Нейротропные и иммуномодулирующие свойства инновационной композиции биофлавоноидов
- Авторы: Гольдина И.А.1, Маркова Е.В.1, Савкин И.В.1, Аникеева О.С.1, Серенко Е.В.1, Смык А.В.1, Шушпанова Т.В.2, Княжева М.А.1
-
Учреждения:
- Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии
- Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
- Выпуск: Том 22, № 4 (2024)
- Страницы: 361-376
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://journals.rcsi.science/RCF/article/view/283520
- DOI: https://doi.org/10.17816/RCF633855
- ID: 283520
Цитировать
Аннотация
Актуальность. Флавоноиды, класс растительных полифенолов, обладают широким спектром биологических свойств — нейро- и иммунотропных, антиоксидантных, противовоспалительных, эпигеном-модулирующих, — вовлеченных в механизмы коррекции при различных патологических процессах, в том числе заболеваниях нервной системы. Алкоголизм — глобальная социальная, медицинская и экономическая проблема современного общества. Длительное воздействие этанола оказывает прямое и опосредованное продуктами его метаболизма токсическое воздействие на организм человека, негативно влияя на функции основных адаптационных систем — нервной и иммунной. Способность биофлавоноидов к коррекции патологических нарушений при широком спектре хронических заболеваний с нейроиммунными механизмами патогенеза путем взаимодействия со специфическими рецепторами на поверхности клеток может обеспечить позитивный терапевтический эффект при алкоголизме.
Цель — оценка нейротропных и иммуномодулирующих свойств инновационной композиции биофлавоноидов на основе куркумина при длительном употреблении этанола.
Материалы и методы. Содержание биофлавоноидов в композиции измеряли в водно-органических экстрактах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Длительно алкоголизированным мышам-самцам (CBA×C57Bl/6)F1, которые получали 10 % раствор этанола в качестве единственного источника жидкости на протяжении 6 мес., вводили композицию биофлавоноидов в течение 30 дней. Затем оценивали алкогольную мотивацию по потреблению 10 % раствора этанола в условиях свободного выбора с водой, а также параметры поведения в тесте «открытое поле», содержание цитокинов в структурах мозга (префронтальной коре, гипоталамусе, гиппокампе, стриатуме) методом иммуноферментного анализа, интенсивность клеточного (по выраженности реакции гиперчувствительности замедленного типа) и гуморального иммунного ответа (по относительному числу антителообразующих клеток селезенки).
Результаты. Было определено количественное содержание биофлавоноидов в композиции — куркумина, пиперина, изофлавоноидов сои, эпигаллокатехин-3-галлата, тритерпеновых сапонинов и β-каротина. Показано, что прием данной композиции на фоне длительного употребления этанола оказывал позитивный эффект, выражающийся в редактировании характерного для алкоголизма поведенческого фенотипа (снижении алкогольной мотивации, стимуляции локомоторной и исследовательской активности) на фоне снижения уровней ряда провоспалительных цитокинов в структурах мозга, наиболее выраженного в гиппокампе. После курсового приема композиции показана также стимуляция гуморального и клеточного иммунного ответа.
Выводы. Полученные данные позволяют рассматривать возможность применения инновационной композиции биофлавоноидов в качестве дополнительного иммуномодулирующего и нейротропного средства в терапии хронического алкоголизма.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Ирина Александровна Гольдина
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии
Автор, ответственный за переписку.
