Средство для стимуляции работы в экстремальных условиях, способ его получения и его применения
Владельцы патента RU 2496504:
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научный центр биомедицинских технологий" Российской академии медицинских наук (RU)
Группа изобретений относится к области медицины. Средство представляет собой смесь пептидов с молекулярной массой 500-900 Да, полученных из головного мозга крупного рогатого скота и/или свиней возрастом до одного года, в частности из среднего мозга (mesencephalon), a именно из центрального серого вещества, окружающего сильвиев водопровод (aquaeductus cerebri Sylvii) с концентрацией смеси пептидов в средстве 5,0-10,0 мг/мл водного раствора или содержанием 5,0-10,0 мг/г в суппозитории на основе витепсола. Способ включает измельчение замороженного среднего мозга головного мозга крупного рогатого скота и/или свиней, гидролиз его при +20°С в присутствии пепсина, экстракцию, отделение экстракта от балластных веществ сепарированием через материалы с задерживающей способностью свыше 2000 Да, разделение очищенного экстракта флюидной экстракцией при критической температуре CO2 31,1°C и критическом давлении 7,3±0,1 атм., отделение фракциии 500-900 Да, растворение ее в воде и сушку лиофилизацией. Средство применяют в виде раствора в воде с концентрацией активного вещества 5,0-10,0 мг/мл для одноразового парентерального введения в дозе 10-30 мг, или в виде суппозитория на основе витепсола с содержанием активного вещества 5,0-10,0 мг/г для одноразового ректального введения в дозе 10-30 мг. Группа изобретений обеспечивает повышение работоспособности и выносливости у тренированных людей по меньшей мере на 10-12% по сравнению с исходными. 3 н.п. ф-лы, 5 пр., 10 табл., 2 ил.
Изобретение относится к области медицины и касается медицинских средств для специфического воздействия на функции организма.
Известны технические решения, выполненные на уровне изобретений, которые повышают работоспособность и выносливость лиц, подверженных интенсивным физическим нагрузкам [1-3].
Указанные технические решения представляют собой обогащенный фосфолипидами продукт питания [1] или белково-аминокислотные продукты питания [2] или белково-пептидные модули для производства продуктов питания [3] для питания спортсменов или других лиц, ведущих активный образ жизни.
Характерно, что вышеуказанные продукты питания или добавки к продуктам питания, во-первых, несущественно повышают работоспособность и выносливость и только после продолжительного (2-3 месяца и более) употребления указанных продуктов, и, во-вторых, повышение работоспособности и выносливости происходит в основном за счет увеличения мышечной массы и, в-третьих, указанные продукты питания не являются стимуляторами работоспособности и выносливости как таковыми, т.е. не отвечают необходимым требованиям для работы в экстремальных условиях.
В доступной научно-технической и патентной литературе не обнаружено аналогов и прототипа, отвечающих предложенному стимулятору для работы в экстремальных условиях.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данного изобретения, является повышение работоспособности и выносливости при работе в экстремальных условиях (предельные и запредельные и продолжительные физические нагрузки, стрессовые ситуации, и т.п.), например, при проведении спецопераций и тому подобных ответственных мероприятий, требующих сохранения высокой работоспособности в условиях экстремальных психо-эмоциональных нагрузок.
Также техническим результатом, на достижение которого направлено создание данного изобретения является получение высокоактивного средства для стимуляции работы в экстремальных условиях.
Поставленный технический результат достигается тем, что заявляемое средство для стимуляции работы в экстремальных условиях представляет собой смесь пептидов с молекулярной массой 500-900 Да, полученных из головного мозга крупного рогатого скота или свиней возрастом до одного года, в частности из среднего мозга (mesencephalon), а именно из центрального серого вещества, окружающего сильвиев водопровод (aquaeductus cerebri Sylvii) при концентрации пептидов в средстве 5,0-10,0 мг/мл в водном растворе или 5,0-10,0 мг/г в суппозитории.
Поставленный технический результат также достигается тем, что способ получения средства для стимулирования работы в экстремальных условиях включает отделение из головного мозга крупного рогатого скота или свиней возрастом до одного года, среднего мозга (mesencephalon), а именно центрального серого вещества, окружающего сильвиев водопровод (aquaeductus cerebri Sylvii), замораживание его измельчение замороженных частей, гомогенизацию, гидролиз в присутствии пепсина, экстракцию и отделение экстракта от балластных веществ сепарированием через материалы с задерживающей способностью свыше 2000 Да и осаждение фракции до 2000 Да 30% раствором уксусной кислоты, промывание осадка ацетоном, растворение осадка в воде и выделение фракции 500-900 Да из растворенного экстракта сверхкритической флюидной экстракцией при критической температуре CO2 31,1°C и критическом давлении 7,3±0,1 атм., растворение фракции 500-900 Да в воде и сушку лиофилизацией и далее приготовление средства путем растворения фракции 500-700 Да при массовом содержании 5,0-10,0 мг/мл в водном растворе или путем введения лиофилизированной фракции 500-900 Да в витепсол до содержания 5,0-10,0 мг/г и последующим формованием суппозиториев.
В качестве сырья для получения пептидов используют части отделов головного мозга забитого крупного рогатого скота и/или свиней (КРС) не старше 1 года, в частности среднего мозга (mesencephalon), а именно центрального серого вещества, окружающего сильвиев водопровод (aquaeductus cerebri Sylvii).
Гидролиз измельченных частей отделов головного мозга осуществляют либо в кислой среде (уксусная кислота+хлористый цинк), либо в присутствии протеолитических ферментов - сериновых протеаз - грибковой сериновой эндопротеазы, пепсина, пектофостидина (П10Х) и т.п.
Отделение активных компонентов средства в процессе гидролиза и разделения гидролизата осуществляют методами ультрафильтрации и препаративной хроматографии, и в частности сверхкритической флюидной экстракцией.
Предлагаемое средство для стимулирования работы в экстремальных условиях представляет собой водный раствор смеси пептидов с молекулярной массой 500-900 Да, полученных методом сверхкритической флюидной экстракции очищенного и отфильтрованного гидролизата частей отделов головного мозга забитого крупного рогатого скота и/или свиней (КРС) не старше 1 года, в частности среднего мозга (mesencephalon), а именно центрального серого вещества, окружающего сильвиев водопровод (aquaeductus cerebri Sylvii), с концентрацией 5,0-10,0 мг/мл или содержанием 5,0-10,0 мг/г в суппозитории на основе витепсола.
Следует также отметить, что заявляемое средство не вызывает ни зависимости ни пристрастия (привыкания).
Еще одной существенной особенностью заявляемого средства является то, что аналитическими средствами оно может быть обнаружено в крови реципиента только в течение первых 15-25 мин. после парентерального введения (а при ректальном введении оно вообще не может быть обнаружено современными аналитическими средствами).
Указанное обстоятельство имеет решающее значение в практике стимулирования спортсменов.
Получают средство для стимулирования работы в экстремальных условиях следующим образом.
У забитых животных (11-месячные телята и 8-месячные поросята) извлекают головной мозг, иссекают центральное серое вещество среднего мозга, окружающее сильвиев водопровод (Б), указанные части головного мозга замораживают меньшей мере до и -40°C [4] и затем измельчают и гомогенизируют в воде, гомогенат затем подвергают гидролизу при +20°C в присутствии пепсина, далее гидролизат экстрагируют, отделяют экстракт от балластных веществ сепарированием через материалы с задерживающей способностью свыше 2000 Да, разделяют очищенный экстракт флюидной экстракцией при критической температуре CO2 31,1°C и критическом давлении 7,3±0,1 атм., отделяют фракцию 500-900 Да, растворяют ее в воде и сушат лиофилизацией; (выход 0,35 г/100 г сырья) далее готовят средство путем растворения фракции 500-900 Да в воде до концентрации 5,0-10,0 мг/мл или путем введения фракции 500-900 Да в витепсол до содержания 5,0-10,0 мг/г и последующим формованием суппозиториев.
Исследование влияния заявляемого средства на повышение адаптогенной активности, работоспособности и выносливости человека (и животных), находящихся в состоянии высокой физической и психоэмоциональной нагрузки проводят в соответствии с ГОСТ Р 15.105-2001, по стандартным операционным процедурам лабораторий и согласно «Правилам лабораторной практики в Российской Федерации» (Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации №267 от 19.06.2003 г.), а также национальному стандарту Российской федерации «Принципы надлежащей лабораторной практики» ГОСТ Р 53434 - 2009.
Пример 1
Определяют изменение физической работоспособности беспородных белых крыс при нагрузках аэробной мощности.
Влияние заявляемого средства на физическую работоспособность определяют измерением продолжительности бега на тредбане от начала бега до момента развития у животного состояния окончательного отказа от выполнения физической нагрузки. Продолжительность одного цикла испытаний 27 дней.
Испытание проводят по следующей схеме. Предварительная тренировка животных на стенде (тредбан, 1 день, 10 мин при угле наклона ленты беговой дорожки 20° и ее скорости 23 м/мин), введение средства животным (в течение 21 дня), наблюдение животных после прекращения введения средства (7 дней). Повторный цикл испытаний с введением средства проводят через 30 дней после 21-го дня (прекращение введения средства). Цикл таким образом составляет 21 день, 30 дней, 21 день и т.д.
Формируют 2 группы лабораторных крыс по 12 голов. Первая группа получает заявляемое средство, вторая - (контроль) - физиологический раствор. Препараты вводят ректально. Дозы введения: средства 0,29 мг/гол., Через 40 минут после введения средства - бег 15 минут при скорости 27 м/мин и при наклоне ленты 20°. Напряжение - 40 В. Показатели снимают на 1, 8, 15, 21 и 27 день эксперимента. Основной показатель - суммарное время контакта крысы с электроплощадкой и время бега.
Выносливость крыс при беге на тредбане представлена в Таблице 1.
| Таблица 1 | |||||
| Заявляемое средство | 1-й день | 8-й день | 15-й день | 21-й день | 27-й день |
| бег (сек) | 254±25 | 258±18 | 259±28 | 229±15 | 206±11 |
| Контрольная группа | |||||
| бег (сек) | 241±26 | 203±23 | 168±21 | 133±13 | 143±13 |
Как видно из Таблицы 1 выносливость крыс по сравнению с контрольной группой возрастает значительно.
На Фиг.1 (см. стр.8 описания) представлено влияние заявляемого средства на выносливость подопытных животных от исходной (100%). Области 20 дней представляют применение заявляемого средства, 30 дней - перерыв в применении. На оси абсцисс отложено время испытаний (дни) и на оси ординат - изменение выносливости в процентах от исходного значения.
На Фиг.2 (см. стр.8 описания) представлено влияние заявляемого средства на выносливость подопытных животных при контакте с электростимулирующей площадкой тредбана. На оси абсцисс отложено время испытаний (дни) и на оси ординат - продолжительность контакта. Линии 1 и 2 показывают действие заявляемого средства и данные по контрольной группе соответственно.
Пример 2
Для выявления фармакологической активности заявляемого средства проводят тест «отчаяния» или вынужденного плавания, который отражает состояние депрессии животных. Тест принудительного плавания представляет собой комбинированный жесткий вид стресса, сочетающий физический и эмоциональный компоненты.
В эксперименте животных обеих групп подвергают стрессу - плаванию в бассейне с грузом. Температура воды +24°C.
Результаты испытаний представлены в Таблице 2
| Таблица 2 | |||||
| Заявляемое средство | 1-й день | 8-й день | 15-й день | 22-й день | 27-й день |
| Первый заплыв | 79,7±5,4 | 125,5±6,2 | 178,0±6,4 | 218,0±6,6 | 197,8±4,7 |
| Повторный | 58,2±4,2 | 91,9±5,3 | 144,0±7,6 | 187,3±5,4 | 162,0±3,3 |
| Третий | 66,8±4,3 | 101,3±5,5 | 147,8±3,8 | 181,6±6,7 | 176,3±4,2 |
| Контрольная группа | |||||
| Первый заплыв | 63,8±3,3 | 66,8±2,6 | 71,0±3,2 | 71,9±3,9 | 91,4±3,3 |
| Повторный | 49,3±3,5 | 46,4±2,4 | 52,7±2,7 | 54,5±3,0 | 68,7±3,2 |
| Третий | 53,9±2,7 | 54,7±2,2 | 62,3±3,0 | 62,3±3,4 | 79,8±2,9 |
Пример 3 (Тест на гипоксию)
Мерой оценки чувствительности животных к острой гипобарической гипоксии служит продолжительность жизни на «высоте». Каждое животное «поднимают» на критическую высоту (11,5 тыс.м) со скоростью 165 м/сек, где оно находилось до агонального состояния.
Обозначения:
ВПП - время первого падения (переход в лежачее положение), характеризующее порог реакции организма на данное воздействие.
ВЖ - время жизни на «высоте» (до появления агонального дыхания).
ВВП - время восстановления позы после «спуска» животного с «высоты»
КЭЗ - коэффициент эффективности защиты (время жизни в опыте/время жизни в контроле)
Результаты испытаний острой гипобарической гипоксии представлены в Таблице 3
| Таблица 3 | |||||
| Показатель | 1 день | 8 день | 15 день | 22 день | 27 день |
| Заявляемое средство | |||||
| ВПП, сек | 10±1,1 | 10,8±1,0 | 9,2±1,0 | 9,2±1,2 | 10,4±0,9 |
| ВЖ, сек | 104,2±6,2 | 113,8±5,4 | 128,8±6,4 | 191,3±5,9 | 186,3±6,5 |
| ВВП, сек | 24,6±2,3 | 22,1±2,1 | 17,9±1,9 | 16,3±1,5 | 17,1±0,9 |
| Контрольная группа | |||||
| ВПП, сек | 7,92±0,74 | 8,75±0,65 | 7,5±0,75 | 8,75±0,65 | 10±0,62 |
| ВЖ, сек | 105,8±6,2 | 92,9±5,5 | 95,8±3,7 | 107,1±6,3 | 97,1±5,1 |
| ВВП, сек | 24,2±2,6 | 21,3±1,5 | 23,3±2,3 | 25,8±2,0 | 25,4±1,9 |
Показатели эффективности защиты (КЭЗ)* при острой гипобарической гипоксии (к собственным фоновым показателям) представлены в Таблице 4
| Таблица 4 | ||||
| Группы | КЭЗ | |||
| 8 день | 15 день | 22 день | 27 день | |
| Заявляемое средство | 1,09 | 1,24 | 1,83 | 1,59 |
| Контрольная группа | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Пример 4
Воздействие заявляемого средства на крупных лабораторных животных (мини-свиньи) при максимальных физических нагрузках.
Формируют 2 группы по 6 голов мини-свиней массой 18±1,9 кг, самцы, возраст 8 месяцев. Первая группа получает заявляемое средство, вторая - (контроль) - плацебо. Препараты вводят ректально. Доза введения: 0,28 мг/кг, контрольной группе вводят ректальную форму плацебо.
Животных принудительно заставляют бежать по беговой дорожке (Torneo Т-203). Измеряют продолжительность бега и пройденную дистанцию.
Показатели выносливости мини-свиней при беге на тредбане представлены в Таблице 6
| Таблица 6 | |||||
| Заявляемое средство | 1-й день | 8-й день | 15-й день | 21-й день | 27-й день |
| продолжительность бега (мин) | 26,0±1,1 | 28,1±1,0 | 29,8±0,6 | 31,0±1,2 | 31,3±1,4 |
| пройденное расстояние (м) | 2600±130 | 2900±120 | 3100±100 | 3300±150 | 3400±100 |
| контрольнная группа | |||||
| продолжительность (мин) | 26,6±1,2 | 27,0±1,4 | 27,9±1,3 | 28,2±0,9 | 28,2±1,9 |
| пройденное расстояние (м) | 2500±120 | 2600±150 | 2700±150 | 2900±150 | 2900±150 |
Следует отметить, что одновременно с повышением выносливости у мини-свиней повышалась и скорость передвижения.
Пример 5
Испытания действия заявляемого средства проводят на спортсменах-добровольцах.
Отбирают велосипедистов (12 человек с близкими антропометрическими данными, возраст 20-22 года), также отбирают пловцов (12 человек с близкими антропометрическими данными, возраст 18-20 лет). Как велосипедистов, так и пловцов разделяют на 2 группы по 6 человек в каждой. Первая группа получает заявляемое средство, вторая - (контроль) - физиологический раствор. Препараты вводят ректально. Доза введения: 10,0 мг.
Влияние заявляемого средства на физическую работоспособность велосипедистов определяют измерением продолжительности «гонок» на велоэргометре с регулируемой нагрузкой (911S) от начала «гонки» до момента развития у спортсмена состояния окончательного отказа от выполнения физической нагрузки. В Таблице 7 представлено влияние заявляемого средства на физическую работоспособность велосипедистов при максимальной скорости (спурт)
| Таблица 7 | |||||
| Заявляемое средство | 1-й день | 8-й день | 15-й день | 21-й день | 27-й день |
| продолжительность «гонки» (мин) | 4,2±0,1 | 5,6±0,2 | 6,1±0,3 | 6,7±0,1 | 6,6±0,2 |
| контрольная группа | |||||
| продолжительность «гонки» (мин) | 4,3±0,3 | 4,5±0,1 | 4,6±0,2 | 4,6±0,5 | 4,5±0,1 |
В Таблице 8 представлено влияние заявляемого средства на физическую работоспособность велосипедистов при стайерской скорости
| Таблица 8 | |||||
| Заявляемое средство | 1-й день | 8-й день | 15-й день | 21-й день | 27-й день |
| пройденное расстояние (м) | 7200±130 | 8900±120 | 10400±120 | 11600±100 | 10900±100 |
| контрольная группа | |||||
| пройденное расстояние (м) | 6300±120 | 6500±150 | 6900±100 | 7100±100 | 6900±150 |
Влияние заявляемого средства на общую физическую выносливость пловцов (кроль) определяют измерением продолжительности плавания со скоростью 60-62% от соревновательной от начала заплыва до момента развития у спортсмена состояния отказа от выполнения физической нагрузки. В Таблице 9 представлено влияние заявляемого средства на общую физическую выносливость пловцов.
| Таблица 9 | |||||
| Заявляемое средство | 1-й день | 8-й день | 15-й день | 21-й день | 27-й день |
| продолжительность плавания (мин) | 25,0±1 | 27,0±3 | 31,0±2 | 35,0±3 | 34,0±3 |
| контрольная группа | |||||
| продолжительность плавания (мин) | 24,0±2 | 25,0±3 | 24,0±2 | 23,0±5 | 22,0±4 |
Влияние заявляемого средства на скоростные возможности пловцов определяют измерением пройденного расстояния за 5 минут плавания со скоростью предположительно ~95% от соревновательной. В Таблице 10 представлено влияние заявляемого средства на скоростные возможности пловцов.
| Таблица 10 | |||||
| Заявляемое средство | 1-й день | 8-й день | 15-й день | 21-й день | 27-й день |
| Скорость (км/час при 95% нагрузки) | 4,85±0,1 | 5,8±0,1 | 6,2±0,1 | 6,7±0,1 | 6,5±0,1 |
| контрольная группа | |||||
| Скорость (км/час при 95% нагрузки) | 4,9±0,1 | 5,0±0,1 | 5,1±0,1 | 5,0±0,1 | 4,7±0,1 |
Как видно из описания, приведенных примеров воздействия заявляемого средства на работоспособность в экстремальных условиях (особенно при воздействии экстремальных физических и психоэмоциональных нагрузок), а также из сопоставления с контрольными примерами заявляемое средство стимулирует повышение работоспособности и выносливости у тренированных людей по меньшей мере на 10-12% по сравнению с исходными,
Источники информации
1. RU 2370158 C2, М.кл. A23L 1/30, опубл. 2010 г.
2. RU 2375923 C2, М.кл. A23L 1/30, опубл. 2010 г.
3. RU 2388350 C2, М.кл. A23L 1/30, опубл. 2010 г.
1. Средство для стимулирования работы в экстремальных условиях, характеризующееся тем, что оно представляет собой смесь пептидов с молекулярной массой 500-900 Да, полученных из головного мозга крупного рогатого скота или свиней возрастом до одного года, в частности из среднего мозга (mesencephalon), а именно из центрального серого вещества, окружающего сильвиев водопровод (aquaeductus cerebri Sylvii), при концентрации смеси пептидов в средстве 5,0-10,0 мг/мл в водном растворе или содержании 5,0-10,0 мг/г в суппозитории на основе витепсола.
2. Способ получения средства для стимулирования работы в экстремальных условиях по п.1, характеризующийся тем, что у забитых животных извлекают головной мозг, иссекают центральное серое вещество среднего мозга (mesencephalon), окружающее сильвиев водопровод (aquaeductus cerebri Sylvii), указанные части головного мозга замораживают по меньшей мере до -40°С, затем измельчают и гомогенизируют в воде, гомогенат подвергают гидролизу при 20°С в присутствии пепсина, далее гидролизат экстрагируют, отделяют экстракт от балластных веществ сепарированием через материалы с задерживающей способностью свыше 2000 Да, разделяют очищенный экстракт флюидной экстракцией при критической температуре CO2 31,1°С и критическом давлении (7,3±0,1) атм., отделяют фракцию 500-900 Да, растворяют ее в воде и сушат лиофилизацией и далее готовят средство путем растворения полученной фракции в воде при концентрации 5,0-10,0 мг/мл или путем введения полученной фракции в витепсол до содержания 5,0-10,0 мг/г с последующим формованием суппозиториев.
3. Применение средства для стимулирования работы в экстремальных условиях по пп.1 и 2 в виде водного раствора с концентрацией активного вещества 5,0-10,0 мг/мл для одноразового парентерального введения в дозе 10-30 мг или в виде суппозитория на основе витепсола с содержанием активного вещества 5,0-10,0 мг/г для одноразового ректального введения в дозе 10-30 мг.
