Влияние бета-D-глюкана на выживаемость и гемопоэтические показатели мышей после воздействия рентгеновского излучения
- Авторы: Мурзина Е.В.1, Софронов Г.А.1,2, Симбирцев А.С.2, Аксенова Н.В.1, Загородников Г.Г.1, Веселова О.М.1, Жирнова Н.А.1, Дмитриева Е.В.1, Климов Н.А.2, Воробейчиков Е.В.3,4
-
Учреждения:
- Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
- Институт экспериментальной медицины
- Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
- Научно-производственная фирма «БИОС»
- Выпуск: Том 23, № 1 (2023)
- Страницы: 53-66
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://journals.rcsi.science/MAJ/article/view/134196
- DOI: https://doi.org/10.17816/MAJ114742
- ID: 134196
Цитировать
Аннотация
Обоснование. Актуальность работы определяется высокой потребностью в эффективных препаратах, снижающих побочные эффекты воздействия ионизирующих излучений на людей в экстремальной, военной, морской, космической медицине, на объектах атомно-энергетического комплекса, в гематологии и онкологии.
Цель — оценка противолучевой эффективности бета-D-глюкана из гриба Pleurotus ostreatus (вешенки обыкновенной) в условиях общего внешнего облучения мышей по показателям их выживаемости и гемопоэза.
Материалы и методы. Исследование проведено с использованием модели костномозговой формы острого радиационного синдрома у мышей, вызванного воздействием рентгеновского излучения в сублетальных и летальных дозах. Содержащий бета-D-глюкан экстракт вводили животным внутрижелудочно в дозе 500 мг/кг. Параметры 30-суточной выживаемости облученных мышей анализировали по методу Каплана – Мейера. Величину радиомодифицирующего эффекта оценивали путем расчета фактора изменения дозы, состояние гемопоэза после облучения — по тесту эндогенного колониеобразования и изменению показателей периферической крови. Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета прикладных программ Statistica 8.0.
Результаты. Показана противолучевая эффективность бета-D-глюкана после перорального введения: при использовании препарата по профилактической схеме (за 0,5 ч до облучения) фактор изменения дозы составил 1,16, по терапевтическим схемам (через 1 или 2 ч) — 1,06, при этом отмечено снижение вызванной рентгеновским излучением потери массы тела у летально облученных животных и более быстрое ее восстановление. Однократное пероральное применение бета-D-глюкана в дозе 500 мг/кг стимулировало рост селезеночных эндогенных колониеобразующих единиц у мышей на 9-е сутки после общего облучения в дозах 7 и 7,8 Гр, способствовало снижению тяжести лейкопении и тромбоцитопении у облученных мышей. Противолучевое действие бета-D-глюкана ассоциировалось с повышением жизнеспособности стволовых клеток костного мозга и более быстрым восстановлением гемопоэза.
Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о возможности применения бета-D-глюкана из P. ostreatus как в профилактической схеме в целях повышения радиорезистентности организма, так и в качестве средства ранней терапии костномозговой формы острой лучевой болезни.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Елена Викторовна Мурзина
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: elenmurzina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7052-3665
SPIN-код: 5188-0797
канд. биол. наук, старший научный сотрудник научно-исследовательского отдела (экспериментальной медицины) научно-исследовательского центра
Россия, Санкт-ПетербургГенрих Александрович Софронов
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова; Институт экспериментальной медицины
Автор, ответственный за переписку.
Email: gasofronov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8587-1328
SPIN-код: 7334-4881
Scopus Author ID: 7003953555
ResearcherId: G-4791-2015
д-р мед. наук, профессор, академик РАН, начальник научно-исследовательской лаборатории (лекарственной и экологической токсикологии) научно-исследовательского отдела (экспериментальной медицины) научно-исследовательского центра; научный руководитель института
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-ПетербургАндрей Семенович Симбирцев
Институт экспериментальной медицины
Email: simbas@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8228-4240
SPIN-код: 2064-7584
Scopus Author ID: 7003758888
ResearcherId: K-5061-2014
д-р мед. наук, профессор, чл.-корр. РАН, главный научный сотрудник отдела общей патологии и патологической физиологии
Россия, Санкт-ПетербургНаталия Владимировна Аксенова
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: nataaks@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5645-7072
SPIN-код: 6821-6887
канд. мед. наук, врач-статистик научно-исследовательского отдела (Всеармейский медицинский регистр МО РФ) научно-исследовательского центра
Россия, Санкт-ПетербургГеннадий Геннадиевич Загородников
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: gen73zag@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4859-0519
SPIN-код: 4465-5572
д-р мед. наук, начальник научно-исследовательского отдела (Всеармейский медицинский регистр МО РФ) научно-исследовательского центра
Россия, Санкт-ПетербургОльга Михайловна Веселова
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: veselova28@mail.ru
SPIN-код: 4864-8391
научный сотрудник научно-исследовательского отдела (экспериментальной медицины) научно-исследовательского центра
Россия, Санкт-ПетербургНаталья Андреевна Жирнова
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: ji65@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9948-6260
SPIN-код: 8308-2139
ResearcherId: I-4804-2016
канд. биол. наук, научный сотрудник научно-исследовательского отдела (экспериментальной медицины) научно-исследовательского центра
Россия, Санкт-ПетербургЕлена Владимировна Дмитриева
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: ev.dmitrieva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6514-7837
SPIN-код: 6759-2407
младший научный сотрудник научно-исследовательского отдела (экспериментальной медицины) научно-исследовательского центра
Россия, Санкт-ПетербургНиколай Анатольевич Климов
Институт экспериментальной медицины
Email: nklimov@mail.ru
SPIN-код: 6093-7430
канд. мед. наук, ведущий научный сотрудник отдела общей патологии и патологической физиологии
Россия, Санкт-ПетербургЕвгений Владимирович Воробейчиков
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет); Научно-производственная фирма «БИОС»
Email: evorobeychikov@gmail.com
SPIN-код: 3756-7955
канд. мед. наук, старший научный сотрудник кафедры технологии микробиологического синтеза; заместитель генерального директора
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-ПетербургСписок литературы
- Obrador E., Rosario S., Villaescusa J.I. et al. Radioprotection and radiomitigation: from the bench to clinical practice // Biomedicines. 2020. Vol. 8, No. 11. P. 461. doi: 10.3390/biomedicines8110461
- Крюков Е.В., Чеховских Ю.С., Карамуллин М.А. и др. Возможности военно-медицинских организаций по оказанию специализированной медицинской помощи при чрезвычайных ситуациях радиационной природы // Вестник Российской военно-медицинской академии. 2021. Т. 23, № 1. С. 153–162. doi: 10.17816/brmma63632
- Башарин В.А., Карамуллин М.А., Зацепин В.В., Чеховских Ю.С. Актуальные вопросы совершенствования системы оказания медицинской помощи при острой радиационной патологии в Вооруженных Силах // Военно-медицинский журнал. 2016. Т. 337, № 11. С. 11–20.
- McBride W.H., Schaue D. Radiation-induced tissue damage and response // J. Pathol. 2020. Vol. 250, No. 5. P. 647–655. doi: 10.1002/path.5389
- Пономарева Т.В., Кальницкий С.А., Вишнякова Н.М. Медицинское облучение и средства фармакологической коррекции отдаленных последствий // Радиационная гигиена. 2008. Т. 1, № 1. С. 63–68.
- Ушаков И.Б. Космос. Радиация. Человек (Радиационный барьер в межпланетных полетах). Москва: Научная книга, 2021. 352 с.
- Liu Z., Lei X., Li X. et al. Toll-like receptors and radiation protection // Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci. 2018. Vol. 22, No. 1. P. 31–39. doi: 10.26355/eurrev_201801_14097
- Singh V.K., Seed T.M. Entolimod as a radiation countermeasure for acute radiation syndrome // Drug Discov. Today. 2021. Vol. 26, No. 1. P. 17–30. doi: 10.1016/j.drudis.2020.10.003
- Shivappa P., Bernhardt G.V. Natural radioprotectors on current and future perspectives: a mini-review // J. Pharm. Bioallied Sci. 2022. Vol. 14, No. 2. P. 57–71. doi: 10.4103/jpbs.jpbs_502_21
- Wang W., Xue C., Mao X. Radioprotective effects and mechanisms of animal, plant and microbial polysaccharides // Int. J. Biol. Macromol. 2020. Vol. 19, No. 153. P. 373–384. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.02.203
- Chugh R.M., Mittal P., Mp N. et al. Fungal mushrooms: a natural compound with therapeutic applications // Front. Pharmacol. 2022. Vol. 13. P. 925387. doi: 10.3389/fphar.2022.925387
- Venturella G., Ferraro V., Cirlincione F. et al. Medicinal mushrooms: bioactive compounds, use, and clinical trials // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22, No. 2. P. 634. doi: 10.3390/ijms22020634
- Novak M., Vetvicka V. Glucans as biological response modifiers // Endocr. Metab. Immune Disord. Drug Targets. 2009. Vol. 9, No. 1. P. 67–75. doi: 10.2174/187153009787582423
- Софронов Г.А., Мурзина Е.В., Аксенова Н.В. и др. Перспективы изучения бета-D-глюканов в качестве противолучевых средств // Известия Российской военно-медицинской академии. 2020. Т. 39, № S3–3. С. 193–198.
- Sharma A., Sharma A., Tripathi A. Biological activities of Pleurotus spp. polysaccharides: A review // J. Food Biochem. 2021. Vol. 45, No. 6. P. e13748. doi: 10.1111/jfbc.13748
- Hamad D., El-Sayed H., Ahmed W. et al. GC-MS analysis of potentially volatile compounds of Pleurotus ostreatus polar extract: in vitro antimicrobial, cytotoxic, immunomodulatory, and antioxidant activities // Front. Microbiol. 2022. Vol. 13. P. 834525. doi: 10.3389/fmicb.2022.834525
- Шнырева А.А., Шнырева А.В. Филогенетический анализ видов рода Pleurotus // Генетика. 2015. Т. 51, № 2. С. 177–187. doi: 10.7868/S0016675815020137
- Безрукова Е.В., Воробейчиков Е.В., Конусова В.Г. и др. Применение иммунопрепаратов для лечения острого вирусного назофарингита // Медицинская иммунология. 2021. Т. 23, № 5. С. 1153–1166. doi: 10.15789/1563-0625-EOI-2300
- Мурзина Е.В., Софронов Г.А., Симбирцев А.С. и др. Экспериментальная оценка влияния бета-D-глюкана на выживаемость мышей при радиационном воздействии // Медицинский академический журнал. 2020. Т. 20, № 2. С. 59–68. doi: 10.17816/MAJ34161
- Директива 2010/63/EU Европейского парламента и совета европейского союза по охране животных, используемых в научных целях. Санкт-Петербург, 2012. 48 с.
- Finney D.J. The median lethal dose and its estimation // Arch. Toxicol. 1985. Vol. 56, No. 4. P. 215–218. doi: 10.1007/BF00295156
- Till J.E., McCulloch E.A. A direct measurement of the radiation sensitivity of normal mouse bone marrow cells. 1961 // Radiat. Res. 2011. Vol. 175, No. 2. P. 145–149. doi: 10.1667/rrxx28.1
- Практикум по военной токсикологии, радиобиологии и медицинской защите: ч. 1. Военная радиобиология / под ред. Н.В. Бутомо, Г.А. Софронова. Санкт-Петербург, 1992. 110 с.
- Боровиков В.П. Популярное введение в современный анализ данных в системе Statistica: учебное пособие. Москва: Горячая линия–Телеком, 2013. 288 с.
- Dicks L., Ellinger S. Effect of the intake of oyster mushrooms (Pleurotus ostreatus) on cardiometabolic parameters – a systematic review of clinical trials // Nutrients. 2020. Vol. 12, No. 4. P. 1134. doi: 10.3390/nu12041134
- Груздев Г.П. Острый радиационный костномозговой синдром. Москва: Медицина, 1988. 144 с.
- Singh V.K., Seed T.M. Pharmacological management of ionizing radiation injuries: current and prospective agents and targeted organ systems // Expert Opin. Pharmacother. 2020. Vol. 21, No. 3. P. 317–337. doi: 10.1080/14656566.2019.1702968
- Dainiak N., Gent R.N., Zhanat C. et al. First global consensus for evidence-based management of the hematopoietic syndrome resulting from exposure to ionizing radiation // Disaster Med. Public Health Prep. 2011. Vol. 5, No. 3. P. 202–212. doi: 10.1001/dmp.2011.68
- Sima P., Vannucci L., Vetvicka V. Effects of glucan on bone marrow // Ann. Transl. Med. 2014. Vol. 2, No. 2. P. 18. doi: 10.3978/j.issn.2305-5839.2014.01.06
- Hofer M., Pospíšil M. Modulation of animal and human hematopoiesis by β-glucans: a review // Molecules. 2011. Vol. 16, No. 9. P. 7969–7979. doi: 10.3390/molecules16097969
- Pillai T.G., Devi P.U. Mushroom beta-glucan: potential candidate for post irradiation protection // Mutat. Res. 2013. Vol. 751, No. 2. P. 109–115. doi: 10.1016/j.mrgentox.2012.12.005
- Du J., Cheng Y., Dong S. et al. Zymosan-A protects the hematopoietic system from radiation-induced damage by targeting TLR2 signaling pathway // Cell Physiol. Biochem. 2017. Vol. 43, No. 2. P. 457–464. doi: 10.1159/000480472
- Liu F., Wang Z., Liu J., Li W. Radioprotective effect of orally administered beta-D-glucan derived from Saccharomyces cerevisiae // Int. J. Biol. Macromol. 2018. Vol. 115. P. 572–579. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2018.04.098
- Vetvicka V.C. [Beta]-Glucans as natural biological response modifiers. New York: Nova Science Publishers, 2013.
Дополнительные файлы
