Влияние и механизм воздействия экстракта Хуаншуй из Шенгди на сон крыс
Бессонница имеет различные названия в области традиционной китайской медицины, такие как "бессонница" и "расфокусированный взгляд". Обычно считается, что это беспокойное явление, вызванное различными внешними и внутренними факторами, которые стимулируют организм, что приводит к невозможности заснуть, утренней сонливости и другим проявлениям беспокойства. Бессонница сопровождается другими симптомами, такими как трудности с началом и поддержанием сна, раннее пробуждение по утрам и трудности с засыпанием. В настоящее время распространенность бессонницы в мире оценивается в 10% - 40%. Различные степени бессонницы могут оказывать влияние на организм. Например, при кратковременной бессоннице люди выглядят вялыми и психически истощенными, а длительная бессонница может легко привести к негативным эмоциям, таким как тревога и депрессия, и даже стать причиной психологических расстройств и психических заболеваний. Поэтому улучшение качества сна и обеспечение нормального физиологического режима - это актуальные социальные и медицинские проблемы, требующие решения.
В настоящее время к седативным и гипнотическим препаратам относятся бензодиазепины (такие как триазолам, эстазолам, нитродиазепам и др.), антидепрессанты, антигистаминные препараты и др. Однако постоянное применение может вызвать такие побочные реакции, как похмелье, бред и атаксия. Национальный 14-й пятилетний план и долгосрочные цели на 2035 год указывают на необходимость поощрения наследования и инноваций традиционной китайской медицины, а также использования важных преимуществ китайских лекарственных материалов для профилактики заболеваний. Поэтому изучение роли традиционных китайских лекарственных средств в улучшении сна и других аспектов стало новой горячей точкой исследований. Rehmannia glutinosa Libosch., многолетнее травянистое растение семейства Scrophulariaceae, представляет собой высушенный корень Rehmannia glutinosa Libosch. Он широко используется в традиционной китайской медицине для очищения от жара, охлаждения крови, питания инь и выработки жидкостей. Современные фармакологические исследования показали, что Rehmannia glutinosa играет важную роль в профилактике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний, регулировании иммунной системы, снижении уровня сахара и липидов в крови, борьбе со старением, защите печени и задержке желчи, противоопухолевом, антибактериальном и кровоостанавливающем действии. Кроме того, сочетание Rehmannia glutinosa с другими традиционными китайскими лекарственными травами, такими как отвар лилии Rehmannia, приготовленный путем кипячения Rehmannia glutinosa и лилии, гранулы Ginseng Ling, состоящие из Suanzaoren, Xuanshen, Poria cocos и т.д., и таблетки Tianwang Buxin, состоящие из Ginseng, Yunling, Angelica sinensis и т.д., также обладают эффектом успокоения и умиротворения ума. Однако в настоящее время существует мало исследований, посвященных эффективности и безопасности Rehmannia glutinosa в улучшении сна, и еще меньше исследований, посвященных связанным с ней механизмам. Поэтому в данном исследовании за основу взяты "Методы функционального тестирования и оценки продуктов здорового питания" (издание 2022 года), чтобы предварительно определить эффективность экстракта шенгди хуанг шуй в улучшении сна. Кроме того, путем обнаружения изменений в содержании нейротрансмиттеров и экспрессии соответствующих рецепторов в гипоталамусе крыс, а также изменений в содержании цитокинов в сыворотке крови крыс, изучается эффект и возможный механизм действия экстракта шенгди хуанг шуй на улучшение сна.

 

В настоящее время экспериментальные исследования по улучшению сна в основном сосредоточены на поведении животных и нейротрансмиттерах. В данном эксперименте изучалось влияние Rehmannia glutinosa на прямой сон, пентобарбитал-натрий и подпороговую дозу, вызывающую сон, на частоту и продолжительность сна у крыс, а также на латентность сна, вызванного барбитуратами, посредством фармакологических исследований поведения животных. Поскольку возбуждение или торможение центральной системы лекарственными препаратами может быть отреагировано через поведение крыс, было продемонстрировано через автономную активность крыс, что Rehmannia glutinosa может значительно снизить активность крыс и имеет четкий эффект на улучшение сна. Кроме того, группа высоких доз экстракта хуаншуй из Шенгди показала значительное увеличение частоты сна у крыс, вызванного подпороговой дозой пентобарбитала натрия, что указывает на то, что Шенгди не связан с метаболизмом ферментов печени в улучшении сна. Тест на острую токсичность на мышах показал, что когда водный экстракт Rehmannia glutinosa составлял 30000 мг/кг - BW (эквивалентно дозе препарата для человека 150 г/сутки), не наблюдалось значительных изменений в различных характерных показателях мышей. Согласно стандартам оценки токсичности лекарственных средств, приведенным в литературе, при дозе LD50>15000 мг/кг вещество считалось нетоксичным. Максимальная доза группы в этом эксперименте превысила 15000 мг/кг, поэтому можно определить, что водный экстракт Rehmannia glutinosa нетоксичен и обладает хорошей безопасностью. Организм может принимать его в течение длительного времени.

Нейротрансмиттеры имеют решающее значение для регуляции сна и могут служить эндогенными индикаторами бессонницы. В этом эксперименте исследовалась экспрессия мРНК аминокислотных и моноаминовых нейротрансмиттеров, а также их рецепторных белков, чтобы изучить потенциальный механизм действия экстракта хуаншуй в улучшении сна у крыс. ГАМК и глюкоза - это класс аминокислотных нейротрансмиттеров, причем ГАМК является тормозным нейротрансмиттером в мозге человека и млекопитающих, а глюкоза - возбуждающим нейротрансмиттером. Эти два типа аминокислотных нейротрансмиттеров имеют циркулирующий путь, причем ГАМК в основном образуется путем декарбоксилирования Глю через катализ декарбоксилазы глутамата, а Глю также образуется путем катализа ГАМК через гамма-аминомасляную трансаминазу. Таким образом, устойчивый баланс между ГАМК и Glu имеет решающее значение для сна. Гао и др. обнаружили, что двойной экстракт ядра кислого жужуба и водный спирт шизандрин могут значительно увеличить содержание ГАМК у крыс с бессонницей, вызванной PCPA, и снизить уровень Glu и соотношение Glu/GABA, что может улучшить состояние сна у крыс с бессонницей, вызванной PCPA. Ю и др. обнаружили, что седативный, гипнотический и противотревожный эффекты уксуса шизандры связаны с увеличением содержания ГАМК и снижением содержания Glu в тканях мозга. В этом эксперименте все группы экстракта хуаншуй из Шенгди значительно увеличили содержание ГАМК в гипоталамусе крыс с бессонницей, а содержание Glu и соотношение Glu/GABA также снизились по сравнению с контрольной группой. Дальнейшие исследования показали, что ГАМК-рецепторы могут специфически связываться с ГАМК и оказывать тормозящее действие между синапсами, причем ГАМК α 1 и ГАМК α 2 являются двумя распространенными подтипами рецепторов. Диазолидиновые препараты могут связываться с рецепторами ГАМК α 1, оказывая седативное действие, и связываться с рецепторами ГАМК α 2, оказывая противотревожное действие. Метаболические глутаматные рецепторы относятся к рецепторам, связанным с белками G, среди которых mGluR1 и mGluR2 могут существенно влиять на нарушение регуляции глутамата в нервной системе. В патологических условиях глутамат может накапливаться в больших количествах в центральной нервной системе, что приводит к открытию Ca2+-каналов и Ca2+-перегрузке, повреждая важные компоненты нейронов и вызывая бессонницу. Измеряя уровни экспрессии генов ГАМК и Glu-рецепторов в группе лечения, было обнаружено, что экстракт хуаншуй может влиять на уровни экспрессии генов ГАМК-рецепторов, значительно повышать уровни экспрессии мРНК ГАМК α 1 и ГАМК α 2 рецепторов, а также снижать уровни экспрессии мРНК mGluR1 и mGluR2 рецепторов. Этот регуляторный эффект также улучшает передачу нейронных сигналов ГАМК, подавляет расстройства центральной нервной системы, вызванные накоплением Glu, и вызывает сон у крыс.

