Бав животного происхождения реферат

Обновлено: 05.07.2024

Презентация на тему: " Биологически активные добавки к декоративной косметике. БАВ животного происхождения. Натуральные белковые гидролизаты. Пептиды. Карнозин. Липоевая к-та." — Транскрипт:

1 Биологически активные добавки к декоративной косметике. БАВ животного происхождения. Натуральные белковые гидролизаты. Пептиды. Карнозин. Липоевая к-та. Матрикины. Лекция 14.

3 Биологически активные добавки Химические компоненты, ответств.за биол.активность Свойства в составе косметических средств Витамин Е α-Токоферол, Антиоксидантные Гель Aloe vera Полисахариды (ацеманнан, мукополисахариды); Терпеноиды; Фенольные кислоты; Антрахиноны; Витамины А,Е, гр.В; Ранозаживляющее, иммуномодулирующее, регенерирующее, смягчающее, Увлажняющее, противовоспалительное Гиалуроновая к- та (гиалурон) Гиалуроновая к-та – мукополисахарид из гликозаминогликанов Увлажняющее, пленкообразующее, ранозаживляющее Масло авокадо ЖК: олеиновая, линолевая, α- линоленовая, пальмитиновая; неомыляемые: ситостерин, кампестерин, сквален Смягчающее, увлажняющее, регенерирующее; хорошо проникает в эпидермис Масло жожоба Сл.эфиры длинноцепочечных ненасыщенных жирных кислот и спиртов Ранозаживляющее, иммуномодулирующее Состав и свойства основных БАД к декоративной косметике К&М 1/99, с.45

4 Сквалин Тритерпен с высокой степенью ненасыщенности (С 30 Н 50 ) Смягчающее, антиоксидантное, хорошо проникает в кожу Экстракт и эфирное масло розмарина Гликолевая, аскорбиновая к-ты; фенольные соединения (феноловые кислоты, флавоноиды, танины); терпены и терпеноиды (дитерпены, тритерпены, стерины); эфирное масло: терпены камфора, цинеол, пинен и др). антиоксидантное, регенерирующее, противовоспалительное, антимикробное, антисептик, снижает продукцию кожного сала. Экстракты календулы и ромашки Мукополисахариды, фенольные соединения, терпеноиды, каротиноиды (каротин, ликопен и др.), аскорбиновая к-та, эфирное масло ромашки (сесквитерпены – 25-50%, проазулен, бисаболол) Ранозаживляющее, противовоспалительное, антисептическое, смягчающее, обезболивающее, увлажняющее, регенерирующее

5 Некоторые ингредиенты животного происхождения в косметике (К&М, 4/98, с.58) Вещество, ингредиент Источник получения Характеристика и применение Альбумин Из яичного белка Смягчает и разглаживает кожу Амниотическая жидкость и экстракт плаценты Амниотическая жидкость крупного рогатого скота, плацента человека, очищ. от гормонов Питает и регенерирует кожу благодаря наличию аминокислот, низкомолекулярных пептидов и витаминов. Апилак (маточное молочко пчел) Продукт пчеловодства Многокомпонентная смесь, содержащая БАВ: белки, липиды, углеводы, органические кислоты, витамины (Е, гр.В), ферменты (каталаза и др.), микроэлементы, гормоноподобные вещества, предшественники гормонов. Природный биостимулятор.

6 Некоторые ингредиенты животного происхождения в косметике (продолжение) Гидролизат животных белков Продукт мясной промышленности Используется в средствах для кожи в качестве увлажнителя и в средствах для волос для придания волосам блеска. Гиалуроновая к- та Мягкие соединительные ткани животных: гребни петухов, бычье стекловидное тело, пуповина; биосинтез. Естественный увлажняющий агент. Приостанавливает развитие морщин и старение кожи. Животные жиры Жиры норки, медвежье, барсучье сало Сходны с кожным салом человека. Защита от обморожений, высыхания кожи. Комедогенны. Жир эму Жир страуса эму Натуральный эмолент. Близок по составу к липидам кожи человека. Гипоаллергенен, не комедогенен, легко распределяется по поверхности кожи.

7 Некоторые ингредиенты животного происхождения в косметике (продолжение) Кератин Перо птицы, шерсть В рецептурах для волос и для укрепления ногтей. Улучшает структуру поверхности роговых элементов. Коллаген – нативная форма и гидролизат Соединительные ткани КРС; биосинтез Фибриллярный белок соединительной ткани. Нерастворим в воде, но связывает воду. Применяют в качестве увлажняющего, смягчающего, разглаживающего агента в anti-age косметике. Коллагеназа Из печени краба Фермент, устраняющий сшивки в макромолекулах коллагена.

8 Некоторые ингредиенты животного происхождения в косметике (продолжение) Лецитин Яйца, зерно подсолнечника, соевые бобы Фосфолипид, основной структурный элемент клеточных мембран. Улучшает доставку БАВ вглубь эпидермиса. Липосомальная косметика. Молочная кислота Молочная сыворотка Альфа-гидроксикислота. Пилинг кожи, отшелушивание отмерших роговых клеток. Прополис Продукт пчеловодства Сложная смесь: смолы, полифенолы, эфирные масла, воски, дубильные вещества, пыльца, флавоноиды, микроэлементы и др. проявляет бактерицидное, фунгицидное, противовоспалительное, дезодорирующее, обезболивающее, кровоостанавливающее действия.

9 Некоторые ингредиенты животного происхождения в косметике (продолжение) Сквален Жир печени глубоководной акулы; Обладает смягчающим, антиоксидантным действием. Проникает через эпидермальный барьер. Устраняет раздражения кожи, гипоаллергенен. Сперма Сперма КРС (бычья), и др. источники; молоки лососевых рыб Содержит гормоны, стимулирующие деление клеток, протеолитические ферменты, обладает регенерирующим действием. Рекомендуется для увядающей кожи.

10 Некоторые ингредиенты животного происхождения в косметике (продолжение) Супероксид- дисмутаза (СОД) Бычьи эритроциты, сердечная мышца, биосинтез из дрожжей. СОД – естественный компонент антиоксидантной системы кожи, защищает от действия свободных радикалов кислорода. Эластин (нативная форма и гидролизат) Соединительные ткани животных В межклеточном слое дермы поддерживает эластичность и упругость, тургор кожи. Яичное масло Желток куриных яиц Содержит жирорастворимые витамины, фосфолипиды, обладает высокой эмульгирующей способностью. Применяется в рецептурах шампуней.

