Взаимосвязь структуры и биологической активности каррагинанов красных водорослей Японского моря

• Автор: Соколова, Екатерина Владимировна
• Шифр специальности: 03.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 117 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Используемые сокращения
ВВЕДЕНИЕ
1. Литературный обзор
1.1. Химическая структура каррагинанов
1.2. Физико-химические свойства каррагинанов
1.3. Пищевые волокна
1.4. Безопасность использования каррагинана
1.5. Биологическая активность полисахаридов водорослей
1.5.1. Иммуномодулирующие свойства полисахаридов водорослей
1.5.2. Антиоксидантная активность полисахаридов водорослей
1.5.3. Антикоагулирующая активность полисахаридов водорослей
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Физико-химические характеристики
2.2. Атомно-силовая микроскопия
2.3. Биологические свойства
2.3.1. Иммуномодулирующие свойства ex vivo
2.3.2. Антиоксидантная активность in vitro
2.3.3. Антитромботические свойства
2.4. Анализ медико-биологических исследований
приема БАД «Каррагинан-ДВ»
2.5. Статистический анализ данных
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Физико-химические характеристики каррагинанов
3.2. Атомно-силовая микроскопия
3.3. Биологическая активность каррагинанов
3.3.1. Иммуномодулирующие свойства
3.3.2. Антиоксидантная активность
3.3.3. Влияние каррагинанов на гемостаз ex vivo
3.4. Анализ медико-биологических исследований
приема БАД «Каррагинан-ДВ»
4. ВЫВОДЫ
5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Используемые сокращения
ОТП - обогащенная тромбоцитами плазма; БТП - бедная тромбоцитами плазма; ACD - глюкозно-цитратный антикоагулянт (от англ. acid citric dextrose); ФСБ - фосфатно-солевой буфер; ИФА - иммуноферментный анализ; IU -международная единица (от англ. international units); ЭДТА -этилендиаминтетрауксная кислота; ТПТЗ - 2,4,6-трипиридил-8-триазин; AT III -антитромбин III; ТВ - тромбиновое время; ПТВ - протромбиновое время; АЧТВ -активированное частичное тромбопластиновое время; ГК-И — гепариновый кофактор-П; DPPH - 1,1-дифенил-2-пикрилгидразил; ИИ Фу - интерферон у; TLR-4 - толл-подобный рецептор-4; Тх — Т-хелперы; PGE2 - простагландин Е2; СОХ-2 -экспрессия циклооксигеназа-2; iNOS — индуцибельная NO синтаза; SCF (Scientific Community on Food) - научное сообщество по Пищевым Продуктам; IFAC (International Food Additives Council) - Международный Совет по Пищевым Добавкам; JECFA - Объединенный комитет экспертов Международной сельскохозяйственной организации; КЦЖК - короткоцепочечных жирные кислоты; CCNFSDU - the Codex Committee on Nutriotion and Foods for Special Dietary Uses; ПВ - пищевые волокна; ACM - атомно-силовая микроскопия; БАД - биологически активная добавка; ИЛ - интерлейкин; ФНОа - фактор некроза опухоли a; G - 3-ß-D-галактоза; D - 4-а-0-галактоза; DA - 4-3,6-ангидро-П-галактоза; S - сульфатная группа; ЛПС - липополисахарид; АФК - активные формы кислорода; ком. -коммерческий; FRAP - железо-восстанавливающая способность (от англ. ferric reducing antioxidant capacity); ССЗ - сердечно-сосудистые заболевания; ИБС -ишемическая болезнь сердца; КА - коэффициент атерогенности; ХС - холестерин; ХС-ЛПИП - холестерин липопротеинов низкой плотности; ХС-ЛПВП - холестерин липопротеинов высокой плотности; ТГ - триглицериды; СРБ - С-реактивный белок; CD3+ - Т-лимфоциты; CD4+ - Т-хелперы-индукторы; CD8+ - Т-цитотоксические лимфоциты; ИРИ - CD47CD81; CD22+ - В-лимфоциты; CD16+ -NK-клетки (нормальные киллеры); CD25+ - лимфоциты (рецептор к ИЛ2, активированные лимфоциты); CD95+ - лимфоциты (активированные лимфоциты, маркер аппоптоза); ФЧ - фагоцитарное число; ФИ - фагоцитарный индекс; ФАН -фагоцитарная активность нейтрофилов; ИЗФ - индекс завершенности фагоцитоза; lg - иммуноглобулин, НМ - низкомолекулярный.
ВВЕДЕНИЕ

Каррагинаны - сульфатированные полисахариды красных водорослей, в основе химической структуры которых находится дисахаридное повторяющееся звено, состоящее из остатков D-галактозы, соединенных регулярно чередующимися ß-1-4 и а-1-3 гликозидными связями. Структурное разнообразие каррагинанов обусловлено присутствием ß-(l-4) остатка в виде 3,6-ангидрогалактозы, а также- количеством и местоположением сульфатных групп в моносахаридных остатках (Knutsen, 1994). Регулярные полисахариды, полимерная цепь которых построена из повторяющихся дисахаридных звеньев одного типа, получили собственное название. Природные каррагинаны редко соответствуют регулярным структурам, чаще они содержат повторяющиеся звенья нескольких типов и представлены нерегулярной или гибридной структурой, что объясняется многоступенчатым биосинтезом полисахаридов в клеточной стенке водорослей.
Вариабельность первичной структуры каррагинанов обуславливает
многообразие их макромолекулярной организации и определяет широкий спектр их биологической активности (Yermak, Khotimchenko, 2003). В то же время биологические свойства этих полисахаридов, как и их надмолекулярная структура, изучаются в основном на коммерческих образцах, представленных каппа- и лямбда-типами каррагинанов. Всестороннее изучение каррагинанов красных водорослей дальневосточных морей позволит оценить влияние различных уровней структурной организации полисахаридов на их физиологическую активность.
Среди разнообразных биологических свойств сульфатированных
полисахаридов наибольший интерес в настоящее время привлекают противовирусная, антикоагулирующая, иммуномодулирующая,
противоопухолевая, противоязвенная активности. Сульфатированные полисахариды взаимодействуют со множеством протеинов клеток эукариот и оказывают на иммунный ответ организма разнонаправленное действие, как ингибирующее, так и стимулирующее (Stephanie et al., 2010), что позволяет

рассматривать каррагинаны в качестве возможных иммуномодуляторов. В последнее время появились данные об антиоксидантной активности полисахаридов морских водорослей (Yuan-, Walsh, 2006, Zhang et al., 2010, Costa et al., 2010). Среди

протеин 8, которая инактивирует факторы V и VIII. В целом, гемостаз реализуется в основном, тремя взаимодействующими между собой функциональноструктурными компонентами (звеньями): стенками кровеносных сосудов
(эндотелием), клетками крови (преимущественно тромбоцитами), плазменными ферментными системами (Шиффман, 2000). Каждое из звеньев гемостаза имеет элементы системы, как способствующие образованию сгустка (коагулянты, точнее - прокоагулянты), так и препятствующие этому процессу (антисвертывающие и фибринолитические факторы). Нарушения гемостаза ведут к серьезным клиническим последствиям. Дисбаланс в одном направлении может сопровождаться чрезмерным кровотечением, в другом - образованием тромба (Шиффман, 2000).
Зона повреждения (деэндотелизация)
Рис. 6. Схема протекания адгезии и агрегации тромбоцитов (первичный гемостаз)
Поиск антикоагулирующих веществ является одной из главных проблем медицины, связанной с системой гемостаза. Так, первым антикоагулянтом, вошедшим в клиническую практику в 1935, был гепарин, выделенный в 1916 г из печени собаки (Marcum, 2000, Mousa, 2010). Этот естественный сульфатированный линейный глюкозаминогликан продуцируется тучными клетками некоторых животных тканей (Mousa, 2010). Гепарин широко используется для предотвращения тромбоэмболических нарушений, однако вызывает такие побочные действия, как кровотечение, гепарин-индуцированная тромбоцитопения и неэффективен при врожденном и приобретенном дефиците антитромбина и неспособен ингибировать связывание тромбина с фибрином (Pereira et al., 2002).