Водоросли как источники получения лекарственных препаратов

Кафедра фармакогнозии.

 

Курсовая работа

на тему: «Водоросли как источники получения лекарственных препаратов»

 

 

 

 

 

 

                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

 

1. Характеристика водорослей…………………………………..…..3-7

 

2. Основные субстанции из бурых водорослей, используемые в производстве лекарственных препаратов, биологически активных добавок и косметических средств……………………………….8-14

 

3. Препараты из морских водорослей, используемые в медицинской практике………………………………………………………….15-16

 

4. Ламинария. Морская капуста. ……………………………..…...17-21

.

5. Фукус. Морская водоросль . …………………………………...22-24

 

6. Заключение………………………………………………………….25

 

7. Литература…………………………………………………………..26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Характеристика водорослей.

 

ВОДОРОСЛИ – бессосудистые споровые растения, содержащие в клетках хлорофилл и, следовательно, способные к фотосинтезу.

Понятие «водоросли» в  научном отношении неопределенно. Слово «водоросли» буквально означает лишь то, что это растения, живущие в воде, однако не все растения в водоемах можно с научной точки зрения назвать водорослями, такие растения, как тростник, камыш, рогоз, кувшинки, кубышки, мелкие зеленые пластинки ряски и др., являются семенными (или цветковыми) растениями. К этим растениям научный термин «водоросли» неприменим, их называют водяными растениями

Понятие «водоросли» –  не систематическое, а биологическое. Водоросли (Algae) – это сборная группа организмов, основная часть которых, согласно современным представлениям, входит в царство Растений (Plantae), в котором она составляет два подцарства: багрянки, или красные водоросли – Rhodobionta и настоящие водоросли – Phycobionta (в третье подцарство царства Растений входят высшие (зародышевые или листостебельные) растения – Embryobionta). Остальные организмы, относимые к водорослям, сейчас уже не считаются растениями: синезеленые и прохлорофитовые водоросли часто считают самостоятельной группой или относят к бактериям, а эвгленовые водоросли иногда относят к подцарству животных – простейшим. Различные группы водорослей возникли в разное время и, по-видимому, от разных предков, но в результате эволюции в сходных условиях обитания приобрели много сходных черт.

У организмов, объединяемых в группу водорослей, есть ряд общих  признаков. В морфологическом отношении  для водорослей наиболее существенным признаком является отсутствие многоклеточных органов – корня, листьев, стебля, типичных для высших растений. Такое  нерасчлененное на органы тело водорослей носит название слоевище, или таллом.

У водорослей более простое (по сравнению с высшими растениями) анатомическое строение – нет  проводящей (сосудистой) системы, поэтому  водоросли, относимые к растениям, являются бессосудистыми растениями. Водоросли никогда не образуют цветков и семян, а размножаются вегетативно или спорами.

В клетках водорослей содержится хлорофилл, благодаря которому они  способны ассимилировать на свету углекислый газ (т.е. питаться при помощи фотосинтеза), это преимущественно обитатели  водной среды, но многие приспособились к жизни в почве и на ее поверхности, на скалах, на стволах деревьев и  в других биотопах.

Организмы, относимые к  водорослям чрезвычайно разнородны. Водоросли принадлежат как к  прокариотам (доядерным организмам), так и к эукариотам (истинно ядерным организмам). Тело водорослей может быть всех четырех степеней сложности, вообще известных для организмов: одноклеточным, колониальным, многоклеточным и неклеточным, размеры их колеблются в очень широких пределах: мельчайшие соизмеримы с бактериальными клетками (не превышают 1 мкм в диаметре), а наиболее крупные морские бурые водоросли достигают 30–45 м в длину.[1]

 

 

Строение многоклеточных водорослей. Слева клетка нитчатой спирогиры, справа – фукус пузырчатый

 

Строение одноклеточных  водорослей. Слева эвглена зелёная, справа – хламидомонада

 

Водоросли разделяются на большое количество отделов и  классов и разделение их на систематические  группы (таксоны) производится по биохимическим  особенностям (набор пигментов, состав клеточной оболочки, тип запасных веществ), а также по субмикроскопическому строению. Однако для современной  систематики водорослей характерно множество разнообразных систем. Даже на самых высоких таксономических  уровнях (надцарства, подцарства, отделы и классы) систематики не могут прийти к единому мнению.

