Связь противовоспалительной активности пектинов с их структурой

Марков, Павел Александрович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Связь противовоспалительной активности пектинов с их структурой
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Связь противовоспалительной активности пектинов с их структурой"

На правах рукописи

Марков Павел Александрович

СВЯЗЬ ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПЕКТИНОВ С ИХ СТРУКТУРОЙ

03.00.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Сыктывкар - 2009

003463980

Работа выполнена в УРАН Институте физиологии Коми НЦ УрО Р г. Сыктывкар.

Научный руководитель:

Научный консультант: Официальные оппоненты^

кандидат биологических наук, доцент Попов Сергей Владимирович.

академик РАН Оводов Юрий Семенович

доктор химических наук, профессор Офицеров Евгений Николаевич (Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева, г. Москва).

доктор биологических наук, профессор Чиков Владимир Иванович (Казанский государственный университет им. В.И.Ульянова-Ленина, г. Казань).

Ведущая организация: УРАН Институт физиологии и иммунологии

УрО РАН, г. Екатеринбург.

Защита состоится 26 марта 2009 г. в 13.00 часов на заседа диссертационного Совета Д 212.081.08. при Казанском государствен университете по адресу: 420008, г.Казань, ул. Кремлевская, д. 18

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке им. Н.И.Лобачевск Казанского государственного университета

Автореферат разослан «_» февраля 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета ^

доктор биологических наук, профессор г З.И.Абрамов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Установлено, что пектины ингибируют азвитие воспаления стенки кишки у экспериментальных животных, при этом ротивовоспалительное действие пектинов сопровождается уменьшением оличества кишечных лейкоцитов (Rolandelli et ai, 1988; Liu et al., 2003; Lim et al., 003).

Ранее показано, что пектины способны не только подавлять, но и тимулировать активность лейкоцитов. Так, например, лемнан LM, пектин из ряски алой Lemna minor L., и силенан SV, пектин из смолевки обыкновенной Silene ulgaris L., стимулируют функциональную активность лейкоцитов и оказывают ровоспалительное действие (Попов, 2002, Popov et al., 2006). В то же время омаруман CP, пектин из сабельника болотного Comarum palustre L., и отамогетонан PN, пектин из рдеста плавающего Potamogeton natans L., обладают ротивовоспалительным действием (Popov et al., 2005, 2007). Приведенные римеры говорят о том, что реакция иммунной системы млекопитающих на ектины зависит от особенностей строения полисахаридов.

Исследования противовоспалительного действия пектинов при повреждении ишечной стенки проводятся с использованием коммерческих пектинов, главным бразом, цитрусового и яблочного (Koruda et al. 1986; Rolandelli et al., 1988; Мао t al., 1996), при этом не учитывается структурное разнообразие пектинов, стречающихся в природе.

Макромолекула пектинов представляет собой сложный гетерополисахарид, одержащий линейные области а-£>-галактуронана и разветвленные области, в остав которых, наряду с галактуроновой кислотой, входят остатки нейтральных оносахаридов (BeMiller, 1986; O'Neill et al., 1990).

В основе макромолекулы всех пектиновых полисахаридов лежит линейная епь из 1,4-связанных остатков a-D-галактопиранозилуроновой кислоты, бразующих фрагменты линейного галактуронана (Schols, Voragen, 1996). тдельные участки галактуронана связаны между собой остатками a-L-амнопиранозы и образуют линейный рамногалактуронан, при этом на один статок рамнозы может приходиться от 25 до 200 остатков a-D-галактуроновой ислоты (Powell et al., 1982; Thibault et al., 1993).

Разветвленная область макромолекулы пектинов образована етерогликаногалактуронанами: чаще всего рамногалактуронаном I (RG-I) и амногалактуронаном II (RG-II), реже апиогалактуронаном и ксилогалаюуронаном Оводов, 1998). Известно, что макромолекула пектинов, выделенных из разных астений, различается структурой линейной и разветвленной области (Оводова и )., 2000-2006).

Ранее было показано, что действие пектинов на воспаление зависит ог троения линейной и разветвленной области их макромолекулы. Так, например, алактуронановый фрагмент макромолекулы комарумана CP ингибирует развитие

воспаления (Popov et al., 2005), а апиогалактуронан, фрагмент разветвленно области макромолекулы лемнана LM, оказывает провоспалительное действ (Popov et al., 2006).

Было установлено, что действие пектинов на функциональную активное! лейкоцитов зависит от молекулярной массы пектиновой макромолекулы (Puhlnu et al., 1992). Установлено, что пектины, обладающие провоспалительны действием, имеют молекулярную массу свыше 100 кДа (Попов, 2002). В то время показано, что фрагмент потамогетонана с молекулярной массой свыше 30 кДа оказывает противовоспалительное действие. Не исключено, что действ пектинов на воспаление связано с их молекулярной массой.

Связь между особенностями строения макромолекулы пектинов и и действием на воспаление кишечника не исследована.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: выявить область макромолекулы пектино обусловливающую их противовоспалительную активность при кишечно воспалении у мышей.

Задачи исследования.

1. Выявить пектины, предотвращающие развитие воспаления в стен толстой кишки у мышей.

2. Исследовать противовоспалительную активность линейной облает макромолекулы пектинов.

3. Определить зависимость противовоспалительного действия пектинов типа строения разветвленной области макромолекулы.

4. Оценить действие на воспаление пектиновых фрагментов, различающих по молекулярной массе и моносахаридному составу.

5. Дать характеристику противовоспалительного действия пектинов пр повреждении стенки толстой кишки у мышей, вызванного ректальным введение уксусной кислоты.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. В работе впервые исследован способность различных по структуре пектинов ингибировать развитие воспален в стенке толстой кишки у мышей. Выявлены новые пектины, оказывающи противовоспалительное действие при химическом повреждении стенки толсто кишки у мышей. Установлено, что участки галактуронана обладаю противовоспалительным действием. Показано, что противовоспалительна активность пектинов не зависит от молекулярной массы фрагментов пектинов от типа строения разветвленной области их макромолекулы.

Впервые показано, что пектины с определенной структурой способн ингибировать развитие воспаления стенки кишки при однократном превентивно пероральном введении. Показано, что при этом снижается адгезия перитонеальны лейкоцитов и проницаемость стенки сосудов брюшной полости у мышей.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Полученные результат могут быть использованы в технологии производства пектиновых препаратов противовоспалительной активностью с перспективой их применения в качеств биологически активных добавок или лекарственных средств. Накопленные данны открывают возможность дать рекомендации об использовании растени}

держащих пектиновые полисахариды с изученным строением, в пищевой и армакологической промышленности.

Результаты диссертационной работы расширяют представление о связи ежду физиологической активностью пектинов и их строением и могут быть спользованы в курсе лекций для студентов биологических, химических и едицинских факультетов.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ. Выявлено, то из пятнадцати исследованных пектинов (см. табл. 1, 2, стр. 6, 7) только омаруман CP, пектин сабельника болотного Comarum palustre L., оксикоккусак Р, пектин клюквы Vaccinium oxycoccus L., танацетан TVC, пектин пижмы быкновенной Tanacetum vulgare L., раувольфиан RS и RSP, пектины раувольфии меевидной Rauwolfia serpentine L. предотвращают развитие кишечного оспаления. Установлено, что эти пектины способны ингибировать развитие оспаления в стенке толстой кишки у мышей при однократном превентивном ероральном введении.

Противовоспалительное действие пектинов обусловлено галактуронановым рагментом их макромолекулы. Галактуронан предотвращает повреждение стенки ишки независимо от противовоспалительной активности исходного пектина.

Показано, что противовоспалительным действием обладают лаборазветвленные фрагменты пектинов, основным составляющим элементом оторых является галактуронан.

Противовоспалительное действие оказывают только те пектины, которые локируют привлечение нейтрофилов в стенку толстой кишки после ректального ведения кислоты.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. По результатам исследований были сделаны оклады на III Съезде биохимического общества (С.-Петербург, 2002); IV олодежной научной конференции: «Физиология человека и животных: от ксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2004); IX Международной ущинской школе-конференции молодых ученых: «Биология - наука XXI века» Пущино, 2005); VIII Всероссийском конгрессе: «Оптимальное питание - здоровье ации» (Москва, 2005); Международном научно-медицинском форуме «Гастро-006» (С.-Петербург, 2006); IV Всероссийской научной конференции: «Химия и ехнология растительных веществ (Сыктывкар, 2006); II Международной научной онференции: «Химия, технология и медицинские аспекты природных соединений» Алматы, Казахстан, 2007).

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам диссертации опубликовано 10 научных абот, в том числе четыре статьи в журналах, рекомендуемых ВАК для публикации сновных научных результатов диссертации на соискание ученой степени андидата наук.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на 98 ашинописной странице, состоит из введения, четырех глав (обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты исследования, обсуждение результатов), выводов и списка литературы (170 источника). Диссертация содержит четыре таблицы и 20 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Пектины из растительного сырья выделяли по ранее описанной методик (патент РФ №2149642). При получении линейного фрагмента макромолекул пектинов использовали метод частичного кислотного гидролиза. Для гидролиз применяли трифторуксусную кислоту, поскольку она вызывает наименыпу деструкцию моносахаридов (York et al., 1986). Данный метод основан на различно устойчивости гликозидных связей полисахаридов к действию кислот (Aspinall 1982), что дает возможность получать из пектинов галактуронан, лишенны боковых углеводных цепей из остатков нейтральных моносахаридов (Thibault е al., 1993).

Для получения гомогенных по молекулярной массе фракций пектино проводили их последовательное разделение по молекулярной массе ультрафильтрационной ячейке («Millipore», США) с помощь ультрафильтрационных мембран (полисульфон, «Владисарт», Россия) различными размерами пор (300, 100 и 50 кДа). В результате были получень пектиновые фрагменты с молекулярными массами более 300 кДа, 100-300 к Да 50-100 кДа.

