ВЫДЕЛЕНИЕ  ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫХ  ЖИРНЫХ  КИСЛОТ  КЛАССА  Ω-3  ИЗ  СЛОЖНЫХ  СМЕСЕЙ  И  АНАЛИЗ  ИХ  ВЛИЯНИЯ  НА  ХАРАКТЕРИСТИКИ  ВНИМАНИЯ

Гончарова  Вероника  Евгеньевна

Сементеева  Мария  Владиславовна

студенты  2  курса,  Лечебного  факультет  НГМУ,  РФ,  г.  Новосибирск

E-mail:  varna 21@mail.ru

Лисицкий  Владимир  Александрович

научный  руководитель,  преподаватель  кафедры  Медицинской  химии  Фармацевтического  факультета  НГМУ,  РФ,  г.  Новосибирск

Влияние  полиненасыщенных  жирных  кислот  (ПНЖК)  семейства  ω-3  на  организм  стало  обсуждаться  лишь  в  середине  XX  столетия,  но  уже  сегодня  имеются  данные  о  колоссальном  значении  ω-3  как  компонента  клеточной  мембраны,  источника  для  синтеза  эйкозаноидов,  доказано  их  участие  в  передаче  импульса  в  нервных  и  нервно-мышечных  синапсах  и  в  снижении  перекисного  окисления  липидов.  Этот  класс  жирных  кислот  для  организма  человека  является  незаменимым,  хотя  имеются  данные  о  возможности  синтеза  длинноцепочечных  эйкозапентоеновых  (ЭПК)  и  докозагексаеновых  (ДГК)  кислот  из  более  короткоцепочечной  α-линоленовой  кислоты  (АЛК)  под  действием  ферментов  элонгазы  и  фермента  дельта-десутуразы  [4,  с.  163]  с  эффективностью  около  5  %  у  мужчин  и  немного  более  высокой  эффективностью  у  женщин  [9,  с.  32].  Это  определяет  актуальность  данной  темы,  ведь  несмотря  на  всю  значимость  ω-3  для  организма,  на  сегодняшний  день  продукты  ее  содержащие  составляют  очень  небольшой  процент  от  ежедневного  рациона  современного  человека.  По  результатам  опроса,  проведенного  среди  студентов  1—2  курсов  НГМУ  (74  человека)  только  13,5  %  употребляет  рыбу  и  морепродукты  или  грецкие  орехи  каждый  день,  40,5  %  делает  это  редко,  27  %  употребляют  рыбу  очень  редко  и  19%  вообще  не  едят  рыбу  и  морепродукты.

В  качестве  объекта  исследования  выбраны  ПНЖК  класса  ω-3  (ЭПК,  ДГК  и  АЛК),  предметом  является  их  влияние  на  свойства  внимания  (объем,  устойчивость,  переключаемость).

Цель  работы  заключается  в  оценке  влияния  ПНЖК  семейства  ω-3  на  свойства  внимания,  также  в  рамках  работы  разработан  способ  выделения  ПНЖК  семейства  ω-3  из  сложных  смесей.  Для  достижения  поставленной  цели  были  выбраны  теоретические  (изучение  научной  и  научно-популярной  литературы),  эмпирические  (эксперимент),  математические  и  статистические  (оценка  полученных  в  ходе  эксперимента  данных)  методы.  И  решены  следующие  задачи:

анализ  имеющейся  по  данному  вопросу  литературы;

исследование  влияния  ПНЖК  семейства  ω-3  (ДГК  и  ЭПК)  на  определенные  свойства  внимания  при  помощи  корректурной  пробы  (графический,  буквенный  и  цифровой  тесты  Бурдона)  [3,  с.  107]; 

выделение  ПНЖК  семейства  ω-3  с  помощью  экстракции  и  распределительной  хроматографии.

Существуют  4  класса  ПНЖК:  ω-3,  ω-6,  ω-7  и  ω-9  (в  качестве  точки  отсчета  положения  двойных  связей  цепи  принимают  углеродный  атом  метильной  группы,  который  обозначают  последней  буквой  греческого  алфавита  (ω,  омега),  положение  каждой  двойной  связи  обозначают  порядковым  числом,  которое  добавляется  к  букве  ω).  Основными  функциями  ПНЖК  является  их  участие  в  формировании  фосфолипидов  клеточных  мембран  и  синтез  эйкозаноидов  (биологически  активных  веществ  —  тканевых  гормонов):  простациклинов,  простагландинов,  лейкотриенов  и  тромбоксанов.  Эти  вещества  играют  активную  роль  в  регуляции  функций  всего  организма,  особенно  сердечно-сосудистой  системы  [6,  с.  418].  Наибольший  интерес  представляют  ПНЖК  семейства  ω-3  ввиду  последних  открытий  в  области  биохимии  об  их  значительном  влиянии  на  метаболические  процессы  в  организме  человека,  на  передачу  нервных  импульсов,  высокое  сродство  к  нервной  ткани.

Высокая  концентрация  ДГК  в  сером  веществе  головного  мозга  (около  3  %  от  сухого  веса)  и  в  наружных  сегментах  палочек  фоторецепторных  клеток  в  сетчатке  указывает,  что  ДГК  является  жизненно  необходимой  для  функций  мозга  и  глаз  [5,  с.  180].  Проведенные  научные  исследования  доказали,  что  ω-3  требуется  для  нормального  функционирования  мозга,  поскольку  быстро  обеспечивает  приток  энергии,  необходимой  для  передачи  импульсов,  передающих  сигнал  от  клетки  к  клетке.  Это  позволяет  повысить  мыслительные  способности,  а  также  сохранять  в  памяти  информацию,  быстрее  извлекать  ее  по  мере  необходимости.  Исследования,  проведенные  в  Канаде  психиатром  доктором  Франсуа  Лесперанс  (университет  Монреаля,  2010  г.),  говорят  о  благотворном  влиянии  ЭПК  на  депрессивные  состояния  [10].  В  ходе  нейробиологических  исследований  было  установлено,  что  дефицит  ω-3  может  приводить  к  психическим  расстройствам.  В  эксперименте  приняло  участие  423  пациента  с  диагнозом  неосложненная  депрессия.  В  течение  8  недель  они  получали  1,5  г.  ω-3,  вторая  группа  получала  антидепрессанты  по  классической  схеме,  контрольная  группа  —  капсулы  с  подсолнечным  маслом  (плацебо).  В  результате  в  первых  двух  группа  была  отмечена  положительная  динамика,  что  дает  возможность  утверждать  о  благотворном  действии  ω-3.  Ученые  из  Греческого  университета  г.  Салоники  исследовали  влияние  ω-3  на  ткань  головного  мозга,  объектом  исследования  являлись  лабораторные  крысы  [8].  Основная  группа  животных  вместе  со  стандартным  питанием  получала  0,8  г  ПНЖК  ω-3  в  течение  6  недель,  после  животные  были  умерщвлены,  а  мозг  заморожен.  В  ходе  эксперимента  анализировался  уровень  перекисного  окисления  липидов  в  тканях  головного  мозга,  активность  каталазы  и  супероксиддисмутазы.  В  результате  у  крыс  основной  группы  уровень  перекисного  окисления  был  ниже,  чем  у  животных  контрольной  группы,  а  активность  супероксиддисмутазы  гораздо  выше,  что  позволяет  сделать  вывод  о  благотворном  влиянии  ω-3  на  ткани  головного  мозга. 

