Результат интеллектуальной деятельности: БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНАЯ ДОБАВКА АКТОПРОТЕКТОРНОГО, АДАПТОГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к биотехнологической (биофармацевтической) отрасли, а именно к производству биопрепаратов, обладающих актопротекторным действием, повышающим физическую выносливость, сокращающим сроки адаптации (как к физической нагрузке, так и изменяющимся условиям среды) за счет ускоренной элиминации лактата, не увеличивая при этом массу тела. Биологически активная добавка может быть использована для повышения физической активности, выносливости, ускорения восстановления после физической нагрузки спортсменов и работоспособности людей, ведущих активный образ жизни.

Современный спорт характеризуется чрезвычайно высоким уровнем физических и психических нагрузок на организм. Адаптация к действию интенсивных тренировочных и соревновательных нагрузок в современном спорте достигается за счет применения комплекса мероприятий, включающего педагогические, психологические и медико-биологические методы. В настоящее время уровень современной подготовки спортсменов предполагает дальнейший рост нагрузок на организм. В этой связи расширение границ физической работоспособности спортсменов, увеличение ее потенциала, профилактика переутомления и ускорение процессов восстановления является актуальной проблемой, поскольку спортивная тренировка, являющаяся основным методом повышения физической выносливости, имеет свои пределы. Это особенно важно при подготовке спортсменов высокого класса, так как физическое и психическое напряжение, сопровождающее подготовку и участие спортсменов в ответственных соревнованиях, нередко приводит к нарушению функциональных возможностей организма. В этой связи принципиальной задачей остается оптимизация тренировочного процесса путем внедрения новых высокоэффективных продуктов из сырья природного происхождения, которые могут обеспечить адаптацию организма к возрастающим нагрузкам и позволить обеспечение достижения более высоких спортивных результатов.

С целью повышения физической и психической устойчивости широко используются препараты-аналоги, полученные из сырья растительного происхождения (женьшень, элеутерококк, лимонник китайский и др.). Они оказывают благоприятное воздействие на психическую сферу, нервную и сердечно-сосудистую системы, обмен веществ. Однако малые дозы адаптогенов вызывают общее расслабление, снижение общей возбудимости. Высокие дозы, напротив, могут вызвать перевозбуждение, появление раздражительности, бессонницы, чрезмерной агрессивности, интоксикацию. И только оптимальные дозы способны оказывать умеренный стимулирующий эффект, создают ощущение бодрости, прилива энергии.

Известны фитокомпозиты многокомпонентного состава, где наряду с другими растениями используются добавки из корней и корневищ родиолы розовой, действие которых направлено на повышение физической выносливости и общее укрепление здоровья (см. RU 2405034, RU 2309765). Известно также лекарственное средство на растительной основе, обладающее адаптогенной активностью (см. RU 2259840).

Недостатком известных фитопрепаратов адаптогенного и биостимуляторного действия является отсутствие эффекта детоксикации внутренних сред организма, в том числе мышечных тканей, от «токсинов усталости», в первую очередь от молочной кислоты, накапливающейся в организме при больших физических нагрузках. С другой стороны, известные препараты представляют с собой напитки или настойки и при этом содержат значительное количество сахара или спирта, используемых при производстве, что способствует высокой калорийности продуктов, нежелательным эффектам в виде повышенной раздражительности, раздражения слизистой оболочки желудка. Прием таких препаратов противопоказан спортсменам, беременным и кормящим женщинам, людям пожилого возраста и детям, а также страдающим повышенной нервной возбудимостью, бессонницей, нарушениями сердечно-сосудистой системы, гипертонией.

Известно об использовании лишайников в качестве иммуномодулирующего, противоопухолевого, гепатопротекторного, антибиотического средства. Несмотря на положительный опыт использования лишайников во многих разделах клинической медицины (БАД Ягель: Свидетельство о государственной регистрации №77.99.23.3. У.3522.5.08 МЗ РФ; ТУ 9219-002-36971185-08; санитарно-эпидемиологическое заключение №77.99.03.003.Т. 000928.05.08 / Б.М.Кершенгольц, П.А.Ремигайло и др. - 2008), в доступной литературе имеются немногочисленные сообщения о применении данного растения. Это связано с тем, что известные методы выделения физиологически активных веществ из слоевищ лишайников не дают желаемого результата.

Известным техническим решением с точки зрения технологии получения, а именно клатрирования фармаконов (активного действующего вещества фармпрепаратов) механохимической активацией, является метод, основанный на комплексообразовании фармаконов с арабиногалактаном (см. RU 2337710). В данном случае смесь малорастворимого лекарственного вещества и арабиногалактана, взятые, преимущественно, в соотношениях от 1:5 до 1:20 по весу, подвергают обработке в шаровых мельницах, в частности планетарных. При этом происходит диспергирование молекул лекарственных веществ из его начального кристаллического состояния в избыток твердой матрицы арабиногалактана. Во время растворения этой твердой дисперсии высвобождение лекарственного вещества происходит в виде его водорастворимых комплексов. Созданные таким путем лекарственные композиции имеют существенно меньшую терапевтическую дозу активно действующей субстанции, следовательно, менее токсичны. Кроме того, привлекательность предложенного подхода состоит в том, что используются композиции известных, клинически обстоятельно апробированных препаратов с нетоксичными веществами.