Пектины и их фрагменты, использованные в работе, были получены лаборатории биотехнологии и лаборатории гликологии Отдела молекулярно иммунологии и биотехнологии Института физиологии Коми НЦ УрО РАН. Образць полисахаридов и их структуроно-химическая характеристика получены и любезн предоставлены к.х.н. Оводовой Р.Г., к.х.н. Головченко В.В. и к.б.н. Понтер Е.А Химическая характеристика исследованных пектинов представлена в Таблицах 1 и 2

Таблица

Общая химическая характеристика полисахаридов, использованных в работе

Источник выделения Название GalA, % Нейтральные моносахариды, %

Gal Ara Rha Api de Xvl Man

Сабельник болотный Comarumpalustre L., (наземная часть) Комаруман CP* 64,0 13,0 6,0 12,0 - - - -

Комаруман CP Комаруман СРН* 96,0 3,5 - 1,5 - - - -

Клюква четырехлистная Vacánium axycoccos L. (шрот ягод) Оксикок-кусан ОР* 82,4 3,4 8,0 1,3 - 4,7 0,4 0,5

Брусника Vacciniwn vitis-idaea L. (шрот ягод) VV* 81,6 3,0 4,5 2,1 - 3,3 0,5 0,4

Бадан толстолистный Bergenia crassifolia (листья) Бергенан ВС* 84,0 3,1 2,8 1,3 - 2,0 0,24 1,1

Ряска малая Lemna minor (листья) Лемнан LM 64,0 4,9 3,9 3,2 19,6 - 3,7 -

Продолжение таблицы 1

Источник выделения Название GalA, % Нейтральные моносахариды, %

Gal Ara Rha Api ас Xvl Man

Лемнан LM Лемнан LMH - - - - - -

Смолевка обыкновенная Silene vulgaris L. (стебель, листья) Силенан SV* 63,0 зг 4,2 22 - 2,7 1,9 1,1

Силенан SV Силенан SVH 94,7 сл. - сл. - - - -

Каллус раувольфии змеевидной Fauwolfia serpentina Раувольфиан RS" 51,0 6,8 7,1 2,6 - 31,3 0,5 0,7

Раувольфиан RSP" 82,0 5,0 4,1 2,1 - 5,0 1,8 -

Каллус пижмы обыкновенной Tanacetum vulgare Танацетан TVC" 68,0 4,4 5,2 1,5 - 1,4 1,1 0,4

Танацетан TVC Танацетан TVC300" 77,0 23 4,1 1,0 - 0,8 0,4 0,2

Танацетан TVC Танацетан TVC50" 2,0 U 2,1 0,4 - 2,2 1,6 1,0

Танацетан TVC Танацетан TVCH 98,0 - - - - - - -

Каллус ряски малой Lemna minor Лемнан LMC" 52,7 SP 8,3 2,4 1,4 1,6 2,5 0,5

Лемнан LMC Лемнан LMC300 69,6 4,4 10,5 0,5 1,0 0,4 1,1 0,2

Лемнан LMC Лемнан LMC,n" 29,2 21,5 17,5 1,8 1,7 7,5 17,2 1,6

Лемнан LMC Лемнан LMCH 97,0 - - - - - - -

Каллус смолевки татарской Silene tatarica Силенан STC" 68,6 4,0 2,8 - 1,8 1,7 1,1

Силенан STC Силенан STC300 65,5 53 4,0 2,1 - 1,3 0,8 0,9

Силенан STC Силенан STC»" 33,4 8,8 4,8 2,1 - 10,3 10,3 3,8

Силенан STC Силенан STCH 98,0 - - - - - - -

Пектин яблочный АР MP Biomedicals Inc. 70,0 cu. - сл. - 29,0 сл. -

Пектин яблочный АР АРН 99,0 - - - - - - -

Пектин цитрусовый PC MP Biomedicals Inc. 67,0 3,1 1,2 1,7 - 27,0 0,6 -

Примечание: GalA - галактуроновая кислота, Gal - галактоза, Ara - арабиноза, Rha - рамноза, Api - апиоза, Glc - глюкоза, Ху1 - ксилоза, Man - манноза. *- пектины выделены и охарактеризованы в Лаборатории гликологии ИФ Коми НЦ УрО РАН.

" - пектины выделены и охарактеризованы в Лаборатории биотехнологии ИФ Коми НЦ УрО РАН.

Таблица

Молекулярно-массовая характеристика пектиновых фрагментов

Пектины Молекулярная масса пектиновых фрагментов, кДа Содержание фрагментов в пектине, %

Комаруман CP 50-100 5,2

100-300 8,7

300400 52,8

>400 33,1

Раувольфиан RS 100-300 99,8

Лемнан LM 50-100 38,9

100-300 57,6

>400 3,4

Танацетан TV С 50-100 7,6

>300 80,0

Лемнан LMC 50-100 7,6

>300 65,0

Силенан STC 50-100 3,3

>300 62,4

Зостеран ZM* >300 74.0

>400 24.5

Пектин яблочный АР >400 99,5

Пектин цитрусовый PC 100-300 77,0

>400 22,9

*Пектин морских трав сем. Zosteraceae: Zostera marina L. и др.

Исследования проводили на самцах и самках половозрелых белых лабораторных мышей массой тела 25-30 г., полученных из специализированного питомника «Рапполово» (ФГУП, РАМН). Водные растворы полисахаридов вводили перорально, в дозах от 50 до 200 мг/кг однократно утром натощак. Контрольные животные получали эквивалентный объем воды. Повреждение стенки толстой кишки индуцировали через 48 часов путем разового ректального введения 5%-ой уксусной кислоты (100 мкл). Кислоту вводили через пластиковый катетер на глубину 3 см проксимальней ануса (Iton et al., 2000). В качестве сравнения использовали пектин яблочный и пектин цитрусовый (MP Biomedicals Inc.). Для положительного контроля использовали преднизолон. Через сутки после ректального введения кислоты мышей умерщвляли и изолировали фрагмент (5 см) толстой кишки проксимальней ануса. Определяли степень повреждения стенки толстой кишки (Mahgoub et al., 2003). Площадь поражения выражали в процентах от площади фрагмента кишки.

О степени инфильтрации стенки толстой кишки нейтрофилами судили по активности миелопероксидазы (МПО) - специфического фермента азурофильных гранул нейтрофилов (Krawisz et al., 1984). Активность МПО в стенке кишки

определяли спектрофотометрически по ранее описанной методике (Пинегин, 1995; Evans, 2000). Проницаемость стенки сосудов определяли в тесте с красителем Эванса (Bettina et al., 2000). Количество кишечной слизи в толстой кишке оценивали по степени связывания красителя алцианового синего со слизистой кишечника (Blandizzi et al., 1999). Определяли адгезию перитонеальных лейкоцитов у мышей (Fraser et al., 1993).

При обработке данных вычисляли среднее арифметическое значение, среднее квадратичное отклонение. Достоверность различий оценивалась по [/-критерию Манна-Уитни, с использованием программного обеспечения "Statistica 6.0" (Stat Soft. Inc).

Результаты исследования и их обсуждение

Выявление пектинов, защищающих стенку толстой кишки мышей от химически индуцированного повреждения.

Установлено, что только пять (CP, OP, RS, RSP и TVC) из 15 исследованных полисахаридов оказывают противовоспалительное действие при химическом поражении стенки толстой кишки у мышей. Противовоспалительное действие пектинов характеризуется снижением площади поражения более чем в два раза (рис. 1) и уменьшением степени повреждения на 40% (рис. 2). Активность МПО в стенке кишки мышей, получивших RS, OP, TVC и CP, уменьшается по сравнению с контролем в два раза (рис. 3). При этом комаруман, раувольфиан, танацетан и оксикоккусан обладают одинаковой степенью защитного действия, сравнимого с действием преднизолона, гормонального противовоспалительного препарата.

Установлено, что ряд пектинов оказывает действие только на отдельные параметры повреждения кишки. Так, например, алиуман AS, пектин выделенный из чеснока, снижает активность МПО в стенке кишки и уменьшает площадь поражения, но не действует на степень повреждения (рис. 1-3). Пектин из ягод брусники VV уменьшает степень и площадь поражения, но не действует на активность МПО в стенке кишки (рис. 1-3).

Обнаружено, что лемнан LM и силенан SV способствуют увеличению площади поражения стенки толстой кишки. Однако активность МПО и степень повреждения остаются на уровне, характерном для мышей, получавших до индукции воспаления воду.

Зостеран, бергенан, танацетан, пектин цитрусовый и пектин яблочный не оказывают действия на пораженные стенки кишки при химическом повреждении. Степень, площадь поражения и активность МПО в стенке толстой кишки у мышей получивших, эти пектины, сравнима с таковыми у контрольных мышей, получивших до индукции воспаления воду (рис. 1-3).

Таким образом, в результате скрининга выявлены пектины (CP, OP, RS, RSP и TVC), защищающие стенку толстой кишки от повреждающего действия уксусной кислоты. Из рис. 3 видно, что противовоспалительное действие пектинов сопровождается уменьшением количества нейтрофилов в кишечной стенке. Пектины оказывают противовоспалительное действие при условии их перорального введения в дозе 200 мг/кг за 48 ч до индукции кишечного воспаления.

пл ощад ь л ораже н и я, %

степень повреждения, баллы

имелопе ро ксидаза, ед/мг

Рисунок 1. Площадь поражения стенки толстой кишки у мышей, получивших пектины (п/о 200 мг/кг) за 48 ч до ректального введения уксусной кислоты. Данные представлены в виде среднего арифметического значения ± стандартное отклонение. Количество животных - 7.

- различия достоверны по сравнению с контролем при р<0,05. ПН - преднизолон. Названия пектинов даны в Табл. 1,2.

Рисунок 2. Степень поражения стенки толстой кишки у мышей, получивших пектины (п/о 200 мг/кг) за 48 ч до ректального введения уксусной кислоты. Данные представлены в виде среднего арифметического значения ± стандартное отклонение. Количество животных - 7.

* - различия достоверны по сравнению с контролем при р<0,05. ПН - преднизолон. Названия пектинов даны в Табл. 1,2.

Рисунок 3. Активность МПО в стенке толстой кишки у мышей, получивших пектины (п/о 200 мг/кг) за 48 ч до ректального введения уксусной кислоты. Данные представлены в виде среднего арифметического значения ± стандартное отклонение. Количество животных - 7.

* - различия достоверны по сравнению с контролем при р<0,05. ПН - преднизолон. Названия пектинов даны в Табл. 1,2.

