Изучение структурных компонентов и физико-химических свойств гуминовых веществ низкоминерализованных иловых сульфидных грязей как источника антиоксидантных лекарственных средств - Автореферат

Гуминовые вещества обладают широким спектром терапевтического действия, что подтверждается экспериментальными исследованиями последних лет. Выделить и идентифицировать по общепринятым критериям гуминовые вещества низкоминерализованных иловых сульфидных грязей: фульвовые, гиматомелановые, гуминовые и гумусовые кислоты. Исследовать структурные компоненты гуминовых веществ низкоминерализованных иловых сульфидных грязей физико-химическими методами: инфракрасной спектроскопии (ИКС), ядерно-магнитного резонанса (ЯМР), электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Охарактеризовать в сравнительном аспекте про-и антиоксидантные свойства отдельных фракций гуминовых веществ низкоминерализованных иловых сульфидных грязей в условиях «in vitro». Оценить биодоступность отдельных фракций гуминовых веществ низкоминерализованных иловых сульфидных грязей на модельных опытах.Объектом нашего исследования явились гуминовые вещества, выделенные из низкоминерализованных иловых сульфидных грязей ФГУ «Санаторий «Сергиевские минеральные воды» ФМБА России, Самарская область. Фракции фульвовых (ФК), гиматомелановых (ГМК), гуминовых (ГК) и гумусовых кислот (ГСК) были получены из пелоидов по авторским методикам, разработанным на кафедре общей, бионеорганической и биоорганической химии ГОУ ВПО «Самарский государственный медицинский университет Минздравсоцразвития России» (патенты РФ № 2043107 от 20.07.1992; № 2122414 от 27.11.98). Определение элементного состава гуминовых веществ, а именно, содержание углерода, водорода, азота, серы и кислорода проводили на анализаторе фирмы «Carlo Erba EA-1108» при температуре 10100С в постоянном потоке гелия. Качественное сравнение относительной интенсивности полос ИК - спектров, снятых спектрометре Spectrum 100 (Perkin Elmer) в диапазоне 400-4200 см-1, позволяет утверждать, что в фульвовых кислотах преобладают алифатические цепочки с большим количеством спиртовых групп, а гуминовые кислоты содержат сопряженные ароматические структуры со значительным содержанием карбоксильных групп (рис.1). Помимо ароматической части, в гуминовых веществах присутствуют алифатические фрагменты различной степени выраженности, обогащенные полисахаридными группам.Установлена и экспериментально подтверждена зависимость антиоксидантных свойств в ряду гуминовых веществ низкоминерализованных иловых сульфидных грязей от характера сопряжения и особенностей структурной организации макромолекул. Специфические органические вещества, выделенные из низкоминерализованных иловых сульфидных грязей, на основании совокупности результатов элементного, фотометрического и спектрального анализа относятся к группе гуминовых веществ и образуют генетический ряд: фульвовых, гиматомелановых и гуминовых кислот, характеризующихся общими и специфическими свойствами. Установлен структурно-групповой состав фульвовых, гиматомелановых, гуминовых и гумусовых кислот пелоидов методами ИК-, ЯМР-, ЭПР-спектроскопии. Детализирована природа парамагнитных центров, свидетельствующая о высокой реакционной способности гуминовых веществ низкоминерализованных иловых сульфидных грязей. Все фракции гуминовых веществ обладают антиоксидантной активностью, которая возрастает в ряду: фульвовые, гумусовые, гуминовые, гиматомелановые кислоты и зависит от особенностей структурной организации соединений, определяющим фактором которой является характер сопряжения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Установлена и экспериментально подтверждена зависимость антиоксидантных свойств в ряду гуминовых веществ низкоминерализованных иловых сульфидных грязей от характера сопряжения и особенностей структурной организации макромолекул.

2. Специфические органические вещества, выделенные из низкоминерализованных иловых сульфидных грязей, на основании совокупности результатов элементного, фотометрического и спектрального анализа относятся к группе гуминовых веществ и образуют генетический ряд: фульвовых, гиматомелановых и гуминовых кислот, характеризующихся общими и специфическими свойствами.

3. Установлен структурно-групповой состав фульвовых, гиматомелановых, гуминовых и гумусовых кислот пелоидов методами ИК-, ЯМР- , ЭПР- спектроскопии. Гиматомелановые кислоты отличаются от других фракций присутствием карбонильных атомов углерода хиноидной, сложноэфирной, еноловой и кетонной природы. Детализирована природа парамагнитных центров, свидетельствующая о высокой реакционной способности гуминовых веществ низкоминерализованных иловых сульфидных грязей.

