Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ МЕХАНОХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ЛИШАЙНИКОВ РОДА CLADONIA

Аньшакова В. В.,

3.3. Комплексообразование лишайниковых олигосахаридов с различными видами фармаконов

Результатом механохимической активации наряду с образованием наноразмерных частиц является образование β-олигосахаридных молекул (активного наполнителя) за счёт расщепления части β-гликозидных связей в лишайниковых β-полисахаридах. ЯМР-спектрограммы, приведенные в разделе 2.2 и ИК-спектры, проанализированные в разделе 3.1 подтверждают частичную деструкцию β-полисахаридов до более водорастворимых β-олигосахаридов в результате механоактивации. Этот факт также подтвержден анализом водорастворимых углеводов по методу восстанавливающих концов в экстрактах слоевищ лишайников после грубого измельчения либо механохимической активации. Принцип метода заключается в том, что углеводы под действием концентрированной серной кислоты дегидратируются (пентозы до фурфурола гексозы – до метил фурфурола). Эти вещества конденсируются с антроном, образуя соединение, окрашенное в голубовато-зеленый цвет. Оптическая плотность окрашенного раствора находится в линейной зависимости от содержания углеводов.

Содержание водорастворимых углеводов (продуктов гидролиза части β-гликозидных связей в лишайниковых β-полисахаридах) в пробах лишайника рода Cladonia составило 4,61 мг/г сухого образца грубого помола и 33,48 мг/г сухого механоактивированного сырья. (образцы 9 и 10 в табл. 13, рис. 26). Т.е. механоактивация слоевищ лишайников приводит к увеличению концентрации водорастворимых β-олигосахаридов в 7,2 раза.

Таблица 13

Содержание легкогидролизуемых углеводов в пробах лишайника рода Cladonia и биокомплексах на его основе

Рис. 26. Содержание водорастворимых углеводов в экстрактах:
1 – слоевищ лишайников рода Cladonia, комплексов; 2 – ягель:цефазолин (100:1);
3 – ягель: пенициллин (100:1); 4 – ягель:родиола (10:1);
5 – ягель:рододендрон (10:1), мг∙эквив глюкозы/гткани

Также механохимическая активация способствует последующему протеканию твердофазных реакций с образованием супрамолекулярного комплекса между активным наполнителем и фармаконом (лишайниковые кислоты, либо известный фармпрепарат), схема которых представлена на рис. 27.

Рис. 27. Схема межмолекулярных взаимодействий усниновой кислоты с β-олигосахаридами

Дополнительное введение «активного вещества» (пенициллина, цефазолина – антибиотика цефалоспоринового ряда в соотношении 1 % по массе, либо тканей родиолы розовой, рододендрона золотистого в соотношении 10 % по массе) в процесс механохимической активации приводило к эффективному снижению содержания водорастворимых гликозидов в механоактивированных биокомплексах на основе ягеля (см. рис. 26).

Причем при уменьшении массовой доли тканей родиолы розовой или рододендрона золотистого с 10 до 1 % регистрируемое содержание водорастворимых лишайниковых гликозидов вновь увеличивалось с 13,2–14,5 до 25–28 мг∙эквив
глюкозы/гткани. Это указывает на то, что, образующиеся в процессе механоактивации лишайниковые β-олигосахариды, могут образовывать комплексы с «активным веществом» в том же процессе механоактивации. При этом функциональные группы водорастворимых β-олигосахаридов оказываются связанными в комплексы с «активным веществом» и не титруются по методу «восстанавливающих концов». Т.е. эти результаты подтверждают предположение о том, что при механоактивации смеси слоевищ лишайников и добавляемого источника действующего вещества происходит одновременное образование β-олигосахаридов («активного наполнителя») и комплексообразование их с фармаконом (дополнительно вносимым физиологически активным веществом (ФАВ) – например, препаратом антибиотика, либо его источником – например, тканями лекарственных растений). Такие слабые межмолекулярные взаимодействия приводят к образованию комплекса бифильного характера, создавая тем самым оптимальные условия для диффузионного процесса, повышая биодоступность фармакона, что и способствует увеличению его
биоактивности.

Преимуществами лишайниковых β-олигосахаридов, как «активного наполнителя» и «транспортного средства для «фармакона, являются:

– не гидролизуемость в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), т.к. они содержат прочные β-гликозидные связи);

– хорошая всасываемость из ЖКТ в кровь, благодаря своему бифильному строению и размерам;

– легкая транспортируемость через клеточные мембраны за счет своих размеров и того, что по структуре они являются аналогами олигогликозидных фрагментов гликокаликса клеточных мембран.

Кроме того, слоевища лишайников содержат комплекс природных лишайниковых кислот, проявляющих антибактериальные свойства. Благодаря этому образующиеся супрамолекулярные комплексы обладают высокой стерильностью. В нашем случае спектр фармакологической активности наполнителя дополнен детоксикационной функцией, будучи активным сорбентом, он одновременно элиминирует из организма экзо- и эндотоксины различной этиологии.

Эффект комплексообразования с микроэлементами за счет механохимической активации слоевищ лишайников при гастральной и энтеральной экстракции оценивали по данным элементного анализа. Изменения в химическом микроэлементном составе контрольных и механохимически активированных биокомплексов ягель/родиола и ягель/рододендрон показаны на рис. 28, где приведен коэффициент экстракции микроэлементов (МЭ), представляющий отношения содержания МЭ в экстрактах механоактивированного биокомплекса к содержанию микроэлементов в экстрактах контрольного образца (без механохимической активации).

Общая тенденция изменений в химическом составе гастроэнтеральных экстрактов контрольных и механохимически активированных биокомпозитов заключается в том, что последующая экстракция модельными средами, во-первых, практически не извлекает небиогенный Sr, что очень важно. Во-вторых, переход биогенных микроэлементов в водорастворимую форму наблюдается по большей части у образцов, подвергшихся механохимической активации, в отличие от биокомплексов грубого помола. Из биокомплекса ягеля с рододендроном активнее экстрагируются ионы Mn, Ni, Zn, Cu, из биокомпозита ягеля с родиолой – ионы Cr, Fe, Mn, Mg, Zn (см. рис. 28).

Рис. 28. Влияние механоактивации биокомплексов на гастроэнтеральные экстракции микроэлементов:
А – для биокомплекса ягель:родиола; Б – для биокомплекса ягель:рододендрон

По-видимому, повышение степени экстракции микроэлементов из биокомплексов при их механохимической активации обусловлено тем, что при частичном гидролизе β-полисахаридов увеличивается число ОН-групп и фенольные группы превращаются в фенолятные, при этом проявляя себя как комплексообразователи с ионами металлов.