Научная статья на тему 'Изучение жирнокислотного состава и антимикробной активности суммарных экстрактов липидов зеленых микроводорослей'

Изучение жирнокислотного состава и антимикробной активности суммарных экстрактов липидов зеленых микроводорослей Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
415
113
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МИКРОВОДОРОСЛИ / ЛИПИДЫ / ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ / АНТИМИКРОБНАЯ АКТИВНОСТЬ / МИКРОБАЛДЫРЛАР / ЛИПИДТЕР / ПОЛИқАНЫқПАғАН МАЙ қЫШқЫЛДАР / АНТИМИКРОБТЫ АКТИВТіЛіГі / MICROALGAE / LIPIDS / POLYUNSATURATED FATTY ACIDS / ANTIMICROBIAL ACTIVITY

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Оразова С.Б., Карпенюк Т.А., Шарипов К.О., Азимханова Б.Б., Гончарова А.В.

Биологически активные вещества микроводорослей обладают антибактериальным, противогрибковым, противовоспалительным, иммуномодулирующим и другими полезными свойствами. Например, в литературе показано, что полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) водорослей в результате метаболизма образуют производные, угнетающие рост патогенных микроорганизмов, развивающихся в гнойных ранах. Поэтому липидные экстракты микроводорослей являются перспективным сырьем для создания лечебно-профилактических средств. В работе была изучена антимикробная активность липидных фракцийзеленых микроводорослей Chlorococcum infusionum, Chlorococcum sp., Scenedesmus obliquus в отношении следующих штамммов патогенных микроорганизмов: Staphylococcus aureus, Methicillin-resistant S. aureus, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans, Candida krusei, Candida glabrata.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Оразова С.Б., Карпенюк Т.А., Шарипов К.О., Азимханова Б.Б., Гончарова А.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Изучение жирнокислотного состава и антимикробной активности суммарных экстрактов липидов зеленых микроводорослей»

K.K. Kozhanova, A.Z.Mukhamedsadykova, C.K.Mukhamediyarova, U.T.Mukhamedsadyk, S.N.Kuralbek

S.D. Asfendiyarov Kazakh National Medical University, Almaty, Kazakhstan

THE MARKETING ANALYSIS OF STERILE DRUGS IN THE PHARMACEUTICAL MARKET OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN

Resume: In this article, carried out market analysis of sterile medicinal products in the pharmaceutical market of the Republic of Kazakhstan. Development of pharmaceutical and medical manufacturing, has adopted a state programme. For the implementation of this program concluded marketing research, studied the production efficiency, quality and competitiveness of products. The performance increase of domestic drugs with the analysis were proved the achievement of high quality. Keywords: pharmaceutical market, the sterile drug manufacturer, marketing analysis,sterilization.

УДК: 579.26.

С.Б. Оразова2, Т.А. Карпенюк2, К.О. Шарипов1, Б.Б. Азимханова1, А.В. Гончарова2

Казахский Национальный медицинский университет им. С.ДАсфендиярова1 Казахский Национальный Университет им. Аль-Фараби2 Казахстан, г.Алматы

ИЗУЧЕНИЕ ЖИРНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА И АНТИМИКРОБНОЙ АКТИВНОСТИ СУММАРНЫХ ЭКСТРАКТОВ ЛИПИДОВ

ЗЕЛЕНЫХ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ

Биологически активные вещества микроводорослей обладают антибактериальным, противогрибковым, противовоспалительным, иммуномодулирующим и другими полезными свойствами. Например, в литературе показано, что полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) водорослей в результате метаболизма образуют производные, угнетающие рост патогенных микроорганизмов, развивающихся в гнойных ранах. Поэтому липидные экстракты микроводорослей являются перспективным сырьем для создания лечебно-профилактических средств.