5-HT, NA и DA относятся к классу моноаминовых нейротрансмиттеров, среди которых 5-HT может регулировать гомеостаз центральной нервной системы и участвовать в возникновении процессов сна. Широко используемая в мире модель бессонницы, вызываемой PCPA, основана на методе ингибирования синтеза 5-HT с помощью PCPA и вызывает соответствующие симптомы бессонницы у животных. NA способствует возбуждению нейронов для поддержания бодрствования, в то время как DA играет важную роль в пробуждении сна. В данном исследовании изменения содержания этих трех нейротрансмиттеров в гипоталамусе крыс, получавших экстракт хуаншуй из Шенгди, представлены в таблице 4. По сравнению с модельной группой, содержание NA в группе, получавшей лечение, несколько снизилось, но это не было статистически значимым и могло зависеть от множества факторов. Результаты требуют дальнейшего анализа. Содержание 5-HT и DA изменилось, особенно в группах со средней и высокой дозой экстракта хуаншуй, которые показали значительные изменения. В связи с тем, что 5-HT должен связываться с соответствующими рецепторами, чтобы оказывать свое действие, среди известных рецепторов наиболее актуальными для исследований по борьбе с бессонницей являются рецепторы 5-HT1 α и 5-HT2 α. Они в основном участвуют в пробуждении от сна, и их содержание тесно связано с длиной цикла пробуждения. В ходе исследования было установлено, что уровни экспрессии мРНК 5-HT1 α и 5-HT2 α рецепторов в гипоталамусе группы лечения были значительно повышены. В сочетании с изменениями в содержании 5-HT это позволяет предположить, что путь улучшения сна и увеличение содержания 5-HT в экстракте хуаншуй связаны с изменениями в его рецепторах, опосредованными физиологическими эффектами. В связи с важной ролью дофаминового рецептора D2 в поддержании бодрствования, уровень экспрессии мРНК дофаминового рецептора D2 у крыс значительно снизился после введения препарата, что указывает на то, что экстракт хуаншуй может улучшать сон у крыс путем регуляции дофамина и его рецепторов.

Регуляция воспалительных факторов также может влиять на протекание процессов сон-бодрствование. Секреция воспалительных цитокинов во время нормального сна имеет регулярный характер, в то время как нарушения сна могут приводить к аномальным иммунным реакциям. Например, длительное хроническое ограничение сна приводит к повышению уровня провоспалительных цитокинов TNF - α и IL-1 β в мозге, но чрезмерное повышение уровня также может нарушить сон. Уровень противовоспалительного цитокина IL-10 значительно снижается, а уменьшение общего времени ночного сна также может привести к изменениям в системном воспалительном статусе. Porkka et al. также выявили взаимосвязь между ритмом сна и иммунной активностью, так как лишение сна может привести к изменениям в экспрессии генов, связанных с иммунитетом, и увеличить выработку и высвобождение провоспалительных цитокинов. Таким образом, нарушение воспалительных факторов также является важным фактором, влияющим на бессонницу. В данном исследовании экстракт Rehmannia glutinosa улучшал сон у крыс, а также вызывал изменения в цитокинах TNF - α, IL-1 β и IL-10. Предполагается, что улучшение сна под действием экстракта Rehmannia glutinosa тесно связано с регуляцией цитокинов. Когда Сунь и др. изучали седативное и гипнотическое действие Shuangxia Tang, они также обнаружили, что уровни воспалительных факторов TNF - α и IL-1 были значительно снижены у крыс с бессонницей. Кроме того, уровень 5-HT и его метаболитов HIAA, рецепторов 5-HT1A и 5-HT2A был повышен у крыс с бессонницей, что указывает на участие системы 5-HT и иммунной системы. Они также полагали, что PCPA-индуцированное возбуждение оси гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников (HPA) у крыс с бессонницей может быть связано с тем, что блокаторы 5-HT снижают уровень 5-HT, что приводит к значительному повышению TNF - α и способствует синтезу 5-HT. На основании изменений содержания нейротрансмиттеров и рецепторов в центральной нервной системе в этом эксперименте показано, что экстракт хуаншуй может улучшать сон у крыс путем регулирования нейротрансмиттеров и цитокинов.

Таким образом, основываясь на предварительном заключении о том, что экстракт воды Хуанди может улучшать сон и обеспечивать безопасность крыс, в данном исследовании был дополнительно изучен механизм действия экстракта воды Хуанди на улучшение сна с использованием модели бессонницы PCPA. Результаты показали, что экстракт Rehmannia glutinosa может значительно улучшить уровни ГАМК, 5-HT, Glu и DA нейротрансмиттеров и экспрессию соответствующих рецепторов мРНК в гипоталамусе крыс с бессонницей. Кроме того, уровни цитокинов TNF - α, IL-1 β и IL-10 также изменились соответствующим образом, что указывает на то, что экстракт Rehmannia glutinosa может улучшить сон у крыс путем регулирования нейротрансмиттеров и цитокинов. В будущем необходимы дальнейшие углубленные исследования физиологических функций основных компонентов экстракта хуаншуй, а также путей и механизмов дальнейшего улучшения сна.