Результат интеллектуальной деятельности: Композиция на основе коллагена из соединительной ткани якутской лошади и глюконата кальция

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно, к производству лекарственных средств и биологически активных добавок к пище, способствующих увеличению плотности костной ткани, подвижности суставов, снижению их болезненности, профилактике остеопений и остеопорозов.

Целью заявляемого изобретения является создание комплексного твердофазного биопрепарата из соединительной ткани якутской лошади и глюконата кальция, способствующего увеличению плотности костной ткани, профилактике остеопений и остеопорозов.

Компонентами биопрепарата являются олигомолекулярные фрагменты коллагена, выделенного из соединительной ткани якутской лошади и глюконат кальция. Коллаген - белок, содержащий 18 типов аминокислот, образует коллагеновые волокна, являющиеся матрицей соединительной ткани костно-мышечных структур, шкуры, кишечника, желудка, легких и других органов животных.

Коллаген из различных органов животных применяется в пищевой промышленности, косметических средствах и медицинских препаратах.

Широкое применение фрагментов коллагена в качестве биологически активных добавок в медицине обусловлено отсутствием токсических и канцерогенных свойств, слабой антигенностью, высокой механической прочностью и устойчивостью к тканевым ферментам, способностью образовывать комплексы с биологически активными веществами и стимулировать регенерацию собственных соединительных тканей организма за счет высокого содержания аминокислот глицина, пролина, аланина [1, 2].

Якутская лошадь - аборигенная порода лошадей, широко распространенная на территории Якутии. Особенностью содержания якутской лошади является отсутствие стойлового периода, то есть круглый год животное пасется в экстремальных условиях, в том числе, и в зимний период при температурах -40÷-50°С.Поэтому коллаген соединительной ткани якутской лошади обогащен аминокислотами, придающими повышенную эластичность при низких отрицательных температурах, прежде всего пролином (табл.). Иными словами, уникальный аминокислотный состав коллагена из соединительной ткани якутской лошади является результатом процесса адаптации к экстремальным условиям криолитозоны.

Соединительная ткань якутской лошади - вторичное сырье мясной и кожевенной промышленности региона. Актуальной задачей является производство биопрепаратов из соединительной ткани якутской лошади, так как известно, что препараты на основе коллагена широко применяются для восстановления и укрепления соединительной ткани, плотности костной ткани, подвижности суставов и снижения их болезненности [5]. За последние десятилетия по данным Всемирной организации здравоохранения наблюдается рост числа заболеваний костно-мышечной системы и соединительной ткани. Наиболее распространенными из них являются остеоартроз, остеопения и остеопороз, ревматоидный артрит, подагра [6, 7].

Известен препарат «Артроцельс», получаемый из соединительной ткани свиней. Он эффективен при лечении дегенеративно-дистрофических неопухолевых заболеваниях и травматических повреждениях хрящей, костей, суставов, позвоночника, сухожилий, связок и околосуставных тканей. Препарат относится к проколлагеновой группе (для хрящевой ткани коллаген является своего рода арматурой, которая удерживает опорно-двигательный аппарат человека в эластичном состоянии), его назначают для лечения остеохондроза, хондропатии, дорсопатии, тендинита, бурсита. Эффективность БАД «Артроцельс» обусловлена уникальными хондопротекторными и проколлагеновыми свойствами, благодаря содержанию в его составе L-аминокислот: лизина, пролина, глютамина, глицина, а также глюкозамина и хондроитина. (Свидетельство о государственной регистрации RU.77.99.11.003.E.006477.05.15 от 19.05.2015 (ЕврАзЭС). Недостатком является отсутствие в препарате других аминокислот, необходимых для синтеза коллагена соединительной ткани в организме человека.

Известна биологически активная добавка к пище (БАД) «Коллаген УЛЬТРА-СИ», изготовленная в ООО «Алина Фарма» (Свидетельство о государственной регистрации №77.99.23.3.У.3135.5.07) в виде порошка, содержащая следующие компоненты: гидролизат коллагена, мальтодекстрин, ксантановая камедь, витамин С, ароматизатор, подсластитель "Сладин", краситель Е102, Е110, Е111 или Е124, лимонная кислота (Е330). Данная добавка представляет собой комплекс из гидролизата коллагена, витамина С, крахмала, красителей и стабилизаторов. К недостаткам данной БАД относится то, что используются различные подсластители, стабилизаторы и красители, которые усложняют процесс производства и увеличивают конечную стоимость продукта, а также то, что данный препарат содержит меньше глицина, аланина и, главное, пролина, по сравнению с заявляемой композицией (табл.).

Известна биологически активная добавка «Геленк Нарунг», изготовленная в «ПроВиста АГ» («РroVista AG») в ФРГ (Свидетельство о государственной регистрации №77.99.23.3.У.3191.4.09) в виде порошка, содержащая следующие компоненты: гидролизат коллагена, желатин, фруктовый порошок, лимонную кислоту, декстрозу, аспартам К, ацесульфам К, мальтодекстрин, растительное масло и ароматизаторы. Данная добавка представляет собой комплекс из гидролизата коллагена, желатина, солей калия, ароматизаторов и стабилизаторов. Коллагеновые белки представлены в виде гидролизата и денатурированного коллагена - желатина. К недостаткам данной БАД также относится то, что используются различные подсластители, стабилизаторы, ароматизаторы и красители, которые усложняют процесс производства и увеличивают конечную стоимость продукта.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению, является биологически активная добавка (БАД) на основе денатурированных коллагеновых белков животного происхождения для укрепления соединительных тканей [8] -прототип, которая включает следующие компоненты: денатурированные коллагеновые белки кожи или хряща, или связок, или сухожилий, или их смесь, витамины С, В6, РР, кальция карбонат, железа сульфат, меди цитрат, магния цитрат, тиосульфат натрия, ламинарии слоевища, топинамбура лист или корень, или их смесь и наполнитель. К недостаткам относится то, что денатурированный коллаген для производства БАД может выделяться из различных тканей животных, что будет влиять на состав и фармакологическое действие используемого препарата.

Технический эффект (сущность) заявляемого изобретения заключается в увеличении плотности костной ткани, подвижности суставов, снижении их болезненности в результате действия комплексного твердофазного биопрепарата из коллагена якутской лошади и глюконата кальция. Совместное использование глюконата кальция и коллагена из соединительной ткани якутской лошади повышает биоусвояемость БАД организмом. Внедрение молекул глюконата кальция в волокна коллагена способствует увеличению плотности костной ткани, подвижности суставов, снижению их болезненности.

Изобретение может быть реализовано следующим образом.

Для выделения коллагена использовали сухую измельченную на мельнице крупного помола соединительную ткань якутской лошади. Проводили экстракцию дистиллированной водой при температуре 100°С в течение 4 часов при постоянном перемешивании. Отделяли экстракт от нерастворимого осадка центрифугированием. Коллаген высушивали в лиофильной установке Joun LP3 (Франция). Сухой шрот измельчали и смешивали с глюконатом кальция в соотношении 1:9. Полученный биопрепарат капсулировали на автоматической машине по наполнению капсул IN-CAP (Австрия). Содержание биопрепарата в одной капсуле составляло 0,3 г.

Полученная композиция на основе коллагена из соединительной ткани якутской лошади и глюконата кальция была проверена на микробиологическую чистоту по СанПиН 2.3.2.1078-01, СанПиН 2.3.2.1280-03. Микробиологическое исследование подтвердило чистоту биопрепарата: КМАФАнМ (КОЕ=0), БГКП (колиформы) - не обнаружены, St. aureus - не обнаружены, патогенные в т.ч. сальмонеллы - не обнаружены, Proteus - не обнаружены, Е. coli - не обнаружены, Дрожжи - не обнаружены, Плесени - не обнаружены, Сульфитредклостридии - не обнаружены, Промышленная стерильность находится в соответствии с ГОСТ 30425-97.

Аминокислотный состав коллагена соединительной ткани якутской лошади приведен в таблице.

Известно, что аминокислоты - пролин, глицин, лизин - обладают способностью оказывать положительное влияние на деятельность хрящевых и костных клеток, стимулируя синтез физиологического коллагена и других веществ, создающих хрящевую и костную матрицу [3].

Увеличение минеральной плотности кости изучали в позвоночнике (L1-L4) человека до приема и через 30 дней после приема заявляемой композиции.

Известно, что при остеопений понижается минеральная плотность костной ткани, что приводит к ослаблению костей и повышенному риску переломов. Минеральная плотность на 75-80% определяет прочность и является главной показателем механических свойств костной ткани [7-11]. С возрастом несколько изменяется строение кости: увеличивается диаметр и площадь сечения, меняется модуль эластичности и прочности, за счет чего компенсируется уменьшение костной массы [12].

Поясничный отдел позвоночника отвечает за осуществление разнообразных движений и способности выдерживать значительные нагрузки, производимые массой тела [13]. Поэтому нарушение функций данного отдела приводит к ограничениям активности, трудоспособности и качества жизни.

Применение заявляемой композиции, состоящей из коллагена соединительной ткани якутской лошади и глюконата кальция способствовало увеличению минеральной плотности костной ткани позвоночника в поясничном отделе у пациентов пожилого возраста с диагнозом остеопений (фиг. 1).

Таким образом, заявляемая композиция на основе коллагена из соединительной ткани якутской лошади и глюконата кальция в соотношении 1:9, получаемая без использования токсичных веществ на стадиях производства, обеспечивает повышение минеральной плотности костной ткани в поясничном отделе позвоночника в области сегментов L1-L4 у пациентов с диагнозом остеопения.

Литература

1. Неклюдов А.Д. Пищевые волокна животного происхождения. Коллаген и его фракции как необходимые компоненты новых и эффективных пищевых продуктов // Прикладная биохимия и микробиология. - 2003. -Т. 39, №3. - С. 261-272.

2. Suzuki M., Wilcox B.J., Wilcox CD. Implication from and for food cul tures for cardiovascular disease: longevity // Asia pasific J Clin Nutr. - 2001. - Vol.10, №2. - P. 165-171.

3. Устинова A.B., Дыдыкин A.C., Попова А.П., Сурнин Е.В. Комплексные биологически активные добавки для профилактики остеопороза в составе мясных продуктов // Технологии функциональные продукты. - 2011. - №. 5. - С. 26-28.

4. Телишевская Л.Я. Белковые гидролизаты. М.: Аграрная наука, 2000. 290 с.

5. Николаева Т.И., Шеховцов П.В. Гидролизаты коллагена в профилактике и лечении заболеваний суставов // Фундаментальные исследования. - 2014. -№12 - С. 524-528.

6. Багирова Г.Г. Избранные лекции по ревматологии. М.: Медицина, 2008. С. 256.

7. Заболотных И.И. Болезни суставов. Руководство для врачей. С-П.: СпецЛит, 2009. С. 256.

8. Николаева Т.И. Биологически активная добавка к пище на основе денатурированного коллагена // Патент РФ №2489906 от 20.08.2013, приоритет от 18 апреля 2012 г.

9. Лесняк Ю.Ф., Лесняк О.М. Определение показаний (прескрининг) для денситометрического исследования - путь к снижению затрат на диагностику остеопороза // Остеопороз и остеопатии. - 2002. - №3. - С. 20-23.

10. Рожинская Л.Я. Системный остеопороз. М.: Мокеев, 2000. 196 с.

11. Zhang Н.С., Kushida K., Atsumi K., Kin K., Nagano A. Effects of age and menopause on spinal bone mineral density in Japanese women: a ten-year prospective study // Calcif. Tissue Int. - 2002. - Vol.70, №3. - P. 153-157.

12. Tanno M., Horiuchi Т., Nakajima I., Maeda S., Igarashi M., Yamada H. Age-related changes in cortical and trabecular bone mineral status. A quantitative CT study in lumbar vertebrae // Acta Radiol. - 2001. - Vol. 2. №1. - P. 15-19.

13. White A.A.3rd, Southwick W.O., Panjabi M.M., Practical biomechanics of the spine for orthopaedic surgeon // In: Instructional Course Lectures. Amer. Acad. Orthop.Surg. С.V. Mosby Publishing Co., 1974. P. 62-78.