Выявление сразу пяти новых пектинов с защитным действием стало возможно благодаря тому, что пектины, использованные нами, выделялись из разных видов растений (сабельник, ряска, смолевка, бадан, чеснок, брусника и клюква), а также из каллусных культур клеток растений (раувольфия и пижма). Тем самым были исследованы пектины с большим разнообразием структур, чем это делалось ранее другими исследователями.

Проведенные сравнения между типом строения разветвленной области макромолекулы пектинов и их действием на повреждение стенки кишки не выявили закономерностей. Сравнивали строение пектинов, предотвращающих (комаруман СР), не предотвращающих (бергенан ВС, лемнан ЬМС), а также пектинов, вызывающих увеличение площади воспаления при химическом повреждении стенки кишки у мышей (лемнан ЬМ и силенан БУ).

Основная углеводная цепь пектинов представлена линейным 1,4-а-£>-галактуронаном. Разветвленная область лемнана ЬМ образована апиогалактуронаном (Оуоёоуа е! а/., 2000; Со1оусЬепко е/ а/., 2002). В силенане (Оуоёоуа е/ а!., 2000), комарумане СР (Оуоёоуа е/ а!., 2005) и бергенане ВС (Со1оусЬепко е/ а!., 2007) разветвленная область макромолекулы образована рамногалактуронаном I (1Ш-1). Несмотря на однотипное строение разветвленной области макромолекулы этих пектинов, только комаруман СР предотвращает развитие повреждения стенки кишки. Строение разветвленной области макромолекул лемнана ЬМ и силенана БУ различно, однако оба пектина вызывают провоспалительную реакцию при химическом поражении стенки толстой кишки. Данные факты указывают на то, что противовоспалительное действие пектинов не связано с типом строения разветвленной области макромолекулы пектинов.

Исследуемые пектины состоят из фрагментов с разной молекулярной массой. Пектины различаются количественным содержанием высоко- и низкомолекулярных фракций. Основным составляющим большинства пектинов являются фрагменты с молекулярной массой более 100 кДа (табл. 2).

Как показали полученные результаты, действие пектинов на воспаление в стенке толстой кишки у мышей не связано с молекулярной массой пектиновых фрагментов. Так, например, комаруман СР, танацетан ТУС, зостеран ZM, лемнан ЬМС и пектин яблочный АР более чем на 60- 80% состоят из полисахаридных фрагментов с молекулярной массой свыше 300 кДа. Предотвращают развитие кишечного воспаления только комаруман СР и танацетан ТУС (рис. 1-3). Преобладающими фрагментами раувольфиана ЯБ и лемнана ЬМ являются полисахаридные цепи с М\у менее 300 кДа (табл. 2), однако действие этих пектинов на развитие воспаления различно (рис. 1-3). Следовательно, можно заключить, что противовоспалительная активность пектинов не связана с молекулярной массой составляющих их полисахаридных фрагментов и, по-видимому, определяется особенностями строения их макромолекулы.

Таким образом, установлено, что пектины СР, ОР, ЯБ, ЯБР и ТУС защищают стенку толстой кишки от химически индуцированного воспаления при однократном пероральном введении. При этом противовоспалительным действием обладают не все пектины. Защитное действие пектинов на стенку кишечника не связано с

типом строения разветвленной области пектинов и не зависит от молекулярной массы пектинов. Полученные данные согласуются с представлениями о том, что физиологическая активность пектинов зависит от особенностей их строения.

Влияние галактуронанового фрагмента пектинов на воспаление стенки толстой кишки у мышей.

Следующим этапом исследования было выявить структуру в макромолекуле пектинов, определяющую их защитное действие на стенку кишки. Исследовано действие галактуронановых фрагментов макромолекулы пектинов на индуцированное ректальным введением уксусной кислоты повреждение стенки толстой кишки у мышей.

Фрагменты линейной области макромолекулы пектинов были выделены из пектинов, обладающих: комаруман СР, раувольфиан ИЗ, танацетан ТУС, - и не обладающих: лемнан ЬМ, силенан БУ и пектин яблочный АР, - защитным действием на стенку кишки. Определена активность галактуронановых фрагментов: комарумана СРН, раувольфиана Р^Н, танацетана ТУСН, лемнана ЬМН, силенана 8УН и пектина яблочного АРН, полученных при частичном кислотном гидролизе соответствующих пектинов.

Площадь поражения стенки кишки уменьшается более чем в два раза после перорального введения галаюуронановых фрагментов макромолекулы пектинов (рис. 4). Степень повреждения (рис. 5) и активность МПО (рис. 6) в стенке толстой кишки снижаются более чем на 50% у мышей, получивших галактуронан, по сравнению с животными, получившими воду.

Рисунок 4. Площадь поражения стенки кишки у мышей, получивших галактуронановые фрагменты макромолекулы пектинов (п/о 200 мг/кг) за 48 ч до ректального введения уксусной кислоты. Данные представлены в виде среднего арифметического значения ± стандартное отклонение. Количество животных - 7. - различия достоверны по сравнению с контролем при р<0,05.

, ю

КОНТРОЛЬ СРН

Таким образом, установлено, что защитное действие пектинов при повреждении стенки толстой кишки мышей обусловлено галактуронаном -линейной областью макромолекулы пектинов или ее фрагментом. Противовоспалительное действие свойственно всем галактуронанам, независимо от противовоспалительной активности исходных пектинов.

Рисунок 5. Степень повреждения стенки кишки у мышей, получивших галактуронановые фрагменты макромолекулы пектинов (п/о 200 мг/кг) за 48 ч до ректального введения уксусной кислоты. Данные представлены в виде среднего арифметического значения ± стандартное отклонение. Количество животных - 7. * - различия достоверны по сравнению с контролем прир<0,05.

Рисунок 6. Активность МПО в стенке толстой кишки у мышей, получивших галактуронановый фрагмент пектинов (п/о 200 мг/кг) за 48 ч до ректального введения уксусной кислоты. Данные представлены в виде среднего арифметического значения = стандартное отклонение. Количество животных - 7. * - различия достоверны по сравнению с контролем при р<0,05.

Влияние молекулярной массы пектиновых фрагментов на проницаемость стенки сосудов.

Как и другие исследованные пектины, танацетан ТУС, лемнан ЬМС и силенан БТС состоят из полимергомологов с различной молекулярной массой. Преобладающими являются фракции с молекулярной массой свыше 300 кДа: ТУС300, ЬМС300, 8ТС300 (табл. 2). Основным составляющим элементом ТУС300, ЬМС300, 8ТС300 являются остатки галактуроновой кислоты, около 70% (табл.1). Остатки нейтральных моносахаридов присутствуют в значительно меньших количествах. У полимергомологов танацетана ТУС, лемнана ЬМС и силенана БТС с молекулярной массой 50-100 кДа (ТУС50, ЬМС50, 8ТС50) количественное соотношение остатков галактуроновой кислоты и остатков нейтральных моносахаридов примерно одинаково или преобладающими являются остатки нейтральных моносахаридов (табл. 1).

Зная, что остатки галактуроновой кислоты входят в состав галактуронана, линейной области макромолекулы пектинов, а остатки нейтральных моносахаридов образуют боковые цепи разветвленной области, можно предположить, что танацетан ТУС300, лемнан ЬМС300 и силенан 8ТС300 являются слабо разветвленными пектинами, в которых основным структурным элементом макромолекулы является

галактуронан. У фракции танацетана TVC, лемнана LMC и силенана STC с более низкой молекулярной массой преобладающим элементом структуры является разветвленная область макромолекулы, благодаря составу и разветвленности которой и наблюдаются существенные различия в структуре и свойствах вышеназванных пектиновых полисахаридах.

Противовоспалительную активность пектинов оценивали по их действию на проницаемость стенки сосудов у мышей. Исследована проницаемость стенки сосудов у мышей после перорального введения танацетана TVC, лемнана LMC и силенана STC. Установлено, что только танацетан TVC обладает противовоспалительным действием. Через сутки после перорального введения TVC проницаемость стенки сосудов снижается почти в два раза. Действие TVC на состояние стенки сосудов соавнимо с действием индометацина (рис. 7).

145 -

Рисунок 7. Проницаемость стенки сосудов у мышей через 24 ч после перорального введения танацетана TVC, лемнана LMC и силенана STC. Данные представлены в виде среднего арифметического значения ± стандартное отклонение. Количество животных - 7. * - различия достоверны по контроль tvc lmc stc indo сравнению с контролем прир<0,05.

Определена противовоспалительная активность различных фракций пектинов. Установлено, что после перорального введения танацетана TVC300, лемнана LMC300 и силенана STC300 проницаемость стенки сосудов в ответ на раздражитель не увеличивается (рис. 8), фрагменты пектинов TVC50, LMC50, STC50 не оказывают влияния на проницаемость стенки сосудов (рис. 9).

120

* * * _. т

контроль TVC 300 LMC 300 STC 300 Indo

Рисунок 8. Проницаемость стенки сосудов у мышей через 24 ч после перорального введения танацетана ТУС300, лемнана ЬМСзад и силенана 8ТС300. Данные представлены в виде среднего арифметического значения ± стандартное отклонение. Количество животных - 7. * -различия достоверны по сравнению с контролем при р<0,05.

На основе полученных результатов можно сделать вывод, что противовоспалительным действием обладают слаборазветвленные пектиновые полисахариды. Пектины, в макромолекуле которых преобладающим элементом структуры является разветвленная область, не оказывают противовоспалительного действия.

5 120

о 100

контроль TVC50 LMC50 STC 50

Indo

Рисунок 9. Проницаемость стенки сосудов у мышей через 24 ч после перорального введения танацетана ТУС50, лемнана ЬМС50 и силенана 8ТС50. Данные представлены в виде среднего арифметического значения ± стандартное отклонение. Количество животных - 7. * - различия достоверны по сравнению с контролем при р<0,05.

Общим для ТУС300, ВТС300 и ЬМС300 является высокое содержание остатков галактуроновой кислоты (табл. 1). Что указывает на то, что противовоспалительное действие пектинов обусловлено именно галактуронановым фрагментом пектиновой макромолекулы. В этой связи было исследовано действие галактуронановых фрагментов макромолекулы пектинов, выделенных из танацетана ТУС, лемнана ЬМС и силенана БТС.

Установлено, что через 24 ч после перорального введения галаюуронанового фрагмента макромолекул танацетана ТУСН, силенана БТСН и лемнана ЬМСН проницаемость стенки сосудов снижается более чем в два раза (рис. 10). Полученные данные подтверждают, что противовоспалительная активность пектинов обусловлена галактуронановым фрагментом их макромолекулы.