11 Плацентарная косметика Экстракт плаценты вводят в состав шампуней, кондиционеров, питательных кремов и увлажнителей. Производители всеми силами пытаются убедить покупателей в том, что если плацента питает развивающийся эмбрион, ее экстракт омолаживает и укрепляет стареющую кожу Плацента животных – это природная кладовая уникальных биоактивных соединений. Плацента является эмбриональной тканью, которая формируется в процессе развития плода главным образом из клеток зародыша и связывает во время беременности организмы матери и плода. Она очищает кровь, идущую к будущему младенцу от токсических веществ, поставляет плоду все вещества, необходимые для его жизнедеятельности и защиты от внешних факторов, угрожающих его здоровью. Препараты плаценты содержат аминокислоты (из них 6 незаменимых), высокоактивные белки, в основном олигопептиды, а также азот, фосфор, нуклеиновые кислоты, микроэлементы, витамины, ферменты и другие вещества: около 100 веществ, ответственных за обмен, жизнедеятельность, развитие, продолжение жизни и самозащиту организма от внешней инфекционной, радиационной и токсичной среды.

12 Но плацентарную ткань в необработанном виде нельзя использовать для косметических и лечебных целей вследствие ее микробного и вирусного загрязнения, а также вследствие возможной аллергизации организма. Для приготовления косметических продуктов или лекарственных соединений плаценту животных подвергают глубокой химической переработке до полной стерилизации и разрушения высокомолекулярных соединений (белков, полисахаридов, нуклеиновых кислот и др.). Препараты плаценты получают в результате кислотного или более современного – ферментативного – гидролиза. Впервые плацентарные препараты начали получать в 30-х годах ХХ века. Экстракт плаценты обеспечивает кожу гормонами и витаминами, способствует заживлению ран, ожогов, омоложению кожи (ускоряется деление клеток эпидермиса). Плацентарные препараты обладают мощным противовоспалительным, заживляющим, рассасывающим, омолаживающим и иммуностимулирующим действием.

13 Пептиды – современное направление в косметике Биологическое действие белков разнообразно - так же, как разнообразна их структура. Белковые соединения нашли широкое применение в самых разных косметических средствах.косметических В anti-age косметике используются разные белки, которые при наружном применении действуют по-разному в зависимости от своего аминокислотного состава, молекулярной массы, а также косметической формы препарата.косметике Лифтинг и кондиционирование Большинство белковых соединений обладают способностью связывать и удерживать воду. На поверхности кожи они создают влажную пленку, которая оказывает временный лифтинговый эффект, визуально разглаживая кожный рельеф и делая морщины менее заметными. Чем выше молекулярная масса белка, тем эффект лифтинга более выражен.кожи морщины Кондиционирующее действие белков применительно к коже заключается в ее длительном смягчении, которое оказывает влажная белковая пленочка. При этом пропадает чувство стянутости и появляется ощущение комфортности, кожа на ощупь становится шелковистой и гладкой.коже

14 Стимулирующие свойства пептидов Лифтинг, кондиционирование, увлажнение и очищение, производимые веществами белковой природы при местном применении, - эффекты поверхностные и временные, не затрагивающие гистологию более глубоких слоев кожи.кожи Однако профилактическое значение этих эффектов велико, поскольку они помогают коже поддерживать метаболическую и функциональную активность на должном уровне. коже

15 Увлажнение поверхностных слоев кожи Увлажняющий эффект белковых соединений в косметике – бесспорный факт.косметике Высокомолекулярные пептиды и белки увлажняют кожу за счет образования на ее поверхности гигроскопичной пленки, действующей наподобие влажного компресса. Белковая пленка не препятствует газообмену и не закупоривает поры, в отличие от жировой пленки. Олигопептиды (не более 5 аминокислот) и аминокислоты могут проникать в поверхностные слои рогового слоя и аккумулироваться в них, удерживая при этом и воду. Популярными косметическими ингредиентами белковой природы, обладающими способностью увлажнять и кондиционировать кожу, являются: - гидролизаты белков соединительной ткани (коллаген, эластин, фибронектин), - гидролизат кератина (из пера птиц, шерсти животных), - белки коровьего молока, соевых бобов, зародышей пшеницы, овса, гороха.

16 Эксфолиация и очищение Протеолитические ферменты ослабляют сцепление корнеоцитов путем разрушения структурных химических связей и облегчая отшелушивание роговых чешуек. В зависимости от степени и глубины воздействия, выделяют ферментативные пилинги и очищающие препараты- эксфолианты. Отшелушивающая эффективность пилингов более высокая, воздействие же эксфолиантов ограничивается в основном удалением белковых и липидных загрязнений с поверхности кожи. кожи Чаще всего в подобные композиции включают протеолитические ферменты растительного происхождения, такие как папаин, бромелаин и фицин. Эти ферменты относятся к цистеиновым протеазам, имеющим в активном центре аминокислоту цистеин. Папаиновая и бромелаиновая фракции обладают также некоторой липолитической активностью.

17 Растительные ферменты - цистеиновые протеазы, используемые в средствах личной гигиены: ПАПАИНБРОМЕЛАИНФИЦИН Папаин - гидролитический фермент, содержащийся во всех частях (кроме корней) дынного дерева - папaйи (Carica papaya), однако наибольшая активность папаина наблюдается в неспелых зеленых фруктах. Содержание папаина в млечном соке папайи зависит от условий, в которых дерево росло - наиболее благоприятны регионы, где влажность и солнечная активность постоянны в течение года Бромелаин (бромелин) - общее название для ферментов, найденных в разных растениях семейства Bromeliaceae. Представляет собой смесь из восьми высокомолекулярных гликопротеинов - цистеиновых протеаз. Наиболее изучен бромелаин из стеблей ананаса, некоторое количество этих ферментов присутствует в листьях и плодах (как зеленых, так и спелых) Фицин обнаружен в латексе растений рода фикусовых. Для промышленных нужд фицин получают из латекса (млечного сока) фигового дерева (инжира) Ficus carica

18 Субтилизин В последнее время в косметику все чаще включают фермент микробиологического происхождения субтилизин (субтилопептидаза) - протеазу, продуцируемую бактериями Bacillus subtilis ( INCI: Subtilisin, Subtilopeptidase ). Это дешевый и стабильный ингредиент.косметику Коллагеназа с успехом используется в медицине для очищения ран. Обработка ран протеолитическими ферментами ускоряет их заживление, снижает развитие инфекции и предотвращает формирование

19 Что такое карнозин? Карнозин (саго, carnis - мясо), Дипептид (β -аланилгистидин), состоящий из аминокислот β-аланина и L-гистидина. Открыт в 1900 г. B.C. Гулевичем в мясном экстракте. Молекулярная масса 226, кристаллизуется в виде бесцветных игл, хорошо растворим в воде, нерастворим в спирте. Одно из важнейших свойств Карнозина – способность предотвращать окислительный стресс, который лежит в основе развития многих заболеваний, в том числе аллергических, онкологических, неврологических, а так же приводит к нарушениям, связанным с процессами старения.

20 Карнозин противодействует старению за счет того, что: – защищает белки от гликозилирования, т.е. окисления белков глюкозой, приводящего к перекрестному сшиванию белков и нарушению функционирования клеток. – защищает молекулы и клетки от окисления активными формами кислорода (АФК), - Карнозин способен нейтрализовать любые формы АФК: и свободные радикалы кислорода (супероксидный анион и др.), и нерадикальные АФК (перекись водорода и др.), и продукты перекисного окисления липидов (пероксид радикал, малоновый диальдегид); – предотвращает закисление тканей мышц, благодаря способности связывать ионы водорода; – защищает от повреждения мозга особыми патологическими белками, которые образуются при болезни Альцгеймера и Паркинсона. Карнозин инактивирует эти белки и препятствует их продукции. Также Карнозин улучшает работу мозга и предупреждает возникновение депрессии. – предотвращает старение тканей организма и способствует омоложению.

21 Строение гистидинсодержащих дипептидов

24 Ранозаживляющее действие карнозина (Гистидин Содержащих Дипептидов – ГСД) Действие ГСД на кожу: стимулируют образование грануляционной ткани, ускоряют заживление без угнетения иммунитета (в отличие от стероидов). В очаге поражения кожи или слизистой карнозин ферментативно расщепляется на гистидин и β-аланин. Новообразованный гистидин превращается в гистамин, который регулирует экссудативную стадию воспаления, а новообразованный β-аланин стимулирует синтез коллагена и ускоряет процессы регенерации. Отличительной особенностью ранозаживляющего эффекта карнозина (по сравнению со многими другими противовоспалительными средствами) является стимуляция образования грануляционной ткани. Характерно, что совместное введение отдельных элементов карнозина – β-аланина и L-гистидина – не стимулирует грануляционную активность. Карнозин активирует синтез гликозаминогликанов и коллагена в грануляционной ткани. ГСД – эффективные природные антиоксиданты, и, следовательно, противовоспалительные агенты. ГСД воздействуют на различные стадии процесса ПОЛ – от нейтрализации активных форм кислорода до взаимодействия с молекулярными продуктами свободно-радикального окисления.

26 Липоевая кислота Alpha-lipoic acid; INCI: Тиоктовая кислота (Thioctic Acid); αЛК Брутто-формула: C 8 H 14 O 2 S 2, М.м.: Желтый порошок, почти без запаха. Практически нерастворима в воде. Растворима в метаноле, спирте, хлороформе, жирных маслах. Натриевая соль растворима в воде. Всегда присутствует в организме человека (естественный метаболит). Получают синтетическим путем.

27 Применение α-Липоевой кислоты в косметике Один из самых мощных известных антиоксидантов. Растворяется как в воде (натриевая соль), так и в жире. Это вещество является универсальным антиоксидантом. αЛК способна восстанавливать витамины С и Е, глютатион и коэнзим Q10. Применение для увядающей кожи: Местное применение αЛК заметно улучшает состояние кожи. В сочетании с витамином С омолаживает кожу и подтягивает морщины. Для жирной и чувствительной кожи: Сужает поры, способствует заживлению шрамов и следов от угревой сыпи и прыщей. Снижает степень проявления эритемы, вызванной УФ-излучением. Рекомендуемые показания для использования αЛК: Косметика для стареющей, вялой кожи, в том числе при проблемах, связанных с сахарным диабетом. Антицеллюлитная косметика. Солнцезащитная косметика. Возраст потребителя неограничен. Рекомендуемые концентрации: От 0,2 до 1 %. Имеются данные о возможности использования αЛК в концентрациях до 5%.

28 Аллантоин (2,5-Диоксо-4-имидазолидинил) мочевина Брутто-формула C 4 H 6 N 4 O 3 Брутто-формулаC H N O Мол.масса г/моль Мол.масса CAS CAS Аллантоин (5-уреидогидантоин) - бесцветные кристаллы, растворимые в воде (слаборастворимы в холодной, хорошо - в горячей).гидантоин Аллантоин является основным продуктом катаболизма пуринов у млекопитающих (за исключением приматов и человека) и личинок насекомых, его предшественником является мочевая кислота.пуринов млекопитающих Применение : Аллантоин оказывает вяжущее действие и в качестве вяжущего средства для наружного применения включён в список местных анестетиков, вяжущих и противовоспалительных препаратов Всемирной Организации Здравоохранения Аллантоин также широко применяется в косметический промышленности в составе различных кремов, при этом производители косметики декларируют, что аллантоин оказывает двоякое воздействие на кожу: смягчает роговой слой, способствуя отделению отмерших клеток, и стимулирует регенерацию тканей. Вводится в состав косметических средств для сужения пор, смягчения кожи, в том числе предназначенных для ухода за обветренной или обожженной солнцем кожей.

Биологически активными называют органические вещества, способные изменять скорость обмена веществ в организме.
Среди них есть и относительно простые органические молекулы (например, природные
амины), и очень сложные высокомолекулярные соединения (например, белки,
обладающие ферментативными свойствами). К биологически активным относят
ферменты, гормоны, витамины, антибиотики, феромоны, пестициды, биогенные
стимуляторы и другие вещества.

Работа состоит из 1 файл

Биологически активные вещества.docx

Биологически активные вещества

Биологически активными называют органические вещества, способные изменять скорость обмена веществ в организме.

