Введение к работе
Актуальность темы. Современные условия жизни человека (неблагоприятная экологическая обстановка, стрессовые ситуации, гиподинамия и др.) обусловили так называемые «болезни цивилизации» - заболевания, связанные с ослаблением адаптационных механизмов организма, снижением иммунитета. Прогрессирующий рост числа этих заболеваний, часто являющихся причиной потери трудоспособности и даже инвалидизации, делает актуальной проблему разработки высокоэффективных лекарственных средств (ЛС) адаптогенного и иммуностимулирующего действия – препаратов биогенных стимуляторов.
В медицинской практике в качестве биогенных стимуляторов в настоящее время используются лекарственное сырье из растений, грибов, животных, лиманных грязей, торфа. Наряду с известными преимуществами, фитопрепараты близки к эндогенным биорегуляторным соединениям. Тем не менее, круг биостимуляторов ограничивается несколькими видами сырья – алоэ древовидное, каланхоэ перистое, очиток большой, березовый гриб (чага). Наиболее известным из них являются листья алоэ – многолетнего суккулента, на основе которого производятся экстракт жидкий, сок, линимент, сироп и таблетки.
Несмотря на относительно полные сведения о составе биологически активных веществ (БАВ) алоэ древовидного (антраценпроизводные, флороглюциды, углеводы, протеиды и др.), до сих пор неизученным остается вопрос о влиянии неблагоприятных условий хранения сырья на качественные и количественные изменения БАВ. Решение этого вопроса позволит оптимизировать не только технологию фитопрепаратов, но и их стандартизацию с привлечением наиболее информативных физико-химических методов. Это особенно необходимо, учитывая, что действующая нормативная документация регламентирует качество фитопрепаратов алоэ по неспецифичным показателям (содержанию не характерного для алоэ истизина, сумме восстановителей и др.) с применением малоинформативных методов контроля или вообще не предусматривая количественного определения (для сока). Кроме того, за счет выявления новых групп БАВ и более полного их использования можно расширить рамки использования сырья алоэ.
Кроме алоэ, в качестве объекта своего исследования мы использовали оранжерейный многолетний суккулент – каллизию душистую (Callisia fragraus Wood.) в народе называемый золотой ус, или домашний женьшень. Возможной причиной того, что препараты из каллизии до сих пор не появились среди используемых биостимуляторов является то, что химический состав растения мало изучен.
Таким образом, более глубокое изучение состава БАВ алоэ древовидного и каллизии душистой, разработка методов получения суммы БАВ из них для создания ЛС является актуальной проблемой для фармацевтической науки.
Цель и задачи исследования. Целью работы явилось теоретическое и экспериментальное обоснование возможности получения лекарственных средств на основе исследования состава БАВ листьев алоэ древовидного и побегов каллизии душистой.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
-
Провести анализ современного состояния исследований по химическому составу, методам анализа и стандартизации препаратов из листьев алоэ и побегов каллизии с обоснованием необходимости и возможности их дальнейшего изучения;
-
Определить основные морфолого-анатомические диагностически значимые признаки и числовые показатели сырья листьев алоэ древовидного и побегов каллизии душистой;
-
Изучить химический состав листьев алоэ древовидного и побегов каллизии душистой, выделив при этом основные группы БАВ;
-
Изучить влияние консервации при низкой температуре листьев алоэ на состав основный БАВ и биологическую активность;
-
Оптимизировать технологию получения сока из листьев алоэ, прошедших консервацию;
-
Разработать новые методы стандартизации сырья листьев алоэ и побегов каллизии, а также фитопрепаратов на их основе (сок алоэ, жидкий экстракт алоэ, сок каллизии);
-
Представить нормативную документацию ( ФСП и ТУ на сырье и препараты), регламентирующие подлинность и качество лекарственного растительного сырья и фитопрепаратов из него.
Научная новизна работы. Изучен химический состав листьев алоэ древовидного и побегов каллизии душистой и доказана возможность выделения из них суммы БАВ для получения различных ЛС.
На основании морфолого-анатомического исследования выявлены основные анатомо-диагностически значимые признаки листьев алоэ (I) и побегов каллизии (II). Для I это клетки верхней и нижней эпидермы полигональной формы, устьица (тетраперигенный тип) редкие, овальные клетки хлоренхимы, наличие идиобластов с пучками рафид, в мезофилле обнаружено большое количество слизистых клеток и алоиновых клеток. Для II эти признаки установлены впервые: в горизонтальных побегах – наличие удлиненных клеток эпидермиса, для вертикальных побегов – наличие крупного тонкостенного эпидермиса верхней листовой пластинки с включением рафид. Устьица тетрацитного типа, коллатеральные пучки закрытые.
Проведено систематическое фитохимическое изучение основных групп БАВ (антраценпроизводных, флороглюцидов, кумаринов, флавоноидов, фенолокислот, органических кислот, липидов, углеводов, аминокислот и др.) в выделенных с помощью методов избирательной жидкостной экстракции фракциях экстрактивных веществ. Для этих целей использованы современные физико-химические методы анализа (ВЭЖХ, ВЭТСХ, хроматоденситометрия, спектроскопия и др.).
Показано, что листья алоэ содержат флороглюциды, антраценпроизводные, кумарины, фенолокислоты, каротиноиды, хлорофиллы, углеводы, органические кислоты, аминокислоты, сапонины, биогенные элементы. Наличие трех последних групп БАВ в листьях алоэ установлено впервые. Кроме других выделенных соединений, впервые выделены и идентифицированы алоэнин, умбеллиферон, эскулетин, 2"-О-ферулоилалоэзин, 7-гидрокси-2,5-диметилхромон, 4-метокси-6-(2',4'-дигидрокси-6'-метилфенил)-пирон-2. Кроме того, впервые в листьях алоэ обнаружены: хлорофиллы, фруктоза, сахароза, 15 аминокислот, 9 биогенных элементов. Установлено высокое содержание алоэнина и алоэ-эмодина, что подтвердило их роль как индикаторных компонентов алоэ.
Впервые установлен химический состав БАВ побегов каллизии душистой. Установлено наличие антраценпроизводных, кумаринов, фенолокислот, флавоноидов, каротиноидов, хлорофиллов, углеводов, аминокислот, биогенных элементов. Из индивидуальных представителей перечисленных групп БАВ впервые выделены и идентифицированы скополетин, умбеллиферон, алоэ-эмодин. Обнаружены аскорбиновая, галловая, цикориевая, кофейная и феруловая кислоты, кверцетин, кемпферол, виолаксантин, лютеин, -каротин, 14 аминокислот, 7 биогенных элементов.
Данные исследования показали наличие богатого комплекса БАВ, что определило развитие новых и совершенствование известных технологий использования растительного сырья, а также методы контроля качества фитопрепаратов.
Изучение влияния на состав БАВ низкой температуры (+4 С) при продолжительном хранении листьев алоэ позволило установить разное накопление некоторых групп соединений. Установлено, что при 10-суточной экспозиции листьев при низкой температуре в каждой из групп БАВ (аминокислот, углеводов, органических кислот, фенольных соединений и антраценпроизводных) по разному происходит максимальное увеличение концентрации в сырье. Это позволило оптимизировать технологию сока в сравнении с традиционной технологией: использовать листья, подвергшиеся охлаждению в течение 10 суток, отделять сок от листьев после ферментации биомассы (35 С, 2 часа) и ее быстрого охлаждения. Подобная оптимизация позволила достичь более выраженного антирадикального (на 6,7%) и стимулирующего действия сока на рост дрожжевых клеток (на 17%) по сравнению с контролем (Р<0,05).
Обоснованы методы, показатели и нормы качества листьев, сока и жидкого экстракта алоэ, побегов и сока каллизии, регламентирующие контроль фитопрепаратов по основным действующим веществам.
Практическая значимость результатов исследования. Пересмотрены ФС «Листья алоэ древовидного свежие», «Алоэ сок», «Алоэ экстракт жидкий для инъекций» с целью регламентации контроля качества по наличию и содержанию специфичных для алоэ соединений (алоэнина и алоэ-эмодина) с применением информативных физико-химических методов анализа (ВЭТСХ, спектрофотометрия (СФ)). Кроме того, новые редакции ФСП дополнены разделами: «Анатомо-диагностические признаки сырья», «Содержание золы общей», «Микробиологическая чистота».
Оптимизирована технология получения нативного сока из листьев алоэ, позволяющая увеличить не только его выход в среднем на 5,3%, но и экстрактивных веществ на 14,48%.
Предложено проведение стандартизации побегов каллизии и сока каллизии путем идентификации и количественного определения восстанавливающих сахаров, белков и аминокислот методом СФ. В разработанные проекты ТУ также внесены еще товароведческие и микробиологические показатели.
Материалы внедрения
-
ФСП «Алоэ экстракт жидкий, раствор для подкожного введения». Получено регистрационное удостоверение (ЛСР-007787/09-05102009).
-
Проект ФСП «Алоэ древовидного листья свежие». Справка о передаче проекта ФСП после согласования с ЗАО «Вифитех» получена от ГУ ВИЛАР (г. Москва).
-
Проект ФСП «Алоэ сок». Справка о передаче проекта ФСП после согласования с ЗАО «Вифитех» получена от ГУ ВИЛАР (г. Москва).
-
ТУ 9373-011-17491338-2008 «Каллизии душистой побеги свежие». Согласованы с ЗАО «Вифитех» и утверждены в ГУ ВИЛАР (г. Москва).
-
ТУ 9168-012-17491338-2008 «Сок «Золотой ус». Согласованы с ЗАО «Вифитех» и утверждены в ГУ ВИЛАР (г. Москва).
-
Технологическая инструкция по заготовке, первичной переработке, транспортировке и хранению свежих побегов каллизии душистой. Утверждены в ЗАО «Вифитех».
Положения, выдвигаемые на защиту:
- теоретическое и экспериментальное обоснование использования листьев алоэ древовидного и побегов каллизии душистой для выделения суммы БАВ с целью разработки на их основе ЛС;
- результаты изучения морфолого-анатомических признаков, числовых показателей и состава БАВ листьев алоэ и побегов каллизии;
- данные по исследованию влияния низкой температуры хранения листьев алоэ на состав БАВ и биологические свойства;
- оптимизация технологии и изучение физико-химических характеристик сока из листьев алоэ и побегов каллизии;
- обоснование методов стандартизации, показателей и норм качества листьев алоэ, побегов каллизии и фитопрепаратов, полученных на их основе.
Апробация работы. Основные фрагменты диссертационной работы доложены и обсуждены на международной научной конференции (Астрахань, 2010); 2 Российских фитотерапевтических съездах (Москва, 2008, 2010); российской научно-практической конференции (Владикавказ, 2009) и 4 региональных научных конференциях по фармации, фармакологии и подготовке кадров (Пятигорск, 2008, 2009, 2010, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 6 в рекомендуемых изданиях ВАК РФ.
Связь исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ГБОУ ВПО «Пятигорская государственная фармацевтическая академия Минздравсоцразвития России» (номер государственной регистрации 01200108441).
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 153 страницах, состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы. Работа иллюстрирована 31 рисунком и 40 таблицами. Библиография включает 155 источников, из которых 69 на иностранных языках.
