Обложка работы «Разработка технологии лекарственных средств из семян чернушки посевной и нормирование их качества». Автор: Рудь, Наталья Каремовна. Степень: Канд. наук. Год: 2019

Разработка технологии лекарственных средств из семян чернушки посевной и нормирование их качества

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, Краснодар

180 стр.

Описание

Исследование посвящено созданию лекарственного средства на основе семян чернушки посевной, объединяющего гидрофобные и полярные биологически активные вещества, включая эссенциальные жирные кислоты, тимохинон, аминокислоты, фенольные и органические соединения, а также минеральные компоненты. Особое внимание уделено фитохимическому изучению отечественного сырья, сопоставимого по составу ценных БАВ с импортируемым, и разработке точного количественного определения тимохинона.

Целью работы являлись получение фармацевтической субстанции сверхкритической углекислотной экстракцией, создание ее мягкой желатиновой капсулированной лекарственной формы и нормирование качества. Работа охватывает выбор параметров экстракции, исследование состава и восстановительной емкости экстрактов, установление числовых показателей качества, микроскопический анализ, а также определение условий и сроков хранения.

Оглавление

  • ОГЛАВЛЕНИЕ
  • ВВЕДЕНИЕ
  • ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ХИМИИ, ФАРМАКОЛОГИИ И ПРИМЕНЕНИЯ ЧЕРНУШКИ ПОСЕВНОЙ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
  • 1.1 Результаты исследования химического состава чернушки посевной
  • 1.2 Применение чернушки посевной в народной и научной медицине
  • 1.3 Состояние изученности фармакологии чернушки посевной
  • Заключение по обзору литературы
  • ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
  • 2.1 Объекты и материалы исследований
  • 2.2 Методы и методики исследований
  • 2.2.1 Физические и физико-химические методы
  • 2.2.2 Химические методы
  • 2.2.3 Биологические методы
  • 2.2.4 Методы анализа лекарственного растительного сырья
  • 2.2.5 Дизайн исследования
  • ГЛАВА 3 ФИТОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА СЕМЯН ЧЕРНУШКИ ПОСЕВНОЙ
  • 3.1 Фитохимическое исследование семян чернушки посевной
  • 3.1.1 Исследование тимохинона
  • 3.1.1.1 ТСХ-анализ тимохинона
  • 3.1.1.2 Разработка методики количественного определения тимохинона в семенах чернушки посевной
  • 3.1.1.3 Валидация методики количественного определения тимохинона в семенах чернушки посевной
  • 3.1.2 Исследование жирных кислот
  • 3.1.3 Исследование каротиноидов и хлорофилла
  • 3.1.4 Исследование аминокислот
  • 3.1.5 Исследование фенольных соединений
  • 3.1.6 Исследование органических кислот
  • 3.1.7 Исследование макро- и микроэлементов
  • 3.2 Нормирование качества семян чернушки посевной
  • 3.2.1 Определение числовых показателей качества семян чернушки посевной
  • 3.2.2 Макро- и микроскопический анализ семян чернушки посевной
  • 3.2.3 Спецификация качества семян чернушки посевной и определение срока их хранения
  • Выводы по главе 3
  • ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ СУБСТАНЦИИ ИЗ СЕМЯН ЧЕРНУШКИ ПОСЕВНОЙ СВЕРХКРИТИЧЕСКОЙ УГЛЕКИСЛОТНОЙ ЭКСТРАКЦИЕЙ
  • 4.1 Сверхкритическая углекислотная экстракция и обоснование ее использования для получения фармацевтической субстанции из семян чернушки посевной
  • 4.2 Разработка технологии получения фармацевтической субстанции из семян чернушки посевной
  • 4.2.1 Выбор и обоснование основных технологических параметров производства сверхкритического углекислотного экстракта
  • 4.2.2 Фитохимический состав полученных сверхкритических углекислотных экстрактов
  • 4.2.3 Химические показатели полученных сверхкритических углекислотных экстрактов
  • 4.2.4 Сравнительное изучение восстановительной емкости полученных сверхкритических углекислотных экстрактов
  • 4.2.5 Технология получения и схема производства фармацевтической субстанции из семян чернушки посевной
  • 4.3 Нормирование качества фармацевтической субстанции из семян чернушки посевной
  • Выводы по главе 4
  • ГЛАВА 5 РАЗРАБОТКА СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ КАПСУЛИРОВАННОЙ ЛЕКАРСТВЕННОЙ ФОРМЫ СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО УГЛЕКИСЛОТНОГО ЭКСТРАКТА ЧЕРНУШКИ ПОСЕВНОЙ И НОРМИРОВАНИЕ ЕЕ КАЧЕСТВА
  • 5.1 Обоснование выбора мягких капсул в качестве лекарственной формы для сверхкритического углекислотного экстракта из семян чернушки посевной
  • 5.2 Выбор способа получения мягких капсул для сверхкритического углекислотного экстракта из семян чернушки посевной
  • 5.3 Разработка технологии получения мягких желатиновых капсул сверхкритического углекислотного экстракта из семян чернушки посевной
  • 5.3.1 Установление оптимальных для капсулирования сверхкритического углекислотного экстракта из семян чернушки посевной температурных и реологических параметров
  • 5.3.2 Исследование по определению рационального состава желатиновой массы для получения оболочки мягких капсул
  • 5.3.3 Технология получения и схема производства мягких желатиновых капсул сверхкритического углекислотного экстракта из семян чернушки посевной
  • 5.4 Нормирование качества мягких желатиновых капсул сверхкритического углекислотного экстракта из семян чернушки посевной и определение срока их хранения
  • Выводы по главе 5
  • ЗАКЛЮЧЕНИЕ
  • СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
  • СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования темы. Семена чернушки посевной (СЧП) хорошо известны в народной медицине и применяются при самых различных заболеваниях. Такой широкий спектр применения чернушки обусловлен уникальным составом содержащихся в ней биологически активных веществ (БАВ), к наиболее значимым из которых относятся эссенциальные жирные кислоты и тимохинон. Экспериментально доказано наличие у жирных кислот и тимохинона выраженного антиоксидантного и гепатопротекторного действия. Существенную ценность семян чернушки определяют также ее полярные БАВ: аминокислоты, фенольные соединения, органические кислоты, обладающие преимущественно гепатопротекторными и желчегонными свойствами. Многовековой опыт использования СЧП в народной медицине, их богатый химический состав и имеющиеся сведения о фармакологических свойствах ставят это растительное сырье в ряд наиболее важных источников получения лекарственных средств для лечения патологий гепатобилиарной системы.

Единственным продуктом переработки СЧП является жирное масло («Масло черного тмина», «Масло нигеллы»), которое применяется как биологически активная добавка (БАД) к пище. Используемая для его производства технология холодного отжима позволяет сосредоточить в готовом продукте лишь гидрофобные группы БАВ, в частности жирные кислоты. Что же касается полярных БАВ, то они остаются в шроте невостребованными. Более того, один из главных активных компонентов чернушки — тимохинон — обнаруживается в масле лишь в минорном количестве. По этим причинам жирное масло из СЧП не может быть рассмотрено в качестве потенциального лекарственного средства из этого растительного сырья.

Принимая во внимание ценность как неполярных, так и полярных веществ СЧП, целесообразно получение из них фармацевтической субстанции, сочетающей в себе всю гамму необходимых БАВ. Важным также является придание такой субстанции, с учетом ее химического состава и возможной области медицинского применения, подходящей лекарственной формы.

Таким образом, разработка технологии получения лекарственных средств — фармацевтической субстанции из СЧП, содержащей разнополярные БАВ, и ее лекарственной формы — представляется актуальным для фармации исследованием.

Степень разработанности темы. В настоящее время имеются результаты исследований и достаточно подробно представлены сведения о фармакологических свойствах и фитохимическом составе чернушки посевной. Однако проведенные исследования не были изначально нацелены на разработку лекарственных средств из этого растительного сырья. Причиной отсутствия лекарственного средства из СЧП явилась также сложность сочетания в одном фармацевтическом продукте необходимых, но разнополярных БАВ. Добиться такого сочетания с помощью обычных технологий оказалось весьма затруднительно. Не случайно жирное масло СЧП, химический состав которого ограничен лишь гидрофобными БАВ, не раскрывает всего фармакотерапевтического потенциала этого растительного сырья и используется только как БАД к пище.

Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования являлась разработка технологии получения фармацевтической субстанции из семян чернушки посевной, ее лекарственной формы и нормирование их качества.

Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- провести исследование, направленное на изучение основных групп БАВ и нормирование качества семян чернушки посевной для использования полученных результатов в разработке лекарственных средств из этого растительного сырья;

- обосновать целесообразность использования для получения фармацевтической субстанции из семян чернушки посевной способа сверхкритической углекислотной экстракции;

- разработать технологию получения сверхкритического углекислотного экстракта чернушки посевной, ориентированного на ведущие БАВ;

- предложить нормы качества для разработанного сверхкритического углекислотного экстракта чернушки посевной, изучить условия и сроки его хранения;

- обосновать вид, разработать состав и технологию получения лекарственной формы сверхкритического углекислотного экстракта чернушки посевной, провести нормирование ее качества, изучить условия и сроки ее хранения.

Научная новизна. Показана целесообразность получения лекарственных средств с содержанием разнополярных БАВ из СЧП для лечения патологий гепатобилиарной системы. Установлено, что оптимальной фармацевтической субстанцией из СЧП является сверхкритический углекислотный экстракт, который выгодно отличается от жирного масла этого растительного сырья наличием не только гидрофобных БАВ, но и необходимых полярных веществ, а главное — на порядок более высоким содержанием основного действующего вещества — тимохинона.

Определены рациональные технологические режимы сверхкритической углекислотной экстракции для извлечения и обеспечения оптимального количественного содержания в фармацевтической субстанции действующих и других ведущих БАВ из семян чернушки посевной. Показана возможность варьированием технологических режимов сверхкритической углекислотной экстракции управлять химическим составом получаемой фармацевтической субстанции из СЧП и, соответственно, прогнозировать ее фармакотерапевтические свойства. Предложены и нормированы показатели качества полученного сверхкритического углекислотного экстракта из СЧП, определены условия и сроки его хранения.

С учетом фармакологических и физико-химических свойств входящих БАВ, а также технологических особенностей фармацевтической субстанции из СЧП разработан состав и способ получения мягких капсул сверхкритического углекислотного экстракта. Проведено нормирование качества разработанной лекарственной формы, установлены условия и сроки ее хранения.

Впервые для количественного определения тимохинона использован метод капиллярного электрофореза, основным преимуществом которого, в отличие от применяемого метода ВЭЖХ, является экспрессность и практическое отсутствие потребности в применении дорогостоящих и высокотоксичных растворителей. Предложена и валидирована электрофоретическая методика количественного определения тимохинона в сырье и в лекарственных средствах из чернушки посевной.

Теоретическая и практическая значимость. На примере технологии фармацевтической субстанции из СЧП показана возможность использования сверхкритической углекислотной экстракции для получения фитопрепаратов, сочетающих в себе разнополярные БАВ. Расширены знания в области технологии получения флюидных фитоэкстрактов, процесса и особенностей диффузии разных по полярности БАВ при сверхкритической углекислотной экстракции. Полученные результаты исследования по сверхкритической углекислотной экстракции семян чернушки способствуют внедрению этого способа для производства растительных лекарственных средств на специализированных фармацевтических предприятиях. Предлагаемый перечень показателей и норм качества для сверхкритического углекислотного экстракта из семян чернушки посевной может быть принят во внимание разработчиками аналогичных фармацевтических продуктов.

Проведенные фитохимические исследования СЧП, заготовленных на Юге России, в сравнительной оценке с импортируемым сырьем выявили их сопоставимость по составу ценных БАВ и возможность использования отечественного сырья для получения лекарственных средств.

По результатам исследований разработано три проекта фармакопейных статей предприятий (ФСП): «Чернушки посевной семена» (акт апробации ООО ПКФ «Фитофарм» от 12.01.2015 г.); «Чернушки посевной экстракт углекислотный сверхкритический» и «Чернушки посевной экстракта углекислотного сверхкритического капсулы 250 мг» (акты апробаций ООО НИЦ ЭР «ГОРО» от 11.02.2015 г. и 26.02.2015 г.). Методики, представленные в проектах ФСП, апробированы в условиях государственного бюджетного учреждения Краснодарского края «Фармацевтический центр» (акт апробации от 03.02.2015 г.). Технология получения сверхкритического углекислотного экстракта семян чернушки апробирована в условиях научно-исследовательского центра экологических ресурсов «ГОРО» (акт апробации 29.12.2014 г.). Технология получения и методы оценки качества мягкой капсулированной формы со сверхкритическим углекислотным экстрактом из семян чернушки посевной апробированы в условиях ООО «ИНТЕХПРОЕКТ» (акт апробации 30.12.2014 г.). Материалы диссертационного исследования внедрены в учебный процесс кафедры фармации ГБОУ ВПО КубГМУ Минздрава России (акт внедрения от 11.05.15 г.) и фармацевтической технологии ГБОУ ВПО СибГМУ Минздрава России (акт внедрения от 19.05.15 г.).

Методология и методы исследования. В основе работы использована методология разработки оригинальных суммарных фитопрепаратов на основе выявления действующих веществ и ориентации на них технологии получения и нормирования качества.

В диссертационном исследовании применялись методы фармацевтического и биофармацевтического анализа, а также технологические и математические.

Дизайн исследования отражает структуру и последовательность выполнения всех этапов диссертационной работы.

Связь исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена в рамках темы НИР «Создание оригинальных и модернизация применяемых в медицине суммарных фитопрепаратов на основе методологии выявления действующих веществ» (№ гос. регистрации 01201250744).

Основные положения, выносимые на защиту:

- данные по изучению фитохимического состава основных групп БАВ и нормированию качества семян чернушки посевной;

- обоснование использования для получения фармацевтической субстанции из семян чернушки посевной способа сверхкритической углекислотной экстракции;

- итоги исследования по разработке технологии получения сверхкритического углекислотного экстракта чернушки посевной и установлению норм его качества;

- результаты исследования по обоснованию вида, разработке состава и технологии получения лекарственной формы сверхкритического углекислотного экстракта чернушки посевной.

Степень достоверности и апробация работы. Достоверность полученных результатов диссертационной работы подтверждена применением современных физических, физико-химических, химических, а также технологических, биофармацевтических и математических методов. Результаты полученных исследований были подвергнуты статистической обработке.

Материалы диссертационной работы доложены на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 45-летию фармацевтического факультета КГМУ (Курск, 2011 г.); 1-ой Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Проблемы разработки новых лекарственных средств» (Москва, 2013 г.); II международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы медицины в России и за рубежом» (Новосибирск, 2015 г.); X Международной научно-практической конференции: «Теоретические и практические аспекты развития научной мысли: Медицинские науки, Фармацевтические науки, Ветеринарные науки, Биологические науки, Химические науки» (Москва, 2015 г.).

По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК.

Личный вклад автора. Результаты исследований, представленные в диссертационной работе, получены автором лично. При непосредственном участии автора проведены фитохимические исследования, разработана технология лекарственных средств из СЧП (фармацевтической субстанции и ее капсулированной лекарственной формы) и проведено нормирование их качества. Автор является основным разработчиком нормативной документации на семена чернушки, сверхкритический углекислотный экстракт и его содержащие мягкие капсулы, а также главным исполнителем при написании научных статей.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 170 страницах текста компьютерного набора и состоит из обзора литературы, четырех глав собственных исследований, общих выводов, заключения, списка литературы, включающего 201 источник, в том числе 86 иностранных; содержит 40 таблиц, 29 рисунков.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ХИМИИ, ФАРМАКОЛОГИИ И ПРИМЕНЕНИЯ ЧЕРНУШКИ ПОСЕВНОЙ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

Чернушка посевная Nigella sativa L. (черный тмин, тмин посевной, калинджа, нигелла, римский кориандр, кумин) — однолетнее травянистое, светло-зеленое, слегка сизое растение семейства лютиковых (Ranunculaceae) с прямым ветвистым стеблем высотой от 15 до 50 см. Семена обладают перечным вкусом и мускатным запахом благодаря наличию в них эфирных масел [37, 163].

Чернушка посевная в настоящее время выращивается в Юго-восточной Болгарии и Северной Америке, культивируется в Центральной и Южной Европе, Восточной и Южной Азии, на Западном Средиземноморье, на Среднем Востоке (Пакистан, Афганистан, Саудовская Аравия, Иран), в Северной Африке, преимущественно в Тунисе, а также в Индии. Помимо этого, Nigella sativa L. распространена в Литве, на юге и западе Украины, в Молдавии и Закавказье [37, 47, 85, 120, 135].

Чернушка посевная также имеет широкое распространение в Российской Федерации. В частности, она произрастает как в диком виде, так и культивируется на территории Крыма, Ставропольского и Краснодарского края, Ростовской области, Республики Адыгея [7, 37, 51]. В настоящее время проводятся интродукционные исследования чернушки посевной по введению ее в культуру в условиях внутригорного Дагестана [109]. Кроме того, чернушка встречается в Европейской части России [37].

Таким образом, запасы этого растения в большей степени сосредоточены на Юге России. Следовательно, вопрос о сырьевой базе и, соответственно, о замене импортируемого растительного сырья на отечественное — источник получения потенциальных лекарственных средств из чернушки посевной — в Российской Федерации может быть решен без особых затруднений.

1.1 Результаты исследования химического состава чернушки посевной

На протяжении многих десятилетий, особенно в последние годы, отмечается растущий интерес со стороны зарубежных и отечественных ученых к изучению химического состава чернушки посевной и, прежде всего, ее семян. Последние являются богатейшим источником жирного масла (масло черного тмина, масло нигеллы) [50, 69, 112, 139]. Ценность жирного масла черного тмина обусловлена уникальным составом разнообразных групп липофильных БАВ, среди которых особую значимость имеют жирные кислоты (таблица 1) [151, 164, 175, 192].

Таблица 1 — Жирнокислотный состав масла черного тмина

Тривиальное название | Систематическое название | Брутто-формула

Насыщенные жирные кислоты

Миристиновая кислота | Тетрадекановая кислота | C13H27COOH

Пальмитиновая кислота | Гексадекановая кислота | C15H31COOH

Стеариновая кислота | Октадекановая кислота | C17H35COOH

Арахиновая кислота | Эйкозановая кислота | C19H39COOH

Бегеновая кислота | Докозановая кислота | C21H43COOH

Лигноцериновая кислота | Тетракозановая кислота | C23H47COOH

Маргариновая кислота | Гептадекановая кислота | C16H33COOH

Пентадекановая кислота | Пентадекановая кислота | C14H29COOH

Мононенасыщенные жирные кислоты

Миристоолеиновая кислота | Цис-9-тетрадеценовая кислота | C13H25COOH

Пальмитоолеиновая кислота | Цис-9-гексадеценовая кислота | C15H29COOH

Олеиновая кислота | Цис-9-октадеценовая кислота | C17H33COOH

Полиненасыщенные жирные кислоты

Линолевая кислота | Цис,цис-9,12-октадекадиеновая кислота | C17H31COOH

Линоленовая кислота | Цис,цис,цис-6,9,12-октадекатриеновая кислота | C17H28COOH

Арахидоновая кислота | Цис,цис,цис-5,8,11,14-эйкозотетраеновая кислота | C19H31COOH

Данные по химическому составу масла черного тмина, приведенные в таблице 1, свидетельствуют о том, что оно представлено насыщенными, моно- и полиненасыщенными жирными кислотами. Кроме того, установлено, что эссенциальные жирные кислоты являются одной из ведущих групп БАВ гидрофобной фракции семян чернушки посевной, обусловливающих их применение в народной медицине [70, 200].

Согласно данным [50, 140, 145, 172], в жирнокислотном составе масла лидирующую позицию занимают линолевая (55–65%), олеиновая (15–18%) и пальмитиновая (10–12%) кислоты. В связи с превалирующим содержанием линолевой кислоты в составе масла черного тмина оно относится к группе полувысыхающих. В масле черного тмина идентифицированы также глицерин, селенин, бензойная и фенилуксусная кислоты. Рядом исследователей [50] установлено количественное содержание жирного масла черного тмина, которое варьирует от 28,0% до 36,44%. Что же касается количества эссенциальных жирных кислот в семенах чернушки посевной, то оценка их содержания с помощью метода хромато-масс-спектрометрии позволила определить данный показатель на уровне 32,53% [50].

Изучение неомыляемых БАВ в составе жирного масла черного тмина выявило присутствие дегидро-ретинол-ацетата, токоферол-ацетата и метил-ретинол-ацетата [50, 164]. Что касается входящих в состав жирного масла каротиноидов и хлорофилла, то в литературных источниках отсутствуют исчерпывающие сведения о количественном составе этих групп БАВ, вносящих частичный вклад в обеспечение терапевтической активности данного растительного сырья. Фосфолипиды масла черного тмина представлены фосфатидилхолином, фосфатидилэтаноламином, фосфатидилсерином и фосфатидилинозитолом [112].

Немаловажной группой биологически активных веществ, присутствующих в жирном масле черного тмина помимо рассмотренных выше соединений, являются стерины, содержание которых колеблется от 1993 мг/кг до 2887 мг/кг. Компонентный состав стеринов масла черного тмина включает кампестерин, ситостерин, стигмастерин, холестерин, α-спинастерин, β-ситостерол, 5-авенастерин и 7-авенастерин [164, 183].

Следует отметить, что в жирном масле черного тмина несколькими авторами с использованием метода ВЭЖХ было отмечено наличие одного из главных фармакологически активных соединений этого растения — тимохинона (рисунок 1), но в весьма незначительном количестве (0,02–0,05%) [174, 179]. Минимальный переход тимохинона в состав жирного масла черного тмина обусловлен его физико-химическими свойствами, да и традиционно используемые в настоящее время способы холодного отжима и циркуляционной экстракции этому не способствуют.

Структурная формула (А): 2-изопропил-5-метилбензо-1,4-хинон.

Брутто-формула (В): C10H12O2.

Рисунок 1 — Структурная (А) и брутто-формула (В) тимохинона.

Помимо жирного масла семена чернушки содержат и эфирное масло, количественное содержание которого варьирует в пределах от 0,46% до 1,5% [140]. Ввиду небольшого количества эфирного масла семена чернушки не рассматриваются как промышленный источник его получения. Вместе с тем химический состав эфирного масла чернушки обогащен разнообразным составом БАВ, в ряду которых основным компонентом выступает упомянутый выше тимохинон, содержание которого достигает порядка 25%, а по некоторым данным — и выше (около 57%) [141, 175].

Газохроматографическими методами в семенах чернушки посевной идентифицированы также п-цимен, этиллинолеат, α-пинен, этилгексадеканоат, этилолеат, β-пинен, лимонен, карвакрол, камфен, сабинен, мирцен, α-терпинен, β-фелландрен, γ-терпинен, терпинолен, линалол, борнеол, терпинен-4-ол, 1,8-цинеол, камфора, карвон, борнилацетат, лонгифолин, α-лонгипинен, β-туйон, п-цимен-8-ол, транс-сабиненгидрат, цис-сабиненгидрат, (E)-анетол, артемизия-кетон, 2-ундеканон, этилгексаноат, этилгептаноат, этилоктаноат, этилтетрадеканоат, этилоктадеканоат, метиллинолеат, 2-гептенал, этилнаноат, тимогидрохинон, дипропилдисульфид, дибутилдисульфид и бутилпропилдисульфид [141, 145, 168]. Кроме того, учеными определено присутствие в эфирном масле нигеллона (nigellone), представляющего собой, по одним данным, смесь дитимохинона и тимохинона, а по другим — дитимохинон [120, 121, 124]. Между тем количественная характеристика нигеллона в семенах не приводится. К наиболее значимым соединениям эфирного масла чернушки относят тимохинон, нигеллон и карвон, обуславливающие характерный душистый запах ее семян [33, 188].

Анализ данных по непосредственному определению содержания тимохинона в семенах чернушки выявил, с одной стороны, ограниченные, а с другой — разрозненные сведения. Согласно проведенным исследованиям содержание тимохинона в семенах чернушки посевной варьирует от 0,06% до 0,5% и может достигать 1,0% [179]. Необходимо отметить, что во всех случаях качественное и количественное определение тимохинона осуществлялось посредством метода ВЭЖХ, отличающегося достаточной чувствительностью и точностью. Противоречивая информация по количественному содержанию тимохинона в семенах чернушки, вероятно, связана, во-первых, с географическими и климатическими особенностями мест произрастания сырья, а во-вторых, с использованием различных растворителей неорганической и органической природы, отличающихся по своей экстракционной способности по отношению к указанному соединению. Это может быть связано также с точно неустановленными до сих пор данными о его химических свойствах — полярности. Результаты исследований, отраженные в [117], все же свидетельствуют о способности тимохинона растворяться в воде (соотношение: 0,87 мг в 1 мл при температуре 25 °C). Так, например, по данным [117] была изучена растворимость и стабильность тимохинона в водных растворах. Это исследование показало, что даже в водных растворах степень высвобождения тимохинона (>500 мкг/мл) достаточна для достижения терапевтического эффекта in vivo. Однако было установлено, что водные растворы тимохинона нестабильны. Эти данные коррелируют с испытаниями, подтверждающими непригодность тимохинона как фармацевтической субстанции, так и в составе лекарственных препаратов в истинно водных растворах. Однако, согласно источнику [179], в водно-спиртовых растворах тимохинон демонстрирует наибольшую устойчивость и степень извлекаемости. Анализ, приведенный [116], демонстрирует отличные от предыдущих результаты, характеризующие в большей степени гидрофобные свойства этого вещества.

Еще одной возможной причиной такого широкого варьирования количественного диапазона тимохинона в семенах чернушки может быть способность данного вещества к трансформации (фотодимеризации) при определенных условиях в тимогидрохинон [80, 145, 168]. Причем этот процесс носит обратимый характер. Установлено также, что тимохинон является также продуктом окислительной деструкции тимола, который образуется через промежуточное звено — тимогидрохинон. Помимо этого, тимохинон подвержен процессу фотодимеризации в дитимохинон [145, 201]. Схема окислительной деструкции тимохинона представлена на рисунке 2.

THY

Рисунок 2 — Схема окислительной деструкции тимохинона и тимола

Примечание: TQ — thymoquinone, тимохинон; THQ — thymohydroquinone, тимогидрохинон; DTQ — dithymoquinone, дитимохинон; THY — thymol, тимол.

Некоторыми авторами установлены некоторые фармакотерапевтические свойства для тимогидрохинона и дитимохинона [120, 173, 195, 196]. Помимо этого, есть предположение, что тимохинон и продукты его деструкции — дитимохинон и тимогидрохинон — являются активной составляющей семян чернушки посевной под названием нигеллон [120].

В связи с изложенным выше возрастает актуальность постановки вопроса о проведении исследований, уточняющих количество тимохинона в составе семян чернушки с использованием современных экспрессных, высокоточных и чувствительных методов. Тем более это важно в случае необходимости нормирования качества семян чернушки посевной как лекарственного растительного сырья по содержанию активных веществ.

Рассматривая химический состав семян чернушки посевной в целом, нельзя не отметить ценность соединений гидрофильной природы, вносящих существенный вклад в обеспечение фармакотерапевтического потенциала этого растительного сырья. Так, например, исследователями биотехнологического центра Туниса был установлен качественный состав фенольных соединений [178], как в побегах, так и в корнях чернушки посевной, который включает галловую, п-дигидроксибензойную, хлорогеновую, п-кумаровую, феруловую, ванилиновую, транс-2-гидроксикоричную и транс-коричную кислоты, а также (-)-эпикатехин, (+)-катехингидрат, кверцетин, апигенин, аментофлавон и флавон. Проведенное авторами количественное определение в побегах и корнях чернушки посевной суммы фенольных соединений установило их суммарное содержание в среднем 215,373 мг/100 г и 135,756 мг/100 г, соответственно. Кроме того, в побегах была определена преобладающая группа — фенолкарбоновые кислоты, среди которых преобладающими по содержанию являются галловая (27,86 мг/100 г) и ванилиновая (143,21 мг/100 г) кислоты. Между тем практически отсутствуют данные по качественному и количественному составу фенольных соединений в семенах чернушки. Необходимо отметить, что эта группа БАВ обладает гепатопротекторными, желчегонными и антиоксидантными свойствами [48, 89, 103].

Методом атомно-абсорбционной спектроскопии был определен минеральный состав семян чернушки посевной, который состоит из калия, магния, кальция, натрия, фосфора, железа, меди, цинка и марганца. Данные, полученные зарубежными учеными при изучении макроэлементов, позволили определить их количество на уровне 1,8% [172]. При этом, по информации отечественных исследователей, суммарное содержание макроэлементов оказалось равным около 4,4%, а микроэлементов — около 0,084% [52]. Как видно, полученные результаты носят противоречивый характер и требуют уточнения.

Вопросы и ответы

Почему жирное масло из семян чернушки посевной не рассматривалось в качестве потенциального лекарственного средства?
Технология холодного отжима концентрирует преимущественно гидрофобные группы биологически активных веществ, в частности жирные кислоты, тогда как полярные вещества остаются в шроте. Кроме того, тимохинон присутствует в масле лишь в минорном количестве, поэтому масло не раскрывает всего фармакотерапевтического потенциала сырья и используется только как биологически активная добавка к пище.
Какова была цель исследования?
Целью исследования была разработка технологии получения фармацевтической субстанции из семян чернушки посевной, ее лекарственной формы и нормирование их качества.
Почему для получения фармацевтической субстанции была обоснована сверхкритическая углекислотная экстракция?
Этот способ позволяет объединить в фармацевтической субстанции неполярные и полярные биологически активные вещества и обеспечивает значительно более высокое содержание тимохинона по сравнению с жирным маслом. Варьирование технологических режимов позволяет управлять химическим составом экстракта и прогнозировать его фармакотерапевтические свойства.
Какая лекарственная форма была разработана и что включало ее нормирование?
Была разработана мягкая желатиновая капсула со сверхкритическим углекислотным экстрактом чернушки посевной. Нормирование включало выбор рационального состава желатиновой массы и технологии получения, установление показателей качества, а также определение условий и срока хранения капсул.
Какие практические результаты были получены по результатам исследования?
Были разработаны три проекта фармакопейных статей предприятий для семян чернушки, сверхкритического углекислотного экстракта и содержащих его мягких капсул; представленные методики и технологии были апробированы в специализированных организациях, а материалы исследования внедрены в учебный процесс.