pmedpharmФармация и фармакологияPharmacy & Pharmacology2307-92662413-2241Pyatigorsk Medical and Pharmaceutical Institute - branch of Volgograd State Medical Univer10.19163/2307-9266-2019-7-4-208-214pmedpharm-426Research ArticleФАРМАКОЛОГИЯ И КЛИНИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯPHARMACOLOGY AND CLINICAL PHARMACOLOGYВЛИЯНИЕ ГЕПАРИНОИДА ИЗ ПИОНА (PAEONIA LACTIFLORA) НА СИСТЕМУ ГЕМОСТАЗА В УСЛОВИЯХ ПРЕДТРОМБОЗАINFLUENCE OF HEPARINOID FROM PAEONIA LACTIFLORA ON HEMOSTATIC SYSTEM WITHIN CONDITIONS OF PRETHROMBOSIShttps://orcid.org/0000-0001-6039-5161ЛяпинаМ. Г.LyapinaM. G.

ведущий специалист лаборатории защитных систем крови имени проф. Б.А. Кудряшова кафедры физиологии человека и животных биологического факультета

Leading specialist at the laboratory of protective blood systems n. a. prof. B.A. Kudryashov, Department of Human and Animal Physiology, Faculty of Biology

lyapinal@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5368-4026УспенскаяМ. С.UspenkayaM. S.

кандидат биологических наук, доцент, старший научный сотрудник Ботанического сада биологического факультета

Candidate of Sciences (Biology), associate Professor, senior researcher at the Botanical garden of the Faculty of Biology

ms-uspenskaya@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3227-1465МайстренкоЕ. С.MaistrenkoE. S.

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории защитных систем крови имени проф. Б.А. Кудряшова кафедры физиологии человека и животных биологического факультета

Candidate of Sciences (Biology), senior researcher at the laboratory of protective blood systems n. a. prof. B.A. Kudryashov, Department of Human and Animal Physiology, Faculty of Biology

ms-uspenskaya@yandex.ruКалугинаМ. Д.KaluginaM. D.

научный сотрудник лаборатории защитных систем крови имени проф. Б.А. Кудряшова кафедры физиологии человека и животных биологического факультета 

ResearchID (IRID) 8945687

Researcher at the Laboratory of Protective Blood Systems n. a. prof. B.A. Kudryashov, Department of Human and Animal Physiology, Faculty of Biology

laboratory7@mail.ruМосковский государственный университет им.М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation20191009201974208214Copyright © Ляпина М.Г., Успенская М.С., Майстренко Е.С., Калугина М.Д., 20192019Ляпина М.Г., Успенская М.С., Майстренко Е.С., Калугина М.Д.Lyapina M.G., Uspenkaya M.S., Maistrenko E.S., Kalugina M.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.pharmpharm.ru/jour/article/view/426

Поиск и разработка антикоагулянтов прямого и быстрого действия, применяемых пероральным методом, является актуальной задачей физиологической и медицинской науки. Ряд растений содержит гепариноподобные компоненты с положительным влиянием на систему гемостаза как в норме, так и при некоторых патологических состояниях организма.

Цель исследования – изучение комплексного воздействия на фибринолитическую, антикоагулянтную системы организма и процессы полимеризации фибрина гепариноподобного вещества (гепариноида) из корней пиона молочноцветкового при его пероральном введении животным в норме и при моделировании состояния предтромбоза.

Материалы и методы

Материалы и методы. Корни пиона молочноцветкового, произрастающего в Ботаническом саду МГУ. Использовались лабораторные животные – крысы-самцы линии Wistar. Для изучения противотромботических эффектов экстракта из корней, содержащего гепариноид, моделировали у крыс состояние предтромбоза. Определяемыми параметрами гемостаза служили антикоагулянтная активность по тестам активированного частичного тромбопластинового времени и тромбинового времени, фибринолитическая активность по тесту суммарной фибринолитической активности, полимеризации фибрина по тесту фибриндеполимеризационной активности плазмы крови,

