| 19. |
Аннотация |
Тема настоящих научно-исследовательских работ соответствует ряду принятых в РФ программных документов, определяющих направления и перспективы развития Арктического региона и биотехнологий: «Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечение национальной безопасности на период до 2035 года» (Указ Президента РФ от 26 октября 2020 г. № 645); государственная программа «Научно-технологическое развитие Российской Федерации» (Утверждена постановлением Правительства от 29 марта 2019 года №377); Постановление
от 30 марта 2021 г. N 484 «Об утверждении государственной программы РФ "Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской федерации»
В настоящее время социально-экономическому развитию Арктической зоны Российской Федерации придается государственное значение. Развитие северного морского пути, переезд на Север людей, работающих на предприятиях Арктической зоны РФ на постоянной основе и вахтовым методом, увеличение туристического потока обуславливают необходимость разработки и внедрения адаптогенных, иммуностимулирующих и других препаратов, направленных на снижение уровня социально значимых заболеваний. Тенденции ориентации отечественного производства на импортозамещение и обеспечения продовольственной безопасности требуют изучения теоретических аспектов и определение возможностей использования биоресурсов региона – природных источников биологически активных соединений. Более 70% всех лекарственных средств имеют растительное происхождение. К тому же, в условиях внешнеполитической ситуации, еще более актуальным становится вопрос производства отечественных растительных экстрактов и инновационных технологий их получения, основанных на комплексных фундаментальных знаниях
Растения, в условиях Арктики, в частности Мурманской области, за короткий период вегетации способны накапливать достаточно большое количество биологически активных веществ (БАВ), таких как полифенолы, флавоноиды, фенилпропаноиды, кумарины, алкалоиды, которые обладают адаптогенными, иммуностимулирующими, антиоксидантными и противораковыми свойствами. Использование растений, произрастающих в Арктической зоне, как источников ценных биологически активных соединений является важной задачей, требующей разработки теоретических аспектов и создания новых технологий переработки растительного сырья.
Конкретные виды растений, представляющие повышенный интерес можно разделить на две условные группы:
1. Аборигенные виды семейства Ericaceae, в частности Vaccinium vitis-idaea L., V. myrtillus L., V. uliginosum L., Empetrum hermaphroditum Hager., Ledum palustre L. Зеленые части этих растений содержат флавоноиды, фенилпропаноиды, полифенолы, стильбены, тритерпеноиды, обладающие высокими адаптогенными, иммуностимулирующими и противораковыми свойствами.
2. Адвентивные (заносные) виды травянистых растений с широким ареалом произрастания, которые характеризуются неприхотливостью к условиям окружающей среды, большой биомассой, способностью расти на нарушенных антропогенных территориях и характеризуются высокой экологической пластичностью (Koenigia weyrichii (F. Schmidt) T.M. Schust. et Reveal, Chamaenerion angustifolium L., Heracleum sosnowskyi Manden.), активно распространяющиеся на Кольском полуострове. Koenigia weyrichii и Chamaenerion angustifolium содержат большое количество полифенолов и флавоноидов, проявляющих высокую антиоксидантную и противораковую активность, а Heracleum sosnowskyi содержит фуранокумарины, проявляющие фотосенсибилизирующие свойства и применяющиеся для лечения кожных заболеваний и, потенциально, в противораковой терапии.
Эти растения могут стать потенциальной основой для создания новых биологически активных добавок, функционального питания, косметики и фармацевтических препаратов.
Существуют данные о растительных ресурсах Мурманской области, что позволяют оценить экономический потенциал запасов. В отечественной и зарубежной практике существуют технологии выращивания большинства из указанных выше растений. Однако для выращивания этих растений в условиях Российской Арктики или схожих агроклиматических условиях требуется расширить научное обоснование необходимости и целесообразности подобных проектов (в т.ч. инвестиционных). Для этого могут быть применены фундаментальные результаты настоящего проекта.
Поскольку в условиях Арктической зоны для растений характерны специфические особенности вторичного метаболизма и фенологического развития, для понимания наиболее подходящих периодов сбора требуются систематические данные о сезонной динамике накопления БАВ в изучаемых растениях, конкретной структуре метаболитов, оценка влияния различных условий произрастания на метаболизм растений. Однако на данный момент имеющихся экспериментальных данных недостаточно для надежных и научно обоснованных выводов.
Для правильной оценки накопления метаболитов растений необходим выбор наиболее оптимальных условий экстракции, как с точки зрения рационализации лабораторных анализов (сокращение времени экстракции, расхода растворителя и т.д.), так и с точки зрения развития будущих технологий переработки растительного сырья.
Наиболее распространенным растворителем являются водно-этанольные смеси. Однако, в соответствии с изменениями в ФЗ №61 РФ «Об обращении лекарственных средств», принятыми 04.08.2023, использование традиционного этанола для получения фармацевтических препаратов на основе растительного сырья становится менее приемлемым. Использование этанола в лабораторных целях также сопряжено со сложностями в его учете и требованиям к лабораториям. Поэтому требуется формирование новых исследовательских методик, основанных на использовании альтернативных растворителей, например, для экстракции полярных БАВ возможно применение водно-изопропанольных смесей, а для неполярных – изопропанол-гексан. Но применительно к изучаемым растениям нет работ, в которых бы полноценно изучалось влияние состава таких смесей на выход целевых БАВ.
Перспективным направлением для сокращения расходов реагентов и затрат по времени, является, например, применение ультразвуковой экстракции. Однако не для всех растений проведены достаточно полные работы по нахождению оптимальных условий экстракции, включающих время, температуру, мощность ультразвука, размер частиц растительного материала, соотношение массы растительного материала к объему растворителя. Поэтому работы по оптимизации даже такого распространенного метода, как ультразвуковая экстракция с использованием водно-спиртовых смесей являются весьма актуальными. |