Часть дипломной работы на тему Выделение биологически активных веществ из листьев осины обыкновенный.

Содержание:

Введение. 4

1 Теоретические основы и достижения по выделению
биологически активных веществ из листьев осины обыкновенной. 8

1.1 Классификация БАВ растительного происхождения и
технологии извлечения фитопрепаратов. 8

1.2 Методы анализа БАВ.. 17

1.3 Основные современные физико-химические методы
выделения БАВ из растительного сырья. 23

1.3.1 Методы выделения и концентрирования из природного
сырья. 24

1.3.2 Физико- химические методы определения. 30

1.4 Целесообразность и специфика выделения БАВ из листьев
осины.. 30

Библиографический список. 37

Приложение 1. 50

Приложение 2. 51

Введение:

государства и граждан за недопущение вреда[1]
по основным жизненным показателям людей и природы, имеет особое значение при
организации ответственного и профессионального фармацевтического оборота[2]
БАВ.

Расширение роли Российской Федерации в ЕАЭС, и
возрастание объемов участия в международном обороте высоко востребованных лекарственных
растительных препаратов (ЛРП), ставит вопрос овладения более широкой и
современной нормативной базой Союза и ВОЗ. Сфера обращения лекарственных
средств и БАВ (биологически активных веществ) относится к одной из самых
инновационно ориентированных[3].
Разработка новых, ранее неизвестных групп лекарств, медицинских изделий,
методов извлечения требует введения новых исследовательских подходов. Сейчас
мир переходит от традиционного производства, ориентированного на кооперацию
промышленных площадок, к так называемому непрерывному производству в цикле
«синтез-производство-контроль» (CMC-process).

Традиционные подходы к контролю для CMC-производств являются
неэффективными. Если процесс от синтеза субстанций до получения готового
продукта осуществляется стабильно и непрерывно, он валидирован и отсутствуют
отклонения в заданных «контрольных точках», то нужно пересмотреть подходы к
контролю промежуточных продуктов, и там, где это обоснованно, от излишнего
контроля можно будет отказаться. Биотехнологическая революция не только
подарила новые лекарства, специфичные для человека, но и исключила возможность
их классического изучения на животных моделях, принципиально усилив роль
генетики и молекулярных исследований. Биологически активные
вещества (БАВ) — (греч. Bios – жизнь, значит связь с жизненными процессами, и
соответствует слову «биол.» + лат. Activus – активный, то есть вещество,
которое имеет биологическую активность) – это соединения, которые в результате
своих физико-химических свойств имеют определенную специфическую активность и
выполняют, изменяют или влияют на каталитическую (ферменты, витамины,
коферменты), энергетическую (углеводы, липиды), пластическую (углеводы, липиды,
белки), регуляторную (гормоны, пептиды) или иные функции в организме.

Стоит заметить, что БАВ влияют на функциональное
состояние организма не только за время своего пребывания в организме в
необходимой для этого концентрации, но и в долгосрочной перспективе, изменяя при
регулярном приеме «биохимизм», то есть биохимический гомеостаз (В. Кэннон, 1932)[4].
Смысл словосочетания может существенно меняться в зависимости от сферы
применения.

В научном смысле (роль в нейрофизиологическом,
психическом, химическом процессах) – БАВ обеспечивают повышение активности
жизненных процессов организма. Иными словами, биологически активное воздействие
– это биохимические, физиологические, генетические и другие изменения, происходящие
в живых клетках и организме в результате действия БАВ.

Полностью индифферентные вещества в природе
отсутствуют. Все вещества выполняют некие функции в организме человека,
животных, растений, или используются для достижения определенных эффектов. Например, вода, связанная с метаболическими функциями
живой клетки, является активным участником транспортировки питательных веществ
и продуктов обмена в организме, субстратом ряда ферментативных реакций. Сила биологического
действия некоторых веществ уменьшается с увеличением их растворимости в воде.
Существует связь между способностью к биологическому воздействию, и
распределением веществ в системе вода-липид.

В условиях пандемии нового типа коронавируса, роль препаратов на основе
БАВ приобретает исключительное значение. В этой связи в мире происходит
непрерывное обновление законодательства в сфере обращения лекарственных средств
и лабораторных практик. В 2020-2022 годах в Комиссии ЕАЭС запланировано
обновление ряда документов по надлежащим практикам (GxP) в сфере лабораторных
исследований и обращения лекарственных средств, правил регистрации
лекарственных средств и медицинских изделий, требований к инспектированию
фармпроизводств.

