Оценка антиоксидантного действия дигидрокверцетина у взрослых жителей Севера в условиях неблагоприятных воздействий среды обитания

Введение. Ханты-Мансийский автономный округ (ХМАО) расположен на севере Тюменской области и является приравненным к регионам Крайнего Севера – гипокомфортной зоны проживания для человека из-за неблагоприятных климатогеографических условий: продолжительного холодного периода года, существенных отличий в давлении, температуре, влагосодержании в воздухе, дефиците УФО, усиленном ветровом режиме, геомагнитных возмущениях и пр. [1][2]. Исследованиями доказано влияние негативных факторов среды обитания на перестройку метаболических процессов и функционирование физиологических систем организма человека [3][4].

Исследованиями подтверждено значение питьевой воды как одного из основных звеньев пищевой цепи для поступления в организм человека химических элементов [5][6]. В ходе проведенных исследований природных вод ХМАО установлен их маломинерализованный химический состав с низкой концентрацией кальция (Са) и магния (Mg) в сочетании с повышенной концентрацией железа (Fe) и марганца (Mn). Являясь жизненно необходимыми химическими элементами для человека, Fe и Mn при попадании в организм человека в избыточных количествах в виде неорганических форм способны спровоцировать понижение продуктивности функционирования антиокислительной системы защиты человеческого организма. В то же время потребление с пищей органических форм этих биоэлементов даже в избыточном количестве не вызывает отрицательного воздействия на организм [7]. Доказано, что базовым метаболическим компонентом неспецифического звена адаптивного синдрома, развившегося в результате влияния негативных факторов среды обитания, является инициация окислительного стресса [8][9]. От свободно-радикального прессинга здоровый организм защищен естественной многокомпонентной системой антиоксидантной защиты, способной к нейтрализации вредного воздействия агрессивных радикалов кислорода [10][11]. Действенный способ предупреждения активирования окислительного стресса – это применение антиоксидантов, к числу которых относится выделенный из древесины лиственницы сибирской природный флавоноид дигидрокверцетин (ДГК) [12][13]. Механизм антирадикального действия ДГК детерминирован способностью к перехватыванию и нейтрализации свободных радикалов и связыванию металлов, имеющих переменную валентность, а именно ионов Fe. Дигидрокверцетин обладает способностью к выведению из организма тяжелых металлов, токсичных химических элементов и радионуклидов посредством комплексообразования [14–17]. Этот флавоноид успешно используется в комплексной терапии кардиоваскулярных, онкологических, эндокринных заболеваний, обладает иммуномодулирующим и противовирусным действием, является защитой желудка и печени от травмирующих воздействий, активизирует регенерацию слизистой оболочки желудка, способствует укреплению и восстановлению соединительной ткани, соответственно, стимулирует упрочение сосудов и восстановление соединительной ткани, потенцирует снижению уровня холестерина, улучшение микроциркуляции крови и пр. [14][18–24].

Цель работы – изучить эффективность применение дигидрокверцетина для улучшения адаптационных резервов антиоксидантной защиты у взрослого населения Ханты-Мансийского автономного округа.

Материалы и методы. Исследование было проведено в проблемной лаборатории ХантыМансийской государственной медицинской академии «Адаптация и экология человека на Севере» с 2019 по 2021 г. Обследовано 156 жителей городов ХМАОЮгры – Ханты-Мансийска, Сургута, Нижневартовска трудоспособного возраста: 1-я группа – 87 лиц мужского пола, подверженных продолжительному контакту с вредными выбросами автотранспорта (водители большегрузных автомобилей и бензовозов), средний возраст – 32,6 ± 6,2 года (гг. Сургут, Ханты-Мансийск); вторая группа – 69 не занятых в производственной сфере трудящихся – жителей городов ХМАО с низкокачественной очисткой водопроводной воды (гг. Нягань, Нефтеюганск, где после отстаивания артезианская вода обеззараживалась с использованием хлора [29]), среди которых 28 (40,6 %) мужчин и 41 (59,4 %) женщина, приглашенные для обследования в первые шесть дней после менореи, средний возраст – 38,3 ± 8,9 года. Исследование проведено с соблюдением требований биомедицинской этики и поддержано решением междисциплинарного этического комитета Ханты-Мансийской государственной медицинской академии (протокол № 134 от 2019 г.). Все обследованные лица подписывали добровольное информированное согласие на проведение исследования и обработку полученных данных.

