kurskvestЧеловек и его здоровьеHumans and their health1998-57461998-5754Kursk State Medical University10.21626/vestnik/2024-1/05MZSWHSkurskvest-1273Research ArticleФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ НАУКИPHARMACEUTICAL SCIENCESИзучение состава фенольных соединений, антирадикальной активности и влияния на фагоцитоз сухого водного экстракта шишек сосны обыкновеннойInvestigation of the composition of phenolic compounds, the antiradical activity and the effect on phagocytosis of pine cones dry aqueous extracthttps://orcid.org/0000-0001-9464-1869ГуляевДмитрий КонстантиновичGulyaevDmitry K.

канд. фарм. наук, доцент, доцент кафедры фармакогнозии, ПГФА, г. Пермь.

Cand. Sci. (Pharm.), Associate Professor of the Department of pharmacognosy, PSPA, Perm, Russian Federation

dkg2014@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1327-6685ГейнОксана НиколаевнаGeinOksana N.

канд. биол. наук, доцент, доцент кафедры фармакологии, ПГФА, г. Пермь

Cand. Sci. (Bio.), Associate Professor of the Department of Pharmacology, PSPA, Perm, Russian Federation.

heinon77@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5193-3976БелоноговаВалентина ДмитриевнаBelonogovaValentina D.

д-р фарм. наук, доцент, заведующий кафедрой фармакогнозии, ПГФА, г. Пермь

Dr. Sci. (Pharm.), Associate Professor, Head of the Department of Pharmacognosy, , PSPA, Perm, Russian Federation

belonogova@pfa.ruПермская государственная фармацевтическая академия (ПГФА)РоссияPerm State Pharmaceutical Academy (PSPA)Russian Federation2024290520242713947Copyright © Гуляев Д.К., Гейн О.Н., Белоногова В.Д., 20242024Гуляев Д.К., Гейн О.Н., Белоногова В.Д.Gulyaev D.K., Gein O.N., Belonogova V.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.kursk-vestnik.ru/jour/article/view/1273

Шишки сосны обыкновенной являются новым перспективным видом растительного сырья для применения в медицинской практике. Цель: определение состава фенольных соединений сухого водного экстракта сосны обыкновенной шишек, изучение его токсичности, антирадикальной активности и влияния на фагоцитоз. Материалы и методы. Объектом исследования являлись шишки сосны обыкновенной, заготовленные в октябре 2020 года. Из шишек был получен сухой водный экстракт путем экстракции горячей водой. Определение состава фенольных соединений сухого водного экстракта шишек сосны обыкновенной проводили методом ультраэффективной жидкостной хроматографии/МС на хроматографе Waters Acquility с диодно-матричным УФ-детектором и тандемным квадрупольным MC-детектором TQD (Waters). Для определения антирадикальной активности использовали реакцию со стабильным свободным радикалом 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилом (DPPH). Острую токсичность шишек сосны экстракта сухого изучали экспресс-методом В.В. Прозоровского на белых нелинейных мышах. Определение фагоцитарной активности лейкоцитов периферической крови проводили in vivo, модифицированным методом. Результаты. Проведен анализ состава фенольных соединений исследуемого экстракта. В результате исследования идентифицировано 12 веществ, которые имеют площадь не менее 1% от суммы всех площадей на хроматограмме. В составе экстракта шишек сосны обыкновенной обнаружены процианидины: процианидин B2, процианидин B3, процианидин C1, процианидин D1. Также были обнаружены флавоноиды и фенолкарбоновые кислоты. Установлено, что сосны обыкновенной шишек экстракт сухой обладает выраженной антирадикальной активностью, близкой к показателям аскорбиновой кислоты. По результатам определения острой токсичности установлено, что ЛД50 исследуемых соединений находится в дозах больших, чем 1260 мг/кг. При изучении влияния экстракта шишек сосны обыкновенной на фагоцитарную активность лейкоцитов периферической крови выявлено увеличение фагоцитарного индекса, но не установлено изменения активности общего лейкоцитарного фагоцитоза. Заключение. Сухой водный экстракт шишек сосны обыкновенной имеет в своем составе биологически активные компоненты фенольной природы и является перспективным для дальнейших исследований фармакологической активности.