Email: igoldina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8246-9552
SPIN-код: 7537-8927
Россия, 630099, Новосибирск, ул. Ядринцевская, д. 14
Евгения Валерьевна Маркова
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии
Email: evgeniya_markova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9746-3751
SPIN-код: 8439-7310
д-р мед. наук
Россия, 630099, Новосибирск, ул. Ядринцевская, д. 14Иван Владимирович Савкин
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии
Email: i.v.savkin2020@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1065-9234
SPIN-код: 8344-4247
Россия, 630099, Новосибирск, ул. Ядринцевская, д. 14
Ольга Сергеевна Аникеева
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии
Email: osa7.7@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-0421-7150
SPIN-код: 3490-2527
канд. мед. наук
Россия, 630099, Новосибирск, ул. Ядринцевская, д. 14Евгений Владимирович Серенко
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии
Email: serenko.evgeniy@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7807-3603
SPIN-код: 3197-7109
Россия, 630099, Новосибирск, ул. Ядринцевская, д. 14
Анна Владимировна Смык
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии
Email: anna-v-smyk@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-5582-6305
SPIN-код: 8582-0040
Россия, 630099, Новосибирск, ул. Ядринцевская, д. 14
Тамара Владимировна Шушпанова
Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
Email: shush59@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9455-0358
SPIN-код: 9158-9235
канд. мед. наук
Россия, ТомскМария Александровна Княжева
Научно-исследовательский институт фундаментальной и клинической иммунологии
Email: lira357knyazheva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-2537-8232
SPIN-код: 8913-3798
канд. биол. наук
Россия, 14 Yadrintsevskaya st., Novosibirsk, 630099Список литературы
- Jett JD, Kordas G, Parent S, et al. Assessing clinically significant cognitive impairment using the nih toolbox in individuals with co-occurring serious mental illness and alcohol use disorder. J Addict Med. 2023;17(3):305–311. doi: 10.1097/ADM.0000000000001105
- Grant BF, Chou SP, Saha TD, et al. Prevalence of 12-month alcohol use, high-risk drinking, and DSM–IV alcohol use disorder in the United States, 2001–2002 to 2012–2013: results from the national epidemiologic survey on alcohol and related conditions. JAMA Psychiatry. 2017;74(9):911–923. doi: 10.1001/jamapsychiatry.2017.2161
- Bell RL, Hauser SR, McClintick J, et al. Ethanol-associated changes in glutamate reward neurocircuitry: a minireview of clinical and preclinical genetic findings. Prog Mol Biol Transl Sci. 2016;137:41–85. doi: 10.1016/bs.pmbts.2015.10.018
- Abrahao KP, Salinas AG, Lovinger DM. Alcohol and the brain: neuronal molecular targets, synapses, and circuits. Neuron. 2017;96(6):1223–1238. doi: 10.1016/j.neuron.2017.10.032
- Ayrapetov MI, Eresko SO, Shamaeva SA, et al. Prolonged alcohol consumption influences microrna expression in the nucleus accumbens of the rat brain. Biomedical Chemistry. 2023;69(4):235–239. EDN: YSAZTO doi: 10.18097/PBMC20236904235
- Motaghinejad M, Motevalian M, Fatima S, et al. Curcumin confers neuroprotection against alcohol-induced hippocampal neurodegeneration via CREB-BDNF pathway in rats. Biomed Pharmacother. 2017;87:721–740. doi: 10.1016/j.biopha.2016.12.020
- Crews FT, Vetreno RP. Mechanisms of neuroimmune gene induction in alcoholism. Psychopharmacology (Berl). 2016;233(9): 1543–1557. doi: 10.1007/s00213-015-3906-1
- Blednov YA, Benavidez JM, Black M, et al. Role of interleukin-1 receptor signaling in the behavioral effects of ethanol and benzodiazepines. Neuropharmacology. 2015;95:309–320. doi: 10.1016/j.neuropharm.2015.03.015
- Pascual M, Baliño P, Alfonso-Loeches S, et al. Impact of TLR4 on behavioral and cognitive dysfunctions associated with alcohol-induced neuroinflammatory damage. Brain Behav Immun. 2011;25(Sl): S80–S91. doi: 10.1016/j.bbi.2011.02.012
- Nunes PT, Kipp BT, Reitz NL, Savage LM. Aging with alcohol-related brain damage: Critical brain circuits associated with cognitive dysfunction. Int Rev Neurobiol. 2019;148:101–168. doi: 10.1016/bs.irn.2019.09.002
- Zahr NM, Pfefferbaum A. Alcohol’s effects on the brain: neuroimaging results in humans and animal models. Alcohol Res. 2017;38(2):183–206.
