Разработка методики определения микроэлементного состава лекарственных средств и растительного сырья методом рентгено-флуоресцентного анализа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 14.04.02, кандидат наук Макарова Мария Павловна

• Макарова Мария Павловна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Макарова Мария Павловна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Биогеохимические основы формирования элементного состава лекарственного растительного сырья

1.1.1. Относительное содержание химических элементов в

земной коре

1.1.2. Биологический круговорот химических элементов

1.1.3. Микроэлементы. Биогеохимия цинка

1.2. Источники микроэлементов

1.3. Содержание цинка в растительном сырье

1.4. Цинк-дефицитные состояния и способы их коррекции

1.5. Методы определения элементов в образцах со сложной матрицей

1.6. Частные вопросы фитохимии растений

1.6.1. Каллизия душистая (Callisia fragrans L.), семейство Коммелиновые (Commelinaceae)

1.6.2. Никель-содержащие растения

1.7. Влияние воды с различным соотношением [D]/[H] на микроэлементный состав растения

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1.1. Лекарственное и неофицинальное растительное сырьё

2.1.1.1. Каллизии душистой листья (folia Callisiae fragrantis L.)

2.1.1.2. Кипрея узколистного трава (herba Epilóbii angustifolii L.)

2.1.2. Растворы глицината цинка

2.1.3. Референс-образец

2.1.4. Бактериальные пробы для испытаний на МКС

2.1.5. Исследуемые вещества и растворы

2.2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.2.1. Пробоподготовка ЛРС

2.2.2. Статистическая обработка результатов

2.2.3. Приборы и оборудование

2.2.3.1. Рентгено-флуоресцентный анализ

2.2.3.2. Атомно-абсорбционная спектрометрия

2.2.4. Дисперсный анализ

2.2.5. Физико-химический анализ воды с различным

содержанием дейтерия

2.2.6. Метод лазерной дифракции

2.2.7. Спектроскопия НПВО в инфракрасной области с Фурье-преобразованием

2.2.8. Определение биологической активности ФС с помощью биосенсора S. ambigua

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Создание методики экспресс-анализа лекарственного растительного сырья и неофицинальных растений методом рентгенофлуоресцентной спектрометрии

3.1.1. Скрининг микроэлементов в растительном сырье

3.1.2. Влияние высушивания растительного сырья на результаты элементного анализа методом РФА

3.1.3. Влияние диспергирования растительного матриала на результаты определения микроэлементов методом РФА

3.1.4. Механохимическая активация фармацевтических субстанций как фактор изменения их физических, химических и биологических свойств

3.1.5. Влияние периода вегетации на содержание цинка в траве кипрея узколистного (herba Epilóbii angustifolii L.)

3.2. Метрологическое обеспечение

3.2.1. Интеркалибрации референс-образца

3.2.2. Сравнение результатов анализа методами РФА и ААС при определении цинка в различных растительных материалах

3.3. Элементный профиль лекарственного растительного сырья и неофицинальных растений

3.4. Создание цинк-обогащенного растительного сырья - «металл-модифицированных» растений на основе изотопного управления метаболизмом микроэлементов

3.5. Определение элементного профиля в образцах со сложной органической матрицей

3.5.1. Выбор материала матрицы для построения калибровочных прямых для определения микроэлементов методом РФА

3.5.2. Исследование лекарственных препаратов и БАДов

3.5.3. Исследование космических проб

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики определения микроэлементного состава лекарственных средств и растительного сырья методом рентгено-флуоресцентного анализа»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Химические микроэлементы, как кофакторы ферментативного катализа, в определенных концентрациях являются эссенциальными, то есть строго необходимыми для физиологически полноценной жизнедеятельности (Nordberg M., Nordberg G.F., 2016). Любое отклонение содержания неорганического компонента в организме проявляется в виде многочисленных гипо- и гиперэлементозов. По данным Trace Elements Institute for UNESCO, в России наиболее часто встречаются дефициты цинка, меди и марганца. Цинк-дефицитные состояния городского населения приводят к разнообразным расстройствам, включающие нарушения функционирования иммунной системы, неврологические заболевания, сексуальные расстройства, косметические нарушения состояния кожи и волосяного покрова головы (Livingstone C., 2015).

Комплексы микроэлементов, которые содержат растения, могут быть использованы в качестве лекарственных и профилактических средств в терапии различных заболеваний. Накопление и аккумуляция многих элементов рассматривается в биогеохимии как проявление видоспецифичности растений (Добровольский В.В., 2003). В настоящей работе предложен особый подход к выращиванию лекарственных и пряно-ароматических растений, обогащенных цинком. Увеличение содержания цинка в растении по сравнению с видовой биогеохимической нормой имеет естественные ограничения, как со стороны закона Нернста, так и по причине естественной аккумулирующей способности растения, обусловленной концентрацией свободных растворенных хелатирующих агентов и сорбцией на межфазных границах. Мы предположили, что возможно увеличить ассимиляционную емкость растения за счет изменения изотопного состава водного раствора, применяемого для полива или используемого при гидропонике, а именно использования воды, обедненной по содержанию дейтерия (Deuterium Depleted Water - DDW), которая отличается от обычной воды целым рядом физико-химических показателей, включая температуру замерзания, время спин-спиновой релаксации, коэффициент самодиффузии (Goncharuk V.V. et al.,

2011). Одно из самых интересных последствий такого изменения изотопного состава является изменение констант скоростей всасывания/выведения растворенного вещества (Syroeshkin A.V. et а1. 2017). Именно этот эффект в неравновесных условиях мог бы помочь, с нашей точки зрения, «обойти» термодинамические ограничения, увеличив насыщение лекарственного растения соединениями цинка.

Микроэлементы распределены неравномерно по тканям растения и субклеточным элементам, поэтому сложно-компонентные матрицы анализируемых образцов в каждом из случаев требуют специальной пробоподготовки. В настоящей работе нам также потребовалось доработать фармакопейный метод рентгено-флуоресцентной спектрометрии в части особой длительной пробоподготовки с включением в протокол анализа QA/QC процедур с использованием международного референс-образца МАГАТЭ.

Цель работы: получение цинк-обогащенного фармацевтического продукта из растительного материала для лечения гипоэлементозов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработать методику пробоподготовки лекарственного растительного сырья и неофицинальных растений для последующего микроэлементного анализа.

2. Оптимизировать методику экспресс-определения микроэлементного состава растительного сырья на основе фармакопейного рентгено-флуоресцентного анализа (РФА).

3. Провести валидацию разработанной методики по таким показателям, как повторяемость, воспроизводимость и робастность (включая сравнение метода РФА с методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией) с учетом данных международной интеркалибрации в системе МАГАТЭ.

4. Провести анализ влияния воды, обедненной по дейтерию, на элементный профиль лекарственных и неофицинальных растений.

Научная новизна работы. Показано, что обеднение водных растворов по

17 18

содержанию дейтерия и изотопов О и О, приводят к изменению азотного и

микроэлементного метаболизма растения, позволяющего довести накопление цинка вплоть до 2 мг на 1 г сухого веса.

Практическая значимость работы. Показана возможность создания металл-обогащенных растений с лекарственными свойствами на основе изотопного управления метаболизмом и предложено использовать это в будущем для коррекции массовых цинк-дефицитных состояний у городского населения. Разработана технология экспресс-контроля элементного состава растительного сырья.

Положения, выносимые на защиту:

1. Разработанная методика специальной пробоподготовки позволяет определять микроэлементы в образцах со сложной органической матрицей методом рентгено-флуоресцентной спектрометрии с использованием референс-образца.

2. Биогеохимические ограничения накопления цинка в лекарственном растении могут быть преодолены с помощью кинетического подхода, меняющего изотопный состав воды.

3. Разработанная технология создания «металл-модифицированного» растения позволяет создавать новый продукт, обладающий уже хорошо известными свойствами, но дополнительно устраняющий цинк-дефицитные состояния.

Степень достоверности полученных результатов. В исследовании использовали международный референс-образец NIST SRM 2976, изготовленный в MEL IAEA (МАГАТЭ) и аттестованный Национальным институтом стандартов и технологий (NIST, USA) на основании результатов интеркалибраций с участием более 140 лабораторий мира, включая нашу группу.

Все результаты представлены для 3-5 повторов с доверительной вероятностью 95%. Каждое измерение было выполнено в полном цикле воспроизведения всего эксперимента с 15-25 кратным повторением измерений внутри одного цикла. Статистическая обработка результатов выполнена с использованием программы OriginPro®9, OriginLab Corporation, USA.