Среди них есть и относительно простые органические молекулы (например, природные

амины), и очень сложные высокомолекулярные соединения (например, белки,

обладающие ферментативными свойствами). К биологически активным относят

ферменты, гормоны, витамины, антибиотики, феромоны, пестициды, биогенные

стимуляторы и другие вещества. Их применяют для лечения людей и

сельскохозяйственных животных, защиты растений, регуляции численности особей,

например снижают численность насекомых, привлекая их половыми феромонами в

ловушки, и т. п. Биогенные стимуляторы образуются в организме при

неблагоприятных условиях - при травме, облучении, воспалении. Корень женьшеня

содержит биологически активные вещества, которые применяются в женьшеня и

растение с плодами. Среди биологически активных веществ отдельную группу составляют фитонциды, убивающие микроорганизмы. Их открыл советский ученый Б. П. Токин. Фитонциды - вещества растительного происхождения. Активные фитонциды содержатся в луке и чесноке: пары и вытяжки из них убивают холерный вибрион, дифтерийную палочку, гноеродных микробов. Стоит пожевать несколько минут чеснок, как большинство бактерий, живущих в полости

рта, погибают. По родовому латинскому названию чеснока - allium - его активное

начало названо аллицином. Усниновая кислота - фитонцид из лишайника уснеи -

угнетает туберкулезных бактерий. Многие фитонциды выделяются из растений в

газообразном состоянии. Листья смородины, грецкого ореха, дуба, ольхи, желтой

акации выделяют гексенал, в очень малых концентрациях убивающий простейших.

Устойчивость картофеля и моркови к грибным заболеваниям определяется

содержащимся в них фитонцидом - хлорогеновой кислотой. Болезнь "снежную плесень"

на злаках, вызываемую грибом фузариумом, уничтожает фитонцид бензоксазолин,

образующийся в тканях злаков при повреждениях. Все биологически активные

вещества, включая и фитонциды, относят к продуктам вторичного обмена, считая

первичными в обмене белки, углеводы, жиры (см. Липиды). Однако роль этих веществ

в организме не второстепенна: ведь именно от них зависит его выживание в экстремальных условиях и при взаимодействии с соседними видами. Кроме того, для нас именно они часто

определяют вкус растительной пищи, именно за ними мы обращаемся в зеленую аптеку

природы. Важную роль в жизни животных играют феромоны, которые вырабатываются

специализированными железами или специальными клетками (см. Эндокринная

система). Эти биологически активные вещества, выделяемые животными в

окружающую среду, влияют на поведение, а иногда и на рост и развитие особей того

же вида или даже других видов. Феромонами могут быть отдельные химические

соединения, но чаще это совокупность нескольких веществ. У разных животных они,

как правило, разные. К феромонам относятся половые аттрактанты - привлекающие

вещества, способствующие встрече самца и самки; вещества тревоги, сбора и др.

Особенно велико значение феромонов в жизни насекомых. У общественных насекомых

они также регулируют состав колонии и специфическую деятельность ее членов.

Активные вещества, выделяемые из лекарственных растений.

В лекарственных растениях содержится много различных активных веществ, действующих на организм человека. Активные вещества разделяют на ядовитые и неядовитые. Даже некоторые неядовитые растения (например, ароматические, содержащие эфирные масла) при чрезмерной дозе или длительном применении могут вызвать расстройства функций органов людей и животных. На эти виды надо обращать особое внимание, сбором их не должны заниматься дети, а взрослым при сборе необходимо соблюдать надлежащие меры предосторожности и гигиены.

Ядовитость растений опасна и в тех случаях, если больной пытается лечиться сам, без контроля и совета врача. В руках врача, напротив, даже сильно ядовитые вещества могут быть средством, возвращающим утерянное здоровье.

Для лучшего понимания лекарственного значения того или иного растения мы приводим описания наиболее часто встречающихся в растениях групп активных веществ, обладающих характерными признаками и лечебными действиями.

Алкалоиды — продукты обмена веществ некоторых зеленых растений в виде оснований или солей с сильно токсическим действием на живой организм. Это сложные органические, азотсодержащие соединения щелочного характера, главным образом растительного происхождения, бесцветные кристаллические вещества без запаха, при повышенной температуре разлагаются.

Содержание алкалоидов в растениях часто колеблется в зависимости от климатических условий, времени сбора, этапов биологического развития растений, специфики его выращивания. Наибольшее их содержание приходится на период бутонизации и цветения. Оно колеблется от совсем незначительных количеств (следов) до 2—3% от всей массы сухого растительного сырья.

Некоторые алкалоидоносные растения очень ядовиты. Болиголов, акониты и живокости ядовиты именно благодаря содержанию в них алкалоидов. Но алкалоиды, взятые в небольших дозах, часто служат лекарством, и почти все ядовитые растения употребляются как лекарство.

Фармакологические свойства алкалоидов настолько обширны, что нет необходимости перечислять их детально. Это транквилизирующее и стимулирующее влияние на центральную нервную систему, гипертензивное и гипотензивное действие, сосудосуживающее и сосудорасширяющее влияние на сердечно-сосудистую систему.

Гликозиды — сложные органические вещества, для которых характерно наличие сахарного компонента (глюкозы, рамнозы, галактозы и др.), связанного с неуглеводным компонентом — агликоном. Гликозиды обладают сильным физиологическим действием на живой организм, и все они ядовиты для человека.

Наиболее активны и важны для терапии сердечные гликозиды. Они получили название сердечных за специфическое действие на сердечную мышцу всех позвоночных животных и человека. Сердечные гликозиды содержатся в наперстянке, адонисе весеннем (горицвете), ландыше майском. Сердечные гликозиды очень нестойки, поэтому сбор и сушка растений, их содержащих, требуют особой тщательности.

Довольно широкое применение в медицинской практике получили гликозиды, оказывающие слабительное действие (крушина, ревень и др.). Некоторые растения — полынь, одуванчик, мать-и-мачеха и др. - содержат так называемые горькие гликозиды. Они усиливают перистальтику желудка и увеличивают выделение желудочного сока.

Помимо этого многие лекарственные растения содержат также гликозидно- связанные красители — флавоновые, изо-флавоновые и антоциановые гликозиды. Они обладают весьма разнообразными фармакологическими свойствами. Например, василек синий содержит флавоновый гликозид центаурин, зверобой продырявленный — гиперин, флавоновые гликозиды содержатся и в ольхе серой, а в фиалке трехцветной — антоциановые гликозиды.

Сапонины — растительные вещества гликозидного характера, водные растворы которых способны при взбалтывании образовывать стойкую, долго не исчезающую пену. При прямом контакте с кровью вызывают разрушение (гемолиз) эритроцитов, поэтому при внутривенном введении высокотоксичны. Содержащие сапонины растения обладают, однако, и положительным терапевтическим действием, освобождая, например, от мокроты верхние дыхательные пути, их используют как мочегонное (почечный чай); некоторые сапониноносы оказывают общее укрепляющее и возбуждающее действие. Есть сапонины, обладающие свойством понижать кровяное давление, вызывать рвоту, оказывать потогонное действие.

Сапонины содержатся в девясиле высоком, фиалке трехцветной, солодке голой, алтее лекарственном. Сапониноносное растение зверобой продырявленный обладает желчегонным действием.

Эфирные масла — органические жидкие летучие соединения с приятным запахом. В растениях они находятся в специальных эфиромасличных клетках. Под действием света и кислорода воздуха легко окисляются. В настоящее время известно около 2500 эфиромасличных растений. Эфирные масла находятся как в надземных, так и в подземных органах растений. Содержание эфирных масел в растениях колеблется от следов до 2—3% массы сухого лекарственного сырья.

В фармакологическом отношении эфиромасличные вещества обладают многосторонним действием, но, прежде всего дезинфицирующим. Они подавляют рост патогенных микро¬организмов. Известно, например, сильное дезинфицирующее действие тимола, входящего в состав эфирного масла тимьяна обыкновенного, а также активное действие эфирных масел против грибка, плесени, чесотки и прочих кожных микроорганизмов. Анетол, входящий в состав анисового масла, обладает характерным репеллентным действием для некоторых назойливых насекомых.

Противовоспалительное действие отмечается у эфирных масел ромашки аптечной, тысячелистника обыкновенного и мяты перечной. А такие компоненты эфирных масел, как эвгенол, камфора, ментол, обладают анестезирующим действием — способностью вызвать местное обезболивание. А эфирные масла валерианы лекарственной действуют успокаивающе на центральную нервную систему.

Состав эфирных масел может изменяться под действием кислорода, влаги воздуха, а также света — отдельные компоненты окисляются, теряют запах, изменяют окраску. В связи с этим необходимо строго соблюдать правила сбора, сушки, обработки, хранения и приготовления лекарственных форм из растений, содержащих эфирные масла.

Многие растения, содержащие эфирные масла, используются в парфюмерной промышленности как приправы для ароматизации пищи, напитков. Есть эфирные масла, смягчающие кашель, действующие болеутоляюще.

Смолы близки к эфирным маслам по химическому строению. Это обычно густые жидкости, обладающие характерным ароматным запахом. Много смол находится в почках березы, корнях ревеня и других растениях. Смолы обладают лечебным свойством — оказывают бактерицидное и антигнилостное действие. В медицинской практике смолы применяют для приготовления пластырей, настоек.

Дубильные вещества — продукты растительного происхождения, растворяются в воде, спирте, связывают белки. При окислении дубильные вещества приобретают темный цвет, теряют свое лечебное действие. Терапевтическое значение дубильных веществ заключается в их вяжущем действии. В виде настоев, отваров, экстрактов их применяют как кровоостанавливающие средства, они действуют как местные анестетики и антисептики и закрепляющие. Водные вытяжки дубильного растительного сырья (кора дуба) используют для дубления кож.

Дубильные вещества содержатся в березе повислой, боярышнике кроваво-красном, валериане лекарственной, горце почечуйном, крапиве двудомной, кровохлебке лекарственной, левзее сафлоровидной, мать-и-мачехе обыкновенной, ольхе серой, пастушьей сумке обыкновенной, пижме обыкновенной, пионе уклоняющемся, полыни горькой, пустырнике пятило-пастном, хвоще полевом, череде трехраздельной, шалфее лекарственном, щавеле конском, эфедре хвощевой.

Слизи — полисахаридные соединения, образуются на растениях при разрушении клеточных оболочек или при их болезненном состоянии, а иногда и у здоровых растений, как продукты нормального обмена веществ. Слизи не являются липкими в отличие от камедей и клеев.

Слизистым называется растительное лекарственное сырье, обладающее способностью набухать в воде и образовывать с водой вискозные растворы. Слизи действуют благоприятно в месте соприкосновения с больной тканью слизистой оболочки. При лечении воспалительных процессов верхних дыхательных путей приглушают болезненные ощущения, уменьшают раздражительность слизистой. Слизи не только устраняют нежелательные воспалительные или бродильные процессы в кишках, но регулируют перистальтику и являются мягким слабительным. Важное слизистое сырье — корни и листья алтея лекарственного.

На грани действующих и балластных веществ стоят (кроме слизей) и камеди — безазотистые вещества группы полисахаридов, они образуются при перерождении оболочек живых клеток растений или как запасные вещества, потребляемые самим растением на процессы роста, или же выполняют особую роль, например, как обволакивающие и клеющие вещества. Пример камеди — вишневый клей, выступающий на трещинках коры вишневых и черешневых деревьев.

1. Громова Н.Ю. Разработка методов стабилизации свойств водоразбавляемых олигомерных лакокрасочных материалов: дис. . канд. техн. наук. – Тверь. 1991. – С. 47–71.

2. Громова Н.Ю., Косивцов Ю.Ю., Сульман Э.М. Технология синтеза и биосинтеза биологически активных веществ. – Тверь: ТГТУ, 2006. 82 с.

3. Громова Н.Ю., Кронов Д.М. Стандартизация новогаленовых препаратов как способ регулирования энергетических затрат производства // Вестник студенческого научного общества. – СПб., 2015. – Ч. 1. – С. 380–381.

6. Пассет Б.А. Технология химико-фармацевтических препаратов и антибиотиков / Б.А. Пассет, В.Я. Воробьева. – М.: Медицина, 1977. – 430 с.

7. Покрышкин В.И., Тихонова Ю.В. Препараты моноинсулина в лечении сахарного диабета // Новые лекарственные препараты. – 1984. – № 9. – С. 8–15.

