АНТИОКСИДАНТНЫЙ ЭФФЕКТ ЭКСТРАКТА ШАФРАНА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ НЕВРОЗЕ

АНТИОКСИДАНТНЫЙ ЭФФЕКТ ЭКСТРАКТА ШАФРАНА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ НЕВРОЗЕ

Научная статья

Бахшалиева А.Я. *

Институт Физиологии им. академика Абдуллы Караева, НАН Азербайджана, Баку, Азербайджан

* Корреспондирующий автор (afetfarm[at]mail.ru)

Аннотация

Настоящее исследование посвящено изучению защитно- профилактического действия экстракта шафрана при развитии экспериментального невроза путем выяснения связи между коррекционными и антиоксидантными свойствами шафрана. Выявлено, что интенсивность свободнорадикального окисления липидов скорректировано введением экстракта шафрана в процессе невротизации у предварительно отобранных неврозоподобных крыс, а также ускорено восстановление функционального состояния животных после прекращения стресс-воздействия.

Ключевые слова: стресс, невроз, экстракт шафрана, перекисное окисление липидов. 

ANTIOXIDANT EFFECT OF SAFFRON ESSENCE IN CASE OF EXPERIMENTAL NEUROSIS

Research article

Bakhshalieva A.Ya. *

Institute of Physiology named after Academician Abdulla Garayev, NAS of Azerbaijan, Baku, Azerbaijan

* Corresponding author (afetfarm[at]mail.ru)

Abstract

The following paper is devoted to the study of the protective and prophylactic effect of saffron essence in the development of experimental neurosis by means of clarifying the nature of relationship between the corrective and antioxidant properties of saffron. It was revealed that the intensity of free radical lipid oxidation was adjusted after the introduction of saffron essence during the process of neurotization in pre-selected neurosis-like rats, while the restoration of the functional state of animals after the termination of stress exposure was accelerated.

Keywords: stress, neurosis, saffron essence, lipid peroxidation. 

Введение

В настоящее время значительно возрастающее разнообразие и множество побочных эффектов психотропных препаратов химического происхождения вносит ряд наиболее важных вопросов в современную психофармакологию [3]. С этих позиций, большой интерес вызывают препараты растительного происхождения. Так как, растительные экстракты являются наиболее привлекательных источников новых лекарств и дают лучший результат при низких побочных эффектах [5]. В этом отношении ввиду своего богатого химического состава и лечебного многообразия наиболее целесообразно изучение Шафрана (Crocus sativus), выращиваемого в Абшеронском районе Азербайджана. Интерес исследования шафрана в неврологии связан с его выраженной нейротропной активностью [4],  подтвержденное в народной медицине, и требующее научного доказательства эффективности экспериментальным путем.

Многолетнее изучение нейрофизиологии невротических расстройств (неврозов) имеет противоречивую историю и не теряет своей актуальности на протяжении более полутора веков. Под наименованием неврозов подразумеваются функциональные нервные расстройства, вызванные патологической адаптацией к сложившейся церебральной циркуляторной гипоксии, следствием которой является активация перекисного окисления липидов [1]. С этой точки зрения выявление антиоксидантного свойства шафрана имеет большое значение в традиционной медицине и психофармакологии.

С другой стороны, многие исследователи указывают, что при неврозе отражающей определенную психическую дезорганизацию в форме болезненных переживаний является базальная тревога, которая включает в себя конституциональные состояния и развитие личности [6]. При этом получение статистически значимых результатов при моделировании человеческой патологии на животных сложно и относительно. С помощью предварительных тестирований можно прогнозировать компенсаторные возможности животных, которые напрямую связаны с тяжестью невротических нарушений.

С нашей точки зрения, представляется целесообразным изучение изменения анти-прооксидантного статуса организма, как возможный фактор развития невротических расстройств, и антиоксидантного действия шафрана,  у предварительно отобранных крыс, склонных к кататоническому замиранию.

