Автореферат и диссертация по медицине (14.04.02) на тему:Ресурсоведческие и фитохимические исследования перспективных видов сырья дикорастущих растений островов Соловецкого архипелага

ДИССЕРТАЦИЯ
Ресурсоведческие и фитохимические исследования перспективных видов сырья дикорастущих растений островов Соловецкого архипелага - диссертация, тема по медицине
АВТОРЕФЕРАТ
Ресурсоведческие и фитохимические исследования перспективных видов сырья дикорастущих растений островов Соловецкого архипелага - тема автореферата по медицине
Струсовская, Ольга Геннадьевна Волгоград 2014 г.
Ученая степень
доктора фармацевтических наук
ВАК РФ
14.04.02
 
 

Автореферат диссертации по медицине на тему Ресурсоведческие и фитохимические исследования перспективных видов сырья дикорастущих растений островов Соловецкого архипелага

На правах рукописи

СТРУСОВСКАЯ ОЛЬГА ГЕННАДЬЕВНА

РЕСУРСОВЕДЧЕСКИЕ И ФИТОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ВИДОВ СЫРЬЯ ДИКОРАСТУЩИХ РАСТЕНИЙ ОСТРОВОВ СОЛОВЕЦКОГО АРХИПЕЛАГА

14.04.02. — фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора фармацевтических наук

31 ИЮЛ 2014

Пятигорск-2014

005551399

005551399

Работа выполнена в ГБОУ ВПО «Северный государственный медицинский университет» (г. Архангельск) Минздрава России Научные консультанты:

доктор фармацевтических наук, профессор

доктор медицинских наук, доцент

Официальные оппоненты:

Яковлев Геннадий Павлович

Компанцева Евгения Владимировна Буюклинская Ольга Владимировна

доктор биологических наук, профессор, ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургская химико-фармацевтическая

академия» Минздрава России, заведующий кафедрой фармакогнозии, ведущий научный сотрудник Ботанического института им. В. Л. Комарова РАН; Куркин доктор фармацевтических наук, профессор, ГБОУ ВПО

Владимир «Самарский государственный медицинский

Александрович университет» Минздрава России, заведующий кафедрой

фармакогнозии с ботаникой п основами фитотерапии: Зилфикаров доктор фармацевтических наук,

Ифрат ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт

Назнмович лекарственных и ароматических растений, отдел

фитохимии, главный научный сотрудник

Велушая организация: ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России.

Защита состоится 17 сентября 2014 года в 10— часов на заседании диссертационного совета Д 208.008.09 при ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России по адресу: 357532, Ставропольский крап, г. Пятигорск, пр. Калинина. II.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пятигорского медико-фармацевтического института - филиала ГБОУ ВПО ВолгГМУ Минздрава России по адресу: 357532, Ставропольский крап, г. Пятигорск, пр. Калинина. 11 и на сайте Нир:/'Чу\члу.pmedphann.ru Автореферат разослан «21»"юля 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ре.мезова Ирина Петровна

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Ассортимент лекарственного растительного сырья (ЛРС) в настоящее время значительно сузился за счет потерь ряда сырьевых источников. Одной из основных причин этого процесса явилось усиливающееся антропогенное воздействие на природу.

Вместе с тем, с каждым годом возрастает потребность в лекарственных препаратах растительного происхождения, обусловленная их относительной безопасностью и высокой эффективностью, возможностью рационального сочетания лекарственных растений в сборе и применения их в комплексе с синтетическими средствами, ценовая доступность и возможность длительного использования, поливалентность фармакологического действия биологически активных веществ (БАВ) растений и т.д. Все вышеперечисленное определяет необходимость расщирения отечественной сырьевой базы за счет развития дополнительных источников растительных ресурсов и их комплексного использования.

В современных условиях перестройки фармацевтической службы в России особое значение приобретают региональные ресурсоведческие исследования, включающие решение теоретических и практических задач по эффективному освоению выявленных запасов ЛРС и разработке методологии охранных мероприятий.

Целесообразность изучения региональных ресурсов дикорастущих лекарственных растений (ДЛР) обусловлена задачами, сформулированными в «Стратегии национальной безопасности Российской Федерации до 2020 года», утвержденной Указом Президента РФ №573 от 12.05.2009, в которой отмечена необходимость формирования условий для преодоления сырьевой зависимости фармацевтической отрасли от зарубежных поставщиков.

Одним из экологически чистых регионов, практически никогда не подвергавшихся антропогенному воздействию, является Соловецкий архипелаг. В связи с этим, не вызывает сомнения актуальность проведения ресурсоведческих

исследований на данной территории, с целью расширения сырьевой базы и ассортимента экологически безопасных, обладающих низким порогом возникновения нежелательных эффектов и доступных для широких слоев населения лекарственных средств (JIC).

Соблюдение требований бережного отношения к природным ресурсам Севера определяет необходимость разработки концепции рационального использования дикорастущего лекарственного растительного сырья (ДЛРС) Соловецких островов и прибрежной зоны, в которой расположены обширные плантации бурых водорослей, включая ламинарию сахаристую Laminaría saccharina (L.) Lamour, семейство ламинариевые (Laminariaceae). Научный интерес к растению поддерживается в течение многих лет и обусловлен широким спектром БАВ, детерминирующим потенциал его фармакологической активности, что определяет актуальность дальнейшего изучения ламинарии сахаристой.

Расширение сырьевой базы, в свою очередь, обусловливает необходимость совершенствования контроля качества JIPC. В соответствии с требованиями ОСТ 91500.05.001-00 «Стандарты качества лекарственных средств. Основные положения», некоторые нормативные документы (НД), в частности на JIPC, нуждаются в уточнении показателей качества.

Степень разработанности темы исследования. Работа по исследованию флоры островов Соловецкого архипелага никогда не акцентировалась на изучении ДЛР как потенциально заготавливаемых. Не определен также химический состав растений, не включенных в Государственный реестр лекарственных средств, однако широко применяющихся в народной медицине северян.

Большое количество научных исследований посвящено изучению химического состава ламинарии сахаристой (Боголицын К.Г. (2012 г.), Облучинская Е. Д. (2004 г.) и др.), извлечению из водоросли БАВ (Коровкина Н.В. (2007 г.), Некрасова В.Б. (1999 г.) и др.), и определению их фармакологической активности (Беседнова Н.Н. (2000 г.), Меньшикова Е.А. (2005 г.) и др.). Тем не менее, научный интерес представляет получение нового эффективного лекарственного

средства из воздушно-сухого сырья на основе суммы хлорофиллов водоросли, отличающихся по составу от хлорофиллов растений наземной флоры.

Отсутствие сведений о взаимодействии ламинарина растворимого (ламинарии), полисахарида ламинарии сахаристой, образующего при высыхании его растворов структуры, сходные со структурой циклодекстринов, с фармакологически активными веществами определяет потребность изучения возможности влияния ламинарина на физико-химические свойства ЛС, что может способствовать улучшению их биофармацевтических характеристик.

Цель и задачи исследования. Целью данной работы явилась комплексная оценка ДЛРС травяно-кустарничкового яруса и прибрежной зоны островов Соловецкого архипелага, включающая ресурсоведческие и фитохимические исследования для разработки концепции рационального использования сырьевых ресурсов.

Для реализации поставленной цели следовало решить следующие задачи:

1. провести комплексную оценку ресурсно—сырьевого потенциала дикорастущих растений (ДР) травяно-кустарничкового яруса флоры островов Соловецкого архипелага, включающую исследование видового состава и определение оптимальной номенклатуры лекарственных растений, перспективных для заготовки;

2. изучить химический состав и фармакологическую активность некоторых ДР, широко применяемых в народной медицине Севера;

3. разработать технологию масляного концентрата суммы хлорофиллов из воздушно—сухого сырья — слоевищ ламинарии сахаристой, исследовать его антибактериальные и ранозаживляющие свойства; подготовить изменения к стандарту качества «Слоевища ламинарии - морская капуста» по разделу «Микроскопия» с целью совершенствования контроля качества ЛРС;

4. исследовать возможность применения ламинарина для улучшения биофармацевтических характеристик ЛС;

5. разработать концепцию рационального использования ДЛР травяно-кустарничкового яруса и прибрежной зоны Соловецких островов, с учетом сохранения и возобновления их природных запасов.

Научная новизна. Проведены комплексные ресурсоведческие и фитохимические исследования дикорастущего растительного сырья (ДРС) на территории островов Соловецкого архипелага, включающие определение его экологической безопасности.

Изучен химический состав ложечницы лекарственной (Cochlearia officinalis L.), капустные (Brassicaceae) и водяники гермафродитной (Empetrum hermaphroditum L.), вересковые (Ericaceae), произрастающих на исследуемой территории.

Впервые в шести растениях семейства вересковые: бруснике обыкновенной (Vaccinium vitis-idaea L.) (брусника), толокнянке обыкновенной (Arctostaphylos uvae-ursi L.) (толокнянка); багульнике болотном (Ledum palustre L.) (багульник); чернике обыкновенной (Vaccinium myrtillus L.) (черника), клюкве болотной (Oxycoccus palustris L.) (клюква) и водянике гермафродитной идентифицированы полигидроксилированные неэтерифицированные нортропановые алкалоиды -калистегины.

Установлено, что настой ложечницы лекарственной травы оказывает гипогликемическое действие. Подтверждены сведения о гипогликемической активности водяники гермафродитной. Выдвинута гипотеза о взаимосвязи сахароснижающих свойств исследуемых растений и присутствия в них калистегинов.

Сделано предположение о возможности взаимодействия ламинарина с JIC, которое затем подтверждено на примере некоторых препаратов группы антиагрегантов (кислоты ацетилсалициловой (КАС), дипиридамола и тиклопидина) методами диализа через полупроницаемую мембрану, ИК- и ЯМР Н1 - спектроскопии. Определено, что ламинарин взаимодействует с данными JIC с изменением их физико-химических и биофармацевтических свойств, что способствует улучшению биодоступности или пролонгированию их действия.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая значимость.

Показано, что присутствие калистегинов в некоторых растениях семейства вересковые является одним из основных факторов, влияющих на их гипогликемические свойства.

Подтверждена гипотеза об улучшении биофармацевтических свойств некоторых ЛС, при их взаимодействии с ламинарином.

Разработана концепция рационального использования ДР островов Соловецкого архипелага, включающая не только аспекты использования ДЛРС с учетом сохранения и возобновления их природных запасов в условиях Севера, но и проведения исследований с целью расширения сырьевой базы и ассортимента экологически безопасных, обладающих низким порогом возникновения нежелательных эффектов, доступных для широких слоев населения новых эффективных лекарственных средств, и для преодоления сырьевой зависимости от зарубежных поставщиков.

Практическая значимость. Основные фрагменты работы выполнены по «Заказу» Соловецкого государственного историко-архитектурного и природного музея-заповедника в рамках программы изучения и сохранения флоры островов Соловецкого архипелага, и в соответствии с договором о совместном сотрудничестве с Северным государственным медицинским университетом (г. Архангельск). В соответствии с этим, для сотрудников отдела природы Соловецкого ботанического сада, занимающихся организацией работ по заготовке ДЛРС, с целью оптимизации процесса заготовки растительного сырья (РС) и проведению мониторинга растительных ресурсов на территории островов Соловецкого архипелага, составлены методические рекомендации по сбору и сушке ДЛРС и внедрены в работу отдела (акт внедрения от 25 июня 2013 г.).

Разработана технология получения масляного концентрата суммы хлорофиллов из воздушно-сухого ЛРС - слоевищ ламинарии сахаристой, обладающего антимикробными и ранозаживляющими свойствами, который может быть использован для приготовления наружных лекарственных форм (получен патент на изобретение №2500413 от 12.05.2011 г.).

