 при сравнении контрольной и леченой групп.
Примечание. Здесь и в табл. 4: АЛТ – аланинаминотрансфераза, ОХ – общий холестерин, ТГ –
триглицериды, Х-ЛПВП – холестерин липопротеидов высокой плотности, МДА – малоновый диальдегид, ГлР – глютатионредуктаза.
Наряду с указанными неспецифическими изменениями, вызванными 2,4-Д, достоверно установлены и другие нарушения функционального состояния печени.
В контрольной группе животных по сравнению с интактной гексеналовый сон удлинялся в 2 раза, наблюдалось развитие гипербилирубинемии: содержание общего билирубина превышало норму в 2,2 раза. В печени животных, подвергавшихся
действию гербицида 2,4-Д, развивался цитолитический процесс, который проявлялся в повышении активности гепатоспецифических ферментов в сыворотке крови: уроканиназы – на 257 %, аланинаминотрансферазы – на 63 %, что свидетельствует о разрушении гепатоцитов под влиянием токсиканта.
Двадцатидневное лечебно-профилактическое введение хитозана животным в
условиях пестицидной интоксикации оказывало положительное действие на метаболизм и ряд функций печени. Препарат в значительной степени снижал в печени
содержание общих липидов, триглицеридов и общего холестерина на 38, 31 и 31 %
относительно группы «2,4-Д», аналогичная тенденция действия препарата на эти
же показатели отмечалась в сыворотке крови – 68, 42 и 23 % соответственно. Вместе с тем установлено, что содержание холестерина в липопротеидах высокой
плотности под влиянием препарата увеличивалось на 22 %. В группе «2,4-Д+хитозан» подавлялся процесс перекисного окисления липидов, о чем свидетельствовали снижение уровня малонового диальдегида в печени на 36 %, увеличение активности глютатионредуктазы на 51 % относительно контроля (табл. 3). На основании
полученных данных можно говорить о гиполипидемическом и антиоксидантном
эффектах хитозана, который препятствовал жировой дистрофии и пероксидации
липидов в печени в условиях интоксикации организма гербицидом. На фоне хито-
66
зана цитолитический процесс в печени был заметно слабее: активность уроканиназы и АЛТ была ниже, чем в группе «2,4-Д», на 145 и 43 % соответственно. Параллельно с этим отмечалось улучшение экскреторной и детоксицирующей функций печени, так как в сыворотке крови содержание общего билирубина было на 97
% ниже, а длительность гексеналового сна на 36 % меньше, чем в нелеченой группе крыс. Снижение кортикостерона в группе «2,4-Д+хитозан» относительно контроля на 25 % указывало на ослабление стресс-реакции, тем самым – на повышение резистентности организма крыс к токсиканту. Хитозан сдерживал прогрессирование токсического гепатита. Гепатопротективное действие полисахарида обусловлено подавлением эндогенной токсемии (снижением уровня средних молекул и
продуктов пероксидации липидов в крови и печени), восстановлением нормального спектра липидов в сыворотке крови и печени, ослаблением гипербилирубинемии и цитолитического процесса.
Фармакологические эффекты хитозана, выявленные в настоящем эксперименте, подтверждаются данными других авторов. Антиоксидантное, гиполипидемическое и детоксицирующее действие этого полисахарида показано при интоксикации
крыс тетрахлорметаном, относящимся к тому же классу полихлорированных углеводородов, что и 2,4-Д [15].
Повышение неспецифической резистентности
организма к бактериальному эндотоксину
Бактериальные эндотоксины представляют собой липополисахариды
(ЛПС), которые являются компонентом наружной мембраны грамотрицательных
бактерий. ЛПС оказывают влияние практически на все системы макроорганизма
при инфекциях, вызывая ряд патофизиологических изменений, бóльшая часть
биологических эффектов связана с их высокой токсичностью. ЛПС оказывают
выраженное пирогенное действие, в больших дозах вызывают некроз ткани макроорганизма, сильнейшую интоксикацию и смерть [14].
Механизм протективного действия хитозана при бактериальной эндотоксемии,
вероятно, связан с нейтрализацией токсичности ЛПС. Хитозан, в силу его поликатионной природы, способен взаимодействовать с макромолекулами ЛПС, несущими на своей поверхности отрицательный заряд за счет фосфатных и карбоксильных групп. И действительно, ранее нами было показано, что ЛПС грамотрицательных бактерий образуют комплексы с хитозаном и это приводит к значительному
снижению его токсичности и способности вызывать in vitro агрегацию тромбоцитов [3, 4]. Эти данные позволяют надеяться, что хитозан может найти применение
в клинической практике как ингибитор повреждающего действия эндотоксинов на
уровне целого организма.