- Zhang J., He Sh., Zhou W., Yuan B. Ethanol induces oxidative stress and apoptosis in human umbilical vein endothelial cells. Int J Clin Exp Med. 2016;9(2):4125–4130.
- Erickson EK, Grantham EK, Warden AS, Harris RA. Neuroimmune signaling in alcohol use disorder. Pharmacol Biochem Behav. 2019;177:34–60. doi: 10.1016/j.pbb.2018.12.007
- Sureshchandra S, Raus A, Jankeel A, et al. Dose-dependent effects of chronic alcohol drinking on peripheral immune responses. Sci Rep. 2019;9(1):7847. doi: 10.1038/s41598-019-44302-3
- Appay V, Sauce D. Immune activation and inflammation in HIV-1 infection: causes and consequences. J Pathol. 2008;214(2):231–241. doi: 10.1002/path.2276
- Ciabattini A, Pettini E, Andersen P, et al. Primary activation of antigen-specific naive CD4+ and CD8+ T cells following intranasal vaccination with recombinant bacteria. Infect Immun. 2008;76(12): 5817–5825. doi: 10.1128/IAI.00793-08
- Shi X, DeLucia AL, Bao J, Zhang P. Alcohol abuse and disorder of granulopoiesis. Pharmacol Ther. 2019;198:206–219. doi: 10.1016/j.pharmthera.2019.03.001
- Romeo HE, Tio DL, Taylor AN. Effects of glossopharyngeal nerve transection on central and peripheral cytokines and serum corticosterone induced by localized inflammation. J Neuroimmunol. 2003;136(1–2):104–111. doi: 10.1016/s0165–5728(03)00033-x
- Nevidimova TI, Vetlugina TP, Batukhtina EI, et al. Features of cytokine production in addiction. Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fundamentalnykh issledovanii. 2015;1(1):49–51. (In Russ.) EDN: TDWOUL
- Carlson ER, Guerin SP, Nixon K, Fonken LK. The neuroimmune system — Where aging and excess alcohol intersect. Alcohol. 2023;107:153–167. doi: 10.1016/j.alcohol.2022.08.009
- Doremus-Fitzwater TL, Deak T. Adolescent neuroimmune function and its interaction with alcohol. Int Rev Neurobiol. 2022;161: 167–208. doi: 10.1016/bs.irn.2021.08.006
- Davinelli S, Medoro A, Ali S, et al. Dietary flavonoids and adult neurogenesis: potential implications for brain aging. Curr Neuropharmacol. 2023;21(3):651–668. doi: 10.2174/1570159X21666221031103909
- Yi YS. Regulatory roles of flavonoids in caspase-11 non-canonical inflammasome-mediated inflammatory responses and diseases. Int J Mol Sci. 2023;24(12):10402. doi: 10.3390/ijms241210402
- Markova EV, Goldina IA, Savkin IV. Bioflavonoids in neuroimmune pathology: mechanisms of action and therapeutic effects. Krasnoyarsk: Research and Innovation Center; 2019. 158 p. (In Russ.) EDN: YBNNZM doi: 10.12731/978-5-907208-15-5
- Goldina IA, Markova EV, Goldin BG, et al. Protective properties of turmeric extract in ethanol-induced behavioral disorders. Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2017;13(1):131–135. EDN: YPYFXX
- Markova EV, Goldina IA, Goldin BG, et al. Turmeric extract in correction of nervous and immune systems functional activity parameters in experimental alcoholism. Medical Academic Journal. 2019;19(S):215–217. EDN: GCRYLB doi: 10.17816/MAJ191S1215–217
- Goldina IA, Markova EV, Savkin IV. Bioflavonoids efficiency in experimental alcoholism. Russian Immunological Journal. 2019;13(2): 212–214. EDN: ETMXJC doi: 10.31857/S102872210006461-2
- Patent RU No. 2654868/23.05.2024. Gaidul KV, Kornilov SI. Nutraceutical composition [cited: 2024 Oct 29] Available from: https://patents.google.com/patent/RU2654868C1/ru (In Russ.)
