CC BY
195
Химия растительного сырья. 2005. №1. С. 49-52.
УДК 615.32:552.577
К ВОПРОСУ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ В МЕДИЦИНЕ
© И.В. Федько , М.В. Гостищева, P.P. Исматова
Сибирский государственный медицинский университет, Московский тракт,
2/7, Томск, 634004 (Россия) E-mail: mfandr@mail.ru
Приведены результаты исследования группового состава осокового торфа со степенью разложения 35% и зольностью 8,1% месторождения «Темное», расположенного в Томском районе Томской области, проведенного по методу
Н.Н. Бамбалова, а также дана оценка антигрибковой и антиоксидантной активности фракции гуминовых кислот.
Введение
В настоящее время для медицинских целей все больше внимания стали уделять природным источникам биологически активных веществ. И это не удивительно, потому что лекарственные средства природного происхождения способны во много раз повысить результативность медицинской помощи, так как они вибрируют в том же диапазоне частот, что и человеческое тело, в отличие от искусственно создаваемых химиопрепаратов. К таким природным источникам относится и торф.
Торф представляет собой болотное отложение из остатков отмершей растительности, подвергшихся неполному разложению в условиях переувлажнения и недостаточного доступа кислорода, с современных физико-химических позиций, торф представляет собой сложную полифракционную, полуколлоидно-высокомолекулярную гидрофильную систему с признаками полиэлектролитов и микромозаичной гетерогенности [1]. Перечисленные признаки характеризуют торф как сложную природную систему, с другой стороны, показывают ее широкие возможности, с точки зрения биологической активности, составляющих эту систему компонентов. Поэтому не случайно, изучению химического состава торфа посвящено огромное количество публикаций и значительно меньше внимания уделяется фармакологической активности выделенных биологически активных веществ (БАВ). А ведь именно широкомасштабный фармакологический скрининг компонентов торфа может выявить наиболее интересные и перспективные из них для применения в медицине.
Тем более, что в пользу торфа как уникального источника БАВ говорят и его огромные ресурсы. Так, например, только в Западной Сибири 32 млн га занимают торфяные болота, а из них 26% ресурсов располагает Томская область [2, 3].
Все перечисленное говорит об актуальности изучения фракционно-групового состава органического вещества торфа и его фармакологических свойств. Данное обстоятельство побудило нас определить цель настоящего исследования, суть которого заключается в изучении фракционно-групового состава торфа и фармакологической оценки фракции гуминовых кислот.
Материалы и методы
В качестве объекта исследования был взят осоковый торф со степенью разложения 35% и зольностью 8,1% месторождения «Темное», расположенное в Томском районе Томской области и относящееся к Обь-Чулымской болотной провинции, выделяемой в пределах подзоны эвтрофных древесно-травяно-моховых болот.
* Автор, с которым следует вести преписку.
Определение фракционно-групового состава торфа исследовали по методу Н.Н. Бамбалова [4], заключающимся в последовательном выделении из торфа экстракцией хлороформом,0,1 н натриевой щелочью, 5 и 72% серной кислотой битумов (Б), гуминовых веществ (ГВ), гуминовых кислот (ГК) и фульвокислот (ФК), легкогидролизуемых и водорастворимых веществ (ЛГВ+ВРВ), негидролизуемого остатка-лигнина (НГО).
Выделение щелочного гумата для исследования его фармакологической активности было проведено методом ультрозвуковой экстракции, заключающейся в извлечении биологически активных веществ за счет кавитационного эффекта.
В качестве фармакологических тестов определялась антиоксидантная и антигрибковая активность щелочного гумата, изучение которой проводили методом катодной вольтамперометрии, в частности, процессом электровосстановления кислорода (ЭВ О2). В его основе лежит модельная реакция ЭВ О2, протекающая на электроде по механизму, аналогичному восстановлению кислорода в тканях и клетках организма [4].
Методика эксперимента заключалась в съемке вольтамперограмм катодного восстановления кислорода с помощью вольтамперометрического анализатора. Электрохимическая ячейка представляла собой стеклянный стаканчик с раствором фонового электролита и опущенными в него индикаторным ртутнопленочным электродом, хлор-серебряным электродом сравнения и стеклоуглеродным вспомогательным электродом. В качестве фонового электролита был выбран фосфатный буфер pH 6,86 (5 мл), объем аликвоты образца (С=0,1 г/мл) брали 0,02 и 0,2 мл. Предполагается, что антиоксиданты, имеющие восстановительную природу, реагируют с кислородом и его активными радикалами на поверхности индикаторного электрода, что отражается в уменьшении катодного тока ЭВ О2 на ртутно-пленочном электроде в области потенциалов от 0 до -0,6 В.