Однако во время механохимической активации лекарственные субстанции подвергаются лишь «диспергированию» в комплексообразователь, который, обычно не обладая базовой активностью, служит для того, чтобы, связываясь в комплекс с фармаконом, обеспечить ему защиту от метаболических превращений (инактивации), как более совершенный транспорт и повышенное сродство к рецепторам.

Наиболее близким к заявляемому решению по назначению и совокупности существенных признаков является биопрепарат «Ягель-М» на основе лишайников, обладающий адаптогенным и актопротекторным действием, при использовании которого повышается физическая и умственная работоспособность, устойчивость к стрессам. Средство получают механохимической активацией растительного сырья в присутствии щелочи с дальнейшей экстракцией БАВ водно-спиртовой смесью (см. http://fobio.do.am/blog/biopreparaty_iz_prirodnogo_arkticheskogo_biosyrja_v_sokhranenii_zdorovja_naselenija_v_uslovijakh_izmenenij_klimata/2010-05-10-1 (Биопрепараты из природного арктического биосырья в сохранении здоровья населения в условиях изменения климата)). Полученный биопрепарат за счет содержания спиртового растворителя также может быть противопоказан спортсменам, людям, ведущим активный образ жизни.

Технический эффект заявляемого изобретения выражается в получении растительной композиции на основе смеси растительных субстанций: слоевищ лишайников (Cladonia) и корней, корневищ родиолы розовой (Rhodiola rosea, сем. Crassulaceae) в массовом соотношении 10:1 из сухого сырья без участия растворителей в одну технологическую стадию с использованием механохимической активации. При этом обеспечивается экологическая чистота способа получения, объясняемая отсутствием экстракционных, гидролизных стадий обработки биологического сырья. Кроме того, отсутствие растворителей в процессе получения композиции способствует сокращению ресурсо- и энергоемкости технологического процесса.

Лишайник из рода кладонии (Cladonia) - лекарственное растение, используемое в народной медицине для лечения многих заболеваний. В гифах лишайников обнаружены хитин и полисахарид лихенин, называемый еще лишайниковым крахмалом, количество которого доходит до 50% в пересчете на сухое вещество. При его гидролизе образуется 98-99% D-глюкозы, остатки которой связаны в лихенине двояким образом: 73% - β-гликозидными связями между 1-м и 4-м; 27% - β-гликозидными связями между 1-м и 3-м углеродными атомами (см. формулу I). Синтез лихенина в лабораторных условиях еще не осуществлен. Организм человека лихенин не усваивает.

Родиола розовая (Rhodiola Rosea L.) содержит салидразид, антрагликозиды, дубильные вещества, органические кислоты (галловую, щавелевую, янтарную, лимонную, яблочную), флавоноиды, сахара и эфирное масло, в состав которого входят фенил-этиловый спирт, бета-фенилэтилацетат, коричный альдегид и цитраль. Препараты родиолы розовой улучшают умственную и физическую работоспособность, способствуют сохранению энергетического потенциала организма, повышают устойчивость к воздействию различных экстремальных факторов, задерживают истощение надпочечников при стрессе, предупреждают инволюцию вилочковой железы.

Для решения поставленных задач предварительно высушенную растительную смесь подвергают обработке в шаровых мельницах, в частности планетарных или валковых, с центробежным ускорением мелющих тел в интервале 10-30 g. Эффект достигается тем, что использование совместной механохимической обработки лишайникового сырья: и корней и корневищ родиолы розовой в массовом соотношении 10:1, приводит к расщеплению части лишайниковых β-полисахаридов с образованием β-олигосахаридов (активного наполнителя-детоксиканта) с последующим их межмолекулярными взаимодействием с фармаконом (действующим веществом лекарственного растения - салидрозидом). Подобные слабые межмолекулярные взаимодействия приводят к образованию комплекса дифильного характера, создавая тем самым оптимальные условия для диффузионного процесса, повышая в 2,5-3 раза физиологическую активность фармакона при уменьшении дозы в 10 раз и одновременно элиминируя из организма «токсин усталости» - молочную кислоту.

В данном случае механохимические технологии наряду с межмолекулярным взаимодействием действующего вещества лекарственного растения с матрицей наполнителя позволяют проводить преобразования и наполнителя, а именно деструкцию части лишайниковых β-полисахаридов до более биодоступных β-олигосахаридов. В заявляемом способе спектр фармакологической активности наполнителя представлен более широко: олигосахариды лишайника не только клатрируют фармакон - действующие вещества лекарственного растения родиолы розовой, но и выполняют детоксикационную функцию, будучи активным сорбентом, что позволяет при снижении дозы лекарственного растения в 10 раз увеличить актопротекторный и адаптогенный эффекты в 2,5-3 раза.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками ближайших аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».