Pine cone is a new promising type of plant raw material for using in a medical practice. Objective: determination of the phenolic compounds composition of pine cones dry aqueous extract, research of its toxicity, antiradical activity and effect on phagocytosis. Materials and methods. The research object was a collection of pine cones gathered in October 2020. A dry aqueous extract was obtained from the cones by extraction with hot water. The phenolic compounds composition of the pine cones dry aqueous extract was determined by ultra-efficient liquid chromatography/MS on a Waters Acquisition chromatograph with a diode-matrix UV detector and a tandem quadrupole MC detector TQD (Waters). To determine the antiradical activity, a reaction with a stable free radical, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), was used. The acute toxicity of the pine cones dry extract was researched by the V.V. Prozorovsky express method on white non-linear mice. The phagocytic activity of peripheral blood leukocytes was determined in vivo by a modified method. Results. The phenolic compounds composition of the extract was analysed. The research identified 12 substances present in the extract, representing at least 1% of the total area on the chromatogram. The following procyanidins were found in the pine cones extract: procyanidin B2, procyanidin B3, procyanidin C1, procyanidin D1. Additionally, flavonoids and phenolic carboxylic acids were identified. The pine cones dry extract demonstrated pronounced antiradical activity, comparable to that of ascorbic acid. The acute toxicity determination revealed that the LD50 of the researched compounds is in doses greater than 1260 mg/kg. Upon examination of the effect of pine cone extract on the phagocytic activity of peripheral blood leukocytes, an increase in the phagocytic index was observed, yet no change was noted in the activity of total leukocyte phagocytosis. Conclusion. The dry aqueous extract of pine cones contains biologically active components of phenolic nature, which suggests that further research into its pharmacological activity may be promising.

