Биологически активные вещества

Биологически активные вещества (БАВ) - (греч. bios - жизнь, означает связь с жизненными процессами и соответствует слову "биол." + Лат. Activus - активный, т.е. вещество, которое обладает биологической активностью) - это соединения, которые в результате своих физико-химических свойств имеют определенную специфическую активность и выполняют или влияют, меняют каталитическую ( ферменты, витамины, коферменты), энергетической ( углеводы, липиды), пластическую ( углеводы, липиды, белки), регуляторную ( гормоны, пептиды) или иную функцию в организме.

Содержание словосочетание может существенно изменяться в зависимости от сферы применения. В научном смысле (нейрофизиологическом, психическом, химическом процессах) - повышение активности жизненных процессов организма. Иными словами, биологическое действие - это биохимические, физиологические, генетические и другие изменения, происходящие в живых клетках и организме в результате действия БАВ.

Вообще полностью индифферентных веществ в природе нету. Все вещества выполняют какие-то функции в организме человека, животных, растений или используются для достижения определенных эффектов. Напр. вода, связанная с метаболическими функциями живой клетки, является активным участником транспортировки питательных веществ и продуктов обмена в организме, субстрата ряда ферментативных реакций.


1. Классификация

1.1. Общая

С целью классификации все БАР разделяют

  • эндогенные
  • экзогенные

К эндогенным веществам относят

Они входят в состав организма, участвуют в обменных процессах веществ и имеют выраженную биологическую (физиологическую) активность.

Экзогенными считают БАР, поступающих в организм различными путями.


1.2. По действию на организм

С учетом взаимодействия с организмом БАР разделяют на

Биоинертные и биосовместимые вещества широко используются в производстве лекарств как вспомогательные вещества, а также для получения тары, упаковочных и конструкционных материалов и т.п..


1.3. По токсичности

В зависимости от степени токсичности БАР разделяют на

  • обычные вещества
  • сильнодействующие
  • ядовитые

Проявление токсичности зависит от концентрации (дозы) БАР, путей поступления в организм, чувствительности последнего поведения БАВ в организме и других факторов (например ядовитые вещества используются как лекарства в определенных дозах).

1.4. По происхождению

БАР бывают

  • природные
  • синтетические

Природные БАР образуются в процессе жизнедеятельности живых организмов. Они могут образовываться в процессе обмена веществ, выделяться в окружающую среду (экзогенные) или накапливаться внутри организма (эндогенные).

1.5. Другие варианты классификации

Возможны другие подходы к классификации БАР, напр. зависимости от природы (растительного или животного происхождения), мл. г., размера частиц, устойчивости к температуре, возможности накапливаться в организме, обнаруживать наркотические и другие свойства.

2. Функции

Основными функциями БАР является [1] :

  • клеточный обмен веществ в организме;
  • превращения веществ;
  • синтез необходимых веществ;
  • катализация биореакций в организме.

3. Свойства

Основными характерными свойствами БАР является [2] [3] :

- Термолабильность,

- Биологическая активность,

- Влияние на них активаторов и ингибиторов,

- Стерильность получения и др..

Одним из важнейших свойств БАВ является их биологическая активность. Она зависит от уровня рН среды, температуры и может теряться в процессе нагрева в результате повышения локальных значений температур, образования неравномерности потоков раствора, перегрева пристенного слоя раствора более температур термической стойкости и длительном времени обработки.


3.1. Биологическая активность

За единицу биологической активности химического вещества принимают минимальное количество этого вещества, способного подавлять развитие или задерживать рост определенного числа клеток, тканей стандартного штамма (биотеста) в единице питательной среды [4].

Для каждого вида БАР существуют свои методы определения биологической активности. Так, для ферментов, метод определения активности Е заключается в регистрации скорости исчезновения субстрата (S) (вещества, на которую действует фермент) или скорости образования продуктов реакции ([Р]). Активность выражают в международных единицах (МЕ - это такое количество фермента, которое при заданных условиях катализирует превращение 1 мкмоль субстрата за 1 мин.). При проведении исследований активность опытного образца сравнивают с активностью стандартного образца при одинаковых условиях и рассчитывают активность А в соответствующих единицах МЕ [5].

Для каждого витамина существует свой метод определения активности (количества витамина в опытном образце (например, таблетках) в единицах МЕ). Эти методы сложны и требуют использования высокоточного, дорогого и сложного оборудования ( спектрофотометров, флуорометр и др..), многих химических реактивов и проведения сложных расчетов [5]. При проведении исследований необходимо иметь опыт работы с оборудованием, химическими веществами, иметь навыки построения калибровочных графиков. К наиболее распространенным методам относятся методы визуального титрования, высокоэффективной хроматографии и инверсионной вольтамперометрии [6].

При производстве БАР на стадиях указанных в технологическом регламенте проводят контроль качества полученной продукции по различным критериям. Среди них, одним из главных, является заданная для определенного вида БАР биологическая активность. Поэтому при производстве БАР очень важно правильно подобрать технологические режимы их обработки, обеспечивающие максимальное качество при минимальных затратах тепловой энергии.


4. Источники поступления в организм

Главным источником поступления БАВ в организм является лекарства, пищевые и другие продукты. Многие БАР попадает в организм с окружающей среды с воздухом и питьевой водой. В условиях растущего химического загрязнения окружающей среды в организм человека может попадать большое количество ксенобиотиков, которые могут вызвать заболевания. Биологическую активность имеют алкоголь, ядовитые вещества, содержащиеся в табачном дыме и наркотических веществах.


Примечания

  1. Пархоменко Ю.М., Донченко Г.В. Витамины в здоровье человека / Ю. Пархоменко, Г. В. Донченко. - М.: Академпериодика, 2006. - 182 с., 3 с. ил.
  2. Баренбойм Г.М., Маленков А.Г. Биологически активные вещества. Новые принципы поиска / Г.М. Баренбойм, А.Г. Маленков. - М.: Наука, 1986. - 363 с. (Рус.)
  3. Биотехнология / Волова Т.Г. - Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения Российской Академии наук, 1999. - 252 с. (Рус.)
  4. Технология синтеза и биосинтеза биологически активных веществ: Учебное пособие / Громова Н. Ю., Косивцов Ю.Ю., Сульман Э.. М. - Тверь: ТГТУ, 2006. - 84 с. (Рус)
  5. Государственная фармакопея СССР. XI издание. Выпуск 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. (Рус.)
  6. Определение содержания витаминов и биологически активных веществ в растительных экстрактах различными методами / Шелеметьева А.В., Сизова Н.В., Слепченко Г.Б. / Химия растительного сырья. - 2009. № 1. С. 113-116. (Рус.)

Литература

  • Брехман И.И. Человек и биологически активные вещества. - М., 1980;
  • Каркищенко Н.Н. Клиническая и экологическая фармакология в терминах и понятиях. - М., 1995;
  • Покровский А. А. Пища как носитель и предшественник активных веществ / / Журн. Всесоюз. хим. общества им. Д. И. Менделеева, 1978. - Т. ХХИИ. - № 4;
  • Полимеры в фармации / Под ред. А. И. Тенцовой, М.Т. Алюшина. - М., 1985;
  • Термины в фармакологии и фармации: Словарь / И. С. Чекман, В.А. Туманов, Н. А. Горчакова, А. К. Усатенко. - М., 1989.