Бактериальную интоксикацию мышей моделировали внутрибрюшинным однократным введением коммерческого препарата липополисахарида грамотрицательных бактерий Escheriсhia coli (серовар 055:B5, «Sigma», USA) в дозе 1 мг/кг. Предварительно в течение 5 дней мыши внутрижелудочно один раз в сутки получали
хитозан в дозе 100 мг/кг. Эвтаназию животных осуществляли через сутки после
введения ЛПС.
Изменение биохимических и патоморфологических показателей, представленных в табл. 4, свидетельствует о выраженной стресс-реакции мышей на введение
ЛПС, который, как известно, обусловливает бактериальный эндотоксикоз. Относительная масса (ОМ) тимуса и надпочечников, а также уровень котрикостерона
67
Таблица 4
Влияние хитозана на некоторые показатели стресс–реакции мышей
при интоксикации липополисахаридом Escheriсhia coli
Группа
Показатель
Норма (1)
ЛПС (2)
Относительная масса тимуса, мг/100г массы тела
130,2 ± 5,2
90,4 ± 3,9*
Относительная масса надпочечника, мг/100г массы
15,4 ± 0,31 18,0 ± 0,52
тела
Сыворотка крови
Кортикостерон, мкмоль/л
0,30 ± 0,02 0,41 ± 0,03*
АЛТ, ммоль/(л⋅ч)
0,86 ± 0,05 1,30 ± 0,09*
Печень
Гликоген, мкмоль/г
215,3 ± 10,8 146,6 ± 8,2*
Лактат, мкмоль/г
1,48 ± 0,07 1,97 ± 0,11*
МДА, нмоль/мг белка ткани
5,2 ± 0,28
7,1 ± 0,53*
ГлР, нмоль/мг белка ⋅ мин
45,8 ± 2,6
32,0 ± 1,6*
ЛПС + хитозан
(3)
120,4 ± 5,8**
15,8 ± 0,42**
0,33 ± 0,02**
0,97 ± 0,08**
188,8 ± 11,6**
1,52 ± 0,12**
6,0 ± 0,42
40,7 ± 2,9**
* р < 0,05 при сравнении групп 1 и 2.
** р < 0,05 при сравнении групп 2 и 3.
в плазме крови являются классическими стресс-маркерами. Через сутки после
введения ЛПС отмечались достоверное увеличение ОМ надпочечников на 17 %,
снижение ОМ тимуса на 31 %, повышение уровня котрикостерона на 37 %. Одновременно с этим наблюдались усиление перекисного окисления липидов (содержание малонового диальдегида выше нормы на 36 %) и ослабление антиоксидантной защиты, судя по снижению активности глютатионредуктазы в печени
на 31 %.
Отмечаемое усиление гликогенолиза и гликолиза указывало на повышение
энергозатрат в организме: в печени содержание гликогена уменьшалось относительно нормы на 32 %, лактата – повышалось на 33 %. Указанные изменения в
печени, крови и массе органов стереотипны (неспецифичны) и отмечаются при
действии практически любых стрессоров, в том числе и эндотоксинов. Вместе с
тем увеличение активности АЛТ в печени на 51 % свидетельствует о наличии в
ней специфических изменений – цитолитического процесса.
На фоне предварительно введенного хитозана биохимические и патоморфологические изменения в исследуемых тканях (кровь, печень, тимус, надпочечники)
после введения ЛПС существенно отличались от соответствующих показателей у
мышей, не получавших препарат. Хитозан препятствовал гипертрофии надпочечников и инволюции тимуса. Их относительная масса незначительно отличалась от
нормы – на 2 и 8 % соответственно (в контроле – 17 и 31 %). В то же время наблюдалась достоверная разница в содержании кортикостерона в плазме крови: в группе, получавшей препарат, оно составляло 110 % относительно нормы, а в контрольной группе мышей (чистый ЛПС) – 137 %. Судя по этим результатам, можно
заключить, что хитозан повышал адаптационные возможности организма, и
стресс-реакция на его фоне выражена в меньшей степени. Подтверждением этому
служат данные о метаболическом состоянии печени. Под влиянием полисахарида
повышалась неспецифическая устойчивость печени к действию такого повреждающего фактора, как бактериальный токсин. Содержание гликогена, лактата, малонового диальдегида, активность глютатионредуктазы и аланинаминотрансферазы
отличались от нормы на 12, 3, 15, 11 и 13 % соответственно, в то же время в группе мышей, не получавших препарат, эти показатели составляли 32, 33, 36, 30 и
68
51 % соответственно. Данные этого эксперимента даже по указанным простым и
однозначно трактуемым метаболическим показателям и физиологическим характеристикам адаптации позволяют утверждать, что организм под влиянием хитозана в большей мере способен противостоять действию бактериального эндотоксина, вызывающего инфекционную патологию.