Рисунок 10. Проницаемость стенки сосудов у мышей через 24 ч после перорального введения танацетана ТУСН, лемнана ЬМСН и силенана БТСН. Данные представлены в виде среднего арифметического значения ± стандартное отклонение. Количество животных - 7. * - различия достоверны по сравнению с контролем при р<0,05.

140

контроль ТУСН

LMCH

STCH

Indo

Характеристика противовоспалительной активности пектинов.

Ранее уже сообщалось (11о1апс1еШ е/ а1., 1988; Ьип & а!., 2003) о двух коммерческих пектинах: яблочном и цитрусовом, - которые ингибируют воспаление стенки толстой кишки. Противовоспалительное действие пектинов проявляется при их добавлении в рацион питания крысам в виде 1%-ного или2%-ного водного раствора на протяжении 7-10 дней.

Отличием полученных данных от результатов других исследователей является то, что пектины, обладающие противовоспалительным действием, вводились однократно в дозе 200 мг/кг за 48 ч до индукции воспаления. Использование однократного перорального введения пектинов позволило снизить

вероятность влияния на результат короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), образующихся при ферментации полисахаридов микрофлорой кишечника (Titgemeyer et al., 1991). Известно, что КЦЖК снижают функциональную активность нейтрофилов (Eftimiadi et al., 1987) и тем самым могут оказывать влияние на развитие воспаления.

Известно, что в развитии кишечного воспаления значительную роль играют привлеченные нейтрофилы (Nusrat et al., 1997). После выхода из кровотока в ткань эейтрофилы секретируют активные формы кислорода, разрушающие клеточные структуры стенки кишки (Pravda, 2005).

Уменьшение активности МПО в стенке кишки после ректального введения кислоты говорит о том, что противовоспалительное действие пектинов связано с уменьшением количества привлеченных нейтрофилов. В связи с этим, исследовано влияние пектинов, обладающих противовоспалительным действием, на адгезию лейкоцитов и проницаемость стенки сосудов как основные факторы, определяющие интенсивность миграции лейкоцитов к очагу воспаления. Кроме того, снижение миграции нейтрофилов в стенку кишки может быть обусловлено увеличением количества кишечной слизи.

Оценку функционального состояния перитонеальных лейкоцитов, проницаемость стенки сосудов органов брюшной полости и количество кишечной слизи в толстой кишке у мышей проводили через 48 ч после перорального введения пектинов. Установлено, что комаруман CP и оксикоккусан ОР, при пероральном введении, снижают адгезию лейкоцитов брюшной полости и проницаемость стенки сосудов (рис. 11, 12).

150 ■

и ЮО

Рисунок 11. Адгезия перитонеальных лейкоцитов у мышей через 48 ч после перорального введения пектинов. Данные представлены в % к контролю, принятому за 100%. Количество животных - 7.

- различия достоверны по сравнению с контролем при р<0,05.

ОР

150

контроль

ОР

Рисунок 12. Проницаемость стенки сосудов у мышей через 48 ч после перорального введения пектинов. Данные представлены в % к контролю, принятому за 100%. Количество животных - 7.

- различия достоверны по сравнению с контролем при р<0,05.

Установлено, что количество кишечной слизи увеличивается под действием комарумана CP и не изменяется при введении раувольфиана RS и оксикоккусана ОР(рис. 13).

Рисунок 13. Количество кишечной слизи на стенке толстой кишки у мышей через 48 ч после перорального введения пектинов. Данные представлены в % к контролю, принятому за 100%. Количество животных - 7. * -различия достоверны по сравнению с контролем при р<0,05.

контроль CP OP RS

Пока не известно, с чем связана способность комарумана увеличивать количество кишечной слизи. Не исключено, что это обусловлено разветвлением галактуронанового кора комарумана, поскольку данная структурная особенность приводит к образованию макромолекулярной сетки, способной удерживать большое количество слизи. Из рис. 13 видно, что только комаруман обладает таким свойством, в то время как оксикоккусан ОР и раувольфиан RS лишены данной способности.

Действие пектинов на функциональное состояние лейкоцитов и проницаемость стенки сосудов может быть вызвано изменением цитокинового баланса. Ранее было показано, что пероральное введение пектина, выделенного из рдеста плавающего Potamogeton natans L., увеличивает уровень ИЛ-10 -противовоспалительного цитокина (Popov et al., 2007). Известно, что ИЛ-10 способен ингибировать не только адгезивность нейтрофилов (Vora et al., 1996; Berlato et al., 2002), но и секреторную активность тучных клеток и предотвращать тем самым выброс вазоактивных медиаторов воспаления (Thompson-Snipes et al., 1991).

Изрис. 11,12 можно видеть, что в отличие от комарумана CP и оксикоккусана ОР, противовоспалительное действие раувольфиана RS не сопровождается изменением адгезии нейтрофилов и проницаемости стенки сосудов. Возможно, что действие раувольфиана RS на воспаление в стенке кишки связано с иными механизмами, например, с его антиоксидантными свойствами. Ранее было показано, что флавоноловый глюкозид рутин ингибирует развитие кишечного воспаления (Galvez et al., 1997); предполагается, что eró противовоспалительное действие связано с ингибированием активных форм кислорода, секретируемых нейтрофилами.

Таким образом, установлено, что пектины комаруман CP и оксикоккусан ОР уменьшают адгезию лейкоцитов и снижают проницаемость стенки сосудов.

выводы

1. Установлено, что ингнбирующим действием на воспаление стенки толстой кишки у мышей, при однократном пероральном введении, обладают лишь отдельные пектиновые полисахариды, что указывает на связь их противовоспалительной активности со структурой макромолекулы.

2. Показано, что противовоспалительное действие пектиновых полисахаридов обусловлено их главной углеводной цепью - галаьауронановым кором макромолекулы.

3. Найдено, что галактуронан ингибирует развитие воспаления стенки толстой кишки независимо от противовоспалительной активности исходного пектина.

4. Сравнение пектинов с различной структурой разветвленной области указывает на отсутствие существенного влияния данной области макромолекулы на противовоспалительную активность пектинов.

5. Впервые обнаружено, что комаруман CP, оксикоккусан ОР, танацетан TVC обладают способностью уменьшать проницаемость стенки сосудов брюшной полости, что может препятствовать развитию воспаления. Действие на проницаемость стенки сосудов танацетана TVC обусловлено входящими в его состав полисахаридными цепями с молекулярной массой свыше 300 кДа.

6. Установлено, что пектины обладают профилактическим противовоспалительным действием, которое сопровождается уменьшением количества нейтрофилов в очаге воспаления и снижением адгезии перитонеальных лейкоцитов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Popov S.V., Ovodova R.G., Markov P.A., Nikitina I.R., Ovodov Yu. S. Protective effect of Comaruman, pectin of cinquefoil Comarum Palustre L., on acetic acid induced colitis in mice // Dig. Dis. Sci.- 2006. -Vol.51. - P.1532-1537.

2. Popov S.V., Gunter E.A., Markov P. A., Smirnov V.V., Khramova D.S., Ovodov Yu. S. Adjuvant effect of lemnan, pectic polysaccharides of callus culture of Lemna minor L. at oral administration // Immunopharmacol. Immunotoxicol. -2006. -Vol.28. -P. 141-152.

3. Popov S.V., Markov P. A., Nikitina I.R., Petrishev S.V., Smirnov V.V., Ovodov Yu. S. Preventive effect of a pectic polysaccharide of the common cranberry Vaccinium oxycoccos L. on acetic acid-induced colitis in mice // World J. Gastroenterol. -2006. -Vol.41.-P. 6646-6651.

4. Попов C.B., Винтер В.Г., Патова O.A., Марков П.А., Никитина И.Р., Оводова Р.Г., Попова Г.Ю., Шашков А.С., Оводов Ю.С. Химическая характеристика и противовоспалительное действие раувольфиана, пектинового полисахарида каллуса раувольфии змеиной // Биохимия (Москва). -2007. -Том. 72. -С. 778-784.

5. Марков П.А. Влияние пектинов на количество нейтрофилов в стенке верхних отделов тонкой кишки мышей // Тр. Коми НЦ УрО РАН. -2005. -№176. -С.75-86.

6. Марков П.А., Бушнева O.A., Головченко В.В., Никитина И.Р., Оводова Р.Г., Попов C.B., Оводов Ю.С. Пектины смолевки и ряски стимулируют фагоциты, не вызывая воспаления кишечника // Тез. III Съезда биохим. общ-ва Санкт-Петербурга. -2002. -С. 263.

7. Марков П.А., Оводова Р.Г., Никитина И.Р., Оводов Ю.С. Действие раувольфиана, пектина из раувольфии змеевидной (Rauwolfia serpentina) на развитие язвенного колита у мышей // Тез. IV Всерос. конф. «Химия и технология растительных веществ» Сыктывкар, 2006. -С. 306.

8. Марков П.А., Попов C.B., Оводова Р.Г., Никитина И.Р. Комаруман пектин из сабельника болотного (Comarum palustre L.) предотвращает развитие экспериментального кишечного воспаления // Мат. 8-го Межд. СлавяноБалтийского научного форума "Санкт-Петербург - Гастро-2006. «Гастроэнтерология Санкт-Петербурга», 2006. -№ 1-2. -С.93.

9. Markov P.A., Nikitina I.R., Ovodova R.G. Effect of galacturonanic fragments of pectins on colon inflammation in mice // Abstr. 14-th Carbohydr. Symp., Lübeck, Germany, 2007. -P. 496.

10. Марков П.А., Никитина И.Р., Оводова Р.Г. Защитное действие пектинов на стенку толстой кишки мышей // Тез. II Межд. науч. конф. «Химия, технология и медицинские аспекты природных соединений» (Алматы, Казахстан), 2007. -С. 118.

* * *

Выражаю искреннюю благодарность своим научным руководителям академику Юрию Семеновичу Оводову и к.б.н., доц. Сергею Владимировичу Попову за ценные советы и консультации. Благодарю сотрудников Отдела молекулярной иммунологии и биотехнологии Института физиологии Коми НЦ УрО РАН: Никитину И.Р. за помощь в выполнении анализов и проведение экспериментов; к.х.н., ст.н.с. Оводову Р.Г., к.б.н., доцента Гюнтер Е.А. и к.х.н., доцента Головченко В.В. за предоставленные и охарактеризованные образцы растительных полисахаридов.