Методы и принципы исследования

Опыты  проводили на 30 нелинейных половозрелых белых крысах-самцах весом 180–220г. Для уточнения резерва компенсаторных возможностей мы предприняли оценку склонности крыс переходить в состояние кататонического замирания (фризинг). Неврозное состояние у предварительно отобранных крыс создали в течение трех недель ежедневным воздействием хронического эмоционально-болевого стресса (ЭБС), который является вариантом модели «стресс ожидания» [1]. Типы воздействия приводит к психо-вегетативным расстройствам крыс, характерным для неврозов [2]. Для этого животных помещали в специальные камеры с электрическим полом, служащим неизбегаемым  подкреплением условного сигнала – вспышек света. Вспышки применяли с частотой 0,5 Гц и повторяли 12 раз. (Вспышки следовали с частотой 0,5 Гц пачками по 12). Последние 6 вспышек поддерживались электро-кожным раздражением пороговой мощности 4 мА. (Последние 6 вспышек в пачке подкрепились в стахостатическом порядке электрокожным  раздражением надпороговой силы (4мА). Время изолированного действия тока продолжалось 5 сек. В результате 3-недельного ЭБС у животных формировалось стойкое отрицательно-эмоциональное состояние, классифицируемое как неврозы.

Экспериментальных животных разделили на следующие группы:  интактные; кoнтрольные – крысы, подвергавшиеся ЭБС; опытные – крысы, подвергавшиеся ЭБС на фоне введения экстракта шафрана. В течение 21 дня, ежедневно, перед каждым сеансом ЭБС проводили внутрижелудочное (2 мл) введение: контрольным крысам - 0,9% физиологического раствора (эффект плацебо), опытным крысам - экстракта шафрана в дозе 250 мг/кг веса. При невротизации под действием хронического ЭБС на 7, 14 и 21 дни эксперимента (Н7, Н14, Н21, соответственно) оценивали интенсивность свободнорадикального окисления липидов на тканевом уровне в гомогенате гипоталамуса и сенсомоторной коры по изменению содержания вторичного продукта – малонового диальдегида [8]. Затем, после прекращения (спустя 1 неделю) невротического воздействия (Н28) изучали восстановление функционального состояния животных.

Результаты и их обсуждение

При невротизации под влиянием ЭБС по сравнению с интактной группой, которое брали за 100 % значения, у контрольных и опытных крыс выявлено увеличение содержания МДА в обеих структурах мозга. Однако, динамика усиления интенсивности свободнорадикального окисления в зависимости от локализации и времени стресс-воздействия оказалось различной (рис.1.).

Увеличение содержания МДА у контрольных крыс можно рассматривать как катастрофическое. Так, в Н3 отклонение от интактных величин в гипоталамусе было значительным - на 75,4% (р<0,01), а в сенсоматорной коре умеренным - на 43,7% (р<0,05). Но в Н14 содержание МДА в обеих структурах прогрессивно нарастало и к 21 дню опыта достигало в гипоталамусе 306,5% (р<0,001), а сенсоматорной коре 189,6% (р<0,01) по сравнению с интактными значениями.

У невротизированных крыс, получавших экстракт шафрана (опытная группа), в Н7 изменение МДА в обеих структурах было незначительным: в гипоталамусе - на 37,7% (р<0,05), а в сенсомоторной коре - на 16,7% (р<0,05). На фоне введения экстракта шафрана в Н14 увеличение МДА в гипоталамусе было значительным (на 103,3%; р<0,01), а в коре - умеренным (43,7%; р<0,01), но к концу опыта (Н21) содержание МДА составляло: в гипоталамусе 191,8% (р<0,01), а в сенсомоторной коре 133,3% (р<0,01) по сравнению с интактными животными.

