CC BY
22
УДК 577.15.08+606.61
*
Е.Е. Савельева, Э.Э. Досадина, А.А.Белов
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20 *E-mail: ABelov2004@ yandex.ru
АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ПЕРЕВЯЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ В МОДЕЛЬНОЙ СРЕДЕ
Исследована кинетика выхода антиоксидантных веществ с различных целлюлозных материалов содержащих и несодержащих иммобилизованные антиоксиданты в модельный буферный раствор (рН 6,2 при 37°С). Показано, что окисленные перйодатом целлюлозные материалы не содержащие введенных антиоксидантов обладают собственной антиоксидантной активностью, которая тем больше, чем больше количество альдегидных групп, и изменяется за счет гидролитической деструкции окисленного материала во времени.
Ключевые слова: антиоксиданты, целлюлоза, диальдегидцеллюлоза, гидролитическая деструкция, дигидрокверцитин, перевязочные материалы.
В настоящее время установлено, что возникновение и развитие широкого круга воспалительных заболеваний сопровождается активацией свободнорадикальных реакций (СРР) перекисного окисления липидов (ПОЛ), денатурации белков и нуклеиновых кислот. Образующиеся в клетке первичные радикалы (назовём их радикалами-инициаторами) могут инициировать вторичные свободнорадикальные реакции, вступая во взаимодействие с различными клеточными компонентами: белками, нуклеиновыми кислотами и липидами. В результате этих СРР происходит деградация молекул-мишеней с образованием более или менее стабильных продуктов реакций, идентификация и определение количества которых может быть параметром или маркёром, определяющим скорость СРР. В настоящее время хорошо известно, что возникновения и развитие широкого круга различных заболеваний сопровождается активацией СРР. Не составляют исключения и процессы, протекающие при заживлении ран. Широкое распространение синдрома активации СРР привело к тому, что в литературе появился термин «свободнорадикальные болезни» [1].
Раневые и ожоговые аппликации занимают значительное место среди всего ряда перевязочных и лечебных медицинских средств. Подобные материалы применяются локально, что подразумевает направленное действие активного вещества, способны ускорять процесс заживления и регенерации поврежденных тканей за счет препаратов, которые могут быть иммобилизованы в эти композиции [2].
В последние годы в литературе появились работы об использовании различных раневых покрытий с антиоксидантной активностью для лечения гнойных и других ран, а на фармацевтическом рынке появились препараты содержащие как антиоксиданты так и другие терапевтические средства [1,3]. Однако изучение антиоксидантных свойств раневых покрытий с иммобилизованными антиоксидантами и иными терапевтическими агентами малочисленны.
Существует очень большое количество методов определения антиоксидантой активности (АОА) жидкостей. Любая методика определения АОА какого-либо ингибитора СРР, смеси их или биологических жидкостей основывается на использовании некой модельной системы, которая включает в себя по крайней мере 2 компонента: механизм генерации определенного сорта свободных радикалов (СР) и систему их детектирования [3]. Введение в такую модельную систему перехватчика СР или веществ, влияющих на концентрацию или состояние ионов-катализаторов, что отразится на параметрах детектирующей системы. Для определения антирадикальной активности наших препаратов использовали реакцию со стабильным свободным радикалом 2,2-дифенил-1-пикрилгидразилом (ДФПГ) [4,5]. Исследования проведены с помощью регистрирующего спектрофотометра фирмы Shimadzu UV-2600 при длине волны 517нм в кюветах шириной 1 см. Раствор ДФПГ(0,2 Ммоль/л) фирмы «Aldrich» (ю = 97%, МВ- 394,33) готовили в 96% этаноле. К 2,0 мл каждого из полученных растворов серии приливали 2,0 мл раствора ДФПГ и после смешивания через 30 минут или другое заданное время регистрировали значения оптической плотности при X = 517 нм. В качестве контрольных проб использовали чистые растворители, в которых готовили рабочие растворы. Рабочие растворы готовили методом последовательных разбавлений. В работе использовались только свежеприготовленные растворы. Все белковые растворы, в которых образовывалась мутность, центрифугировались на ц/ф при 20°С в течении 20 мин при 14 000 об/мин. По формуле был рассчитан % ингибирования:
% Inhibition = (Лс(0пЛа(ч/(Лс(0)))-100, где AC(0) - оптическая плотность контрольного образца,
AA(t) - оптическая плотность исследуемого образца.
1 антиоксидантная единица активности (АОА) - это количество препарата, вызывающего 50%-ингибирование раствора ДФПГ в специальных условиях.
Была исследована АОА некоторых антиоксидантов, вспомогательных веществ и использованных целлюлозных перевязочных материалов. Полученные данные приведены в табл.1.
