Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Возрастающая по интенсивности деятельность человека на этапе развития технологии и науки привела к появлению в биосфере Земли огромных масс новых веществ. Большая часть этих веществ - впервые синтезированные или выделенные из природных источников соединения и количество их ежегодно увеличивается. При этом почти все химические соединения способны влиять на функции тех или иных биологических систем, вследствие чего и человек и среда обитания испытывают действие множества химических агентов, последствия которых не всегда предсказуемы. Не вызывает сомнения тот факт, что среди уже известных соединений могут быть найдены активные регуляторы процессов, протекающих в организме, и новые безопасные и эффективные лекарственные препараты. Однако из-за отсутствия знаний о полной биологической активности преобладающего количества соединений нет возможности всестороннего использования их ресурсов.
В тоже время, стремительное развитие технологической цивилизации приводит к ухудшению экологического состояния окружающей среды, что неизбежно ведет к нарушению иммунного статуса организма. Аллергические болезни, связанные с извращением иммунного ответа охватывают от 1% до 50% населения: в крупных промышленных центрах - 10%-20%, в сельской местности –2-4%; в зарубежных странах 10-20%, а распространённость некоторых аллергических нозологий достигает 80%. Применение в терапии аллергических заболеваний высокоэффективных лекарственных препаратов часто сопровождается побочным действием, которое практически отсутствует у растительных средств. Однако, из более 200 видов лекарственного растительного сырья, включенных в "Государственный реестр лекарственных средств", при аллергических заболеваниях рекомендуется одно – череда трехраздельная.
В связи с этим, актуальными представляются исследования по выделению индивидуальных природных фармакологически активных соединений и изучению их биологических свойств, по выявлению лекарственного растительного сырья, обладающего иммуномодулирующим и противоаллергическим действием и создание на его основе безопасных и эффективных лекарственных препаратов.
Целью диссертационной работы является теоретическое и экспериментальное обоснование расширения ассортимента официнальных видов лекарственного растительного сырья на основе его фармакогностического и фармакологического исследования с целью создания фитопрепаратов для иммунокоррекции и лечения аллергических заболеваний.
Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие задачи:
- разработать новый методологический подход к выбору лекарственного растительного сырья иммуномодулирующего действия для профилактики и комплексной терапии аллергических заболеваний;
- провести сравнительный фармакогностический анализ лекарственного растительного сырья с предполагаемым иммуномодулирующим и противоаллергическим действием;
- выделить и идентифицировать индивидуальные биологически активные соединения, ответственные за формирование фармакологического эффекта;
- комплексом физических методов анализа (ЯМР 13С и 1Н спектроскопии) исследовать биологические свойства идентифицированных биологически активных соединений (флавоноидов), ответственных за формирование фармакологического эффекта;
- провести сравнительную фармакологическую оценку иммуномодулирующей и противоаллергической активности официнальных видов исследуемого лекарственного растительного сырья;
- провести изучение химического состава, предложить методики количественного определения суммы действующих веществ, отвечающих параметрам валидации, для листьев чая китайского; составить проект Фармакопейной статьи;
- обосновать состав прописи сбора противоаллергического № 3, определить критерии подлинности, предложить методики количественного определения суммы действующих веществ, отвечающих параметрам валидации; составить проект Фармакопейной статьи;
- разработать состав и исследовать биофармацевтические показатели предлагаемых на основе лекарственного растительного сырья противоаллергических препаратов (присыпки, сухого водорастворимого экстракта, мази с сухим экстрактом); разработать проекты нормативной документации на предлагаемые лекарственные формы.
Научная новизна
Теоретически и экспериментально обоснованы закономерности выбора лекарственного растительного сырья и разработки растительных композиций, рекомендуемых для коррекции иммунного статуса, профилактики и терапии аллергических заболеваний различной этиологии.
С использованием комплекса современных физических, физико-химических методов анализа изучен качественный и количественный состав различных групп биологически активных соединений (БАС) исследуемых растительных объектов, их композиций и препаратов на их основе. Методами ЯМР 13С и 1Н спектроскопии достоверно установлено присутствие в исследуемых растительных объектах соединений флавоноидной природы. Установлены микродиагностические признаки и предложены методы стандартизации для листьев чая китайского.
