Разработка основных биотехнологических процессов производства и системы управления качеством липидны...
Диссертация - Биология
Другие диссертации по предмету Биология
?го
атома церамида замещен на фосфохолин, фосфоэтаноламин или
фосфосерин (Николаев А.Я., 2001).
НО-СН2 О
CH-NH-C-R
HO - CH - CH = CH - (CH2)12 - CH3
церамид
здесь R - углеводородный радикал жирной кислоты, которая связана с
аминогруппой сфингозина амидной связью.
Основная роль фосфолипидов в клетке - быть структурными компо-
нентами мембран (Крейтис М., 1975). По своему химическому строению они относятся к группе так называемых амфифильных соединений, молекулы которых состоят из двух частей, радикальным образом различающихся по своему отношению к водному окружению (Bangham, A.D., 1964). Полярные головы молекул фосфолипидов - гидрофильные, а их неполярные хвосты гидрофобные (Антонов В.Ф., 1999).
Уникальное строение природных фосфолипидов, в молекулах которых одновременно находятся гидрофобные и гидрофильные фрагменты, предопределяет их незаменимую роль во многих важнейших биологических процессах (Маркин В.С., 1983). В качестве компонентов клеточных мембран фосфолипиды распространены во всех типах живых организмов (Barsukov, L. I. , 1977, Cevc G, 1996).
В фундаментальных и прикладных научных исследованиях используют липидные монослойные, бислойные (черные) мембраны, липосомы. (Fountain, M.W., 1982). Основные направления работ в этой области - изучение динамики и подвижности молекул липидов, липид-белковых взаимодействий, фазовых переходов, межмембранных взаимодействий (Крепс Е.М., 1981).
Широкое использование липидов в медицине и косметологии основано на их высокой физиологической активности, малой токсичности, биосовместимости и биодеградируемости ( Степанов А.Е., 1991 ; Дудниченко А.С., Краснопольский Ю.М., Швец В.И., 2001). Благодаря своим особым свойствам, фосфолипиды в организме могут выполнять следующие функции. Транспортные: фосфолипидные агрегаты с инкапсулированными лекарственными веществами, а также биологически активными веществами могут целенаправленно транспортировать их к нужным органам и тканям. Фосфолипидные везикулы также способны удалять определенные компоненты из клеточных мембран, что позволяет корректировать течение метаболических процессов в организме.
Регуляторные: отдельные типы фосфолипидов и их метаболиты активно участвуют в процессах клеточной регуляции (Fountain, M.W., 1982). Так, например, фосфатидилинозиты определяют функционирование биологического цикла, отвечающего за формирование информационно-регуляторных потоков клетки в ответ на воздействие экзогенных факторов (Швец В.И., 1987).
Иммунологическая активность: фосфолипиды проявляют адьювантные свойства и поэтому способны влиять на иммунный статус организма. Антигенные свойства (высокая иммуногенность) липидов вызывают, в ряде случаев, формирование в организме специфических антилипидных иммуноглобулинов. Выявление таких иммуноглобулинов в стандартных иммунологических тестах может быть использовано для диагностики некоторых распространенных заболеваний (Иванова Н.Н., 1990; Краснопольский Ю.М., 1999).
Эмульгирующая способность: данное свойство определяется амфифильной природой фосфолипидных молекул и широко используется для создания биологически активных эмульсий, в которых липиды являются главным стабилизирующим фактором.
Создание медицинских и косметических препаратов на основе липидов основано на использовании этих функций. При этом необходимы индивидуальные фосфолипиды, либо их смеси контролируемого состава, обладающие комплексом определенных свойств.
В производстве липидных косметических средств используют способность фосфолипидов стабилизировать жировые эмульсии и формировать липосомы (Власов Г.С., Салов В.Ф., Торчилин В.П., 1982). В липосомальных кремах, которые в последнее время получили широкое распространение, липиды выступают и как одно из активных действующих начал композиции (Каган В.Е., Скрыпин В.И., Сербинова Е.А., 1986).
Значительные объемы производства, высокие требования к жирно-кислотному составу фосфолипидов делают актуальной проблему доступности сырьевых источников.
В настоящее время основными методами производства фосфолипидов являются химический или ферментативный синтез и выделение фосфолипидов из природных источников. При получении изотопно -, флуоресцентно - и спин - меченных фосфолипидов для научных исследований наиболее часто используется полусинтетический подход, сочетающий химический и ферментативный методы (Швец В.И., 1997). Для фармакологических целей и косметологии обычно используются природные фосфолипиды. Значительные объемы производства, высокие требования к жирно-кислотному составу фосфолипидов делают актуальной проблему доступности сырьевых источников. Производятся фосфолипиды в основном из желтков куриных яиц или соевых бобов, в небольших количествах используется также другое растительное сырье и ткани животных.
Для контроля отдельных стадий в производстве фосфолипидов наиболее часто используют два метода: хроматографию (ТСХ, ВЭЖХ) для определения качественного состава липидов и анализа продуктов перекисного окисления (Лопатин П.В., 1983).
Перекисное окисление липидов это окисление жирных ненасыщенных кислот молекулярным кислородом (Кучеренко Н.Е, Васильев А.Н., 1985). Этот показатель является одним из