- Cheong WJ, Park MH, Kang GW. Determination of catechin compounds in Korean green tea infusions under various extraction conditions by high performance liquid chromatography. Bulletin of the Korean Chemical Society. 2005;26(5):747–754. doi: 10.5012/bkcs.2005.26.5.747
- Fedorova YS, Kulpin PV, Suslov NI. Study of the cardioprotective properties of biologically active substances Hedysarum alpinum L. Bulletin of science and education. 2018;(16–1):85–91. (In Russ.) EDN: PJISBX
- Ermakov AI, Arasimovich VV, Yarosh NP, et al. Methods of biochemical study of plants. Leningrad: Agropromizdat; 1987. 430 p. (In Russ.)
- Pavlova AB, Chirkina TF, Zolotareva AM. Biologically active food additive based on the woody greens of sea buckthorn. Chemistry of Plant Raw Material. 2001;(4):73–76. (In Russ.) EDN: HWIMCD
- Markova EV. Immunocompetent cells and regulation of behavioral reactions in norm and pathology. Krasnoyarsk: Research and Innovation Center. 2021. 184 p. (In Russ.) EDN: QMDWXP doi: 10.12731/978-5-907208-67-4
- Markova EV, Savkin IV, Kniazheva MA, Shushpanova TV. Anticonvulsant with immunomodulating properties in alcoholism therapy: experimental study. Siberian Herald of Psychiatry and Addiction Psychiatry. 2020;(1):14–22. EDN: IGJPCT doi: 10.26617/1810-3111-2020-1(106)-14-22
- Yoshikai Y, Miake S, Matsumoto T. Effect of stimulation and blockade of mononuclear phagocyte system on the delayed footpad reaction to SRBC in mice. Immunology. 1979;38(3):577–583.
- Kelley KW, Dantzer R. Alcoholism and inflammation: neuroimmunology of behavioral and mood disorders. Brain Behav Immun. 2011;25(Suppl 1):S13–S20. doi: 10.1016/j.bbi.2010.12.013
- Airapetov MI, Eresko SO, Bychkov ER, et al. Expression of Toll-like receptors in emotiogenic structures of rat brain is changed under longterm alcohol consumption and ethanol withdrawal. Medical Immunology (Russia). 2020;22(1):77–86. EDN: XDISIK doi: 10.15789/1563–0625-EOT-1836
- Pérez-Reytor D, Karahanian E. Alcohol use disorder, neuroinflammation, and intake of dietary fibers: a new approach for treatment. Am J Drug Alcohol Abuse. 2023;49(3):283–289. doi: 10.1080/00952990.2022.2114005
- Wang H, Zhao T, Liu Z, et al. The neuromodulatory effects of flavonoids and gut Microbiota through the gut-brain axis. Front Cell Infect Microbiol. 2023;13:1197646. doi: 10.3389/fcimb.2023.1197646
- Gazatova ND, Yurova KA, Gavrilov DV, et al. Features of cellular immunity and regeneration in alcoholic hepatic fibrosis. Bulletin of Siberian Medicine. 2019;18(1):175–189. EDN: ZHBGKD doi: 10.20538/1682-0363-2019-1-175-189
- Moukham H, Lambiase A, Barone GD, et al. Exploiting natural niches with neuroprotective properties: a comprehensive review. Nutrients. 2024;16(9):1298. doi: 10.3390/nu16091298
- Lamanna-Rama N, Romero-Miguel D, Desco M, Soto-Montenegro ML. An update on the exploratory use of curcumin in neuropsychiatric disorders. Antioxidants (Basel). 2022;11(2):353. doi: 10.3390/antiox11020353
- Sohn SI, Priya A, Balasubramaniam B, et al. Biomedical applications and bioavailability of curcumin-an updated overview. Pharmaceutics. 2021;13(12):2102. doi: 10.3390/pharmaceutics13122102