Впервые с использованием методов квантовой химии (MNDO) изучен биологический молекулярный механизм взаимодействия некоторых природных фенольных соединений – флавоноидов (кверцетина, кемпферола, мирицетина, физетина) с фосфолипидами клеточных мембран.
Впервые методами квантовой химии (MNDO) установлено изменение пространственной структуры флавоноидов и фосфатидилхолина при их взаимодействии.
Впервые методами ЯМР 13С, 1Н спектроскопии на молекулярном уровне экспериментально исследованы биологические свойства природных фенольных соединений – флавоноидов (Госконтракт 13/11 ФМ «Воздействие некоторых молекул группы флавоноидов на конформационное состояние и электронное строение клеточных фосфолипидов»).
Предложена рецептура сбора противоаллергического № 3, изучен его химический состав, определены критерии подлинности, предложены методики количественного определения суммы действующих веществ, составлен проект Фармакопейной статьи.
Разработаны и экспериментально обоснованы лекарственные формы: присыпка с иммобилизованным фитокомпонентом, мазь с сухим экстрактом из сбора противоаллергического. Изучены биофармацевтические показатели разработанных лекарственных форм, содержание в них основных групп биологически активных соединений, предложены методы их стандартизации.
Приоритет проведенных исследований защищен патентами РФ на изобретение «Мазь для лечения аллергических заболеваний кожи широкого спектра действия» «Средство для лечения аллергических заболеваний кожи широкого спектра действия» для профилактики и лечения аллергических заболеваний кожи различной этиологии.
Практическая значимость
Осуществлён выпуск опытной партии присыпки с иммобилизованным фитокомпонентом на ЗАО «ФК Бионорм». Разработаны: проекты ФС «Species antiallergicae N 3» – сбор противоаллергический N 3», «Folia Theae - листья чая», “Extractum Species antiallergicae N 3 sicco» - экстракт сбора противоаллергического № 3 сухой», «Aspercio cum phytoextracto immobilisato» - присыпка с иммобилизованным фитокомпонентом».
Результаты микродиагностических исследований листьев ореха грецкого использовались в работе ЗАО “ФК Бионорм” и рекомендованы для включения в нормативную документацию.
Проект ФС «Species antiallergicae N 3» – сбор противоаллергический N 3» принят к рассмотрению в ФГБУ «Научный Центр Экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации.
Проведённые исследования показали целесообразность использования официнальных видов лекарственного растительного сырья для лечения и профилактики аллергических заболеваний различной этиологии и коррекции иммунного статуса организма. Эффективность проведённых исследований и разработанных лекарственных форм подтверждена в работе ГАУЗ Республиканского кожно-венерологического диспансера (г. Уфа).
Предлагаемый состав лекарственных форм позволяет использовать возможности флоры Республики Башкортостан при изготовлении растительных композиций и препаратов на их основе в заводских и аптечных условиях.
Данная работа проводилась в рамках государственной научно - технической программы «Критические технологии Республики Башкортостан: физико-математические принципы и технические решения», реализуемой при участии ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, и поддержана Госконтрактом № 13/11 ФМ «Воздействие некоторых молекул группы флавоноидов на конформационное состояние и электронное строение клеточных фосфолипидов» (2006 г.) и грантами РФФИ № 40/18-П (2008 г.); АН РБ ГНТП № 3.2.1.7 (2009 г.).
Материалы диссертационной работы внедрены в учебный процесс на кафедрах ГБОУ ВПО БГМУ Минздравсоцразвития России и использовались при разработке учебных пособий для студентов, интернов и аспирантов.
Связь задач исследований с проблемным планом
Работа выполнена в соответствии с планом научных исследований ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России по проблеме «фармакология и фармация». Номер госрегистрации 01200507996.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на региональных, всероссийских и международных научных и научно-практических конференциях: Уфа – 1999, 2002, 2003, 2005, 2006; Самара – 1999, Санкт-Петербург – 1999; Москва – Казань - Йошкар-Ола – 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005; Новосибирск – 2005; Томск – 2006.
Конкретное участие автора в получении научных результатов.
Приведенные в диссертации данные были получены под руководством и при личном участии автора. Основные разделы работы: методологические подходы комплексного изучения лекарственного растительного сырья и индивидуальных биологически активных соединений; сравнительное фитохимическое исследование 26 видов лекарственного растительного сырья; выделение и идентификация фенольных соединений; исследования по разработке состава и стандартизации сбора противоаллергического № 3 выполнены лично автором. Раздел, касающийся изучения биологических свойств фенольных соединений выполнен в рамках Госконтракта № 13/11 ФМ «Воздействие некоторых молекул группы флавоноидов на конформационное состояние и электронное строение клеточных фосфолипидов» и грантов РФФИ № 40/18-П; АН РБ ГНТП № 3.2.1.7 при участии кафедры медицинской физики с курсом информатики ГБОУ ВПО БГМУ (заведующий кафедрой, д.ф-м.н., профессор Руслан Сагитович Насибуллин). Раздел, касающийся фармакологического исследования, выполнен на базе лаборатории новых лекарственных средств Уфимского научного центра РАН (заведующий лабораторией к.б.н., доцент Наталья Жановна Басченко).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 44 печатных работы, из них в изданиях рекомендованных ВАК - 12.
Основные положения, выносимые на защиту
- результаты теоретических и экспериментальных, физико-химических, фитохимических, химико-биологических, фармакологических и технологических исследований официнальных видов лекарственного растительного сырья с целью их использования для лечения и профилактики аллергических заболеваний различной этиологии и коррекции иммунного статуса организма;
- результаты сравнительного исследования химического состава изучаемых растительных объектов, их композиций на содержание основных групп биологически активных соединений методами хроматографического (БХ, ТСХ), спектрофотометрического (УФ, ЯМР 13С-, 1Н-, 31Р), титриметрического и др. видов анализов;
- результаты сравнительной фармакологической оценки иммуномодулирующей и противоаллергической активности изучаемых растительных объектов;
- результаты квантово-химического, спектрофотометрического ЯМР 13С, 1Н и 31Р исследования биологического молекулярного механизма взаимодействия некоторых природных фенольных соединений – флавоноидов (кверцетина, кемпферола, мирицетина, физетина) с фосфолипидами клеточных мембран;
- результаты исследования изменения конформационного состояния флавоноидов и фосфолипидов клеточной мембраны при их биологическом взаимодействии, с использованием квантово-химических, ЯМР 13С, 1Н и 31Р спектрофотометрических методов.
Структура и объём диссертации
Диссертационная работа изложена на 269 страницах машинописного текста и состоит из 6 глав: введения, обзора литературы, собственных исследований (4 главы); выводов, списка использованной литературы, включающего 287 источников, из которых 92 – иностранных авторов, содержит 60 таблиц, 65 рисунков и 27 приложений.
Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи исследования, представлены научная новизна и практическая значимость работы.
В первой главе, на основании обзора литература, изложены современные аспекты этиологии и патогенеза аллергических заболеваний и иммунодефицитных состояний, их фармакотерапия и возможности фитотерапии. Проведен анализ заболеваемости аллергическими болезнями и потребности в противоаллергических средствах в Республике Башкортостан. Отражены вопросы возможности использования лекарственного растительного сырья и извлечений из него для изготовления различных лекарственных форм. Особое внимание уделено противоаллергической и иммуномодулирующей активности природных фенольных соединений и вопросам механизмов формирования иммунобиологического и межмолекулярного взаимодействия веществ на уровне биологической мембраны.
Во второй главе приведены сведения об объектах исследования, используемых методах и приборах.
В третьей главе приведены результаты сравнительного фармакогностического и фармакологического исследования лекарственного растительного сырья с предполагаемой противоаллергической и иммуномодулирующей активностью. В этой же главе приведены результаты по выделению и исследованию методами квантовой химии и ЯМР 13C, 1Н биологического молекулярного механизма взаимодействия некоторых природных фенольных соединений – флавоноидов (кверцетина, кемпферола, мирицетина, физетина) с фосфолипидами клеточных мембран.
В пятой главе приводятся результаты фармакогностического исследования сбора противоаллергического.
Шестая глава содержит экспериментальные данные по разработке и стандартизации рациональных лекарственных форм: присыпки с фитокомпонентом, сухого водорастворимого экстракта из сбора противоаллергического № 3, мази на основе сухого водорастворимого экстракта сбора противоаллергического № 3.
