Действие на пролиферативную активность фибробластов . Добавление эфирного масла монарды в дозе 2,5 мкг/мл в культуру фибробластов легкого человека сопровождалось увеличением синтеза ДНК — возрастало включение 3Н-тимидина в клетки (стимуляция включения в 4,9—5,1 раза). Добавление эфирного масла базилика (2,5 мкг/мл) сопровождалось стимуляцией включения радиоактивной метки в 7,3 раза. Иначе говоря, монарда и базилик проявляют способность значительно стимулировать синтез ДНК и пролиферацию в культуре фибробластов.
Таким образом, установлено, что эфирные масла активно влияют на культуры соматических клеток: проницаемость мембран, функциональную активность иммунокомпетентных клеток, пролиферативные реакции. Выраженность этих свойств у различных эфирных масел значительно различается. В высоких концентрациях (более 50 мкг/мл) они обладают преимущественно ингибирующим действием на состояние клеток и их функциональную активность, концентрации ниже 25 нг/мл оказывают уже стимулирующее действие. Особенно эффективны в этом отношении низкие концентрации монарды (250—500 нг/мл), обладающие наиболее высокой стимулирующей активностью в испытанных культурах. На втором месте по эффективности стоит базилик.
Переносить свойства ЭМ, выявленных в опытах in vitro, в условия целостного организма вряд ли возможно. Однако такого рода эксперименты позволяют выявлять наиболее активные масла и направленность их действия.
Свободнорадикальное окисление липидов. РАВ являются антиоксидантами, которые препятствуют накоплению в организме свободных радикалов и противодействуют их неблагоприятному влиянию на организм человека. Полученные в нашей лаборатории данные свидетельствуют о том, что РАВ как in vitro, так и in vivo проявляют высокую антиоксидантную активность и по эффекту действия не уступают такому известному антиоксиданту, как бетаионол.
РАВ способны защищать наследственный аппарат клетки от свободных радикалов, которые могут разрушать клетки, нуклеиновые кислоты, мембраны клеток. Они защищают наследственный аппарат клетки от воздействия на него мутагенов, активно влияя на синтез ДНК, чем способствуют ее регенерации при повреждении [Абрамова Ж.И. и др., 1985].
Перекисное окисление липидов — универсальный процесс; он постоянно протекает в каждой клетке и в мембранных структурах. В тканях организма постоянно образуются свободные радикалы и перекисные соединения, которые участвуют в биохимических реакциях. Активация ПОЛ сопровождается повреждением белков, липидов, биомембран, инактивированием ферментов внутриклеточных органелл, вследствие чего нарушаются обменные процессы и физиологические функции в клетках, тканях, в целом организме, что в свою очередь может способствовать развитию патологических состояний. Цепной каскадный характер ПОЛ многократно усиливает первичное повреждающее действие. Продукты ПОЛ являются универсальными клеточными и субклеточными ядами.
Свободные радикалы (СР) — это обрывки молекул, имеющие неспаренный электрон. Их образование происходит при участии кислорода. Свободные радикалы могут вызывать цепные реакции, нарушать метаболические процессы и повреждать различные биоструктуры: белки, ДНК, нуклеиновые кислоты, т.е. повреждать генетический аппарат клетки.
В настоящее время накоплен материал, доказывающий большую роль радикалов в жизненно важных процессах. Общепризнано участие радикалов и среди них особенно активных форм кислорода в развитии старения, опухолей, воспалительных процессов, ИБС, атеросклероза, и это далеко не полный перечень.
Антиокислительная система (АОС) регулирует уровень свободнорадикальных реакций окисления, препятствуя накоплению токсичных продуктов окисления. В ее состав входят ферменты и природные антиоксиданты, встроенные в структуру мембран, тормозящие процессы ПОЛ и уменьшающие доступ кислорода к липидам. На функционирование АОС оказывают влияние экологические, сезонные, климатические и другие факторы. При чрезмерных окислительных свободнорадикальных реакциях АОС может истощиться. Эта система поддерживает на постоянном уровне процессы свободнорадикального окисления. Избыточное СРО и истощение АОС сопровождается накоплением продуктов ПОЛ, оказывающих отрицательное действие на различные биосубстраты. В подобных случаях возникает необходимость введения в организм природных антиоксидантов [Абрамова Ж.И., 1967; Калмыкова В.И., 1978]. Антиоксиданты — антиокислительные вещества, выполняющие в организме роль универсальных регуляторов и стабилизаторов окислительного гомеостаза; они связывают и обезжиривают свободные радикалы, регулируют и поддерживают низкий уровень свободнорадикальных процессов. Антиоксиданты обладают широким спектром физиологического действия, способностью изменять активность регулирующих систем организма. Антиоксиданты участвуют в формировании структурных элементов клетки. К антиоксидантам относятся витамины Е, А, К, С, В6, Р и другие природные вещества [БарабойВ.А., 1976,1984].
Рис. 4. Влияние РАВ на показатели перекисного окисления липидов и концентрацию кислорода в тканях животных, длительно содержащихся в гермообъемах с разным составом газовых сред.
1 — показатели перекисного окисления липидов (ед/мл); 2 — показатели хемолюминесценции; 3 — концентрация кислорода в тканях (нг/атом/мл); а — естественная атмосфера; б — искусственная атмосфера; в — биогенезированная атмосфера.
Антиоксиданты вводят не только с целью снижения концентрации окислительных свободных радикалов за счет их связывания, но и для мобилизации резерва АОС.
Нами исследовано влияние РАВ на перекисное окисление липидов крыс (линии Wistar), находящихся в течение 3 мес в различных газовых средах. Установлена выраженная связь ПОЛ с РАВ. Так, в ЕА показатели ПОЛ равнялись 0,92 ед/мл; ИА — 0,4 ед/мл; БИА — 1,4 ед/мл; показатели хемилюминесценции сыворотки крови — соответственно 381; 442 и 310 (рис. 4).
Таким образом, у животных в ИА наблюдались достоверные изменения ПОЛ. В БИА процессы ПОЛ нормализовались, приближаясь к показателям, зарегистрированным в ЕА.
АТФ в эритроцитах. Первичным источником энергии в организме животных и человека является химическая энергия пищевых веществ: белков, жиров, углеводов, выделяющаяся при их окислении. Первичным источником энергии для растений служат лучи солнца, энергия которых накапливается в процессе фотосинтеза. Эта энергия поступает человеку через растительную пищу. Энергию, поступающую от сжигания питательных веществ (дыхания) или в процессе фотосинтеза, клетки запасают в АТФ. Клетка благодаря АТФ может накапливать большое количество энергии и расходовать ее по мере необходимости: на синтез молекул белков, жиров, углеводов, на деление клеток, сокращение мышц, на перенос ионов натрия и калия через мембраны и др. Все эти процессы потребляют энергию, аккумулированную в АТФ. При необходимости под влиянием АТФазы — фермента, который содержится в мембранах всех организмов, одна фосфатная группа отщепляется от АТФ, и образуется АДФ.
Освобождающаяся энергия используется клетками для совершения различных работ. Когда молекула АДФ вновь заряжается энергией, она превращается в АТФ—клеточный аккумулятор, хранитель энергии.
Макроэнергетические соединения могут накапливаться не только в виде АТФ, но и в виде креатинфосфата [Сойфер В.Н., 1975].
Таким образом, АТФ является основным источником энергии, аккумулированной в клетках организма.
Исследовано влияние РАВ на содержание АТФ в эритроцитах крыс линии Wistar, находящихся в различных газовых средах. Установлена четкая зависимость содержания АТФ от РАВ. Так, в ЕА АТФ была на уровне 30,1 мкг/мл. В ИА содержание АТФ снизилось до 23,8 мкг/мл.
У крыс в БИА уровень АТФ превысил норму и составил 34,2 мкг/мл.
Иначе говоря, РАВ способствуют восстановлению аккумуляции энергии АТФ в клетках до нормы.
Свободная энергия в эритроцитах. В организме постоянно протекают процессы обмена веществ, сопровождающиеся выделением энергии, которая используется для синтеза белков и нуклеиновых кислот, липидов, углеводов. Энергия необходима клеткам для совершения работы, выделения продуктов обмена и т.д. Если химический процесс протекает за счет энергии извне (эндотермически), он обозначается знаком «плюс» (+), если процесс сопровождается выделением тепла (экзотермически), такая реакция обозначается знаком «минус» (-).
Мы в течение 3 мес исследовали характер изменения свободной энергии в эритроцитах 3 групп крыс, находящихся в различных газовых средах: ЕА, ИА, БИА.
Рис. 5. Интегральные показатели биоэнергетики клеток крови крыс, содержащихся в условиях различных газовых сред.
а — естественная атмосфера; б — зависимость показателей биоэнергетики клеток крови животных, содержащихся в искусственной атмосфере, по отношению к клеткам крови животных, находящихся в естественной атмосфере; в — зависимость показателей биоэнергетики клеток крови у животных, содержащихся в искусственной, но биогенезированной атмосфере, по отношению к клеткам животных, находящихся в естественной атмосфере.
Исследования, проведенные на мониторе биологической активности ЛКТБ 2277 фирмы «LKB—Producted AB Stockholm» (Sweden), показали зависимость биоэнергетики эритроцитов от РАВ.