VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Анализ перспектив создания гиполипидемических препаратов в форме сиропа на основе экстракта кожуры светлого апельсина.

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Баженов С.Д. 1

---

1РЦ "Медицинский Сеченовский Предуниверсарий"

Нестерова Н.В. 1

---

1ФГАУО ВО Первый МГМУ имени И. М. Сеченова

Работа в формате PDF

1.1 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Формулировка проблемы

По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) за 2016 год, сердечно-сосудистые заболевания стали причиной наибольшего числа из зафиксированных исследователями человеческих смертей. А именно, главной причиной смертей был инфаркт миокарда, вызванный ишемической болезнью сердца (см. график ниже).

Особенностью многих заболеваний сердечно-сосудистой системы (СС) является то, что их развитие можно предотвратить, осуществляя соответствующие мероприятия в отношении такого фактора, как ожирение. По оценке ВОЗ в 2016 году более 1,9 миллиарда взрослых старше 18 лет имели избыточный вес. Из них свыше 650 миллионов страдали ожирением.

Поэтому проблему ожирения на сегодняшней день можно считать актуальной ввиду взаимосвязи ожирения с развитием заболеваний СС.

Актуальность темы

В последнее время заметно возрос интерес учёных к исследованию влияния флавоноидов на организм человека. К примеру, по данным сайта PubMed, число запросов «flavonoids» в поисковой строке сайта по сравнению с 2010 годом, в 2016 год возросло на 2259 (см. таблицу 1).

Таблица 1

Флавоноиды – биологически-активные полифенольные соединения растительного происхождения. Одним из важных свойств флавоноидов является их гиполипидемическое действие. Оно заключается в понижении уровня содержания жиров в крови, в том числе липопротеидов низкой плотности и холестерина, ответственных за развитие заболеваний СС [1].

Известно, что цитрусовые богаты флавоноидами. Причём наибольшие количественные суммы этих веществ содержатся в цедре плодов цитрусовых. По сравнению с другими представителями рода Citrus, наибольшим содержанием флавоноидов обладает светлый апельсин [2].

Проблема утилизации кожуры цитрусовых в последнее время приобрела актуальность в связи с ростом интереса к изучению флавоноидов. Так как можно предположить создание гиполипидемических препаратов на основе экстракта цедры светлого апельсина, богатой флавоноидами. Но, к сожалению, кожура цитрусовых на данный момент практически не используется.

Если потенциальным действующим веществом гиполипидемического препарата считать экстракт кожуры светлого апельсина, то наиболее оптимальным вариантом лекарственной формы данного препарата будет являться сироп. Качественный и количественный состав сиропа определяется в соответствии с Государственной фармакопеей Российской Федерации.

На основании сформулированной проблемы и описанной актуальности темы, определим цель и задачи проекта.

Цель: сделать вывод о создании гиполипидемических лекарственных препаратов в форме сиропа на основе экстракта кожуры плодов светлого апельсина

Задачи:

1. Обобщить имеющиеся теоретические сведения о флавоноидах

2. Получить извлечение из кожуры светлого апельсина

3. Провести качественный анализ полученного экстракта на наличие в его составе флавоноидов

4. Провести макроскопический анализ используемого сырья и оценить практическую значимость его утилизации для создания гиполипидемических лекарственных препаратов

5. Приготовить лекарственную форму (сироп) на основе экстракта кожуры светлого апельсина

6. Сделать вывод о перспективах создания гиполипидемических препаратов на основе экстракта кожуры светлого апельсина

Оборудование: лабораторная посуда, сушильный шкаф, спектрофотометр.

Основная часть

ПРИРОДНЫЕ ИСТОЧНИКИ ФЛАВОНОИДОВ

В зависимости от строения углеродного скелета молекулы флавоноиды делят на классы (группы; см. таблицу 2) [1].

Таблица 1

Содержание определённых групп флавоноидов в различных растительных источниках варьирует. Известно, что цитрусовые фрукты богаты флавоноидами (см. таблицы 3 и 4) [2].

Таблица 3

Таблица 4

Приведённые выше данные показывают наличие в мякоти плодов апельсина таких флавоноидов как гесперидин и диосмин. Связка из данных флавоноидов в настоящее время выступает действующим веществом таких ангиопротекторных препаратов, как «Ангиорус», «Венарус».

Сравнивая массовые доли флавоноидов, содержащихся в разных представителях рода Citrus, можно сделать вывод, что апельсин является наиболее оптимальным сырьём для производства потенциального гиполипидемического препарата. Помимо того, что апельсин содержит флавоноиды гесперидин и диосмин, применяемые для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы (ССС), он также содержит относительно большие количественные суммы флавоноидов среди других цитрусовых и, по сравнению с помело, является более распространённым цитрусовым фруктом.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФЛАВОНОИДОВ НА СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТУЮ СИСТЕМУ

Результаты исследования, проведённого среди 10 054 жителей Финляндии показали обратную зависимость между количеством потребляемых флавоноидов и риском развития заболеваний СС, как для мужчин, так и для женщин [3].

По итогам проведённых исследований среди граждан США среднего и старшего возраста, в частности, был сделан вывод о том, что привычное потребление продуктов, содержащих флавоноиды, имеет обратную связь с развитием артериальной гипертензии [4].

Мета-анализ трёх рандомизированных клинических испытаний, участие в которых приняли в общей сумме 233 пациента, продемонстрировал взаимосвязь между потреблением сока грейпфрута и снижением артериального давления [5].