Показатели перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной защиты организма (АОС) у пациентов определяли в сыворотке крови: гидроперекиси липидов (ГПл) и продукты, реагирующие с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТBARS), с использованием тест-наборов фирмы BCM Diagnostics (Германия) и «АГАТ» (Россия) соответственно. Оценка параметров антиоксидантной системы (АОС) проводилась определением общей антиокислительной активности (ОАА) и тиолового статуса (ТС) коммерческими наборами Cayman Chemical, Immundiagnostik AG (Германия). Коэффициент окислительного стресса (КОС) рассчитывали по формуле: КОС = ГПл × ТBARS / ОАА × ТС.

Метаболическую коррекцию обследуемых лиц проводили антиоксидантом дигидрокверцетином байкальским (свидетельство государственной регистрации № RU. 77.99.88.003.Е.002700.06.17; ТУ 10.89.19-001-168222879-2017, производитель ООО «КАХОР-ПРОДУКТ» Россия, Иркутская область, г. Зима) в дозе 60 мг/сутки в течение 30 дней. Дигидрокверцетин был централизованно приобретен непосредственно у производителя лабораторией «Адаптация и экология человека на Севере» на деньги, выделенные для данного исследования Ханты-Мансийской государственной медицинской академией, и выдан участникам исследования заведующим лабораторией д.т.н. Нехорошевым С.В. (взаимодействует с заводом-изготовителем и занимается выписыванием и получением ДГК) по назначению д.м.н., проф. Корчиной Т.Я. (дигидрокверцетин не является лекарством, это биологически активная добавка к пище). Обследуемые лица принимали ДГК в течение 30 дней, повторный анализ крови был проведен через 3–5 дней после завершения его приема.

Статистическая обработка материала проводилась с использованием лицензионного программного обеспечения Statistica 13.0 MS Excel. При помощи критерия Шапиро – Уилка определен параметрический характер распределения всех полученных значений. Высчитывали среднее арифметическое (M) и среднеквадратичное отклонение (σ). Достоверность различий определяли по критериям Фишера – Стьюдента: статистически значимыми считали различия при р < 0,05.

Результаты. Принимая во внимание тот факт, что всевозможные экотоксиканты, содержащиеся в выхлопных газах автотранспортных средств, способны привести к избыточному образованию свободных радикалов, были изучены показатели окислительно-восстановительного метаболизма у водителей большегрузных автомобилей, в процессе трудовой деятельности подверженных длительному токсическому воздействию выхлопных газов автомобилей, до и после месячной коррекции антиоксидантным препаратом растительного происхождения – дигидрокверцетином, которые представлены в табл. 1.

Важно отметить, что до коррекции ДГК средние величины показателей ПОЛ у обследованных лиц данной группы оказались выше верхнего предела физиологически оптимальных величин, а значения АОС, соответственно, меньше нижней границы референтных значений.

До приема ДГК оптимальные показатели ГПл были выявлены у 13 (14,9 %) водителей северного региона, у 71 (81,6 %) установлено превышение референтных значений, а у 3 (3,5 %) было зарегистрировано более чем 2-кратное превышение данного показателя. Адекватные значения ТBARS оказались характерны только для 9 (10,3 %) обследованных лиц этой группы, у 73 (83,9 %) выявлены повышенные, а у 5 (5,8 %) – высокие значения продуктов, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой.

Соответствующие физиологической норме значения АОС были установлены в следующих случаях: ОАА – у 12 (13,8 %) и ТС – у 10 (11,5 %) водителей, а пониженные показатели ОАА и ТС – у 75 (86,2 %) и 77 (88,5 %) обследованных лиц соответственно.

Коэффициент окислительного стресса (КОС), являясь интегральным параметром, позволяет оценить нарушение паритета про- и антиоксидантов [28]. В группе водителей ХМАО выявлено превышение КОС в 5,4 раза относительно верхней границы физиологической нормы.

Результатом метаболической коррекции дигидрокверцетином явилось достоверное снижение КОС почти в 3 раза, который, однако, не достиг даже верхнего предела физиологически оптимальных значений (табл. 1).

Необходимо отметить, что местом проживания обследованных водителей являлись города ХМАО Ханты-Мансийск и Сургут, в которых уже более 20 лет проводится качественная водоподготовка перед подачей водопроводной воды в распределительные сети: артезианские воды после нескольких этапов обезжелезивания дезинфицируются с использованием ультрафиолетового излучения. Таким образом, влияние негативного фактора некачественно очищенной питьевой воды для данной группы обследованных лиц не характерно.

В то же время водный фактор имел важнейшее значение для второй группы: жителей городов ХМАО Нягань и Нефтеюганск, в силу того что во всех остальных населенных пунктах округа, в том числе и в этих городах, подземные воды подвергаются дезинфицированию при помощи хлорирования [29].