В работе была изучена антимикробная активность липидных фракцийзеленых микроводорослей Chlorococcum infusionum, Chlorococcum sp., Scenedesmus obliquus в отношении следующих штамммов патогенных микроорганизмов: Staphylococcus aureus, Methicillin-resistantS. aureus, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans, Candida krusei, Candida glabrata. Ключевые слова: микроводоросли, липиды, полиненасыщенные жирные кислоты, антимикробная активность.

Введение. Микроводоросли содержат в своем составе множество биологически активных веществ (БАВ): полиненасыщенные жирные кислоты омега-3 типа, производные хлорофилла, полисахариды, стерины, витамины, каротиноиды, макро- и микроэлементы и другие соединения. БАВ из микроводорослей обладают противоопухолевым, онкопрофилактическим,

антимутагенным, радиопротекторным,

гиполипидемическим, гипотензивным, антикоагулянтным, антимикробогенным, противовирусным,

антибактериальным, противогрибковым,

противовоспалительным, иммуномодулирующим и другими полезными свойствами [1]. В литературе показано, что полиненасыщенные жирные кислотыводорослей в результате метаболизма образуют производные, угнетающие рост патогенных микроорганизмов, развивающихся в гнойных ранах. Например, незаменимая для животных и человека полиненасыщенная жирная кислота омега-6 типа (линолевая) обладает противовоспалительным действием, что делает её лечебной при некоторых заболеваниях кожи[2]. В норме линолевая кислотапредставляет собой источникгамма-линоленовой кислоты, из которой клетки кожи могут образовывать вещества, блокирующие боль, зуд и воспаление. К симптомам недостатка линолевой кислоты в рационеотносятся:экземоподобные состояния кожи, выпадение волос, восприимчивость к инфекциям, плохое заживление ран, бесплодие у мужчин, выкидыш у женщин, артриты, проблемы с сердцем и системой кровообращения, задержки роста [3]. Исходя из изложенного становится очевидным, что липидные экстракты микроводорослей, богатые полиненасыщенными жирными кислотами являются перспективным сырьем для создания лечебно-профилактических средств.

Большим преимуществом водорослей является их физиолого-биохимическое разнообразие и лабильность химического состава, позволяющие осуществлять управляемый биосинтез ценных химических природных соединений.

Целью данного исследования является изучение антимикробной активности липидов зеленых

микроводорослейChlorococcum infusionum, Chlorococcum sp., Scenedesmus obliquus.

Материалы и методы: объектами исследования были суммарные фракции липидов, полученные из зеленых микроводорослей Chlorococcum infusionum, Chlorococcum sp., Scenedesmus obliquus коллекции лаборатории экологической биотехнологии НИИ «Проблем экологии»КазНУ им. аль-Фараби, отличающиеся высоким содержанием ПНЖК таких, кака-линоленовая, гексадекатетраеновая и линолевая кислоты. Водоросли (Chlorococcum infusionum, Chlorococcum sp, Scenedesmus obliquus)культивировали в накопительном режиме, при 16-часовом фотопериоде. Интенсивность света на поверхности раствора составляла 8 кЛк. Температура среды колебалась в диапазоне 22 - 25 °С.В качестве питательной среды использовали среду

Фитцджеральда[4].Выращивали микроводоросли в литровых конических колбах. Объём среды в колбах составлял 0,35 л при высоте слоя раствора 18 см.После культивации, микроводоросли высушивали в термостате при температуре воздуха + 30 °С. Экстракцию липидов из клеток микроводорослей осуществляли по

модифицированному методу М. Кейтс[5]. Клетки водорослей подвергали сухо-воздушной сушке, затем в пробах весом 0,1-0,2 г предварительно дезактивировали ферменты изопропиловым спиртом (5 мл) при температуре 80 °C в течение 15 минут. Затем пробы гомогенизировали с 5 мл смеси хлороформ-этанол (1:1).

Хроматографическое разделение жирных кислот проводили на газовом хроматографе. Для проведения анализа использовали этиловые эфиры жирных кислот. Для их получения пробы липидов тщательно перемешивали и растворяли в гексане (0,1±0,02 г продукта: 2,0 мл гексана). В полученный раствор пипеткой добавляли 0,1 мл раствора этилата натрия в этаноле молярной концентрации 2 моль/дм3, закрывали пробирку пробкой. После интенсивного перемешивания в течение 2 мин реакционную смесь отстаивали 5 мин и верхний слой, содержащий этиловые эфиры, фильтровали через бумажный фильтр. Полученный раствор использовали для хроматографии [6].Хроматографическое разделение эфиров жирных кислот проводили на газовомхроматографеGC-2010 Plus, Shimadzu(Япония). Температура испарителя 250°C,

Вестник КазНМУ №3-2017

241

детектора -250°С, колонки - 90 °С. Программирование 5 °С/мин до 240, изотерма 40 мин. Программа обработки хроматограмм-СС5о1ийоп

В качестве внутреннего стандарта была добавлена гептадекановая кислота. Эфиры жирных кислот были идентифицированы по результатам ко-хроматографии с аутентичными стандартами (SigmaCo., Пики,

площадь которых составила меньше 0,1% от суммарной площади пиков, представленных на хроматограмме, в дальнейшем анализе результатов не учитывались. Для изучения антимикробной активности липидных экстрактов микроводорослей использовали метод серийных разведений в бульоне [7].Использовали следующие штаммы микроорганизмов: Staphylococcusaureus АТСС 29213, MethicШin-resistant S. aureusATCC 43300,

Pseudomonasaeruginosa АТСС 27853, CandidaalbicansАТТС 90028, CandidakruseiATCC 6258,CandidaglabrataATTC 90030. Статистическую обработку результатов проводили стандартными методами в программе М1сго8ойЕхсе1-2007. Результаты и их обсуждение. Эксперименты проводили натрех видах зеленых микроводорслей, которые отличаются относительно высоким содержанием липидов -Chlorococcum infusionum, Chlorococcum sp, Scenedesmus obliquus. Интерес к липидной фракции микроводорослей связан с тем, что входящие в их состав ненасыщенные длинноцепочечные жирные кислоты, являясь лабильными реакционно-способными веществами, в результате метаболизма могут образовывать токсические производные, способные угнетать рост других организмов, в частности патогенных микроорганизмов, развивающихся в гнойных ранах. В связи с этим нами проведено изучение

жирнокислотного состава суммарной фракции липидов микроводорослей и их антимикробного потенциала. Полученные данные свидетельствуют о том, что в составе жирных кислот у выбранных для анализа видов зеленых водорослей присутствуют кислоты ряда С14-С20. Основную массу кислот в суммарной фракции липидов составляют непредельные кислоты, а взятые для анализа виды различаются по соотношению моно- и полиеновых жирных кислот. Среди полиеновых кислот доминирует а-линоленовая (С18:3п-3), гексадекатетраеновая (С16:4) и линолевая (С18:2) кислоты. По физиологическому действию на организм линолевую кислоту считают основной, она по биологической активности превышает линоленовую в 8-10 раз. Линолевая, линоленовая, гексадекадиеновая (С16:2) и гексадекатриеновая (С16:3) кислоты являются незаменимыми для животных и человекаи входят в состав комплекса витамина F. Линолевая кислота, относящаяся к жирным кислотам семейства п-6(омега-6), является структурным компонентомклеточных мембран, регулирует обмен холестерина, участвует в образовании тканевых гормонов - простагландинов, является биохимическим предшественником линоленовой и арахидоновой кислот. Линоленовая кислота относится к жирным кислотам семейства п-3 (омега-3), которые проявляют антиаритмическое, гипотензивное, гипокоагуляционное, антиагрегантное, противовоспалительное и

иммуномодулирующее действие. Среди насыщенных жирных кислот у всех культур зеленых протококковых микроводорослей во фракции суммарных липидов преобладает пальмитиновая кислота (С1&0).