Результаты

Результаты. При многократном (в течение 3-х сут. через каждые 24 ч.) пероральном введении животным в норме и при предтромбозе экстракта, содержащего гепариноид, в крови установлены противосвертывающие эффекты: повышение антикоагулянтной, фибриндеполимеризационной и фибринолитической активности плазмы. Описаны возможные механизмы активирующего действия гепариноида на фибринолиз и антикоагулянтные свойства плазмы вследствие экскреции в кровоток из эндотелия тканевого активатора плазминогена, ингибирования тромбина и полимеризации фибрина. При этом антикоагулянтный эффект от применения экстракта из корней пиона был равноценен таковому у препарата сравнения низкомолекулярного гепарина фирмы Celsus (CША). Впервые выявлено, что при моделировании экспериментального предтромбоза введение крысам гепариноида в дозе 37,5 МЕ/кг массы тела восстанавливало нарушенную функцию гемостаза, что требует дальнейшего его изучения.

Заключение

Заключение. Установлена способность гепариноида из корней пиона нормализовать функциональное состояние противосвертывающей системы при развитии предтромбоза у животных. Выявлено ограничение процесса полимеризации фибрина при пероральном введении животным гепариноида из пиона путем увеличения ферментативной фибринолитической и фибриндеполимеризационной активности плазмы крови. В перспективе гепариноид может применяться как антитромботический агент.

The search and development of direct and rapid anticoagulants used per os, is an urgent problem in physiological and medical science. A number of plants contain heparin-like components with a positive effect on the hemostatic system, both within normal and in some pathological conditions of the body.

The aim of the work was to study the complex effect of fibrin, a heparin-like substance (heparinoid) from the roots of Paeonia lactiflora, on fibrinolytic, anticoagulant systems of the body and polymerization processes, when it is administered per os in animals within normal conditions and when modeling the state of prethrombosis.

Materials and methods

Materials and methods. To carry out the research, the roots of Paeonia lactiflora growing in the Botanical Garden of Moscow State University, and laboratory animals – male Wistar rats – were used. To study the antithrombotic effects of the extract from roots containing heparinoid, the state of prethrombosis was modeled in rats. The determined parameters of hemostasis were: anticoagulant activity according to the tests of activated partial thromboplastin time and thrombin time, fibrinolytic activity according to the test of total fibrinolytic activity, fibrin polymerization according to the test of fibrindepolymerization activity of blood plasma.

Results

Results. With repeated (every 24 hours within 3 days) oral administration of the extract containing heparinoid, in animals within normal conditions and with prethrombosis, the following anticoagulant effects were established in the blood: an increase in anticoagulant, fibrindepolymerization and fibrinolytic plasma activity. Possible mechanisms of the activating effect of heparinoid on fibrinolysis and anticoagulant properties of plasma due to the excretion of tissue plasminogen activator into the bloodstream from the endothelium, thrombin inhibition, and fibrin polymerization are described. Moreover, the anticoagulant effect of the use of the extract from the peony roots was equivalent to that of the reference drug of low molecular weight heparin from Celsus (USA). For the first time, it was revealed that when modeling experimental prethrombosis, the administration of heparinoid in rats at the dose of 37.5 IU/kg МЕ/кг body weight restored impaired hemostasis, which requires a further study.

Conclusion

Conclusion. The ability of heparinoid from peony roots to normalize the functional state of the anticoagulant system during the development of prethrombosis in animals has been established. The restriction of fibrin polymerization during oral administration of heparinoid from peony in animals by increasing the enzymatic fibrinolytic and fibrindepolymerization activity of blood plasma was revealed. In the future, heparinoid can be used as an antithrombotic agent.