Просьба отзывы отправлять по факсу: (8212) 24-10-01 или на e-mail: marpa@phvsiol.komisc.ru

Лицензия № 0025 от 20.06.96

Компьютерный набор. Формат 60x90 1\16 Бум. Кут Ьих. Отпечатано на ризографе. Усл.печ.л. 1

Тираж 100 Заказ № 87

Информационно-издательский отдел Института физиологии Коми НЦ УрО РАН

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Марков, Павел Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Строение и физиологическая активность полисахаридов растений.

1.2. Методологические подходы к изучению связи между строением и физиологической активностью пектинов.

1.3. Экспериментальные модели воспаления толстой кишки лабораторных животных.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Растворы и реактивы.v.

2.2. Характеристика пектинов.

2.3. Введение полисахаридов животным.

2.3. Индукция кишечного воспаления и его оценка.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Скрининг противовоспалительной активности пектинов.

3.2. Действие галактуронановых фрагментов пектинов на воспаление стенки толстой кишки.

3.3. Проницаемость стенки сосудов у мышей, получивших пектины с разной молекулярной массой и моносахаридным составом.

3.4. Влияние галактуронановых фрагментов пектинов на проницаемость стенки сосудов у мышей.

3.5. Действие пектинов на структуру кишечной стенки.

3.6. Действие пектинов на лейкоциты и проницаемость стенки сосудов.

Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

4.1 Выявление пектинов, защищающих стенку толстой кишки мышей от химически индуцированного повреждения.

4.2. Галактуронан - область макромолекулы пектинов, обладающая противовоспалительным действием.

4.3. Влияние боковых цепей макромолекулы пектинов на их противовоспалительную активность.

4.4. Характеристика противовоспалительной активности пектинов.

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Связь противовоспалительной активности пектинов с их структурой"

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Установлено, что пектины ингибируют развитие воспаления стенки кишки у экспериментальных животных, при этом противовоспалительное действие пектинов сопровождается уменьшением количества кишечных лейкоцитов (Rolandelli et al., 1988; Liu et al, 2003; Lim et al, 2003).

Ранее показано, что пектины способны не только подавлять, но и стимулировать активность лейкоцитов. Так, например, лемнан LM, пектин из ряски малой Lemna minor L., и силенан SV, пектин из смолевки обыкновенной Silene vulgaris L., стимулируют функциональную активность лейкоцитов и оказывают провоспалительное действие (Попов, 2002; Popov et al., 2006b). В то же время комаруман CP, пектин из сабельника болотного Comarum palustre L., и потамогетонан PN, пектин из рдеста плавающего Potamogeton natans L., обладают противовоспалительным действием (Popov et al., 2005b, 2007). Приведенные примеры говорят о том, что реакция иммунной системы млекопитающих на пектины зависит от особенностей строения полисахаридов.

Исследования противовоспалительного действия пектинов при повреждении кишечной стенки проводятся с использованием коммерческих пектинов, главным образом, цитрусового и яблочного (Koruda et al. 1986; Rolandelli et al., 1988; Mao et al., 1996), при этом не учитывается структурное разнообразие пектинов, встречающихся в природе.

Макромолекула пектинов представляет собой сложный гетерополисахарид, содержащий линейные области a-D-галактуронана и разветвленные области, в состав которых, наряду с галактуроновой кислотой, входят остатки нейтральных моносахаридов (BeMiller, 1986; O'Neill et al., 1990).

В основе макромолекулы всех пектиновых полисахаридов лежит линейная цепь из 1,4-связанных остатков a-D-галактопиранозилуроновой кислоты, образующих фрагменты линейного галактуронана (Schols, Voragen, 1996). Отдельные участки галактуронана связаны между собой остатками а-L-рамнопиранозы и образуют линейный рамногалактуронан, при этом на один остаток рамнозы может приходиться от 25 до 200 остатков a-D-галактуроновой кислоты (Powell et al., 1982; Thibault et al., 1993).

Разветвленная область макромолекулы пектинов образована гетерогликаногалактуронанами: чаще всего рамногалактуронаном I (RG-I) и рамногалактуронаном II (RG-II), реже апиогалактуронаном и ксилогалактуронаном (Оводов, 1998а). Известно, что макромолекула пектинов, выделенных из разных растений, различается структурой линейной и разветвленной области (Оводова и др., 2000b; Ovodova et al., 2000a,b, 2005).

Ранее было показано, что действие пектинов на воспаление зависит от строения линейной и разветвленной области их макромолекулы. Так, например, галактуронановый фрагмент макромолекулы комарумана CP ингибирует развитие воспаления (Popov et al., 2005), а апиогалактуронан, фрагмент разветвленной области макромолекулы лемнана LM, оказывает провоспалительное действие (Popov et al., 2006b).

Было установлено, что действие пектинов на функциональную активность лейкоцитов зависит от молекулярной массы пектиновой макромолекулы (Puhlmann et al, 1992). Установлено, что пектины, обладающие провоспалительным действием, имеют молекулярную массу свыше 100 кДа (Попов, 2002). В то же время показано, что фрагмент потамогетонана с молекулярной массой свыше 300 кДа оказывает противовоспалительное действие. Не исключено, что действие пектинов на. воспаление связано с их молекулярной массой.

Связь между особенностями строения макромолекулы пектинов и их действием на воспаление кишечника не исследована.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: выявить область макромолекулы пектинов, обусловливающую их противовоспалительную активность при кишечном воспалении у мышей.

Задачи исследования.

1. Выявить пектины, предотвращающие развитие воспаления в стенке толстой кишки у мышей.

2. Исследовать противовоспалительную активность линейной области макромолекулы пектинов.

3. Определить зависимость противовоспалительного действия пектинов от типа строения разветвленной области макромолекулы.

4. Оценить действие на воспаление пектиновых фрагментов, различающихся по молекулярной массе и моносахаридному составу.

5. Дать характеристику противовоспалительного действия пектинов при повреждении стенки толстой кишки у мышей, вызванного ректальным введением уксусной кислоты.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ.

В работе впервые исследована способность различных по структуре пектинов ингибировать развитие воспаления в стенке толстой кишки у мышей. Выявлены новые пектины, оказывающие противовоспалительное действие при химическом повреждении стенки толстой кишки у мышей. Установлено, что участки галактуронана обладают противовоспалительным действием. Показано, что противовоспалительная активность пектинов не зависит от молекулярной массы фрагментов пектинов и от типа строения разветвленной области их макромолекулы.

Впервые показано, что пектины с определенной структурой способны ингибировать развитие воспаления стенки кишки при однократном превентивном пероральном введении. Показано, что при этом снижается адгезия перитонеальных лейкоцитов и проницаемость стенки сосудов брюшной полости у мышей.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ.

Полученные результаты могут быть использованы в технологии производства пектиновых препаратов с противовоспалительной активностью с перспективой их применения в качестве биологически активных добавок или лекарственных средств. Накопленные данные открывают возможность дать рекомендации об использовании растений, содержащих пектиновые полисахариды с изученным строением, в пищевой и фармакологической промышленности.

Результаты диссертационной работы расширяют представление о связи между физиологической активностью пектинов и их строением и могут быть использованы в курсе лекций для студентов биологических, химических и медицинских факультетов.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. Выявлено, что из пятнадцати исследованных пектинов (см. табл. 2, 3, стр. 32, 34) только комаруман CP, пектин сабельника болотного Comarum palustre, оксикоккусан ОР, пектин клюквы Vaccinium oxycoccus L., танацетан TVC, пектин пижмы обыкновенной Tanacetum vulgarе L., раувольфиан RS и RSP, пектин раувольфии змеевидной Ramvolfia serpentine L. предотвращают развитие кишечного воспаления. Установлено, что эти пектины способны ингибировать развитие воспаления в стенке толстой кишки у мышей при однократном превентивном пероральном введении.

2. Противовоспалительное действие пектинов обусловлено галактуронановым фрагментом их макромолекулы. Галактуронан предотвращает повреждение стенки кишки независимо от противовоспалительной активности исходного пектина.

3. Показано, что противовоспалительным действием обладают слаборазветвленные фрагменты пектинов, основным составляющим элементом которых является галактуронан.

4. Противовоспалительным действием обладают только те пектины, которые блокируют привлечение нейтрофилов в стенку толстой кишки после ректального введения кислоты.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. По результатам исследований были сделаны доклады на III Съезде биохимического общества (С.-Петербург, 2002); IV Молодежной научной конференции: «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2004); IX Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых: «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2005); VIII Всероссийском конгрессе: «Оптимальное питание - здоровье нации» (Москва, 2005); Международном научно-медицинском форуме «Гастро-2006» (С.-Петербург, 2006); IV Всероссийской научной конференции: «Химия и технология растительных веществ (Сыктывкар, 2006); II Международной научной конференции: «Химия, технология и медицинские аспекты природных соединений» (Алматы, Казахстан, 2007).

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК для публикации основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата наук.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Марков, Павел Александрович

ВЫВОДЫ

1. Установлено, что ингибирующим действием на воспаление стенки толстой кишки у мышей, при однократном пероральном введении, обладают лишь отдельные пектиновые полисахариды, что указывает на связь их противовоспалительной активности со структурой макромолекулы.

2. Показано, что противовоспалительное действие пектиновых полисахаридов обусловлено их главной углеводной цепью галактуронановым кором макромолекулы.

5. Впервые обнаружено, что комаруман CP, оксикоккусан ОР, танацетан TVC, обладают способностью уменьшать проницаемость стенки сосудов брюшной полости, что может препятствовать развитию воспаления. Действие на проницаемость стенки сосудов танацетана TVC обусловлено входящими в его состав полисахаридными цепями с молекулярной массой свыше 300 кДа.

