Работа выполнена в государственном образовательном учреждении выс

На правах рукописи

шего профессионального образования Казанский государственный технологический университет

Научный консультант: доктор химических наук

, профессор Гамаюрова Валентна Семёновна СЫСОЕВА МАРИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Гарабаджиу Александр Васильевич доктор химических наук, профессор Мельникова Нина Борисовна ВЫСОКОАКТИВНЫЕ АНТИОКСИДАНТЫ НА ОСНОВЕ ГРИБА доктор химических наук, Inonotus obliquus профессор Гармонов Сергей Юрьевич

Ведущая организация: ИОФХ им. А.Е. Арбузова КН - РАН 15.00.02 - Фармацевтическая химия, фармакогнозия

Защита состоится 3 апреля 2009 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.080.07 в Казанском государственном технологическом университете по адресу: г.Казань, ул.К.Маркса, 68, зал заседаний Ученого совета.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского госудоктора химических наук дарственного технологического университета.

Автореферат разослан 3 марта 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук Захаров В.М.

Казань - 2009 2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

на основе чаги проявляют широкий спектр биологической активности.

Установлено, что они обладают высокими антитоксическими, радиоАктуальность работы. В настоящее время одним из наиболее протекторными, генопротекторными, адаптогенными, иммуномодулиперспективных и актуальных направлений исследований является изу- рующими, антивирусными, антиоксидантными свойствами, регулируют чение природных объектов, имеющих применение в медицине и спо- активность ферментов крови, а также деятельность сердечной, нервной собных обеспечить биологическую безопасность организма человека. и дыхательной систем живого организма.

Существует большая потребность в адаптогенах, иммуномодуляторах, Традиционно используемые формы препаратов на основе чаги, такие антиоксидантах и антитоксикантах на основе сырья природного проис- как: бефунгин, водный экстракт чаги, - имеют ряд недостатков: препахождения. В отличие от синтезированных лекарственных средств, та- раты производятся с высоким содержанием зольных элементов; станкие препараты и биологически активные добавки обладают комплекс- дартизация препаратов осуществляется только по содержанию в них ным действием и редко приводят к осложнениям после применения. ПФК; отсутствует количественная и качественная характеристика био Перспективным объектом для разработки на его основе лекарствен- логически активных соединений входящих в их состав, а также ряд друных препаратов, биологически активных и пищевых добавок, косме- гих недостатков.

цевтических средств различной направленности действия является гриб Согласно литературным данным, культивирование чаги с привлечеInonotus obliquus (Fr.) Pil. (чага). Водное извлечение чаги представляет нием биотехнологических приёмов не приводит к формированию ПФК, собой гидрофильную полидисперсную коллоидную систему. Её дис- аналогичного природному. Возобновление сырья в природных условиях персной фазой и основным действующим компонентом водных извле- является достаточно длительным процессом. Поэтому поиск повышечений чаги, обеспечивающих их терапевтическую активность, счита- ния эффективности препаратов на основе водных извлечений чаги ются хромогены или полифенолы, называемые полифенолоксикарбо- очень перспективен.

новым комплексом (ПФК). В последнее время ПФК чаги отнесён к Традиционные подходы к исследованию водного извлечения чаги не меланинам. Согласно современным воззрениям, меланины представ- позволяют определить структуру золя и его дисперсной фазы - ПФК, а ляют собой глобулы, состоящие из аморфных микрочастиц, которые также состав биологически активных веществ, обеспечивающих тераорганизованы из агрегатов и субагрегатов различной формы и разме- певтический эффект от применения водных извлечений. Эту задачу ров. Такая структура этой биомолекулы определяет биохимические и можно решить, только расширив представления о коллоидной системе биологические свойства меланинов. ПФК/меланин является сложно ор- водного извлечения чаги и структуре её дисперсной фазы - ганизованными природным объектом с не выясненной структурой. В ПФК/меланина. Поэтому разработка новых методов изучения струкего состав входят полимерные (полифенолы, белки, полисахариды) и турной организации золя водного извлечения чаги позволит определить низкомолекулярные (простые фенолы, фенолкарбоновые кислоты, физиологически активные компоненты золя, создать на его основе вывысшие жирные кислоты) соединения и неорганическая компонента. сокодисперсные коллоидные системы, что представляет значительный С давних времён водные извлечения этого гриба и лекарственные научный и практический интерес.