Отличительной особенностью заявленного решения является тот факт, что заявленное средство получено путем механохимической активации без участия растворителей в одну технологическую стадию смеси сухих слоевищ лишайников и корней, корневищ родиолы розовой, взятых в массовом соотношении 10:1. При этом получаемое средство не является лекарственной субстанцией и представлен растительным сырьем.

Изобретение может быть реализовано следующим образом.

Смесь сухих грубо измельченных (1-3 мм) порошков слоевищ лишайников и корней, корневищ родиолы розовой в массовом соотношении 10:1 помещается в барабан виброцентробежной мельницы (например, ЦЭМ-7) и подвергается механохимической активации при центробежном ускорении мелющих тел 10-30 g и скоростью помола 30-70 кг/час.

Актопротекторные и адаптогенные свойства механохимического биопрепарата ягель/родиола определяли in vivo при пероральном введении мышам CD-1 из «Питомника лабораторных животных» Филиала Института биоорганической химии РАН.

Оценка поведенческой активности животных проводилась с использованием тестов «Плавание» и «AutoTrack» согласно стандартным операционным процедурам на 30 и 45 день введения препарата. Животные контрольной группы получали растворитель (воду), остальные животные исследуемых групп получали биопрепарат в дозах, указанных в таблице 1. На 30 день по 5 животных с каждой группы были подвергнуты эвтаназии с тотальным забором крови, на 45 день оставшиеся экспериментальные животные также подвергались эвтаназии с тотальным забором крови для биохимического анализа. Для всех данных применена описательная статистика: подсчитаны среднее значение и стандартная ошибка среднего. Для определения достоверности межгрупповых различий данные проанализированы тестом Mann-Whitney (U-test) для непараметрических данных. Межгрупповое сравнение данных с нормальным распределением проводили с использованием t-критерия Стьюдента (t-test) для множественного сравнения. Анализ выполнен для каждого пола отдельно. Статистический анализ проводили программой Statistica ver.7.0. Различия определяли при 0,05% уровне достоверности. Поведенческие тесты отличаются высокой нестабильностью экспериментального объекта, поэтому за один день до начала введения проводилось фоновое исследование поведенческой активности. На основании полученных результатов проводилось формирование групп.

Средние значения показателей массы тела представлены в таблице 2. Результаты свидетельствуют о том, что изменение массы в контрольной и экспериментальных группах не выявили достоверных отличий, т.е. исследуемые препараты не способствуют наращиванию мышечной массы.

В тесте «Плавание» для оценки работоспособности и выносливости использовали плавательный тест «отчаяния» по Porsolt и «Вынужденное плавание» с нагрузкой. При этом фиксировали время от начала эксперимента до предельного истощения (таблица 3). Анализ результатов экспериментальных животных выявил достоверное увеличение времени плавания на 30 день в группах, получавших «Смесь родиолы и ягеля 1:10 механоактивированную» (относительно контрольной группы и групп, получавших родиолу розовую и «Смесь родиолы и ягеля в пропорции 1:10 грубого измельчения»).

Наблюдения в тесте «AutoTrack» были разделены на две группы: «Двигательная активность» - пройденное расстояние (таблица 4) и «Исследовательская активность» - количество стоек (таблица 5), совокупность которых характеризует целостное поведение, оценивающее действие на центральную нервную систему.

Анализ результатов показал, что на 45 день тестирования в группах, получавших «Смесь родиолы и ягеля 1/10» различного измельчения, обнаружено достоверное увеличение двигательной активности относительно контрольных групп №1 и №2. Также результаты двигательной активности в группе, получавшей механоактивированную смесь, достоверно выше, чем в группе, получавшей аналогичную смесь грубого помола.

Важным показателем в исследовательской активности (эмоционально-стрессорная переносимость) является параметр «количество стоек» в тесте «AutoTrack». Количество стоек характеризует изменения эмоционально-стрессорного состояния экспериментального объекта. Увеличение параметра указывает на большую социальную заинтересованность объекта, адаптивность к окружающим объектам, увеличение поисковой активности. Снижение показателя - противоположный результат, скованность, низкая адаптация к условиям окружающей среды. Эти данные согласуются с классическими представлениями о том, что поисковая активность способствует успешному выходу из стрессовой ситуации. Исследование выявило, что на 45 день в группе, получавшей механоактивированный комплекс ягель/родиола, наблюдалось достоверное увеличение параметра относительно контрольных групп №1 и 2.

Биохимические показатели крови приведены в таблице 6.

Сорбционные свойства лишайниковых β-олигосахаридов способствуют снижению лактата в экспериментальной группе как на 30-й, так и на 45-й день, подтверждая тем самым дектоксикационные свойства активного наполнителя.

Твердофазная композиция, полученная механохимической активацией растительных субстанций: слоевищ лишайников (Cladonid) и корней, корневищ родиолы розовой (Rhodiola rosea, сем. Crassulaceae) в массовом соотношении 10:1, обладает повышенным в 2,5-3,0 раза актопротекторным и адаптогенным действием при снижении дозы лекарственного растения в 10 раз за счет увеличения биодоступности активных веществ родиолы розовой и детоксикационной функции лишайниковых β-олигосахаридов - элиминации молочной кислоты.