BioScience Blog – Научный Биологический блог

В связи с усилением действия неблагоприятных факторов, индуцирующих окислительный стресс, возрастает потребность в источниках антиоксидантов растительного происхождения [1]. Бактерии Escherichia coli могут быть использованы как относительно простые тест-системы для оценки in vivo антиоксидантной активности (АОА) экстрактов растений. Сопоставление результатов оценки АОА растений vitroin vivo и in vitro позволяет выявить группы растений с высокой и низкой АОА, тем самым существенно сузить круг потенциальных источников антиоксидантов, а также получить представление о механизмах их антиоксидантного действия.

Целью работы явилась оценка АОА водно-спиртовых экстрактов растений Западной Сибири с использованием микробных тест-систем. Водно-спиртовые экстракты 22 растений были предоставлены сотрудниками лаборатории фитохимии Центрального сибирского ботанического сада СО РАН. Используя химические методы оценки АОА, определяли радикал-связывающую активность экстрактов c DPPH [2], металл-хелатирующую активность с феррозином [3] и содержание общих полифенолов [4]. Радикал-связывающая активность испытуемых экстрактов варьировала в широком диапазоне от 2,2 до 56 %. Хелатирующая активность также изменялась в пределах от 5,8 до 52%. Содержание полифенолов изменялось от 45,2 до 125,2 мг экв. галловой кислоты/г сух. веса.

АОА экстрактов in vivo оценивалась как защитный эффект на скорость роста клеток Escherichia coli MN111 при воздействии 2 мМ H2O2 в течение 30 мин после предобработки экстрактами. Слабое защитное действие (менее чем в 1,5 раза по сравнению с контролем) оказывали ягодная яблоня, орляк обыкновенный, сныть обыкновенная, кизильник черноплодный, ракитник русский, жимолость алтайская, осока большехвостая; умеренное защитное действие (в 1,5-2,5 раза) – вероника Крылова, ирга обыкновенная, сирень обыкновенная, мятлик приземистый,

ива белая, калина Гордовина, карагана древовидная, сибирка алтайская. Сильное защитное действие (более чем в 2,5 раза) оказывали щавель конский, миндаль степной, клен ясенелистный, спирея иволистная, барбарис сибирский, бузина сибирская. C учетом опытов in vivo и in vitro, в наших условиях наибольшую АОА проявили щавель конский, клен ясенелистный, миндаль степной, наименьшую — осока большехвостая и карагана древовидная.

Показано также, что испытуемые экстракты оказывали индуцирующее действие на экспрессию антиоксидантного гена katG, который кодирует каталазу HPI, отвечающую за деструкцию перекиси водорода в клетках E. coli.

В целом, полученные результаты свидетельствуют о том, что АОА экстрактов испытуемых растений может быть обусловлена не только прямым ингибированием активных форм кислорода, но также и посредством индукции антиоксидантных систем клетки.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ-Урал № 07-04-960030, гранта Президиума УрО РАН по программе интеграционных исследований с СО РАН и гранта Президиума УрО РАН для молодых ученых (2009 г.).

Литература

1.                                        Halliwell B. et al. Health promotion by flavonoids, tocopherols, tocotrienols, and other phenols: direct or indirect effects? Antioxidant or not? //Am. J. Clin. Nutr. – 2005. – V. 81. – P. 268S-276S.

2.                                          Shyur L.-F. et al. Antioxidant properties of extracts from medicinal plants popularly used in Taiwan // Int. J. Appl. Sci. Eng. – 2005. – V. 3. – P. 195-202.

3.                                        Kim H.-J. et al. Evaluation of antioxidant activity of vetiver (Vetiveria zizanioides
L.) oil and identification of its antioxidant constituents // J. Agric. Food Chemistry. – 2005. – V. 53. – P. 7691-7695.

4.                                        Wu L.-C. et al. Antioxidant and antiproliferative activities of red pitaya // Food Chem. – 2006. – V. 95. – P. 319-327.