8. Способ получения инсулина / Т.Ю. Салова, Е.И. Милародова, Л.Л. Осипова, В.А. Зубцов // Бюллетень изобретений и полезных моделей, М 29, Пат. РФ № 4906513/14. 1993.

9. Способ получения пленкообразующего вещества / В.Ю. Григорьев, Н.Ю. Громова // Пат. РФ № 1754755. 1992.

10. Теппермен Дж., Теппермен Х. Физиология обмена веществ и эндокринной системы / Дж. Теппермен, Х. Теппермен. – М.: Мир, 1989. – 656 с.

12. Хмелев В.Н., Леонов Г.В., Барсуков Р.В. Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленности, сельском и домашнем хозяйстве. – Барнаул, 2007. – 399 с.

Потребность в биологически активных веществах на современном этапе тесно связана с решением глобальных проблем интенсификации производства и экологическим оздоровлением окружающей среды, а именно: получение новых видов продуктов различного назначения и в первую очередь препаратов профилактического и терапевтического действия; утилизация отходов промышленности и сельского хозяйства; получение экологически безопасных средств защиты сельскохозяйственных растений от болезней, вредителей, сорных растений для повышения их биологической продуктивности. Разработка промышленной технологии производства биологически активных веществ из сырья природного происхождения позволяет осуществить комплексное использование биоресурсов. В настоящее время известен широкий спектр биологически активных веществ (БАВ) различного назначения, которые могут быть либо получены из природных живых организмов, либо синтезированы с помощью различных химических превращений. Многие природные БАВ растительного и животного происхождения обладают лечебными свойствами и являются аналогами синтетических лекарственных препаратов. Наибольшее применение в промышленности получили экстракционные (новогаленовые) лекарственные препараты (кардиотонические гликозиды), гормональные препараты (инсулин), ферментативные (антибиотики) лекарственные препараты, продуцируемые микроорганизмами. В Государственной фармакопее России большинство (≈45 %) медикаментов получены в промышленных условиях из лекарственных растений. Выделение и очистка биологически активных веществ (БАВ) из природного растительного и животного сырья в настоящее время остается сложной, трудоемкой и энергоемкой стадией промышленного производства. При экстрагировании растительного или животного сырья водой или водно-спиртовыми растворами извлекаются кроме действующих веществ балластные вещества, которые не стабильны при хранении, снижают качество БАВ и требуют энергетических затрат на их очистку.

Целью исследований является разработка методологии получения биологически активных веществ из растительного и животного сырья.

Материалы и методы исследования

Для достижения поставленной цели приведен теоретический обзор ключевых этапов разрабатываемой методологии получения БАВ: классификация природных БАВ, структура и их физико-химические свойства, теоретические аспекты биосинтеза, экстракции, физиологические особенности. В качестве объекта исследования было взято растительное сырье, трава Адонис весенний (Adonis vernalis), для получения кардиотонического гликозида Адонизид и животное сырье, щитовидные железы домашних животных (свиней и крупного рогатого скота), для получения гормона инсулина, являющегося аналогом инсулина человека. В качестве растворителей использовали воду, алифатические спирты (С2–С4) (этанол, пропанол, изопропанол), ацетон, хлороформ, высаливателей ‒ водные растворы солей (KCl, NaCl, NH4Cl), ионообменные смолы (Вофатит R или ЭДЭ 10,11), оксид алюминия. Извлечение гликозида и инсулина осуществляли стандартными методами экстракции.

Результаты исследования и их обсуждение

Теоретические основы экстракции связаны с закономерностями распределения веществ между двумя гетерогенными жидкостями, фазовых равновесий бинарных и тройных систем, эффектом гомогенизации (всаливание), преобладающим взаимодействием гомогенизатор ‒ растворитель [4]. Эффективность экстракции определяется коэффициентом распределения гомогенизатора между сосуществующими (сопряженными) фазами по формуле:

где – насыщенный раствор гомогенизатора (А) в растворителе1 (фаза 1); – насыщенный раствор гомогенизатора (А) в растворителе2 (фаза 2); К – коэффициент распределения (экстракции). Однако, выбор растворителя (экстрагента) осуществляется чаще всего эмпирически. Основными факторами, влияющими на процесс экстракции БАВ, являются: дисперсность растительного и животного сырья, температура, объем, природа и состав растворителя, поверхность раздела фаз, время экстракции, вязкость раствора, температура, коэффициент экстракции. В связи с тем, что большинство природных БАВ являются биополимерами, аналогами лекарственных веществ [4, 11], необходимо иметь сведения о происхождении природных БАВ, их химическом строении, наличии и характере распределения полярных функциональных групп (гидрофильно-гидрофобном балансе) в макромолекулах полимера, которые увеличивают (всаливание) или уменьшают (высаливание) растворимость полимеров в низкомолекулярных жидкостях [1, 9]. Вместе с тем необходимы также знания о факторах, регулирующих биоситнтез (in vivo) в живых организмах (растениях, животных, микроорганизмах), механизме физиологического воздействия на живые организмы. В свою очередь, тонкий органический синтез природных БАВ открывает пути к выяснению механизма действия химического соединения (лекарственного вещества) в клетке.

Биологически активные вещества (БАВ) – химические вещества, необходимые для поддержания жизнедеятельности живых организмов, обладающие высокой физиологической активностью при небольших концентрациях по отношению к определенным группам живых организмов или их клеткам (злокачественным опухолям), избирательно задерживая (или ускоряя) их рост или полностью подавляя их развитие. За единицу биологической активности химического вещества принимают минимальное количество этого вещества, способное подавлять развитие или задерживать рост определенного числа клеток, тканей стандартного штамма (биотеста) в единице питательной среды. Природные БАВ образуются в процессе жизнедеятельности живых организмов. Они могут образовываться в процессе обмена веществ, выделяясь в окружающую среду (экзогенные) или накапливаться внутри организма (эндогенные). Эффективность БАВ зависит от физиологических особенностей живых организмов, в растениях регулируется экологическими факторами (климат, погода, тип почвы и других) [9].

Многие БАВ впервые были получены из природного растительного и животного сырья и использовались для лечения болезней растений, животных, человека, борьбы с вредителями культурных растений (пестициды). Многие природные БАВ обладают токсикологическим действием, вызывая заболевания растений, животных, человека. К ним относятся микотоксины, продуцируемые грибами (Fusarium или Aspergillus), вызывают заболевания высших растений (злаковых), устойчивы при хранении, термической обработке растительного сырья. В организме человека микотоксины ингибируют биосинтез белка, поражают сердечно-сосудистую систему, клетки костного мозга, лимфатических узлов, обладают канцерогенными свойствами.

Кардиотонические гликозиды увеличивают силу и уменьшают частоту сердечных сокращений, улучшают тканевой обмен сердечной мышцы, являются стероидами – производными циклопентанпергидрофенантрена, имеющими С17 – ненасыщенное лактонное кольцо: пятичленное бутенолидное (карденолиды) или шестичленное (кумалиновое) кольцо (буфадиенолиды), содержатся в клеточном соке различных органов растений: семенах (строфанты), листьях (наперстянка, ландыш), цветках (ландыш), подземных органах (кендырь коноплевый). Экстракты природных душистых веществ, представляющие сложные смеси эфирных масел, используют для получения косметических, парфюмерных композиций, ароматерапии. Природные экзогенные БАВ, продуцируемые живыми организмами, способны ингибировать физиологические процессы других организмов (аллелопатия). Колины – органические соединения, выделяемые высшими растениями I через корневую систему, вызывающие угнетение высших растений II. Фитонциды – летучие органические соединения, выделяемые высшими растениями в атмосферный воздух, вызывают гибель патогенных микроорганизмов. Антибиотики – продукты жизнедеятельности микроорганизмов, угнетающие микроорганизмы II [2, 4]. Маразмины вызывают угнетение высших растений.

Эндогенные БАВ (белки, жиры, углеводы, витамины, ферменты, гормоны) представляют собой природные полимеры. Высокой интенсивностью биосинтеза белков отличаются многие микроорганизмы. Белки играют ключевую роль в образовании клеток, тканей организма, составляют основу биомембран. Поддерживают жизненно важных функции живых организмов.

Свойства гормонов зависят от химического строения. Фитогормоны (ауксины, цитокинины, гиббереллины, абсцизовая кислота, этилен, брассиностероиды) взаимосвязаны в фитогормональной системе. Изменение уровня одного гормона приводит к изменению всей системы (биосинтез, деструкция и транспорт). Гормональные эффекты реализуются путем изменения конформации (пространственной структуры) макромолекул белков за счет образования активного комплекса (гормоно-рецепторного), выполняя роль преобразователя сигнала, между рецептором и определенной ферментативной системой [9, 11].

Предшественником большинства фитогормонов являются органические кислоты (аминокислоты). Биологические особенности транспортировки фитогормонов заключаются в том, что, образовавшись в одном органе (например, в апикальной меристеме стебля), они регулируют рост клеток в другом органе (корне). Ауксины, образуясь из аминокислоты триптофана, регулируют растяжение, деление и дифференцирование различных органов растений (тропизм), формирование проводящих флоэмных и ксилемных элементов в каллусной ткани. Цитокинины (зеатин) регулируют формирование хлоропластов на ранних стадиях развития листа, задерживают старение листьев, транспирацию листьев, повышая устойчивость клеток растения к различным неблагоприятным экологическим факторам (температуре, недостатку воды, повышенной засоленности, воздействию фитонцидов, рентгеновскому излучению). Гиббереллины, продуцируемые патогенным грибом Gibberella fujicuro, в растениях стимулируют растяжение клеток за счет повышения митотической активности меристемы, усиливают синтез клеточной стенки, переход к формированию генеративных органов к цветению, представляют собой терпиноиды, производные гиббереловой кислоты (ГК3). Предшественником биосинтеза (in vivo) гиббереловой кислоты является мевалоновая кислота. Дефицит гиббереллинов может привести к карликовости растений.

Этилен ‒ экзогенный газообразный фитогормон, стимулирует опадание листьев, цветков, завязей и плодов, вызывает изменение ориентации микрофибрилл целлюлозы, выделяется при хранении яблок. Предшественником этилена в биосинтезе является аминокислота метионин. Биосинтез этилена усиливается при стрессе растений (травмах). Под действием этилена подавляется митотическая активность, блокируется транспорт ауксина, стимулируется биосинтез абсцизовой кислоты, ингибитора ауксина, цитокининов, гиббереллинов. Брассиностероиды относятся к малоизученным фитогормонам.

Методы экстракции являются и в настоящее время приоритетными в промышленности при производстве лекарственных препаратов из растительного и животного сырья. Экстракция БАВ представляет собой сложный последовательный процесс растворения, сорбции, десорбции, диализа, диффузии. Скорость экстракции определяется лимитирующей стадией (диффузией). Интерес к экстракционным новогаленовым препаратам обусловлен комплексным лечебным действием. Особое внимание уделяется в медицине кардиотоническим лекарственным препаратам для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, которые представляют смертельную угрозу для человека после онкологических заболеваний. Экстракцию кардиотонического гликозида (Адонизид) из растения осуществляют этанолом. Очистку от балластных веществ (хлорофиллов и смол) проводят высаливанием хлороформом с последующей адсорбцией на оксиде алюминия (толщиной 1…1,5 см). Использование инновационных методов экстракции (ультразвука низкой частоты, сжиженных газов) позволит снизить время лимитирующей стадии экстракции БАВ из растительного сырья в 10…1000 раз [5], что позволит минимизировать содержание балластных веществ, энергетические затраты при извлечении действующего вещества, гарантировать качество лекарственного препарата. Физический механизм действия ультразвука сводится к интенсивному перемешиванию внутри клетки, снижению гидростатического сопротивления движения, ускоряет теплообмен и массоперенос молекул растворителя и растворенных веществ через макропоры (0,1–0,2 мкм) клеточной мембраны в межклеточное пространство, диспергирование при экстракции. Новогаленовый препарат Адонизид, полученный с помощью ультразвуковой экстракции, отвечает всем требованиям Государственной фармакопеи [12].

Среди эндогенных БАВ в промышленности нашли применение в качестве лекарственных препаратов гормоны белково-пептидной группы (поджелудочной и паращитовидной железы), отвечающие за обменные процессы в организме человека, пронкновение через мембрану клетки в ее ядро. Наибольший интерес для медицины представляет гормон инсулин (insula), который используют для лечения заболевания сахарного диабета за счет снижения концентрации глюкозы в крови, стимулирования образования в печени и мышцах из глюкозы гликогена, усиления синтеза липидов и белков. Стероидная группа гормонов синтезируется преимущественно в половых железах, а также надпочечниках (эстроген, прогестерон) и контролирует физическое развитие человека и процесс размножения, связываются с рецепторами на поверхности структурного элемента, запуская биосинтез молекул-посредников. Гидрофильные гормоны переносятся с током крови, а липофильные связываются с белками крови и транспортируются вместе с ней. Молекула инсулина образована двумя полипептидными цепями (А и В), которые соединяются двумя сульфидными (–S–S–) мостиками через остатки цистеина. A-цепь состоит из 21 аминокислотного остатка, B-цепь образована 30 аминокислотными остатками.

Биосинтез инсулина протекает на рибосомах шероховатой эндоплазматической сети с образованием неактивной формы предшественника гормона пептида препроинсулина, представляющего собой полипептидную цепь (110 аминокислотных остатков), построенную из последовательно расположенных пептидов: L-пептид, B-пептид, C-пептид и A-пептид. Затем от молекулы предшественника отщепляется сигнальный (L) пептид и образуется проинсулин, который транспортируется в комплекс Гольджи, где происходит созревание инсулина (лимитирующая стадия). При созревании молекула проинсулина разделяется на инсулин и биологически инертный пептидный остаток.

Промышленный способ получения инсулина в качестве лекарственного препарата основан на экстракции поджелудочной железы этанолом в кислой среде, фильтрации, высаливании, многократной кристаллизации для очистки от примесей других гормонов, содержащихся в поджелудочной железе. Наибольшие энергетические затраты приходятся на стадии очистки инсулина [3, 6].

Проведенные авторами [7] исследования позволили обосновать способ получения инсулина экстракцией поджелудочной железы домашних животных (свиней, коров) алифатическими спиртами (С3–С4) пропанол, изопропанол в присутствии кислот (рН = 1,5. 3,5), высаливание водными растворами солей KCl, NaCl, NH4Cl (5…25 %), с последующим осаждением ацетоном для удаления липидов. Очистку инсулина проводили на ионообменных смолах (Вофатит R или ЭДЭ 10,11), используя в качестве элюента, водные растворы оснований (LiOH, NH4OH, NaOH) (рН = 7,5…9,5).

Предложена методология получения биологически активных веществ из растительного и животного сырья, основанная на принципах исследования химического строения предшественника БАВ, физико-химических свойств растворов, теоретических основ экстракции (распределения веществ между двумя несмешивающимися растворителями) [12], механизма биосинтеза и действия на живой организм, отсутствию в них токсичных примесей. Используя эту методологию, можно обосновать гипотезу механизма выделения инсулина указанным способом, который основан на денатурации в кислой среде белково-пептидной структуры гормона, деструкции белково-пептидной связи и повышении растворимости белка и липидов в полярном растворителе (спиртах). При введении в экстракт водных растворов солей происходит расслоение системы (высаливание), в результате которого липидная фракция переходит в спиртовой слой, а белковая фракция инсулина – в водный слой. Оптимальный состав растворителя и высаливателя необходимо осуществлять с помощью изучения фазовых равновесий и изменения физико-химических свойств от состава. Предполагаемый механизм действия БАВ, обладающего лечебными свойствами, в живом организме ‒ сложная последовательная реакция: транспорт к месту расположения мишени; распознавание мишени, биохимическое взаимодействие с ней по принципу сродства (аффинности); активизация мишени в результате образования активированного комплекса (Мишень БАВ).

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Министерство образования Украины

Таврический национальный университет им. В.И. ВернадскогоРеферат

На тему: “Биологически активные вещества” Выполнил студент:

Кучинский А.А.Симферополь 2011

1. История открытия

. Классификация ферментов и характеристика некоторых групп

. История открытия витаминов

. Варианты действия гормонов

3. Классификация гормонов по химической природе

V. Заключение I. Введение К биологически активным веществам относятся: ферменты, витамины и гормоны. Это жизненно важные и необходимые соединения, каждое из которых выполняет незаменимую и очень важную роль в жизнедеятельности организма.

Переваривание и усвоение пищевых продуктов происходит при участии ферментов. Синтез и распад белков, нуклеиновых кислот, липидов, гормонов и других веществ в тканях организма представляет собой также совокупность ферментативных реакций. Впрочем, и любое функциональное проявление живого организма - дыхание, мышечное сокращение, нервно-психическая деятельность, размножение и т.д. - тоже непосредственно связаны с действием соответствующих ферментных систем. Иными словами, без ферментов нет жизни. Их значение для человеческого организма не ограничивается рамками нормальной физиологии. В основе многих заболеваний человека лежат нарушения ферментативных процессов.

Витамины могут быть отнесены к группе биологически активных соединений, оказывающих свое действие на обмен веществ в ничтожных концентрациях. Это органические соединения различной химической структуры, которые необходимы для нормального функционирования практически всех процессов в организме. Они повышают устойчивость организма к различным экстремальным факторам и инфекционным заболеваниям, способствуют обезвреживанию и выведению токсических веществ и т.д.

Гормоны - это продукты внутренней секреции, которые вырабатываются специальными железами или отдельными клетками, выделяются в кровь и разносятся по всему организму в норме вызывая определенный биологический эффект.

Сами гормоны непосредственно не влияют на какие-либо реакции клетки. Только связавшись с определенным, свойственным только ему рецептором вызывается определенная реакция.

Нередко гормонами называют и некоторые другие продукты обмена веществ, образующиеся во всех [напр. углекислота] или лишь в некоторых [напр. ацетилхолин] тканях, обладающие в большей или меньшей степени физиологической активностью и принимающие участие в регуляции функций организма животных Однако такое широкое толкование понятия " гормоны" лишает его всякой качественной специфичности. Термином "гормоны" следует обозначать только те активные продукты обмена веществ, которые образуются в специальных образованиях - железах внутренней секреции. Биологически активные вещества, образующиеся в других органах и тканях, принято называть "парагормонами", "гистогормонами", "биогенными стимуляторами".

Биологически активные продукты обмена веществ образуются и в растениях, но относить эти вещества к гормонам

Читайте также: