DOI 10.24411/2413-046Х-2019-14010

ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БЕЛЕМНИТОВ В ФАРМАКОГНОЗИИ

ASSESSMENT OF THE PROSPECTS FOR THE USE OF BELEMNITES IN PHARMACOGNOSY

Топчий Мария Владимировна, Ставропольский государственный медицинский университет, кафедра биотехнологии, доцент, Кандидат биологических наук, arytop@bk.ru

Чурилова Татьяна Михайловна, Ставропольский государственный медицинский университет, кафедра биотехнологии, доцент, Кандидат биологических наук, tachurilova@bk.ru

Домбаева Элина Салаудиновна, Ставропольский государственный медицинский университет, кафедра биотехнологии, магистрант 2 курса направление 19.04.01 Биотехнология, edombaeva@bk.ru

Черкасская Виктория Евгеньевна, Ставропольский государственный медицинский университет, кафедра биотехнологии, магистрант 2 курса направление 19.04.01 Биотехнология, vikulya.eremina.14@mail.ru

Topchy Maria Vladimirovna, Stavropol State Medical University, Department of Biotechnology, Associate Professor, Candidate of Biological Sciences, arytop@bk.ru

Churilova Tatyana Mikhailovna, Stavropol State Medical University, Department of Biotechnology, Associate Professor, Candidate of Biological Sciences, tachurilova@bk.ru

Dombaeva Elina Salaudinovna, Stavropol State Medical University, Department of Biotechnology, Master Course 2 course direction 04/19/01Biotechnology, edombaeva@bk.ru

Cherkasskaya Viktoria Evgenievna, Stavropol State Medical University, Department of Biotechnology, Master Course 2 course direction 04/19/01Biotechnology, vikulya.eremina.14@mail.ru

Аннотация: Многовековая практика врачевания  открыла лечебные свойства сырья растительного и животного происхождения, которые используются  в современной фармакогнозии. Интерес к препаратам, разработанным на их основе, вызван их лучшей переносимостью по сравнению с синтетическими, отсутствием аллергических реакций и  побочных действий на организм,  лучшей переносимостью больными.

Summary: The centuries — old practice of healing has discovered the healing properties of raw materials of plant and animal origin, which are used in modern pharmacognosy. Interest in drugs developed on their basis is caused by their better tolerability in comparison with synthetic, lack of allergic reactions and side effects on the body, better tolerability of patients.

Ключевые слова: терапевтическая ценность, продукты жизнедеятельности, биообъекты, биологические процессы.

Key words: therapeutic value, waste products, biological objects, biological processes.

Терапевтическая ценность сырья животного происхождения обусловлена наличием биологически активных веществ, содержащихся в самих животных, их частях или продуктах жизнедеятельности. Так, на биологические процессы в организме человека способны влиять БАВ, полученные из пантов, змеиного яда, продуктов жизнедеятельности медоносной пчелы.

К практически неизученным биообъектам животного происхождения относятся представители отряда Belemnitida, несмотря на то, что их фоссилии ростров достаточно широко используются в народной медицине.

Согласно современной классификации белемниты или белемнитиды, представленные вымершими головоногими моллюсками из подкласса двужаберных, класса цефалоподов, родственны современным каракатицам, кальмарам и осьминогам.

Окаменелые остатки частей тела белемнитидов – ростры являются частями внутреннего скелета, представленного массивными наростами известкового шпата. Исследованиями С.А. Светова и Е.Н. Светова были установлены характерные особенности строения ростров белемнитов, их радиально-лучистая структура, сформированная волокнистыми кристаллами кальцита. По мнению ученых, для ростров белемнитов характерна прекрасная сохранность химической системы карбонатного скелета, что свидетельствует об отсутствии перераспределения элементов в процессе диагенеза [1, с. 520].

Образовавшиеся в юрском и в меловом (частично) периодах мезозойской эры окаменелости, которые находят в песках и глинах Краснодарского края, Центральной России, берегов Москвы-реки, Оки и Волги, по химическому составу представлены различными формами кальцита, кварца, кремнезема [2, с. 4].

Нами был исследован порошковый субстрат фоссилий ростровпредставителей отряда Belemnitida, обнаруженный в Краснодарском крае.

При помощиИК-спектрометра модели ФСМ 1201 с Фурье-преобразованием сканирование в ИК-области осуществлялось с малым шагом сканирования в широком спектральном диапазоне 400 – 4000 см^-1 (для KBr). Фазовый состав был изучен при помощи рентгеновского дифрактометра ARL X’TRA, TermoScientific (Швейцария) с применением излучения CuKα (λ =1.5406 Å). Для обработки результатов применяли программное обеспечение Crystallographica Search Match Version 3.1.0.2.

При расшифровке ИК-спектра порошка Belemnitida были выделены характеристические полосы, определяющие связи определенных групп атомов. Так,  наличие широкой интенсивной несимметричной полосы на частоте 3200- 3400 см^-1 свидетельствовало о валентных колебаниях связей в группе – ОН благодаря присутствию в образце кристаллизационно-связанных молекул воды.

Валентные колебания связи С=О, соответствующие полосам на 2510 и 1797 см^-1 доказывают наличие в основной части Belemnitida карбонатного аниона карбоната кальция.

Наличие характеристических полос на частотах 1450, 875, 713, 466 см^-1, объясняющихся деформационными колебаниями химических связей в группе [СО₃]² являются подтверждением того, что в кристаллической структуре нормальных и основных карбонатов главный структурный элемент – группа [СО₃]², плоский комплексный ион треугольной формы,  играющий в соединениях роль двухзарядного аниона.

О симметричных и ассиметричных валентных колебаниях связей –С–Н группы –СН₃, характерных для органических соединений, свидетельствуют установленные в ИК-спектре Belemnitida полосы на 2978, 2883, 2872 см^-1.

Расшифровка дифрактограммы образца Belemnitida с указанием индексов Миллера для каждой характеристической полосы основных кристаллографических плоскостей позволила установить, что образец Belemnitida представляет собой карбонат кальция, закристаллизованный в ромбоэдрической кристаллической решетке, пространственная группа R-3c с параметрами элементарной ячейки a=4.9836 Å и c=17.071 Å.

Современной медициной карбонат кальция используется достаточно широко благодаря антацидным свойствам – он  входит в состав витакальцина, витрум Кальциума, гастрика, кальпримума, ренни.

Использование в медицине карбоната кальция  обусловлено содержанием в нем кальция, который участвует в регуляции процессов, происходящих внутри клеток. Так как кальций – важнейший структурный компонент костей,  содержащие его препараты альфадол-Ca, кальций-Сандоз форте, назначаются для профилактики и лечения остеопороза, перелома костей.

Научные исследования, посвященные рострам белемнитов, в большинстве случаев связаны с их геохимическими характеристиками. Уникальные лечебные свойства практически не изучены, несмотря на то, что народной медициной рекомендуется применять белемнитовые присыпки и ванны для лечения язв и ожоговых поражений кожи, мокнущей экземы, угревой сыпи и себореи.

Имеются сведения, что умывание водой с примесью белемнитового порошка, оказывает положительное влияние на состояние кожи, устраняя и различные проявления дерматитов.

Особый интерес представляет феномен ранозаживления при использовании порошкового субстрата фоссилий ростров представителей отряда Belemnitida. Можно предположить, что антимикробные и ранозаживляющие их свойства обусловлены наличием в составе минерала, естественного полиморфа карбоната кальция (CaCO₃), количество которого может достигать до 97 %. Белемнит не растворяется ни в спирте, ни в воде, поэтому целесообразным в качестве исходного сырья для лекарственных препаратов представляется использование порошка из фоссилий ростров белемнитов.

Проведенная нами экспериментальная работа была направлена, прежде всего, на изучение безвредности экспериментальных порошковых лекарственных форм, полученных из фоссилий ростров, а также их ранозаживляющего эффекта.

При получении порошка в лабораторных условиях руководствовались статьей ОФС.1.4.1.0010.15 Фармакопеи РФ, обращая особое внимание на тонкость измельчения сырья и универсальность его состава. Для повышения хрупкости, способствующей облегчению измельчения, вымытое и высушенное сырье выдерживали в комбинированном лабораторном холодильнике серии ХЛ-340 «Pozis»[3, с. 1449].

К визуальным характеристикам  порошков нами были отнесены однородность, отсутствие запаха, сыпучесть, дисперсность. Фазовый состав, размер, форму и характер распределения частиц в составе исследуемого порошкового субстрата исследовали при помощи стереоскопического микроскопа серии МС-2 Zoom.

Все пробы порошка фоссилий ростров представителей Belemnitida исследовались на микробную обсемененность после последовательного разведения их стерильным физиологическим раствором в соотношении 1:10 и 1:100. Для определения микробного числа использовали последнее разведение, из которого делали посевы на чашку с МПА. На сутки чашки с посевами помещали в термостат серии ТС-1/20 СПУ на при 37°С, затем подсчитывали обсеменённость для одного грамма порошка, количество выросших колоний и вычисляли микробное число.

Оценка микробиологической чистоты путем посева на питательные среды показала, что полученные описанным способом сырьевые полуфабрикаты из фоссилий ростров белемнитов соответствовали требованиям Общей фармакопейной статьи 1.2.4.0002.15  Фармакопеи РФ [3, с. 1449].

Так как порошок из фоссилий ростров белемнитов впервые вводился в фармакогнозическую практику в качестве лекарственного сырья, он был подвергнут определенной экспертизе.

Оценка безвредности полученных порошковых субстанций и их активности проводилась на лабораторных животных, крысах линии Wistar, в полном соответствии с требованиями защиты позвоночных животных, используемых в научных целях. Содержание животных осуществляли на базе Центра экспериментальных исследования СтГМУ в соответствии с правилами, принятыми европейской Конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и иных научных целей (Страсбург, 1986) и «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» [4]. Все животные содержались в отдельных клетках.

Тесты на раздражение кожи для оценки безвредности порошка были проведены на 5 крысах. У крыс в области спины животных выбривалось по два участка, на один из которых наносили дозу полученного порошка, второй при этом служил контролем. Пятичасовые наблюдения за животными показали отсутствие специфических реакций в их поведении, которое оценивали по отношению к пище и воде. Поражений кожного слоя, покраснений, зуда, нарастания толщины кожной складки на обработанных участках, отечности, эритем не наблюдалось ни у одного из подопытных животных.

Выполнение экспериментов по изучению активности приготовленного порошка из фоссилий ростров белемнитов проводилось по схеме:

1. приготовление экспериментальных серий ранозаживляющих средств на основе фоссилий ростров представителей рода Belemnitida;
2. создание лабораторной модели раны для изучения химических и микробиологических характеристик;
3. визуальное изучение процесса заживления в ранах;
4. планиметрическое исследование размеров ран в динамике.

Так как предполагаемая активность порошка фоссилий ростров связана с ранозаживлением, для ее изучения нами был выбрана модель линейной кожной раны. Исследования проводились на крысах линии Wistar (n=20).

Наркотизированным животным контрольной  (n=10) и экспериментальной групп (n=10) на дорсальной поверхности в асептических условиях были смоделированы раны длиной 5 см. С каждого края ран было наложено по 1 шву с помощью рассасывающегося шовного материала.

На поверхность ран животных экспериментальной группы по окончанию операции был нанесен порошок из фоссилий ростров белемнитов. Местную консервативную терапию ран проводили открытым способом (без повязки), путем нанесения исследуемых объектов на раневую поверхность один раз в день.

У животных контрольной группы осуществлялось естественное заживление ран.

Для оценки методов стимуляции заживления линейных асептических ран, определяли динамику изменения площади раневой поверхности по методу Поповой Л.Н. с определением скорости и индекса ускорения заживления [5, с. 520].

Для оценки процесса заживления и эффективности проводимого лечения систематически наблюдали за состоянием ран: измеряли размеры, отмечали состояние кожных покровов вокруг раны и глубину повреждения. Для измерения площади ран на каждую из них ежедневно накладывали стерильную пластинку целлофана, на нее наносили контуры раны, затем переносили рисунок на миллиметровую бумагу для подсчета площади ран. Заживление линейных ран у животных экспериментальной и контрольной групп оценивалось при визуальном осмотре ран по развитию воспалительного процесса, скорости закрытия раны.

Оперативное вмешательство, создание модели резаной раны, способствовало развитию воспалительного процесса в организме у крыс обеих групп, что проявлялось увеличением палочкоядерных нейтрофилов, лимфоцитов. На третий день эксперимента, при исследовании результатов лейкоцитарного профиля, стало очевидным, что у всех крыс экспериментальных групп изучаемые показатели пришли в норму. Исследования крови крыс свидетельствовало об отсутствии аллергенной нагрузки.

С третьего дня исследования стали очевидны различия в течение ранозаживляющего процесса у крыс контрольной и экспериментальной групп.

У крыс контрольной группы был значительно выше болевой порог при ревизии ран, в 60% случаев отмечалась гиперемия и отечность в области раны. У крыс экспериментальной группы эти показатели были объективно более незначительными при том, что у них более интенсивно восстанавливалась масса тела, несколько снизившаяся после операции. У всех экспериментальных животных на пятые сутки, в области ран спал отек, кожа приобрела нормальный цвет, что можно считать признаком регенерации.

С седьмые по девятые сутки от начала эксперимента у всех лабораторных животных экспериментальных групп в области ран не наблюдалось признаков воспаления, в том числе не проявлялся болевой синдром, что можно объяснить началом фазы пролиферации.

Регенеративные процессы в области раны были отмечены к этому сроку у 70% крыс контрольной группы. У трех крыс наблюдали отек и покраснение в области ран, очаги некроза в области краев ран, выделение экссудата при надавливании.

К окончанию эксперимента у всех крыс экспериментальной группы было стабильное состояние, наблюдалось полное восстановление кожи и волосяного покрова.

У 70% крыс контрольной группы с положительной динамикой ранозаживления полное восстановление волосяного покрова произошло только на шестнадцатые сутки. Заживление ран по вторичному натяжению отмечено у 30% крыс, в крови которых отмечалось повышение уровня нейтрофилов и моноцитов.

Проведенные нами экспериментальные исследования позволили установить, что экспериментальный порошковый препарат, приготовленный из фоссилий ростров представителей рода Belemnitida, по параметрам ранозаживляющего и противовоспалительному действию является безвредным, что определяет перспективы дальнейшего изучения данного сырья для приготовления  лекарственных препаратов данной направленности.

Список литературы

1. Вайс Р. Современные проблемы изучения головоногих моллюсков морфология, систематика, эволюция, экология и биостратиграфия /Р. Вайс. – М.: Москва, 2013.
2. Светов С.А. Геохимическая характеристика ростров белемнитов как отражение изменения палеоэкологических условий морских бассейнов / С.А. Светов, Е.Н. Светов. – Вестник института геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН. – Издательство: Институт геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук. – №59221, 2013.
3. Государственная фармакопея Российской Федерации XIV издания.  – М.: ФЭМБ, 2018.
4. ГОСТ Р 51000.4-96. Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. N 755)
5. Кондрахин И.П. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики: справочник / И.П. Кондрахин, А.А. Архипов, В.И. Левченко. – М.: Изд. центр «Колос», 2004.