Полисахариды водорослей и их применение в медицине

 

     Многие красные водоросли производят различные типы каррагинана на разных стадиях развития. Например, род Gigartina производит главным образом каппа-каррагинаны в стадии гаметофита, и лямбда-каррагинаны в стадии спорофита.

 

     Все классы каррагинана растворимы в горячей воде, но в холодной воде растворим только класс лямбда и соли натрия других классов.

 

     Каррагинан давно нашел широкое применение в пищевой промышленности. При производстве молочных (шоколадное молоко, щербеты, сырные пасты, взбитые сливки и т.д.), мясных (мясо в желе, консервы и т.д.) и рыбных продуктов, приправ, безалкогольных напитков, хлебобулочных (хлебное тесто, пончики, фруктовые кексы, сахарные глазури, меренги) и кондитерских изделий.

 

     Каррагинан обладает биологической активностью: антикоагулирующей, антивирусной, антираковой и антиязвенной, а также выводит из организма тяжелые металлы.

 

     На пересечении двух сфер применения – медицинской и пищевой – возникла возможность вводить полисахариды в состав продуктов детского, диетического и лечебно-профилактического питания.

 

     Также часто раствор каррагинана используется в целях увеличения объема мяса для удешевления производства.

 

Агар

 

     Агар-агар (от малайского агар — желе) — продукт (смесь полисахаридов агарозы и агаропектина), получаемый путем экстрагирования из красных (филлофора) и бурых водорослей (Gracilaria, Gelidium, Ceramium и др.), произрастающих в Черном море, Белом море и Тихом океане, и образующий в водных растворах плотный студень.

 

     Агар является растительным заменителем желатина.

 

      По качеству агар подразделяется на два сорта:

высший — цвет белый  или светло-желтый, допускается слегка сероватый оттенок;

первый — цвет от жёлтого  до темно-желтого.

 

     Представляет собой желтовато-белый порошок или пластинки. Содержит около 1,5—4 % минеральных солей, 10—20 % воды и 70—80 % полисахаридов, в составе которых выявлены D- и L-галактозы, 3,6-ангидрогалактозы, пентозы, D-глюкуроновая и пировиноградная кислоты. Из агара экстрагированы агароза и амилопектин.

 

     Агар-агар не растворим в холодной воде. Он полностью растворяется только при температурах от 95 до 100 градусов. Горячий раствор является прозрачным и ограниченно вязким. При охлаждении до температур 35—40° он становится чистым и крепким гелем, который является термообратимым. При нагревании до 85—95° он опять становится жидким раствором, снова превращающимся в гель при 35—40° градусах.

 

     Применение:

 

-В микробиологии — для изготовления плотных и полужидких питательных сред. Для получения плотных питательных сред агар добавляют в конечной концентрации от 1,5 до 3 %, полужидких — 0,3—0,7 % (вес/объём). Агар не расщепляется большинством микроорганизмов при культивировании. Полноценный продукт не ингибирует рост микроорганизмов и не изменяет питательную ценность сред. Неочищенный агар может привести к образованию неполноценного геля и даже ингибированию роста микроорганизмов. Поэтому для иммунологических и бактериологических целей надо использовать вымороженный осветлённый агар ГОСТ 17206-96 высшего и первого сорта с плотностью геля не ниже 320 г/см². Кроме того, агаровый гель применяют для электрофореза ДНК, иммуноэлектрофореза и иммунодиффузии.

 

-В пищевой промышленности (пищевая добавка Е406) — производство кондитерских изделий (мармелад, зефир, жевательные конфеты, пастила, начинки, суфле), диетических продуктов (джем, конфитюр), супов, мороженого. В Южной Азии используется вместо желатина, который там не применяется.

 

-В медицине — так как агар-агар плохо переваривается, его (в более высокой дозировке, чем в пищевой промышленности) используют в качестве мягкого слабительного.

 

     Немецкий микробиолог Вальтер Хессе был первым, кто использовал агар-агар как питательную среду для выращивания бактерий и написал об этом в 1884 году[5]. Эта идея была подана ему его женой, госпожой Фанни Ангелиной Хессе, которая использовала агар-агар для изготовления фруктового желе, наученная этому иммигрировавшим с Явы соседом-голландцем.

 

Фукоидан

 

     Для всех бурых водорослей характерно образование сульфатированных полисахаридов - фукоиданов. Впервые они были обнаружены в фукоидах Гунтером и Толленсом в 1890 г. Фукоиданы предохраняют водоросли, часто не полностью погруженные в воду, особенно в период отливов, от обсыхания и исполняют роль регуляторов водного и водно-солевого обмена. Они состоят из моносахаридов: фукозы, галактозы, ксилозы, маннозы, глюкуроновой кислоты.