В результате работы строились зависимости относительного уменьшения тока ЭВ О2 от времени протекания процесса в присутствии эффективной концентрации препарата.
Антиоксидантная активность исследуемого препарата оценивалась по кинетическому критерию анти-оксидантной активности К (мкмоль/л-мин), который отражает количество прореагировавших с образцом кислородных форм, следствием чего является эффективность взаимодействия образца с кислородными радикалами и определяется по формуле:
C I
K = —2-^(1---------•—) ,
T I
нач
где Со2 - концентрация кислорода в исходном растворе без вещества, мкмоль/л; Ij - текущее значение предельного тока ЭВ О2, мкА; 1нач - значение предельного тока ЭВ О2 в отсутствии вещества в растворе, мкА; T - время протекания процесса, мин.
Антигрибковые свойства гуминового комплекса исследовали методом двукратных серийных разведений их в жидкой питательной среде Сабуро [5].
В качестве тест-культур использовали основных возбудителей наиболее часто встречающихся грибковых заболеваний (дерматофитии, кандидоз, аспергилез).
Штаммы Aspergillus niger 163/3685, Candida albicans 4337, Trichophyton rubrum ВКПГ-268, Microsporum canis ВКПГ-326/316, Trichophyton mentagrophytes var. Interdigitale ВКПГ-268 были предоставлены отделом микологии центрального кожно-венерологического института Министерства здравоохранения РФ (Москва) и Российским центром по глубоким микозам и микогенной аллергии (Санкт-Петербург).
Контролем в проводимых исследованиях служили пробирки с питательной средой и 0,1 мл растворителя, засеянные по 0,2 мл культуры патогенных грибов. Посевы (опытные и контрольные) инкубировали в термостате при температуре 37 °С. Визуальный учет культур проводили для Aspergillus niger и Candida albicans через 48 ч, для Trichophyton rubrum, Trichophyton mentagrophytes и Microsporum canis через 6-7 суток.
За критерий антигрибковой активности принимали фунгистатический титр, который оценивали в мкг в 1 мл питательной среды. Фунгистатический титр - предельная концентрация вещества в питательной среде, при которой отсутствует видимый рост культуры при оптимальной температуре и заданной микробной нагрузке. Перспективными в противогрибковом отношении считали суммарные комплексы, которые ингибировали рост грибов в концентрации, не превышающей 31,2 мг/мл питательной среды.
Обсуждение результатов
По данным группового анализа (табл. 1) органического вещества низинного осокового торфа видно, что 50% органического вещества (ОВ) принадлежит гуминовым веществам, из которых гуминовых кислот 43,6%, что в 6,8 раз больше, чем фульвокислот (6,4%). Этот факт характеризует исследуемый торф как богатый источник гуминовых веществ, которые являются основными компонентами, определяющими свойства торфяных систем. К тому же именно эти соединения обладают значительной биологической активностью.
Выход щелочного гумата, полученного ультразвуковой экстракцией, составил 47,6%, что превышает выход щелочного гумата, получаемого по методу Бамбалова Н.Н (43,6%).
Результат исследования антиоксидантной активности представлен в таблице 2, из которой следует, что щелочной гумат обладает выраженным антиоксидантным действием (значение К составило 0,407 и 0,599 мкмоль/л при концентрациях 3,8-10-4 и 3,8-10-3 соответственно), сравнимым с эффектом препаратов сравнения - аскорбиновой кислоты и дигидрокверцетина. При этом при повышении концентрации экстракта на порядок наблюдается значительное повышение антиоксидантной активности.
Большое количество биохимических реакций в организме протекает при участии свободных радикалов, обладающих исключительно высокой химической активностью, а при различных патологических процессах равновесие образования и утилизации свободных радикалов нарушается и приводит к резкому возрастанию их уровня в организме, поражению клеточных структур, нарушению процессов жизнедеятельности.
Таким образом, гуминовый комплекс обладает антиоксидантной или антирадикальной активностью (он способен нейтрализовыватъ путем прямого взаимодействия различные формы активного кислорода и другие свободные радикалы, образующиеся в процессе метаболизма) и представляет собой перспективный природный источник для получения лекарственных средств, применение которых может стать важным звеном в профилактике и терапии различных заболеваний.
Изучение антигрибковой активности показали следующие результаты, представленные в таблице 3.
Таблица 1. Данные группового состава органического вещества низинного осокового торфа
месторождения «Темное» (% на ОВ)
Название группы Полученные данные,%
Битумы 5,1±0,24
Гуминовые вещества 50,0±0,31
Гуминовые кислоты 43,6±1,1
Фульвокислоты 6,4±0,45
Легкогидролизуемые вещества 17,1±1,8
Трудногидролизуемые вещества (целлюлоза) 7,3±0,1
Негидролизуемый остаток (лигнин) 20,4±0,3
Таблица 2. Антиоксидантная активность гуминового комплекса на фоне препаратов сравнения -аскорбиновой кислоты (АсКис) и дигидрокверцетина (ДГКвер)
Образец Сраб, г/мл К, мкмоль/л мин r Sr
Гуминовый комплекс 3,8-10'4 0,407 0,979 0,043
3,8-10'3 0,599 0,981 0,032
ДГКвер 3,85-10'5 0,589 0,989 0,032
1,92-10'4 0,781 0,987 0,038
АсКис 3,97-10'4 0,683 0,995 0,062
1,19-10'3 1,15 0,983 0,054
Примечание: С - концентрация препарата, К - коэффициент антиоксидантной активности, r - коэфс ициент корреля-
ции, Sr - относительное стандартное отклонение.
Таблица 3. Антигрибковая активность гуминового комплекса торфа (мкг/ мл)
Тест-микроорганизм
Препарат Trichoophyton rubrum Trichoophyton mentagrophytes Microsporium canis
Щелочной гумат 1/31,2 1/15,6-31,2 1/15,6-31,2
Препарат сравнения - 1/15,6-31,2 1/15,6-31,2 1/7,8-15,6
НИТРОФУНГИН
Примечание: исследуемый щелочной гумат в предельной концентрации (1000 мкг/мл) не задерживал рост Aspergillus niger, Candida albicans.
Изучение антигрибковых свойств выделенного комплекса показало отсутствие антигрибковой активности в отношении Aspergillus niger, Candida albicans. В то же время гуминовый комплекс проявляет выраженную активность в отношении возбудителей трихофитии и микроспории относительно препарата сравнения - нитрофунгина.
Таким образом, гуминовый комплекс может быть использован как альтернативный источник для получения на его основе новых препаратов для лечения трихофитии и микроспории. Кроме того, гуминовые вещества являются природными соединениями, вследствие чего они более доступны и безвредны, а также обладают минимальным количеством побочных эффектов. Грибковые заболевания часто сопровождаются хроническими заболеваниями печени, почек и других органов, и альтернативный метод лечения растительными средствами является оптимальным.
Выводы
1. Изучен групповой состав органического веществ торфа. Определено процентное содержание битумов (5,1%), гуминовых веществ (50,0), гуминовых кислот (43,6%), фульвокислот (6,4%), водорастворимых и легкогидролизуемых веществ (17,1%), трудногидролизуемого вещества (7,3%) и негидролизуемого остатка (20,4%).
2. Исследование антиоксидантной активности гуминового комплекса показало, что он способен ней-трализовыватъ путем прямого взаимодействия различные формы активного кислорода и другие свободные радикалы, образующиеся в процессе метаболизма, и представляет собой перспективный природный источник для получения лекарственных средств, обладающих антиоксидантной активностью.
3. Изучение антигрибковых свойств выделенного комплекса показало отсутствие активности в отношении Aspergillus niger, Candida albicans . В то же время гуминовый комплекс проявляет выраженную активность в отношении возбудителей трихофитии и микроспории относительно препарата сравнения - нитро-фунгина, что позволяет рекомендовать использование гуминового комплекса при альтернативном методе лечения трихофитий и микроспорий.
4. Полученные результаты позволяют рекомендовать торф для дальнейших химико-фармакологических исследований с целью разработки на его основе новых лекарственных препаратов.
Список литературы
1. Физика и химия торфа: учебное пособие / И.И. Лиштван, Е.Т. Базин, Н.И. Гамаюнов, А.А. Терентьев. М., 1989. 304 с.
2. Инишева Л.И., Архипов В.С., Маслов С.Г., Михантьева Л.С. Торфяные ресурсы Томской области и их использование. Новосибирск, 1995. 88 с.
3. Markov V.D., Ospennikova L.A., Skobeyeva Ye.I., Matukhina V.G., Inisheva L.I., Lapshina Ye.D., Mikhantyeva L.S. General review of West-Siberian mires // Global peat resources. Jyska. 1996. P. 203-207.
4. Патент России^ 01 № 27/48 №2001395. Вольтамперометрический способ определения антиоксидантов в жидких средах / Ю.А. Карбаинов, Е.И. Короткова и др. 1993.
5. Дмитрук С.Е, Коломиец Н.Э, Дмитрук В.С, Мальцева О.А. Грибковые заболевания и альтернативные возможности фототерапии // Бюллетень Сибирского отделения РАМН. Томск, 2001. С. 9-14.
Поступило в редакцию 15 апреля 2005 г.