Известны экспериментальные данные о положительном влиянии хитозана на
уровне целого организма. В опыте на пчелах, инфицированных битоксибициллином (продуцент – Bacillus thuringiensis var. thuringiensis), хитозан снижал токсическое действие бактериального препарата, увеличивал продолжительность жизни
пчел, препятствовал пероксидации липидов, поддерживал окислительно-восстановительные процессы на оптимальном уровне [9].
Заключение
Данные настоящей экспериментальной работы свидетельствуют, что
хитозан весьма эффективен в регуляции развития и течения стресс-реакции, вызванной повреждающими факторами физической (плавание, гипоксия), химической (пестицид 2,4-Д) и биологической (бактериальная эндотоксикация) природы.
Следует отметить, что в опытах, проведенных по тождественной схеме, установлено актопротективное (стимулирующее работоспособность) действие пектина зостерина, полученного из морской травы Zostera marina L., а также альгиновой
кислоты, выделенной из водоросли ламинарии цикориеподобной [11, 12]. Известны экспериментальные данные о таком же действии пектиновых полисахаридов
лемнана из ряски малой и танацетана из пижмы обыкновенной [7].
Гепатопротективное действие зостерина, составляющими которого являются
антиоксидантный, гиполипидемический, детоксицирующий, энергостабилизирующий эффекты, ранее было показано для зостерина при интоксикации крыс кадмием, алкоголем, тетрахлорметаном [13].
Упоминаемые нами различные полисахариды также способны повышать общую неспецифическую резистетность организма. Химические структуры хитозана, зостерина, альгиновой кислоты, лемнана и др. и обусловленные ими физикохимические свойства важны, но не являются единственным условием, определяющим их адаптогенное действие. Сходство их действия на организм заслуживает
углубленного исследования.
На уровне целостного организма показано, что хитозан оказывает влияние на
ряд неспецифических процессов, характерных для ответа организма на любое неблагоприятное воздействие. Необходимыми составными компонентами состояния
неспецифически повышенной сопротивляемости являются прежде всего энергетическое, пластическое (белоксинтезирующее) обеспечение, «специфическая адаптационанная деятельность» гормонов. Данные настоящей работы свидетельствуют
о регуляции хитозаном энергетического метаболизма в организме (влияние на содержание АТФ, креатинфосфата, гликогена, лактата в тканях). Он влияет на эндокринную систему, в частности на уровень кортикостероидов в крови, которые обладают пермиссивным (разрешающим, запускающим) действием, приводящим к
комплексным изменениям в метаболических процессах и функциональном состоянии ряда эндокринных органов (например, щитовидной железы) и лимфоидных
тканей. Прямого доказательства действия хитозана на пластический обмен в тканях организма пока нет. Тем не менее установленное нами влияние зостерина на
синтез нуклеиновых кислот в гепатоцитах позволяет предположить этот эффект и
у других полисахаридов [10].
69
Особого внимания заслуживает влияние хитозана на организм интактных животных. На ранних стадиях его действия (1–6 ч) установлено повышение в крови уровня кортикостерона, снижение содержания гликогена и повышение лактата в печени. Между тем эти выраженные метаболические сдвиги не выходят за
пределы адаптационных возможностей систем гомеостаза. В этот период происходит интенсивное развитие адаптивных и компенсаторно-приспособительных
процессов в тканях и организме в целом. В процессе гликогенолиза и гликолиза
в печени синтезируется АТФ, тем самым увеличиваются энергетический потенциал клетки и стартовые возможности организма для противостояния повреждающим факторам.
В настоящее время установлен широкий спектр физиологического действия
хитозана (равно как и других полисахаридов), но практически нет наблюдений на
уровне системных реакций организма. Отдельно взятого того или иного эффекта,
наблюдаемого после введения препарата, недостаточно, чтобы оперировать им как
непосредственно реализующим защиту организма.
В заключение, опуская критику экспериментальных неточностей, встречающихся в работах авторов, изучающих фармакологические эффекты полисахаридов,
следует отметить трудности в сопоставлении полученных результатов и воспроизведении опытов: отсутствует физико-химическая характеристика препаратов, спорадически выбираются сроки наблюдения, не обоснованы вводимые дозы, различны способы введения и т. д.
Представляется вполне обоснованным дальнейшее углубленное изучение непосредственных механизмов локального и системного действия полисахаридов,
хитозана в том числе, эффективность которых в качестве перспективных средств
профилактики не вызывает сомнения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гнидой И.М., Дихтярюк И.И. Пищевые волокна в лечении заболеваний гепатобилиарной системы у детей // Педиатрия. 2000. № 5. С. 97–101.
2. Голубев В.Н., Шелухина Н.П. Пектин: химия, технология, применение. М.: АТН РФ, 1995. 387 с.
3. Давыдова В.Н., Ермак И.М., Горбач В.И. и др. Взаимодейсвие бактериальных эндотоксинов с хитозаном. Влияние структуры эндотоксина, молекулярной массы хитозана и ионной силы раствора на
процесс комплексообразования // Биохимия. 2000. Т. 65, вып. 9. С. 1278–1287.
4. Ермак И.М., Горбач В.И., Полякова А.М. и др. Водорастворимый комплекс липополисахарид-хитозан и его влияние на агрегацию тромбоцитов // Биол. мембраны. 1994. Т. 11, № 5. С. 496–500.
5. Масычева В.И., Воевода Т.В., Толстикова Т.Г. и др. Ранозаживляющее действие хитозана // Ветеринария. 1998. № 7. С. 49–52.
6. Оводов Ю.С. Полисахариды цветковых растений: структура и физиологическая активность //
Биоорг. химия. 1998. Т. 24, № 7. С. 483–501.
7. Оводова Р.Г., Головченко В.В., Полле А.Я. и др. О результатах фармакологического изучения полисахаридов, выделенных из ряски и пижмы // Актуальные проблемы создания новых лекарственных
препаратов природного происхождения: Материалы V междунар. съезда. СПб.: СПбХФА, 2001.
С. 260–263.
8. Огрызов Н.К. Использование растений для повышения устойчивости организма к факторам
внешней среды // Ветеринария. 1998. № 8. С. 8–11.
9. Салтыкова Е.C., Поскряков А.В., Николенко А.Г., Хайруллин Р.М. Иммуномодулирующее действие хитоолигосахаридов на медоносную пчелу Apis mellifera // Журн. эволюц. биохимии и физиологии.
2000. Т. 36, № 5. С. 395–400.
10. Сгребнева М.Н., Анисимов А.П., Хасина Э.И. Влияние пектина из морской травы Zostera marina на содержание ДНК и РНК в гепатоцитах крыс при интоксикации свинцом // Биология моря. 2001.
Т. 28, № 5. С. 387–389.
70
11. Хасина Э.И., Требухов Е.Е., Золотухина О.Н.. Влияние альгиновой кислоты из бурой водоросли Laminaria cichorioides на физическую активность экспериментальных животных // Биология моря.
2001. Т. 27, № 3. С. 221–224.
12. Хасина Э.И., Требухов Е.Е., Золотухина О.Н. Оптимизация физической работоспособности зостерином // Дальневост. мед. журн. 2001. № 2. С. 45–47.
13. Хасина Э.И., Бездетко Г.Н., Янькова В.И. Протективное действие зостерина при экспериментальном токсическом поражении печени // Бюл. СО РАМН. 1998. № 1. С. 51–54.
14. Brandenburg K., Andrä J., Müller M. et al. Physicochemical properties of bacterial glycopolymers in
relation to bioactivity // Carbohydr. Res. 2003. N 338. P. 2477–2489.
15. Jeon T.J., Hwang S.G., Park N.G. et al. Antioxidative effect of chitosan on chronic carbon tetrachloride induced hepatic injury in rat // Toxicology. 2003. Vol. 187, N 1. P. 67–73.
16. Koide S.S. Chitin-chitosan: properties, benefits and risks // Nutr. Res. 1998. Vol. 18, N 6.
P. 1091–1101.
17. Murano E. Natural gelling polysaccharides: indispensable partners in bioencapsulation technology //
Minerva Biotec. 2000. N 12. P. 213–222.
18. Renn D. Medical and biotechnological applications of marine macroalgal polysaccharides // Marine
Biotechnology / Eds D.H.Attaway, O.R.Zaborsky. N.Y.: Plenum Press, 1993. Vol. 1. P. 181–196.
19. Seo S.B., Jeong H.J., Chung H.S. et al. Inhibitory effect of high molecular weight water-soluble
chitosan on hypoxia-induced inflammatory cytokine production // Biol. Pharm. Bull. 2003. Vol. 26, N 5.
P. 717–721.
20. Xie W., Xu P., Lin Q. Antioxidant activity of water-soluble chitosan derivates // Bioorg. Med. Chem.
Letters. 2001. Vol. 11, N 13. P. 1699–1701.
71