Способ получения концентрата хлорофиллов из ламинарии сахаристой, адаптированный к условиям предприятия, внедрен в производственный цикл Архангельского опытного водорослевого комбината (акт внедрения от 20 июня 2013 г.).

Определены анатомо-диагностические признаки воздушно-сухого JIPC -слоевищ ламинарии сахаристой, позволяющие более точно идентифицировать данный вид сырья, на основе чего разработаны «Изменения» к фармакопейной статье (ФС) 83 Государственной фармакопеи Союза Советских Социалистических Республик XI изд. (ГФ XI) «Слоевища ламинарии - морская капуста» «Thalli Laminariae» и внедрены в работу контрольно-аналитической лаборатории отдела контроля качества ЗАО «ВИФИТЕХ» (г. Оболенск, Московская область) (акт внедрения от 11 марта 2014 г.).

Разработаны проекты ФС на JIPC - «Ложечницы лекарственной траву» (Cochleariae officinalis herba) и «Водяники гермафродитной побеги» (Empetrum hermaphroditi cormus), обладающее гипогликемическими свойствами. Получены акты апробации методик идентификации и количественного определения основной группы фармакологически активных соединений, алкалоидов, в предлагаемых видах ЛРС «Испытательной контрольно-аналитической лаборатории ГБУЗ Архангельской области «Бюро судебно-медицинской экспертизы»» (акты апробации от 25 октября 2013 г.).

«Методические рекомендации по рациональной заготовке дикорастущего лекарственного растительного сырья во время практики по фармакогнозии на островах Соловецкого архипелага» (для студентов III курса очного отделения факультета фармации и медицинской биологии) внедрены в учебный процесс кафедры фармации и фармакологии ГБОУ ВПО «Северный государственный медицинский университет (г. Архангельск)» МЗ РФ (акт внедрения от 09 декабря 2013 г.).

Методология и методы исследования. Основой методологии исследования являлось соблюдение системного и комплексного подходов; научные труды

отечественных и зарубежных ученых по теме исследования; законодательные и НД МЗ РФ.

В работе были использованы критический и логико-семантический анализ, статистические, ресурсоведческие, химические, физико-химические и фармакологические методы.

Положения, выносимые на защиту:

- рекомендации по рациональному использованию растительных ресурсов островов Соловецкого архипелага;

- результаты идентификации и количественного определения калистегинов в растениях семейства вересковые;

- результаты исследования химического состава ложечницы лекарственной травы, фармакологической активности сырья и материалы по разработке проекта ФС «Ложечницы лекарственной трава» (Cochleariae officinalis herba);

- результаты исследования химического состава водяники гермафродитной побегов и материалы по разработке проекта ФС «Водяники гермафродитной побеги» (Empetrum hermaphroditi cormns);

— результаты определения гипогликемического действия некоторых растений семейства вересковые, содержащих калистегины.

— результаты исследования влияния ламинарина на физико-химические свойства и биофармацевтические характеристики некоторых ЛС группы антиагрегантов;

— результаты получения масляного концентрата суммы хлорофиллов из воздушно-сухого сырья ламинарии сахаристой и определения его противомикробной и ранозаживляющей активности;

— материалы по внесению изменений в ФС «Слоевища ламинарии — морская капуста» «Thalli Laminariae» (раздел «Микроскопия»),

Степень достоверности и апробация результатов. Результаты и основные положения диссертационной работы доложены на ежегодных научно-практических конференциях и конференциях молодых ученых и студентов СГМУ (2005-2012 гг.); XIII Международном конгрессе «Здоровье и образование в XXI

веке»; международной конференции в университете г. Тромсе (Норвегия) 29.10.2012-02.11.12; симпозиуме к юбилею профессора H.H. Алеутского (СГМУ, 15.05.2011); международной конференции, посвященной развитию методологии преподавания фармакогнозии в университетах Тромсе (Норвегия) - Умео (Швеция) - СГМУ (Архангельск) (Соловки, 16.06.2013-18.06.2013); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы педагогических и психологических наук» («Использование региональных природных и культурных ценностей при проведении практики по фармакогнозии»), Новосибирск, 2012 г.; на IV съезде фармакологов России «Инновации в современной фармакологии. Поиск и разработка новых лекарственных средств. Нанотехнологии в фармакологии» (Казань, 18.0921.09.2012); конференции, посвященной 10-летнему юбилею факультета фармации и медицинской биологии СГМУ (Архангельск, 21.12.2010); научно-практической конференции «Актуальные вопросы изучения, сохранения и использования природной среды и историко-культурных памятников Соловецкого архипелага» (02.09.12-07.09.12); научно-практической конференции ученых и студентов с дистанционным участием: «Использование региональных природных и культурных ценностей при проведении практики по фармакогнозии (07.08.2012).

По материалам проведенных исследований опубликовано 39 печатных работ, из них 14 в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК, получен 1 патент на изобретение. Часть материалов диссертации оформлена в виде монографии «Cochlearia Соловецких островов (фитохимический анализ и определение фармакологической активности)» и главы в монографии «Нутриентное поведение человека».

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 314 страницах текста компьютерного набора и состоит из обзора литературы, 6 глав собственных исследований, заключения, списка литературы, включающего 301 источник, в том числе 116 иностранных, содержит 90 рисунков, 66 таблиц и 15 приложений.

Основное содержание работы

Материалы и методы исследования. Объектами исследования являлись образцы ДРС, заготовленные в летние периоды 2009-2012 гг. на территории шести островов Соловецкого архипелага - Большом Соловецком, Анзер, Большой и Малой Муксалме, Большом и Малом Заяцких.

В ходе исследований также использовали воздушно-сухое ЛРС - «Слоевища ламинарии сахаристой - морская капуста» промышленных серий и РС индивидуального сбора у побережий Соловецких островов.

Определение запасов багульника, брусники, черники, толокнянки и водяники гермафродитной проводили на ключевых участках. Плотность запаса сырья устанавливали методом пересчета по проективному покрытию.

Запасы сырья можжевельника и травы ложечницы лекарственной определяли на конкретных зарослях. Для изучения урожайности плодов можжевельника применяли метод модельных экземпляров.

Морфологическое строение образцов исследуемых видов растительного сырья изучали на свежем материале, по методикам ГФ XI. Микроскопический анализ проводили с использованием бинокулярного микроскопа Микмед-6 (40-1000) (ОАО «ЛОМО», Россия), оснащенного адаптером для вывода изображения на цифровую камеру. Исследуемые препараты готовили в соответствии с указаниями статьи «Техника микроскопического и микрохимического исследования лекарственного растительного сырья» по методике приготовления микропрепаратов цельного сырья и порошка.

Числовые показатели определяли в соответствии с требованиями ГФ XI и ГФ XII.

Обнаружение, идентификацию, количественный анализ БАВ в образцах РС и изучение их фармакологической активности проводили с помощью современных физико-химических, химических, микробиологических, биофармацевтических и фармакологических методов.

В работе использовали лекарственные и вспомогательные вещества, отвечающие требованиям НД.

Статистическую обработку результатов биологических и химических исследований проводили с помощью пакета прикладных программы STATISTICA/w6.0 («StatSoft, Inc.» (США)) с использованием критериев Стьюдента и Манна-Уитни, ANOVA (Newman-Keuls test), в электронных таблицах Microsoft Excell 2003, и программы BioStat 2008 Professional 5.2.5.0.

Ресурсоведческая характеристика и определение запасов некоторых видов

дикорастущего растительного сырья островов Соловецкого архипелага

В ходе экспедиционного обследования территории шести крупных островов Соловецкого архипелага: Б. Соловецкого, Анзер, Б. Муксалма, М. Муксалма, Б. Заяцкий и М. Заяцкий было установлено, что из 30 видов ДЛРС, произрастающих на исследуемой территории, внесенных в Государственный Реестр лекарственных средств, целесообразной является заготовка пяти видов лекарственных растений: брусники, толокнянки, черники, багульника и можжевельника.

На островах Соловецкого архипелага также обнаружены значительные площади, занятые, широко применяемыми в народной медицине Севера, но не внесенными в Государственный реестр лекарственных средств растениями -водяникой гермафродитной и ложечницей лекарственной.

Выполнены ресурсоведческие исследования: рассчитаны общая площадь и плотность зарослей, биологический, эксплуатационный запасы и возможный объем ежегодной заготовки для данных видов ДРС.

Установлено, что на исследуемой территории для трех видов ДЛРС (брусники побеги, черники побеги и толокнянки листья) возможный объем ежегодной заготовки превышает 10 т.

Для трех видов ЛРС (можжевельника плоды, брусники листья и багульника побеги) данный показатель составляет более трех тонн воздушно-сухого сырья.

Ресурсы воздушно-сухого сырья водяники гермафродитной побегов составляют более 20 т, а ложечницы лекарственной травы — более 600 кг (по данным для двух островов — Б. Соловецкого и Анзер).

Определено, что наиболее перспективными территориями для проведения заготовительных работ являются три острова Соловецкого архипелага: Б. Соловецкий, Анзер и Б. Муксалма.

Выявлено, что на острове Б. Соловецкий целесообразна заготовка сырья багульника, брусники, черники, толокнянки и можжевельника; на острове Анзер -багульника, черники и толокнянки; на острове Б. Муксалма - багульника, брусники и толокнянки.

Заготовка сырья водяники гермафродитной и ложечницы лекарственной возможна на всех шести обследованных островах.

Мониторинг зарослей исследуемых видов ДР позволил сделать заключение о том, что заготовку черники и клюквы плодов на обследованной территории проводить нецелесообразно из-за возрастающего с каждым годом антропогенного воздействия. Кроме этого, наблюдается некоторое уменьшение площадей зарослей черники и брусники и расширение ареалов произрастания водяники гермафродитной, что, по-видимому, связано с выделением растением в почву метаболита - бататасина III, обладающего доказанным фитотоксическим действием.

Установлено соответствие исследуемых видов ДЛРС нормам качества, регламентированным НД.

Определена экологическая безопасность и микробиологическая чистота исследуемых видов ДРС.

Фармакогностическое изучение ложечной травы и водяники

гермафродитной, произрастающих на островах Соловецкого архипелага

Образцы ложечной травы, произрастающей на территории островов Соловецкого архипелага, были переданы в отдел природы Соловецкого ботанического сада, где идентифицированы как вид ложечница лекарственная, подвид арктическая (Cochlearia officinalis subsp. arctica) (ложечница

лекарственная). В ходе микроскопического исследования установлены диагностические признаки растения, основными из которых являются:

- прямостенные, изодиаметрические клетки эпидермиса адаксиальной стороны листа (рис. 1);

- клетки эпидермиса абаксиальной стороны листа имеют извилистые стенки (рис. 2);

- многочисленные мелкие устьица абаксиальной стороны листа (стенки замыкающих клеток, направленные к устьичной щели, толще, направленных от щели) (рис. 3);

Рисунок 1 — Клетки эпидермиса адаксиальной стороны листа ложечницы лекарственной (увеличение 600)

Рисунок 2 — Клетки эпидермиса абаксиальной стороны листа ложечницы лекарственной (увеличение 600)

- многочисленные крупные сферовидные устьица адаксиальной стороны листа (рис. 3);

Устьица адаксиальной поверхности Устьица абаксиальной поверхности

листовой пластины (увеличение 600) листовой пластины (увеличение 600)

Рисунок 3 — Устьичный аппарат ложечницы лекарственной

- жилки, представляющие собой сосуды со спиральными утолщениями секреторными каналами (рис. 4).

Рисунок 4 — Мезофилл листа ложечницы лекарственной (увеличение 945) В мезофилле листа присутствуют схизогенные вместилища (рис. 5).

1- схизогенное вместилище; 2 - устьица

Рисунок 5 — Схизогенное вместилище в мезофилле листа ложечницы лекарственной (увеличение 120)

Диагностическими признаками гипостоматического листа водяники гермафродитной являются: округлые с утолщенными плотно прилегающими друг к другу стенками клетки эпидермиса адаксиальной стороны листа (рис. 6); извилистостенные клетки эпидермиса абаксиальной стороны листа (рис.6);

1 - кутикула клетки эпидермиса адаксиальной стороны листа (увеличение 600)

1 — устьица клетки эпидермиса абаксиальной стороны листа (увеличение 945)

Рисунок 6 — Клетки эпидермиса листа водяники гермафродитной многочисленные мелкие устьица с утолщенными брюшными стенками замыкающих клеток абаксиальной стороны листа (рис.6); многочисленные простые многоклеточные трихомы, состоящие из 3-6 клеток расположенные на обеих сторонах листа (рис. 7).

Рисунок 7 — Трихомы эпидермиса водяники гермафродитной (увеличение 60)

17

На поперечном срезе листа водяники гермафродитной прослеживается дифференциация клеток на столбчатый и губчатый мезофилл (рис. 8).

1 - столбчатый мезофилл; 2 - губчатый мезофилл

Рисунок 8 — Поперечный срез листа водяники гермафродитной (увеличение 600)

Столбчатый мезофилл сформирован 3-5 рядами клеток призматической формы, плотно прилегающими друг к другу (рис. 8).

В ходе фитохимического анализа качественно определены основные группы БАВ исследуемых видов РС (табл. 1).

Таблица 1 — Качественное обнаружение основных групп БАВ в водных и водно-спиртовых извлечениях из исследуемых видов РС

Наименование РС Определяемое БАВ/группа БАВ Качественная реакция Результат определения

1 2 3 4

ложечницы лекарственной трава кислота аскорбиновая обесцвечивание 0,001 Моль/л раствора 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия +

водяники гермафродитной побеги +

Продолжение табл. 1

1 2 3 4

ложечницы лекарственной трава фенольные соединения появление сине-фиолетового окрашивания при прибавлении 3% раствора железа (III) хлорида +

водяники гермафродитной побеги +

ложечницы лекарственной трава флавоноиды проба Синода - появление ярко оранжевого окрашивания в присутствии цинковой пыли и кислоты хлористоводородной (конц.) +

водяники гермафродитной побеги +

ложечницы лекарственной трава дубильные вещества образование белого осадка с раствором желатина и сине-зеленого окрашивания с 1% раствором железо-аммониевых квасцов +

водяники гермафродитной побеги +

ложечницы лекарственной трава сапонины образование стойкой пены при встряхивании с водой и появление эмульсии при прибавлении оливкового масла +

водяники гермафродитной побеги -

ложечницы лекарственной трава полисахариды появление хлопьевидных сгустков при прибавлении к водным извлечениям из PC спирта этилового 96% +

водяники гермафродитной побеги +

ложечницы лекарственной трава алкалоиды реакция Витали-Морена: реакция с раствором п-диметиламинобензальдегида в кислоте серной концентрированной +

водяники гермафродитной побеги +

ложечницы лекарственной трава антоцианы реакция с 10% раствором натра едкого, 10% раствором ацетата свинца основного -

водяники гермафродитной побеги +

В химическом составе ложечницы лекарственной травы и водяники гермафродитной побегов обнаружены аскорбиновая кислота, фенольные соединения, флавоноиды, дубильные вещества, полисахариды и алкалоиды.

В ложечнице лекарственной траве установлено присутствие сапонинов, а в водянике гермафродитной побегах - антоцианов.

В результате идентификации компонентов обнаруженных групп БАВ установлено, что фенольные соединения ложечницы лекарственной представлены флавоноидами (рутин, кверцетин), фенолкарбоновыми кислотами и дубильными веществами.

В водяники гермафродитной побегах идентифицированы флавоноиды: мирицетин, изокверцитрин, гиперозид, авикулярин и кверцетин.

В водных извлечениях из ложечницы лекарственной травы хроматографическими методами идентифицированы алкалоиды: кохлеарин, тропин и псевдотропин.

В эфирном масле ложечницы лекарственной методом ГЖХ обнаружено более 9 компонентов (рис. 9), которые идентифицированы расчетом значений индексов Ковача и сравнением их с литературными данными (табл. 2).

Рисунок 9 — Хроматограмма эфирного масла из воздушно-сухого РС - ложечницы лекарственной травы

В результате проведенных исследований удалось аутентифицировать пять компонентов эфирного масла исследуемого растения, доминирующим из которых является аллилизотиацианат.

Таблица 2 — Результаты идентификации пиков на хроматограмме эфирного масла из воздушно-сухого РС - ложечницы лекарственной травы

Индекс Ковача Идентифицированное соединение Номер пика на хроматограмме

609 метилэтилсульфид 1

872 пропилмоносульфид 4

922 метилаллил сульфид 5

1353 аллшшзотиацианат 7

1463 диаллилдисульфид 9

Глкжокохлеарин, по данным литературы, один из основных компонентов эфирного масла растения, определить не удалось, причиной чего являются, по-видимому, энзиматические превращения глюкозинолатов, которые

трансформируются в изотиацианаты при сушке сырья.

В соответствии с литературными сведениями, в ложечнице лекарственной, кроме кохлеарина, тропина и псевдотропина, присутствуют калистегины — полигидроксилированные неэтерифицированные нортропановые алкалоиды, легко растворимые в воде, обладающие уникальным свойством конкурентного ингибирования активности глюкозидаз.

В результате обобщения полученных данных о присутствии в водянике гермафродитной алкалоидов и сведений первоисточников о гипогликемических свойствах растения, было сделано предположение о том, что обнаруженные соединения являются калистегинами.

В ходе проведенных исследований была разработана методика количественного определения суммы алкалоидов методом титрования в среде неводных растворителей с учетом таких факторов как: очистка извлечений из РС от растительных белков, фенольных соединений, липоидов, липидов, пигментов, аминокислот и низкомолекулярных пептидов; соотношение сырье-экстрагент; степень измельченности сырья; температура; время и кратность экстракции. В результате чего было установлено, что максимальное количество суммы алкалоидов можно определить при однократной экстракции анализируемых видов воздушно-сухого РС, измельченного до размера частиц, проходящих сквозь сито

21

с отверстиями диаметром 1 мм, выдерживая следующие требования: соотношение сырье-экстрагент 1:25; время экстракции - 60 мин; температура среды — кипящая водяная баня.

При соблюдении подобранных условий анализировали воздушно-сухое сырье ложечницы лекарственной первого года вегетации, рассчитывая сумму алкалоидов, в пересчете на тропин и абсолютно-сухое сырье.

Прецизионность методики определяли по показателю сходимость. При этом рассчитанное значение величины относительного стандартного отклонения составило 0,007% (<2%) (табл. 3), что характеризует удовлетворительную сходимость.

Таблица 3 — Результаты количественного определения суммы алкалоидов в воздушно-сухой траве ложечницы лекарственной методом добавок

количество добавленного СО атропина сульфата/ атропина основания, г масса сырья, г рассчитанное количество суммы алкалоидов, г найденное количество суммы алкалоидов, г открываемость, % метрологические характеристики

0,0120/ 0,0050 10,0012 0,0126 0,0128 101,59 х = 100,42 5 = 0,786 5- = 0,262 1расч =1,60 ^табл = 2,36

9,9998 0,0126 0,0126 100,00

10,0090 0,0126 0,0127 100,79

0,0240/ 0,0100 9,9698 0,0176 0,0178 101,14

9,9999 0,0176 0,0178 101,14

10,0023 0,0176 0,0176 100,00

0,0361/ 0,0150 10,0010 0,0226 0,0224 99,12

10,0021 0,0226 0,0226 100,00

9,9998 0,0226 0,0226 100,00

Для определения правильности разработанной методики использовали метод добавок. Поскольку истинное значение содержания алкалоидов в сырье неизвестно, за него принимали среднее значение суммы алкалоидов, определенное по предлагаемой методике (0,076%). В результате было установлено, что при доверительной вероятности (Р=0,95) рассчитанный коэффициент Стьюдента меньше табличного, следовательно, методика не

отягощена систематической ошибкой (табл. 3). Статистическая обработка полученных данных позволила установить линейный коэффициент корреляции, рассчитанный по уравнению у=ах+Ь (у=1431,35х+(-0,36)), который оказался равным 0,97, обусловливая тесную линейную зависимость навески РС и определенного в ней содержания суммы алкалоидов.

Рассчитанное значение коэффициента детерминации - 0,95, подтверждает хорошее качество данной связи с низкой долей вариации. Таким образом, предлагаемая методика обеспечивает возможность количественного определения суммы алкалоидов в воздушно-сухом РС с требуемыми прецизионностью и правильностью.

С применением разработанной методики анализировали образцы воздушно-сухой травы, собранной в различные вегетационные периоды ложечницы лекарственной. В результате проведенных исследований было установлено, что максимальное количество алкалоидов накапливается во второй год вегетации в фазу бутонизации растения, поэтому данный период считаем оптимальным для заготовки этого вида РС.

Принимая за основу разработанную методику, анализировали воздушно-сухое РС — водяники гермафродитной побеги, заготовленные в фазу цветения растения, в которых было обнаружено 0,12% суммы алкалоидов.

В ходе изучения химического состава ложечницы лекарственной и водяники гермафродитной также были количественно определены и другие группы БАВ (табл. 4).

Таблица 4 — Результаты количественного определения БАВ в исследуемых видах РС

Наименование БАВ (группы БАВ) Результаты количественного определения БАВ в исследуемых видах воздушно-сухого РС (*,%)

ложечницы лекарственной трава водяники гермафродитной побеги

1 2 3

кислота аскорбиновая 0,2 0,1

Продолжение табл. 4

1 2 3

свободные органические кислоты в пересчете на кислоту яблочную 6,5 2,3

фенолкарбоновые кислоты в пересчете на кислоту галловую 1,3 —

гидроксикоричные кислоты, в пересчете на кислоту хлорогеновую 1,4 0,5

флавоноиды в пересчете на рутин 0,6 в пересчете на кверцетин 1,2

дубильные вещества, из них: 0,7 5

танины 0,45 1,36

проантоцианидины 0,2 3,4

восстанавливающие сахара и полисахариды 2,1 1,0

эфирное масло 0,2

алкалоиды 0,082 0,1

антоцианы в пересчете на цианидин-3,5-дигликозид — 0,7

пигменты, из них: 0,2

хлорофилл «а» 0,1

хлорофилл «б» 0,05

сумма каротиноидов и ксантофиллов 0,02

тритерпеновые сапонины 4

Изучен микроэлементный состав исследуемых видов РС. Установлено, что в ложечницы лекарственной траве и водяники гермафродитной побегах максимально накапливается железо (более 37 мг/кг и 45 мг/кг) и цинк (более 2мг/кг и 9 мг/кг) соответственно, а содержание токсичных элементов, таких как Сё, I РЬ и мышьяка в несколько раз ниже допустимых норм.

Установлена радиационная безопасность, микробиологическая чистота и определены сроки годности воздушно-сухого РС — ложечницы лекарственной травы и водяники гермафродитной побегов — 2 года.

Идентификация и количественное определение калистегинов в дикорастущих растениях островов Соловецкого архипелага

Калистегины — соединения, обладающие уникальной способностью конкурентного ингибирования активности глюкозидаз, были открыты сравнительно недавно и сразу вызвали огромный интерес в научных кругах, так 24

как поиск новых эффективных лекарственных средств для лечения сахарного диабета второго типа (СД), является одной из важнейших задач современных медицины и фармации.