Работа выполнена в соответствии с планами НИР Института физиологии Коми НЦ УрО РАН на 2003-2005 гг. (ГР № 01.200107401) и поддержана грантом ведущих научных школ (№ НШ-5796.2006.4), грантом РФФИ (№06-04-48079), программами Президиума РАН «Молекулярная и клеточная биология» и «Фундаментальные науки — медицине».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований установлено, что не все пектиновые полисахариды способны защищать стенку кишки млекопитающих от повреждения и ингибировать развитие воспаления. В то же время в макромолекуле любого пектина содержится фрагмент, потенциально обладающий противовоспалительным действием галактуронан. По всей видимости, строение или расположение боковых цепей на коре макромолекулы пектинов является тем фактором, который определяет действие пектинов на воспаление. Возможно, что боковые цепи пектинов обладающих противовоспалительным действием менее устойчивы к гидролитическим факторам гастроэнтеральной полости млекопитающих, что способствует образованию слаборазветвленных галактуронановых фрагментов пектинов, которые и взаимодействуют с клетками-мишенями. Механизмы такого взаимодействия пока не изучены. Исследование молекулярных механизмов взаимодействия пектинов с клетками-мишенями, позволит найти новые способы регуляции растительными полисахаридами функционального состояния органов и систем организма млекопитающих.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Марков, Павел Александрович, Сыктывкар

1. Горшкова Т.А. Растительная клеточная стенка как динамичная система // Москва: Наука. -2007. 100с.

2. Зефиров Н.С. Органическая химия-наукам о жизни // Вест. РАН. -2005. -75. -С. 445-448.

3. Зефиров Н.С. Современные принципы конструирования лекарств // . Вест. РАН. -2004. -74. -С. 415-418.

4. Кочетков Н.К., Бочков А.Ф., Дмитриев Б.А. Химия углеводов. -М.: «Химия». -1967. -672 с.

5. Кузнецов В.Ф., Черешнев В.А. Патофизиология дисфункций нейтрофилов // Киров. -1998. -119 с.

6. Маянский А.Н., Маянский Д.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге // Новосибирск: Наука. 1989. -344 с.

7. Оводов Ю.С. Полисахариды цветковых растений: структура и физиологическая активность // Биоорган, химия. 1998а. -42. -С.483-581.

8. Оводов Ю.С. Избранные главы биоорганической химии // -Сыктывкар: Сыктывкарский ун-т. 1998b. -222 с.

9. Оводов Ю.С. Современные представления о пектиновых веществах // Биоорг. химия. -2009. -Т. 35. -С. 1-9.

10. Оводова Р.Г., Бушнева О.А., Шашков А.С., Оводов Ю.С. Выделение и предварительное исследование строения полисахаридов из смолевки обыкновенной Silene vulgaris L. // Биоорг. химия. -2000. -Т. 26. -С. 686-692.

11. Пинегин Б.В., Бутаков А.А., Челкина Т.Л. Экологическая иммунология. Комплекс методов для определения функциональной активности фагоцитов. Ред.: Хаитова P.M., Пинегина Б.В., Истамова Х.И. // Москва: ВНИРО. -1995. -С. 146-154.

12. Полле А.Я., Оводова Р.Г., Оводов Ю.С. Способ получения из растительного сырья суммы полисахаридов // Патент РФ № 2176515 от 10.12.2001 г. БИ. №34. -2001.

13. Попов С.В. Взаимодействие фагоцитов млекопитающих с полисахаридами растений // Сыктывкар. -2002. -Коми НЦ УрО РАН. 100с.

14. Рафиков С.Р., Будтов В.П., Монаков Ю.Б. Введение в физикохимию растворов полимеров / Под ред. В.В. Коршак. -М.: Наука, 1978. -328с.

15. Турахожаев М.Т., Ходжаева М.А. Растительные пектиновые вещества. Способы выделения пектиновых веществ // Химия природн. соедин. -1993. -С. 653-643.

16. Хаитов P.M., Пинегин Б.В., Истамов Х.И. Экологическая иммунология // Москва: ВНИРО. -1995. 219с.

17. Хант С. Выделение лимфоцитов и вспомогательных клеток //Лимфоциты. Методы. /Ред.Дж.Клаус. М.:Мир,. - 1990. - Гл.1. - С. 15-65.

18. Цапаева О.В. Выделение, структурная идентификация и химическая модификация пектиновых веществ растения амарант и некоторых модельных соединений: Автореферат дисс. канд. хим. наук. -Казань, 2000. -20 с.

19. Цветков В.Н., Эскин В.Е., Френкель С.Я. Структура макромолекул в растворах. -М.: Наука, 1964. -457 с.

20. Allen A.A., Flemstrom G., Garner A.S. Gastroduodenal mucosal protection // Physiol. Rev. 1993. - Vol. 73. - P. 823-826.

21. Andoh A., Bamba Т., Sasaki M. Physiological and anti-inflammatory roles of dietary fiber and butyrate in intestinal functions // J. Parenter. Enteral. Nutr. -1999. -Vol. 23. -P. 70-73.

22. Aspinall G.O. The polysaccharides. -Vol.l. -London.: Academic Press, Inc. -1982a. -340 p.

23. Bai A.P., Ouyang Q. Probiotics and inflammatory bowel diseases // Postgrad. Med. J. 2006. - Vol. 82. - P. 376-382.

24. Banic M., Brkic Т., Anic В., Ljubicic N. Effect of cyclosporine in a murine model of experimental colitis // Dig. Dis. Sci. 2002. - Vol. 47. - P. 1362-8.

25. Barcelo A., Claustre J., Moro F., Chayvialle J-A., Plaisancie P. Mucin secretion is modulated by luminal factors in the isolated vascularly perfused rat colon // Gut. 2000. - Vol. 46. - P. 218-224.

26. BeMiller J.N. Chemistry and function of pectins // Eds M.L. Fishman, J.J. Jen Washington, D.C.: Am.Chem. Soc. -1986. -P. 2-12.

27. Blackwood A.D., Salter J., Dettmar P.W., Chaplin M.F. Dietary fibre physicochemical properties and their relationship to health // J. Roy. Soc. Prom. -2000. -Vol. 120. -P. 242-247.

28. Blandizzi C., Gherardi G., Marveggio C., Lazzeri G. Suramin Enhances ethanol-induced injury // Dig. Dis. Sci. -1997. -Vol. 42. -P. 1233-1241.

29. Breiteneder H., Radauer C. A classification of plant food allergens // J. -. Allergy Clin. Immunol. -2004. -Vol. 113. -P. 821-30.

30. Brown R.C., Kelleher J., Losowsky M.S. The effect of pectin on the structure and function of the rat small intestine // Br. J. Nutr. -1979. -Vol. 42. -P. 357-365.

31. Cabrera C., Artacho R., Gimenez R. Beneficial Effects of Green Tea-A Review // J. Am. Coll. Nutr. -2006. -Vol. 25. -P. 79-99.

32. Cardoso C.R., Teixeira G., Provinciatto P.R., Godoi D.F., Ferreira B.R., Milanezi C.M. Modulation of mucosal immunity in a murine model of food-induced intestinal inflammation // Clin. Exp. Allergy. -2008. -Vol. 38. -P. 338-49.

33. Carpita N.C., Gibeaut D.M. Structural models of primary cell walls in flowering plants: consistency of molecular structure with the physical properties of the walls during growth // Plant J. -1993. -Vol. 3. -P. 1-30.

34. Carpita N.C., McCann M. The cell wall // Biochemistry and molecular biology of plants. / Eds. B. Bushman, W. Gruissem, R. Jones. Am. Soc. Plant. Physiol. -2000. -P. 52-108.

35. Carpita N.C., McCann M., Griffing L. R. The plant extracellular matrix: news from the cell's frontier // Plant Cell. -1996. -Vol. 8. -P. 1451-1463.

36. Casini-Raggi V., Kam L., Chong.Chong Y.J., Fiocchi C. Mucosal imbalance of IL-1 and IL-1 receptor antagonist in inflammatory bowel disease A novel mechanism of chronic intestinal inflammation // J. Immunol. 1995. -Vol. 154.-P. 2434-2440.

37. Chinnah A.D., Baig M.A., Tizard I.R., Kemp M.C. Antigen dependent adjuvant activity of a polydispersed beta-(l,4)- linked acetylated mannan (acemannan) // Vaccine. 1992. -Vol. 10. P. 551-7.

38. Colgan S.P., Dzus A.L., Parkos C.A. Epithelial exposure to hypoxia modulates neutrophil transepithelial migration // J. Exp. Med. 1996. -Vol. - 184. -P. 1003-08;

39. Cosgrove DJ. Grownth of the plant cell wall // Mol. Cell Biol. -2005. -Vol. 6. -P. 850-860.

40. Darvill A.G., McNeil M., Albesheim P., Delmer D. Structure and function of plant cell wall polysaccharides // J. Cell Sci. Suppl. -1985.-Vol. 2. -P. 203-207.

41. Deckert-Schlutter M., Rang A., Weiner D. Interferon-gamma receptor-deficiency renders mice highly suscepeptide to toxoplasmosis by decreased macrophages activation // Lab. Invest. -1996. -Vol. 75. -P.827-841.

42. Deplancke B.B., Gaskins H.R. Microbial modulation of innate defense: goblet cells and the intestinal mucus layer // Am. J. Clin. Nut. 2001. -Vol. 73(6). -P. 1131-1141.

43. Doco Т., Williams P., Vidal S., Pellerin P. Rhamnogalacturonan II, a dominant polysaccharide in juices produced by enzymic liquefaction of fruits and vegenables // Carbohydr. Res. -1997. -Vol. 297. -P. 181-186.

44. Dohi B.T., Fujihashi K., Rennert P., Iwatani K., Kiyono H. McGhee Hapten-induced colitis is associated with colonic patch hypertrophy and T helper cell 2-type responses // J. Exp. Med. 1999. -Vol. 189. -P. 1169-1179.

45. Dongowski G., Lorenz A., Anger H. Degradation of pectins with different degrees of esterification by bacteroides thetaiotaomicron Isolated from human gut flora//Appl. Envir. Microbiol. 2000.-Vol. 66.-P.1321-1327.

46. Eftimiadi C., Buzzi E., Tonetti M., Buffa P. Short-chain fatty acids produced by anaerobic bacteria alter the physiological responses of human neutrophils to chemotactic peptide // J. Infect. 1987. -Vol. 14. -P.43-53.

47. Elson C.O., Beagley K.W., Sharmanov A.T., Fujihashi K. Hapten-induced model of murine inflammatory bowel disease: mucosa immune responses and protection by tolerance // J. Immunol. 1996. -Vol. 157. -P. 2174-2185.

