Введение к работе
Актуальность темы. В соответствии со Стратегией развития фармацевтической отрасли Российской Федерации до 2020 г., а также со Стратегией развития медицинской науки Российской Федерации на период до 2025 г. одним из главных приоритетов государственной политики является разработка новых конкурентоспособных импортозамещающих лекарственных препаратов, в том числе растительного происхождения.
Одним из перспективных источников фитопрепаратов считаются лекарственные растения (ЛР), содержащие флавоноиды, которые в силу широкого распространения в растениях и большого структурного разнообразия в настоящее время находятся в центре внимания исследователей в области фармакогнозии во всей мировой фармацевтической науке (Бубенчикова В.Н., Дроздова И.Л., 2005; Доркина Е.Г. и др., 2013; Киселева Т.Л. и др., 2008; Корулькин Д.Ю. и др., 2007; Макарова М.Н., Макаров В.Г., 2010; Самылина И.А. и др., 2003; 2010; Flavonoids: Chemistry, Biochemistry, and Applications, 2006).
Этот интерес связан с тем обстоятельством, что флавоноиды, будучи эволюционно адекватными организму человека, обусловливают антиоксидантные, ангиопротекторные, гепатопротекторные, желчегонные, нейротропные и другие важнейшие фармакологические свойства. При этом следует отметить, что только за последние 10-15 лет число фармакопейных растений, содержащих флавоноиды, увеличилось с 11 до 30 видов. Вместе с тем, созданию лекарственных препаратов на основе флавоноидных растений препятствует недостаточная степень изученности их химического состава, зависимостей в ряду «химическая структура – спектральные характеристики» и «компонентный состав – фармакологические свойства». Это приводит к отсутствию системного подхода в трактовке совокупной значимости действующих веществ в плане проявления фармакологических эффектов, а также научно обоснованных технологий получения и анализа лекарственных средств. Кроме того, в настоящее время остро стоит проблема объективной стандартизации сырья лекарственных растений и фитопрепаратов, содержащих флавоноиды, поскольку во многих случаях в методиках анализа отсутствует доказательная база или же не используются современные инструментальные возможности. Так, в большинстве фармакопейных статей на ЛРС, содержащих флавоноиды, в разделе «Качественные реакции» в Государственной фармакопее СССР XI издания используются лишь пробирочные реакции, а раздел «Количественное определение» отсутствует или не лишен недостатков.
В этой связи возникла необходимость обобщения и систематизации новых данных о химическом составе сырья, содержащего флавоноиды, из числа имеющих фармакопейный статус в Российской Федерации или за рубежом. Кроме того, очевидна целесообразность дальнейшего пересмотра существующих и разработки новых теоретически и экспериментально обоснованных подходов к стандартизации обсуждаемого круга объектов. Это особенно важно и актуально в связи с подготовкой к изданию Государственной Фармакопеи Российской Федерации XII издания, которая должна отражать лучшие отечественные разработки в области стандартизации лекарственного растительного сырья (ЛРС), в частности, включать методики анализа, отвечающие параметрам валидации и использующие современные инструментальные возможности.
Цель работы и основные задачи исследования. Целью диссертационного исследования является экспериментально-теоретическое обоснование новых подходов к стандартизации фармакопейных видов лекарственного растительного сырья, содержащего флавоноиды, и лекарственных препаратов на их основе.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Обобщение и систематизация данных в области изучения фармакопейных растений, содержащих флавоноиды.
-
Анатомо-морфологическое исследование некоторых видов сырья фармакопейных растений, содержащих флавоноиды (бессмертника песчаного цветки, пижмы обыкновенной цветки, репешка аптечного трава).
-
Сравнительное изучение химического состава лекарственных растений, содержащих флавоноиды.
-
Разработка принципов классификации флавоноидных фармакопейных растений с учетом совокупной значимости важнейших действующих веществ в лекарственном растительном сырье.
-
Изучение зависимостей спектральных характеристик от химической структуры флавоноидов и компонентного состава лекарственного растительного сырья и фитопрепаратов.
-
Разработка методологических подходов к стандартизации флавоноидосодержащего сырья и фитопрепаратов с использованием современных инструментальных методов и Государственных стандартных образцов (ГСО) веществ.
-
Обоснование объективных показателей качества лекарственного сырья и фитопрепаратов, содержащих флавоноиды.
-
Разработка проектов нормативной документации на изучаемые виды сырья и на ГСО изосалипурпозида с целью включения в Государственную Фармакопею Российской Федерации XII издания.
-
Изучение зависимости «компонентный состав-фармакологическая активность» для фармакопейных видов ЛРС, содержащего флавоноиды, с целью создания антиоксидантных, нейротропных и диуретических лекарственных средств.
-
Обоснование целесообразности создания импортозамещающих лекарственных растительных препаратов на основе флавоноидов и рациональных путей использования соответствующих видов ЛРС.
Научная новизна. Впервые разработаны принципы классификации фармакопейных видов ЛРС, содержащего флавоноиды, позволяющие учитывать совокупную значимость действующих веществ с точки зрения проявления биологической и фармакологической активности, стандартизации, определения параметров качества и путей рационального использования.
В результате анатомо-морфологических исследований некоторых видов сырья фармакопейных растений, содержащих флавоноиды, выявлены новые диагностические признаки, позволяющие более объективно осуществлять идентификацию: для сырья бессмертника песчаного цветки - наличие в полостях прозенхимных клеток щетинок хохолка блестящих, по форме четырехугольных монокристаллов призматического вида, обладающих светоотражающей способностью, для сырья пижмы обыкновенной цветки - наличие мощного слоя склеренхимных волокон и проводящего пучка в центральной жилке листочков обертки, для сырья репешка аптечного трава - особенности лигнификации тканей стебля.
Впервые выделено и изучено 31 индивидуальное вещество: флавоноиды, фенилпропаноиды и фталиды. Среди них описаны два новых природных соединения, для которых установлено химическое строение: 61-гидрокси-21,41-диметоксихалкон (персикохалкон) и 21,61-дигидрокси-41,51-диметоксихалкон (полигохалкон). Изучены зависимости спектральных характеристик от химической структуры флавоноидов фармакопейных растений и компонентного состава лекарственного растительного сырья и фитопрепаратов.
В результате проведенных исследований получены новые данные о флавоноидах как о самостоятельном классе биологически активных соединений, а также обоснованы пути использования изучаемых видов ЛРС с позиций выявления зависимости «компонентный состав-фармакологическая активность», что создает перспективу расширения ассортимента отечественных эффективных и безопасных фитопрепаратов.
На основе результатов сравнительного изучения химического состава сырья и лекарственных препаратов фармакопейных растений научно обоснованы методологические подходы к стандартизации ЛРС, содержащего флаваноны, халконы, флавоны, флавонолы. Эти подходы заключаются в комплексном и обоснованном использовании методов ТСХ, ВЭЖХ, спектрофотометрии и использовании соответствующих ГСО (изосалипурпозид, пиностробин, цинарозид, гиперозид, рутин).
Обосновано использование в методиках качественного и количественного анализа сырья и препаратов, содержащих преимущественно флаваноны (перца водяного трава), халконы (бессмертника песчаного цветки), флавоны (пижмы обыкновенной цветки), флавонолы (горца почечуйного трава, боярышника кроваво-красного цветки и плоды, липы цветки, эрвы шерстистой трава, репешка аптечного трава), соответствующих ГСО изосалипурпозида (халкон), пиностробина (флаванон), цинарозида (флавон), гиперозида и рутина (флавонолы).
Экспериментально обоснованы показатели качества лекарственного растительного сырья и ГСО изосалипурпозида и включены в проекты фармакопейных статей «Бессмертника песчаного цветки», «Пижмы обыкновенной цветки», «Гинкго двулопастного листья» и «Изосалипурпозид-стандартный образец».
В ходе исследований диуретической активности водных извлечений и образцов настоек из ЛРС выявлены препараты с быстрым развитием диуретического эффекта и короткой продолжительностью действия (настой и настойка эрвы), препараты с быстрым развитием эффекта и длительным действием (настой пижмы, настой и настойка бессмертника) и препараты с длительным латентным периодом и продолжительным действием (отвар толокнянки, настой репешка и рутин в дозе 10 мг/кг). Впервые обнаружена анксиолитическая активность для лекарственного препарата «Гинкго двулопастного настойка», при этом показана значимость всего флавоноидного комплекса листьев гинкго двулопастного для проявления наиболее полного спектра нейротропной активности.
Уточнен характер антиоксидантного действия для индивидуальных соединений, относящихся к разным классификационным группам флавоноидов, на ферментативные и неферментативные звенья антиоксидантной защиты.
Сформулирована концепция рационального использования сырья, содержащего флавоноиды, с точки зрения стандартизации, технологии получения лекарственных средств, фармакологических свойств.
На основе результатов фармакогностических, химических, технологических и фармакологических исследований сырья флавоноидосодержащих фармакопейных растений обоснована целесообразность создания антиоксидантных, диуретических, ноотропных, анксиолитических фитопрепаратов, в том числе импортозамещающих.
Практическая значимость. Результаты проведенных исследований позволили создать методологическую базу для совершенствования стандартизации ЛРС, содержащего флавоноиды, а также расширить возможности целенаправленного поиска новых сырьевых источников для получения эффективных отечественных фитопрепаратов и лекарственных субстанций с антиоксидантной, диуретической, ноотропной и анксиолитической активностью.
Разработанные подходы к стандартизации, а также соответствующие методики анализа сырья и препаратов флавоноидных растений внедрены на таких фармацевтических предприятиях России как ОАО «Красногорсклексредства» (Московская обл.), ЗАО «ВИФИТЕХ» (г. Москва), ЗАО «Самаралектравы» (Самарская обл.), ГБУЗ «Центр контроля качества лекарственных средств Самарской области» (г. Самара).
Результаты диссертационных исследований используются в учебном процессе на кафедрах фармакогнозии с ботаникой и основами фитотерапии, фармацевтической технологии, управления и экономики фармации, химии фармацевтического факультета ГБОУ ВПО СамГМУ Минздрава России.
Разработаны проекты нормативной документации «Бессмертника песчаного цветки», «Пижмы обыкновенной цветки», «Гинкго двулопастного листья», «Изосалипурпозид-стандартный образец», которые проходят экспертизу в Центре фармакопеи и международного сотрудничества ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» с целью включения в Государственную Фармакопею Российской Федерации XII издания.
Успешное решение проблемы создания и стандартизации эффективных фитопрепаратов будет способствовать реализации Стратегии развития фармацевтической отрасли РФ до 2020 г., а также Стратегии лекарственного обеспечения населения РФ на период до 2025 г.
Связь задач исследования с планами научных работ. Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ГБОУ ВПО СамГМУ Минздрава России (№ государственной регистрации 01200202298) по темам «Фармакогностическое и химико-фармацевтическое исследование лекарственных растений и фитопрепаратов» (№ 01200405620) и «Комплексные исследования по проблеме создания новых лекарственных препаратов природного и синтетического происхождения» (№ 01200900658).
Положения, выдвигаемые на защиту:
-
Результаты анатомо-морфологического исследования некоторых видов сырья фармакопейных растений (бессмертника песчаного цветки, пижмы обыкновенной цветки, репешка аптечного трава), содержащих флавоноиды.
-
Результаты сравнительного изучения химического состава фармакопейных растений, содержащих флавоноиды (бессмертника песчаного цветки, пижмы обыкновенной цветки, гинкго листья, горца перечного трава, горца почечуйного трава, васильков цветки, репешка аптечного трава, боярышника цветки, боярышника плоды).
-
Принципы классификации флавоноидосодержащих фармакопейных растений на основе совокупной значимости важнейших действующих веществ в лекарственном растительном сырье.
-
Зависимости спектральных характеристик от химической структуры флавоноидов и компонентного состава лекарственного растительного сырья и фитопрепаратов.
-
Методологические подходы к стандартизации сырья, содержащего флавоноиды и фитопрепаратов с использованием современных инструментальных возможностей и ГСО.
-
Показатели качества, обоснованные для проектов фармакопейных статей на лекарственное растительное сырье «Бессмертника песчаного цветки», «Пижмы обыкновенной цветки», «Гинкго двулопастного листья» и «Изосалипурпозид-стандартный образец», с целью включения в Государственную Фармакопею Российской Федерации XII издания.
-
Экспериментально-теоретическое обоснование целесообразности создания новых импортозамещающих лекарственных растительных препаратов на основе флавоноидов с антиоксидантной, диуретической, нейротропной активностью.
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции «Новые достижения в создании лекарственных средств растительного происхождения» (г. Томск, 2006); III и V Всероссийской конференции «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (г. Барнаул, 2007; 2012); XI, XII и ХIV Всероссийских конгрессах и Всероссийских научно-практических конференциях «Экология и здоровье человека» (Самара, 2006; 2007; 2008; 2009; 2011); XIII-ХIX Российских национальных конгрессах «Человек и лекарство» (г. Москва, 2006; 2007; 2008; 2009; 2010; 2011; 2012); I Международном съезде фитотерапевтов (г. Москва, 2006); ХV Всероссийской конференции «Молодые ученые в медицине» (г. Казань, 2010); научно-практической конференции «Фармация из века в век» (г. Санкт-Петербург, 2008); V Всероссийской научной конференции «Химия и технология растительных веществ» (г. Уфа, 2008); Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 75-летию со дня рождения В.В. Кормачева «Современные проблемы химической науки и образования» (г. Чебоксары, 2012); 67-ой Межрегиональной конференции по фармации и фармакологии «Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции» (г. Пятигорск, 2012); IV Съезде фармакологов России «Инновации в современной фармакологии» (г. Казань, 2012); IV Всероссийском научно-практическом семинаре (г. Волгоград, 2012); II Международном конгрессе «Физическое и духовное здоровье: традиции и инновации» (г. Москва, 2012), а также на международных конференциях по полифенолам: International Conference on Polyphenols (XXII - Helsinki, 2004; XXIII - Winnipeg, 2006; XXIV - Salamanca, 2008); на VI-VIII Международных Симпозиумах по фенольным соединениям (Москва, 2004, 2009, 2012); II Международной научной конференции «Химия, технология и медицинские аспекты природных соединений» (г. Алматы, 2007); VIII Международной конференции «Биоантиоксидант» (г. Москва, 2010); конференции с международным участием «Актуальные проблемы химии природных соединении» (г. Ташкент, 2010); на 2-й Международной научной конференции по морфологии растений «Современная Фитоморфология» (г. Львов, 2013).
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 70 научных работах, в том числе в 30 статьях - в журналах, включенных в Перечень ВАК Министерства образования и науки РФ. Имеются 2 патента РФ на изобретение и монография «Флавоноиды фармакопейных растений» (2012).
Личный вклад автора. Все экспериментальные результаты, приведенные в диссертации, получены самим автором. Выполнены исследования по изучению морфологических и анатомо-гистологических особенностей строения сырья «Бессмертника песчаного цветки», «Пижмы обыкновенной цветки», «Репешка аптечного трава», для которых выявлены основные диагностические признаки. Кроме того, автором выделено 31 природное соединение, при этом установлена их химическая структура с использованием УФ-, ЯМР-спектроскопии, масс-спектрометрии, различных химических превращений, тонкослойной хроматографии. Разработаны методики качественного и количественного анализа целого ряда фармакопейных растений и фитопрепаратов, содержащих флавоноиды, с применением методов ТСХ, УФ-спектроскопии и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Автором разработаны проекты ФС «Бессмертника песчаного цветки», «Пижмы обыкновенной цветки», «Изосалипурпозид-стандартный образец», рекомендованные для включения в Государственную Фармакопею Российской Федерации XII издания.
Диссертантом сформулированы принципы классификации флавоноидных фармакопейных растений с учетом совокупной значимости важнейших биологически активных соединений (БАС) в лекарственном растительном сырье. Изучены зависимости спектральных характеристик от химической структуры флавоноидов и компонентного состава лекарственного растительного сырья и фитопрепаратов, а также данные зависимости «компонентный состав-фармакологическая активность». Разработаны методологические подходы к стандартизации флавоноидосодержащего сырья и фитопрепаратов с использованием современных инструментальных возможностей и ГСО, а также объективные показатели качества лекарственного сырья и фитопрепаратов, содержащих флавоноиды. Автором научно обоснована целесообразность создания новых импортозамещающих лекарственных растительных препаратов на основе флавоноидов с разноплановым спектром фармакологической активности.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 485 страницах машинописного текста, содержит 55 таблиц, 167 рисунков. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания объектов и методов исследования (глава 2), обсуждения результатов собственных экспериментальных исследований (главы 3-7), общих выводов, приложения и списка литературы, включающего 475 источников, из которых 105 – на иностранных языках.
Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, показаны научная новизна и практическая значимость полученных результатов, изложены положения, выносимые на защиту. Первая глава посвящена обзору современного состояния исследований фармакопейных растений, содержащих флавоноиды, где систематизированы сведения по изучению химического состава, фармакологических свойств, применению в медицине, стандартизации сырья и препаратов на их основе. В главе 2 приведена характеристика объектов и методов исследования. Глава 3 отражает результаты сравнительного анатомо-морфологического исследования цветков бессмертника песчаного и цветков пижмы обыкновенной, а также репешка аптечного. Глава 4 содержит результаты сравнительного исследования компонентного состава сырья фармакопейных растений, содержащих флавоноиды. В главе 5 обсуждаются зависимости спектральных характеристик от химической структуры флавоноидов и компонентного состава сырья фармакопейных растений. Глава 6 посвящена проблеме стандартизации сырья фармакопейных растений, содержащих флавоноиды, и включает разработку подходов к стандартизации, методик качественного и количественного анализа и проектов фармакопейных статей на ЛРС. В главе 7 дается экспериментально-теоретическое обоснование целесообразности создания импортозамещающих антиоксидантных, диуретических, ноотропных и анксиолитических лекарственных растительных препаратов на основе флавоноидов.
В Приложение вынесены акты внедрения, проекты ФС, патенты РФ на изобретение, таблицы.