При исследовании АОА целлюлозных материалов определяли АОА как самих материалов (навеску образца заливали растворителем и потом добавляли раствор ДФПГ), так и продуктов их деструкции: навеску образца заливали растворителем и через заданное время отбирали аликвоту раствора и определяли ее АОА. Как видно из данных, представленных на рис.1, с увеличением времени инкубации растет количество переходящих в раствор низкомолекулярных фрагментов
(продуктов деструкции ДАЦ [6-8]), которые и обладают АОА. Взаимодействия между водными вытяжками исследуемых целлюлозных носителей и ДНСК не обнаружено, что свидетельствует об отсутствии редуцирующих веществ среди продуктов гидролитической деструкции на момент проведения эксперимента.
Таким образом препараты на основе окисленной перйодатом целлюлозы обладают не только хорошими хемосорбционными свойствами, но также и антиоксидантной активностью, что делает дальнейшую разработку раневых покрытий на их основе перспективным направлением в создании подобных материалов
Таблица 1. Величины АОА изученных препаратов
Препарат АОА, мг Препарат АОА, мг Препарат АОА, г Препарат АОА, г
Мексидол (вода) 0,785 Бромелаин (вода) 3,00 Ц(0,008)-72ч отсутствует ДАЦ(0,23)-Хт-Брм-Су§ 0,028
ДГКВ (вода) 0,025 ПК (вода) 3,74 ДАЦ(0,4)-2ч 0,64 ДАЦ(0,23)-ДГКВ 1,983
ДГКВ (этанол) 0,022 Хт(вода) 4,23 ДАЦ(1,2)-2ч 0,81 ДАЦ(0,23)-Хт 1,589
ДГКВ (ДМСО) 0,028 Хт(этанол) 5,22 ДАЦ(0,4)-72ч 0,07 ДАЦ(0,23)-Хт-ДГКВ 1,050
Цистеин (вода) 0,040 Хт-ДГКВ(вода) 0,02 ДАЦ(1,2)-72ч 0,01 ДМСО отсутствует
*в скобках указаны растворитель препарата и содержание альдегидных групп на носителе мМ/г.
Рис.1. Сравнительные иУ-У18 спектры продуктов гидролитической деструкции исследуемых систем в 1/15М фосфатном буфере (рН 6,2) при 37°С (в течение 15 минут и 72 часов)
2,000
1 ,500
1 ,000
0,500
0,000
1 90,00
300,00
400,00
Савельева Елизавета Евгеньевна, студент кафедры биотехнологии РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия,
Москва
Досадина Элина Эльдаровна, студент кафедры биотехнологии РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
Белов Алексей Алексеевич д.т.н., доцент кафедры биотехнологии РХТУ им. Д.И.Менделеева, Россия,
Москва
Литература
1. Медушева Е.О. Разработка, экспериментальное обоснование и внедрение в хирургическую практику раневых покрытий с комплексным некролитическим, антимикробным и антиоксидантным действием (экспериментальное исследование): Дисс. ... д-ра мед. наук. М., 2004.- 389 с.;
2. Луканина К. И. Разработка научных и технологических основ создания перевязочных средств из биодеструктируемых и биосовместимых волокнистых материалов на основе полилактида автореф. дисс на соиск уч ст канд. техн. наук. М., 2011. - 24 с.;
3. Толстых М.П., Луцевич О.Э., Ширинский В.Г. и др. Теоретические и практические аспекты заживления ран.-М.:Дипак, 2007.-96 с.;
4. P. Molyneux The Use of the Stable Free Radical Diphenylpicryl-hydrazyl (DPPH) for Estimating Antioxidant Activity // Songklanakarin J. Sci. Technol.-Vol. 26(2). - 2004. - P.211-219;
5. Glavind j.,j0rgensen O., Rast E. [et al.] Antioxidants in Animal Tissue // Acta Chemica Scandinavica. - Vol. 17(6). - 1963. - P.1635-1640;
6. M. Singh, A.R.Ray, P. Vasudevan. Biodegradation studies on periodate oxidized cellulose // Biomaterials. -Vol.3. - 1982. - P.16-20;
7. Гумникова В. И. Синтез диальдегиддекстрана и диальдегидкарбоксиметилцеллюлозы и их химические превращения// дисс. на соиск. уч. ст. канд. хим. наук, РХТУ 2014, с.137;
8. Charles J. Knill, John F. Kennedy Degradation of cellulose under alkaline conditions //Carbohydrate Polymers 2003, Vol. 51, Р. 281-300.
SavelyevaElizavetaEvgenyevna, DosadinaElinaEldarovna, Belov Alexey Alexeevich*
D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia.
*e-mail: abelov2004@ yandex.ru
ANTIOXIDANT ACTIVITY OF CELLULOSE DRESSING MATERIALS IN A MODEL ENVIRONMENT
Abstract
We studied a kinetics of release of antioxidant compounds from different cellulose materials containing and non-containing immobilized antioxidants in a model buffer solution (pH 6.2, 37°C). We showed that cellulose materials oxidized by periodate and non-containing additional antioxidants also possess antioxidant activity that is increasing with an increase of number of aldehyde groups and altering due to hydrolytic destruction of an oxidized material.
Key words: antioxidants; cellulose; dialdehyde cellulose; hydrolytic destruction; taxifolin; dressing materials.