Издавна известны антимикробные, вяжущие, противовоспалительные и репаративные
свойства коры, почек, листьев, молодых ветвей осины дрожащей (Populus tremula
L.) семьи ивовые (Salicaceae) рода Populus. Осина широко распространена в
районах с умеренным и холодным климатом Европы и Азии, что обуславливает
доступность сырья и широкий интерес к его использованию в различных регионах
мира[5].
В современной научной медицине определены антиоксидантные,
противовоспалительные, противоболевые, ранозаживляющие и антиульцерогенные свойства
экстрактов растения. Однако, не смотря на наличие большого количества БАВ и
широкую распространенность, осина довольно редко используется в современной
медицине, что обуславливает возрастающий интерес исследователей к ее составу и
вариантам применения[6].

При рубках осины, отход в виде коры и
листьев достигают сотен тонн[7].
На основе экстрактов растения синтезированы ряд лекарственных средств. Среди
них наиболее исследован немецкий препарат Фитодолор-Н. У этого препарата
определены выраженные противовоспалительные, обезболивающие, противоотечные, антиоксидантные
свойства, сравнимые с известными ненаркотическими обезболивающими средствами[8].
Эффективность этого препарата подтверждены методами доказательной медицины[9].
Исследования показали, что препараты листьев и коры осины относятся к IV классу
опасности (нетоксичные)[10].

Целью работы является рассмотрение
современных физико-химических методов определения и выделения БАВ из листьев
осины обыкновенной.

 Для
достижения данной цели, следует поставить следующие задачи:

1. Систематизировать литературные данные
по классификации БАВ растительного происхождения и технологиям извлечения
фитопрепаратов.

2. Рассмотреть методы анализа БАВ;

3. Проанализировать основные современные
физико-химические методы выделения БАВ из растительного сырья;

4. Обосновать целесообразность и специфику
выделения БАВ из листьев осины.

При написании работы применены
сравнительно-аналитический, проблемный и нормативно-типологический методы.
Структура работы включает: содержание, введение, основную часть из __разделов, заключение,
библиографический список. [1] Гражданский
кодекс Российской Федерации (часть первая): Федеральный закон от 30 ноября 1994
года № 51-ФЗ [2] Федеральный
закон от 21.11.2011 N 323-ФЗ (ред. от 29.07.2017) "Об основах охраны
здоровья граждан в Российской Федерации"// СПС Консультант плюс. [3] Приказ
Минпромторга РФ от 23.10.2009 № 96 «Об утверждении Стратегии развития
фармацевтической промышленности Российской Федерации на период до 2020 года». [4] Kuznick, Peter. "The Birth of Scientific
Activism". Bulletin of the Atomic Scientists, December 1988. Р.39. URL:
https://books.google.com.ua/books?id=ugYAAAAAMBAJ&pg=PA39&lpg= PA 39&dq
=walter+cannon+radical+scientist&source=bl&ots=N6oiA8fgx4&sig=pwsr7hm0howACU
3MzV65XXt41U4&hl=en&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q=walter%20cannon%20radical%20scientist&f=false. [5] Осина // Малый
энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 4 т. – СПб., 1907-1909. URL: https://ru.wikisource.org/wiki/%D0%9C%D0%AD%D0%A1%D0%91%D0%95/%D0%9E
%D1%81%D0%B8%D0%BD%D0%B0. [6] Кароматов И.Дж.,
Расулова Х.Н. Осина — перспективы использования в медицине (обзор литературы)
// Биология и интегративная медицина. 2017. №3. С. 156-162. URL: https://cyber leninka.ru/
article/n/osina-perspektivy-ispolzovaniya-v-meditsine-obzor-literatury. [7] Брюханов В.М, Зверев Я.Ф., Турецкова В.Ф. и др. Изучение
лекарственной флоры Алтая и ее рациональное использование — перспективное
направление исследований в Алтайском государственном медицинском университете
// Сиб. мед. журн. 2004. Т. 19. С. 12-15. [8] Schempp H., Weiser D., Elstner
E.F. Biochemical model reactions indicative of inflammatory processes.
Activities of extracts from Fraxinus excelsior and Populus tremula —
Arzneimittelforschung. 2000, Apr., 50(4), 362-372. [9] Gundermann K.J., Müller J.
Phytodolor-effects and efficacy of a herbal medicine — Wien Med. Wochenschr.
2007, 157(13-14), 343-347. [10] Рассыпнова С.С., Турецкова В.Ф., Лобанова И.Ю. Обоснование
прямого спектрофотометрического определения фенолокислот коры осины
обыкновенной — Вестник Уральской медицинской академической науки, 2011, 3/1,
72-73.