4. Получены количественные характеристики окислительно-восстановительной активности в ряду гуминовых веществ пелоидов в условиях in vitro манометрическим, амперометрическим и хемилюминесцентным методами. Все фракции гуминовых веществ обладают антиоксидантной активностью, которая возрастает в ряду: фульвовые, гумусовые, гуминовые, гиматомелановые кислоты и зависит от особенностей структурной организации соединений, определяющим фактором которой является характер сопряжения. Высокая антиоксидантная активность (in vitro) гиматомелановых кислот обусловлена сопряжением хиноидно - енолового типа с включением сложноэфирных фрагментов. Обнаружена полимодальная зависимость антиоксидантной активности гуминовых и гумусовых кислот.

5. Разработаны методики амперометрического количественного определения отдельных фракций гуминовых веществ низкоминерализованных иловых сульфидных грязей. Относительная ошибка методик определения не превышает для фульвовых кислот - 3,4 %, гиматомелановых кислот - 2,7%, гуминовых - 4,5% и гумусовых кислот -3,6 % . Валидационная оценка количественного амперометрического определения гуминовых веществ показала, что методики линейны, воспроизводимы и правильны.

6. Доказана способность отдельных фракций гуминовых веществ пелоидов диализировать через биологическую мембрану, возрастающая в ряду: гуминовые-гумусовые-гиматомелановые-фульвовые кислоты. Биодоступность возрастает в присутствии трансагентов и ионов металлов и с повышением РН раствора.

7. По результатам гематологических и гистологических исследований выявлена способность гуминовых веществ пелоидов нивелировать воздействие свободнорадикального окисления при моделировании окислительного стресса in vivo, приводя показатели антиоксидантной защиты организма к норме. Установлено возрастание антиоксидантной активности в ряду: фульвовые, гумусовые, гуминовые, гиматомелановые кислоты.

1. Аввакумова Н.П. Роль гумусовых кислот низкоминерализованных иловых сульфидных грязей в ликвидации антропогенного загрязнения / Н.П. Авакумова, М.А. Кривопалова, А.В. Жданова // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Специальный выпуск «ХІІКОНГРЕСС «Экология и здоровье человека», т1, 2007. С. 108-111.

2. Катунина Е.Е. Динамика морфологических изменений в иммунокомпетентных органах крыс с адьювантным артритом в присутствии ГМК / Е.Е. Катунина, Н.П. Аввакумова, В.В. Россинская, А.В. Жданова // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Специальный выпуск «XIII конгресс «Экология и здоровье человека», т2, 2008 С. 233-238.

3. Аввакумова Н.П. Амфифильность гумусовых кислот как фактор гомеостаза лечебных грязей / Н.П. Аввакумова, Е.Е Катунина, М.А. Кривопалова, М.Н. Глубокова, А.В. Жданова // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Тематический выпуск. Том 11 (27) №1 (6), 2009, С.1253-1255.

4. Аввакумова Н.П. Оптимизация диализа гуминовых кислот (статья) / Н.П. Аввакумова, М.Н. Глубокова, Е.Е. Катунина, М.А. Кривопалова, А.В. Жданова, В.Я. Кириллова // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Тематический выпуск. Том 11 (27) №1 (6), 2009, С. 1256-1258.

5. Аввакумова Н.П. Некоторые особенности функционально-группового состава гумусовых кислот пелоидов/ Н.П. Аввакумова, М.А. Кривопалова, И.В. Фомин, А.В. Жданова // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. № 11, 2010 С.24-27.

6. Аввакумова Н.П. Антиоксидантные свойства гуминовых веществ пелоидов / Н.П. Аввакумова, А.Я. Герчиков, В.Р.Хайруллина, А.В. Жданова// Химико-фармацевтический журнал, т.45, №3, 2011 С. 50-51.

7. Кривопалова М.А. Проницаемость в ряду гумусовых кислот пелоидов / Н.П. Аввакумова, М.Н. Глубокова, А.В. Жданова // Труды IV Всероссийской конференции «Гуминовые вещества в биосфере» - Санкт-Петербург, 2007. С. 105-109.

8. Глубокова М.Н. Стандартизация биологически активной субстанции «гуминовые кислоты пелоидов» методом спектрофотометрии / М.Н.Глубокова, А.В.Жданова, Е.Е. Катунина // Сборник трудов II международной научной конференции молодых ученых-медиков. В 3-х томах.- Курск: ГОУ ВПО КГМУ Росздрава, 2008.-Т.III-с.275-277.

9. Аввакумова Н.П. Анализ термодинамических характеристик и биоэнергетических потенциалов в ряду гумусовых кислот иловых сульфидных грязей / Н.П. Аввакумова, М.А. Кривопалова, М.Н. Глубокова, А.В. Жданова // Биология: теория, практика, эксперимент: материалы Междунар. науч. конф., посвящ. 100 летию со дня рождения Е.В. Сапожниковой - Саранск, 2008. - Кн. 1. - С. 137-140.