экстракт пионасистема гемостазапредтромбозантикоагулянтгепариноидPaeonia lactiflorapeony extracthemostatic systemprethrombosisanticoagulantheparinoidРабота выполнена по теме госбюджетного НИОКР «Физиологические регуляторы свертывающей и противосвертывающей систем организма в норме и при патологии (Physiological regulators of coagulation and anticoagulation systems of the body in health and disease)» № ЦИТИС АААА-Ф16-116021660094-0.The work has been carried out on the subject of the state budget Research and Advanced Development of “Physiological regulators of coagulation and anticoagulation systems of the body in health and disease” No. CITIS AAAA-F16-116021660094-0.ReferencesBuerke M., Hoffmeister H.M. Management of NOAK administration during invasive or surgical interventions. When and how to pause and when to restart? // Med Klin Intensivmed Notfmed. – 2017. – V. 112, N 2. – P. 105–110. doi: 10.1007/s00063-016-0240-2Buerke M, Hoffmeister HM. Management of NOAK administration during invasive or surgical interventions. When and how to pause and when to restart? Med Klin Intensivmed Notfmed. 2017 Mar;112(2):105–110. doi: 10.1007/s00063-016-0240-2. Epub 2017 Jan 10.Кричевский Л.А. Низкомолекулярные гепарины в современной системе управления свертываемостью крови // Доктор.Ру. – 2015. – т. 117, №16. – С.42–48.Krichevsky LA. Nizkomolekulyarnyye gepariny v sovremennoy sisteme upravleniya svertyvayemost’yu krovi [Low-Molecular-Weight Heparins’’ Role in Current Strategies for Controlling Blood Coagulation]. Doctor. Ru.2015;117(16):42–8. Russian.Xiao C., Lian W., Zhou L., Gao N., Xu L., Chen J., Wu M., Peng W., Zhao J. Interactions between depolymerized fucosylated glycosaminoglycan and coagulation proteases or inhibitors // Thromb Res. – 2016. – V. 146. – P. 59–68. doi: 10.1016 / j.thromb. 2016.08.027.Xiao C, Lian W, Zhou L, Gao N, Xu L, Chen J, Wu M, Peng W, Zhao J. Interactions between depolymerized fucosylated glycosaminoglycan and coagulation proteases or inhibitors. Thromb Res. 2016;146:59–68. doi: 10.1016/j.thromb. 2016.08.027. Epub 2016 28 avg.4. Hoppensteadt D.A., Fareed J. Pharmacological profile of sulodexide // Int Angiol. – 2014. – V. 33, N3. – P. 229–235.Hoppensteadt DA, Fareed J. Pharmacological profile of sulodexide. Int Angiol. 2014 Jun;33(3):229–35.Milani M. Sulodexide: Review of recent clinical efficacy data // Online J. Medicine and Medical Science Research. –2013. – V. 2, N5. – Р. 57–61.Milani M. Sulodexide: Review of recent clinical efficacy data. Online J. Medicine and Medical Science Research. 2013; 2(5): 57–61.González-Larrocha O., Salazar-Tafur M.F., Romero-Rojano P., Arízaga-Maguregui A. Sulodexide: a new antithrombotic agent. // Rev. Esp. Anestesiol. Reanim. –2017. – V. 64, N2: – P. 116. doi: 10.1016 / j.rev. 2016.09.007. Epub 20166.González-Larrocha O, Salazar-Tafur MF, Romero-Rojano P, Arízaga-Maguregui A. Sulodexide: a new antithrombotic agent. Rev Esp Anestesiol Reanim. 2017 Feb;64(2):116. doi: 10.1016/j.redar.2016.09.007. Epub 2016 Nov 21.Serra R, Gallelli L, Conti A, De Caridi G, Massara M, et al. The effect of sulodexide on both clinical and molecular parameters in patients with mixed arterial and venous ulcers of the lower extremities // Preparation Des Devel Ther. – 2014. – V. 8. – P. 519–527. doi: 10.2147 / DDDT. S61770. eCollection 2014.Serra R, Gallelli L, Conti A, De Caridi G, Massara M, et al. The effect of sulodexide on both clinical and molecular parameters in patients with mixed arterial and venous ulcers of the lower extremities Drug Des Devel Ther. 2014 May 13;8:519–27. doi: 10.2147/DDDT.S61770. eCollection 2014.Ustyuzhanina N.