Заключение:

дикорастущих растений. Для обеспечения
качества лекарственного растительного сырья необходимо соблюдать
соответствующие правила культивирования, заготовки, сушки, измельчения и
условий хранения. Система
классификации лекарственных растений и лекарственного растительного сырья
охватывает следующие методологические группы: химическую, морфологическую,
ботаническую, фармакологическую.

Порядок разработки, согласования и
утверждения нормативной документации на лекарственное растительное сырье (ЛРС)
осуществляется в следующей иерархии: статьи Государственной фармакопеи (ГФ),
фармакопейные статьи (ФС), временные фармакопейные статьи (ВФС), ГОСТ и ОСТ.
Осуществляется доработка нормативов ГФ РФ до 2022 г., в связи с чем высокую
актуальность имеет анализ эффективности существующих методик, их сопоставление
с международными практиками, доработка структуры фармакопейной статьи на
лекарственное растительное сырье. Требования, предъявляемые к качеству
лекарственного растительного сырья, согласовываются с Международными правилами
контроля качества ЛРС и ЛРП.

Проанализировано структуру анализа БАВ в
ЛРС и ЛРП согласно последовательности: название сырья, растения и семьи на
русском, латинском языках; внешний вид растения и отличие от морфологически
близких видов; краткая ботаническая характеристика растения, местонахождение и
экологические особенности; сырьевая база: ресурсы и объемы заготовки
дикорастущих растений, объемы и районы культивирования растений; рациональные
приемы сбора сырья, выращивание лекарственных растений; химический состав
лекарственных растений; первичная обработка, сушка и хранение ЛРС/ЛРП;
тождество и доброкачественность (внешние признаки, микроскопия, качественные
реакции, выявление и количественное определение БАВ); переработка ЛРС, пути
использования и применения в медицине; современные фитопрепараты в фармакопее и
перспективы исследований.

В представленном исследовании впервые
приведен полный набор европейских показателей для ЛРС и ЛРП в сравнении с
требованиями ГФ РФ.

 Проведенный
анализ классификационных групп ГФ РФ показал возможные пути расширения сырьевой
базы ЛР. Одним из направлений увеличения ассортимента ЛРП может служить
использование видов, близких к официнальным, имеющих достаточную сырьевую базу.
Еще одним возможным путем расширения сырьевой базы является комплексное
использование ЛРС. Расширение отечественной номенклатуры ЛРП возможно также за
счет включения в число официнальных в Российской Федерации растений
неофицинальных видов, имеющих многолетнюю историю применения в традиционной
медицине.

При создании отечественных стандартов
качества для ЛРС и ЛРП, предназначенных, прежде всего, для включения в
Государственную фармакопею Российской Федерации, необходима разработка
современных методов анализа, позволяющих в полной мере оценить не только все
разнообразие химического состава ЛРС, но и выявить доминирующие и
диагностически значимые группы биологически активных веществ, что особенно
актуально для контроля качества близкородственных видов ЛРС.

Учитывая существенные отличия в
стандартизации БАВ между ГФ РФ и Европейской фармакопеей, сопоставление методик
анализа БАВ в растительном сырье имеет важное теоретическое и прикладное
значение, в особенности в отношении такого перспективного лекарственного сырья,
как листья осины дрожащей (рода Тополь).

Учитывая активное применение в народной медицине
листьев видов рода Тополь, актуальным является проведение сравнительного
фармакогностического исследования представителей рода Populus по обоснованию
использования в медицинской практике нового вида лекарственного растительного
сырья — «Осины дрожащей листья», а также других представителей этого вида, о
чем убедительно свидетельствуют материалы отечественных исследований и зарубежной
практики.

Фрагмент текста работы:

1 Теоретические
основы и достижения по выделению биологически активных
веществ из листьев осины обыкновенной

1.1 Классификация БАВ
растительного происхождения и технологии извлечения фитопрепаратов Современная фармакогнозия – это
высокоспециализированная прикладная наука, рассматривает классификацию БАВ на
основе биологических, биохимических и лекарственных свойств растений,
природного сырья и продуктов из него. Фармакогнозия имеет большое значение для
формирования специалиста — провизора. Она обеспечивает будущему специалисту
всесторонние знания о растительном сырье из лекарственных растений (ЛР)
отечественной и мировой флоры, культуре клеток лекарственных растений, данные о
химическом строении и свойствах действующих веществ фитохимических препаратов[1],
теоретических процессах в производстве фитопрепаратов. Представлены данные о
методах выделения и очистки различных лекарственных веществ из растений
(физико-химической технологии), аппаратурном оформлении технологических
процессов, комплексной переработке лекарственного растительного сырья[2].

Из лекарственного растительного сырья
получают примерно одну треть всех разрешенных к медицинскому применению
лекарственных средств. Интеграция Российской Федерации в мировое
фармацевтическое сообщество, достижения фармацевтических, биохимических,
генетических[3] наук, потребовали
совершенствования понятийного аппарата и классификации БАВ. Изучение
номенклатуры официнального лекарственного растительного сырья и производящих
растений важно для поиска возможных путей расширения существующей сырьевой базы
для производства лекарственных растительных препаратов. Сравнительный анализ
материалов Государственной фармакопеи Российской Федерации, национальных
фармакопей государств – членов Евразийского экономического союза, ведущих
зарубежных фармакопей по лекарственному растительному сырью и производящим
лекарственным растениям, используемым морфологическим группам лекарственного
растительного сырья, соотношению культивируемых и дикорастущих лекарственных
растений[4],
относится к актуальным задачам науки и практики[5].

С
1 декабря 2018 года вступила в действие государственная фармакопея Российской
Федерации XIV издания[6].
ГФ РФ XIV объединила статьи по всем видам ЛРС отечественной фармакопеи X–XIII
изданий и содержит 107 фармакопейных статей на 109 видов ЛPC, заготавливаемого
от 166 производящих растений. Преобладающими морфологическими группами
по-прежнему являются трава — 20% и плоды — 18%; листья и цветки составляют по
13%. Основной задачей фармакопеи является защита общественного здоровья путем
создания и предоставления общедоступных стандартов, помогающих обеспечить
качество лекарственных средств, в сочетании с поддержанием экологического
баланса и обеспечением контроля биобезопасности[7].

Стандарты фармакопеи поддерживают
регулирующие органы в контроле качества фармацевтических субстанций, их готовых
фармацевтических продуктов (FPP) и связанных с ними материалов, и предоставляют
инструмент, с помощью которого пользователь или закупщик может сделать
независимое суждение относительно качества, тем самым обеспечивая здоровье
населения, а также защиту биоразнообразия окружающей среды[8]. ЦФМС (Центр фармакопеи и
международного сотрудничества) РФ участвует в подготовке Руководства Всемирной
организации здравоохранения по надлежащей фармакопейной практике (GPhP). Основная
задача Руководства – это унификация требований фармакопейных стандартов
качества лекарственных средств[9].
Для выполнения этих задач ЦФМС осуществляет тесное сотрудничество с ведущими
фармацевтическими ВУЗами и факультетами России, а также отечественными
предприятиями по производству фармацевтических субстанций и лекарственных
препаратов.

В ГФ XIV содержится 1 ОФС (общая
фармакопейная статья) на метод анализа лекарственного растительного сырья (ЛРС)
и фармацевтических субстанций растительного происхождения, описаны ЛР
(лекарственные растения) 49 семейств. По источнику получения ЛРС можно отнести
к следующим группам: 1) ЛРС, заготавливаемое от естественно произрастающих
(дикорастущих) лекарственных растений; 2) ЛРС, заготавливаемое от
культивируемых растений; 3) ЛРС, заготавливаемое как от дикорастущих, так и
культивируемых растений; 4) ЛРС, получаемое путем выращивания культуры клеток и
тканей лекарственных растений[10].

Многие ЛР, входящие в отечественную
фармакопею или входившие в ее издания с I по X, описаны в ведущих зарубежных
фармакопеях, в национальных фармакопеях государств — членов ЕАЭС. В настоящее
время в Европейскую фармакопею включено 206 монографий на ЛРС[11].

