(343) 2-687-687 Общий
(343) 2-688-688 Уралмаш
(343) 2-689-689 Центр

Химическая структура и свойства хитина и хитозана

Химическая структура и свойства ХИТИНА и ХИТОЗАНА

Хитин является главным компонентом панцирей ракообразных и насекомых. По химической структуре он относится к полисахаридам, мономером хитина является N-ацетил-1,4-b-D-глюкопиранозамин (рис. 1).

Рис. 1 Химическая структура хитина.

При деацетилировании хитина получается хитозан. По химической структуре хитозан является сополимером D-глюкозамина и N-ацетил-D-глюкозамина. В зависимости от эффективности реакции деацетилирования получаются хитозаны с различным числом деацетилирования – от 80 до 90%. Число деацетилирования показывает процентное содержание D-глюкозамина в молекуле хитозана, т.е. если речь идет о хитозане с числом деацетилирования 85%, то это означает, что в молекуле хитозана в среднем содержится 85% D- глюкозаминовых остатков и 15% N-ацетил-D-глюкозаминовых остатков.

Рис.2 Химическая структура хитозана.

Химические свойства хитозана зависят от его химической структуры. Большое количество свободных аминогрупп в молекуле хитозана определяет его свойство связывать ионы водорода и приобретать избыточный положительный заряд, поэтому хитозан является прекрасным катионитом. Кроме того, свободные аминогруппы и координационно связанные металлы определяют хелатообразующие и комплексо-образующие свойства хитозана. Химическая структура хитозана показана на рис.2. Сказанноеобъясняетспособность хитозана связывать и прочно удерживать ионы металлов (в частности радиоактивных изотопов и токсичных элементов) за счет разнообразных химических и электростатических взаимодействий.

Большое количество водородных связей, которые способен образовать хитозан, определяют его способность связывать большое количество органических водорастворимых вешеств, в том числе бактериальные токсины и токсины, образующиеся в толстом кишечнике в процессепищеварения.

С другой стороны, обилие водородных связей между молекулами хитозана приводит к его плохой растворимости в воде, поскольку связи между молекулами хитозана более прочные, чем между молекулами хитозана и молекулами воды. Вместе с тем, хитозан хорошо набухает и растворяется в органических кислотах – уксусной, лимонной, щавелевой, янтарной, причем он способен прочно удерживать в своей структуре растворитель, а также растворенные и взвешенные в нем вещества. Поэтому в растворенном виде хитозан обладает намного большими сорбционными свойствами, чем в нерастворенном.

АпифармХитозан также способен связывать предельные углеводороды, жиры и жирорастворимые соединенияза счет гидрофобных взаимодействий и эффекта молекулярного сита, что сближает его по сорбционным механизмам с циклодекстринами.

Расщепление хитина и хитозана до N-ацетил-D-глюкозамина и D-глюкозамина происходит под действием микробных ферментов – хитиназ и хитобиаз, поэтому они полностью биологически разрушаемы и не загрязняют окружающую среду.

Таким образом, хитозан является универсальным сорбентом, способным связывать огромный спектр веществ органической и неорганической природы, что определяет широчайшие возможности его применения в жизни человека.

Несмотря на огромную литературу о связи сорбционных свойств хитозана с его химической структурой, нельзя сказать, что исследования в области химии хитина/хитозана близки к завершению. Постоянно открываемые новые свойства этого вещества, в частности, обнаруженная биологическая активность еще не получила должного объяснения с точки зрения химической структуры. Имеющиеся данные, что характер биологической активности хитозана зависит от его молекулярного веса и величины деацетилирования, нуждаются в дальнейшей проверке и изучении. Эта работа является тем более актуальной, что выяснение связи химического строения и биологической активности позволит создавать вещества, сохраняющие известные свойства хитозана и обладающие новыми полезными качествами.

Биологическая активность ХИТОЗАНА

В результате многочисленных исследований к настоящему времени обнаружен рядбиологических эффектов хитозана:

  • Хитолангиполипидемический и гипохолестеринемический (связывает и выводит из организма избыток жиров и холестерина);
  • гепатопротекторный (снижает нагрузку на печень);
  • регулирует кислотность желудочного сока, обладает противоязвенным действием;
  • нормализует микрофлору кишечника;
  • антитоксический (связывает и выводит из организма токсичные элементы и кишечные токсины);
  • радиопротекторный (связывает и выводит радиоактивные изотопы);
  • иммуностимулирующий (стимулирует ряд функций иммунной системы, повышает устойчивость организма к инфекциям);
  • антиоксидантный (нейтрализует токсичные перекисные соединения);
  • антибактериальный и противовирусный (угнетает активность ряда микроорганизмов, защищает организм от некоторых вирусных инфекций);
  • регенерирующий (стимулирует заживление ран, язв, ожогов);

Для выведения из организма жиров и холестерина более эффективным является применение пищевого высокомолекулярного хитозана [9,16,18].

В настоящее время механизмы очистительного действия хитозана выглядят следующим образом.

При попадании высокомолекулярного хитозана в желудок натощак происходит его растворение и частичный гидролиз под действием желудочного сока, при этом низкомолекулярные фрагменты всасываются в кровь и лимфу. При последующем приеме пищи раствор хитозана пропитывает пищевой комок и связывает поступившие с пищей жиры. При дальнейшем продвижении пищи в 12-перстную кишку происходит постепенное повышение рН среды, при этом хитозан переходит из раствора в твердое состояние и еще более прочно связывает попавшие в него жиры, холестерин и желчные кислоты. Дальнейшее расщепление хитозана происходит только в толстом кишечнике под действием ферментов – хитиназ – вырабатываемых нормальной кишечной микрофлорой. Поскольку в толстом кишечнике жиры и холестерин не перевариваются и не всасываются, то они выводятся из организма в неизмененном виде.

Кроме того, хитозан, проходя по желудочно-кишечному тракту, связывает и выводит из организма различные токсические вещества – тяжелые металлы, радионуклиды [8], бактериальные токсины [2], глиадин (токсичные фракции растительных белков) [17], образуя пленку на стенках кишечника, оказывает противовоспалительное, антиоксидантное, регенерирующее действие, нормализует пристеночное пищеварение. За счет связывания токсичных веществ в кишечнике хитозан снижает нагрузку на печень и улучшает ее работу.

Антимикробное, противовоспалительное, антиоксидантное, иммуностимулиру-ющее, регенерирующее действие хитозана показано на ряде примеров его успешного применения в клинической практике – при лечении гнойного синуита у детей [15], при заболеваниях желудка и 12-перстной кишки [14], при лечении гнойных периоститов [1].

Таким образом, хитозан в желудочно-кишечном тракте оказывает комплексное действие, складывающееся из резорбтивных эффектов (т.е. наступающих в результате всасывания низкомолекулярных фрагментов хитозана), местных эффектов на поверхности слизистой оболочки и действия в просвете желудка и кишечника, запуская огромное разнообразие механизмов естественного оздоровления организма.

 

 

 

Понравился сайт и статья? Они у нас выходят регулярно. Вступайте в команду Урал Арго:

  • скидка 20% на продукцию
  • работаем ежедневно
  • доставка по всей России
  • 1900 видеороликов
  • учим зарабатывать в Арго
    Урал Арго

     

Антасюк Владимир
вернутся к списку статей