Scientific journal
European Journal of Natural History
ISSN 2073-4972
ИФ РИНЦ = 0,301

ESSENTIAL OILS IN THE TREATMENT OF ONCOLOGICAL DISEASES, POSSIBLE BIOCHEMICAL MECHANISMS

Ikhsanova A.I. 1 Knyazeva O.A. 1
1 Bashkir state medical university
The purpose of this study is to evaluate the possibility of using natural antioxidant therapy (essential oils of lavender, sage and eucalyptus) in experimental myeloma in linear mice. The study was performed on BALB/c (n = 36) mice in which ascites were induced by intraperitoneal injection of myeloma cells Sp 2/0 Ag14 (106 / mouse). As an antioxidant therapy, inhalation administration of essential oils (IEM) produced in the research and production company «Kingdom of aromas» (Moscow) was used. Sudak, Crimea), showing, according to previously obtained data, immunocorrective, antioxidant and anti-carcinogenic properties. IEM was performed for two weeks, for 45 minutes, starting from the second day after intraperitoneal injection of myeloma cells, by the method of aerial phytotherapy with essential oils in water vapor at 80 °C to a concentration in the air of 4-5 mg/m3. Antitumor properties of essential oils were studied on the 16th day for inhibiting the development of ascites (TRA), reducing body weight gain (SPMT), median – average life expectancy (MPW) and increasing life expectancy (UPW). We compared the indicators in three groups: 1 – control (mice with induced myeloma); 2 – «myeloma + IEM1» (a mixture of essential oils of real lavender and Clary sage in a ratio of 2:1) and 3 – «myeloma + IEM2» (eucalyptus globulus essential oil). The results were statistically processed using the STATISTICA 10.0 program. The obtained results indicate that iem1 and IEM2 leads to inhibition of ascites development in myeloma mice, which can be used for preventive purposes and complex therapy of neoplastic processes.
active oxygen species (ros)
antioxidants
anticancer therapy

На протяжении десятилетий проводились научные дискуссии об использовании антиоксидантов для лечения рака человека, но, чтобы сделать какой-либо вывод, количества проведенных исследований недостаточно. Изучение свойств эфирных масел в модельных системах и на живых организмах представляет значительный научно–практический интерес, который может позволить выявить связи между составом масел и их антиоксидантными свойствами, изучить возможные биохимические механизмы действия.

В настоящее время для лечения различных видов рака широко используются (по отдельности и в сочетании) три вида терапии: химиотерапия, лучевая терапия и иммунотерапия. Одним из последствий химиотерапии и лучевой терапии является генерация реактивных форм кислорода (ROS), которые посредством прямого и косвенного воздействия на опухолевые клетки индуцируют повреждение ДНК и влияют на механизмы репликации ДНК, что приводит к отклонениям в сигнальных путях [1]. Большинство из этих методов не считается эффективным вариантом лечения рака в прогрессирующей стадии с метастазами, что возможно связано с приобретением резистентности к опухоли и развитием локальной токсичности, приводящим к уменьшению чувствительности или рецидиву заболевания. Следовательно, потенциально новые терапевтические подходы и агенты, проявляющие антиканцерогенные свойства, потенцирующие апоптоз опухолевых клеток необходимы для продления жизни больных с онкопатологией [2].

Из данных литературы известно об альтернативном лечении онкологических больных с использованием ароматерапии эфирными маслами растений.

Эфирные масла растений представлены преимущественно веществами изопреновой природы, терпеноидами, многокомпонентными системами. Основными их компонентами являются монотерпеновые спирты и их сложные эфиры, к которым относятся линалоол и линалилацетат. Так в эфирном масле лаванды на линалилацетат приходится до 17 % и на линалоол – до 61 % . В эфирном масле шалфея мускатного, напротив, больше линалилацетата (до 63 %), а линалоола – до 23 % [3].

Показано преимущество применения ароматерапии в комплексе с лекарственной терапией. Это основано на том, что у пациентов происходит снижение уровня тревоги, эмоционального стресса, боли, мышечного напряжения, усталости, что способствует достижению положительных результатов проводимого лечения [4].

Экспериментально доказано антиканцерогенное действие эфирного масла лаванды и его основных компонентов, которое проявлялось в ингибировании пролиферации клеточных линий рака простаты человека PC-3 и DU145 и индукции апоптоза в опухолевых клетках [5].

Цель исследования: оценить возможность использования терапии природными антиоксидантами (эфирные масла лаванды настоящей, шалфея мускатного и эвкалипта шаровидного) при экспериментальной миеломе на линейных мышах.