ГФ РФ XIV и Европейская фармакопея имеют различия в
подходах к стандартизации ЛРС, в том числе к выбору анализируемых групп
биологически активных веществ[12]. [1] Hori, C.a , Takata, N.b
, Lam, P.Y.c , Tobimatsu, Y.c , Nagano, S.d , Mortimer, J.C.e , Cullen, D.f
Identifying transcription factors that reduce wood recalcitrance and improve
enzymatic degradation of xylem cell wall in Populus (2020) Scientific
Reports, 10 (1), 22043,
DOI: 10.1038/s41598-020-78781-6. [2] Химия и
технология фитопрепаратов: учебное пособие. Минина С.А., Каухова И.Е. — 2-е
изд., перераб. и доп. 2009. — 560 с.: ил. [3] Xue, L.a , Wu, H.a ,
Chen, Y.a , Li, X.a , Hou, J.a , Lu, J.a , Wei, S.a , Dai, X.a , Olson, M.S.b ,
Liu, J.c, Wang, M.a, Charlesworth, D.d , Yin, T.a. Evidences for a role of two
Y-specific genes in sex determination in Populus deltoids (2020) Nature
Communications, 11 (1), № 5893. DOI: 10.1038/s41467-020-19559-2 [4] De Meester, B.a b ,
Madariaga Calderón, B.a b , de Vries, L.a b , Pollier, J.c , Goeminne, G.c ,
Van Doorsselaere, J.d, Chen, M.ef, Ralph, Jef, Vanholme, R.ab, Boerjan, W.ab.
Tailoring poplar lignin without yield penalty by combining a null and
haploinsufficient CINNAMOYL-CoA REDUCTASE2 allele (2020) Nature
Communications, 11 (1), 5020. DOI: 10.1038/s41467-020-18822-w. [5] Фролова Л.Н.,
Ковалева Е.Л., Саканян Е.И., Кутейников В.Ю., Шелестова В.В., Черемисина М.А.
Сравнительный анализ номенклатуры лекарственного растительного сырья,
используемого в отечественной и мировой фармакопейной практике. Ведомости
Научного центра экспертизы средств медицинского применения. 2020; 10(1): 29-40.
URL: https:// doi. org/10.30895/1991-2919-2020-10-1-29-40 [6] Государственная
фармакопея РФ. Разработка — ФГБУ НЦЭСМП Минздрава. 2018. URL: https://www.regmed.ru/gf/State_Pharmacopoeia_Advent. [7] Cortina-Escribano,
M.a b , Pihlava, J.-M.c , Miina, J.b , Veteli, P.d , Linnakoski, R.d , Vanhanen,
H.b. Effect of strain, wood substrate and cold treatment on the yield and
β-glucan content of ganoderma lucidum fruiting bodies (2020) Molecules,
25 (20), 4732, DOI: 10.3390/molecules25204732. [8] Zhou, Ra, Macaya-Sanz,
Da, Schmutz, Jbc, Jenkins, J.W.b , Tuskan, G.Acd , Difazio, S.P.a. Sequencing
and analysis of the sex determination region of Populus trichocarpa (2020) Genes,
11 (8), статья № 843, pp. 1-20. DOI: 10.3390/genes11080843. [9] Государственная
фармакопея Российской Федерации XIV издания решает стратегические задачи
обеспечения качества лекарственных средств. | ООО «Медэкс-Консалт». URL: https://www.medex-consult.ru/gosudarstvennaya-farmakopeya-rossijskoj-federatsii-xiv-izdaniya-reshaet-strategicheskie-zadachi-obespecheniya-kachestva-lekarstvennyh-sredstv-nahodyashhihsya-v-obrashhenii-na-otechestvennom-farmatsevt/. [10] Veerabagu,
M., Paul, L.K., Rinne, P.L.H., van der Schoot, C. Plant lipid bodies traffic on
actin to plasmodesmata motorized by myosin XIs (2020) International Journal of
Molecular Sciences, 21 (4), 1422. DOI: 10.3390/ijms21041422. [11] Саканян Е.И.,
Ковалева Е.Л., Фролова Л.Н., Шелестова В.В. Современные требования к качеству
лекарственных средств растительного происхождения. Ведомости Научного центра
экспертизы средств медицинского применения. 2018;8(3):170–8. [12] Apuli, R.-P.a , Bernhardsson,
C.a b , Schiffthaler, B.c , Robinson, K.M.c , Jansson, S.c , Street, N.R.c , Ingvarsson,
P.K.a. Inferring the genomic landscape of recombination rate variation in European
Aspen (Populus tremula) (2020) G3: Genes, Genomes, Genetics, 10 (1), pp.
299-309.
DOI: 10.1534/g3.119.400504.