препараты на их основе находят широкое применение в народной и Работа проведена в соответствии с: Пр- 843 от 21.05.06 Приориафицинальной медицине для профилактики и терапии желудочно-ки- тетные направления развития науки, технологий и техники в РФ, по шечных, а также онкологических заболеваний. Поскольку онкологиче- направлениям Живые системы и Индустрия наносистем и наномаские заболевания, лучевая болезнь, атеросклероз и ряд других отно- териалов, с созданием критической технологии по теме Биомедицинсятся к патологиям, вызванным воздействием свободных радикалов, то ские и ветеринарные технологии жизненеобеспечения и защиты челоразработка более эффективных антиоксидантов на основе водных из- века и животных; в рамках научного направления по номенклатуре влечений чаги для профилактики и лечения этих заболеваний является специальностей научных работников Технология биологически активперспективной задачей. ных веществ (код 051818), по научному направлению - Пр-245-0 от В настоящее время в мировом сообществе интерес к этому сырью и 02.12.05 по КГТУ Биологически активные вещества различной этиолопрепаратам на его основе очень велик. Это связано с тем, что препараты 3 гии для производства функциональных БАД к пище, лекарственных ные методики определения физико-химических характеристик полусредств и кормовых добавок. чаемых извлечений, экстрактов и выделяемых соединений.

Цель работы. Разработать теоретические основы и методологиче- Результаты измерений и исследований обрабатывались с применеские подходы получения экстрактов, высокодисперсных коллоидных нием методов математической статистики с использованием пакета систем и ПФК/меланинов из чаги, обладающих высокой антиоксидант- программ STATISTICA 6.0.

ной активностью для создания на их основе новых высокоэффективных Научная новизна работы. Разработан комплексный подход к исслелекарственных и космецевтических препаратов различной направлендованию водного извлечения чаги как сложно организованной коллоности действия.

идной системы.

Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:

С помощью химических, физических и биотехнологических методов Х Изучить состав и образование дисперсной фазы (ПФК) золя водполучены и исследованы коллоидные системы водного извлечения ного извлечения чаги, используя химические, физические и биотехночаги, отличающиеся от природных составом, физико-химическими логические методы, и на основании полученных результатов обосносвойствами и антиоксидантной активностью.

вать структурную организацию мицелл ПФК/меланина чаги.

Х Представить теоретическое обоснование процесса реструктурироваПолученные высокодисперсные коллоидные системы и ния сложного гидрофильного золя водного извлечения чаги при примеПФК/меланин отличаются от коллоидной системы водного извлечения нении химических, физических воздействий, а также ферментативного чаги более высокой антиоксидантной активностью.

гидролиза.

Установлены закономерности связи антиоксидантных свойств Х Определить связь антиоксидантной активности и состава ПФК/меланина с его структурой и размером частиц.

биологически активных веществ различных классов соединений, нахоВпервые установлено, что фильтрат, полученный после выделения дящихся в золе в свободном или слабосвязанном с дисперсной фазой ПФК с помощью хлористоводородной кислоты, является высокодиссостоянии, с размерами частиц дисперсной фазы и их структурой.

персной коллоидной системой, что позволяет получить ПФК с антиокХ Изучить состав веществ фильтрата, получаемого после выделения сидантной активностью в четыре раза выше, чем ранее выделенный ПФК из водного извлечения чаги.

ПФК.

Х Разработать способы получения высокодисперсных коллоидных Показано, что в золе водного извлечения чаги и фильтрате (после систем на основе водного извлечения чаги, способных обеспечить биоудаления из него ПФК), в свободном и слабосвязанном состоянии с их логическую безопасность организма человека.

