М. Сысоева - Высокодисперсные коллоидные системы и меланины чаги

М. Сысоева

Высокодисперсные коллоидные системы и меланины чаги

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

АОА – антиоксидантная активность

АОЕ – антиоксидантная ёмкость

атм. – атмосфера

БАД – биологически активная добавка

БАВ – биологически активное вещество

БХ – бумажная хроматография

ВЖК- высшие жирные кислоты

ВЭЖХ – высокоэффективная жидкостная хроматография

ГЖХ – газожидкостная хроматография

ГФ – Государственная фармакопея

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота

ИК-спектроскопия – инфракрасная спектроскопия

ИК-спектр – спектр, снятый в инфракрасной области спектра

ККМ – критическая концентрация мицеллообразования

КЧ – культивируемая чага

МП – экстракция, с применением механического перемешивания

ОДЭФ – гидроксиэтилендифосфоновая кислота

ПФК – полифенолоксикарбоновый комплекс

ПМЦ – парамагнитный центр

ПЧ – природная чага

РЕМ – ремацерация

РЕП – реперколяция

ССИ – спад свободной индукции

СЭ – сухой экстракт

Трилон Б – натриевая соль этилендиамин-N,N,N1,N1-тетрауксусной кислоты

т. пл. – температура плавления

ТСХ – тонкослойная хроматография

УФ-спектр – спектр, снятый в ультрафиолетовой области спектра

ФКС – фотонная корреляционная спектроскопия

ФК – фенолкарбоновые кислоты

Ф – фенолы

ЭПР – электронный парамагнитный резонанс

ЯМР – ядерный магнитный резонанс

AFM – атомно-силовая сканирующая электронная микроскопия

ABTS – 2,2’-азинобис-3-этилбензотазолин-6-сульфоновая кислота

DHI – 5,6-дигидроксииндол

DHICA – 5,6-дигидроксииндол-2-карбоновой кислоты

DHN – 1,8-дигидроксинафталин

DPPH – 1,1-дифенил-2-пикрилгидразил

FB часть чаги – плодовое тело гриба (fruiting body)

LD50 – величина средней дозы, после поступления которой в организм животных в течение трех суток наступает гибель 50 % подопытных животных

L-ДОФА – дофамин, 2-(3,4-дигидроксифенилэтиламин))

MALDI – масс спектрометрия

n – количество данных, взятых для статистической обработки

SEM – сканирующая электронная микроскопия

STM – сканирующая тоннельная микроскопия

ST часть чаги – плотная часть (sclerotium)

SAXS – малое угловое рентгеновское рассеивание

ТМ-AFM – полуконтактный режим атомной силовой микроскопии

WAXS – широкий угловой рентген, рассеивающий

ВВЕДЕНИЕ

В монографии систематизирован материал по исследованию и применению гриба Inonotus obliquus (Fr.) Pil (чаги), который широко применяется в народной и официнальной медицине России, стран Дальневосточного региона, Северной Америки и Европы. Представлены обзор и анализ существующих и перспективных методов получения водных извлечений чаги, способов исследования этой коллоидной системы и её дисперсной фазы – полифенолоксикарбонового комплекса – хромогенного комплекса – меланина; проанализирована глубина исследования биологически активных веществ в водном извлечении чаги и в меланине; приведен спектр физиологической активности препаратов на основе чаги; показана возможность использования химических, физических и биотехнологических методов реструктуризации коллоидной системы водного извлечения чаги для расширения теоретических представлений о её структуре и получения практических результатов. На основе обзора современных литературных данных, используя широкий спектр исследований меланина чаги и принцип универсальности построения биологических объектов, развиты теоретические представления об их структурной организации.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» по госконтракту №_01201252915 от 28.02.2012 г., тема: "Разработка биологически активных добавок на основе супрамолекулярных бионаносистем".

Исторические аспекты исследования полидисперсных коллоидных систем и меланина гриба чаги

К чаге как природному объекту, способному обеспечить безопасность жизнедеятельности организма человека, исследователи обращались в трудные времена. Основные прорывы в изучении её действующих компонентов, физиологической и терапевтической активности, связаны с окончанием второй мировой войны и аварией на Чернобыльской атомной станции.

Начатые в пятидесятые годы в Ленинграде исследования чаги были направлены на изучение биологии чаги, образование в ней физиологически активных веществ в природных условиях и при выращивании в культуре, а также на поиск методов выделения и очистки лечебных веществ чаги с целью их всестороннего химического и биохимического исследования. Кроме того, были разработаны и внедрены в производство ряд препаратов на основе водных извлечений чаги. Они были протестированы на ряде биологических объектов, в том числе накоплен большой материал при лечении ими людей, больных неоперабельным раком различной этиологии [1]. Огромный вклад в изучении чаги был внесен большим коллективом представителей трёх структур – учёными Ботанического института им. В.Т.Комарова, медиками I Ленинградского медицинского института им. И.П. Павлова и технологами Ленинградского химико-фармацевтического завода № 1. Химический состав и биосинтетическую деятельность гриба изучали П.А. Якимов, А.Н. Шиврина, Е.В. Ловягина, О. П. Низковская, С.М. Андреева, Г.А. Кузнецова, Е.Г. Платонова с соавторами. Действие биологически активных веществ чаги на организм исследовали, а также проводили клинические испытания препаратов из чаги П.К. Булатов, М.П. Березина, Е.Я. Мартынова, М.В. Еременко, Н.Л. Маттисон и ряд других исследователей. В этот же период польские учёные выделяют и идентифицируют терпены из чаги [2,3], Я. Краусс Жаки [4] и С. Пясковский [5] применяют водные экстракты чаги для лечения рака, Тейлор в США – для лечения аденокарциномы [6].

Вторым этапом изучения чаги стали работы девяностых годов прошлого века. Г.Л. Рыжова с соавторами разработала способ получения препарата на основе водного извлечения чаги с использованием в экстракции ультразвука. Этими исследователями проведена большая работа по изучению состава нового препарата и его физиологического действия [7,8]. В работе Е.А. Калашниковой (Пятигорская фармацевтическая академия) проведено изучение сырья чаги, препарата «Бефунгин», водных извлечений чаги, полифенооксикарбонового комплекса и фильтрата, остающегося после его выделения хлористоводородной кислотой. [9] В это же время учёные из Белоруссии исследуют меланины, которые выделяют из водных извлечений чаги. [10,11] K. Kahlos (Финляндия) исследует терпены чаги, их структуру и физиологическую активность. [12-14] Ряд авторов из Польши публикует сообщения о меланинах, выделенных из водного извлечения чаги. Они также изучают механизм влияния водных извлечений чаги на раковые клетки и ферментативную активность каталазы. [15-18].

С конца XX века учёные Японии и Китая, а также ряд ученых других стран проводят исследования чаги по нескольким направлениям. Они публикуют работы по водной и спиртовой экстракции чаги с выделением из экстрактов различных компонентов фенольной, терпеновой, белковой природы и полисахаридов. Определяют их структуру, антиоксидантную и антибластомную активность. Их интересы распространяются на поиск способов культивирования чаги [19-29].

Биологический вид гриба Inonotus obliquus (Fr.) Pil (чага)

По ботанической классификации гриб чагу (Chaga) определяют как трутовик косотрубчатый – Inonotus obliquus (Rers.) Pil. sterilis; семейство трутовиковые (Polypаracеae) или гименохетовые (Нymenochaetaceae), тип базидиальные грибы (Basydiomycetes) [30-35]. Это стерильная форма трутового гриба чаги (рис. 1), поскольку его тело образовано бесплодным мицелием. Развитие гриба начинается с момента попадания в поврежденные участки коры дерева рассеянных в воздухе базидиоспор гриба, которые быстро прорастают, образуя мицелий.

Рисунок 1 Трутовый гриб Inonotus obliquus – чага

Нити мицелия (гифы) проникают в древесину, постепенно разрушая её. Одновременно под корой (в местах первоначального проникновения спор) образуется плодовое тело, дающее базидиоспоры. На четвертый год грибница выходит наружу и начинает развиваться бесплодный мицелий, образуя на коре медленно растущие бесформенные черные наросты, которые могут достигать 0,5-1,5 м длины, 10-15 см толщины и массы до 5 кг и более. Именно эти наросты и называют чагой. Гриб постепенно разрушает ствол дерева, который в результате ломается, и дерево гибнет. После этого гриб развивает плодовое тело, представляющее собой плоское образование, состоящее из трубочек, находящихся под слоем коры, при разрушении которой споры высыпаются и разносятся ветром. Цикл развития гриба и образования чаги колеблется в среднем от 1 до 15 лет. [31,32,36]. Ареалы распространения гриба – Россия, Польша, Белоруссия, Северная Америка, Канада [30] а также северо-восточные районы Китая [31]. Чага может расти на березе, реже ольхе, рябине, черемухе, вязе, клене, буке [31,37], но лекарственными свойствами обладает только чага, произрастающая на березе и черной ольхе [36,38].