Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ МЕХАНО АКТИВИРОВАННОГО ГЛЮКОНАТА КАЛЬЦИЯ (МАКГ) В ВОДНОМ РАСТВОРЕ МЕТОДОМ ЯМР

Широко известна роль кальция в жизнедеятельности организма. Кальций необходим для формирования и сохранения целостности костной ткани, осуществления процесса передачи нервных импульсов, сокращения скелетных и гладких мышц, функционирования миокарда, свертывания крови. Кальций также снижает проницаемость клеток и сосудистой стенки, предотвращает развитие воспалительных реакций, повышает устойчивость организма. Различные патологические процессы - остеопороз, многие тяжёлые стоматологические заболевания, дисфункция скелетной и гладкой мускулатуры, нарушения сердечного ритма, сердечная недостаточность, нарушение свертывания крови, тетания (судороги), - прямо или косвенно связаны с недостатком кальция в организме. В связи с этим, заболевания, вызванные нарушением обмена или связанные с нарушением обмена кальция в организме, являются серьезной проблемой медицины [1].
По данным Всемирной организации здравоохранения и Института Питания РАМН, потребление кальция в России почти в два раза ниже рекомендованной нормы, а такое заболевание как остеопороз, как причина инвалидности и смертности, занимает сейчас четвертое место среди неинфекционных заболеваний. Особенно часто от этой болезни страдают беременные, кормящие женщины, дети и люди пожилого возраста. Кроме того, согласно данным Всемирной организации здравоохранения, только 25% пациентов полностью восстанавливаются после перелома шейки бедра, 50% - остаются инвалидами, 25% больных умирают. Самый тяжелый перелом, связанный с остеопорозом - перелом проксимального отдела бедра (в том числе шейки бедра) [2,3].
На сегодняшний день выпускается масса препаратов, направленных на лечение заболеваний костных тканей, восстановление содержания кальция в организме и кальциевого обмена, но терапевтическая эффективность существующих препаратов во многих случаях недостаточна. Поэтому основным методом лечения является оперативное вмешательство (костнопластические операции - протезирование или пломбировка дефектов костных тканей, стоматологические операции), но и он не дает устойчивого (гарантированного) положительного результата, так как не устраняет причину развития данных заболеваний.
В связи с этим существует необходимость проведения комплексного лечения с применением высокоэффективных, безвредных и общедоступных препаратов кальция. Однако биодоступность таких препаратов для организма невелика и терапевтическая эффективность крайне мала.
В последнее время были предложены методы обработки, позволяющие получить быстрорастворимые, усвояемые и более эффективные медицинские препараты, например, быстрорастворимый аспирин [4,5].
В результате многолетних исследований учеными Ижевского ФТИ УрО РАН совместно с Ижевской государственной медицинской академией был предложен метод механоактивации для получения уникальной не имеющей мировых аналогов по эффективности нанодисперсной аморфной формы кальциевой соли глюконовой кислоты (Кальций-МАКГ) [1]. Эта форма представляет собой порошок с размером частиц от 50 до 500 нм. Последующие исследования не выявили изменения химического состава образца в процессе механоактивации. Данный препарат характеризуется повышенной биологической активностью, обусловленной, скорее всего его высокой химической активностью и увеличением общей поверхности частиц [6]. Результаты клинических испытаний показывают существенное увеличение терапевтического эффекта и отсутствие вредного влияния на организм.
Препарат не имеет дополнительных побочных действий, противопоказаний к применению и не образует кальциевых отложений в органах. При пероральном применении обладает уникальной не имеющей мировых аналогов терапевтической эффективностью и безопасностью при лечении заболеваний, обусловленных или связанных с нарушением обмена кальция в организме (диспластические и дегенеративно-дистрофические процессы, заболевания опорно-двигательного аппарата, дефекты костных тканей, травматические и патологические переломы, боли в суставах, остеопороз различного генеза, заболевания пародонта и т.п.). Препарат обеспечивает нормальную жизнедеятельность связанных с обменом кальция систем организма. Уникальная эффективность выявлена при суточной дозировке по Са, не превышающей 300 мг, и без дополнительного применения витаминов группы Д и регулирующих процесс ремоделирования костной ткани препаратов. Мировой медицине не известны кальцийсодержащие химические соединения или лекарственные препараты, обладающие столь высокой терапевтической эффективностью, безопасностью и минимальными ограничениями к применению.
Однако для понимания природы биоусвояемости необходимо проведение дальнейших биохимических и физико-химических исследований механоактивированного глюконата кальция.
Препарат механоактивированного глюконата кальция ранее был хорошо изучен в работах [6-11]. При этом одной из важных задач было определение причины существенного увеличения терапевтического эффекта глюконата кальция после его механической обработки. Проанализировав все полученные результаты, можно сделать вывод о том, что природа этого явления еще не изучена до конца. Однако известно, что в результате механоактивации препарата не наблюдается каких-либо изменений химического состава образца, происходит его аморфизация со значительным увеличением доли активной поверхности, отсутствуют какие-либо загрязнения мелющим материалом. При этом в спектре ЭПР появляется сигнал, который объясняется образованием свободного радикала. Учитывая значение g-фактора, возникновение такого парамагнитного центра, вероятно, связано с разрывом связи Са-0 с последующим образованием 5-глкжонолактона. Есть предположение, что при механоактивации происходит изменение стереохимического строения молекулы ГК, что и может служить причиной повышения биоусвояемости препарата.
Однако до настоящего времени, стереохимическое строение механоактивированного глюконата кальция в достаточной мере оставалось неизученным. Вместе с тем конформационный анализ полученных материалов детально также не проводился.
Используя метод ядерного магнитного резонанса на ядрах ’Н по относительному положению пиков поглощения, отражающих различное окружение протонов, можно получать подробную информацию о строении молекулы [12, 13].
Целью работы является изучение трехмерной структуры молекулы механоактивированного глюконата кальция (МАКГ) в водном растворе методом ЯМР для изучения возможных причин повышения терапевтической эффективности лекарственного препарата.
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:
1. Получение 'Н ЯМР спектров водных растворов с различной концентрацией МАКГ.
2. Нахождение констант спин-спинового взаимодействия из полученных спектров для определения торсионных углов между взаимодействующими протонами.
3. Построение трехмерной модели изучаемой молекулы.
Купить

В результате анализа и моделирования полученных 1Н ЯМР спектров водных растворов с различной концентрацией МАКГ были найдены значения констант спин-спинового взаимодействия.
Используя соотношение, Карплуса были найдены торсионные углы между взаимодействующими протонами.
В результате моделирования, используя полученные значения торсионных углов, была построена трехмерная модель молекулы механоактивированного глюконата кальция.

Купить