Материалы и методы исследования

Исследование проводили на линейных 3-х месячных мышах – самцах BALB/c (n = 36), у которых моделировали миеломную болезнь путем внутрибрюшинного введения клеток Sp 2/0 Ag14 из расчета 106 клеток на мышь. В качестве антиоксидантной терапии применяли ингаляционное введение эфирных масел (ИЭМ): эвкалипта шаровидного (Eucalyptus globules), лаванды настоящей (Lavandula vera) и шалфея мускатного (Salvia sclarеa), полученных из Крыма (Научно-производственная фирма «Царство ароматов», г. Судак), по результатам предыдущих исследований, обладающих не только иммунокорригирурующими и антиоксидантными свойствами, но и антиканцерогенными [6].

Проводили ИЭМ, начиная со второго дня после внутрибрюшинной инъекции миеломных клеток. Метод ИЭМ представлял собой аэрофитотерапию эфирными маслами в парах воды около 80 °С до примерной концентрации в воздухе 4-5 мг/м3. Терапия длилась две недели, по 45 минут в день.

Исследование противоопухолевых свойств эфирных масел проводили по таким показателям, как торможение прироста массы тела (ТПМ), торможение развития асцита (ТРА), средняя продолжительность жизни или медиана (МПЖ), а также по показателю увеличения продолжительности жизни (УПЖ).

Животных разделяли на три группы: 1 – контроль (мыши с индуцированной миеломой); 2 – «миелома + ИЭМ1» (смесь эфирных масел лаванды настоящей и шалфея мускатного в соотношении 2:1) и 3 – «миелома + ИЭМ2» (эфирное масло эвкалипта шаровидного). Во 2 и 3 группах животным с привитой миеломой одновременно проводили ИЭМ. Асцит у мышей развивался к концу первой недели. Показатели противоопухолевой активности оценивали на 16-е сутки от начала эксперимента.

Величину ТПМ определяли, используя формулу:

ТПМ = [(∆к-∆о)/∆к] ∙100 %,

где ∆к – прирост массы тела в группе «контроль», г

∆о – прирост массы тела в группе «опыт», г

ТРА рассчитывали по следующей формуле:

ТРА = [(АЖк-АЖо)/АЖк] ∙100 %,

где АЖк – количество асцитической жидкости в группе «контроль», мл

АЖо – количество асцитической жидкости в группе «опыт», мл

УПЖ определяли, используя формулу:

УПЖ = [(МПЖо – МПЖк)/МПЖк]∙100 %,

где МПЖк – средняя продолжительность жизни в группе «контроль» (дни);

МПЖо – средняя продолжительность жизни в группе «опыт» (дни).

При оценке значений МПЖ за 100 % принимали средний показатель в группе животных после применения ИЭМ1.

Для сравнения данных эксперимента проводили анализ зарубежной и отечественной литературы о возможности применения эфирных масел растений или их компонентов в противоопухолевой терапии.

Результаты были обсчитаны с использованием статистической программы STATISTICA 10.0.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты данного исследования представлены в таблице (таблица).

Если принять за 100 % прирост массы тела мышей контрольной группы без лечения, то видно, что у животных, получавших терапию ИЭМ1 прирост массы тела снизился на 52,3 %, а после применения ИЭМ2 – на 43,4 %. Наибольшее значение ТРА наблюдалось у животных после применения ИЭМ1 и составляло 54,3 %, что на 6,8 % выше по сравнению с группой животных, получавших ИЭМ2.

Использование эфирных масел вызывало увеличение МПЖ на 71,4 % после ИЭМ1 и 58,5 % – после ИЭМ2. Возрастал при этом также и показатель УПЖ: после ИЭМ1 на 289,5 %, после ИЭМ2 – на 237,3 % (рисунок). Оставшиеся в живых подопытные животных были здоровы и активны в течение полугода наблюдений.

missing image file

Оценка противоопухолевой активности терапии с использованием ингаляционного введения эфирных масел (ИЭМ) у лабораторных мышей линии BALB/c с индуцированной миеломой Sp 2/0 Ag14 по показателям противоопухолевой активности: ТПМ – торможение прироста массы тела, ТРА – торможение развития асцита, МПЖ – медиана продолжительности жизни, УПЖ – увеличение продолжительности жизни в группах животных: 1 – контроль без лечения, 2 – после применения ИЭМ1, 3 – после применения ИЭМ2. Примечание. * – отличия статистически значимы по сравнению с группой «контроль», ** – отличия статистически значимы по сравнению с группами 1 и между 2 и 3 (р < 0,05)