дисперсными фазами находятся биологически активные соединения Х Разработать комплексный подход к извлечению из сырья белковой, углеводной, липидной и фенольной природы, отличающиеся ПФК/меланина и других биологически активных соединений, заклюпо составу и количеству.

чающийся в получении нескольких высокоэффективных препаратов на Впервые установлено, что разделение хромогенов водного извлечеоснове водного извлечения чаги, а также спиртовых экстрактов из ния чаги для получения отрицательно и положительно заряженных шрота, остающегося после получения водных извлечений.

фракций, подвижных в электрическом поле, происходит при применеМетоды исследований. Для изучения компонентов золя водного изнии электрофореза.

влечения чаги и полученных на его основе объектов исследования ис Впервые доказано, что на основе сырья чаги можно получить ряд выпользован широкий спектр современных методов, который соответстсокоэффективных антиоксидантов и экстрактов с максимальным извлевует современному состоянию науки и действующей нормативно-техчением биологически активных веществ и ПФК из сырья.

нической документации. Применены современные методы исследоваТеоретическая значимость работы. На основании полученных ния - различные виды хроматографии, электрофорез, потенциометрия, данных и современных теоретических воззрений скорректированы и ИК-спектроскопия, ЭПР, ЯМР релаксации, РСА, электронная спектроразвиты научные представления о структурной организации высокоскопия, кондуктометрия, фотон-корреляционная спектроскопия (ФКС), дисперсной природной коллоидной системы. Разработаны и обоснометоды химического и физико-химического анализа, а также стандартваны методологические основы по реструктурированию коллоидной 5 системы водного извлечения чаги для изменения её дисперсной фазы и - экспериментальные данные по выделению ПФК с применением увеличения антиоксидантных свойств ПФК. хлористоводородной кислоты и спиртового раствора щелочи;

Практическая ценность работы. Получены физико-химические - закономерности изменения антиоксидантных свойств, а также характеристики водных извлечений чаги, ПФК/меланина, позволяющие количественного и качественного состава биологически активных вевыявить особенности их структурной организации. ществ различных классов соединений, находящихся в золе водного из Разработаны способы экстракции чаги с применением комплексонов влечения чаги или фильтрате (после удаления ПФК) в свободном или и гидроокиси натрия, которые позволяют получить ПФК, превышаю- слабосвязанном с их дисперсной фазой состоянии, в зависимости от щие по антиоксидантной активности ПФК, полученных по традицион- способа получения золя или его обработки органическими растворитеным технологиям. лями;

Показана возможность стандартизации лекарственных препаратов на - результаты разделения хромогенов водного извлечения чаги с основе чаги по антиоксидантной ёмкости извлечений из чаги и ПФК. применением зонального электрофореза;

Определён качественный состав и количество белка, углеводов, ли- - теоретические представления о структурной организации золя водного пидов и фенольных соединений, находящихся в золе водного извлече- извлечения и его дисперсной фазы.

ния чаги и фильтрате (после удаления из него ПФК) в свободном и сла- ичный вклад автора состоит в постановке цели и задач исслебосвязанном с дисперсными фазами состоянии, способных обеспечить дований, выборе объектов и методов исследований, непосредственном их терапевтическую эффективность. участии в проведении основных экспериментов, систематизации и ин Разработаны способы обработки водного извлечения чаги органиче- терпретации полученных результатов, формулировании научных полоскими растворителями, позволившие получить высокодисперсные кол- жений и выводов. Вклад автора является решающим во всех разделах лоидные системы и ПФК/меланин с антиоксидантными свойствами, работы.

превышающими указанные свойства у водных извлечений чаги и ПФК. Автор выражает благодарность профессорам В.С. Гамаюровой, Ф.Г.

Разработаны способы комплексной переработки сырья с получением Халитову, Г.К. Будникову и доценту КГУ Г.К Зиятдиновой за помощь в высокоактивных антиоксидантов и повышенным выходом биологиче- выполнении работы.