Жирная кислота/культура микроводорослей Scenedesmus obliquus Chlorococcuminfusionum Chlorococcum sp.

С14:0 5,0% 0,8% 0,6%

С14:1 0,4% 0,4% 0,9%

014:0 0,9% 0,8% -

С15:0 1,3% 0,3% 1,6%

С16:0 12,8% 13,4% 13,6%

С16:1п9 4,3% 4,8% 6,2%

С16:1п7 7,1% 2,5% 3,8%

С16:2п6 5,4% 5,0% 7,0%

С16:3п3 1,4% 3,1% 1,7%

С16:4п3 11,6% 9,8% 10,6%

С18:0 1,2% 1,1% 1,3%

С18:1п9 6,0% 12,4% 9,5%

С18:1п7 1,1% - -

С18:2п6 10,8% 11,4% 12,3%

С18:3п6 0,6% 1,0% 0,8%

С18:3п3 28,1% 21,5% 20,8%

С18:4п3 1,8% 2,9% 1,7%

С20:1 - 2,1% 2,1%

Был проведен скрининг по определению антимикробной активности суммарных экстрактов липидов микроводорослей (таблица 2).

Таблица 2 - Скрининг суммарных липидных экстрактов микроводорослей на антимикробную активность

Исследуемый экстракт микроводорослей Ингибирование роста, % (исследуемая концентрация образца 50 мкг / мл)

C glabrata C albicans C krusei S. aureus MRS P. aeruginosa

Chlorococcum infusionum 2 0 11 59 52 89

Chlorococcum sp 18 43 39 0 0 43

Scenedesmus obliquus 34 32 25 90 11 17

Примечание - образцы с ингибированием <50 % рассматривались, как неактивные

Было установлено, что липидные экстракты микроводорослей обладают избирательной антимикробной активностью. Например, экстракт микроводоросли Chlorococcum sp. не проявил высокой антимикробной активности ни к одному штамму микроорганизмов. Максимально подавление роста - 43%, наблюдалось в отношении штаммов C. albicans и P. aeruginosa, тогда какэкстракты, ингибирующие рост микроорганизмов меньше чем на 50 %, рассматриваются в литературе как неактивные.Экстракт, выделенный из зеленой микроводоросли Scenedesmus obliquus, показал антимикробную активность (90%) ингибирования в отношении штамма S.aureus. В отношении остальных штаммов ингибирование составляло меньше 34%.

Липидный экстракт микроводоросли Chlorococcum infusionum проявил наибольшую антимикробную активность и подавлял рост трех штаммов патогенов: Methicillin-resistant S. aureus на 52%, S. aureus на 59% и P. aeruginosa на 89%. Ни один из суммарных экстрактов липидов не показал активности по отношению к представителям дрожжей рода Candida.

Заключение. Таким образом, показано, что липиды зеленых микроводорослей Chlorococcum infusionum Scenedesmus obliquus обладают противомикробной активностью в отношении некоторых патогенных бактерий и могут быть использованы для создания лечебно-профилактических средств.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Patterson G.M.L., Larsen L.K., Moore R.E. Bioactive natural products from blue-green algae // Journal of Applied Phycology. - 1994. - № 6. - Р. 151-157.

2 Adesina AJ (2012) Classification, Biosynthesis and health implications of n-3 and n-6 PUFAs, J Pharm Biomed Sci, 20(08):1-12

3 Nazarov PE, Myagkova GI, Groza NV (2009) Polyunsaturated fatty acids as universal endogenic bioregulators, Bulletin of MSUTCT, 49(5):3-19

4 Сиренко Л.А., Сакевич А.И., Осипов Л.Ф. Методыфизиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике. - Киев: Наукова думка, - 1975. - 245 с.

5 Кейтс М. Техника липидологии. - М.: Мир, 1975. - 234 с.

6 ГОСТ Р51486-99. Масла растительные и жиры животные. Получение метиловых эфиров жирных кислот. - Москва: Изд-во стандартов, 1999. - 6 с.