 

Рис. 1 – Динамика изменения МДА в гипоталамусе (А)  и  сенсомоторной коре (Б) при невротизации;  * р < 0,05, ** р < 0,01, *** р < 0,001 по сравнению с  интактной группой; (n=6)

 

После прекращения невротизации в период восстановления функционального состояния (Н28) у обеих групп животных уменьшалось  количество МДА. По сравнению с интактной группой,  у контрольных крыс количество МДА в гипоталамусе уменьшалось на 214,5% (р<0,01), а в сенсомоторной коре - на 118,7% (р<0,05). Экстракт шафрана, оказывая значительное коррекционное влияние на опытных животных,способствует снижению содержания  МДА, что составляет: в гипоталамусе - 21,3 % (р<0,05), а в сенсомоторной коре - 23% (р<0,05) по сравнению с интактной группой.

Резюмируя полученные данные при определении антиоксидантной активности шафрана, можно сказать, что в процессе невротизации у предварительно отобранных крыс, склонных к кататоническому замиранию, экстракт шафрана выступает как активный антиоксидант,  препятствующий развитию патологии с ускорением восстановления функционального состояния после прекращения  невротизации.

В предыдущих исследованиях с помощью поведенческих тестов нами было изучено профилактическое действие экстракта шафрана при реализации невроза. Установлено, что экстракт шафрана значительно уменьшает невротизацию у крыс с типологическим статусом [2].

В исследованиях Ghadrdoost B. получены аналогические результаты об антиоксидантной активности шафрана. Обнаружено, что экстракт шафрана предотвращает ухудшение памяти и пространственного обучения из-за хронического стресса [10].

Согласно литературным данным, профилактическое свойство шафрана против дефицита памяти возникает в результате корреляции между антиоксидантной активностью шафрана и окислительного стресса. [7], [9]

Известно, что основой патогенеза эмоционального стресса является оксидантный фактор - накопление в тканях свободных радикалов, ведущих к свободному перекисному окислению липидов мембран различных клеток, особенно нейронов головного мозга [12], [14]. Интенцификация ПОЛ в конечном итоге приводит к подавлению SH-содержащих энзимов и образованию в белковых молекулах дисульфидных мостиков. При этом, в мембранных переносчиках ионов происходит нарушение структурно-функциональных свойств мембран и подавление активности, что влечет за собой изменение чувствительности нейронов к нейромедиаторам и олигопептидам, ведущее к формированию “застойного” эмоционального возбуждения в коре головного мозга [11], [15].

Шафран обладает богатым химическим составом, в который входит эфирное масло (0,6 – 0,9%) в виде гликозида пикрокроцина, жирное масло (до 13%), ликопин, флавоноиды, воск, тиамин, витамины группы В, азотистые вещества, кальций, калий, фосфор. Активными компонентами являются кроцин, кроцетин, пикрокроцин и шафранал. Шафран имеет высокое количество антиоксидантных каротиноидов, в том числе кроцин, который придает ему оранжевый цвет и является основным антиоксидантом [11].

Srivastava et al. [16] и Hosseinzadeh et al. [13] предполагают, что эффекты кроцина и шафранала связаны с влиянием на синаптическую передачу моноаминов и с модуляцией уровня определенных нейротрансмиттеров в ЦНС. Считается, что шафран изменяет уровень нейротрансмиттеров, таких как дофамин, норадреналин и серотонин в головном мозге.