сосна обыкновеннаяшишкисухой экстрактфенольные соединенияантирадикальная активностьострая токсичностьфагоцитозScotch pineconesdry extractantiradical activityacute toxicityeffect on phagocytosisReferencesXu R.B., Yang X., Wang J., Zhao H.T., Lu W.H., Cui J., Cheng C.L., Zou P., et al. Chemical composition and antioxidant activities of three polysaccharide fractions from pine cones.Int J Mol Sci. 2012;13(11):14262-14277. DOI: 10.3390/ijms131114262.Xu R.B., Yang X., Wang J., Zhao H.T., Lu W.H., Cui J., Cheng C.L., Zou P., et al. Chemical composition and antioxidant activities of three polysaccharide fractions from pine cones.Int J Mol Sci. 2012;13(11):14262-14277. DOI: 10.3390/ijms131114262.Mitic Z.S., Jovanovic B., Jovanovic S.C., Mihajilov-Krstev T., Stojanovic-Radic, Z.Z., Cvetkovic V.J., Stojanovic G.S.Comparative study of the essential oils of four Pinus species: Chemical composition, antimicrobial and insect larvicidal activity. Industrial Crops and Products. 2018;111:55-62. DOI: 10.1016/j.indcrop.2017.10.004.Mitic Z.S., Jovanovic B., Jovanovic S.C., Mihajilov-Krstev T., Stojanovic-Radic, Z.Z., Cvetkovic V.J., Stojanovic G.S.Comparative study of the essential oils of four Pinus species: Chemical composition, antimicrobial and insect larvicidal activity. Industrial Crops and Products. 2018;111:55-62. DOI: 10.1016/j.indcrop.2017.10.004.Wang L., Li X., Wang H. Physicochemical properties, bioaccessibility and antioxidant activity of the polyphenols from pine cones of Pinus koraiensis.Int J Biol Macromol. 2019;126:385-391. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.12.145.Wang L., Li X., Wang H. Physicochemical properties, bioaccessibility and antioxidant activity of the polyphenols from pine cones of Pinus koraiensis.Int J Biol Macromol. 2019;126:385-391. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.12.145.Yi J., Wang Z., Bai H., Yu X., Jing J., Zuo L. Optimization of Purification, Identification and Evaluation of the in Vitro Antitumor Activity of Polyphenols from Pinus Koraiensis Pinecones. Molecules. 2015;20(6):10450-10467. DOI: 10.3390/molecules200610450.Yi J., Wang Z., Bai H., Yu X., Jing J., Zuo L. Optimization of Purification, Identification and Evaluation of the in Vitro Antitumor Activity of Polyphenols from Pinus Koraiensis Pinecones. Molecules. 2015;20(6):10450-10467. DOI: 10.3390/molecules200610450.Diao Y., Chen B., Wei L., Wang Z. Polyphenols (S3) Isolated from Cone Scales of Pinus koraiensis Alleviate Decreased Bone Formation in Rat under Simulated Microgravity. Sci Rep. 2018;8(1):12719. DOI: 10.1038/s41598-018-30992-8.Diao Y., Chen B., Wei L., Wang Z. Polyphenols (S3) Isolated from Cone Scales of Pinus koraiensis Alleviate Decreased Bone Formation in Rat under Simulated Microgravity. Sci Rep. 2018;8(1):12719. DOI: 10.1038/s41598-018-30992-8.Latos-Brozio M., Masek A., Chrzescijanska E., Podsędek A., Kajszczak D. Characteristics of the Polyphenolic Profile and Antioxidant Activity of Cone Extracts from Conifers Determined Using Electrochemical and Spectrophotometric Methods. Antioxidants (Basel). 2021;10(11):1723. DOI: 10.3390/antiox10111723.Latos-Brozio M., Masek A., Chrzescijanska E., Podsędek A., Kajszczak D. Characteristics of the Polyphenolic Profile and Antioxidant Activity of Cone Extracts from Conifers Determined Using Electrochemical and Spectrophotometric Methods. Antioxidants (Basel). 2021;10(11):1723. DOI: 10.3390/antiox10111723.Беленовская Л.М., Лесиовская Е.Е. Растительные ресурсы России: Компонентный состав и биологическая активность растений. Том 7. СПб.: Товарищество научных изданий КМК; 2016. 333 с.Belenovskaya L.M., Lesiovskaya E.E. Plant resources of Russia: Component composition and biological activity of plants. Volume 7. St. Petersburg: Tovarishchestvo nauchnyh izdanij KMK; 2016. 333 p. (in Russ.)Lee A.R., Roh S.S., Lee E.S., Min Y.H. Antioxidant and antimelanogenic activity of the methanol extract of pine cone. Asian Journal of Beauty and Cosmetology. 2016;14(3):301-308. DOI: 10.20402/ajbc.2016.0055.Lee A.R., Roh S.S., Lee E.S., Min Y.H. Antioxidant and antimelanogenic activity of the methanol extract of pine cone. Asian Journal of Beauty and Cosmetology. 2016;14(3):301-308. DOI: 10.20402/ajbc.2016.0055.Burrows M., Assundani D., Celis E., Tufaro F., Tanaka A., Bradley W.G. Oral administration of PPC enhances antigen-specific CD8+ T cell responses while reducing IgE levels in sensitized mice. BMC Complement Altern Med. 2009;9:49. DOI: 10.1186/1472-6882-9-49.Burrows M., Assundani D., Celis E., Tufaro F., Tanaka A., Bradley W.G. Oral administration of PPC enhances antigen-specific CD8+ T cell responses while reducing IgE levels in sensitized mice. BMC Complement Altern Med. 2009;9:49. DOI: 10.1186/1472-6882-9-49.Yoshida H.K., Osamu T., Shiro W., Tanaka A., Kobayshai Y., Tatsuo S. Acute toxicity studies of pine cone extract substances (polyphenylpropenoid-polysaccharides complex, PPC) in mice. Journal of New Remedies & Clinics. 50:583-596.Yoshida H.K., Osamu T., Shiro W., Tanaka A., Kobayshai Y., Tatsuo S. Acute toxicity studies of pine cone extract substances (polyphenylpropenoid-polysaccharides complex, PPC) in mice. Journal of New Remedies & Clinics. 50:583-596.Sakagami H., Asano K., Yoshida T., Kawazoe Y. Organ distribution and toxicity of lignin. In Vivo. 1999;13(1):41-44.Sakagami H., Asano K., Yoshida T., Kawazoe Y. Organ distribution and toxicity of lignin. In Vivo. 1999;13(1):41-44.Apetrei C.L., Boz I., Cenuşa E, Ionescu A., Miron A. Pini cembrae coni: histo-anatomical and chemical studies, assessment of antioxidant activity. Rev Med Chir Soc Med Nat Iasi. 2012;116(2):635-41.Apetrei C.L., Boz I., Cenuşa E, Ionescu A., Miron A. Pini cembrae coni: histo-anatomical and chemical studies, assessment of antioxidant activity. Rev Med Chir Soc Med Nat Iasi. 2012;116(2):635-41.Bradley W.G., Holm K.N., Tanaka A. An orally active immune adjuvant prepared from cones of Pinus sylvestris, enhances the proliferative phase of a primary T cell response. BMC Complement Altern Med. 2014;14:163. DOI: 10.1186/1472-6882-14-163.Bradley W.G., Holm K.N., Tanaka A. An orally active immune adjuvant prepared from cones of Pinus sylvestris, enhances the proliferative phase of a primary T cell response. BMC Complement Altern Med. 2014;14:163. DOI: 10.1186/1472-6882-14-163.Bradley W.G., Widen R.H., Weiser A.M., Powers J.J., Fountain L.B., Punjwani P., Lofgren S.M., Hadzic T., et al. The novel differentiation of human blood mononuclear cells into CD1a-negative dendritic cells is stimulated in the absence of exogenous cytokines by an extract prepared from pinecones.Int Immunopharmacol. 2003;3(2):209-223. DOI: 10.1016/S1567-5769(02)00267-9.Bradley W.G., Widen R.H., Weiser A.M., Powers J.J., Fountain L.B., Punjwani P., Lofgren S.M., Hadzic T., et al. The novel differentiation of human blood mononuclear cells into CD1a-negative dendritic cells is stimulated in the absence of exogenous cytokines by an extract prepared from pinecones.Int Immunopharmacol. 2003;3(2):209-223. DOI: 10.1016/S1567-5769(02)00267-9.Прозоровский В.В., Прозоровская В.М. Экспресс метод определения средней летальной дозы. Фармакология и токсикология. 1978;(4):497-502.Prozorovskiy V.V., Prozorovskaya V.M. Express method for determining the average lethal dose. Farmakologiya i toksikologiya. 1978;(4):497-502 (in Russ.)Шилов Ю.И., Владыкина В.П., Атнагузина А.Т. Некоторые методические подходы к оценке показателей общего и дифференцированного фагоцитоза лейкоцитов периферической крови. Характеристика различий у здоровых людей. Пермский медицинский журнал. 1998;(2):3-9.Shilov Yu.I., Vladykina V.P., Atnaguzina A.T. Some methodological approaches to the assessment of indicators of general and differentiated phagocytosis of peripheral blood leukocytes. Characteristics of differences in healthy people. Perm Medical Journal. 1998;(2):3-9 (in Russ.)Shi C., Zhang H., Wang X., Jin B., Jia Q., Li Y., Yang Y. Cinnamtannin D1 attenuates autoimmune arthritis by regulating the balance of Th17 and treg cells through inhibition of aryl hydrocarbon receptor expression. Pharmacol Res. 2020;151:104513. DOI: 10.1016/j.phrs.2019.104513.Shi C., Zhang H., Wang X., Jin B., Jia Q., Li Y., Yang Y. Cinnamtannin D1 attenuates autoimmune arthritis by regulating the balance of Th17 and treg cells through inhibition of aryl hydrocarbon receptor expression. Pharmacol Res. 2020;151:104513. DOI: 10.1016/j.phrs.2019.104513.Wang X.Y., Zhu B.R., Jia Q., Li Y.M., Wang T., Wang H.Y. Cinnamtannin D1 Protects Pancreatic β-Cells from Glucolipotoxicity Induced Apoptosis by Enhancement of Autophagy In Vitro and In Vivo. J Agric Food Chem. 2020;68(45):12617-12630. DOI: 10.1021/acs.jafc.0c04898.Wang X.Y., Zhu B.R., Jia Q., Li Y.M., Wang T., Wang H.Y. Cinnamtannin D1 Protects Pancreatic β-Cells from Glucolipotoxicity Induced Apoptosis by Enhancement of Autophagy In Vitro and In Vivo. J Agric Food Chem. 2020;68(45):12617-12630. DOI: 10.1021/acs.jafc.0c04898.Xu Q., Fu Q., Li Z., Liu H., Wang Y., Lin X., He R., Zhang X., et al. The flavonoid procyanidin C1 has senotherapeutic activity and increases lifespan in mice. Nat Metab. 2021 Dec;3(12):1706-1726. DOI: 10.1038/s42255-021-00491-8.Xu Q., Fu Q., Li Z., Liu H., Wang Y., Lin X., He R., Zhang X., et al. The flavonoid procyanidin C1 has senotherapeutic activity and increases lifespan in mice. Nat Metab. 2021 Dec;3(12):1706-1726. DOI: 10.1038/s42255-021-00491-8.Barbosa David S.M., Souza Fernandes F., Dos Santos Silva Ferreira J.B., Ludtke D.D., Martins D.F., Bobinski F., Gaspar Carvalho da Silva G.B., et al. Dietary supplementation with Procyanidin-rich Pinus pinaster extract is associated with attenuated ehrlich tumor development in mice. Nutr Res. 2019;62:41-50. DOI: 10.1016/j.nutres.2018.11.005.Barbosa David S.M., Souza Fernandes F., Dos Santos Silva Ferreira J.B., Ludtke D.D., Martins D.F., Bobinski F., Gaspar Carvalho da Silva G.B., et al. Dietary supplementation with Procyanidin-rich Pinus pinaster extract is associated with attenuated ehrlich tumor development in mice. Nutr Res. 2019;62:41-50. DOI: 10.1016/j.nutres.2018.11.005.Березовская И.В. Классификация химических веществ по параметрам острой токсичности при парентеральных способах введения. Химико-фармацевтический журнал. 2003;37(3):32-34. EDN: SVZNUR.Berezovskaya I.V. Classification of substances with respect to acute toxicity for parenteral administration. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2003;37(3):139-141. DOI: 10.1023/A:1024586630954. EDN: LHZPND.

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