7 NCCLS: Methods for dilution antimicrobial susceptibility test for bacteria that grow aerobically, approved Standard - Seventh edition; Document M7-A7, 2006. - 26 p.

С.Б. Оразова2, Т.А. Карпенюк2, К.О. Шарипов1, Б.Б. Азимханова1, А.В. Гончарова2

СЖАсфендияров атындагы Казац ¥лттъщ Медицина Университетi1 Аль-Фараби атындагы Казац ¥лттыц Университетi2

tywh: Микробалдырлардыц биологиялык актива заттары антибактериалдык, кышымага карсы, кабынуга карсы , иммунтурлендруш1 жэне тагы баска ;асиеттерд1 корсетед. Мысалы, гылыми эдебиетте микробалдырлардыц полицаныцпаган май кышкылдары ¡рщд жараларда кездесетш патогенды микроорганизмдерге карсы эсер кврсетедь Сондыктан, микробалдырлардыц липид экстракттары емдеу-профилактикалы; заттарды вндруге перспективалы; шигазат болуы мумюн. Бул жумыста Chlorococcum infusionum, Chlorococcum sp., Scenedesmus obliquus жасыл микробалдырлар липид экстракттарыныц Staphylococcus aureus, Methicillin-resistant S. aureus, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans, Candida krusei, Candida glabrata патогенд микроорганизмдер штаммдарына карсы антимикробты активтШп зерттелдь

сездер: микробалдырлар, липидтер, поликаныкпаган май кышкылдар, антимикробты активтШп.

S.B. Orazova2, T.A. Karpenyuk2, K.O. Sharipov1, B.B. Azimkhanova1, A.V. Goncharova2

Asfendiyarov Kazakh National Medical University1 Al-Farabi Kazakh National University2

Resume:. Biologically active substances of microalgae have antibacterial, antifungal, anti-inflammatory, immunomodulating and other useful properties. For example, the literature shows that polyunsaturated fatty acids of algae as a result of metabolism form derivatives that inhibit the growth of pathogenic microorganisms developing in purulent wounds. Therefore, lipid extracts of microalgae are promising raw materials for the creation of therapeutic and prophylactic agents.

The antimicrobial activity of the lipid fraction of green microalgae Chlorococcuminfusionum, Chlorococcum sp., Scenedesmusobliquus was studied for the following strains of pathogenic microorganisms: Staphylococcus aureus, Methicillin-resistant S. aureus, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans, Candida krusei, Candida glabrata. Keywords: microalgae, lipids, polyunsaturated fatty acids, antimicrobial activity.

UDC 615.451.21 - 012:615.282:615.322

G.Zh. Omarova, S.K. Zheterova, K.A. Sarsenova, U.T. Mukhamedsadyk , U.B. Derbisbekova, A.A. Seidan

Asfendiyarov Kazakh National Medical University

DEVELOPING THE COMPOSITION OF ANTIFUNGAL SPRAY BASED ON MEDICINAL PLANT RAW MATERIALS

The review represents the outcomes of the researches, carried out upon developing the composition of antimycotic spray on the basis of medicinal plant primary materials. The optimal composition of spray with antifungal activity was developed and its research methods were proposed. Keywords: medicinal plant, raw product, phytocomposition, fungal infections, spray

Introduction. The history of mycoses originates from ancient times. Thus, for instance, the scientists as Hippocrates, Galen and Paracelsus described such mycoses types as milk-fever, Celsus' kerion and favus [1]. Mycosis outbreak observed in the second part of the XX-th century, when population migration and life conditions change in the industrial countries caused

dermatomycosis spreading. The situation did not change even after introducing the efficient antifungal agents. Annually, there is consistently growing the number of new mycotic causative agents, complicating course of many diseases and treatment modes in surgical and therapeutic branches [1,2]. For the time being, according to the WHO's statistical data, the

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.