Введение к работе
Актуальность темы. Растение рода Amaranthus L. (амарант) - древняя пищевая культура. К настоящему времени установлено, что это С4-растение отличается высокой фотосинтетической продуктивностью, устойчивостью к высоким температурам и засухам (устойчивее даже хлопчатника [Магомедов И.М., 1995]). По белку, семена амаранта в два раза продуктивнее злаковых культур [Carlsson R, 1977; Ballard M.J. и Jenkins G.I., 1991].
В России из-за одного вида амаранта - щирицы - его считали сорняком. Поэтому в качестве сельскохозяйственного растения род амарант начали изучать лишь в 80-х годах, хотя академик Вавилов Н.И. еще в 1930 г. предлагал внедрить амарант как кормовую культуру. В амаранте обнаружены ценные физиологически активные соединения: большие количества лектина ІГайда А.В., 1989; Carderon de la Barca A.M., 1988], пектина, флавоноидов [Офицеров E.H. и др., 1995], а также витамины и некоторые пептиды, обладающие разнообразной биологической активностью. В амаранте содержатся в значительных количествах оксалаты [Нестерова А.В., 1995; Соколов B.C., 1995], фитаты, таннины [Ajnilian G.H., et al., 1971; Becker R. et al. 1981], сапонины [Wall M.E. et al., 1959; Hegnaur R., 1964], незаменимые аминокислоты - лизин, метионин и цистеин (дефицитные у зерновых" культур [Кононков П.Ф. и др.] и другие вещества, влияющие на питательную ценность данного растения. Имеются данные, что амарант используют в традиционной лечебной практике стран Азии, Африки и Латинской Америки [Daster J.F., 1985; Lily М. Perry, 1980; John Е., 1974] .
Однако, пока основные исследования в мире сосредоточены, главным образом, на увеличении кормовой и пищевой ценности и урожайности амаранта. А изучение амаранта как источника биологически активных фракций и соединений (БАФ) ограничено лишь выделением из него некоторых ранее известных веществ. При этом сравнительно мало сведений о биологических экспериментальных испытаниях этих веществ. Почти совсем не изучено действие БАФ амаранта, имеющих природную взаимосвязь между своими компонентами.
Поэтому параллельно с изучением пищевой и кормовой ценности амаранта необходимо проводить исследования влияния БАФ этого растения на биологические системы.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось
выделение БАФ из растения Amaranthus cruentus L. и определение их
биологической активности.
Для достижения этой цели было необходимо решить следующие
задачи:
отбор вида растения рода Amaranthus L. и выбор способов получения из него испытуемых материалов;
выбор соответствующей модели для оценки биологической активности;
- тестирование полученных из амаранта материалов на наличие и характер биологической активности;
- очистка некоторых БАФ до однородного состояния и исследование
их физико-химических свойств;
- разработка схемы получения наиболее активных фракций для
дальнейшего изучения их влияния на биологические системы.
Исследования рода Amaranthus L. как источника БАФ проведены с учётом следующих соображений:
1) Обобщение литературных данных выявило, что из имеющихся
видов амаранта, Amaranthus cruentus L. оказался наиболее
изученным. В нем были обнаружены практически все виды
химических соединений, характерные для растений этого рода.
Кроме того, в нетрадиционной лечебной практике в основном
используется надземная биомасса растения именно этого вида.
Поэтому мы выделяли испытуемые вещества из надземной части
вида A. cruentus .
2) Для изучения биологической активности выделяемых
промежуточных или конечных фракций была выбрана модель
изолированного и перфузированного по методу Лангендорфа-
Фаллена сердца крыс (ИСК). Это модель характеризуется быстрой и
четкой ответной реакцией при воздействии на неё минимальных
концентраций исследуемых веществ.
Научная новизна. Впервые были охарактеризованы БАФ из А. cruentus по их действию на ИСК.
Установлено, что две субфракции, выделение из водно-этанольной вытяжки, обладают кардиопротекторным (антиишеми- ческим) эффектом. При этом рутин и кверцетин, изолированные из этой же вытяжки в чистом виде, не оказывали влияния на работу ИСК, но в естественном природном сочетании с другими соединениями вызывали положительный инотропный эффект.
Практическая ценность. Разработан способ использования отхода (жома) амаранта (после выделения флавоноидов - рутина и других), для получения биологически активной фракции пектина. Разработан метод препаративного получения алкалоида амарантина, который может применяться в качестве красителя.
Показана необходимость тщательного изучения (испытания) амаранта с целью его последующей рекомендации в качестве источника пищевой (кормовой) добавки или как источника БАФ. Это связано с тем, что некоторые фракции амаранта, как показано в этой работе, угнетают функцию биологических систем.
Впервые выявлено наличие защитного противоишемического эффекта у водно-спиртовых фракций амаранта, что делает перспективным их дальнейшее изучение с целью использовании в кардиологической клинике.
Установлено, что состав химических компонентов A. cruentus существенно не зависит от года сбора урожая.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на международном симпозиуме "Новые и нетрадиционные растения" Пущино 1995 г, на конгрессе "Пища, экология и человек " Москва 1995 г. и дважды были представлены на научных семинарах в Институте биотехнологии в Москве 1994 и 1995 гг. Публикации. По материалам диссертации опубликовано пять работ, одна - сдана в печать.
Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 5 глав (обзор литературы, описание методов исследования, и 3 главы с описанием способов выделения и результатов испытания получаемых промежуточных и конечных фракций A. cruentus), обсуждение полученных результатов, выводы и список литературных источников. Диссертационная работа изложена на 126 стр. и включает в себя 14 рис., 13 схем, 18 табл., и 240 литературных источников.