Апробация результатов диссертационной работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены на конференциях: Четвертая научно-практическая конференция с международным участием «Молодые ученые и фармация XXI века» (Москва, 2016); 16-й Международный симпозиум по микроэлементам у человека и животных (Санкт-Петербург, 26.06.2017 - 29.06.2017); 44th FEBS Congress (Краков, 6-11 июля 2019), 14th International Conference on Chemical and Process Engineering (Болонья, 26-29 мая 2019 года).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ: в журналах индексируемых в Scopus - 2, перечень РУДН - 2, РИНЦ - 1, а также тезисы конференций, в том числе и зарубежных - 3.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационная работа соответствует формуле специальности 14.04.02 -«Фармацевтическая химия, фармакогнозия» (фармацевтические науки) и конкретно пунктам 5 и 6 паспорта специальности:

5 - Изучение вопросов рационального использования ресурсов лекарственного растительного сырья с учетом влияния различных факторов на накопление биологически активных веществ в сырье.

6 - Изучение химического состава лекарственного растительного сырья, установление строения, идентификация природных соединений, разработка методов выделения, стандартизации и контроля качества лекарственного растительного сырья и лекарственных форм на его основе.

Личный вклад автора состоит в непосредственном участии в экспериментальных исследованиях, обработке результатов, анализу полученных данных и подготовке публикаций в соавторстве с научным коллективом кафедры и научными сотрудниками Лаборатории прикладной гидрохимии и аналитической химии ФГУ «ГОИН», Института биоорганической химии имени М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН. Работа выполнена с применением лабораторного оснащения кафедры фармацевтической и токсикологической химии Медицинского института Федерального государственного автономного образовательного

учреждения высшего образования «Российский университет дружбы народов» за счет средств программы «Топ 5-100».

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 125 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, общих выводов, списка литературы (134 источника) и приложения. Основная часть диссертации включает 19 таблиц и 33 рисунка.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Костыгина, М.Н. Определение цинка в траве кипрея узколистного (Chamaenerion angustifolium L.) / Костыгина М.Н., Гришина М.П., Максимова Т.В. // Сборник трудов четвертой научно-практической конференции с международным участием «Молодые ученые и фармация XXI века», М.: ВИЛАР, 2016. - С. 251 - 255.

2. Grishina, M.P. X-ray fluorescence determination of zinc / M.P. Grishina, A.V. Syroeshkin, T.V. Maximova, M.N. Kostygina, T.V. Pleteneva // Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. - V. 41, S1. - 2017. - P. 16.

3. Syroeshkin, A.V. Trace elements in marine aerosols / A.V. Syroeshkin, V.V. Goncharuk, M.A. Chichaeva, I.S. Matveeva, M.P. Grishina, T.V. Maximova, T.V. Pleteneva // Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. - 2017. - V.41, S1. -2017. - P.17.

4. Макарова, М.П. Особенности экспресс-определения микроэлементов в лекарственных и неофицинальных растениях / М.П. Макарова, А.В. Сыроешкин, Т.В. Максимова, И.С. Матвеева, Т.В. Плетенёва // Разработка и регистрация лекарственных средств - 2019. - Т. 8 №2. - С. 10-14.

DOI:10.33380/2305-2066-2019-8-2-93-97

5. Syroeshkin, A. Mechanochemical activation of pharmaceutical substances as a factor for modification of their physical, chemical and biological properties / A. Syroeshkin, E. Uspenskaya, T. Pleteneva, M. Morozova, T. Maksimova, A. Koldina, M. Makarova, O. Levitskaya, I. Zlatskiy // International Journal of Applied Pharmaceutics - 2019. - V. 11 (3). - P. 118-123.

https://doi.org/10.22159/iiap.2019v11i3.32413

6. Makarova, M. [D]/[H] modification of plant peptides and microelements metabolome / M. Makarova, A. Syroeshkin, T. Maksimova, T. Pleteneva, I. Zlatskiy, N. Antipova, A. Skripnikov, M. Dzhavakhyan // FEBS Open Bio. - 2019. - V. 9. - P. 287-288. DOI: 10.1002/2211-5463.12675.

7. Сыроешкин, А.В. Создание цинк-обогащенных лекарственных и пищевых растений / А.В. Сыроешкин, М.П. Макарова, Т.В. Максимова, Т.В. Плетенева // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2019. - Т. 22. - №5. - С. 47-52.

8. Syroeshkin, Anton. Deuterium Depleted Water as an Adjuvant in Treatment of Cancer / Anton Syroeshkin, Olga Levitskaya, Elena Uspenskaya, Tatiana Pleteneva, Maria Makarova, Daria Romaykina, Daria Ermakova // Systematic Reviews in Pharmacy - 2019. - V. 10 (1). - P. 112-117. DOI: 10.5530/srp.2019.119

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Биогеохимические основы формирования элементного состава лекарственного растительного сырья.

Растительный мир является составной частью биосферы и закономерно

привлекает внимание учёных [1]. Основная масса живого вещества представлена

20

именно растениями - 10 г [2] составляет практически 99 % массы живого вещества [3].

Биологический круговорот химических элементов позволяет проследить эволюцию данного процесса и его взаимосвязь с изменениями в окружающей среде. Химический состав растений косвенно отражает связь с элементным составом среды произрастания, а так же видовые и индивидуальные особенности растения [1].

1.1.1. Относительное содержание химических элементов в земной

коре

Результаты многочисленных анализов горных пород показал, что в земной коре преобладают элементы кислород (48 %) , кремний (40 %), алюминий (8 %), железо (около 4 %), калий (3 %), кальций (2,5 %), натрий (2,0 %) и магний (2,5 %) (F. W. Clarke, Quarterly Journal of the Geological Society of London. 1932. v. 88). Однако появление спектроскопического элементного анализа позволило В.И. Вернандскому сформулировать принцип распространённости всех химических элементов: «В каждой капле и пылинке вещества на земной поверхности [...] мы открываем всё новые и новые элементы. В песчинке или в капле, как в микрокосмосе, отражается общий состав космоса» [4].

Теория «всюдности» (прим. Вернандского) долго подвергалась сомнению, так как при анализе образцов, содержащих элементы ниже уровня чувстительности метода, не обнаруживались. В связи с этим был применен специальный термин «rare elements» - «редкие элементы», что означает содержание химических элементов ниже предела чувствительности метода.

«Относительное содержание химических элементов в земной коре и в других глобальных системах принято называть кларками» (А. Е. Ферсман.

Геохимия России. Петроград: Научное химико-техническое издательство, 1922. В. 1. 229 с.). Кларки являются ключевым показателем в геохимии и оценивают содержание в почве элементов как высокое, среднее или низкое. [5]. Химические элементы делятся на две группы: первая включает в себя главные элементы, которые встречаются в большом количестве; вторая группа - рассеянные или микроэлементы с преимущественно маленькими кларками [4].

1.1.2. Биологический круговорот химических элементов

«Живое вещество постоянно самообновляется. Высшие растения

составляют основную массу живого вещества, поэтому цикличность жизни ярко проявляется в их динамике. Циклическая миграция большой массы химических элементов происходит за счёт постоянного самообновления растительности. В миграции задействованы многие химические элементы из почвы, имеющие важное значение для синтеза органического вещества и геохимической деятельности растений» [6, 3]. «Циклическая миграция «зольных» элементов в системе почва - растения получила название биологического круговорота» (Либих Ю., 1842)

«Прирост годового восстановленного растительного покрова Мировой суши оценивается в примерно 170 109 тонн органического вещества, в пересчёте на сухое» [3]. Эти данные позволяют определять количество элементов, участвующих в захвате наземной растительностью в год и оценить массу различных макро- и микроэлементов в ежегодном глобальном биологическом цикле [7] (Табл. 1).

Таблица 1. Биологическое поглощение главных химических элементов растительностью суши (В.В. Добровольский «Основы биогеохимии», 1998).

Элементы Концентрация в сухой фитомассе, %, по Х. Боуэнну, 1966 Захват приростом растительности Коэффициент биологического поглощения

На всей площади суши, 1-108 т/год На один км2 /(ттод)

N 2,00 3450 (2587) 28,78 (21,5) -

Са 1,80 3105 (2329) 25,9 (19,4) 14,4

К 1,40 2415 (1801) 20,1 (15,0) 10,4

0,50 862 (840) 7,2 (7,0) 0,3

Б 0,34 586 (440) 4,9 (3,6) 170,0

Мв 0,32 552 (414) 4,6 (3,5) 5,3

Р 0,23 397 (297) 3,3 (2,5) 57,3

С1 0,20 345 (259) 2,9 (2,1) 235,3

№ 0,12 207 (145) 1,7 (1,2) 1,0

А1 0,05 86 (65) 0,7 (0,5) 0,1

Бе 0,02 34 (26) 0,3 (0,2) 0,1

«Общая масса зольных элементов, захватываемых в биологический цикл, составляет порядка 8 млрд. тонн в год» [3].

Информация о средних значениях расеянных элементов является ориентировочной и должна подвергаться обязательной корректировке, так как нет стандартизированного метода анализа и методик пробоподготовки. Рассеянные химические элементы чаще всего содержатся в органах растений: подземной части, молодых побегах, листьях [3, 8] (Табл. 2).