Из литературных данных известно, что антиоксиданты оказывают влияние на распределение клеток по фазам клеточного цикла, что в перспективе может позволить разработать методы таргетной терапии и диагностики онкологических заболеваний. Прооксиданты, к которым относятся АФК, продуцируемые в различных метаболических реакциях, происходящих, главным образом, в митохондриях, пероксисомах и эндоплазматическом ретикулуме, могут быть вовлечены в опухолегенез, прогрессирование опухоли и метастазирование [7]. Семейство ферментов НАДН-оксидаз, являющихся наиболее распространенными внутриклеточными источниками генерации АФК, имеют ведущее значение для облегчения перицеллюлярного протеолиза, что указывает на их роль в уменьшении метастазов [8]. Понимание роли АФК в пролиферации, прогрессировании и метастазировании опухолей может помочь в разработке комбинированных методов лечения.

Результаты нашего исследования согласуются с данными литературы. По [9] некоторые из компонентов эфирных масел (n-цимен, гамма-терпинен) оказывают ингибирующее действие на жизнеспособность раковых клеток без какого-либо значительного влияния на нормальные клетки, индуцируя апоптоз за счет генерации АФК, разрушения митохондриального мембранного потенциала, активации каспазы-3 и повреждения ДНК. Показано, что под действием эфирного масла из растения тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium) снижалась пролиферация раковых клеток HeLa (CCL-2) [10]. Исследование влияния антиоксиданта изомелавонового компонента генистеина сои на рак предстательной железы, показало, что как соя, так и генистеин ингибировали рост клеток рака предстательной железы человека PC-3 in vitro и ортотопических опухолей PC-3 in vivo, причем эти эффекты усиливались, их введение сочеталось с проведением лучевой терапии [11]. Обнаружено также, что природный антиоксидант куркумин оказывает подавляющее действие на апоптоз и ингибирование иммуносупрессии Т-клеток [12].

Основной функцией антиоксидантов является нейтрализация образующихся свободных радикалов и ингибирование повреждающих эффектов АФК. Показано, что при начальных стадиях рака достигается более значительный эффект антиоксидантной терапии [13].

Установлена глубокая, до конца не понятая связь между обонятельной и иммунной системами [14]. Можно проследить ее, опираясь на некоторые известные факты. Так проведение обонятельного стимула начинается с того, что пахучие вещества, в данном случае компоненты эфирных масел (ЭМ) взаимодействуют с рецептором мембраны обонятельной клетки. В результате этого происходит активация обонятельного рецептора, соединенного с G-белком (англ. G protein coupled receptor). Связывание ЭМ с рецептором приводит к актиации G-белка, который вызывает активацию аденилатциклазы, в результате которой от ГТФ отщепляется молекула фосфата и он превращается в ГДФ. Активированный фермент катализирует реакцию превращения АТФ в циклическую АМФ (цАМФ), которая взаимодействует с цАМФ-зависимым катионным каналом в мембране, что приводит к открытию потока ионов Na+ и Са2+ в обонятельную клетку, и запускает потенциал действия в этой клетке, что вызывает передачу сигнала на афферентные нейроны. В некоторых случаях обонятельные рецепторы активируют фосфолипазу, и тогда вторичными посредниками выступают инозитолтрифосфат и диацилглицерол. Возможно также, что в обонятельных клетках из-за активации ионами кальция NO-синтазы образуется оксид азота, вызывающий образование цГМФ. Т.е. мы видим, что действие эфирных масел можно сравнить с действием гормонов. Нервные импульсы запускают синтез клетками гипоталамуса нейропептидов, контролирующих выброс гормонов гипофиза, вызывающих, в свою очередь, синтез гормонов в периферических железах, оказывая влияние на все системы организма, в том числе, иммунную. Результатом может быть стимуляция фиксации активированных компонентов комплемента на опухолевых клетках, аккумуляция нейтрофилов и проявление их киллерного эффекта в отношении асцитных опухолевых клеток [15].

Заключение

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что проведение терапии эфирными маслами Eucalyptus globulus и Lavandula vera в смеси с Salvia sclarеa замедляет развитие асцита у мышей с привитой миеломой Sp 2/0 Ag14, что выражалось в увеличении показателей торможения прироста массы тела и развития асцита. При этом также наблюдалось увеличение продолжительности жизни животных, в большей степени, после применения смеси эфирных масел лаванды и шалфея. После дальнейших исследований проведение такого вида терапии может быть рекомендовано для профилактики и повышения эффективности лечения онкологических заболеваний.