Біологічно активні речовини
Біологічно активні речовини (БАР) — (грец. bios — життя, що означає зв'язок із життєвими процесами і відповідає слову «біол.» + лат. activus — активний, тобто речовина, яка має біологічну активність) — це сполуки, які внаслідок своїх фізико-хімічних властивостей мають певну специфічну активність[1] і виконують, змінюють або впливають на каталітичну (ферменти, вітаміни, коферменти), енергетичну (вуглеводи, ліпіди), пластичну (вуглеводи, ліпіди, білки), регуляторну (гормони, пептиди) або інші функції в організмі.
Зміст словосполучення може суттєво змінюватися залежно від сфери застосування. В науковому значенні (нейрофізіологічному, психічному, хімічному процесах) — підвищення активності життєвих процесів організму. Іншими словами, біологічна дія — це біохімічні, фізіологічні, генетичні та інші зміни, що відбуваються у живих клітинах та організмі в результаті дії БАР.
Взагалі, повністю індиферентних речовин у природі нема. Всі речовини виконують якісь функції в організмі людини, тварин, рослин або використовуються для досягнення певних ефектів. Наприклад вода, пов'язана з метаболічними функціями живої клітини, є активним учасником транспортування поживних речовин та продуктів обміну в організмі, субстрактом низки ферментативних реакцій. Варто зауважити, що БАР впливають на функціональний стан організму не лише за час свого перебування в організмі у необхідній для цього концентрації, але й у довгостроковій перспективі, змінюючи за регулярного прийому "біохімізм", тобто біохімічний гомеостаз (В.Кеннон, 1930)[2]. Сила наркотичної дії деяких речовин зменшується із збільшенням їх розчинності у воді. Існує зв'язок між наркотичною здатністю й розподілом речовин у системі вода-ліпід.
Класифікація
Загальна
З метою класифікації усі БАР поділяють:
- ендогенні
- екзогенні
До ендогенних речовин відносять
- хімічні елементи (кисень, водень, калій, фосфор та ін.)
- низькомолекулярні (глюкоза, АТФ, етанол, адреналін та ін.)
- ВМС (ДНК, РНК, білки)
Вони входять до складу організму, беруть участь у обмінних процесах речовин і мають виражену біологічну (фізіологічну) активність.
Екзогенними вважають БАР, що надходять до організму різними шляхами.
За дією на організм
З урахуванням взаємодії з організмом БАР поділяють на
- біоінертні, які не засвоюються організмом (целюлоза, геміцелюлоза, лігнін, кремнійорганічні полімери, полікарбонат та ін.)
- біосумісні, які повільно розчиняються або ферментуються в організмі (полісахариди, полівінілпіролідон, поліакриламіди, полівініловий спирт, поліетиленоксиди, водорозчинні ефіри целюлози та ін.)
- біонесумісні, які викликають ураження тканини організму (поліантрацени, деякі поліаміди та багато ін.)
- біоактивні спрямованої дії (вінілін, полімери у поєднанні з лікарськими речовинами).
Біоінертні та біосумісні речовини широко використовуються у виробництві ліків як допоміжні речовини, а також для отримання тари, пакувальних і конструкційних матеріалів тощо.
За токсичністю
Залежно від ступеня токсичності БАР поділяють на:
- звичайні речовини
- сильнодіючі
- отруйні
Прояв токсичності залежить від концентрації (дози) БАР, шляхів надходження до організму, чутливості останнього, поведінки БАР в організмі та інших чинників (напр. отруйні речовини використовуються як ліки в певних дозах).
За походженням
БАР бувають
- природні
- синтетичні
Природні БАР утворюються в процесі життєдіяльності живих організмів. Вони можуть утворюватись у процесі обміну речовин, виділятись в оточуюче середовище (екзогенні) чи накопичуватись всередині організму (ендогенні).
Інші варіанти класифікації
Можливі інші підходи до класифікації БАР, напр. залежно від природи (рослинного або тваринного походження), мол. м., розміру часток, стійкості до температури, можливості накопичуватися в організмі, виявляти наркотичні та інші властивості.
Функції
Основними функціями БАР є[3]:
- клітинний обмін речовин в організмі;
- перетворення речовин;
- синтез необхідних речовин;
- каталізація біореакцій в організмі.
Властивості
Основними характерними властивостями БАР є[4][5]:
— вплив на них активаторів та інгібіторів,
— стерильність отримання та ін.
Однією з найважливіших властивостей БАР є їх біологічна активність. Вона залежить від рівня рН середовища, температури і може втрачатись у процесі нагрівання в результаті підвищення локальних значень температур, утворення нерівномірності потоків розчину, перегріву пристінного шару розчину понад температур термічної стійкості та тривалому часі обробки.
Біологічна активність
За одиницю біологічної активності хімічної речовини приймають мінімальну кількість цієї речовини, здатної пригнічувати розвиток чи затримувати ріст певного числа клітин, тканин стандартного штаму (біотесту) в одиниці поживного середовища[6].
Для кожного виду БАР існують свої методи визначення біологічної активності. Так, для ферментів, метод визначення активності Е полягає у реєстрації швидкості зникнення субстрату (S) (речовини, на яку діє фермент) чи швидкості утворення продуктів реакції ([Р]). Активність виражають у міжнародних одиницях (МЕ — це така кількість ферменту, яка при заданих умовах каталізує перетворення 1 мікромолю субстрату за 1 хв.). При проведенні досліджень активність дослідного зразка порівнюють з активністю стандартного зразка при однакових умовах і розраховують активність А в відповідних одиницях МЕ [5].
Для кожного вітаміну існує свій метод визначення активності (кількості вітаміну в дослідному зразку (наприклад, таблетках) в одиницях МЕ). Ці методи складні і вимагають використання високоточного, дорогого та складного обладнання (спектрофотометрів, флуорометрів та ін.), багатьох хімічних реактивів і проведення складних розрахунків[7]. При проведенні досліджень необхідно мати досвід роботи з обладнанням, хімічними речовинами, мати навички побудови калібрувальних графіків. До найбільш розповсюджених методів відносяться методи візуального титрування, високоефективної хроматографії та інверсійної вольтамперометрії[8].
При виробництві БАР на стадіях зазначених в технологічному регламенті проводять контроль якості отриманої продукції по різним критеріям. Серед них, одним з найголовніших, є задана для певного виду БАР біологічна активність. Тому при виробництві БАР дуже важливо правильно підібрати технологічні режими їх обробки, які б забезпечували максимальну якість при мінімальних затратах теплової енергії.
Джерела надходження до організму
Головним джерелом надходження БАР в організм є ліки, харчові та інші продукти. Багато БАР потрапляє в організм із навколишнього середовища з повітрям та питною водою. В умовах зростаючого хімічного забруднення довкілля до організму людини може потрапляти велика кількість ксенобіотиків, які можуть викликати захворювання. Біологічну активність мають алкоголь, отруйні речовини, що містяться у тютюновому димі та наркотичних речовинах.
Примітки
- Біологічно активні речовини // ФЕ
- Анохин Петр Константинович - Экспрессия генов дофаминовой системы при экспериментальном алкоголизме и пути ее регуляции агонистом дофаминовых D2-рецепторов.
- Пархоменко Ю. М., Донченко Г. В. Вітаміни в здоров'ї людини / Ю. М. Пархоменко, Г. В. Донченко. — К. : Академперіодика, 2006. — 182 с., 3 с. іл.
- Баренбойм Г. М., Маленков А. Г. Биологически активные вещества. Новые принципы поиска / Г. М. Баренбойм, А.Г Маленков. — М.: Наука, 1986. — 363 с. (рос.)
- Биотехнология / Волова Т. Г. — Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения Российской Академии наук, 1999. — 252 с. (рос.)
- Технология синтеза и биосинтеза биологически активных веществ: Учебное пособие / Громова Н. Ю., Косивцов Ю. Ю., Сульман Э. М. — Тверь: ТГТУ, 2006. — 84 с. (рос)
- Государственная фармакопея СССР. XI издание. Выпуск 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. (рос.)
- Определение содержания витаминов и биологически активных веществ в растительных экстрактах различными методами / Шелеметьева О. В., Сизова Н. В., Слепченко Г. Б. / Химия растительного сырья. — 2009. № 1. С. 113–116. (рос.)
Література
- Адаптогенні та біологічно активні речовини для рослинництва : монографія / О. Є. Давидова [та ін.] ; Науково-інженерний центр "АКСО" НАН України, Київське комунальне об'єднання зеленого будівництва та експлуатації зелених насаджень міста "Київзеленбуд". - К. : ВПП "Компас", 2008. - 192 с. - Бібліогр.: с. 161-191. - ISBN 978-966-96767-7-1.
- Біологія. Довідник + тести: повний повторюв. курс, підготов. дозовніш. незалеж. оцінювання / В. І. Соболь. — Кам'янець-Подільський: Сисин О. В., 2010. — 796 с. : рис., табл. — (Біологія). — 1000 прим. — ISBN 978-611-539-023-6 (читати онлайн)
- Брехман И. И. Человек и биологически активные вещества. — М., 1980;
- Використання дикорослої сировини для забезпечення харчових продуктів БАР : монографія / Г. П. Хомич, Н. І. Ткач ; УКООПСПІЛКА, Полтав. ун-т спожив. кооперації України, каф. технології та орг. харч. виробництв. − Полтава : РВВ ПУСКУ, 2009. − 159 с. : іл. − Бібліогр. : с. 138−157 (242 назви). − ISBN 978-966-184-058-3.
- 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. ХХІІІ. — № 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, О. К. Усатенко. — К., 1989.
Посилання
- Отруйні (сильнодіючі) речовини // Митна енциклопедія : у 2 т. / І. Г. Бережнюк (відп. ред.) та ін.. — Хм. : ПП Мельник А. А., 2013. — М — Я. — 536 с. — ISBN 978-617-7094-10-3.