Заключение

Таким образом, активные компоненты шафрана, «впитывая» в себя переизбыток радикалов, приостанавливают цепную реакцию достижением сбалансирования реакции ПОЛ в изучаемых структурах мозга при невротизации. Предполагаем, что экстракт шафрана, оказывая стабилизирующее и нейтрализующее действие свободных радикалов, повышает сопротивляемость организма внешним факторам.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Айрапетянц М.Г. Участие церебральной гипоксии в патогенезе неврозов / М.Г. Айрапетянц // Журнал высшая нервная деятельность - 1997. - Т47. - № 2. - С. 412-419.
2. Бахшалиева А.Я. Коррекция поведенческих показателей неврозоподобного состояния введением экстракта шафрана / А. Я. Бахшалиева // Сборник научных трудов Института физиологии им. А.И.Караева НАНА. Баку. – 2008. – Т.26. С. 228-232.
3. Балашов А.М. К вопросу о резистентности к фармакотерапии / А. М. Балашов // Журнал неврологии и психиатрии им С. С. Корсакова. – 2009. – Т. 1. – № 109. – С. 90–91.
4. Мазнев В.И. Высокоэффективные лекарственные растения / В. И. Мазнев // М.: Эксмо. - 2012. - 608 С.
5. Пастушенков Л.В. Лекарственные растения. Использование в народной медицине и быту / Л. В. Пастушенков // Спб.: БХВ. – Петербург. - 2012. - 432 С.
6. Симонов П.В. Лимбические структуры мозга и патогенез неврозов / П.В. Симонов // Журнал Неврологии и психиатрии. им С. С. Корсакова. - 1984. - Т.84. - №11. -С.1665- 1667.
7. Akowuah G.A. Therapeutic properties of saffron and its chemical constituents / G.A. Akowuah, T.T. Htar // J. Nat. Prod. – 2014. – V.7. – P. 5 –13.
8. Asakava T. Coloring condition of thiobarbituric asid test for delekting lipid hudroperoksides. / Т. Asakava, Matsushita // Lipids. – 1980 – V.15. - №3. – P. 137-140.
9. Chung C.P. Increased oxidative stress in patients with depression and its relationship to treatment / C.P. Chung. // Psychiatry Res. – 2013. – V. - Р. 213–216.
10. Ghadrdoost B. Protective effects of saffron extract and its active constituent crocin against oxidative stress and spatial learning and memory deficits induced by chronic stress in rats / B. Ghadrdoost // Eur. J. Pharmacol. – 2011. – V. 667. – P. 222–229.
11. Gómez-Gómez L. Understanding carotenoid metabolism in saffron stigmas: unravelling aroma and colour formation. / L. Gómez-Gómez, А. Rubio-Moraga, О. Ahrazem // Func Plant Sci Biotech.  – - №4. – Р. 56–63.
12. Hausenblas H.A. Saffron (Crocus sativus) and major depressive disorder: a meta-analysis of randomized clinical trials. / H.A. Hausenblas, D. Saha, P.J. Dubyak and others // J. Integr. Med. – 2013. – V. 11. – P. 377–383.
13. Hosseinzadeh H. Antidepressant effect of Crocus sativus stigma extracts and their constituents, crocin and safranal, in mice / H. Hosseinzadeh, G. Karimi, M. Niapoor // Acta Hortic. – 2004. – V. 650. – P. 435–445.
14. Lopresti A.L. Affron, a standardized extract from saffron (Crocus sativus) for treatment of youth anxiety and depressive symptoms: a randomized, double-blind, placebo-controlled study / Lopresti A.L. // Journal of Affective Disorders. Published online February 26, 2018.
15. Mazidi M. A double-blind, randomized and placebo-controlled trial of saffron (Crocus sativus ) in the treatment of anxiety and depression. / M.Mazidi M. //  J. Complement Integr. Med. – 2016. – V.13. – P. 195-199.
16. Srivastava R. Crocus sativus L.: a comprehensive review / R. Srivastava, H. Ahmed, R.K. Dixit and others // Pharmacogn Rev. – 2010. – V. 4. – P. 200–208.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Ajrapetjanc M.G. Uchastie cerebral'noj gipoksii v patogeneze nevrozov [The participation of cerebral hypoxia in the pathogenesis of neurosis] / M.G. Ajrapetjanc // Zhurn. vyssh. nerv. dejat. [Journal of Higher Nervous Activity]- 1997. – Vol. 47. - № 2. - 412-419. [in Russian]
2. Bahshalieva A.Ja. Korrekcija povedencheskih pokazatelej nevrozopodobnogo sostojanija vvedeniem jekstrakta shafrana [Correction of the behavioral indices of the neurosis-like state by administering the extract of saffron] / A. Ja. Bahshalieva // Sbornik nauchnyh trudov Instituta fiziologii im. A.I.Karaeva NANA. Baku. – 2008. – Vol.26. P. 228-232. [in Russian]
3. Balashov A. M. K voprosu o rezistentnosti k farmakoterapii [On the issue of resistance to pharmacotherapy] / A. M. Balashov // Zhurnal nevrologii i psihiatrii im S. S. Korsakova. [Journal of Neurology and Psychiatry named after S. S. Korsakov.] – 2009. – 1. – № 109. – P. 90–91. [in Russian]
4. Maznev V.I. Vysokojeffektivnye lekarstvennye rastenija. [Therapeutic properties of saffron and its chemical constituents] / V. I. Maznev // :Jeksmo.  - 2012. - 608 P. [in Russian]
5. Pastushenkov L.V. Lekarstvennye rastenija. Ispol'zovanie v narodnoj medicine i bytu [Medicinal plants. Use in traditional medicine and everyday life] / L. V. Pastushenkov // : BHV. – Peterburg. - 2012. - 432 P. [in Russian]
6. Simonov P.V. Limbicheskie struktury mozga i patogenez nevrozov [The limbic structures of the brain and the pathogenesis of neuroses] / P.V. Simonov // Zhurnal nevrologii i psihiatrii im S. S. Korsakova. [Journal of Neurology and Psychiatry named after S. S. Korsakov] - 1984. - Vol.84. - №11. -P.1665- 1667. [in Russian]
7. Akowuah G.A. Therapeutic properties of saffron and its chemical constituents / G.A. Akowuah, T.T. Htar // J. Nat. Prod. – 2014. – Vol.7. – P. 5 –13.
8. Asakava T. Coloring condition of thiobarbituric asid test for delekting lipid hudroperoksides. / Т. Asakava, Matsushita // Lipids. – 1980 – V.15. - №3. – P. 137-140.
9. Chung C.P. Increased oxidative stress in patients with depression and its relationship to treatment / C.P. Chung // Psychiatry Res. – 2013. – V. - Р. 213–216.
10. Ghadrdoost B. Protective effects of saffron extract and its active constituent crocin against oxidative stress and spatial learning and memory deficits induced by chronic stress in rats / B. Ghadrdoost // Eur. J. Pharmacol. – 2011. – V. 667. – P. 222–229.
11. Gómez-Gómez L. Understanding carotenoid metabolism in saffron stigmas: unravelling aroma and colour formation. / L. Gómez-Gómez, А. Rubio-Moraga, О. Ahrazem // Func Plant Sci Biotech.  – - №4. – Р. 56–63.
12. Hausenblas H.A. Saffron (Crocus sativus) and major depressive disorder: a meta-analysis of randomized clinical trials. / H.A. Hausenblas, D. Saha, P.J. Dubyak and others // J. Integr. Med. – 2013. – V. 11. – P. 377–383.
13. Hosseinzadeh H. Antidepressant effect of Crocus sativus stigma extracts and their constituents, crocin and safranal, in mice / H. Hosseinzadeh, G. Karimi, M. Niapoor // Acta Hortic. – 2004. – V. 650. – P. 435–445.
14. Lopresti A.L. Affron, a standardized extract from saffron (Crocus sativus) for treatment of youth anxiety and depressive symptoms: a randomized, double-blind, placebo-controlled study,” Journal of Affective Disorders. Published online February 26, 2018.
15. Mazidi M. A double-blind, randomized and placebo-controlled trial of saffron (Crocus sativus ) in the treatment of anxiety and depression. / M.Mazidi M. //  J. Complement Integr. Med. – 2016. – V.13. – P. 195-199.
16. Srivastava R. Crocus sativus L.: a comprehensive review / R. Srivastava, H. Ahmed, R.K. Dixit and others // Pharmacogn Rev. – 2010. – V. 4. – P. 200–208.