 

      Содержание фукоиданов у бурых водорослей в среднем составляет 7-11 %, что часто связано с глубинным распределением водорослей. У ламинариевых и фукусовых водорослей, произрастающих на литорали, либо просто плавающих, их содержание может достигать 20 % сухого остатка.

 

     Фукоиданы бурых водорослей с успехом применяются в фармацевтической промышленности и медицине. Они являются эффективными антикоагулянтами, причем даже более действенными, чем гепарин, а также снижают содержание холестерина крови. Отдельные фракции фукоиданов характеризуются высокой антилипидемической активностью. Благодаря способности связывать металлы, в частности свинец, фукоиданы могут быть использованы для уменьшения всасывания их в кишечнике и предотвращения отравления.

 

     Перспективным направлением использования фукоиданов является получение на их основе противоопухолевых и антивирусных препаратов.

 

 

Маннит

 

     Одной из особенностей бурых водорослей является способность синтезировать и накапливать значительные количества шестиатомного спирта маннита (маннитола). Наличие маннита в бурых водорослях обнаружил Стенхоуз в 1844 г. Количество его в сухой массе водорослей составляет 25 % и более и зависит от вида водорослей и сезона года.

 

     Качество маннита из ламинарии выгодно отличается от качества аналогичных продуктов из сахарного тростника или сахарной свеклы.

 

     Маннит применяется для изготовления лекарственных препаратов - осмодиуретиков и используется в качестве плазмозаменителя и при консервации крови.

 

     Кроме того, он обладает желчегонным действием (усиливает выделение желчи) благодаря, главным образом, специфическому раздражению слизистой оболочки двенадцатиперстной кишки, выделению в кровь гормона холецистокинина, который вызывает сокращение желчного пузыря и расслабление сфинктера общего желчного протока. Благодаря постоянному оттоку желчи устраняется её застой в протоках, уменьшается всасывание в кровь и предотвращается развитие инфекции и образование камней, уменьшается интенсивность воспалительного процесса.

 

     Дальнейшее и более детальное изучение целебных свойств маннита дает основание полагать, что он найдет более широкое применение в медицине.

 

   Альгиновые кислоты

 

     Альгиновая кислота - анионный полисахарид, молекулы которого построены из остатков β-D-маннуроновой и α-L-гулуроновой кислот, находящихся в пиранозной форме и связанных в линейные цепи 1 → 4-гликозидными связями.

Альгиновые кислоты  содержатся в бурых водорослях  и синтезируются некоторыми бактериями. Представляют собой аморфные бесцветные или слабо окрашенные вещества. Плохо растворимы в холодной воде (при набухании могут поглощать 200-300 - кратное количество воды), растворимы в горячей воде и растворах щелочей; при подкислении растворы образуют гели. Na-и К-соли легко растворимы в воде и дают высоковязкие растворы; с двухвалентными катионами альгиновые кислоты образуют гели или нерастворимые альгинаты.

Для промышленного получения альгиновых кислот используют морские водоросли, главным образом родов ламинария (Laminaria) и макроцистис (Macrocystis), которые предварительно обрабатывают разбавленной минеральной кислотой для удаления низкомолекулярных соединений и легкорастворимых полисахаридов (ламинарина, фукоидина). Альгиновые кислоты экстрагируют раствором соды или щелочи и осаждают в виде кислоты (подкислением) или нерастворимой Са-соли.

 

     Альгиновые кислоты и их соли - загустители, стабилизаторы суспензий и эмульсий, гелеобразователи в производстве мороженого, других молочных продуктов и желе, фармацевтических препаратов и косметических средств, бумаги, при отделке и окраске тканей и т.д. Из нерастворимых альгинатов получают волокна и относительно негорючие маслостойкие пленки. Перспективно использование альгиновых кислот в медицине, в частности для выведения из организма радиоактивного стронция.

 

                          Препараты на основе морских водорослей

 

 

     Фукап - препарат на основе бурой морской водоросли фукус.

 

     Состав: пищевые волокна (в виде альгинатов), йод (в виде органических соединений).

 

     Свойства: пищевые волокна в виде альгинатов нормализуют микрофлору желудочно-кишечного тракта, проявляют энтеросорбентные свойства и идеально подходят для очистки организма от радионуклидов, тяжелых металлов и продуктов нарушенного обмена. Альгинаты обладают широким спектром целебных свойств: улучшают регенерацию тканей, способствуя быстрейшему заживлению язв и эрозий слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, повышают иммунитет, улучшают процессы пищеварения. Фукап обладает противовоспалительным и противоопухолевым свойствами, проявляет противомикробную и противовирусную активность, оказывает антисептическое действие. Это эффективный антикоагулянт, препятствующий тромбообразованию.

