Введение к работе
Актуальность проблемы. Среди эндокринных заболеваний на долю сахарного диабета приходится примерно 70%. Смертность от данного заболевания занимает третье место после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний.
В настоящее время фитотерапия является одним из распространённых методов профилактики и лечения инсулиннезависимого сахарного диабета, в связи с чем широкое применение получили инулинсодержащие субстанции. Спектр действия инулина достаточно разнообразен благодаря его высокой гипогликемической, гиполипидемической, гипохолестеринемической активности. Являясь препаратом выбора в фитотерапии инсулиннезависимого сахарного диабета и проявляя пребиотический эффект, он находит широкое применение за рубежом. Наряду с этим данный полисахарид является источником промышленного получения фруктозы.
В России в качестве инулинсодержащего сырья рекомендованы клубни топинамбура, однако себестоимость чистого инулина из этого сырья достаточно высока. Это объясняется тем, что помимо инулина клубни топинамбура содержат карамелеобразующие фруктозаны с более низкой молекулярной массой, из-за чего возникает ряд проблем с технологией выделения и очистки инулина. Одновременно с этим возникает необходимость инактивации ферментов с помощью лиофильной сушки, денатурации органическими растворителями, воздействия высоких температур.
Альтернативным топинамбуру сырьём являются клубни отдельных видов георгин, которые используют как в США (вид Dahlia imperialis), так и в странах Европы (вид Dahlia variabilis) в качестве источника промышленного получения инулина. Георгины относятся к неприхотливым с агротехнической точки зрения растениям, урожайность может достигать 2,5 кг с 1м2. Поскольку в клубнях георгин отсутствуют карамелеобразующие фруктозаны и высокоактивные энзимы, способствующие осмолению полисахаридов, выделение и очистка инулина из данного сырья не требует применения трудоёмких и дорогостоящих приёмов. Таким образом, клубни георгин являются наиболее подходящим сырьевым источником как с технологической, так и с экономической точек зрения.
Исходя из вышеизложенного, мы считаем, что поиск оптимальных путей получения инулина из альтернативного инулинсодержащего сырья – других видов клубней георгин, а также изучение возможности применения самих клубней георгин в фитотерапии инсулиннезависимого сахарного диабета является актуальным вопросом.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является экспериментальное обоснование применения клубней георгин в качестве альтернативного топинамбуру инулинсодержащего источника, а также разработка оптимальных способов получения и очистки инулина из данного сырья.
Для реализации поставленной цели мы сочли необходимым решение следующих задач:
- экспериментально обосновать возможность применения клубней георгины простой в качестве источника инулина;
- разработать оптимальные условия выделения инулина;
- провести химическое исследование клубней георгины простой на присутствие основных групп БАВ и разработать методику количественного определения инулина в сырье;
- изучить влияние высокоочищенного инулина и порошка измельчённых клубней георгины простой на углеводный обмен при экспериментальном сахарном диабете.
Научная новизна. Предложен технологически доступный метод получения полиморфных форм инулина (-, -, -инулин) из клубней георгины простой, как альтернативного инулинсодержащего сырья. Разработаны оптимальные условия выделения инулина из свежего сырья, сока клубней георгин, а также сухого сырья, более устойчивого к хранению.
Для полученного высокоочищенного инулина определены числовые показатели качества, соответствующие требованиям зарубежного стандарта Official Monographs «Inulin» (Тhe United States Pharmacopoeia, XXII).
Усовершенствована и валидирована методика количественного определения инулина в клубнях георгины простой, согласно которой содержание полисахарида рассчитывается как разница между суммой фруктозидов-фруктозанов, экстрагируемых из сырья водой очищенной, и суммой фруктозидов, извлекаемых 95% спиртом этиловым.
Проведено химическое изучение клубней георгины простой, определено количественное содержание таких биологически активных соединений, как полисахариды, аминокислоты, макро- и микроэлементы, органические кислоты, фенольные соединения.
В ходе фармакологических исследований на модели экспериментального сахарного диабета установлено, что высокоочищенный инулин, а также порошок измельчённых клубней георгины простой существенно понижают уровень глюкозы в крови при моделировании сахарной нагрузки, ограничивают гипергликемию, лактат-ацидоз, а также предотвращают активизацию процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), являясь, таким образом, эффективным средством коррекции углеводного, липидного и белкового обмена при сахарном диабете.
Практическая значимость работы. На основании проведённых экспериментальных исследований доказана целесообразность применения клубней георгины простой в качестве альтернативного топинамбуру источника инулина.
Изучение фармакологической активности инулина, полученного из клубней георгины простой, а также порошка измельчённых клубней георгины простой позволяет рекомендовать их для дальнейших углублённых исследований.
Внедрение результатов в практику. По материалам диссертации составлено информационное письмо «Обоснование применения высокоочищенного инулина из клубней георгины простой для коррекции экспериментального инсулиннезависимого сахарного диабета», которое передано в НИИ питания РАМН для дальнейших возможных совместных исследований, о чём имеется соответствующий акт внедрения.
Связь задач исследования с проблемами фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР ГОУ ВПО «Пятигорской государственной фармацевтической академии Федерального агенства по здравоохранению и социальному развитию» (№ государственной регистрации 01200411089).
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы доложены на 63-й, 64-й и 65-й научных конференциях «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (Пятигорск, 2008-2010гг.). По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.
Положения, выдвигаемые на защиту:
обоснование использования клубней георгины простой в качестве источника получения инулина;
разработка методики получения полиморфных форм инулина (-, -, -инулин), определение показателей качества высокоочищенного инулина;
результаты химического исследования основных групп БАВ клубней георгины простой;
результаты предварительного фармакологического исследования влияния высокоочищенного инулина и порошка измельчённых клубней георгины простой на основные показатели углеводного обмена при экспериментальном сахарном диабете.
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 129 страницах текста компьютерного набора и состоит из введения, обзора литературы и 3 глав собственных исследований, общих выводов, списка литературы, включающего 155 источников, в том числе 70 иностранных, приложения; содержит 52 таблицы, 20 рисунков и приложения.