10. Avvakumova N.P. Structural components and biological activity among humic substances of low-mineralized silt sulphide muds.// N.P. Avvakumova, A.V. Zhdanova // International humic substances society “From molecular understanding to innovative applications of humic substances”-Moscow- St.Peterburg, 2008, Р 100-104.

11. Аввакумова Н.П. Биодоступность компонентов лечебных грязей курорта «Сергиевские минеральные воды» / Н.П. Аввакумова, М.Н. Глубокова, А.В. Жданова // Научно-практическая конференция по восстановительной медицине, курортологии физиотерапии, посвященной 175-летию санатория «Сергиевские минеральные воды» - Серноводск, 2008. - С. 17-16.

12. Аввакумова Н.П. Биологическая активность гумусовых кислот в сверхмалых дозах / Н.П. Аввакумова, М.А.Кривопалова, М.Н. Глубокова, А.В. Жданова //Механизмы действия сверхмалых доз: тез. докл. 4 Междунар. симпоз. - М., 2008. - С. 3-4.

13. Аввакумова Н.П., Про- и антиоксидантные свойства гуминовых кислот пелоидов / Н.П. Аввакумова, М.Н. Глубокова, А.В. Жданова // XVI Международная научно-практическая конференция «Экология и жизнь» апрель 2009, Пенза - стр. 6-8.

14. Аввакумова Н.П. Исследование адсорбционных свойств гиматомелановых кислот пелоидов // Н.П. Аввакумова, М.А Кривопалова, А.В. Жданова // VII Всероссийская конференция с Молодежной научной школой «Химия и медицина, ОРХИМЕД-2009», 1-5 июля 2009г, Уфа, стр 97-100.

15. Аввакумова Н.П. Манометрическое определение антиоксидантных свойств гиматомелановых кислот пелоидов / Н.П. Аввакумова, А.Я. Герчиков, В.Р. Хайруллина, А.В. Жданова, М.А. Кривопалова, М.Н. Глубокова // VII Всероссийская конференция с Молодежной научной школой «Химия и медицина, ОРХИМЕД-2009», 1-5 июля 2009г, Уфа, стр.101-103.

16. Жданова А.В. Инновационные подходы к использованию лечебных грязей Самарской области // Всероссийская конференция «Аспирантские чтения, 2009», Умник, коммерциализация результатов научно-технической деятельности» Самара, 2009, С. 32-33.

17. Жданова А.В. Степень окисленности и антиоксидантные свойства в ряду гумусовых кислот //«Аспирантские чтения, 2009», труды региональной конференции «Молодые ученые - медицине», Самара, 2009 С. 199-202.

18. Аввакумова Н.П. Антиоксидантные свойства гумусовых кислот в условиях in vitro и in vivo // Аввакумова Н.П., Кривопалова М.А, Глубокова М.Н., Жданова А.В. // Труды V Всероссийской конференции «Гуминовые вещества в биосфере» - Санкт-Петербург, 2010г, стр 132-135.

19. Кривопалова М.А. Адсорбционные равновесия в системе гуминовые кислоты -Ag / М.А. Кривопалова, Н.П. Аввакумова, С.Х. Шарипова, А.В. Жданова // Труды V Всероссийской конференции «Гуминовые вещества в биосфере» - Санкт-Петербург, 1-4 марта 2010г, С. 256-260.

20. Аввакумова Н.П. «Оценка металлосвязывающей способности гумусовых кислот» / Н.П. Аввакумова, М.А. Кривопалова, А.В. Жданова // «Экология и жизнь»: сборник статей XVIII Международной научно-практической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2010, стр 5-7.

21. Аввакумова Н.П. Исследование антиоксидантной активности гуминовых кислот пелоидов амперометрическим и хемилюминесцентным методом / Н.П. Аввакумова, А.В. Жданова, М.А. Кривопалова // Материалы международной конференции по аналитической химии и экологии, Казахстан, 2010 С. 215-216.

22. Жданова А.В. Характеристика антиоксидантной активности гиматомелановых кислот пелоидов / А.В. Жданова, Н.П. Аввакумова, М.А. Кривопалова, М.Н. Глубокова// VII Международной конференции «Биоантиоксидант», тезисы докладов, г. Москва, 2010 - С. 155-157.

23. Удостоверение на рационализаторское предложение № 122 ГОУ ВПО «САМГМУ Росздрава» от 1 февраля 2011г. «Средство природного происхождения для лечения инфицированных ран на основе хелатокомплекса гуминовых кислот пелоидов с ионами серебра» / А.В. Жданова, Н.П. Аввакумова, Ю.В. Жернов.

Размещено на .ru