Противовоспалительное действие полисахарида из Helianthus tuberosus L.

Природные полисахариды обладают высокой биологической активностью, в купе с отсутствием токсичности, аллергенности и пирогенности. За счет этого углеводы являются весьма важным объектом исследований с практической точки зрения. Полисахарид из Helianthus tuberosus L. обладает более ярко выраженным противовоспалительным действием, чем Глицирам, в моделях отека при субплантарном введении формалина и модели «карманной гранулемы».

Введение

Природные полисахариды обладают высокой биологической активностью, в купе с отсутствием токсичности, аллергенности и пирогенности. За счет этого углеводы являются весьма важным объектом исследований с практической точки зрения. Полисахариды, выделенные из растений, во многих случаях проявляют иммуномодулирующие свойства, стимулируют фагоцитоз, увеличивают число иммуноглобулинов в крови и активируют гуморальный иммунитет.

Воспаление - защитно-приспособительный процесс организма. Тем не менее, существуют патологические процессы, при которых воспаление играет важную роль в дизадаптации организма – аутоиммунные и аутовоспалительные процессы. Например, цитокиновый шторм при коронавирусной инфекции COVID-19, ревматоидный артрит, системная красная волчанка и другие подобные патологии вызывают наибольшее повреждение именно с участием воспалительных реакций. С другой стороны, современные противовоспалительные средства обладают набором отрицательных побочных эффектов, что вызывает необходимость поиска новых эффективных противовоспалительных средств с минимумом негативных побочных эффектов. В настоящей работе рассматриваются природные полисахариды с противовоспалительной активностью.

Материалы и методы

Полисахарид из Helianthus tuberosus L. (HTLP) был получен ранее [1]. Оценка противовоспалительного действия HTLP проводили в моделях отека при субплантарном введении формалина и модели «карманной гранулемы».

В первом случае острый воспалительный отек образовывался после субплантарного введения в заднюю лапу крысы 0,1 мл 2% -го водного раствора формалина. Интенсивность воспалительной реакции оценивали по приросту объема стопы (использовали цифровой плетизмометр) и рассчитывали процент угнетения воспаления (%). HTLP вводили подкожно однократно в дозах 100 мкг/животное в виде стерильного 0,9% раствора NaCl. Контролем служил 0,9% раствора NaCl и Глицирам – 25 мг/кг. Исследуемые вещества вводили самцам линии Wistar массой 180-250 г через час после развития воспаления [2].

В модели «Карманная гранулема» отек вызывался введением крысам в межлопаточную область 20 см3 воздуха. В образовавшийся "воздушный мешок" инъецировали 0,5 мл 50%-ного масляного раствора скипидара. HTLP вводили подкожно однократно в дозах 100 мкг/мышь в виде стерильного 0,9% раствора NaCl. Контролем служил 0,9% раствора NaCl и Глицирам – 25 мг/кг. Исследуемые вещества вводили самцам линии Wistar массой 180-250 г через час после развития воспаления [2].

Результаты

В результате было установлено, что в модели «карманной гранулемы» HTLP обладает противоэкссудативным действием на уровне 65,1%, в то время как Глицирам – только 33,5%, введение 0,9% NaCl достоверно не влияло на объем отека. В модели угнетения формалинового отека данные приведены в таблице 1.

Таблица 1. Угнетение отека, (%).

Группа Доза Время, ч

4 6 8 24

Контроль - 0,0 0,0 0,0 0,0

Глицирам 25 мг/кг 5,0 25,0 31,0 51,0

HTLP 100 мкг/ жив 46,0 69,0 91,0 90,0





Выводы и обсуждение

Полученные результаты демонстрируют, что полисахарид обладает более выраженными противовоспалительными свойствами, чем глицерам, в выбранных моделях. HTLP почти в 2 раза более эффективно снижал объем воспаления в «Формалиновом тесте» и модели «Карманной гранулемы» через 24 ч. Кроме того, скорость развития угнетения отека, что наиболее важно для уменьшения объема пораженных тканей, была значительно выше у HTLP (уже через 4 ч – 46%), чем у Глицирама (25% через 6 ч).

Учитывая ранее полученные данные по иммуномодулирующей активности [3] и интерферониндуцирующей активности можно сделать вывод, что HTLP обладает противовоспалительной активностью опосредованной через активацию цитокиновых каскадов иммунокомпетентных клеток. Противовоспалительная активность и отсутствие побочных эффектов делают HTLP важным объектом для дальнейшего изучения.



Список литературы

1. Генералов Е.А. Спектральные характеристики и моносахаридный состав противовирусного полисахаридного индуктора интерферона из Helianthus Tuberosus L. Биофизика. 2015. 60 (1). С. 65-72.

2. Хабриев Р.У. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. - 2-изд., перераб. и доп. - М.: ОАО "Издательство "Медицина", 2005, - 832 с.

3. Генералов Е.А. Водно-растворимый полисахарид из Helianthus tuberosus L.: радиозащитная, колониестимулирующая и иммуномодулирующая активность. Биофизика. 2015. 60 (1). С. 73-79

4. Генералов Е.А. Спектральные характеристики и моносахаридный состав противовирусного полисахаридного индуктора интерферона из Helianthus Tuberosus L. Биофизика. 2015. 60 (1). С. 65-72.

The anti-inflammatory effect of the polysaccharide from Helianthus tuberosus L.

Natural polysaccharides have high biological activity, coupled with the absence of toxicity, allergenicity and pyrogenicity. Due to this, carbohydrates are a very important object of research from a practical point of view. The polysaccharide from Helianthus tuberosus L. has a more prominent anti-inflammatory effect than Glycyram in the models of edema with subplantar formalin administration and in the "pocket granuloma" model.

Introduction

Natural polysaccharides have high biological activity, coupled with the absence of toxicity, allergenicity and pyrogenicity. Due to this, carbohydrates are a very important object of research from a practical point of view. Polysaccharides isolated from plants in many cases have been reported to posses immunomodulatory properties, stimulate phagocytosis, increase the number of immunoglobulins in the blood and activate humoral immunity.

Inflammation is a protective and adaptive process of the body. Nevertheless, there are pathological processes in which inflammation plays an important role in the disadaptation of an organism - autoimmune and autoinflammatory processes. For example, the cytokine storm in COVID-19, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, and other similar pathologies cause the most damage precisely with the participation of inflammatory reactions. On the other hand, modern anti-inflammatory drugs have a set of negative side effects, which makes it necessary to search for new effective anti-inflammatory drugs with a minimum of negative side effects. This paper considers natural polysaccharides with anti-inflammatory activity.

Materials and methods

Polysaccharide from Helianthus tuberosus L. (HTLP) was obtained earlier [1]. The evaluation of the anti-inflammatory effect of HTLP was carried out in models of edema with subplantar administration of formalin and in the model of "pocket granuloma".

In the first case, acute inflammatory edema formed after subplantar injection of 0.1 ml of a 2% aqueous solution of formalin into the hind paw of a rat. The intensity of the inflammatory response was assessed by the increase in foot volume (a digital plethysmometer was used) and the percentage of inflammation inhibition (%) was calculated. HTLP was injected subcutaneously once at doses of 100 μg/animal as a sterile 0.9% NaCl solution. The control was 0.9% NaCl solution and Glycyram - 25 mg/kg. The test substances were administered to Wistar males weighing 180–250 g an hour after the development of inflammation [2].

In the pocket granuloma model, edema was induced by introducing 20 cm3 of air into the interscapular region of rats. In the resulting "air bag" was injected with 0.5 ml of a 50% oil solution of turpentine. HTLP was injected subcutaneously once at doses of 100 μg/mouse as a sterile 0.9% NaCl solution. The control was 0.9% NaCl solution and Glycyram - 25 mg/kg. The test substances were administered to Wistar males weighing 180–250 g an hour after the development of inflammation [2].

Results

As a result, it was found that in the “pocket granuloma” model, HTLP has an antiexudative effect at the level of 65.1%, while Glyciram has only 33.5%, the introduction of 0.9% NaCl did not significantly affect the volume of edema. In the formalin edema inhibition model, the data are shown in Table 1.

Table 1. Inhibition of edema, (%).

Таблица 1. Угнетение отека, (%).

Group Dose Time, hr

4 6 8 24

Control - 0,0 0,0 0,0 0,0

Glyciram 25 mg/kg 4,7 25,2 30,0 50,8

HTLP 100 mcr/animal 46,4 70,0 91,1 90,3



Conclusions and discussion

The results obtained demonstrate that the polysaccharide has more pronounced anti-inflammatory properties than glyceram in the selected models. HTLP was almost 2 times more effective in reducing the volume of inflammation in the Formalin Test and the Pocket Granuloma model after 24 hours. In addition, the rate of development of edema suppression, which is most important for reducing the volume of affected tissues, was significantly higher in HTLP (already after 4 hours - 46%) than Glyciram (25% after 6 hours).

Given the previously obtained data on immunomodulatory activity [3] and interferon-inducing activity, it can be concluded that HTLP has anti-inflammatory activity mediated through the activation of cytokine cascades of immunocompetent cells. Anti-inflammatory activity and lack of side effects make HTLP an important subject for further study.



Bibliography

1. Generalov E.A. Spectral characteristics and monosaccharide composition of the antiviral polysaccharide interferon inducer from Helianthus Tuberosus L. Biophysics. 2015. 60(1). pp. 65-72.

2. Khabriev R.U. Guidelines for the experimental (preclinical) study of new pharmacological substances. - 2nd ed., revised. and additional - M.: JSC "Publishing house "Medicine", 2005, - 832 p.

3. Generalov E.A. Water-soluble polysaccharide from Helianthus tuberosus L.: radioprotective, colony-stimulating and immunomodulating activity. Biophysics. 2015. 60(1). pp. 73-79

4. Generalov E.A. Spectral characteristics and monosaccharide composition of the antiviral polysaccharide interferon inducer from Helianthus Tuberosus L. Biophysics. 2015. 60(1). pp. 65-72.