Состав организмов, приспособленных к обитанию в водной среде, в том числе рыб, представлен разнообразными биологически активными соединениями. Особую ценность представляют пептиды — вещества, молекулы которых построены из двух и более остатков аминокислот. Они обладают антигипертензивными, иммуномодулирующими, противосвертывающими, антиоксидантными, противоопухолевыми, антимикробными свойствами. На основе пептидов рыб синтезируются как фармакологические препараты, так и биоактивные добавки к пище.
Рыбы как источник пептидов
В морях, океанах, реках и озерах обитают более 300 000 видов организмов, 15 000 из которых преимущественно рыбы. Ранее они рассматривались исключительно как пищевой ресурс. Включение рыб в рацион питания позволяет обеспечить организм необходимыми для жизнедеятельности веществами:
- белками;
- сложными углеводами;
- полиненасыщенными жирными кислотами;
- микро- и макроэлементами;
- жиро- и водорастворимыми витаминами.
Сейчас для фармакологической промышленности особый интерес представляют пептиды рыб — органические соединения, которые регулируют состояние клеток. Эти вещества содержатся в мягких тканях, чешуе, костях, хрящах, жабрах. Для получения пептидов используются не только ткани рыб, но и любые рыбные отходы, остающиеся после их переработки, а это примерно 20–50 % от всего сырья. Их использование для нужд фармацевтических фабрик стало решением экономических и экологических проблем утилизации отходов.
Терапевтическое действие пептидов
Развитые органы чувств необходимы рыбам для выживания в водной среде, как и слаженная работа всех систем жизнедеятельности. Особенно стоит выделить крепкий иммунитет рыб для ингибирования, уничтожения патогенных микроорганизмов. Его формирование происходит за счет продуцирования особых пептидов, обладающих выраженным противомикробным действием. Такие пептиды содержат слюна, слизь, кровь рыбы — среды, в которые в первую очередь внедряются болезнетворные агенты.
Фармакологические препараты в организме человека метаболизируются, взаимодействуют не только с пораженными патологией тканями, но и абсолютно здоровыми клетками. Это приводит к сбоям в работе печени, почек, желудочно-кишечного тракта. Поэтому для науки особый интерес представляют пептиды рыб, не проявляющие агрессии, свойственной химическим веществам. Благодаря биологически активным пептидам клетки начинают правильно работать, стимулируя процессы регенерации. Для пептидов характерен эффект реставрации — восстановление поврежденного органа на фоне повышения активности иммунной системы.
Спектр применения пептидов
Биоактивные пептиды рыб отличаются от белков аминокислотным составом и аминокислотной последовательностью. Благодаря особенностям строения они проявляют многочисленные терапевтические свойства. Механизмы действия пептидов значительно разнятся, поэтому ученые ищут и успешно находят методы, использование которых повышает тот или иной эффект от применения биоактивных веществ. Доказано наличие у пептидов следующей фармакологической активности:
- иммуномодулирующей;
- противоопухолевой;
- противовоспалительной;
- цитопротекторной;
- противовирусной;
- противомикробной;
- регенерирующей;
- анальгетической.
Терапевтический эффект пептидов определяют их химическая структура, заряд и другие особенности строения. Проникнув в организм человека, пептиды избирательно действуют на поврежденные ткани. Они стимулируют формирование молодых и здоровых клеток, способных функционировать существенно дольше.
Методы получения пептидов из рыб
Ведущие способы выделения пептидов из сырья рыбной промышленности — жидкостная экстракция с использованием едких кислот, щелочей, ферментов, а также осаждение или высаливание высокомолекулярных веществ из предварительно приготовленных отваров. Методы получения варьируются в зависимости от вида исходных продуктов, технологической базы предприятия, нормативов качества готовой продукции.
Особенно востребован ферментативный гидролиз — извлечение биоактивных пептидов с помощью протеолитических энзимов: протеазы, а-химотрипсина, трипсина, папаина, бромелаина. Это ферменты природного происхождения, содержащиеся в исходном микробном, растительном и животном сырье.
Преимуществом ферментативного гидролиза является высокая сохранность аминокислот. Они практически не разрушаются и не вступают в дополнительные реакции, которые могут отрицательно сказаться на терапевтической эффективности. Подобный гидролиз также:
- экологически безопасен;
- проводится в «мягких» условиях (при температуре 35–50 градусов и атмосферном давлении);
- не требует больших энергетических затрат.
Нужно отметить, что в белках рыб пептиды находятся в неактивных формах. Они активизируются при создании ряда благоприятных условий, в том числе во время ферментативного гидролиза. При взаимодействии белков с водой и энзимами происходит их разложение с образованием биологически активных веществ.
Пептиды отличаются друг от друга физико-химическими свойствами, определяют которые молекулярная масса, строение, последовательность аминокислот. Чтобы выделить пептид с определенным фармакологическим действием, исходное сырье подвергается поэтапному ферментативному гидролизу. В процессе производства применяются специфические ферменты. В итоге получаются гидролизаты с разными молекулярными массами. Чтобы разделить их на фракции, используется мембранная ультрафильтрация. Задать структуру пептида с определенным воздействием позволяет изменение условий на определенном этапе производства. Для этого технологи понижают или повышают температуру сырья, время экстракции или осаждения.