Е., Bilan M.I., Gerbst A.G., Ushakova N.A., Tsvetkova E.A., Dmitrienko A.S., Usov A.I., Rifantiev A.E. Anticoagulant and antithrombotic activity of modified xylophone sulfate from the brown Alga Punctaria plantaginea // Carbohidr. Polym. – 2016 – V. 136. – P. 826– 833. doi: 10.1016 / j.cаrbоh .2015.09.102. Epub 2015.Ustyuzhanina NЕ, Bilan MI, Gerbst AG, Ushakova NA, Tsvetkova EA, Dmitrienko AS, Usov AI, Rifantiev AE. Anticoagulant and antithrombotic activity of modified xylophone sulfate from the brown Alga Punctaria plantaginea. .Carbohidr. Polym. 2016;136:826–833. doi: 10.1016 / j.cаrbоh .2015.09.102. Epub 2015.Bilan M.I., Shashkov A.S., Usov A.I. Structure of a sulfated xylofucan from the brown alga Punctaria plantaginea // Carbohydr Res. – 2014. – V. 393. – P. 1–8. doi: 10.1016/j. carres.2014.04.022Bilan MI, Shashkov AS, Usov AI. Structure of a sulfated xylofucan from the brown alga Punctaria plantaginea. Carbohydr Res. 2014 Jul 1;393:1-8. doi: 10.1016/j.carres.2014.04.022. Epub 2014 May 10.Wu M., Xu L., Zhao L., Xiao C., Gao N., Luo L., Yang L., Li Z., Chen L., Zhao J. Structural analysis and anticoagulant activities of the novel sulfated fucan possessing a regular well-defined repeating unit from sea cucumber // Mar. Drugs. – 2015. – V. 13, N 4. – P. 2063–2084. doi: 10.3390 / md13042063.Wu M, Xu L, Zhao L, Xiao C, Gao N, Luo L, Yang L, Li Z, Chen L, Zhao J. Structural analysis and anticoagulant activities of the novel sulfated fucan possessing a regular well-defined repeating unit from sea cucumber Mar Drugs. 2015 Apr 13;13(4):2063–84. doi: 10.3390/md13042063.Zhang S.B. In vitro antithrombotic activities of peanut protein hydrolysates // Food Chem. – 2016. – V. 202. – P. 1–8. doi: 10.1016 / j.foodchem.2016.01.108. Epub 2016 27 yanv.Zhang SB. In vitro antithrombotic activities of peanut protein hydrolysates. Food Chem. 2016 Jul 1;202:1–8. doi: 10.1016/j.foodchem.2016.01.108. Epub 2016 Jan 27.Pomin V.H., Mourão P.A. Specific sulfation and glycosylation-a structural combination for the anticoagulation of marine carbohydrates // Front Cell Infect Microbiol. – 2014. – V. 4, N33. doi: 10.3389/ fcimb.2014.00033.Pomin VH, Mourão PA. Specific sulfation and glycosylation-a structural combination for the anticoagulation of marine carbohydrates. Front Cell Infect Microbiol. 2014 Mar 6;4:33. doi: 10.3389/fcimb.2014.00033. PMID: 24639954; PMCID: PMC3944403.Криштанов Н.А., Сафонова М.Ю., Болотова В.Ц., Пав-лова Е.Д., Саканян Е.И. Перспективы использования растительных полисахаридов в качестве лечебных и лечебно-профилактических средств // Вестник ВГУ, сер. Биология. Химия. Фармация. – 2005. – т. 1. – С. 212–221.Krishtanova NA, Safonova MYu, Bolotova VC, Pavlova ED, Sakanyan EI. Perspektivy ispol’zovaniya rastitel’nykh polisakharidov v kachestve lechebnykh i lechebno-profilakticheskikh sredstv [The prospects of the use of vegetable polysaccharides as medical and medical and preventive drugs]. Bulletin of the Voronezh State University, ser. Biology. Chemistry. Pharmacy. 2005;1:212–21.Michel P., Owczarek A., Matczak M., Kosno M., SzymańskiMichel P, Owczarek A, Matczak M, Kosno M, Szymański P, Mikiciuk-Olasik E, Kilanowicz A, Wesołowski W, Olszewska MA. Metabolite Profiling of Eastern Teaberry (Gaultheria procumbens L.) Lipophilic Leaf Extracts with Hyaluronidase and Lipoxygenase Inhibitory Activity. Molecules. 