 

     Благодаря сбалансированному составу макро- и микроэлементов, витаминов, препарат позволяет улучшать обменные процессы и повышает активность ферментов. Наличие йода в препарате позволяет использовать его при йоддефицитных состояниях. Альгинатный эффект и присутствие йода (разрушение одной молекулы жира происходит при наличии двух молекул йода) способствуют снижению повышенного веса.

 

     Показания к применению:

 

-заболевания желудочно-кишечного тракта;

 

-вторичные иммунодефицитные состояния;

 

-профилактика нарушений микроэлементного и водно-солевого обмена;

 

-нормализация функции щитовидной железы;

 

-в качестве адаптогена при синдроме хронической усталости, витаминной недостаточности, после перенесенных инфекционных заболеваний;

 

-профилактика и лечение атеросклероза;

 

-мастопатия и предраковые заболевания других органов;

 

-избыточный вес.

     Также рекомендуется лицам, проживающим в экологически неблагоприятных районах.

    

     Продолжительность приема - 1 месяц. Рекомендуется проводить 3-4 курса в год.

 

   Маннитол

 

      Маннитол - осмотический диуретик. Лиофилизированная масса светло-желтого  

  цвета.

 

     Фармакологическое действие - противоотечное, диуретическое. Повышает   

  осмотическое давление плазмы, способствует переходу жидкости из тканей в  

  сосудистое русло, увеличивает ОЦК. Фильтруется почками без последующей

  канальцевой реабсорбции, повышает осмотическое давление в канальцах и  

препятствует реабсорбции  воды, что приводит к удерживанию воды в канальцах и увеличению объема мочи. Одновременно значительно возрастает натрийурез без существенного увеличения калийуреза. Диуретический эффект тем выше, чем больше доза. Примерно 80% введенной в/в дозы обнаруживается в моче в течение 3 ч. Не эффективен при нарушении фильтрационной функции почек, а также при азотемии у больных с циррозом печени и асцитом. Может подвергаться незначительному метаболизму в печени.

 

     Показания к применению:

 

-отек мозга;

 

-повышение внутричерепного давления при почечной или почечно-печеночной недостаточности;

 

-эпилептический статус;

 

-острый приступ глаукомы, операции с экстракорпоральным кровообращением;

 

-острая почечная (при сохраненной фильтрационной функции почек) и печеночная недостаточность;

 

-посттрансфузионные осложнения, вызванные введением несовместимой крови;

 

-острые отравления барбитуратами и другими веществами (форсированный диурез).

 

     Способ применения и дозы:

 

в/в (медленно струйно или капельно), в виде 10–20% раствора в дозе 0,5–1,5 г/кг; суточная доза не должна превышать 140–180 г. Лиофилизированную массу растворяют ex tempore водой для инъекций или 5% раствором декстрозы. При операциях с искусственным кровообращением непосредственно перед началом перфузии в аппарат вводят 20–40 г.

 

 

Альгинат натрия (натальгин)

 

     Альгинат натрия способен к избирательному связыванию и выведению из организма ионов тяжелых металлов и радионуклидов. Благодаря деинкорпорирующему действию (выводит изотопы из костей и костного мозга) препарат улучшает работу системы кроветворения.

 

     В основе противорадиационной активности лежит специфическое действие альгината натрия на мембраны клеток крови, слизистые оболочки желудка и кишечника, в результате чего резко возрастает их устойчивость к повреждающим факторам.

 

     Альгинат натрия обладает противовоспалительной, антацидной и репарационной активностью и обволакивающим свойством. Доказан его иммуномодулирующий эффект (нормализует содержание Т-лимфоцитов, стимулирует фагоцитарную активность моноцитов и нейтрофилов, снижает содержание аутоантител и циркулирующих иммунных комплексов).

 

     Альгинат натрия не токсичен, не обладает аллергизирующим, эмбриотоксическим и мутагенным действием, может использоваться в лечебных и профилактических целях в течение длительного времени.

 

     Показания к применению:

 

-иммунокоррекция при иммунных дисбалансах (послеоперационных, постинфекционных, ожоговых, лекарственных), аутоиммунной патологии и аллергии;

 

-лечение заболеваний желудочно-кишечного тракта (язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, эрозивного гастрита, хронического гастродуоденита);

 

-профилактика и лечение нефропатий, обусловленных экологически вредными факторами, микробно-вос-палительных заболеваний мочевыводящей системы;

 

-профилактика и лечение последствий лучевой и химиотерапии (лейкопенические осложнения, острые и хронические поражения слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта);