Лекарственные источники Тихоокеанских морей и земли Камчатки. Том 2. Том 2

Считается, что остатки N-ацетилглюкозамина случайным образом распределены по всей длине цепи полимера.

В кислой среде аминогруппы протонированых и определяют положительный заряд молекул хитозана.

Таким образом, в растворе хитозан представляет собой поликатион.

Именно такие особенности хитозана, как средняя степень его полимеризации, степень N-деацетилирования, величина положительного заряда, равно как и характер химических модификаций молекулы, являются факторами, существенно влияющими на биологическую активность хитозана.

Многими исследователями хитозана показано, что как сам хитозан, так и его производные ингибируют вирусные инфекции в различных биологических системах.

Хотя механизм противовирусной активности у него изучен на сегодня еще недостаточно.

Понятно, что анионные производные хитозана, ингибирующие ретровирусные инфекции в клетках животных, действуют иначе, чем поликатионные молекулы, влияющие на вирусные инфекции в растениях и на фаговые инфекции.

Полагают, что все механизмы такого влияния хитозана наблюдаются при взаимодействии хитозана с плазматической мембраной растительной клетки.

Результатом такого взаимодействия является усиление проницаемости и деструкции клеточной мембраны в результате неспецифического ввязывания поликатионных молекул хитозана.

Исходя из того положения, что репликация фаговой ДНК и морфогенез фаговых частиц тесно связаны с мембранами, полагают, что изменение свойств клеточных мембран под влиянием хитозана является одним из факторов, ингибирующих репродукцию бактериофагов.

Показано, что хитозан существенно модулирует функциональную активность вспомогательных клеток иммунной системы, таких как макрофаги и гранулоциты.

После подкожной имплантации хитозан вызывал хемотаксис у собак (Canis familiaris L.) и продукцию окиси азота макрофагами in vitro, а также стимулировал лейкоцитоз в периферической крови собак.

Секреция окиси азота обусловлена преимущественно остатками N-ацетилглюкозамина в молекуле хитозана, причем хитозан оказался значительно эффективнее N-ацетилманнозамина и N-ацетилгалактозамина.

При этом стимуляция хитозаном функциональной активности макрофагов может иметь значение и для подавления вирусных инфекций в организме животных, так как именно макрофаги являются антиген-презентирующими клетками, и их контакт с Т-хелперами инициирует и как бы стимулирует гуморальный и клеточный иммунный ответ.

Макрофаги выделяют медиаторы иммунного ответа, в частности, интерлейкин-1, стимулирующий пролиферацию Т-хелперов. Макрофаги также осуществляют элиминацию антигена, опсонизированного антителами.

Фагоцитируемые частицы хитина и хитоза (но не их растворимые аналоги) вызывают усиленное образование активных форм кислорода в альвеолярных макрофагах мыши (Mus musculus L.) и индуцируют продукцию ?-интерферона в культуре спленоцитов мышей линии С57ВL/6, обусловленные взаимодействием примирированных макрофагов с естественными киллерами.

А нам известно, что интерферон подавляет размножение вирусов, нарушая способность вирионных или ранних вирусных мРНК к трансляции.

Таким образом, способность хитина и хитозана индуцировать образование интерферона может являться еще одним важным фактором естественной противовирусной устойчивости.

Показано, что хитозан ингибирует размножение хламидий Chlamydia trachomatis (которые, как и вирусы, также являются облигатными внутриклеточными паразитами) в клетках HeLa, угнетая главным образом, адсорбцию паразита на клетках.

Хитозан влияет и на другие компоненты иммунной системы: вызывает хемотаксис нейтрофилов у собак, причем как прямая, так и опосредованная комплементом хемотаксическая активность прямо коррелировала с молекулярной массой хитозана и оказалась в несколько раз выше активности хитина.

Хитозан стимулирует продукцию лейкотриена В-4 и простагландина Е-2 полиморфноядерными клетками крови собаки in vitro в перитонеальном экссудате. У собак и мышей, как хитин, так и хитозан активируют систему комплемента по альтернативному пути. У мышей хитозан значительно усиливал местный и системный иммунный ответ (продукцию антител класса IgA и IgG к вирусу гриппа типа А (Teхas H1N1) и типа В (Panama) при совместном интраназальном введении с антигеном – очищенным гемагглютинином и нейраминидазой.

Сегодня синтезированы сульфопроизводные хитозана, специфически ингибирующие даже репродукцию ретровирусов.

Показано, что N-карбоксиметилхитозан-N,O-сульфат ингиби-рует синтез вирусспецифических белков и размножение вируса иммунодефицита человека HIV-1 в культуре Т-клеток и в культуре мононуклеарных клеток периферической крови человека, а также вируса мышиной лейкемии Раушера в культуре мышиных фибробластов.

Установлено, что сульфатированный N-карбоксиметилхитозан препятствует взаимодействию вирусного гликопротеида gp120 (основного белка оболочки вируса) с соответствующим рецептором на Т-лимфоцитах, ингибируя адсорбцию вируса на СD4+-клетках-мишенях, а также конкурентно ингибирует in vitro активность вирусспецифической обратной транскриптазы, препятствуя, как полагают, связыванию фермента с поли-А-олиго-dТ-матрицей. Что характерно, так как это то, что отмечается практически полное отсутствие цитотоксичности производного хитозана в отношении этих клеточных культур.

Высокой активностью отличаются производные хитозана, сульфатированные по 2 и/или 3 атому кислорода в остатке глюкозамина. Это производное хитозана эффективно ингибирует размножение HIV-1 в культуре Т-лимфоцитов человека линии МТ-4.

Полагают, что это анионное производное электростатически связывается с положительно заряженной V3-петлей в молекуле gp-120, препятствуя слиянию вирусной и клеточной мембран и такая способность анионных производных ингибировать ретровирусные инфекции в целом аналогична действию таких сульфополисахаридов, как гепарин, декстрансульфат и т. п. Таблица № КК-7

Современные направления использования

хитина

*** 1 фунт = 454 г.

Основными производителями продукции из хитина крабов в мире являются:

Amercol (договор с фирмой Union Carbamide) США – производство хитозана в качестве средства личной гигиены;

Bentech laboratories США – производство хитозана для обработки семян пшеницы, ячменя, овса, гречихи. Подала заявку в FDA США на разработку и клинические испытания мази содержащей хитозан;

Chitin Co., США – строит завод по производству хитозана. Разрабатывает ферментные препараты с хитозаном из грибов.

General Vikks, США – изучает холестеринемическую активность хитозана;

Hosho somercet, Япония – производит хитозан мощностью 1 тонна в сутки;

Kendall Co. (отделение фирмы Coldate – Palmolive), США – проводит клиническое изучение искусственной кожи, главными составными частями которой является хитозан;

Kurita water indastr, Япония – производит хитозан для обработки воды;

Milles Lab. Inc., США – держит патент на использование хитозана в качестве иммобилизированных ферментов;

Protan laboratories, США – построила завод мощностью 2270 кг /год по производству сверхчистого хитозана для биомедицинских целей;

Syntro corp, США – разрабатывает новые микробиологические способы получения хитозана с помощью грибов (микробиологического);

Unitaka, Япония – производит материалы, имеет разработку на производство искусственной кожи из хитозана;

V – Labs, США – Разрабатывает производство хитозана для обработки металлосодержащих сточных вод.

Хитинсодержащие материалы являются эффективными адсорбентами тяжелых металлов, углеводородов, пестицидов, красителей и других органических соединений и могут использоваться как адсорбенты в системах искусственного кровообращения, а также внутрь (per os) для очистки организма от таких веществ, попавших внутрь или накапливающихся в нём за многие годы бытового или производственного контакта с ними.

Хитозан используется как композитный материал в сорбентах с активированными углями, в эти сорбенты могут вводиться также каррагинаны или альгинаты из морских водорослей или агароза в соотношении 3:1 и 6:1. Минеральный компонент доводят в таких адсорбентах до 80% по углероду и 90% для глин. Емкость их сорбции очень высокая и равняется примерно в мг/г для КС 37—34. Надо отметить, что десорбция их проводится в воде легко с помощью этанола или уксусной кислоты. Это их свойство широко используется для колоночной сорбции в различных химических технологиях и при химическом синтезе.

Хитозан (полиглюкозамин) используется как энтеросорбент при разлитом перитоните, его воздействие приводит к нормализации многих биохимических параметров крови инфицированных животных, проявляются бактериостатические его свойства.

Из 700 тонн, добытого хитозана примерно 500 тонн используется в виде флоккулянта для очистки воды и других веществ, а остальное количество находит использование в косметологии, в пищевой промышленности и также в сельском хозяйстве.

Хитозан природный имеет молекулярную массу около 200 кДа и растворяется только в растворах кислот.

Хитин в нашем организме разрушается ферментом лизоцимом.

Хитозан применяется для изготовления шовного материала, который является биосовместимым и биодеградируемым, что важно для наложения швов на внутренние органы, где нельзя применять нити из шелка или капрона, которые вызывает в последующем нагноения.

Хитозан также используется для лечения ран, в том числе и ожоговых. Он обеспечивает механическую защиту раны от внешних воздействий, стимулирует процессы регенерации тканей.