48. El-Tinue A.H., El-Safic A.S., Nour A.A. A chemical study of pumpkin pectins substances // Trop. Sci. -1983. -Vol. 24. -P. 173-183.

49. Eriksson I., Andersson R., Aman P. Extraction of pectic substances from dehulled rapeseed// Carbohydr. Res. -1997. -Vol. 301. -P.177-185.

50. Fabia R., Rajab A., Willen R., Marklund S., Andersson R. The role of transient mucosal ischemia in acetic acid-induced colitis in the rat // J. Surg. Res. -1996.-Vol. 63 P. 406-12.

51. Fabia R., Willen R., Rajab A., Andersson R. Acetic acid-induced colitis in the rat: a reproducible experimental model for acute ulcerative colitis // Eur. Surg. Res. 1992. - Vol. 24. - P. 211-25.

52. Farness P.L., Schneeman A.O. Effects of Dietary Cellulose, Pectin and Oat Bran on the Small Intestine in the Rat Effects of dietary cellulose, pectin and oat bran on the small intestine in the rat // J. Nutr. -1982. -Vol. 112. P. 1315-1319.

53. Feillet C.J., Bach J.F. Increased incidence of inflammatory bowel disease: the price of the decline of infectious burden? // Curr. Opin. Gastroenterol. -2004. -Vol. 20. -P. 560-4.

54. Fiorucci S., Wallace J.L., Mencarelli A., Distrutt Rizzo G. Anti-oxidation-resistant lipoxin A4 analog treats hapten-induced colitis by attenuating inflammation and immune dysfunction // Proc. Nat. Am. Soc. 2004. -Vol- 101. -P.15736-15741.

55. Flemstrom G., Hallgren A., Nylander O. Adherent surface mucus gel restricts diffusion of macromolecules in rat duodenum in vivo // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 1999. -Vol. 277. -P. 375-8.

56. Foitzik Т., Kruscheweski M., Does microcirculation play a role in the pathogenesis of inflammatory bowel diseases // Int. J. Colorect. Dis. 1999. - Vol. 14. -P. 29-34.

57. Fraser I., Hughes D., Gordon S. Divalent cation-independent macrophage adhesion inhibited by monoclonal antibody to murine scavenger receptor // Nature. 1993. - Vol.364. - P.343-346.

58. Fukunaga Т., Araki Y., Yasuoka Т., Sasaki M., Fujiyama Y. Effects of the soluble fibre pectin on intestinal cell proliferation fecal short chain fatty acid production and microbial population // Digestion. 2003. - 67. -P. 42-9.

59. Galvez J., Cruz Т., Crespo E., Ocete M., Zarzuelo F. Rutoside as mucosal protective in acetic acid-induced rat colitis // Planta. Med. 1997. -Vol. 63. -P. 409-14.

60. Gibson G.R., Beatty E.R., Wang X., Cummings J.H. Selective stimulation of bifidobacteria in the human colon by oligofructose and inulin // Gastroenterology. -. -1995.-Vol. 108.-P. 975-82.

61. Golovchenko V.V., Bushneva O.A., Ovodova R.G., Shashkov A.S., Chizhov A.S., and Ovodov Yu.S. Structural study of bergenan, a pectin from Bergenia crassifolia И Bioorg. Khim. 2007. -Vol. 33. -P. 54-63.

62. Golovchenko V.V., Ovodova R.G., Shashkov A.S., and Ovodov Yu.S. Structural studies of the pectic polysaccharide from duckweed Lemna minor L. // Phytochemistry. 2002. -Vol. 60. -P. 89-97.

63. Gunal O., Oktar B.K., Sungur M., Arbak S. Estradiol treatment ameliorates acetic acid-induced// Inflammation. 2003. - Vol. 27. - P. 351-359.

64. Huang C.T., Gopalakrishna G.S., Nichols B.L. Fiber intestinal sterols and colon cancer// Am. J. Clin. Nut. 1978. - Vol. 31. -P. 516-526.

65. Inase N., Schreck R.E., Lazarus S.C. Heparin inhibits histamine release from canine mast cells // Am. J. Physiol. 1993. -Vol. 264. -P. 387-390.

66. Kardosova A., Capek P. Chemical and C13 NMR of a arabinogalactan from the leaves of Plantago lanceolata L. var. Libor. // Col. Czech. Chem. Commun. -1994. -Vol. 59.-P. 2714-2719.

67. Kertesz Z.I. The pectic substances // New York, London: Acad. Press. -1951.-629 p.

68. Kitajima S.S., Takuma S.S. Tissue distribution of dextran sulfate sodium (DSS) in the acute phase of murine DSS-induced colitis // J. Vet. Med. Sci. -1999. -Vol.61. -P. 67-70.

69. Ко J.K., Lam F.Y., and Cheung A.P. Amelioration of experimental colitis by Astragalus membranaceus through anti-oxidation and inhibition of adhesion molecule synthesis // World J. Gastroenterol. -2005. -Vol. 11. -P. 5787-94.

70. Koruda M.J., Rolandelli R.H., Settle R.G., Saul S.H., Rombeau J.L. The effect of a pectin-supplemented elemental diet on intestinal adaptation to massivesmall bowel resection // JPEN J. Parenter. Enteral. Nutr. -1986. -Vol. 10. -P. 343 -350.

71. Lee C.M., Kumar R.K., Lubowski D.Z., Burcher E. Neuropeptides and nerve growth in inflammatory bowel diseases: a quantitative immunohistochemical study // Dig. Dis. Sci. 2002. -Vol. 47. -P. 495-502.

72. Lee S.H., Starkey P.M., Gordon S. Qantative anallysis of total macrophage content in adult mousse tissues. Immunochemical studies with monoclonal antibody F4/80 //J. Exp. Med. -1985. -Vol. 61. -P. 475-489.

73. Lichtenstein G.R., Deren J., Kennedy S., Ware J.H. The Bowman Birk protease inhibitor: a novel therapy for patients with active ulcerative colitis // Gastroenterology. 2002. -Vol. 122. -P. 60-69.

74. Lim B.O., Yamada K., Nonaka M. Dietary fibers modulate indices of intestinal immune function in rats // J. Nutr. -1997. -Vol. 127. -P. 91-99.

75. Liu L., Wang Z., Pan В., Zhou S. Effect of Rheum tanguticum polysaccharide on TNBS-induced colitis and CD4+T cells in rats // Word. J. Gastoenterol. 2003.-Vol. 9. -P. 2284-2288.

76. Liu S.P., Dong W.G., Wu D.F., Luo H.S. Protective effect of angelica sinensis polysaccharide on experimental immunological colon injury in rats // Word. J. Gastoenterol. 2003. -Vol 9. -P. 2786-90.

77. Liu S.P., Dong W.G., Wu D.F., Luo H.S., Yu J.P. Protective effect of angelica sinensis polysaccharide on experimental immunological colon injury in rats // World J. Gastroenterol. 2003. -Vol. 9. -P.2786-2790.

78. Mahgoub A. Evaluating the prophylactic potential of zafirlukast against the toxic effects of acetic acid on the rat colon // Toxicol. Lett. 2003. - Vol. 145 (1). -P.79-87.

79. Mao Y., Kasravi В., Nobaek S., Wang D., Jeppsson B. Pectin-supplemented enteral diet reduces the severity of methotrexate induced enterocolitis in rats // Scand. J. Gastroenterol. -1996. -Vol. 31(6). -P. 558-67.

80. McNeil M., Darvill A.G., Albersheim P. Structure of Plant Cell Walls. X. Rhamnogalacturonan I, a structurally complex pectic polysaccharide in the walls of suspension-cultured sycamore cells // Plant Physiol. -1980. -Vol. 66. -P. 11281134.

81. Menard S., Candalh C., Bambou J. C., Terpend K., Cerf-Bensussan N., and Heyman M. Lactic acid bacteria secrete metabolites retaining anti-inflammatory properties after intestinal transport // Gut. -2004. -Vol. 53. -P. 821-828.

82. Michel C.C., Curry F.E. Microvascular Permeability // Physiol. Rev. -1999. -Vol. 79. -P.212-234.

83. Middleton E., Kandaswami C., Theoharides T.C. The Effects of Plant Flavonoids on Mammalian Cells: Implications for Inflammation, Heart Disease, and Cancer//Pharmacol. Rev. 2000. -Vol. 52. -P. 673-751.

84. Millar A.D., Rampton D.S., Chander C.L., Claxson A.W., Blades S., Coumbe A. Evaluating the antioxidant potential of new treatments for inflammatory bowel disease using a rat model of colitis // Gut. -1996. Vol. 39. -P. 407-415.

85. Negrate G., Selva E., Auberger P,. Rossi B. Sustained Polymorphonuclear Leukocyte Transmigration Induces // J. Cell Biol. 2000. -Vol. 6. -P. 1479-1488.

86. Neurath M.F., Fuss I., Kelsall B.L., Stuber E. Antibodies to interleukin 12 abrogate established experimental colitis in mice // J. Exp. Med. -1995. -Vol. 182. -P. 1281-1290.

87. Ni J.F., Chen S.F. Effects of dextran sulphate sodium on intestinal epithelial cells and intestinal lymphocytes // Gut -1996. -Vol. 39. P. 234-241.

88. Nusrat A., Parkos C.A., Liang T.W., Carnes D.K., and Madara J.L. Neutrophil migration across model intestinal epithelia: monolayer disruption and subsequent events in epithelial repair // Gastroenterol. -1997. -Vol. 113. -P. 1489500.

89. O'Neill M.A., Albersheim P., Darvill A.G. The pectic polysaccharides of primary cell walls // The biochemistry of plants / Eds P.M. Dey. L.: Acad. Press, London.-1990.-P. 415-441.

90. Okayasu I., Hatakeyama S., Yamada M., Ohkusa Т., Nakaya R. A novel method in the induction of reliable experimental acute and chronic ulcerative colitis in mice // Gastroenterology. -1990. -Vol. 98. -P. 694-702.

91. Opal S.M., DePalo V.A. Anti-inflammatory cytokines // Chest. -2000. -Vol. 117.-P. 1162-1172.

92. Ovodova R.G., Bushneva O.A., Shashkov A.S., and Ovodov Yu.S. Isolation and structural study of polysaccharides from campion Silene vulgaris // Bioorg. Khim.-2000a. -Vol. 26. -P. 686-92.

93. Ovodova R.G., Bushneva O.A., Shashkov A.S., Chizhov A.O., and Ovodov Yu.S. Structural studies on pectin from marsh cinquefoil Comarum palustre L. // Biochemistry (Mosc). -2005. -Vol. 70. -P. 867-77.

94. Ovodova R.G., Golovchenko V.V., Shashkov A.S., Popov S.V., and Ovodov Yu.S. Structure and physiological activity of lemnan, Lemna minor L. pectin // Bioorg. Khim. -2000b. -Vol. 26. -P. 743-51.

95. Ovodova R.G., Vaskovsky V.E., Ovodov Yu.S. The pectic substances of Zosteraceae H Carbohydr. Res. -1968. -Vol. 6. -P. 328-332.

96. PaivaL.A., Gurgel L.A., SilvaR.M., Tome A.R. Anti-inflammatory effect of kaurenoic acid a diterpene from Copaifera langsdorffii on acetic acid-induced colitis in rats // Vascular Pharmacol. 2002. -Vol. -P. 39303-307.

97. Parkos С.A. Cell adhesion and migration neutrophil adhesive interactions with intestinal epithelium // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. -1997. -Vol. 273. -P. 763-768.

98. Parkos C.A., Colgan S.P. Interaction of neutrophil with epithelial cell: lessons from the intestine // J. Am. Soc. Nephrol. -1994. -Vol. 5. 138-152.

99. Paulsen B.S., Barsett H. Bioactive pectic polysaccharides // Adv. Polym. Sci. -2005. -Vol. 186. -P. 69-101.

100. Pereira B.M., Silva B.P., Pereira N.A. Anti-inflammatory and immunologically active polysaccharides of Periandra mediterranea II Phytochemistry. -2000. -Vol. 54(4). -P. 409-13.

101. Piel C., Montagne L., Seve В., Lalles J. Increasing digesta viscosity using carboxymethylcellulose in weaned piglets stimulates ileal goblet cell numbers and maturation // J. Nutr. 2005. -Vol. 135. -P. 86-91.

102. Podolsky D. K. Inflammatory Bowel Disease // N. Engl. J. Med. -2002. -Vol. 347. -P. 417- 429.

103. Popov S.V., Ovodova R.G., Ovodov Yu.S. Effect of lemnan, pectin from Lemna minor L., and its fragments on inflammatory reaction // Phytother. Res.I2006b. -Vol.20. -P.403-7.

104. Popov S.V., Popova G.Yu., Ovodova R.G., and Ovodov Yu.S. Antiinflammatory activity of the pectic polysaccharide from Comarum palustre II Fitoterapia. -2005b. -Vol. 76. -P. 281-7.

105. Popov S.V., Popova G.Yu., Paderin N.M., Koval O.A., Ovodova R.G., and Ovodov Yu.S. Preventative antiinflammatory effect of potamogetonan, a pectinfrom the common pondweed Potamogeton natans L. // Phytother. Res. 2007. -Vol. 21.-P. 609-14.

106. Powell D.A., Morris E.R., Gidley M.J., and Rees D.A. Conformations and interactions of pectins. II. Influences of residue sequence on chain association in calcium pectate gels // J. Mol. Biol. -1982. -Vol. 155. -P.517-31.

107. Pravda J. Radical induction theory of ulcerative colitis // World J. Gastroenterol. -2005. -Vol. 11. -P. 2371-84.

108. Puhlmann J., Knaus U., Tubaro L., Schaefer W., and Wagner H. Immunologically active metallic ion-containing polysaccharides of Achyrocline satureioides//Phytochem. -1992.-Vol. 31. -P. 2617-21.

109. Rath H.C. Different Subsets of Enteric Bacteria Induce and Perpetuate Experimental Colitis in Rats and Mice // Infection and Immunity. 2001. -Vol. 69. -P. 2277-2285.

110. Redwell R.J., Fisher M., Kendal E., MacRae E.A. Galactose loss and fruit ripening: high-molecular-weight arabinogalactans in the pectic polysaccharides of fruit cell walls // Planta. -1997. -Vol. 203. -P. 174-181.

111. Renard C.M.G.C., Thibault J.F. Structure and properties of apple апв sugar-beet pectins extracted by chelating agents // Carbohydr. Res. -1993. -Vol. 244. -P.99-114.

112. Rhodes J.M. Colonic mucus and ulcerative colitis // Gut. 1997. -Vol. 40. -P. 807-808.

113. Rinaudo M. Physicochemical properties of pectins in solution and gel states // Pectin and pectinases: Proceeding of an International Symposium. -Wageningen, the Netherlands, 1996. -P. 21-34.

114. Rolandelli H.R., Saul S.H., Settle R.G., Jacobs D.O. Comparison of parenteral nutrition and enteral feeding with pectin in experimental colitis in the rat // Am. J. Clin. Nutr. 1988. -Vol.47. -P. 715-21.

115. Satchithanandam S., Klurfeld D.M., Calvert R.J., Cassidy M.M. Effects of dietary fibers on gastrointestinal mucin in rats // Nutr. Res. -1996. -Vol. 16. -P. 1163-1177.

116. Scheppach W. Effect of short chain fatty acids on gut morphology and function // Gut -1994. -Vol. 35. -P. 35-38.

117. Sendl A., Mulinacci N., Vincieri F. Anti-inflammatory and immunologically active polysaccharides of Sedum telephium И Phytochemistry. -1993. -Vol. 34(5). -P. 1357-62.

118. Sengelov H., Kjeldsen L., Kroeze W., Berger M., Borregaard N. Secretory vesicles are the intracellular reservoir of complement receptor in human neutrophils // J. Immunol. 1994. -Vol.153. -P. 804-810.

119. Shols H.A., Voragen A.G.J. Complex pectins: structure elucidation using enzymes. In Pectins and pectinases / Eds Visser J., Voragen A.G.J.: Elsiver Sci. -1996. -P. 3-9.

120. Sjogren R. W., Colleton C., Shea-Donohue T. Intestinal myoelectric response in two different models of acute enteric inflammation // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. -1994. -Vol. 267. -P. 329-337.

121. Smith P.D., Ochsenbauer-Jambor С., Smythies L.E. Intestinal macrophages: unique effector cells of the innate immune system // Immunol. Rev. 2005. -Vol. 206. -P. 149-59.

122. Southgate D.A. The Role of Dietary Fibre in the Diet // J. R. Soc. Health. -1990. -Vol. 110. -P. 174-8.

123. Thakur B.R., Sing R.K., Handa A.K. Chemistry and uses of pectin -A review // Crit. Rev. Food. Sci. Nutr. 1997 -Vol. 37. -P. 47-73.

124. Thibault J.F., Renard C.M.G.C., Axelos M.A.V., Roger P. Crepeau, M.J. Studies of the length of homogalacturonic regions in pectins by acid hydrolysis // Carbohydr. Res. 1993. -Vol. 238. -P. 271-286.

125. Togawa J., Nagase H., Tanaka K., Inamori M., Sekihara H., Lactoferrin reduces colitis in rats via modulation of the immune system and correction of cytokine imbalance // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2002 -Vol. 283.-P. 187-195.

126. Topping D.L., Clifton P.M. Short-chain fatty acids and human colonic function: roles of resistant starch and nonstarch polysaccharides // Physiol. Rev.-2001.-Vol. 81. P. 1031-1054.

127. Verdu E.A., Deng Y., Bercik P., Collins S.M. Modulatory effects of estrogen in two murine models of experimental colitis // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2002. -Vol. 283 -P. G27-G36.

128. Vincken J.P., Schols H.A., Oomen J.F., McCann M.C., Ulvskov P., Voragen A.G.J., Visser G.F. If homogalacturonan were a side chain of rhamnogalacturonan

129. Implications for cell wall architecture // Plant. Physiol. -2003. -Vol. 132. -P. 1781-1789.

130. Wang L., Brown J.R., Varki A., Esko J.D. Heparin's anti-inflammatory effects require glucosamine // J. Clin. Invest. -2002. -Vol.110. -P. 127-136.

131. Ware J.H., Wan X.S., Newberne P., Kennedy A.R. Bowman-birk inhibitor concentrate reduces colon inflammation in mice with dextran sulfate sodium-induced ulcerative colitis // Dig. Dis. Sci. -1999. -Vol.44. -P. 986-90.

132. Welbourn C.R., Goldman G., Paterson I.S., Valeri C.R. Pathophysiology of ischaemia reperfusion injury: central role of the neutrophil // Br. J. Surg. 1991. -Vol. 78. -P.651-5.

133. Will F., Dietrich H. Characterization of residual pectins from raspberry juices // Carbohydr. Polym. -1994. -Vol. 25. -P. 155-160.

134. Wolk C., Manson J., Stampfer M. Long-term intake of dietary fiber and decreased risk of coronary heart disease among women // J. Am. Med. Ass. 1999. -Vol.281. -P. 1998-2004.

135. Yamada H., Ra K.S., Kiyohara H., Cyong J.C., and Otsuka Y. Structural characterization of an anti-complementary pectic polysaccharide from the roots of Bupleurum falcatum L. 11 Carbohydr. Res.-1989. -Vol. 189. -P. 209-26.

136. Yamada Y., Marshall S., Specian R.D., Grisham M.B. A comparative analysis of two models of colitis in rats // Gastroenterology. 1992. -Vol.102. -P. 1524-34.ш) у<

137. Yamaguhci F., Ota Y., Hatanaga C. Extraction and purification of pectic polysaccharides from soybean okara and enzymatic analisis of their structures // Carbohydr. Polym. -1996. -Vol. 30. -P. 265-273.

138. York W.S., Darvill A.G., McNeil M.A., Stevenson T.T. Albersheim P. Isolation and characterization of plant cell walls and cell-wall components // Meth. Enzymol. -1985. -Vol. 118. -P. 3-40.

139. Zablackis E., Huang J., Muller B. Characterization of the cell-wall polysaccharides of Arabidopsis thaliana leaves // Plant Physiol. -1995. -Vol. 107. -P. 265-267.

Информация о работе

Марков, Павел Александрович
кандидата биологических наук
Сыктывкар, 2009
ВАК 03.00.04

Диссертация

Связь противовоспалительной активности пектинов с их структурой - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы