«Лечебный» овсяный полимер поможет в борьбе с последствиями радиационного облучения.

Клеточные стенки растений обладают высокой прочностью благодаря присутствию двух полимеров — целлюлозы и лигнина. Лигнин не только выполняет механическую функцию, но и усиливает устойчивость растений к неблагоприятным условиям окружающей среды, таким как воздействие химических веществ и паразитов. Эти защитные свойства связаны с тем, что данное соединение обладает антиоксидантными, противогрибковыми и антибактериальными эффектами. Ученые полагают, что полезные свойства лигнина могут быть использованы в медицине, если вводить соответствующее соединение в организм человека. Однако влияние лигнина на организмы животных и человека до сих пор оставалось недостаточно изученным, что не позволяло делать выводы о его безопасности и эффективности.

Исследователи из Федерального исследовательского центра «Коми научный центр УрО РАН» (Сыктывкар) изучили безопасность и биологическую активность лигнина, извлеченного из стеблей овса Avena sativa. Это растение было выбрано авторами, поскольку лигнин, получаемый из него, содержит значительное количество фенольных групп, которые обеспечивают антиоксидантный эффект.

Биологи химическим способом извлекли лигнин из стеблей овса и растворили его в воде по авторской методике. Сначала исследователи подтвердили отсутствие токсического эффекта данного препарата на культурах клеток человека. Затем ученые проверили, не вызывает ли препарат токсического воздействия на организмы лабораторных мышей. Для этого 20 животным в брюшную полость ввели раствор лигнина в четырех различных концентрациях (по пять мышей в каждой экспериментальной группе). Пять грызунов использовались в качестве контрольной группы — они получили вместо лигнина физиологический раствор.

Эксперимент показал, что препарат не приводит к ухудшению состояния животных. Более того, он запускает процессы уничтожения клеток с поврежденной ДНК в костном мозге и щитовидной железе, что защищает эти органы от накопления дефектов.

Кроме того, авторы исследовали эффект длительного приема лигнина мышами. Для этого грызунам ежедневно вводили раствор полимера в течение 1–8 месяцев. По окончании этого срока биологи оценили состояние их внутренних органов.

Эксперименты показали, что вес животных, получавших лигнин, а также масса и внешний вид их внутренних органов не отличались от контрольной группы. Таким образом, негативного воздействия препарата не наблюдалось. При этом на половые органы грызунов лигнин, наоборот, оказал выраженный положительный эффект. Так, у самцов длительное применение препарата увеличило выработку половых клеток на 30% и на 35% снизило количество «дефектных» сперматозоидов. У самок лигнин на 15% продлил благоприятную для зачатия стадию цикла, что способствовало повышению фертильности.

Авторы также провели тесты на когнитивные способности мышей из экспериментальной и контрольной групп, отслеживая поведение грызунов на круглой открытой площадке. Наблюдения показали, что лигнин стимулирует исследовательское поведение у животных и снижает уровень тревожности.

«В ходе экспериментов мы подтвердили, что лигнин из овса не оказывает токсического действия на грызунов. Это указывает на то, что полимер потенциально может стать основой для создания биомедицинских препаратов. Мы выяснили, что лигнин предотвращает накопление клеток с поврежденной ДНК в активно делящихся тканях — в костном мозге и половых железах. Поэтому наше исследование станет важным этапом для дальнейшей работы по изучению противорадиационных свойств природных лигнинов. В будущем мы планируем изучить и протестировать в экспериментах на лабораторных животных другие лигнины, выделенные из древесных и травянистых лечебных растений, тем самым расширяя спектр биомедицинских препаратов», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Людмила Кочева, доктор химических наук, ведущий научный сотрудник ФИЦ Коми НЦ УрО РАН.

Ранее исследователи извлекли из широко распространенного на территории России сорного растения — борщевика Сосновского — наноматериал, способный удалять радионуклиды из воды. Разработка может быть использована для очистки сточных вод радиационно опасных предприятий.