Таблица 2. Концентрация рассеянных элементов в ежегодном приросте.

Элементы Средняя концентрация мкг/г

В золе В сухой фитомассе В живой фитомассе

Mn 4100 205,0 82,0

Zn 600 30,0 12,0

Sr 700 35,0 14,0

П 650 32,5 13,0

B 500 25,0 10,0

Ba 450 22,5 9,0

^ 160 8,0 3,2

Rb 100 5,0 2,0

М 40 2,0 0,8

«Из приведённых данных следует, что растения поглощают химические элементы не пропорционально их содержанию в земной коре. Аккумуляция элементов в растениях определяется величиной ионных потенциалов элементов. Согласно этой теории катионы образуют элементы с низким ионным потенциалом, а с высокими ионными потенциалами - хорошо растворимые анионы, легко поглощаются растениями» (Хатчинсон Г., 1943).

Один из факторов «геохимического отбора» растениями - способность элементов к образованию хелатных комплексов (Хатчинсон Г., 1943).

Способность тяжёлых металлов к хелатообразованию определяется их накоплением в клетках. Щелочные и щелочно-земельные металлы не образуют устойчивые комплексы и находятся в форме простых ионов в клетках растений. «Избирательная аккумуляция определённых рассеянных элементов происходит в

растительных клетках благодаря комплексообразованию» - писал В.В. Добровольский. Следуя из этого можно сделать вывод, что микроэлементы концентрируются не самой клеткой, а её определёнными органеллами. Установлено, что концентрация цинка в различных частях растения кипрея узколистного отличается [9].

1.1.3. Микроэлементы. Биогеохимия цинка

Как было сказано ранее, в живом веществе находятся практически все микроэлементы (Вернандский В.И., 1928). «Одни из них играют незаменимую роль в процессе жизнедеятельности организмов, значение некоторых других пока не выяснено. Группы макро- и микрокомпонентов питания включают в себя микроэлементы, незаменимые для организма. В их числе медь, цинк, молибден, марганец, бор, кобальт. Так же была выделена большая группа других рассеянных элементов, но их роль в составе организмов не ясна» (Уэбб Д. и Ферон У, 1937). Следует заметить, что физиологическое значение микроэлемента не всегда определяется его концентрацией.

Цинк является важным микроэлементом и регулирует многие биологические процессы в организме человека. Фермент алкогольдегидрогеназа, содержащий цинк, участвует в фосфатном и углеводном обменах [10], является кофактором для фермента карбоангидразы [11]. Цинк активно поглощается биомассой суши и участвует в регулировке механизмов морозоустойчивости растений [12].

В зависимости от геохимических условий, содержание цинка в растениях суши варьируется. Некоторые растения произрастают на участках почвы с высоким содержанием цинка и накапливают цинк до 17 % от зольной массы. Однако многочисленные исследования свидетельствуют о небольших колебаниях содержания цинка в определённых группах растений. Подтверждение тому исследования содержания цинка в зольном остатке растений, произрастающих на различных территориях [13] (Табл. 3).

Таблица 3. Среднее содержание элемента цинка в зольном остатке в растительности суши взависимости от географического положения (В.В. Добровольский, 1998).

Географическое расположение Содержание 7п в зольном остатке, мкг/г

США (Х.Шаклетт) 320-640

Южный Урал (М.Д. Уфимцева) 150-750

Новая Зеландия (Р. Брукс) 1000

Мировая суша 600

Цинк принимает активное участие в масообмене суши и тропосферы. Большое количество летучих соединений цинка обнаружено вблизи пойм рек и морских побережий. Имеются сведения о том, что 1 м растительности может выделять до 9 кг цинка в год (Бофор У, 1975).

1.2. Источники микроэлементов

«Микроэлементы обладают биохимической активностью и могут участвовать в обмене веществ организма человека» [10].

«Гипо- или гиперэлементозы могут приводить к различным заболеваниям и нарушению метаболических процессов в организме человека. Многие из них являются коферментами и выступают катализаторами внутриклеточных процессов» [14].

Цинксодержащие препараты являются одними из наиболее часто используемых препаратов для коррекции цинкдефицитных состояний человека и регулирования многих вариантов анемий. Большое количество препаратов цинка применяются наружно при кожных заболеваниях. В фармацевтической практике используются органические и неорганические соли цинка, которые могут быть помещены в разные лекарственные формы (Табл. 4). Цинк должен поступать в организм в максимально биологически доступной форме. На рынке лекарственных средств существует большое количество БАД (более сорока), содержащих этот элемент в своем составе. Торговых наименований БАД с цинком более сорока.

Таблица 4. Некоторые лекарственные препараты, содержащие цинк

Название препарата Лекарственная форма Действующее вещество, содержащее Zn Применение

Оксирич - Цинка аспартат. Таблетки Цинка аспартат Восполнение дефицита цинка.

"Тяньши" (КНР). Капсулы Лактат цинка Применяются в качестве дополнительного источника цинка

Био-цинк (Россия) Таблетки Цинка аспаргинат Применяется как общеукрепляющее средство

"Хелацин-С" (Россия) Таблетки Цинка глицинат + аскорбиновая кислота Рекомедуется принимать в качестве источник цинка и витамина С

Пивные дрожжи "Эко-мон с цинком" (Россия) Таблетки Содержат пивные дрожжи и сульфат цинка Рекомендуется принимать как источник цинка и общеукрепляющее средство

Цинктерал® (Израиль) Таблетки Цинка сульфат моногидрат Применение при алиментарной недостаточности и нарушении обмена цинка

Мазь цинковая 'Т' Мазь Цинка оксид Дерматиты, экзема.

Новоциндол Суспензия Цинка оксид Кожные заболевания.

Цинкаскол Таблетки (применяются наружно, после растирания) Цинка оксид Заболевания кожи.

Цинка сульфат Порошок, глазные капли Цинка сульфат Антисептическое и вяжущее средство при конъюнктивитах, хроническом катаральном ларингите.

1.3. Содержание цинка в растительном сырье

Известно [15], что концентрация химических элементов в растениях может изменяться в зависимости от среды обитания, систематического положения, а так же стадии развития организма. Однако нет пропорциональной зависимости между содержанием элементов в земной коре и поглощением их растениями [16]. Поэтому определить концентрации в образцах можно только с помощью статистических законов [3]. «Геохимический отбор» элементов является наиболее важным фактором для образовании хелатных комплексов [12].

Диапазон содержания цинка в растениях равен 10-200 мг/кг. При содержании цинка в растениях 300-500 мг/кг сухого вещества появляются признаки их токсичности [17, 18, 19].

Содержание определённых микроэлементов лекарственных и неофицинальных растениях явлются сугубо видовым признаком [20]. В том числе отличается и содержание цинка у растений различных семейств. Для травы Крапивы двудомной (herba Urticae dioicae, сем. Крапивные (Urticaceae)) и листьев Гринделии мощной (folia Grindeliae robustae, сем. Сложноцветные (Asteraceae)) содержание цинка, установленное методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС), составляет около 100 мг/кг, а содержание цинка в траве Лаванды лекарственной (herba Lavandulae officinalis, сем. Яснотковые (Lamiaceae) - всего около 7 мг/кг (рис. 1) [21].

Рисунок 1. Содержание цинка в различных лекарственных растениях, произрастающих в Трансильвании. 1- крапива двудомная (Urtica dioica), 2-гринделия мощная (Grindelia robusta), 3- лаванда лекарственная (Lavandula officinalis).

Микроэлементный состав не только имеет межвидовые различия, но и в различных органах одного и того же растения может накапливаться в разных количествах. Пример - разные части цикория обыкновенного (Cichorium intybus, сем. Сложноцветные (Asteraceae), Табл. 5 [22].

Таблица 5. Содержание цинка в разных частях растения на примере цикория обыкновенного (Cichorium intybus) [22].

Часть растения Содержание цинка, мг/кг в пересчете на сухой вес

Молодые листья 50,07 ± 0,36

Молодые побеги 33,59 ± 0,17

Корни 34,48 ± 0,35

Трава 57,29 ± 0,54

Цветки 42,00 ± 0,44

Листья 97,71 ± 0,62

Содержание цинка в листьях курильского чая (Pentaphylloides fruticosa СЬ.)), определенное методом атомной абсорбционной спектрометрии (ААС), представлено в диапазоне от 27 до 83 мг/кг в зависимости от конкретного места произрастания [17].

Содержание цинка в растениях одного семейства примерно одинаковое, так, например, в надземной части ромашки аптечной - 28,2 мг/кг сухого вещества и 30 мг/кг в сырье ромашки душистой (метод ААС) [23].

Государственная Фармакопея РФ в настоящее время содержит частные статьи на более чем 50 растений [24]. Внедрение в фармакогностическую практику нового лекарственного и неофицинального растительного сырья является обязательной задачей, посколько отечественный список лекарственных растений сужает возможность создания инновационных эффективных фитопрепаратов [25]. Есть много примеров, широко применяемых неофицинальных растений, такие как кипрей узколистный (Chamaenerion angustifolium L.) семейство Кипрейные (Onagraceae). «В составе кипрея содержиться около 26 жизнено необходимых микроэлементов, участвующих в окислительно-восстановительных процессах, кроветворении и активности витаминов в организме человека» [26]. Ферментированный чай из кипрея, в отличие от чёрного, не вызывает привыкания и не окрашивает зубную эмаль [27]. Произрастает в основном в Северной Америке, в средней полосе европейской части России, на Кавказе и Дальнем востоке [28].

В работе [29] методом ИСП-АЭС был определен элементный профиль кипрея узколистного (Chamerion angustifolium L.), произрастающего в трех районах красноярского края (Табл. 6).

Таблица 6. Содержание цинка в листьях, стеблях и цветах кипрея узколистного из разных мест произрастания на территории Красноярского края (мг/кг сухого сырья) [29].

Орган растения Район произрастания

Саянский район, мг/кг СевероЕнисейский район, мг/кг Емельяновский район, мг/кг

Листья 56,93 57,91 84,89

Стебли 34,02 43,83 79,99

Цветки 8,30 9,17 13,09

1.4. Цинк-дефицитные состояния и способы их коррекции

В настоящем времени в организме человека обнаружено около 80 химических элементов [30]. При этом каждому из них отведена роль в процессах жизнедеятельности. До сих пор элементный профиль организма человека изучен недостаточно. В.И. Вернадский писал: «Недостатком в настоящее время является отсутствие полного количественного элементарного химического анализа живого вещества...» [31]. Тем не менее человеческий организм является сложной полиэлементной системой [32], а содержание химических элементов в нём делится на 3 большие группы [33]:

л

1. Макроэлементы («органогены», >10- %): О, Н, С, N Р, S;

2. Микроэлементы (10-6 % ... 10-2 %): Fe, гп, F, Sг, Мо, Си;

3. Ультрамикроэлементы (<10-6 %): Se, Со, V, Сг, As, Ni и т.д.

На основе биологической роли в организме элементы можно разделить на

[34]:

1. Структурные элементы (макроэлементы);

2. Эссенциальные (необходимые);

3. Условно эссенциальные;

4. Токсичные микроэлементы.

Так же стоит отметить, что при превышении порога оптимального поступления эссенциальные элементы часто проявляют токсические свойства, а токсичные элементы могут быть полезными для организма [35, 36]. Одним из важнейших эссенциальных элементов является цинк [37]. Избыток цинка в организме встречается достаточно редко, а дефицит очень распространён. Цинк -дефицитные состояния городского населения приводят к разнообразным расстройствам, включающим нарушения функционирования иммунной системы, неврологические заболевания, гинекологические заболевания и сексуальные расстройства [38, 39] и вызваны сочетанием нарушения питания (включая злоупотребление алкоголем), а так же загрязнением воздуха и воды в городской среде [40]. Массовые распространения цинк-дефицитных состояний обусловлены метаболизмом цинка, демонстрирующим близкие значения суточного поступления и суточного выведения этого элемента, причем этот баланс близок в норме к нулевому, особенно у мужчин.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Макарова Мария Павловна, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чупарина, Е.В. Состояние и проблемы рентгенофлуоресцентного анализа растительных материалов / Е.В. Чупарина, Т.Н. Гуничева // Аналитика и контроль. -2004. - Т. 8 (3). - С. 211-226.

2. Вернадский, В.И. Живое вещество и биосфера / РАН, Комис. по разраб. науч. наслед. акад. В.И. Вернадского ; Ин-т геохим. и аналит. хим. ; Отв. ред. тома А.Л. Яншин. - М. : Наука, 1994. - 669 с.

3. Добровольский, В.В. Основы биогеохимии: учебное пособие / В.В. Добровольский. - М.: Высшая школа, 1998. - 413 с.

4. Вернандский, В.И. Заметки о распространении химических элементов в земной коре / В.И. Вернандский // Избр. соч. - М., 1954. - Т. 1. - 401 с.

5. Водяницкий, Ю.Н. Тяжелые металлы и металлоиды в почвах / Ю.Н. Водяницкий. - М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 2008. - 85 с.

6. Bonanno G. Trace elements in Mediterranean seagrasses: Accumulation, tolerance and biomonitoring. A review. / G. Bonanno, M. Orlando-Bonaca // Mar Pollut Bull. - 2017. - V. 125. - Issue1-2. - P. 8-18.

7. Bakker, A.K. Maternal transfer of trace elements in the Atlantic horseshoe crab (Limulus polyphemus) / A.K. Bakker, J. Dutton, M. Sclafani, N. Santangelo. // Ecotoxicology. - 2017. - V. 26. - Issue 1. - P. 46-57.

8. Vatansever, R. Essential and Beneficial Trace Elements in Plants, and Their Transport in Roots: a Review / R. Vatansever, II. Ozyigit, E. Filiz // Appl Biochem Biotechnol. - 2017. - V. 81. - Issue 1. - P. 464-482. DOI: 10.1007/s 12010-016-2224-3

9. Костыгина, М.Н. Определение цинка в траве кипрея узколистного (Chamaenerion angustifolium L.) / М. Н. Костыгина, М.П. Гришина, Т.В. Максимова // Сборник трудов четвертой научно-практической конференции с международным участием «Молодые ученые и фармация XXI века» - М.: ВИЛАР, 2016. - С. 251-255.

10. Машанов, А.В. Значение микроэлемента цинка для организма человека и исследование цинксодержащих препаратов в условиях

экспериментально-биологического моделирования (обзор) / А.В. Машанов, Г.Г. Юшков // Вестник АГТА. 2009.- Т. 3, № 1. - с. 136-140.

11. Ким, М.Е. Возможности использования природного сырья в составе вспомогательной терапии туберкулеза: опыт народной медицины, современное состояние исследований / М.Е. Ким, К.Б. Мурзагулова, С.Б. Евсеева // Фармация и фармакология. -2017. -Т. 5 (5). С. 404-421.

12. Цыганов, А. Р. Использование хелатных соединений микроэлементов в питании растений озимой ржи / А. Р. Цыганов, А. С. Мастеров, Л. П. Штотц // Нетрадиционные источники и приемы организации питания растений : материалы Международной научно-практической конференции. - Нижний Новгород, 2011. - С. 232-235.

13. Mobilisation of toxic trace elements under various beach nourishments / I.R. Pit, S.C. Dekker [et al.] // Environ Pollut. - 2017. - V. 231. - Pt. 1. - P. 1063-1074. doi: 10.1016/j.envpol.2017.08.064

14. Дроздов, В.Н. Рациональное возмещение дефицита витаминов и микроэлементов / В.Н. Дроздов // Лечебное дело. - 2009. - № 3. - С. 34-40.

15. Добровольский В.В. Основы биогеохимии: учебник / В.В. Добровольский // М.: Изд. Центр Академия, 2003. - 400 с.

16. Gupta, N. Trace elements in soil-vegetables interface: Translocation, bioaccumulation, toxicity and amelioration - A review. / N. Gupta, K.K. Yadav, V. Kumar, S. Kumar, R.P. Chadd, A. Kumar // Sci Total Environ. - 2019. - V. 651. - Pt. 2. P. 29272942. doi:10.1016/j.scitotenv.2018.10.047

17. Рождественская, Т.А. Элементный химический состав растений Горного Алтая и факторы, его определяющие / Т.А. Рождественская, О.А. Ельчининова, А.В. Пузанов // Мат. междунар. конф. «Биоразнообразие, проблемы экологии Горного Алтая и сопредельных территорий: настоящее, прошлое и будущее» (22-26 сентября 2008 г.). - Горно-Алтайск, 2008. - С. 110-114.

18. Ильин, В.Б. Тяжёлые металлы в почвах и растениях / В.Б. Ильин, Л.А. Юданова // Поведение ртути и других тяжелых металлов в экосистемах. Часть II.

Процессы биоаккумуляции и экотоксикология - Новосибирск, Изд. ГПНТБ СО АН СССР, 1989. - С. 6-47.

19. Алексеев, Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев // Л.: Агропромиздат, 1987. - 142 с.

20. Ильин, В.Б. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области / В.Б. Ильин, А.И. Сысо. // Новосибирск: из-во СО РАН. -

2001. - 229 с.

21. Szentmihalyi, K. Medicinal plants in view of trace elements / K. Szentmihalyi, G. Marczal, M. Then // Thaiszia - Journal of botany. - 2006. - V. 16. - P. 99-107.

22. Джура, В.С. Распределение железа и цинка в тканях цикория Cychorium intybus L. Бузулукского бора оренбургской области / В.С. Джура, Р.С. Евдокимова, А.З. Каримова // Приволжский научный вестник. - 2013. - № 6 (22). -С. 13-17.

23. Первышина, Г.Г. К вопросу о содержании биологически активных веществ ромашки аптечной (Chamomilla recutita L.) и ромашки душистой (Chamomilla suaveolens L.), произрастающих в Красноярском крае / Г.Г. Первышина, А.А. Ефремов, Г.П. Гордиенко, Е.А. Агафонова // Химия растительного сырья. -

2002. - № 3. - С. 21-24.

24. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIII издание [Электронный ресурс]. - М.: Министерство здравоохранения Российской Федерации. - 2015. - Режим доступа: http: //femb.ru/feml.

25. Фозилова В.В. Разработка и исследование потребительских свойств чайных напитков на основе кипрея узколистного: автореф. дис... канд. тех. наук: 05.18.15 / Фозилова Варвара Викторовна. - Кемерово, 2014. - 16 с.

26. Захаров, В.Л. Влияние режима сушки на биохимические показатели чая из ферментированного кипрея узколистного / В.Л. Захаров, Т.А. Солдатова // Агропромышленные технологии Центральной России. - 2017. - № 4 (6). - С. 17-21.

27. Ельчининова, О.А. Тяжелые металлы в растительности горного Алтая. О.А. Ельчининова // В сборнике: «Тяжелые металлы в окружающей среде»

материалы II Международной школы молодых ученых / Новосибирский государственный аграрный университет. - Новосибирск, 2017. - С. 206-223.

28. Бушуева, Г.Р. Кипрей узколистный - перспективный источник биологически активных соединений / Г.Р. Бушуева, А.В. Сыроешкин, Т.В. Максимова, А.В. Скальный // Микроэлементы в медицине - 2016. - № 17 (2). -С.15-23.

29. Полежаева, И. В. Изучение экстракции сжиженной углекислотой надземной части Chamerion angustifolium (L.) Holub / И.В. Полежаева // «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья». Материалы IV Всероссийской конференции. - Барнаул, 23-27 апреля 2007. - C. 66-70.

30. Войнар, А.О. Микроэлементы в живой природе / А. О. Война. - М.: Высш. школа, 1962. - 94 с.

31. Вернадский, В. И. Об условиях проявления жизни на Земле / В. И. Вернадский. Избранное собр. сочинений, Т. V. - М. : Изд-во АН СССР. - 1960. - С. 147-159.

32. Авцын, А.П. Микроэлементозы человека: монография / А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова - М.: Медицина, 1991. - 496 с.

33. Скальный, А.В. Биоэлементы в медицине: учебное пособие / А.В. Скальный, И.А. Рудаков - М.: Мир, 2003. - 272 с.

34. Еремин, С.А. Токсикологическая химия. Аналитическая токсикология: учебник / Еремин С.А., Калетин Г.И., Калетина Н.И. и др. Под ред. Р.У. Хабриева, Н.И. Калетиной - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 752 с.

35. Аналитические методы в биоэлементологии: монография / А. В. Скальный, Е.В. Лакарова, В. В. Кузнецов, М. Г. Скальная; под ред. А. В. Скального, С. П. Нечипоренко // Оренгбургский государственный университет, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева. - Санкт-Петербург: Наука, 2009. - 264 с.

36. Arakawa, Y. Trace Elements Maintaining the Vital Functions / Y. Arakawa // Nihon Rinsho. - 2016. - V. 74 (7). - P. 1058-1065.

37. Muhamed, P.K. Zinc Is the Most Important Trace Element / P.K. Muhamed, S. Vadstrup // Ugeskr Laeger. - 2014. - V. 176 (5): V11120654. - P. 431-433.

38. Ceko, M.J. Trace Elements in Ovaries: Measurement and Physiology / M.J. Ceko, S. O'Leary, H.H. Harris, K. Hummitzsch, R.J. Rodgers // Biol Reprod. - 2016. - V. 94. Issue 4. - P. 1-14. doi:10.1095/biolreprod.115.137240

39. Livingstone, C. Zinc: physiology, deficiency, and parenteral nutrition / C. Livingstone // Nutr. Clin. Pract. - 2015. - V. 30(3). - С. 371-382.

40. Skalny, A.V. Zinc deficiency as a mediator of toxic effects of alcohol abuse / A.V. Skalny, M.G. Skalnaya, A.R. Grabeklis, A.A. Skalnaya, A.A. Tinkov // Eur. J. Nutr. - 2018. - V. 57. - Issue 7. - P. 2313-2322. doi: 10.1007/s00394-017-1584-y.

41. Qamar, Z. Influence of trace elements on dental enamel properties: A review / Z. Qamar, Z.B. Haji Abdul Rahim, H.P. Chew, T. Fatima. // J Pak Med Assoc. -2017. - V. 67(1). - P. 116-120.

42. Zofkova, I. Trace elements and bone health / I. Zofkova, P. Nemcikova, P. Matucha // Clin Chem Lab Med. - 2013. - V. 51. - Issue 8. - P. 1555-1561. doi: 10.1515/cclm-2012-0868

43. Prasad, A.S. Discovery of Human Zinc Deficiency: Its Impact on Human Health and Disease / A.S. Prasad // Adv. Nutr. - 2013. - V. 4(2). - P. 176-190.

44. Bonaventura, P. Zinc and its role in immunity and inflammation / P. Bonaventura, G. Benedetti, F. Albarede, P. Miossec // Autoimmun Rev. - 2015. - V. 14 (4). - P. 277-285.

45. Prasad A.S. Discovery of Human Zinc Deficiency: Its Impact on Human Health and Disease / A.S. Prasad // Adv. Nutr. - 2013. - V. 4. - Issue 2. - P. 176-190.

46. Барышева, Е. С. Роль микроэлементов в функциональном и структурном гомеостазе щитовидной железы (клинико-экспериментальное исследование) : автореф. дис. ... д-ра мед. наук : 03.00.13 / Барышева Елена Сергеевна. - М., 2008. - 40 с.

47. Скальный, А. В. Методы исследования элементного состава организма: теоретические и прикладные аспекты / А.В. Скальный, М.Г. Скальная,

Е.В. Лакарова, Ю.В. [и др.] // Микроэлементы в медицине. - 2012. - Т. 13. - Вып. 3.

- С. 14-18.

48. Забокрицкий, М. П. Критерии выбора спектрального метода применительно к анализу микроэлементов в биологических объектах / М. П. Забокрицкий, В. В. Сабуров // Микроэлементы в медицине. - 2014. - Т. 15. - Вып. 4.

- С. 29-38.

49. Назаров, Г. Н. Методы спектрального анализа в судебной медицине: практическое руководство / Г. Н. Назаров, Т. Ф. Макаренко. - М. : МНПП «ЭСИ», 1994. - 360 с.

50. Плахова, Л. В. Аналитические подходы атомно-абсорбционного определения ряда металлов в биологических средах / Л. В. Плахова, Н. Л. Вишневская // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2010. - № 12. - С. 91 - 93.

51. Allan, R. E. Determination of zinc in food, urine, air, and dust by atomic absorption / R. E. Allan, J. O. Pierse, D. Yeager // Am. Ind. Hyg. Asso. J. - 1968. -V. 29.

- P. 469-473.

52. Алемасова, А.С. Аналитическая атомноабсорбционная спектроскопия: учебное пособие / А.С. Алемасова, А.Н. Рокун, И.А. Шевчук - Донецк, 2003. - 327 с.

53. Шантанова, Л.Н. Стресспротективные и иммуномодулирующие свойства сока Callisia fragrans Wood. / Л.Н. Шантанова, Э.А. Алексеева, В.Б. Хобракова, Д.Б. Раднаева // Сибирский медицинский журнал. - 2009. - Т. 86. - № 3.

- С. 126-129.

54. Чурилова, Т.М. Перспективы использования биологически активных препаратов на основе Callisia fragrans / Т.М. Чурилова, И.С. Дмитрюкова // В сборнике «Биотехнология: взгляд в будущее»; Материалы IV международной научно-практической конференции. - Ставрополь, 2018. - С. 72-75.

55. Ибрагимов, Т.А. Исследования по разработке проекта фармакопейной статьи "Каллизии душистой побеги свежие" / Т.А. Ибрагимов, В.А. Челомбитько, И.Н. Зилфикаров // В сборнике: Разработка, исследование и маркетинг новой

фармацевтической продукции: сборник научных трудов. / Пятигорская государственная фармацевтическая академия . - Пятигорск, 2011. - С. 100.

56. Дмитрюкова, И.С. Изучение биотехнологического потенциала Callisia fragrans / Дмитрюкова И.С. // В сборнике: «Физико-химическая биология»; Материалы V международной научной интернет-конференции. - Ставрополь, 2017. - С. 13-16.

57. Белова-Рахимова, Л.В. Каллизия душистая при некоторых дерматозах / Л.В. Белова-Рахимова \\ Вестник последипломного медицинского образования. -2008. - № 1. - С. 80.

58. Макарова, М.П. Особенности экспресс-определения микроэлементов в лекарственных и неофицинальных растениях / М.П. Макарова, А.В. Сыроешкин [и др.] // Разработка и регистрация лекарственных средств - 2019. - Т. 8 №2. - С.10-14. DOI:10.33380/2305-2066-2019-8-2-93-97.

59. Ярославцева, М.А. Образовательное и прикладное значение коллекции представителей семейства Commelinaceae / М.А. Ярославцева // В сборнике: Роль ботанических садов и дендрариев в сохранении, изучении и устойчивом использовании разнообразия растительного мира; материалы Международной научной конференции, посвященной 85-летию Центрального ботанического сада Национальной академии наук Беларуси: Том. Часть 1. - Минск, 2017. - С. 487-489.

60. Семенова, Л.В. Каллизия - Callisia fragrans (Lindl.) Woodson -выращивание и использование / Л.В. Семенова, Ю.В. Ямпольский // Лекарственные экзотические растения. Вып. 1. - СПб., 2003. - 125 с.

61. Ибрагимов, К.Г. Анатомическое и морфологическое строение вегетативных органов каллизии душистой - Callisia fragrans (Lindl) Woods (Commelinaceae) / К.Г. Ибрагимов, Ф.А. Исламова. // Вестник Дагестанского государственного университета. - 2007. - Вып. 1. - С. 95-100.

62. Классификация растительных нейропротекторов / А.Т. Кочикян, Л.В. Ревазова [и др.] // Медицинская наука Армении. - 2011. - Т. 51. - № 4. - С. 3-23.

63. Попов, Д.М. Исследование аминокислотного состава каллизии душистой / Д.М. Попов, Т.Г. Линицкая // Фармация. - 2010. - №8. - С. 14-15.

64. Тюпкина, Г.И. Биологически активные вещества каллизии душистой (Callisia fragrans) / Г.И. Тюпкина, Н.И. Кисвай // В сборнике: Актуальные проблемы ветеринарной фармакологии, токсикологии и фармации Материалы III Съезда фармакологов и токсикологов России. Министерство сельского хозяйства, Департамент научно-технологической политики и образования, ФГОУ ВПО "Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины", "Российская академия сельскохозяйственных наук", ГНУ "Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии", ФГУ "Федеральный центр токсикологической и радиационной безопасности животных", Союз "Российский Союз производителей ветеринарных лекарственных средств и кормовых добавок". - Санкт-Петербург, 2011. - С. 450-452.

65. Ибрагимов, Т.А. Фитохимическое исследование и усовершенствование стандартизации сырья и препаратов алоэ древовидного и каллизии душистой: автореф. дисс... канд. фарм. наук: 14.04.02 / Ибрагимов Тимур Алгасанович. - Пятигорск, 2011. - 24 с.

66. Коренская, И.М. Фармакогнистическое исследование побегов Callisia fragrans Wood. И экспериментальная оценка его жаропонижающей активности / И.М. Коренская // В сборнике: Пути и формы совершенствования фармацевтического образования. Поиск новых физиологически активных веществ; Материалы 4-й Всероссийской с международным участием научно-методической конференции "Фармобразование-2010". - Под общей редакцией: Боева С.А. -Воронеж, 2010. - С. 201-204.

67. Серегин, И.В. Распределение тяжелых металлов в растениях и их действие на рост: автореф. дисс. д-ра биол. наук: 03.00.12 / Серегин Илья Владимирович. - М., 2009. - 53 с.

68. Кабата-Пендиас, А. Мироэлементы в почвах и растениях: Пер. с англ. / А. Кабата-Пендиас, Х. Кабата-Пендиас // М.:Мир. - 1989. - 439 с.

69. Церлинг, В.В. Агрохимические основы диагностики питания сельскохозяйственных культур / В.В. Церлинг // М.: Наука. - 1978. - 216 с.

70. Nikolaeva, I. G. Amino acids and trace elements from Callisia fragrans / I. G. Nikolaeva, G. G. Nikolaeva // Chemistry of Natural Compounds. - 2009. - V. 45, № 6. - P. 939-940.

71. Eskew, D.L. Nickel: An Essential Micronutrient for Legumes and Possibly All Higher Plants / D.L. Eskew, R.M. Welch, Е.Е. Сагу // Science. - 983. - V. 222. - P. 621-623.

72. Серегин, И.В. Роль тканей корня и побега в транспорте и накоплении кадмия, свинца, никеля и стронция / И.В. Серегин, А.Д. Кожевникова // Физиология растений. - 2008. - Т. 55. - С. 3-26.

73. Бингам, Ф. Т. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов: Пер. с англ. / Ф. Т. Бингам. / Под ред. X. Зигеля, А. Зигель. - М.: Мир. - 1993. - 368 с.

74. Brooks, R.R. Detection of nickeliferous rocks by analysis of herbarium specimens of indicator plants / R. R. Brooks, J. Lee, R.D. Reeves, T. J. Jaffre // Geochem. Explor. - V. 7. - P. 49-57.

75. Cellular compartmentation of nickel in the hyperaccumulators Alyssum lesbiacum, Alyssum bertolonii and Thlaspi goesingense / Küpper H., Lombi E. [et al.] // J. Exp. Bot. - 2001. - V. 52. - P. 2291-3000.

76. Simultaneous hyperaccumulation of nickel, manganese, and calcium in Alyssum leaf trichomes / C.L. Broadhurst, R.L. Chaney // Environ. Sci. Technol. - 2004. -V. 38. - P. 5797-5802.

77. Cellular and subcellular compartmentation of Ni in the Eurasian serpentine plants Alyssum bracteatum, Alyssum murale (Brassicaceae) and Cleome heratensis (Capparaceae) / Asemaneh T., Ghaderian S.M. [et al.] // Planta. - 2006. - V. 225. - P. 193-202.

78. Hyperaccumulator Alyssum murale relies on a different metal storage mechanism for cobalt than for nickel / R. Tappero, E. Peltier [et al.] // New Phytologist. -2007. - V. 175. - P. 641-654.

79. Davis, M.A. Developmental and Induced Responses of Nickel-Based and Organic Defenses of the Nickel-Hyperaccumulating Shrub, Psychotria douarrei / M.A. Davis, S.G. Pritchard, R.S. Boyd, S.A. Prior // New Phytol. - 2001. - V. 150. - P. 49-58.

80. Jaffre, T. The metal hyperaccumulators from New Caledonia can broaden our understanding of nickel accumulation in plants / T. Jaffre, Y. Pillon, S. Thomine, S. Merlot // Front Plant Sci. - 2013. - V. 4. - Article 279. - P. 1-7. doi: 10.3389/fpls.2013.00279.

81. Modulation of glutathione and its related enzymes in plants' responses to toxic metals and metalloids - a review / N.A. Anjum, I. Ahmad [et al.] // Environ. Exp. Bot. - 2012. - V. 75. - P. 307-324.

82. Серегин, И. В. Фитохелатины и их роль в детоксикации кадмия у высших растений / И. В. Серегин // Успехи биологической химии. - 2001. - Т. 41. С. 283-300.

83. Kramer, U. Metal hyperaccumulation in plants / U. Kramer // Annu. Rev. Plant Biol. - 2010. - V. 61. - P. 517-534.

84. Андреева, И.В. Никель в растениях / И.В. Андреева, В.В. Говорина, С.Б. Виноградова, Б.А. Ягодин // Агрохимия. - 2001. - №3. - С. 82-94.

85. Elemental and metabolite profiling of nickel hyperaccumulators from New Caledonia / D.L. Callahan, U. Roessner // Phytochemistry. - 2012. - V. 81. - P. 80-90. doi: 10.1016/j.phytochem.2012.06.010

86. Baxter, I. Elemental profiles reflect plant adaptations to the environment / I. Baxter, B.P.Dilkes // Science. - 2012. - V. 336 (6089). P. 1661-1663. DOI: 10.1126/science. 1219992

87. Бакланов, И.А. Гистохимический анализ распределения никеля в гипераккумуляторе и исключателе из рода Alyssum L / И.А. Бакланов, И.В. Серёгин, В.Б. Иванов // Доклады Академии наук. - 2009. - Т. 429. - № 5. - С. 698-700.

88. Вернадский В.И. Химический состав живого вещества в связи с химией земной коры// В.И. Вернадский. Биогеохимические очерки. 1922-1932 гг. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1940. - С. 9-25.

89. Goncharuk, V.V. SOS: Drinking water / V.V. Goncharuk // Journal of Water Chemistry and Technology. - 2010. V. - 32. - P. 255-283.

90. Ignatov, I.I. Isotopic composition of water and its temperature in the process of evolutionary origin of life and living matter / I.I. Ignatov, O.V. Mosin // Naukovedenie. - 2013. - V. 14 (1). - P. 1-16.

91. Скальный, А.В. Микроэлементозы человека: гигиеническая диагностика и коррекция / Скальный А.В. // Микроэлементы в медицине. - 2000. -Т. 1. - №1. - С. 2-8.

92. Hotchin, J. The survival of terrestrial microorganisms in space at orbital altitudes during Gemini satellite experiments / J. Hotchin, P. Lorenz, C.L. Hemenway // Life Sciences in Space Research. - 1968. - V. 6. - P. 108-114.

93. Goncharuk, V.V. Phase transition in waters with different content of deuterium / V.V. Taranov, A.Yu. Kurlyantseva, A.V. Syroeshkin // Journal of Water Chemistry and Technology. - 2015. - V. 37(5). - P. 219-223.

94. Physicochemical properties and biological activity of the water depleted of heavy isotopes / V.V. Goncharuk, V.B. Lapshin [et al.] // J. Water Chem. Technol. - 2011. - V. 33(1). - P. 8-13.

95. Syroeshkin, A.V. Water depleted in deuterium as an adjuvant in the treatment of oncological diseases (literature review) / A.V. Syroeshkin, O.V. Titorovich (Levitskaya), T.V. Pleteneva, T.N. Burdeynaya // Microelements Med. - 2015. - V. 16 (3). - P. 29-37.

96. My, Hang. Colossal kinetic isotope effects in protoncoupled electron transfer / Hang My, V. Huynh, J. Meyer Thomas // PNAS 101. - 2004. - V. 36. - P. 13138-13141. http://dx.doi.org/ 10.1073/pnas.0405086101.

97. Токсикологическая химия: учебник для вузов / Т.В. Плетенева, Е.М. Соломатин [и др.] / Под ред. Т.В. Плетеневой. - 2-е изд., испр. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 512 с.

98. Variation of the deuterium concentration in rats blood after Deuterium Depleted Water administration and intoxication with cadmium / P.M. Doina, Lucia Olariu [et al.] // Bull. UASVM Vet. Med. - 2008. - V. 65 (1) - P. 418-423.

99. Robins, R.J. Natural mechanisms by which deuterium depletion occurs in specific positions in metabolites / R.J. Robins, G.S. Remaud, I. Billault // Eur. Chem. Bull.

- 2012. - V. 1 (1). - P. 39-40.

100. Pomytkin I.A. Relationship between natural concentration of heavy water isotopologs and rate of H2O2 generation by mitochondria / I.A. Pomytkin, O.E. Kolesova // Bull. Exp. Biol. Med. - 2006. - V. 42 (5). - P. 570-572.

101. Submolecular regulation of cell transformation by deuterium depleting water exchange reactions in the tricarboxylic acid substrate cycle / Laszlo G. Boros, Dominic P.D'. Agostino // Med. Hypotheses. - 2016. - V. 87. - P. 69-74.

102. Andreeva, E.A. Effect of water of different isotopic composition on the proliferative activity of endothelial cells in vitro / E.A. Andreeva, N.A. Konstantinova, L.B. Buravkova, luE. Sinyak. // Aerosp. Environ. Med. - 2005. - V. 39 (3). P. 46-52.

103. Mosin, O. Biological influence of deuterium on prokaryotic and eukaryotic cells / O. Mosin, I. Ignatov // J. Med. Physiol. Biophys. - 2014. - V. 1. - P. 52-72.

104. Dzhimak, S.S. Content of deuterium in biological fluids and organs: influence of Deuterium Depleted Water on [D]/[H] gradient and the process of adaptation biochemistry / S.S. Dzhimak, A.A. Basov, M.G. Baryshev. - Biophys. Mol. Biol. - 2015.

- V. 465. -P. 370-373.

105. Deuterium has a key role in tumour development - new target in anticancer drug development / G. Somlyai, A. Kovacs [et al.] // Eur. J. Cancer. - 2010 - V. 8, - Issue 5. - P. 208.

106. Deuterium-depleted water (DDW) inhibits the proliferation and migration of nasopharyngeal carcinoma cells in vitro / H. Wang, B. Zhu [et al.] // Biomed. Pharmacother. - 2013 - V. 67. - P. 489-496.

107. Deuterium Depleted Water as an Adjuvant in Treatment of Cancer / Anton Syroeshkin, Olga Levitskaya [et al.] // Systematic Reviews in Pharmacy - 2019.- Vol 10, № 1. - P. 112-117.

108. Sorrel, J.M. Fibroblast heterogeneity: more than skin deep / J.M. Sorrel, A.I. Caplan // J. Cell. Sci. - 2004. - V. 117. - Pt. 5. - P. 667-675.

109. Preliminary survival studies on autologous cultured skin fibroblasts transplantation by injection / Y. Zhao, J. Wang [et al.] // Cell Transplant. - 2008. - V. 17. - P. 775-783.

110. [D]/[H] modification of plant peptides and microelements metabolome / M. Makarova, A. Syroeshkin [et al.] // FEBS Open Bio. - 2019. - V. 9. - P. 287-288. DOI: 10.1002/2211-5463.12675.

111. Анфимова, Е.В. Исследование кинетики растворимости лекарственных субстанций методом лазерной дифракции в водных растворах с различным изотопным составом по водороду/ Е.В. Анфимова, Е.В. Успенская, Т.В. Плетенева, А.В. Сыроешкин // Разработки и регистрация лекарственных средств. -2017. - №1 (18). - С. 150-155.

112. Zrelov, O.Yu. Effect of Water Isotopic Composition on Galactose Mutarotation Kinetics / O.Yu. Zrelov, A.V. Syroeshkin, E.V. Uspenskaya, O.V. Titorovich (Levitskaya) // Pharmaceutical Chemistry Journal. - 2015. - V. 49, № 6. - P. 413-416.

113. Levitskaya, O.V. Arrhenius kinetics as a bioactivity assessment criterion for drug substances and excipients / O.V. Levitskaya, A.V. Syroeshkin, T.V. Pleteneva // Pharmaceutical Chemistry Journal. - 2016. - V. 49, № 11. - P. 779-781.

114. Certificate of analysis, standard reference material (SRM) 2976. National Institute of Standards and Technology (NIST) URL: https://www s.nist.gov/srmors/certificates/view_certGIF.cfm?certificate=2976 (дата обращения: 25.02.2017).

115. X-ray fluorescence determination of zinc// Journal of Trace Elements in Medicine and Biology / M.P. Grishina, A.V. Syroeshkin [et al.] // Joint 16th International Symposium on Trace Elements in Man and Animals (TEMA-16), 12th Conference of the International Society for Trace Element Research in Humans (ISTERH 2017) and 13 th Conference of the Nordic Trace Element Society (NTES 2017). - Saint-Petersburg, Russia, 26-29 June, 2017. - V. 41, № S1, - P. 16

116. Шимадзу в России [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.shimadzu.ru (дата обращения: 18.02.2017).

117. Mechanochemical activation of pharmaceutical substances as a factor for modification of their physical, chemical and biological properties / A. Syroeshkin, E. Uspenskaya [et al.] // International Journal of Applied Pharmaceutics - 2019. - V. 11. №3. - P. 118-123. https://doi.org/10.22159/ijap.2019v11i3.32413

118. European Pharmacopoeia, 8th edition / European Directorate for the Quality of Medicines; ed. 8th. — Strasbourg: EDQM. — 2014. —P. 2333.

119. Laser diffraction for standardization of heterogeneous pharmaceutical preparations / A.V. Syroeshkin, P.I. Popov [et al.] // J Pharm Biomed Anal. - 2005. - V. 37 (5). - P. 927-930.

120. Nalecz-Jawecki, G. Toxicity of inorganic compounds in the Spirotox test: a miniaturized version of the Spirostomum ambiguum test. / G. Nalecz-Jawecki, J. Sawicki // Arch Environ Contam Toxicol - 1998. - V. 34. P. 1-5.

121. Quasi-chemical description of the kinetics of cell death Spirostomum ambiguum biosensor for biological activity of aqueous solutions / V.V. Goncharuk, A.V. Syroeshkin [et al.] // Journal of Water Chemistry and Technology - 2017. - V. 39. - P. 97102.

122. Полежаева, И. В. Изучение экстракции сжиженной углекислотой надземной части Chamerion angustifolium (L.) Holub / И. В. Полежаева // «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья». Материалы IV Всероссийской конференции. - Барнаул. 23-27 апреля 2007. - C. 66-70.

123. Попп, Я.И. Содержание цинка в лекарственных растениях, произрастающих в поймах рек Иртыша и Оби / Я.И. Попп, Т.И. Бокова // Вестник КрасГАУ. - 2017. - № 3 (126). - С. 105-113.

124. Сыроешкин, А.В. Создание цинк-обогащенных лекарственных и пищевых растений / А.В. Сыроешкин, М.П. Макарова, Т.В. Максимова, Т.В. Плетенева. // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. -2019. - Т. 22. - № 5. - С. 47-52.

125. Сыроешкин, А.В. Результаты многолетних интеркалибраций в системе магатэ / Сыроешкин, А.В., Матвеева И.С., Чиквиладзе Г.Н. // Микроэлементы в медицине. - 2010. - Т. 11. - № 1. - С. 11-14.

126. The biorisk experiment: 13-month exposure of resting forms of organism on the outer side of the russian segment of the international space station: Preliminary results / V.M. Baranov, N.D. Novikova [et al.] // Doklady Biological Sciences. - 2009. -V. 426 (5). - P. 267-270. https://doi.org/10.1134/S0012496609030223/

127. Балышев, А.В. Обоснование противотуберкулезного действия нового 7и2+-содержащего препарата (микроэлементные профили, клеточный иммунитет, неспецифическая резистентность) / А.В. Балышев, Т.В. Гребенникова, А.В. Сыроешкин // Микроэлементы в медицине. - 2004. - V. 5 (4). - C. 6-8.

128. Костыгина, М.Н. Определение содержания цинка в биологически активной добавке методом рентгено-флуоресцентного анализа / М.Н. Костыгина, А.В. Сыроешкин, Т.В. Максимова, Т.В. Плетенева // Здоровье и образование в 21 веке. - 2017. - V. 19 (3). - С. 156-159.

129. Государственная фармакопея Российской Федерации. XIV, изд. Т. 1. / МЗ РФ. М., 2018. - с. 817-823.

130. Calder, J.A. The Purpose and Program of the IOC/UNEP/IAEA Group of Experts on Standards and Reference Materials / J.A. Calder, W.D. Jamieson // Fresenius Journal of Analytical Chemistry. - 1990. - V. 338. - P. 378-379. DOI: https://doi.org/10.1007/bf00322497.

131. Hotchin, J. The survival of terrestrial microorganisms in space at orbital altitudes during Gemini satellite experiments / J. Hotchin, P. Lorenz, C.L. Hemenway // Life Sciences in Space Research. - 1968. - V. 6. - P.108-114. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11982025

132. Neutron flux radiation as a test for the survival of Artemia salina spores. (In Russian) / I. S. Matveeva, A. N. Smirnov et al. // Bulletin of experimental biology and medicine - 2004. - V. 138 (11). - P. 530-534.

133. Formation of prokaryote associates and colonies as a response to changes in the composition of the environment (In Russian) / Syroeshkin A.V., Pleteneva T. V., et al. // Proceedings of the 10th International Symposium "Ecological and physiological problems of adaptation". - Moscow, 2001. - M., RUDN Publishing House. - P. 513-514.

134. Marukhlenko, A.V. Neutron flow effect on metabolic characteristics of Artemia salina cysts / A.V. Marukhlenko, M.A. Morozova, T.V. Pleteneva // Trace Elements and Electrolytes -2018. - V. 35. - P. 221-224.

Приложение А

Морфологическое описание вида Каллизия душистая (CaШsia fragrans L.)

Морфологическое описание вида Каллизия душистая (Са1Ш1а fragrans L.) выглядит следующим образом: основной вертикальный побег с крупными листьями и несколькими горизонтальными побегами (усами). На основном побеге листья линейные. Такие же листья формируются и на верхушках зрелых усов (Ярославцева М.А. Образовательное и прикладное значение коллекции представителей семейства СошшеНпасеае, 2017).

Рисунок П1. Побег каллизии душистой (Callisia fragrans L.).

«Листья линейные, параллельное жилкование листовой пластинки, многократное соотношение между длиной и шириной (28 - 35 см и 4 - 5,5 см) листьев, наличие листового влагалища, обхватывающего стебель. На горизонтальных побегах (усах) листья небольшие (1 - 2 см), желебообразной формы, обхватывающие стебель наполовину или больше» (Семенова Л.В. и др. Каллизия - Callisia fragrans (Lingl.) Woodson выращивание и использование. 2003). Вначале они зеленые. По мере роста усов в длину и увеличения числа узлов (до 9 и более) они начинают засыхать по направлению от основания к верхушке усов.

Засохшие листья не опадают и продолжают выполнять защитную функцию по отношению к зачаточным корням и пазушным почкам. Интересно, что перед началом формирования верхушечной розетки линейных листьев у зрелых усов (на протяжении 5 - 7 узлов от верхушки) наблюдается заметное укорочение междоузлий по направлению к верхушке (Камаева Г.М., Детали внутренней структуры каллисии душистой (золотого уса). 2007). По форме своей листовой пластинки здесь имеет место постепенный переход от типичных для усов до линейных .

На обоих типах побегов листорасположение очередное, листья сидячие. Характерно, что в самых нижних узлах вертикального побега и в узлах горизонтального побега образуются стержневидные корни при наличии соответствующих условий среды. Способность побегов каллизии душистой к корнеобразованию является приспособлением для лучшего обеспечения питанием и расширения занимаемой площади (Owens S.J. at all. The anatomy, histochemistry and ultrastructure of stigmas and styles in Commelinaceae. 1984).

Приложение Б Исследование субстанций лактозы Материалы, предоставляемые Заказчиком - 20 образцов субстанций лактозы.

Условия хранения образцов образцы хранились при комнатной температуре, без попадания прямых солнечных лучей

Пробоподготовка: все методы исследований, применяемые в работе, не требовали специальной пробоподготовки. Образцы анализировали в их исходном

порошкообразном и таблетированном состоянии.

Материалы, не предоставляемые Заказчиком (реактивы): нет Таблица П1. Исследуемые группы.

Порошки серии 1 Порошки серии 2 Таблетки серии 1 Таблетки серии 2

Н20-1р Н20-2р Н20-Н Н20-2!

БЫр Б1-2р Б1-Н

РББ-1р РББ-2р РББ-Н РББ-21

ЛБ-1р ЛБ-2р ЛБ-Н ЛБ-2!

ТЬ-1р ТЬ-2р ТЬ-Н ТЬ-21

Таблица П2. Количество индивидуальных измерений.

Тестируемый Метод / Количество Количество

образец методика тестируемых измерений, п

проб в каждой

группе, п

Каждый из образцов Рентгено- 6 1

(1 - 20) флуоресцентный

анализ

Контаминация представленных образцов неорганическими материалами была проинспектирована с помощью рентгенофлуоресцентного анализа.

Использовали энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр EDX-7000 Shimadzu.

Кинетика изменения отдельных элементов в образцах за 18 недель измерений (со дня производства 1 серии - 136 дней, 2 серии - 131

дней)

Результаты анализа представлены в виде графиков.

Порошки серий 1 и 2

0,12 0,11 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06

0,05 Н 0,04

0,03 -

0,02

0

20

40

60

80

100

120

140

0,12 -j 0,1 i 0,08 -j

0,06 -

0,04 -

0,02

-о- AD2p

• H2O2p

▲ Et2p

т PB2p

IL2

I

20

I

40

I

60

80

100

Days

120

140

0

Days

0,5 0,45 0,4 0,35 0,3

0,25 0,2

0,15 Н 0,1 -

0,05

-Г"

20

-о- AD1p

• H2O1p

▲ Et1p

▼ PB1p

IL1p

-Г"

60

40

80

100

120

140

Days

0

0 20 40 60 80 100 120 140

Days

4 -

20

40

60

80

100

120

140

Days

3

2

0

Days

Таблетки серий 1 и 2

Days

0,05 -

0,04 -

: 0,03 -

0,02 -

1—1—I—1—I—1—l—1—l—1—l—1—l—1—l—1—l—1—l—1—l—1—l—1—l—1—l

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Days

Days

Рисунок П12. Кинетика изменения интенсивности флуоресценции на длине волны Ка= 2,308 (для элемента S) в таблетках серии 1 .

0,1 т

0,01 т

1E-3 т

1E-4

AD2t

—•— H2O2t

—^— Et2t

PSB2t

—IL2t

Т-1-"-1-"-1-"-1-"-1-"-1-"-1-"-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Days

Рисунок П13. Кинетика изменения интенсивности флуоресценции на длине волны Ка= 2,308 (для элемента S) в таблетках серии 2.

0,1 -

0,01 -

1E-3

-о- AD1t

• H2O1t

—А— Et1t

▼ PSB1t

♦ IL1t

—I—I—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Days

0

0,1 -

0,01

-1—I—I—I—.—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Days

3 2 -

1 -

-О- AD1t

—•— H2O1t

-А- Et1t

-Y- PSB1t

—♦— IL1t

-I—I—|—I—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|—i—|

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Days

0

Days

По данным результатам можно проследить конформационные изменения внутри молекул лактозы.

Из предложенных графиков видно, что микроэлементные профили порошков анаферона и плацебо различаются незначительно. Микроэлементные профили таблеток внутри одной серии не отличаются. В результате исследования кинетики происходит изменения элементных профилей отдельных элементов (сера Сигналы флуоресценции элементов кремния калия (К) и меди (Си) по результатам исследования стабильны и находятся в пределах доверительного интервала.

Кинетика сигнала флуоресценции элемента серы изменяется. Есть отличия между анафероном и плацебо для данного элемента.