2017 Mar 6;22(3):412. doi: 10.3390/molecules22030412. PMID: 28272321; PMCID: PMC6155426.P., Mikiciuk-Olasik E., Kilanowicz A., Wesołowski W., Olszewska M.A. Metabolite profiling of eastern teaberry (Gaultheria procumbens L.) lipophilic leaf extracts with hyaluronidase and lipoxygenase inhibitory activity // Molecules. – 2017. – V. 22, N 3. – P. E412–E414. doi: 10.3390/molecules22030412.Kuznetsova SA, Drozd NN, Kuznetsov BN, Makarov VA, Levdansky VA, Miſtakov NT. Anticoagulant agent. Patent No. 2399377. Russia. 2009. Russian.Кузнецова С.А., Дрозд Н.Н., Кузнецов Б.Н., Макаров В.А., Левданский В.А., Мифтаков Н.т. Антикоагулянтное, средство // Патент № 2399377. Россия. 2009.Lyapina MG, Uspenskaya MS, Maystrenko ES. O mekhanizme antikoagulyantnogo deystviya ekstrakta iz korney piona molochnotsvetkovogo [On the mechanism of the anticoagulant effect of the extract from the roots of Paeonia lactiflora]. International Journal of Applied and Fundamental Research. 2016;11:1091–1093. Russian.Ляпина М.Г., Успенская М.С., Майстренко Е.С. О механизме антикоагулянтного действия экстракта из корней пиона молочноцветкового // Межд. журн. прикл. и фундамент. исследований. – 2016. – № 11. – C. 1091–1093.Lyapina LA, Grigoryeva ME, Obergan TU, Shubina TA. Teoreticheskiye i prakticheskiye voprosy izucheniya funktsional’nogo sostoyaniya protivosvertyvayushchey sistemy krovi. [Theoretical and practical questions of studying the functional state of the anticoagulant system of blood]. M. Advantsed Solutions. 2012: 160.Ляпина Л.А., Григорьева М.Е., Оберган т.Ю., Шубина т.А. теоретические и практические вопросы изучения функционального состояния противосвертывающей системы крови. М. Адвансед Солюшнз. – 2012. – 160 с.Van Montfoort ML, Meijers JC. Anticoagulation beyond direct thrombin and factor Xa inhibitors: indications for targeting theintrinsic pathway. Thromb Haemost. 2013 Aug;110(2):223–32. doi: 10.1160/TH12-11-0803. Epub 2013 Jun 6.Van Montfoort M L., Meijers J.C. Anticoagulation beyond direct thrombin and factor Xa inhibitors: indications for targeting theintrinsic pathway // Thromb. Haemost. – 2013. – V. 110, N 2. – P. 223–232. doi: 10.1160 / TH12-11-0803. Epub 2013 6 Jun..Nsimba MM, Yamamoto C, Lami JN, Hayakawa Y, Kaji T. Effect of a Congolese herbal medicine used in sickle cell anemia on the expression of plasminogen activators in human coronary aortic endothelial cells culture. J Ethnopharmacol. 2013 Mar 27;146(2):594–9. doi: 10.1016/j. jep.2013.01.031. Epub 2013 Jan 30.Nsimba M.M., Yamamoto C., Lami J.N., Hayakawa Y., Kaji T. Effect of a Congolese herbal medicine used in sickle cell anemia on the expression of plasminogen activators in human coronary aortic endothelial cells culture // J. Ethnopharmacol. – 2013. – V. 146, № 2. – P. 594–599. doi: 10.1016 / j.Ethnoph.2013.01.031. Epub 2013.Byshevsky AS, Galyan SL, Kalinin EP, Karpova IA, Rusakova OA, Samoylov MA, Sozonyuk AD, Sulkarnaeva GA, Tarasov DB, Chiryatyev EA, Shapovalov P, Shapovalova EM. Ingibitory samosborki fibrina rastitel’nogo proiskhozhdeniya [Self-assembly of fibrin inhibitors of plant origin]. Medical science and education of the Urals. 2012;13(1):163–70.Бышевский А.Ш., Галян С.Л., Калинин Е.П., Карпова И.А., Русакова О.А., Самойлов М.А., Созонюк А.Д., Сулкарнаева Г.А., тарасов Д.Б., чирятьев, Е.А.,Шаповалов П.Я.,.Шаповалова Е.М. Ингибиторы самосборки фибрина растительного происхождения // Медицинская наука и образование Урала. – 2012. – т. 13, № 1. – С. 163–170.Бышевский А.Ш., Галян С.Л., Калинин Е.П., Карпова И.А., Русакова О.А., Самойлов М.А., Созонюк А.Д., Сулкарнаева Г.А., тарасов Д.Б., чирятьев, Е.А.,Шаповалов П.Я.,.Шаповалова Е.М. Ингибиторы самосборки фибрина растительного происхождения // Медицинская наука и образование Урала. – 2012. – т. 13, № 1. – С. 163–170.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.