Растения семейства вересковые широко используются в народной медицине в качестве сахароснижающих средств, входят в состав множества биологически активных добавок. В процессе поиска «безвредных, эффективных, экономически доступных всем слоям населения растительных противодиабетических средств...» О. Д. Барнауловым (2008 г.) была подтверждена гипогликемическая активность брусники, черники и толокнянки побегов, установлены гипогликемические свойства водяники гермафродитной побегов и плодов на модели диабета, индуцированного аллоксаном. Тем не менее, в настоящее время единого мнения о механизме гипогликемического действия исследуемых растений нет.

Сведения о присутствии в химическом составе ложечницы лекарственной калистегинов, а также широкого использования в народной медицине растений семейства вересковые в качестве сахароснижающих средств явились предпосылкой для проведения исследований по обнаружению и идентификации данной группы соединений в некоторых ДР островов Соловецкого архипелага.

Основываясь на данных литературы сведениях о максимальном содержании калистегинов в стеблях и листьях растений, изучали следующих виды воздушно-сухого РС: ложечницы лекарственной траву; багульника, черники, водяники гермафродитной и клюквы побеги; брусники и толокнянки листя.

На начальном этапе идентификацию калистегинов в воздушно-сухом сырье исследуемых видов ДР проводили методом капиллярного зонного электрофореза (КЗЭ). С этой целью были получены электрофореграммы модельной смеси стандартных образцов (СО) калистегинов А3, Вь В2 и Вз, любезно предоставленных профессором университета Хокурику (Каназава, Япония) Наоки Асано, которые обладают наибольшей эффективностью ингибирования активности глюкозидаз (рис. 10).

шАи 6

5

4

3

2

О

5 6 7 8 9 10 11 12 мин

Рисунок 10 — Электрофореграмма модельной смеси СО калистегинов

В этих же условиях были получены электрофореграммы водно-спиртовых извлечений из воздушно-сухих ложечницы лекарственной травы, водяники гермафродитной побегов и брусники листьев. Идентификацию калистегинов в растительных извлечениях проводили по значениям относительного времени миграции и методом добавок.

В ходе проведенных исследований было установлено, что извлечение из ложечницы лекарственной травы содержит калистегины А3, В,, В2 и В3. В извлечении из водяники гермафродитной побегов были идентифицированы калистегины А3 и В2. Анализ водно-спиртового извлечения из брусники листьев показал присутствие в химическом составе растения калистегинов А3 и В3.

Тем не менее, метод КЗЭ не является достаточно специфичным для данной группы соединений, поэтому последующую аутентификацию калистегинов в извлечениях из растительных объектов проводили методом тройной квадрупольной времяпролетной масс-спектроскопии (ГХ-МС/МС),

позволяющим получить информацию о структуре исследуемых компонентов, тем самым, обеспечивая надежный результат идентификации.

В ходе проведенных исследований были получены газовые хроматограммы триметилсилильных производных (ТМС-производные) СО калистегинов (рис. 11).

101 ЮЗ >01 too 101

100 <00 It 111 из in no

1 - калистегин В3; 2 - калистегин Вь 3 - калистегин В2

Рисунок 11 — Хроматограмма модельной смеси ТМС-производных СО калистегинов

На хроматограммах ТМС-производных извлечений из растительных объектов, записанных в режиме сканирования, были обнаружены пики, время удерживания которых совпадало с временем удерживания ТМС-производных СО калистегинов - В| (в извлечениях из водяники гермафродитной побегов, клюквы побегов и ложечницы лекарственной травы); В2 — во всех анализируемых образцах; В3 - только в извлечениях из брусники листьев.

Однако масс-спектры этих пиков были определены библиотекой Library NIST-08 масс-спектрометра как ТМС-производные Сахаров пиранозного и фуранозного

типов, что можно объяснить отсутствием ТМС -спектров калистегинов в базе данной библиотеки.

С целью уверенной идентификации обнаруженных компонентов применили технику «multiple reaction monitoring» (техника MRM-переходов). Для этого в модельной смеси СО ТМС-производных калистегинов были

идентифицированы ионы-прекурсоры, подобраны MRM-переходы, энергия столкновений и скорость газов в ячейке столкновений, обеспечивающие оптимальное соотношение шум/сигнал (табл. 5).

Таблица 5 — Условия применения техники MRM-переходов для родительских ионов СО ТМС-производных калистегинов

Калистегин Время Усиление MRM Время Энергия

удерживания. сигнала переходы задержки, мс столкновений,

мин eV

в, 10,78 30 244.5—129,1 100 10

244,5—75,0 100 15

в2 11,72 10 217.5—143,0 100 10

217,5—73,0 100 20

в3 10,66 10 217,5—143,0 100 10

217,5—73,0 100 20

CID-газ: азот, 1 мл/мин; Quench flow: гелий, 2 мл/мин

Поскольку ранее было установлено присутствие калистегина В2 во всех растительных извлечениях, в режиме сканирования был записан MRM-пepexoд для ТМС-производного калистегина В2 (родительский ион 217,5; энергия столкновений 15 еУ).

В этих же условиях были получены спектры распада ионов ТМС-производных соединений, имеющих пики со временем удерживания 11,72 мин, на хроматограммах всех исследуемых растительных извлечений.

Наличие аналогичных продуктов распада родительского иона достоверно подтвердило присутствие калистегина В2 во всех анализируемых объектах.

Калистегины В, и Вз обнаруживали по времени удерживания пиков на хроматограммах и по соблюдению соотношений площадей пиков двух МЯМ-переходов, определенных для СО калистегинов.

В результате проведенных исследований в химическом составе ложечницы лекарственной было подтверждено присутствие калистегинов, а в растениях семейства вересковые впервые обнаружены полигидроксилированные, неэтерифицированные нортропановые алкалоиды:

- в ложечницы лекарственной траве и брусники листьях - Аз, В), В2 и В3;

— в водяники гермафродитной побегах- А3 и В2;

- в клюквы и черники побегах- В) и В2;

— в толокнянки листьях и багульника побегах — В2.

Количественное определение суммы алкалоидов в анализируемых видах РС проводили, принимая за основу разработанную методику титрования в среде неводных растворителей. Результаты проведенных исследований представлены в табл. 6.

Таблица 6 — Результаты количественного определения суммы алкалоидов в

исследуемых видах РС методом титрования в среде неводных растворителей

Наименование РС Метрологические характеристики

х,% Ах £,%

брусники листья 0,086 0,0009 0,0025 2,94

черники побеги 0,079 0,0015 0,0016 1,99

толокнянки листья 0,067 0,0005 0,0005 0,80

багульника побеги 0,064 0,0003 0,0008 1,24

клюквы побеги 0,056 0,0005 0,0013 2,26

В ходе проведенных исследований было установлено, что по содержанию суммы алкалоидов, изучаемые виды воздушно—сухого РС можно расположить в следующей последовательности: водяники гермафродитной побеги (максимальное количество суммы алкалоидов - 0,12%) —> брусники листья

(0,086%) —> ложечницы лекарственной трава (0,082%) —» черники побеги (0,079%) —> толокнянки листья (0,067%) —> багульника побеги (0,064%) —► клюквы побеги (минимальное количество суммы алкалоидов - 0,056%).

Обнаружение калистегинов в исследуемых видах РС обусловливает целесообразность изучения их гипогликемической активности для подтверждения гипотезы о взаимосвязи данного вида фармакологического действия и присутствия в химическом составе растений калистегинов.

Совершенствование способов анализа лекарственного растительного сырья «Слоевища ламинарии - морская капуста», разработка методик экстракции и стандартизации его отдельных химических компонентов. Исследование возможности использования ламинарина для улучшения биофармацевтических характеристик лекарственных средств

В ходе разработки технологии масляного концентрата суммы хлорофиллов из воздушно-сухого сырья ламинарии сахаристой с целью совершенствования контроля качества, нами были определены анатомо-диагностические признаки, позволяющие проводить более точную идентификацию как цельного, так и измельченного ЛРС, поскольку существующая редакция ФС ГФ XI «Слоевища ламинарии - морская капуста» «ТИаШ Ьаттапае» в разделе «Микроскопия» касается только цельного РС.

В результате проведенных исследований было установлено, что на поперечном срезе слоевища ламинарии сахаристой наблюдаются 3 основные структуры:

- меристодерма;

- корковый слой, в свою очередь включающий эктодермальный и эндодермапьный слои клеток;

- сердцевина (рис. 12).

Клетки меристодермы имеют кубоидальную форму и утолщенные внешние периклинальные стенки. Клетки плотно прилегают друг к другу, образуя ряды. В углах клеток расположены дисковидные физоиды, содержащие хлоропласты (рис. 13).

1. меристодерма 3. эндодерма 5. слизистые вместилища

2. эктодерма 4. сердцевина 6. мелкие призматические кристаллы

Рисунок 12 — Поперечный срез слоевища ламинарии сахаристой (увеличение 300)

Под слоем меристодермы неплотно рядами расположена эктодерма, состоящая из мелких клеток цилиндрической формы, заполненных прозрачным содержимым (рис. 12). Клетки эндодермы крупнее клеток эктодермы, заполнены прозрачным содержимым, расположены диффузно и разделены межклеточным пространством (рис. 12). Клетки сердцевины мелкие, имеют цилиндрическую форму, с плотно прилегающими друг к другу прямыми стенками (рис. 12). Во всех слоях клеток встречаются включения мелких прозрачных призматических кристаллов (рис. 12). Микропрепарат измельченного сырья ламинарии сахаристой представляет собой обрывки клеток меристодермы с бесцветными клетками коркового слоя (рис. 14).

1. физоиды; 2. слизистые вместилища

Рисунок 13 — Меристодерма ламинарии сахаристой (увеличение 600)

1. клетки меристодермы 2. клетки коркового слоя

Рисунок 14 — Микропрепарат измельченного воздушно-сухого сырья ламинарии сахаристой (увеличение 300)

Ламинария сахаристая содержит большое количество БАВ, включая хлорофиллы, которые являясь нетоксичными соединениями, обладающими широким спектром биологического действия, отличаются от хлорофиллов наземных растений.

В ходе проведенных исследований была разработана технология 25% масляного концентрата суммы хлорофиллов ламинарии сахаристой (патент РФ № 2500413), отличающихся по составу от хлорофиллов наземных растений. Аналогами разработанной методики извлечения суммы пигментов из исследуемого вида РС являются схемы экстракции хлорофиллов, описанные в патентах РФ № 214812 и № 2132622. Предлагаемая технология отличается от ранее представленных способов степенью чистоты продукта и основана на исчерпывающей экстракции сырья под постоянным контролем деструкции хлорофиллов.

Ламинарии также является биологически активным соединением ламинарии сахаристой. Исходя из того, что структура, образуемая ламинарином, при высыхании его растворов, имеет некоторое сходство со структурой циклодекстринов, было сделано предположение о возможности взаимодействия полисахарида с другими фармакологически активными веществами с изменением их физико-химических и биофармацевтических свойств. В настоящее время для оптимизации высвобождения ЛС из лекарственной формы используют твердые дисперсии, расширение спектра применения которых является перспективным направлением фармации.

Как правило, между скоростью растворения ЛС в биологических жидкостях и его биологической доступностью имеется линейная зависимость.

Для определения возможного взаимодействия ламинарина с ЛС были использованы препараты группы антиагрегантов, обладающие разной растворимостью в воде: КАС (мало растворима), дипиридамол (умеренно растворим) и тиклопидин (легко растворим).

С целью изучения влияния полисахарида на биологическую доступность препаратов-антиагрегантов получали продукты взаимодействия (ПВ)

ламинарина с исследуемыми веществами в различных молярных соотношениях твердофазным методом диспергирования или «замешивания» и изучали динамику их диффузии через полупроницаемую мембрану, в качестве которой применяли целлофан марки «Купрофан» толщиной 45 мкм.

Содержание анализируемых соединений в растворе определяли методом УФ-спектрофотометрии. Полученные в эксперименте данные служили для построения кривых диализа. Кривые, описывающие оптимальную диффузию лекарственных веществ из ПВ, были получены для следующих соотношений компонентов: ламинарин -КАС 1:3; ламинарии -дипиридамол 0,5:1 и ламинарин — тиклопидин 1:1. Для объективной оценки результатов эксперимента рассчитывали площади под кривыми диализа этих ПВ.

В ходе проведенных исследований было установлено, что взаимодействие ламинарина с КАС в соотношении компонентов 1:3 приводит к увеличению растворимости КАС в воде более чем в 3 раза, с дипиридамолом (0,5:1) в 2,25 раза. Для ПВ ламинарина с тиклопидином, полученным в соотношении компонентов 1:1, обнаружено уменьшение скорости диффузии тиклопидина. Полученные результаты могут служить иллюстрацией возможного исключения пиковой концентрации и пролонгирования фармакологического эффекта легко растворимого в воде ЛС за счет его постепенного и равномерного высвобождения из ПВ.

Для подтверждения взаимодействия ламинарина с исследуемыми веществами, в ПВ которых наблюдалось наиболее значительные изменения скорости диффузии через полупроницаемую мембрану, использовали методы ИК- и ЯМР Н'-спектроскопии.

В ходе анализа исследуемых соединений методом ИК-спектроскопии в сравнении с аутентичными образцами, было установлено наличие взаимодействия между компонентами ПВ, подтверждающееся в основном смещением основных полос поглощения в сторону больших частот, что возможно вследствие разрыва межмолекулярных водородных связей гидроксильных групп ламинарина и смещение или уширение сигналов в их ЯМР Н'-спектрах. 34

Фармакологические исследования. Определение гипогликемической активности растений, содержащих калистегины

Гипотезу о взаимосвязи гипогликемической активности исследуемых растений семейства вересковых и присутствия в них калистегинов подтверждали экспериментально, изучая фармакологическое действие их настоев на модели СД, индуцированного аллоксаном, у самцов белых нелинейных крыс.

В качестве препарата сравнения использовали сбор «Арфазетин-Э» как гипогликемическое лекарственное средство растительного происхождения. Полученные в ходе эксперимента данные динамики уровня глюкозы в крови экспериментальных животных представлена в табл. 7.

Таблица 7 — Результаты определения содержания уровня глюкозы в крови экспериментальных животных с аллоксан-индуцированным СД

Уровень глюкозы в крови экспериментальных животных, ммоль/л

Группа день эксперимента

животных ДО

введения 3 день 5 день 8 день 12 день

аллоксана

интактные 6,26±0,52 6,43±0,90 6,35±1,20 6,5±1,67 6,24±4,6

контрольная 6,22±0,35 19,92±0,54* 22,17±2,25* 19,54±1,65* 18,32±2,02*

получавших растительные настои

сбора «Арфазетин-Э» 6,58±0,62 19,22±0,77* 16,93±0,66** 16,52±1,75** 13,53±1,19**

ложечницы лекарственной травы 6,55±0,44 18,72±1,78* 17,56±0,34** 17,0(Ш),74** 14,23±0,12**

брусники листьев 6,55±0,76 19,47±1,39* 18,06±1,14** 17,08±О,15** 13,98±2,26**

толокнянки листьев 6,53±0,84 19,68±1,57* 19,17±1,35* 18,82±1,25* 15,23±0,12**

багульника побегов 5,89±0,68 19,22±1,22* 19,93±1,13* 18,87±2,24* 15,93±1,29*

водяники гермафродитной побегов 6,56±0,54 19,36±1,16* 17,28±1,35** 14,76±1,72** 13,68±1,27**

черники побегов 6,52±0,74 19,54±1,64* 18,92±1,36* 18,38±1,25* 15,25±2,50*

клюквы побегов 5,92±0,35 19,42±1,00* 19,13±1,03* 18,67±2,14* 16,23±1,29*

* - достоверно по отношению к группе интактных животных (р<0,05); ** - достоверно по отношению к контрольной группе животных (р<0,05). Достоверность оценивалась с помощью критерия Манна-Уитни

В ходе проведенных исследований было установлено, что по возрастающей способности снижения уровня гипергликемии экспериментальных животных на модели СД, индуцированного аллоксаном, изучаемые растительные

объекты можно расположить в следующей последовательности: клюквы побеги < багульника побеги < толокнянки листья < черники побеги < ложечницы лекарственной трава < брусники листья < водяники гермафродитной побеги < сбор «Арфазетин-Э».

Полученные результаты перорального теста толерантности к глюкозе и наблюдений за массой тела экспериментальных животных свидетельствовали об эффективности применения исследуемых растительных настоев, и возможности их использования для снижения уровня глюкозы в крови при гипергликемических состояниях. При этом однокомпонентные настои имеют значительное преимущество по сравнению с многокомпонентным растительным сбором «Арфазетин-Э», включающим 7 наименований PC, что увеличивает риск возникновения аллергической реакции.

Начальным этапом изучения антибактериальных свойств масляного концентрата суммы хлорофнллов из воздушно-сухого сырья ламинарии сахаристой являлось определение оптимальной концентрации хлорофиллов, обеспечивающей антибактериальный эффект. С этой целью проводили микробиологические исследования в опытах in vitro на примере динамики ингибиции роста S. aureus, который был выбран в качестве тестовой культуры, поскольку при бактериологическом исследовании отделяемого из патологических очагов, локализующихся на коже, золотистый стафилококк в монокультуре выделяется в 79,9-90,8% случаев. Для этого определяли антибактериальную активность масляных растворов, представляющих собой разведения 25% масляного концентрата суммы хлорофиллов ламинарии сахаристой с содержанием суммы хлорофиллов 0,05%; 0,1%; 0,15% 0,20; 0,25% и 0,30%.

В результате проведенных исследований было установлено, что выраженными антибактериальными свойствами обладает масляный раствор суммы 36

хлорофиллов с концентрацией 0,25%, обеспечивающей максимальный антимикробный эффект развивающийся при 20 °С развивается в течение шести часов и поддерживающийся в течение 24 часов.

Определение ранозаживляющей активности 0,25% масляного раствора суммы хлорофиллов из ламинарии сахаристой проводили на модели термического ожога у экспериментальных животных в сравнении с мазью «Левомеколь», наиболее часто применяемой в противоожоговой практике.

Течение раневого процесса оценивали по размеру ожоговых ран и срокам их заживления.

В ходе проведенных исследований было установлено, что на пятнадцатые сутки эксперимента среднее значение площади раневой поверхности в группе животных, которым наносили на рану 0,25% масляный раствор суммы хлорофиллов, было на 23% меньше такового в группе животных, которые получали мазь «Левомеколь» и на 66% меньше, чем в контрольной группе. На двадцать пятые сутки эксперимента это соотношение составило 49% и 86% соответственно.

Таким образом, было установлено, что 0,25% масляный раствор суммы хлорофиллов из ламинарии сахаристой обладает антибактериальной и ранозаживляющей активностью и может быть использован для получения новых эффективных лекарственных форм для наружного применения, в том числе и в противоожоговой практике.

Определение противовоспалительной активности ПВ ламинарина с лекарственными веществами исследовали на примере ПВ ламинарин-КАС 1:3 на модели каолинового отека лап экспериментальных животных.

Воспалительный процесс индуцировали введением 10% суспензии каолина в количестве 0,1 мл под апоневроз задней конечности белых нелинейных крыс обоего пола массой 200-220 г.

Величину отека определяли онкометрически, измеряя объем конечностей животных до введения и через 5, 24 и 48 часов после введения флогогена. За 60

мин до индукции каолинового отека и далее - один раз в сутки, разделенные на группы экспериментальные животные, внутрижелудочно через полиуретановый зонд получали КАС в дозе 45 мг/кг в 2 мл воды, ламинарии или их ПВ в соответствующих дозах; животные контрольной группы - воду в том же объеме.

В ходе проведенных исследований было обнаружено, что введение КАС в дозе 45 мг/кг в ПВ с ламинарином экспериментальным животным с отеком конечностей, индуцированным каолином, обеспечивает увеличение

противовоспалительного эффекта препарата более чем на 50%, по сравнению с интактным ЛС, вводимым в той же дозе.

Исследования влияния ПВ ламинарина с КАС в соотношении 1:3 на внутренние органы экспериментальных животных при ежедневном пероральном применении в дозе, соответствующей аутентичной КАС (45 мг/кг) в течение семи дней, показало, что при введении интактного ЛВ наблюдается повреждение слизистой желудка у 99% животных. Индекс изъязвления при этом составляет 2,6-3,3. В то же время, исследуемый ПВ вызывает изменения слизистой оболочки желудка лишь у 15% экспериментальных животных, а индекс изъязвления составляет лишь 0,1.

Изменения во всех препаратах печени, селезенки, легкого, почек не имели выраженных гистологических проявлений в обоих случаях.

Определение антиагрегантной активности ПВ ламинарина с КАС было обусловлено тем, что КАС является не только нестероидным противовоспалительным средством, но и обладает способностью ингибировать агрегацию тромбоцитов.

В результате эксперимента было установлено, что прибавление к донорской плазме с АЧТВ-реагентом 0,1 мл раствора, содержащего терапевтическую концентрацию КАС, увеличивает значение АЧТВ на 1,5 с по сравнению с контролем, а применение ПВ, в соответствующей КАС концентрации, изменяло АЧТВ, увеличивая его, почти в пять раз относительно контроля. Таким образом, 38

применение ПВ может позволить снижение концентрации КАС более чем в три раза, уменьшая при этом риск проявления нежелательных эффектов ЛС.

Предварительное исследование острой токсичности водных извлечений из ложечницы лекарственной травы и водяники гермафродитной побегов

проводили с целью определения их безопасности при пероральном применении.

Для приготовления водных извлечений из изучаемых видов РС были установлены коэффициенты водопоглощения, составившие 1,65 для ложечницы лекарственной травы и 2,12 для водяники гермафродитной побегов. Полученные значения коэффициентов водопоглощения обусловили возможное соотношение РС-вода 1:2,5.

Учитывая то, что основными биологически активными веществами исследуемых видов РС являются калистегины - алкалоиды, легко растворимые в воде, при приготовлении водных извлечений не использовали прием подкисления.

Поскольку применение исследуемых видов РС предполагается в качестве гипогликемических средств, в качестве прототипа был взят сбор «Арфазетин—Э». В соответствии с рекомендациями, настой сбора готовили в соотношении 1:40. Таким образом, концентрация водных извлечений из изучаемых видов РС превышала концентрацию настоя «Арфазетин-Э» в 16 раз.

Для проведения предварительных исследований использовали только один вид экспериментальных животных — белых беспородных крыс обоего пола. С этой целью животным экспериментальных групп интрагастрально через полиуретановый зонд вводили по 2 мл полученных водных извлечений каждые три часа в течение 12 часов (5 приемов).

Животные контрольных групп получали по 2 мл 0,9% раствора натрия хлорида. Экспериментальных животных в день проведения исследований не кормили, но они имели беспрепятственный доступ к воде и находились под постоянным контролем. Наблюдение за состоянием животных в течение

последующих 14 суток показало отсутствие клинических симптомов интоксикации.

Таким образом, в ходе проведенных исследований было установлено, что пероральное введение экспериментальным животным водных извлечений из воздушно-сухого РС ложечницы лекарственной травы и водяники гермафродитной побегов в концентрации, в 16 раз превышающей терапевтическую концентрацию настоя «Арфазетин-Э», не вызывает летальных эффектов. Общее состояние и поведение животных носят нормальный характер и не отличаются от таковых у животных контрольных групп. Введение растительных извлечений не сопровождается появлением макроскопических изменений головного мозга экспериментальных животных, их внутренних и эндокринных органов, а также появлением их отеков, о чем свидетельствуют результаты определения их массовых коэффициентов. В ходе эксперимента также не было обнаружено признаков, свидетельствующих о раздражающем действии исследуемых растительных извлечений по отсутствию гиперемий, эрозий и кровоизлияний в слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта экспериментальных животных.

Разработка концепции рационального использования дикорастущих лекарственных растений травяно-кустарничкового яруса

и прибрежной зоны Соловецких островов, с учетом сохранения и возобновления их природных запасов

Эффективное развитие фармацевтической промышленности в настоящее время тесно связано с восстановлением и расширением важнейшей сырьевой базы -ДЛРС.

Актуальность поиска безвредных, эффективных, экономически доступных всем слоям населения растительных средств не требует подробной аргументации. Вместе с тем, обилие нетоксичных растений, произрастающих на территории России, известных на уровне их многовекового применения в народной медицине, не подвергалось экспериментальной верификации их лекарственных свойств. 40

Рациональное использование природных ресурсов на незагрязненных отходами промышленности территориях РФ, с умеренными антропогенными нагрузками, может служить одним из путей решения данной проблемы.

С целью разработки концепции рационального использования ДР травяно— кустарничкового яруса и прибрежной зоны Соловецких островов было проведено комплексное изучение ресурсно-сырьевого потенциала в результате чего: определена оптимальная номенклатура ДЛР, внесенных в Государственный реестр ЛС, перспективных для заготовки на обозначенной территории; выполнены ресурсоведческие исследования выделенных видов ДЛРС и растений, широко используемых в народной медицине Севера - ложечницы лекарственной и водяники гермафродитной; установлено соответствие изучаемых видов ДЛРС нормам качества, регламентированным НД; определена экологическая безопасность и микробиологическая чистота вышеозначенных видов РС; проведены фитохимические исследования и определена фармакологическая активность ложечницы лекарственной и водяники гермафродитной; разработаны нормы качества на новые виды РС — ложечницы лекарственной траву и водяники гермафродитной побеги; получен 25% масляный концентрат суммы хлорофиллов из ламинарии сахаристой; изучена антимикробная и ранозаживляющая активность 0,25% масляного раствора суммы хлорофиллов из ламинарии сахаристой; в соответствии с «Заказом» Соловецкого государственного историко—архитектурного и природного музея—заповедника в рамках программы изучения и сохранения флоры островов Соловецкого архипелага разработаны «Методические рекомендации» для сотрудников отдела природы Соловецкого ботанического сада, занимающихся организацией работ по проведению заготовки ДЛРС на территории островов Соловецкого архипелага. Полученные результаты положены в основу концепции рационального использования ДР островов Соловецкого архипелага (рис. 15), которая предполагает наличие двух основных аспектов:

- комплексное использование, применяемых в медицинской и фармацевтической практике видов ДЛРС, и

- изучение растений, широко используемых в медицине народов Севера, обусловливающее их фитохимическое исследование, определение

фармакологической активности и установление сроков годности новых видов ДРС с целью расширения отечественной сырьевой базы.

рациональное использование дикорастущего растительного сырья островов соловецкого архипелага

к-

Комплексное

нсполыопагпге

ДЛРС

Заготовка ДЛРС --Г-

Получение лекарственных форм III пролуктоо переработки РС

Огцгеделенгге возможных объемов ежегодной заготовки

Охранные мероприятия

Планирование объемов тагозопк-гг ДЛРС

^ [Мониторинг

ДЛРС

Прогнозирование запасов ДЛРС

Определение оптимальных срокоп сбора ДЛРС

Оценка

ЗКОЛОПГЧССКОП безопасности ДЛРС

<-> Количественное определение основных футш БЛВ п рапичные псгегацноннис периоды в данных климатических условиях

Определение содержания тяжслих металлов

✓ -- Определение загрязненности ДЛРС радионуклидами

Расширение отечественной базы ЛРС

Морфолог ичеекпе исследования

Определение запасов ДРС. обладающего фармакологической активностью на ^исследуемой территоргп;

Определенгге диагностических признаков ДРС

Изучение химнческоп состава ДРС

Разработка проектов НД

Разработка «Методнчссюгх рекомепдашгй для сотрудников отдела природы Соловецкого ботанического сада, занимающихся организацией работ по проведению заготовки днкораезушт) лекарствеииош растгпсльного сырья па территории осг;кжо1! Солопепкого архгнгслага и мониторингу растительных ^ресурсов»_

Определение

фармакологической

активности

> становление сроков годности

рс|

Рисунок 15 — Концепция рационального использования ДРС островов Соловецкого архипелага

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в результате проведенных исследований: 1. разработана концепция рационального использования ДР на территории островов Соловецкого архипелага, в основу которой положены современные методологические подходы фармакогнозии, включающие ресурсоведческие

исследования, фитохимическое изучение, мониторинг и научное прогнозирование сырьевых ресурсов, определение экологической безопасности ДРС;

2. определена оптимальная номенклатура и выполнены ресурсоведческие исследования ДЛР, внесенных в Государственный реестр лекарственных средств, перспективных для заготовки на островах Соловецкого архипелага: брусники, багульника, можжевельника, толокнянки, черники и растений, широко используемых в народной медицине Севера - ложечницы лекарственной и водяники гермафродитной. Установлено соответствие исследуемых видов ДЛРС нормам качества, регламентированным НД;

3. методами КЗЭ и ГХ-МС/МС обнаружены и идентифицированы в растениях семейства вересковые: бруснике, чернике, толокнянке, багульнике, клюкве и в водянике гермафродитной полигидроксилированные неэтерифицированные нортропановые алкалоиды, обладающие уникальной способностью конкурентного ингибирования активности глюкозидаз. Подтверждено присутствие соединений данной группы в ложечнице лекарственной. Установлена непосредственная связь эффективности гипогликемического действия перечисленных растений и количественного содержания в них суммы алкалоидов. В связи с засвидетельствованным гипогликемическим действием настоя ложечницы лекарственной травы и подтвержденными фармакологическими свойствами настоя водяники гермафродитной побегов, проведены макро- и микроскопические исследования данных растений, исследован их химический состав. Определены анатомо-диагностические признаки и числовые показатели изучаемых видов РС. Разработаны методики идентификации и количественного определения основной группы БАВ — суммы алкалоидов, и установлены сроки годности новых видов РС. Разработаны проекты ФС на «Ложечницы лекарственной траву» и «Водяники гермафродитной побеги»;

4. разработана технология 25% масляного концентрата суммы хлорофиллов из ламинарии сахаристой, который может быть использован для получения наружных лекарственных форм. Определены антимикробные и ранозаживляющие свойства 0,25% масляного раствора суммы хлорофиллов на примере ингибиции

роста S. aureus и в эксперименте «in vivo» на модели термического ожога у экспериментальных животных. В результате верификации уровня требований к качеству PC определены анатомо-диагностические признаки, позволяющие более точно идентифицировать как цельное, так и измельченное ЛРС «Слоевища ламинарии - морская капуста» (Thalli Laminariae). Подготовлены «Изменения» к ФС (ГФ XI изд., вып. 2, ст. 83, раздел «Микроскопия») и внедрены в работу отдела контроля качества контрольно-аналитической лаборатории ЗАО «ВИФИТЕХ» (г. Оболенск);

5. установлено изменение физико-химических свойств некоторых препаратов группы антиагрегантов (КАС, тиклопидин, дипиридамол), обладающих разной растворимостью в воде, при их взаимодействии с ламинарином, приводящее к улучшению их биофармацевтических свойств. На примере ПВ ламинарина с КАС показано увеличение противовоспалительного действия КАС в 2 раза, антиагрегантной активности - в 3 раза по сравнению с аутентичным веществом.

Перспективными для проведения дальнейших исследований являются два направления:

- углубленное изучение фармакологической активности калистегинов с целью создания пероральной дозированной лекарственной формы для лечения постпрандиальных гипергликемических состояний при СД второго типа;

— исследование возможности использования ламинарина с целью улучшения биофармацевтических свойств JIC различного химического строения.

Список опубликованных работ Монографии

1. Нутриентное поведение человека / О. В. Буюклинская, JI. А. Заросликова, О.

Г. Струсовская, И. А.Хлопина О. Г. - Архангельск : Изд-во Сев. гос. мед. унта, 2013.-213 с.

2. Струсовская, О. Г. Cochlearia Соловецких островов. Фитохимический анализ и определение фармакологической активности / О. Г. Струсовская, Е. В. Компанцева // LAP Lamb. Academ. Publ. — Saarbrücken, 2013. — 108 p.

Работы, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК

3. Буюклинская, О. В. Изучение травы линнеи северной / О. В. Буюклинская, О. Г. Струсовская, О. В. Гавриленкова // Фармация. - 2007. -№ 4. - С. 17-19.

4. Струсовская, О. Г. Возможности использования ламинарина в медицине / О. Г. Струсовская, О. В. Буюклинская // Экология человека. - 2009. — № 11. — С. 33-36.

5. Струсовская, О. Г. Получение растворимого ламинарина из Laminaria saccharina (L.) и исследование его взаимодействия с кислотой ацетилсалициловой / О. Г. Струсовская // Вопр. мед., биол. и фармац. химии. -2010.-№ 12.-С. 14-18.

6. Струсовская, О. Г. Изучение ложечной травы, произрастающей на Соловецких островах /О. Г. Струсовская, О. В. Буюклинская // Фармация. - 2011. - № 5. -С. 17-19.

7. Струсовская, О. Г. Исследование химического состава эфирного масла травы Cochlearia officinalis spp. arctica / О. Г. Струсовская, О. В. Буюклинская // Фармация. - 2011. - № 8. - С. 9-10.

8. Струсовская, О. Г. Капистегины / О. Г. Струсовская, Е. В. Компанцева, О. В. Буюклинская // Экология человека. - 2012. - № 12. - С.39-43.

9. Струсовская, О. Г. Исследование алкалоидов Cochlearia officinalis, обладающих способностью ингибировать активность глюкозидаз / О. Г. Струсовская // Химия растительного сырья. - 2012. -№ 2. - С. 125-131.

10.Струсовская, О. Г. Оценка ресурсов листьев Vaccinium vitis-idaea (Ericaceae) на островах Соловецкого архипелага / О. Г. Струсовская // Растительные ресурсы. - 2012. - №2. - С. 207-211.

11.Струсовская, О. Г. Определение элементного состава некоторых лекарственных растений Соловецких островов / О. Г. Струсовская, О. В. Буюклинская // Изв. Самар. науч. центра Рос. акад. наук. - 2011. - Т.13, № 1(8). -С. 2038-2040.

12. Струсовская, О. Г. Определение веществ полифенольной структуры в некоторых растениях Соловецкого архипелага / О. Г. Струсовская // Науч. ведомости Белгор. гос. ун-та. -2012. -Т.135, вып. 19, № 16. - С. 128-131.

13.Струсовская, О. Г. Противовоспалительное действие ламинарина и кислоты ацетилсалициловой /О. Г. Струсовская, О. В. Буюклинская, К. В. Бурдейная // Науч. обозрение. - 2012. - № 5. - С. 276-279.

14.Совершенствование способов анализа лекарственного растительного сырья Laminaria saccharina / О. Г. Струсовская [и др.]. - [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.medline.ru/public/pdf/13 069.pdf.

15.Струсовская, О. Г. Определение гипогликемической активности настоя Cochlearia officinalis / О. Г. Струсовская // Науч.-мед. вестн. Центр. Черноземья. -2012. - № 49. - С. 3-10.

16. The identification of calystegines in plants of family Ericaceae with gas chromatography - mass spectrometry method / N. Asano, O. G. Strusovskaya [et al.] // Rus. Jour. of Earth Sci. - 2013. - № 3(15). - C. 72-78.

Патенты

17.Пат. 2500413 Российская Федерация, МПК А61К36/03, B01D11/02, А61Р11/02. Способ получения масляного концентрата хлорофиллов из ламинарии сахаристой (Laminaria saccharina L, Laminariaceae), обладающего антимикробным и ранозаживляющим действием / О. Г. Струсовская [и др.]. -№2011119158/15; заявл. 12.05.11; опубл. 10.12.13.

Работы, опубликованные в центральной печати

18.Струсовская, О. Г. Исследование взаимодействия растворимого ламинарина с лекарственными веществами малорастворимыми в воде / О. Г. Струсовская, О. В. Буюклинская // Инновационные технологии в биологии и медицине : X Нац. Конгр. «Здоровье и образование в XXI веке». - М., 2009. - С. 1175-1177.

19.Струсовская, О. Г. Определение ресурсов и исследование химического состава можжевельника обыкновенного / О. Г. Струсовская // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции : материалы. -Пятигорск, 2011. - С. 193-194.

20.Струсовская, О. Г. Ресурсоведческое и фитохимическое исследование багульника болотного, произрастающего на островах Соловецкого архипелага / О. Г. Струсовская // Разработка, исследование и маркетинг новой фармацевтической продукции : материалы. - Пятигорск, 2011. - С. 194-196.

21.Струсовская, О. Г. Микроморфологическое изучение эпидермы листа ложечной травы (Cochlearia officinalis), произрастающей на островах Соловецкого архипелага / О. Г. Струсовская, С. В. Афонина // Фармация и общественное здоровье : материалы ежегод. конф. - Екатеринбург, 2011. - С. 103-105.

22.Струсовская, О. Г. Морфологическое исследование ложечной травы (Cochlearia officinalis), произрастающей на островах Соловецкого архипелага / О. Г. Струсовская, С. В. Афонина // Фармация и общественное здоровье : материалы ежегод. конф. - Екатеринбург, 2011. - С. 105-106.

23.Струсовская, О. Г. Исследование возможности использования геля на основе концентрата хлорофиллов в качестве ранозаживляющего средства / О. Г. Струсовская, Л. П. Лисишникова // Найновите постижения на Европейската наука-2011 : материали за VII междунар. науч. - практ. конф. — София, 2011. — Т. 31. — С. 25—28.

24.Струсовская, О. Г. Исследование антимикробной активности концентрата хлорофиллов из Laminaria saccharina (Laminariaceae L.) / О. Г. Струсовская, Л. П. Лисишникова // Найновите постижения на Европейската наука - 2011 :

материалы за VII междунар. науч. практ. конф. - София, 2011. - Т. 32. - С. 8588.

25.Струсовская, О. Г. Определение флавоноидов в водянике гермафродитной, произрастающей на островах Соловецкого архипелага / О. Г. Струсовская, О. В. Буюклинская, К. В. Бурдейная, П. И. Байкин // Актуальные проблемы науки фармацевтических и медицинских вузов : от разработки до коммерциализации : материалы науч.-практ. конф. с междунар. участ. Пермь, 2011. — С. 246—249.

26.Струсовская, О. Г. Определение танинов в водянике гермафродитной / О. Г. Струсовская, О. В. Буюклинская, К. В. Бурдейная, П. И. Байкин // Знанием объединимся : Сб. науч. ст. XII междунар. конгр. «Здоровье и образование в XXI веке». - М., 2011. - С. 241-243.

27.Струсовская, О. Г. Определение пигментного состава Cochlearia officinalis, произрастающей на островах Соловецкого архипелага/ О. Г. Струсовская // Фармация и общественное здоровье : материалы V междунар. науч.-практ. конф. - Екатеринбург, 2012. - С. 184-187.

28.Струсовская, О. Г. Определение острой токсичности Capsella bursa-pastoris (Brassicaceae L.) / О. Г. Струсовская, М. П. Видинеев // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья : материалы V Всерос. конф. с междунар. участием. — Барнаул, 2012. — С. 320-322.

29.Струсовская, О. Г. Определение липидного профиля при изучении гипогликемической активности Cochlearia officinalis / О. Г. Струсовская, К. В. Бурдейная // The journ. of sci. art. "Health & education millennium" (series Medicine). - 2012. - T. 14, № 1. - C. 234.

30.Strusovskaya, O. G. Determination of acute toxicity ofjCochlearia officinalis (Crucifereae L.) / O. G. Strusovskaya, N.A. Bebyakova, O.V. Buyuklinskaya, A.P. Artemyeva, S.A. Afonina, M. P. Vidineev // Nauka : Teoria I praktyka-2011 : Maaterialy VII Miedz. Naukowi-praktycznej Konf. — Pzemysl. — Nauka I studia. — Vol. 8.-P. 29-32.

31.Strusovskaya, O. G. Phenolic compounds of Cochlearia officinalis, growing on the Solovetsky archipelago // O. G. Strusuvskaya, A. P. Artemjeva, S. A. Afonina // Strategiczne Pytania Swiatowej nauki-2012 : materialy VIII meedzynar. naukowi-pracznej konf. - Vol. 25 : Nauk biologicznych Fizyczna kultura I sport. - Przemysl, 2012.-P. 60-67.

32.Strusovskaya, O. G. Determination of the polysaccharides in some wild medical plants growing on the islands of the Solovetsky archipelago / O. G.Strusuvskaya, A. P. Artemjeva // Ключови въпроси в съвремен. наука — 2012 : татериали за VIII междунар. науч.- практ. конф. - Т. 25 "Лекарство". - София, 2012. - С. 42-46.

33.Chronic toxity determination of Cochlearia officinalis infusion / O. G. Strusovskaya, P. I. Baykin // Zpravy Vedecke ideje - 2012 : Materiali VIII mezinar. ved.-prakt. conf. - Dil. 18. - Lekastvi. - Praha, 2012. - P. 48-52.

Работы, опубликованные на региональном уровне

34.Струсовская, О. Г. Изучение биодоступности физической смеси ацетилсалициловой кислоты с ламинарином в опытах «in vitro» / О. Г. Струсовская, К. В. Бурдейная // Бюл. СГМУ. - 2009. - № 2. - С. 145-146.

35.Струсовская, О. Г. Исследование взаимодействия ламинарина с некоторыми лекарственными веществами в растворе / О. Г. Струсовская, О. В. Буюклинская // Бюл. СГМУ. - 2009. -№ 2. - С. 146-147.

36.Струсовская, О. Г. Исследование взаимодействия растворимого ламинарина с гепарином методом инфракрасной спектрофотометрии / О. Г. Струсовская, Г. В. Карельская // Бюл. СГМУ. - 2010. -№ 1. - С. 268-269.

37.Струсовская, О. Г. Разработка методики получения субстанции хлорофилла, обладающей антибактериальными свойствами / О. Г. Струсовская, А. Н. Кривцова // Бюл. СГМУ.-2010.-№ 1.-С. 270-271.

38.Струсовская, О. Г. Сравнительный анализ химического состава родиолы розовой (Rhodiola rosea), произрастающей на островах Соловецкого архипелага / О. Г. Струсовская, И. В. Шувалова, Н. А. Макарова// Бюл. СГМУ. -2010.-№ 1. - С.271-272.

39.Струсовская, О. Г. Определение биологически активных полифенольных соединений Empetrum hermaphroditum / О. Г. Струсовская, О. В. Буюклинская, К. В. Бурдейная, П. И. Байкин // Бюл. СГМУ. - 2011. - № 2. - С. 55-56.

Подписано в печать 03.07.2014. Формат 60x84'/i6. Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman. Печать цифровая. Уч.-изд. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № 1426

ГБОУ ВПО «Северный государственный медицинский университет» 163000, г. Архангельск, пр. Троицкий, 51 Телефон 20-61-90. E-mail: izdatel@nsmu.ru

 
 

Текст научной работы по медицине, диссертация 2014 года, Струсовская, Ольга Геннадьевна

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «СЕВЕРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (г. Архангельск)» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

На правах рукописи

05201451358

СТРУСОВСКАЯ ОЛЬГА ГЕННАДЬЕВНА

РЕСУРСОВЕДЧЕСКИЕ И ФИТОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ВИДОВ СЫРЬЯ ДИКОРАСТУЩИХ РАСТЕНИЙ ОСТРОВОВ СОЛОВЕЦКОГО АРХИПЕЛАГА

14.04.02 - фармацевтическая химия, фармакогнозия

Диссертация

на соискание ученой степени доктора фармацевтических наук

Научные консультанты:

Компанцева Евгения Владимировна, доктор фармацевтических наук, профессор

Буюклинская Ольга Владимировна, доктор медицинских наук, доцент

Архангельск - 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ................................................................................. 14

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................... 22

Глава 1 Характеристика флоры островов Соловецкого архипелага и

прибрежной зоны.................................................................. 22

1.1 Физико-географическая и климатическая характеристика островов Соловецкого архипелага.................................... 22

1.2 Флористическая характеристика островов Соловецкого архипелага и прибрежной зоны...................................... 24

1.3 Ботанико-фармакогностическая характеристика перспективных для заготовки дикорастущих растений островов Соловецкого архипелага................................... 28

1.4 Фитохимическая характеристика перспективных для заготовки дикорастущих растений островов Соловецкого архипелага................................................................. 29

1.5 Применение в медицине перспективных для заготовки дикорастущих лекарственных растений островов Соловецкого архипелага............................................... 37

1.6 Влияние антропогенных факторов на флору островов Соловецких и прибрежной зоны..................................... 43

ВЫВОДЫ.................................................................................... 46

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Глава 2 Объекты и методы исследования............................................ 47

2.1 Объекты и материалы исследования............................... 47

2.2 Методы исследования................................................ 50

2.2.1 Методы ресурсоведческих исследований............... 50

2.2.2 Методы фармакогностических исследований......... 52

2.2.2.1 Морфологический и макроскопический

анализ образцов исследуемых видов растительного сырья..................................... 52

2.2.2.2 Микроскопический анализ растительного

сырья........................................................ 52

2.2.3 Методы определения качества растительного

сырья............................................................ 53

2.2.3.1 Определение числовых показателей......... 53

2.2.3.2 Качественное определение биологически активных веществ............................... 53

2.2.3.3 Идентификация биологически активных веществ............................................. 54

2.2.3.4 Количественное определение биологически активных веществ............ 61

2.2.4 Биологические исследования.............................. 67

2.2.4.1 Определение противовоспалительной активности...................................................... 67

2.2.4.2 Определение ранозаживляющей активности......................................... 68

2.2.4.3 Определение антиагрегантной активности......................................... 70

2.2.4.4 Предварительное изучение острой токсичности водных извлечений из исследуемых видов растительного сырья... 71

2.2.4.5 Гистологические исследования................ 73

2.2.4.6 Определение гипогликемической активности........................................ 73

2.2.5 Микробиологические исследования..................... 75

2.2.5.1 Определение микробиологической

чистоты............................................. 75

2.2.5.2 Определение антимикробной активности... 75 2.2.6 Методы статистической обработки результатов

исследований................................................. 76

Глава 3 Ресурсоведческая характеристика и определение запасов некоторых видов дикорастущего растительного сырья островов Соловецкого архипелага..................................................... 78

3.1 Экспедиционное обследование островов Соловецкого архипелага............................................................ 78

3.2 Определение ресурсов исследуемых видов растительного сырья..................................................................... 86

3.3 Оценка ресурсов выявленных зарослей исследуемых видов дикорастущих растений островов Соловецкого архипелага.............................................................. 104

3.4 Определение качества растительного сырья..................... 108

3.4.1 Определение числовых показателей исследуемых образцов дикорастущего лекарственного растительного сырья........................................ 109

3.4.2 Определение биологически активных веществ в исследуемых видах дикорастущего лекарственного растительного сырья....................................... 112

3.4.2.1 Качественное определение основных групп биологически активных веществ.............................................. 112

3.4.2.2 Количественное определение основных групп биологически активных веществ.............................................. 113

3.4.3 Определение микроэлементов и тяжелых металлов в исследуемых образцах дикорастущего лекарственного растительного сырья.................... 114

3.4.4 Определение загрязненности исследуемого дикорастущего лекарственного растительного сырья радионуклидами..................................... 114

3.4.5 Определение микробиологической чистоты дикорастущего лекарственного растительного сырья........................................................... 115

ВЫВОДЫ.................................................................................... 118

Глава 4 Фармакогностическое изучение ложечной травы и водяники гермафродитной, произрастающих на островах Соловецкого архипелага...................................................................... 120

4.1 Ботанико-фармакогностический анализ исследуемых

видов растительного сырья.......................................... 120

4.1.1 Макроскопический анализ ложечной травы........... 120

4.1.2 Микроскопический анализ ложечницы лекарственной................................................ 123

4.1.3 Макроскопический анализ водяники гермафродитной.............................................. 129

4.1.4 Микроскопический анализ водяники гермафродитной.............................................. 129

4.2 Фитохимическое изучение воздушно-сухого сырья

ложечницы лекарственной и водяники гермафродитной..... 133

4.2.1 Определение числовых показателей..................... 133

4.2.2 Качественное обнаружение биологически активных веществ ложечницы лекарственной и водяники гермафродитной............................................ 134

4.2.3 Идентификация биологически активных соединений в исследуемых видах растительного

сырья............................................................ 135

4.2.3.1 Идентификация кислоты

аскорбиновой...................................... 135

4.2.3.2 Идентификация фенольных соединений......................................... 136

4.2.3.3 Идентификация алкалоидов в ложечницы лекарственной траве............................ 138

4.2.3.4 Качественное определение сапонинов в ложечницы лекарственной траве............... 140

4.2.3.5 Идентификация компонентов эфирного масла ложечницы лекарственной............. 141

4.2.4 Количественное определение основных групп

биологически активных веществ в ложечницы

лекарственной траве и водяники гермафродитной

побегах........................................................ 143

4.2.4.1 Количественное определение кислоты аскорбиновой в исследуемых видах растительного сырья........................... 143

4.2.4.2 Количественное определение суммы свободных органических кислот в исследуемых видах растительного сырья.............................................. 144

4.2.4.3 Количественное определение суммы флавоноидов в исследуемых видах растительного сырья........................... 145

4.2.4.4 Количественное определение суммы фенолкарбоновых кислот в исследуемых видах растительного сырья.................. 150

4.2.4.5 Количественное определение суммы гидроксикоричных кислот в исследуемых видах растительного сырья.................. 153

4.2.4.6 Количественное определение дубильных веществ в исследуемых видах растительного сырья.......................... 156

4.2.4.7 Количественное определение антоцианов в растительном сырье водяники гермафродитной побегах..................... 159

4.2.4.8 Разработка методики и количественное определение суммы алкалоидов в исследуемом растительном сырье........... 161

4.2.4.9 Количественное определение пигментов в воздушно-сухом сырье ложечницы лекарственной................................... 170

4.2.4.10 Количественное определение сапонинов в воздушно-сухом сырье ложечницы лекарственной................................... 172

4.2.4.11 Количественное определение полисахаридов в исследуемых видах растительного сырья.......................... 173

4.2.4.12 Количественное определение эфирного масла в воздушно-сухом сырье ложечницы лекарственной................... 176

4.2.4.13 Определение элементного состава исследуемых видов растительного сырья.............................................. 178

4.2.4.14 Определение загрязненности исследуемого растительного сырья радионуклидами................................ 180

4.2.4.15 Определение микробиологической чистоты исследуемого растительного

сырья.............................................. 181

4.2.4.16 Определение сроков годности исследуемых видов растительного

сырья.............................................. 181

ВЫВОДЫ.................................................................................... 191

Глава 5 Идентификация и количественное определение калистегинов в дикорастущих растениях островов Соловецкого архипелага...................................................................... 193

5.1 Идентификация калистегинов в исследуемых образцах дикорастущего растительного сырья............................. 194

5.1.1 Идентификация калистегинов методом капиллярного зонного электрофореза................... 194

5.1.2 Идентификация калистегинов методом тройной квадрупольной времяпролетной масс-спектроскопии (ГХ-МС/МС)............................. 198

5.2 Количественное определение суммы алкалоидов, в исследуемых видах дикорастущего растительного сырья..................................................................... 204

ВЫВОДЫ.................................................................................... 206

Глава 6 Совершенствование способов анализа лекарственного растительного сырья «Слоевища ламинарии - морская капуста», разработка методик экстракции и стандартизации его отдельных химических компонентов. Исследование возможности использования ламинарина для улучшения биофармацевтических характеристик лекарственных средств...... 207

6.1 Микроскопическое определение диагностических признаков лекарственного растительного сырья слоевищ ламинарии сахаристой................................................ 207

6.2 Разработка технологии масляного концентрата суммы

хлорофиллов из ламинарии сахаристой.......................... 211

6.2.1 Определение оптимальных условий экстракции суммы хлорофиллов из воздушно-сухого сырья ламинарии сахаристой...................................... 212

6.2.2 Получение масляного концентрата суммы хлорофиллов.................................................. 214

6.3 Получение ламинарина и исследование его взаимодействия

с некоторыми лекарственными

веществами............................................................... 216

6.3.1 Получение и идентификация ламинарина из воздушно-сухого сырья ламинарии сахаристой..................................................... 216

6.3.2 Количественное определение полученного ламинарина................................................... 217

6.3.3 Исследование взаимодействия ламинарина с некоторыми лекарственными веществами............. 220

6.3.3.1 Исследование биодоступности продуктов взаимодействия лекарственных веществ группы антиагрегантов с ламинарином в опытах

«in vitro».......................................... 221

6.3.3.2 Исследование продуктов взаимодействия ламинарина с лекарственными веществами группы антиагрегантов методом ИК-спектроскопии................. 226

6.3.3.3 Исследование продуктов взаимодействия ламинарина с лекарственными веществами группы антиагрегантов методом ЯМР Н1-

спектроскопии................................... 233

ВЫВОДЫ.................................................................................... 240

Глава 7 Фармакологические исследования........................................ 241

7.1 Определение гипогликемической активности растений, содержащих калистегины............................................ 241

7.1.1 Изучение гипогликемической активности на модели перорального теста толерантности к глюкозе......................................................... 243

7.1.2 Изучение влияния исследуемых видов растительного сырья на динамику липидного метаболизма экспериментальных животных с сахарным диабетом, индуцированным аллокеаном... 245

7.1.3 Определение динамики массы тела экспериментальных животных с аллоксан-индуцированным сахарным диабетом................... 247

7.2 Исследование антибактериальных свойств масляного концентрата суммы хлорофиллов из воздушно-сухого сырья ламинарии сахаристой....................................... 249

7.3 Изучение ранозаживляющей активности 0,25% масляного раствора суммы хлорофиллов из ламинарии сахаристой............................................................... 251

7.4 Определение противовоспалительной активности продукта взаимодействия ламинарина и кислоты ацетилсалициловой на модели отека, индуцированного каолином................................................................ 253

7.5 Исследование влияния продукта взаимодействия ламинарина и кислоты ацетилсалициловой на внутренние органы экспериментальных животных.......................... 255

7.6 Определение антиагрегантной активности продукта

взаимодействия ламинарина и кислоты

ацетилсалициловой................................................... 259

7.7 Предварительное исследование острой токсичности водных извлечений из воздушно-сухого сырья -ложечницы лекарственной травы и водяники

гермафродитной побегов............................................ 261

ВЫВОДЫ.................................................................................... 272

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................ 275

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.............................................................. 280

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................ 281

ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................ 314

Приложение 1 Заказ на проведение научно-исследовательской

работы по определению возможности заготовки дикорастущего лекарственного растительного сырья на территории островов Соловецкого архипелага и в

прилегающей прибрежной зоне.............................. 315

Приложение 2 Акт внедрения на «Способ получения масляного

концентрата хлорофиллов из ламинарии сахаристой (Laminaria saccharina L, Laminariaceae), обладающего

антимикробным и ранозаживляющим действием......... 317

Приложение 3 «Способ получения масляного концентрата

хлорофиллов из ламинарии сахаристой (Laminaria saccharina L, Laminariaceae)» (адаптированный к условиям Архангельского Опытного водорослевого

комбината)......................................................... 318

Приложение 4 Акт внедрения «Методических рекомендаций для

сотрудников отдела природа - Ботанический сад, занимающихся организацией работ по проведению заготовки дикорастущего лекарственного

растительного сырья на территории островов Соловецкого архипелага и проведения мониторинга растительных ресурсов» в работу

отдела............................................................... 320

Приложение 5 Методические рекомендации для сотрудников отдела

природа - Ботанический сад, занимающихся организацией работ по проведению заготовки дикорастущего лекарственного растительного сырья на территории островов Соловецкого архипелага и

проведения мониторинга растительных ресурсов........ 321

Приложение 6 Акт внедрения «Проект Изменений №1 к

фармакопейной статье «Слоевища ламинарии -

морская капуста»»............................................... 348

Приложение 7 Проект изменений № 1 к фармакопейной статье

«Слоевища ламинарии - морская

капуста»............................................................ 349

Приложение 8 Пояснительная записка к «Изменениям к ФС

«Слоевища ламинарии - морская капуста» (ТкаШ 1атигапае)......................................................... 351

Приложение 9 Акт апробации методик стандартизации

лекарственного растительного сырья «Ложечницы лекарственной трава» (Cochleariae officinalis herba) для разработки проекта фармакопейной статьи

предприятия..........................................................................................353

Приложение 10 Проект ФСП «Ложечницы лекарственной трава»

(Cochleariae officinalis herba)................................. 355

Приложение 11 Акт апробации методик стандартизации

лекарственного растительного сырья «Водяники гермафродитной побеги» (Empetrum hermaphroditi

Приложение 12

Приложение 13

Приложение 14

Приложение 15

cormus) для разработки проекта фармакопейной

статьи предприятия............................................. 363

Проект ФСП «Водяники гермафродитной побеги»

(Empetrum hermaphroditi cormus)............................ 365

Патент на изобретение № 2500413 от 10.12.2013 «Способ получения масляного концентрата хлорофиллов из ламинарии сахаристой (Laminaria saccharina L., Laminariaceae), обладающего

антимикробным и ранозаживляющим действием»....... 372

Акт внедрения «Методических рекомендаций по рациональной заготовке дикорастущего

лекарственного растительного сырья во время практики по фармакогнозии на островах Соловецкого архипелага». Для студентов III курса очного отделения

факультета фармации и медицинской биологии.......... 387

«Методические рекомендации по рациональной заготовке дикорастущего лекарственного растительного сырья во время практики по фармакогнозии на островах Соловецкого архипелага». Для студентов III курса очного отделения факультета фармации и медицинской биологии......................... 389

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Ассортимент лекарственного растительного сырья (ЛРС) в настоящее время значительно сузился за счет потерь ряда сырьевых источников. Одной из основных причин этого процесса явилось усиливающееся антропогенное воздействие на природу.

Вместе с тем, с каждым годом возрастает потребность в лекарственных препаратах растительного происхождения, обусловленная их относи