По одной из современных  систем, водоросли делятся на 12 отделов: синезеленые, прохлорофитовые, красные, золотистые, диатомовые, криптофитовые, динофитовые, бурые, желтозеленые, эвгленовые, зеленые, харовые. Всего известно около 30 тысяч видов водорослей.

Наука о водорослях называется альгология или фикология, ее рассматривают как самостоятельный раздел ботаники. Водоросли являются объектами для решения вопросов, относящихся к другим наукам (биохимии, биофизики, генетики и др.) Данные альгологии учитывают при разработке общебиологических проблем и хозяйственных задач. Развитие прикладной альгологии идет в трех основных направлениях: 1) использование водорослей в медицине и в различных областях хозяйства; 2) для решения природоохранных вопросов; 3) накопление данных о водорослях для решения задач других отраслей.

Строение водорослей.

Основной структурной  единицей тела водорослей, представленных одноклеточными и многоклеточными  формами, является клетка. Существуют различные типы клеток водорослей, их разделяют по форме (шаровидные, цилиндрические и т. д.), функциям (половые, вегетативные, способные и не способные  к фотосинтезу и др.), расположению и пр. Но наиболее принципиальной в  наши дни считается классификация  клеток по особенностям их тонкого  строения, обнаруживаемого с помощью  электронного микроскопа. С этой точки  зрения различают клетки, содержащие типичные ядра, (т.е. ядра, окруженные ядерными оболочками, мембранами), и клетки, не имеющие типичных ядер. Первый случай – эукариотическое строение клетки, втором – о прокариотическое. Прокариотическое строение клетки имеют синезеленые и прохлорофитовые водоросли, эукариотическое – представители всех других отделов водорослей.

Вегетативное тело водорослей (слоевище) отличается морфологическим  разнообразием, водоросли могут  быть одноклеточными, колониальными, многоклеточными  и неклеточными. Размеры их в пределах каждых из этих форм колеблются в широких  пределах – от микроскопических до очень крупных.

Особенность одноклеточных  форм водорослей определяется тем, что  их организм состоит из одной клетки, поэтому в ее строении и физиологии сочетаются клеточные и организменные  черты. Это автономная система, способная  расти и самовоспроизводиться, мелкая, не видимая простым глазом одноклеточная водоросль является своеобразной фабрикой, которая добывает сырье (поглощая из окружающей среды растворы минеральных солей и углекислоты), перерабатывает и производит такие ценные соединения, как белки, углеводы и жиры. Кроме того, важными продуктами ее жизнедеятельности является кислород и углекислый газ и, таким образом, она активно участвует в круговороте веществ в природе. Одноклеточные водоросли иногда образуют временные или постоянные скопления (колонии).

Многоклеточные формы  возникли после того, как клетка проделала длительный и сложный  путь развития как самостоятельный  организм. Переход от одноклеточного к многоклеточному состоянию сопровождался потерей индивидуальности и связанными с этим изменениями в структуре и функциях клетки. Внутри талломов многоклеточных водорослей складываются качественно иные отношения, чем между клетками одноклеточных водорослей. С возникновением многоклеточности появилась дифференциация и специализация клеток в талломе. С эволюционной позиции это следует рассматривать как первый шаг на пути становления тканей и органов.

Уникальную группу составляют сифоновые водоросли: у них талломы  не поделены на клетки, однако и у  них в цикле развития есть одноклеточные  стадии.[15]

Окраска водорослей многообразна (зеленая, розовая, красная, оранжевая, почти черная, фиолетовая, голубая и др), обусловлено это тем, что одни водоросли содержат только хлорофилл, а другие – еще ряд пигментов, окрашивающих их в различные цвета.

Водоросли (а точнее, синезеленые водоросли, или цианобактерии) были первыми организмами на Земле, у которых в процессе эволюции появилась способность к фотосинтезу, процессу образования органических веществ под воздействием света. Как источник углерода при фотосинтезе используется углекислый газ (CO₂), в качестве источника водорода – вода (H₂O), а в результате выделяется свободный кислород.

Тип питания с помощью фотосинтеза, при котором организм, используя энергию фотосинтеза, синтезирует все необходимые органические вещества из неорганических, стал одним из основных способов питания водорослей и других зеленых растений. Однако многие водоросли могут при определенных условиях достаточно легко переключаться с фотосинтезного способа питания на ассимиляцию различных органических соединений, при этом организм использует для питания готовые органические вещества, или сочетает этот способ питания с фотосинтезом.

Помимо использования  органических соединений как источника  углерода, водоросли могут переключаться  с ассимиляции неорганического  нитратного азота на усвоение азота  из органических соединений, некоторые  синезеленые водоросли могут вообще обходиться без связанных форм азота и фиксировать свободный азот из атмосферы как азотофиксирующие организмы.

Многообразие способов питания  водорослей позволяют им иметь широкие  ареалы и занимать разнообразные  экологические ниши.

Воспроизведение себе подобных у водорослей совершается посредством  вегетативного, бесполого и полового размножения. [14]

 

океан недалеко от Калифорнии фосфоресцирует из-за огромного скопления  микроскопических жгутиконосцев ночесветок

Своеобразный «остров» из бурых водорослей в Саргассовом  море

 

2. Основные субстанции из бурых водорослей, используемые в производстве лекарственных препаратов, биологически активных добавок и косметических средств.   

 

Субстанции из бурых водорослей (КЛ – концентрат ламинарии, экстракт ламинарии и фукуса, МПХ – медные производные хлорофилла, альгиновая кислота и ее соли, маннит) получают с помощью уникальных технологий, позволяющих сохранить, сконцентрировать, а в некоторых случаях и усилить биологически активные и целебные свойства  водорослей. На основе субстанций  производят натуральные препараты, обладающие прекрасными профилактическими и лечебными свойствами.  

КОНЦЕНТРАТ  ЛАМИНАРИИ   

 Концентрат ламинарии  получают из бурой морской  водоросли  ламинарии. Он широко используется для производства биологически активных добавок и косметических средств. Концентрат содержит: пигменты (хлорофиллин натрия, феофитин, феофорбид, хлорин, пурпурин-18) – 4,4-5,0%; полиненасыщенные жирные кислоты, главным образом эйкозопентагеновая, октадекатетраеновая и арахиденовая, а также миристиновая, пальмитиновая, пальметолеиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, линоленовая – 47-50%; фитостерины (фукостерол, пельвестерол, саргастерол, b-ситостерин) – 1-3%;  каротиноиды (a- и b-каротин) – 0,09-0,1%; макро- и микроэлементы (К, Na, Ca, I, Fe, Mg, Al, Sin, Mn, Cu, Sn, Pb, V, Zn, Ti, Cr, Ba, Ag, Se) – 15-20%, преобладающими элементами являются K, Na и Ca;  содержание йода – 0,05-0,06%;  маннит – 5-6%; аминокислоты и белки – 1-2%.

 
Состав концентрата может зависеть от вида, возраста и сезона добычи водорослей.  

 

МЕДНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ХЛОРОФИЛЛА (МПХ)  

 МПХ являются продуктом  переработки морской капусты  с максимальным сохранением всех  ее ценных качеств. Основной  технологический процесс - экстрагирование  сырья при температуре 50-60°С. В  результате получается липидный  комплекс, который содержит хлорофилл  и его производные, каротиноиды, жиры и полиненасыщенные жирные кислоты, растительные стерины, микроэлементы,  витамины. Комплекс обрабатывается раствором хлорной меди  для получения пасты, из которой в свою очередь готовятся различные формы МПХ – водная, масляная, спиртовая. 
Для производства МПХ может использоваться такой вид сырья, как зелень хвойных пород деревьев. 
В настоящее время накоплен огромный экспериментальный и клинический научный материал применения МПХ в медицине, подтверждающий  целебные и профилактические свойства препаратов на основе этого продукта.   
Препараты  хлорофилла эффективны при лечении атеросклероза, язвенной болезни желудка, туберкулеза, кишечных заболеваний.  
Доказано, что хлорофиллин при постгеморрагических анемиях действует подобно большим дозам железа и увеличивает количество эритроцитов, ретикулоцитов, уровень гемоглобина.  
В дерматологии хороший эффект получен при псориазе, язвенных поражениях кожи, лучевых язвах, контактных и токсических дерматитах, химических и солнечных ожогах.  
МПХ применяется в составе комплексной терапии вторичных иммунодефицитных состояний.  
МПХ широко  применяется в педиатрической практике при лечении различных болезней. 
МПХ является прекрасным компонентом для производства косметических средств.   
Сведений о побочных эффектах применения МПХ не зафиксировано.   
 
Бурые водоросли являются основным сырьем для получения альгиновой кислоты и ее солей, маннита и агара.