Российскими  учеными  показано  влияние  ω-3  на  развитие  когнитивных  функции  у  детей  [7,  с.  96].  Были  сделаны  выводы,  что  достаточное  содержание  в  пище  ω-3  во  многом  определяет  умственные  способности  ребенка,  правильное  развитие  мелкой  моторики  и  моторно-зрительную  координацию.  Дефицит  ω-3  ПНЖК  вносит  существенный  вклад  в  повышенный  риск  развития  у  ребенка  синдрома  дефицита  внимания.  Имеющиеся  данные  показывают,  что  дополнение  диеты  ω-3  способствует  компенсации  поведенческих  проблем  и  трудностей  обучения.  Это  подтверждается  экспериментальными  данными.  Во-первых,  ограничение  рациона  животных  по  ω-3  приводит  к  уменьшению  познавательных  способностей  у  потомства.  Во-вторых,  исследования  на  животных  показали  взаимосвязь  дефицита  ω-3  и  отклонений  в  метаболизме  дофамина.  И,  наконец,  биохимические  данные  свидетельствуют  о  роли  дефицита  ω-3  в  формировании  поведенческих  нарушений  через  нарушение  метаболизма  дофамина  в  базальных  ганглиях  [2,  с.  34].

Эксперименты,  проведенные  на  лабораторных  крысах  показали,  что  ω-3  препятствует  развитию  болезни  Альцгеймера  [11,  с.  32].  Так  же  множество  исследований  проведенных  в  США  по  влиянию  ДГК  на  когнитивные  функции  пожилых  людей  получили  положительные  результаты  [14,  с.  456].  На  сегодняшний  день  исследования  о  влиянии  ω-3  на  деятельность  ЦНС  и  другие  системы  организма  активно  продолжаются  во  многих  странах  мира.  Препараты,  содержащие  ЭПК  и  ДГК,  приобретают  определенную  популярность  [1].

Согласно  поставленным  в  работе  задачам  был  проведен  эксперимент,  цель  которого  —  определить  влияние  ПНЖК  семейства  ω-3  (ДГК  и  ЭПК)  на  свойства  внимания.  В  качестве  объекта  эксперимента  выбраны  студенты  2—3  курсов  НГМУ  (19  человек),  сотрудники  компании  по  разработке  компьютерных  игр  «Playtox»  (14  человек),  в  возрасте  от  19  до  28  лет,  деятельность  которых  связана  с  высокими  умственными  нагрузками,  предмет  эксперимента  —  это  основные  характеристики  внимания  (объем,  концентрация,  переключаемость  и  устойчивость).  Для  анализа  свойств  внимания  была  выбрана  корректурная  проба  (тест  Бурдона),  математические  и  статистические  методы.

Эксперимент  длился  28  дней,  с  1.02.2014  по  1.03.2014,  приняло  участие  33  человека:  испытуемые  были  разделены  на  две  группы:  1-ая  группа  —  17  человек  (10  юношей  и  7  девушек),  2-ая  —  16  (7  юношей  и  9  девушек).  Участники  из  1  группы  получали  1,5  г  ω-3  в  сутки,  в  качестве  источника  были  выбраны  следующие  препараты:

Витрум  Кардио  Омега-3  (производитель:  Unipharm  Inc.)

1  капсула  0,  5  г  омега-3,  дозировка  3  капсулы  (1,5  г/сутки)

Рыбий  жир  (производитель:  Teva) 

1  капсула  0,5  г  омега-3,  дозировка  3  капсулы  (1,5  г/сутки)

Рыбий  жир  (производитель:  ЗАО  Мелеген) 

1  капсула  0,2  г  омега-3,  дозировка  8  капсул  (1,5  г/сутки)

 Участники  2  группы  не  получали  ω-3  и  исключили  рыбу,  морепродукты,  растительное  масло  и  грецкие  орехи  из  своего  пищевого  рациона  на  время  проведения  исследования.  Для  выявления  влияния  ω-3  на  характеристики  внимания  было  проведено  5  тестов  (корректурная  проба  Бурдона)  каждые  7  дней  в  обеих  группах.  Анализировались  такие  свойства  внимания,  как:  объем  (количество  объектов,  которое  человек  может  одновременно  осознавать  с  одинаковой  степенью  ясности),  концентрация  (степень  сосредоточенности  сознания  на  одном  объекте,  интенсивность  направленности  сознания  на  этот  объект),  переключаемость  внимания  (скорость  произвольной  смены  объектов  психических  процессов),  устойчивость  внимания  (продолжительность  сосредоточенности  психических  процессов  на  одном  объекте).  Результаты  анализировались  согласно  правилам  интерпретации,  данным  к  каждому  тесту.  Было  установлено,  что  у  участников  основной  группы  характеристики  внимания  улучшились  в  среднем  на  8  %.  Уровень  концентрации  внимания  улучшился  на  5  %  (у  контрольной  изменений  нет),  переключаемость  внимания  —  на  6  %  (у  контрольной  группы  ухудшение  на  0,3  %),  показатель  объема  внимания  увеличился  на  14  %  (у  контрольной  группы  изменений  нет),  а  уровень  концентрации  внимания  увеличился  на  7  %  (у  контрольной  группы  изменение  на  0,6  %).  Полученные  данные  подтверждают  позитивное  влияние  ПНЖК  ω-3  на  характеристики  внимания  у  молодых  людей,  чья  деятельность  связана  с  большими  умственными  нагрузками.  Результаты  позволяют  говорить  о  том,  что  восполнение  дефицита  омега-3  способствует  улучшению  когнитивных  функций  индивида. 

Таблица  1. 

Схема  эксперимента

В  рамках  работы  был  разработан  метод  выделения  этиловых  эфиров  ПНЖК  ω-3  из  сложных  смесей,  с  целью  их  дальнейшего  использования.

В  качестве  реактивов  выбраны  препарат  «Витрум  кардио  омега-3»  (Unipharm  Inc.,  США),  хлороформ  (CHCl₃),  силикагель  (элюент  —  смесь  хлороформ/метанол  3:1).  Выделение  проводилось  методом  разовой  экстракции  (извлечение  вещества  из  раствора  с  помощью  растворителя  (хлороформ));  и  распределительной  хроматографии  (разделение  и  анализ  смесей  веществ,  основанный  на  различном  их  распределении  между  двумя  фазами:  подвижной  и  неподвижной).

К  содержимому  одной  ампулы  препарата  «Витрум  Кардио  омега-3»  (1  мл)  добавлено  1  мл  хлороформа.  После  тщательного  встряхивания  органическую  фракцию  отделили  и  упарили.  Полученный  маслянистый  остаток  подвернут  колоночной  хроматографии  на  силикагеле  (элюент). 

Так  как  состав  препарата  «Витрум  кардио  омега-3»  близок  к  составу  льняного  масла,  данный  метод  позволит  получать  практически  в  чистом  виде  ω-3  и  из  природного  сырья  для  дальнейшего  использования  в  качестве  мицелл  для  доставки  препаратов  или  создания  конъюгатов  с  тканевой  специфичностью.  Переспективы  дальнейшего  исследования  не  вызывают  сомнений. 

Таким  образом,  в  данной  работе  были  проанализированы  существующие  на  сегодняшний  день  данные  о  свойствах  и  особенностях  ПНЖК  семейства  ω-3,  рассмотрены  возможные  механизмы  их  синтеза,  участие  в  метаболических  процессах,  влияние  на  передачу  импульсов  в  синапсах,  их  антиоксидантные  свойства,  состояния  связанные  с  дефицитом.  Так  же  доказано  влияние  ω-3  в  рекомендованных  для  ежедневного  рациона  дозах,  а  именно  1,5  г/сутки,  на  основные  свойства  внимания  молодых  людей  при  28  дневном  приеме,  разработан  метод  выделения  ПНЖК  ω-3  путем  экстракции  и  распределительной  хроматографии,  позволяющий  выделять  этиловые  эфиры  ПНЖК  ω-3  из  природного  сырья  для  их  дальнейшего  использования  в  моделировании  лекарств,  что  позволяет  говорить  о  дальнейших  перспективах  развития  данного  исследования.

Список  литературы:

1.Громова  О.А.,  Торшин  И.Ю.  Полиненасыщенные  жирные  кислоты//  Земский  врач.  2011.  —  №  7.  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://mfvt.ru/omega-3-pnzhk-i-kognitivnoe-razvitie-detej/  (Дата  обращения  24.03.2014).

2.Громова  О.А.,  Торшин  И.Ю.,  Егорова  Е.Ю.  Омега-3  ПНЖК  и  когнитивное  развитие  детей//  Педиатрия,  Практическая  медицина.  —  2011.  —  №  05  (11).  —  С.  34—40.

3.Корректурная  проба  (Тест  Бурдона)  /  Альманах  психологических  тестов.  М.  1995.  —  С.  107—111.

4.Лось  Д.А.  Структура,  регуляция  экспрессии  и  функцианирование  десутураз  жирных  кислот//  Успехи  биологической  химии.  —  2001.  —  т.  41,  —  С.  163—198.

5.Николаев  А.Я.  Биологическая  химия.  М.:  Медицинское  информационное  агентство.  2001.  —  С.  180.

6.Сидельникова  В.М.  Применение  ПНЖК  для  профилактики  и  лечения  тромбоэмболических  нарушений  при  беременности  //  Русский  медицинский  журнал.  —  2008.  —  т.  16,  —  №  6.  —  С.  417—421.

7.Ших  Е.В.,  Ильенко  Л.И.  Клинико-фармакологические  аспекты  применения  витаминно-минеральных  комплексов  в  педиатрии:  учебное  пособие.  М.:  ИД  Медпрактика-М.  2008.  —  С.  96.

8.Avramovic  N.,  Dragutinovic  V.  The  effects  of  omega  3  fatty  acid  supplementation  on  brain  tissue  oxidative  status  in  aged  wistar  rats  //Journal  Hippokratia/2012.  —  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3738731/  (Дата  обращения:  16.02.2014).

9.Brenna  JT.  Efficiency  of  conversion  of  alpha-linolenic  acid  to  long  chain  n-3  fatty  acids  in  man.//  Curr  Opin  Clin  Nutr  Metab  Care  Journal.  —  2002.  —  V.5(2).  —  p.  48—54.

10.Frasure-Smith  N.,  perance  F.  The  Efficacy  of  Omega-3  Supplementation  for  Major  Depression:  A  Randomized  Controlled  Trial//  Journal  of  Clinical  Psychiatry/  2010.  —  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  article.psychiatrist.com  (Дата  обращения:  16.02.  2014).

11.Giselle  P.,  Calon  F.A.  Diet  Enriched  with  the  Omega-3  Fatty  Acid  Docosahexaenoic  Acid  Reduces  Amyloid  Burden  in  an  Aged  Alzheimer  Mouse  Model.//  Journal  of  Neuroscience.  —  2005.  —  №  23  —  С.  32—40.

12.Janice  K.,  Andridge  R.  Omega-3  supplementation  lowers  inflammation  in  healthy  middle-aged  and  older  adults:  A  randomized  controlled  trial.  Brain,  Behavior,  and  Immunity/  2012.  —  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3398219/  (Дата  обращения  24.03.2014).

13.Nutr  J.  The  slow  discovery  of  the  importance  of  omega  3  essential  fatty  acids  in  human  health»/  1998.  —  [Электронный  ресурс].  —  Режим  доступа.  —  URL:  www.nutrition.highwire.org  (Дата  обращения  16.02.2014).

14.Yurko-Mauro  K.  Beneficial  effects  of  docosahexaenoic  acid  on  cognition  in  age-related  cognitive  decline//  Alzheimers  Dement.  —  2008.  —  V.  6  —  p.  456—464.