Исследование, проведённое на мышах, показало, что при добавлении животным с избыточным весом в пищу биологически активных добавок (БАД) на основе флавоноидов, наблюдалось снижение массы жировой ткани мышей по сравнению с диетой, не содержащей этих добавок. У мышей с нормальной массой тела, потреблявших те же БАДы, понизился уровень содержания в плазме крови липопротеидов низкой плотности [1].

Таким образом, имеющиеся на сегодняшний день данные научных исследований подтверждают профилактическую роль флавоноидсодержащих продуктов в отношении таких факторов развития заболеваний СС, как ожирение и артериальная гипертензия.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В качестве объекта исследования были взяты плоды светлого апельсина, соответствующие межгосударственному стандарту ГОСТ 4427-82. Ниже приведена таблица, показывающая результаты макроскопического анализа плодов апельсина (см. таблицу 5).

Таблица 5

Для оценки практической значимости утилизации кожуры светлого апельсина были взвешены 5 плодов светлого апельсина, выращенного в Испании. После этого плоды были очищены от цедры и повторно взвешены. С учётом полученных данных подсчитан выход кожуры плодов (см. таблицу 6).

Таблица 6

Таким образом, после использования 1 тонны апельсинов остаётся около 210 кг. отходов кожуры. Кожура может быть утилизирована для производства полезной продукции. Например, из неё можно выделить экстракт, используемый в качестве исходного вещества для получения лекарственных препаратов.

Далее плоды апельсина были очищены от цедры. Цедру поместили в сосуд в следующем отношении: на 1 часть объёма всего сосуда, занимаемую цедрой – 5 частей объёма сосуда, занимаемых водкой. Смеси дали настояться неделю.

Полученную настойку отфильтровали и поместили в сушильный шкаф.

Часть отфильтрованной настойки взяли для снятия УФ-спектров поглощения. Сравнили УФ-спектры поглощения спиртовой настойки экстракта светлого апельсина и ГСО УФ-спектра поглощения рутина в этаноле.

ГСО УФ-спектр поглощения рутина в этаноле

УФ-спектр поглощения спиртовой настойки кожуры светлого апельсина

За лекарственную форму препарата приняли сироп. Это связано с возрастной группой людей, которые будут его принимать. Как правило, риск развития сердечно-сосудистых заболеваний повышен у людей среднего и пожилого возраста. У людей данных возрастных групп чаще наблюдается дисфагия. Сироп же легко принимать пероральным путём.

Сухой экстракт цитрусовых был принят за действующее вещество будущего сиропа. В соответствии с Государственной фармакопеей Российской Федерации, в состав сиропа должны также входить загуститель и подсластитель.

В качестве загустителя и подсластителя выбрали маннитол. Чаще всего подсластителем является сахар. Но так как люди, преимущественно принимающие гиполипидемические препараты (среднего и пожилого возраста), имеют повышенный риск развития сахарного диабета, выбор пал на сахарозаменитель маннитол. Преимуществом его перед сахаром можно считать то, что он обладает полезным диуретическим действием и способен выполнять роль загустителя в сиропе.

Действующее вещество разбавили водой в отношении 1:1. Добавили к полученному раствору водный раствор маннитола 10% в отношении 1:1 и перемешали. Приготовление такого сиропа происходит при комнатной температуре.

В результате получили готовый гиполипидемический препарат в форме сиропа на основе экстракта светлого апельсина. Он представляет собой тёмно-коричневую жидкость, отдающую ядрёным запахом цитрусовых.

Выводы

1. Обобщены имеющиеся теоретические сведения о флавоноидах

2. Получено извлечение из кожуры светлого апельсина

3. Проведён качественный анализ полученного экстракта на содержание в нём флавоноидов. Пришли к заключению: в экстракте светлого апельсина содержатся вещества фенольного происхождения. В том числе, флавоноиды.

4. Проведён макроскопический анализ используемого сырья и оценка практической значимости его утилизации для создания гиполипидемических лекарственных препаратов

5. Приготовлена лекарственная форма (сироп) на основе экстракта кожуры светлого апельсина

6. Сделан вывод о перспективах создания гиполипидемических препаратов в форме сиропа на основе экстракта кожуры светлого апельсина:

Утилизация кожуры светлого апельсина имеет практическую значимость для сферы фармакологии. Извлечения из кожуры могут рассматриваться как потенциальные действующие вещества гиполипидемического лекарственного препарата из-за особенностей их биохимического воздействия на организм. Наиболее оптимальной лекарственной формой препарата является сироп.

Список литературы

Aleksandra Kozlowska, Dorota Szostak-Wegierek. Flavonoids – food sources and health benefits. Rocz Panstw Zakl Hig 2014; 65(2): 79-85.

О. C. Евсеева, О. А. Андреева, Э. Т. Оганесян. Разработка и валидация методики количественного определения флавоноидов в некоторых видах рода Citrus. Серия медицина. Фармация. 2013. № 25 (168). Выпуск 24/1.

Knekt P., Kumpulainen J., Jarvinen R., Rissanen H., Heliovaara M., Reunanen A., Hakulinen T., Aromaa A. Flavonoid intake and risk of chronic diseases. Am J Clin Nutr. 2002 Sep;76(3):560-8

Cassidy A., O’Reilly E.J., Kay C., Sampson L., Franz M., Forman J.P., Curhan G., Rimm E.B. Habitual intake of flavonoid subclasses and incident hypertension in adults. Am J Clin Nutr. 2011;93:338–347. 

Onakpoya I., O’Sullivan J., Heneghan C., Thompson M.The Effect of Grapefruits (Citrus paradisi) on Body Weight and Cardiovascular Risk Factors: A Systematic Review and Meta-analysis of Randomized Clinical Trials.Crit Rev Food Sci Nutr 2017 Feb 11;57(3):602-612.