- Esmaealzadeh N, Miri MS, Mavaddat H, et al. The regulating effect of curcumin on NF-κB pathway in neurodegenerative diseases: a review of the underlying mechanisms. Inflammopharmacology. 2024;32(4):2125–2151. doi: 10.1007/s10787-024-01492-1
- Zhou H, Beevers CS, Huang S. The targets of curcumin. Curr Drug Targets. 2011;12(3):332–347. doi: 10.2174/138945011794815356
- Zhou J, Wu N, Lin L. Curcumin suppresses apoptosis and inflammation in hypoxia/reperfusion-exposed neurons via wnt signaling pathway. Med Sci Monit. 2020;26:e920445. doi: 10.12659/MSM.920445
- Reddy PH, Manczak M, Yin X, et al. Protective effects of Indian Spice curcumin against amyloid-β in Alzheimer’s disease. J Alzheimers Dis. 2018;61(3):843–866. doi: 10.3233/JAD-170512
- Hu S, Maiti P, Ma Q, et al. Clinical development of curcumin in neurodegenerative disease. Expert Rev Neurother. 2015;15(6): 629–637. doi: 10.1586/14737175.2015.1044981
- He HJ, Xiong X, Zhou S, et al. Neuroprotective effects of curcumin via autophagy induction in 6-hydroxydopamine Parkinson’s models. Neurochem Int. 2022;155:105297. doi: 10.1016/j.neuint.2022.105297
- Sanmukhani J, Anovadiya A, Tripathi CB. Evaluation of antidepressant like activity of curcumin and its combination with fluoxetine and imipramine: an acute and chronic study. Acta Pol Pharm. 2011;68(5):769–775.
- Kaufmann FN, Gazal M, Bastos CR, et al. Curcumin in depressive disorders: An overview of potential mechanisms, preclinical and clinical findings. Eur J Pharmacol. 2016;784:192–198. doi: 10.1016/j.ejphar.2016.05.026
- Bava SV, Puliyappadamba VT, Deepti A, et al. Sensitization of taxol-induced apoptosis by curcumin involves down-regulation of nuclear factor-kappaB and the serine/threonine kinase Akt and is independent of tubulin polymerization J Biol Chem. 2005;280(8): 6301–6308. doi: 10.1074/jbc.M410647200
- Franco-Robles E, Campos-Cervantes A, Murillo-Ortiz BO, et al. Effects of curcumin on brain-derived neurotrophic factor levels and oxidative damage in obesity and diabetes. Appl Physiol Nutr Metab. 2014;39(2):211–218. doi: 10.1139/apnm-2013-0133
- Fusar-Poli L, Vozza L, Gabbiadini A, et al. Curcumin for depression: a meta-analysis. Crit Rev Food Sci Nutr. 2020;60(15): 2643–2653. doi: 10.1080/10408398.2019.1653260
- Bao S, Zhang Y, Ye J, et al. Self-assembled micelles enhance the oral delivery of curcumin for the management of alcohol-induced tissue injury. Pharm Dev Technol. 2021;26(8):880–889. doi: 10.1080/10837450.2021.1950185
- Kim MA, Kim MJ. Isoflavone profiles and antioxidant properties in different parts of soybean sprout. J Food Sci. 2020;85(3): 689–695. doi: 10.1111/1750-3841.15058
- Danesi F, Philpott M, Huebner C, et al. Food-derived bioactives as potential regulators of the IL-12/IL-23 pathway implicated in inflammatory bowel diseases. Mutat Res. 2010;690(1–2):139–144. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2010.01.001
- Juang YP, Liang PH. Biological and pharmacological effects of synthetic saponins. Molecules. 2020;25(21):4974. doi: 10.3390/molecules25214974
- Milani A, Basirnejad M, Shahbazi S, Bolhassani A. Carotenoids: biochemistry, pharmacology and treatment. Br J Pharmacol. 2017;174(11):1290–1324. doi: 10.1111/bph.13625