Результаты изменений параметров окислительного метаболизма до и после месячной его коррекции флавоноидом дигидрокверцетином представлены в табл. 2.

По аналогии с группой водителей у жителей городов ХМАО, постоянно употребляющих питьевую воду некачественной очистки (Нягань, Нефтеюганск [29]), средние показатели параметров ПОЛ оказались больше верхней границы, а АОС меньше нижнего предела физиологически оптимальных значений.

До коррекции ДГК оптимальные величины ГПл и ТBARS были выявлены у 9 (13,0 %) и 7 (10,1 %) обследованных лиц 2-й группы, а в 57 (87,0 %) и в 62 (89,9 %) случаях установлено превышение данных показателей относительно референтных значений.

На этом фоне параметры ОАА и ТС соответствовали физиологической норме только у 14 (20,3 %) и 5 (7,2 %) жителей городов Нягани и Нефтеюганска соответственно, а у остальных были установлены пониженные величины выше названных показателей.

Среднее значение КОС оказалось выше верхней границы референтных значений в 4,9 раза (табл. 2).

В результате регулярного приема антиоксидантного препарата растительного происхождения – дигидрокверцетина в течение одного месяца были зафиксированы значительные улучшения показателей окислительно-восстановительного гомеостаза: нормализация всех изучаемых параметров в пределах физиологически адекватных значений со снижением показателей ПОЛ более чем в 1,2 раза и повышением параметров АОС почти в 1,2 раза.

После коррекции ДГК было установлено статистически значимое снижение вторичных продуктов ПОЛ (ТBARS в группе водителей – р = 0,011, а в группе жителей Нягани и Нефтеюганска – р = 0,002) в сочетании с повышением общей антиоксидантной активности: ОАА у водителей – р = 0,015, у жителей городов ХМАО с некачественной водоочисткой – р = 0,019.

В то же время самые выраженные изменения наблюдались в отношении изменений коэффициента окислительного стресса: трехкратное статистически подтвержденное его снижение как в группе водителей (р = 0,019), так и в группе жителей ХМАО, употребляющих недостаточно очищенную питьевую воду (р = 0,001). Важно подчеркнуть, что в обеих группах обследованных лиц не достигли даже верхнего предела физиологически оптимальных значений (табл. 1, 2).

Обсуждение. Доказано, что активация окислительного стресса – пусковой механизм развития около 200 заболеваний неинфекционного генеза [30][31]. Это имеет исключительно важное значение для населения Севера, поскольку кроме нарушений окислительно-восстановительного гомеостаза, развивающегося как следствие воздействия токсичных химических элементов и тяжелых металлов, поступающих с вдыхаемым воздухом и питьевой водой, прибавляется и территориальный экологически негативный фактор, способный повлечь за собой манифестацию большого числа заболеваний, в первую очередь кардиоваскулярной системы [32].

За последние годы зарегистрировано ухудшение здоровья работоспособного населения Российской Федерации [25], более половины из которого в процессе трудовой деятельности испытывают постоянное воздействие химических веществ [26]. Доказано значение автотранспорта как преобладающего источника антропогенного загрязнения окружающей среды [27]. Неблагоприятная в экологическом плане обстановка приводит к снижению устойчивости организма и изменениям метаболических процессов в результате воздействия поступающих в среду обитания токсических веществ из всевозможных техногенных загрязнителей.

Важнейшим звеном адаптивного процесса, развивающимся в ответ на влияние неблагоприятных факторов, является активизация ПОЛ для активизации протективных резервов организма человека. Эффективными путями решения данной проблемы является, в одном случае, донозологическая диагностика функциональных изменений в организме человека, подверженного негативным воздействиям, а в другом случае – улучшение адаптационных ресурсов человека, подверженного в процессе трудовой деятельности техногенному прессингу [28].

Среди прочих антиоксидантов дигидрокверцетин выделяется следующими преимуществами: безопасность использования, высокая антиоксидантная активность, широкий спектр действия и пр. [12][13][15–17][23].

Заключение. В результате проведенного исследования было выявлено, что прием дигидрокверцетина на протяжении 1 месяца способствовал снижению концентрации макромолекулярных ингредиентов свободнорадикального окисления, значимому уменьшению коэффициента окислительного стресса и повышению биоуровня антиоксидантной системы защиты организма, что является свидетельством восстановления адаптационных резервов организма и повышения его сопротивляемости неблагоприятным факторам окружающей среды. Достоин внимания также тот факт, что дигидрокверцетин не только оказывал тормозное влияние на процессы чрезмерно активной выработки пероксидных радикалов, но также активизировал комплексные составляющие антиоксидантной системы защиты организма, в первую очередь механизмы детоксикации.