21

МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ І.Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО

На правах рукопису

УДК 577.12:57.088

ПЛАСКОНІС ЮЛІЯ ЮРІЇВНА

РОЗРОБКА СКЛАДУ ТА ТЕХНОЛОГІЇ НАСТОЙКИ ІЗ ЛИСТЯ ШОВКОВИЦІ МЕТОДОМ ГІДРОДИНАМІЧНОЇ КАВІТАЦІЇ

15.00.01 – технологія ліків, організація фармацевтичної справи та судова фармація

ДИСЕРТАЦІЯ

на здобуття наукового ступеня кандидата

фармацевтичних наук

Науковий керівник:

Соколова Людмила Володимирівна

Кандидат фармацевтичних наук, доцент,

декан фармацевтичного факультету

Тернопільського державного

медичного університету

імені І.Я. Горбачевського

Тернопіль 2012

ЗМІСТ
	Стор.
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ	4
ВСТУП	5
РОЗДІЛ 1 ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ. ШОВКОВИЦЯ - ДЖЕРЕЛО БІОЛОГІЧНО АКТИВНИХ РЕЧОВИН. СУЧАСНИЙ СТАН СТВОРЕННЯ ЕКСТРАКТИВНИХ ПРЕПАРАТІВ	12
1.1. Ботанічна характеристика та розповсюдження шовковиці чорної	12
1.2. Хімічний склад і фармакологічні властивості шовковиці та її застосування в медичній та фармацевтичній практиці	15
1.3. Маркетинговий аналіз фармацевтичного ринку лікарських препаратів і біологічно активних добавок на основі шовковиці	21
1.4. Сучасні наукові тенденції щодо створення екстрактивних фітопрепаратів	28
1.5. Гідродинамічна кавітація - сучасний напрямок отримання екстрактивних препаратів	32
Висновки до розділу 1	36
РОЗДІЛ 2 ОБҐРУНТУВАННЯ ЗАГАЛЬНОЇ КОНЦЕПЦІЇ І МЕТОДІВ ДОСЛІДЖЕНЬ. ОБ’ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ	37
2.1. Вибір загальної методології досліджень	37
2.2. Об’єкти досліджень	38
2.3. Методи досліджень	39
Висновки до розділу 2	53
РОЗДІЛ 3 МАРКЕТИНГОВИЙ АНАЛІЗ РИНКУ ПЕРОРАЛЬНИХ ГІПОГЛІКЕМІЧНИХ ЗАСОБІВ	54
3.1. Маркетинговий аналіз ринку протидіабетичних лікарських засобів.	54
3.2. Цінова політика пероральних гіпоглікемічних препаратів	64
Висновки до розділу 3	67
РОЗДІЛ 4 РОЗРОБКА СКЛАДУ НАСТОЙКИ ЛИСТЯ ШОВКОВИЦІ.	69
4.1. Вивчення технологічних параметрів сухого листя шовковиці	69
4.2. Обґрунтування вибору лікарської форми та типу екстрагента	78
4.3. Дослідження процесу екстрагування біологічно активних речовин з листя шовковиці	82
4.4. Дослідження з обґрунтування складу настойки шовковиці методом математичної статистики.	95
4.5. Вивчення фармакологічних властивостей 40% та 70 % настойок листя шовковиці.	103
Висновки до розділу 4	114
РОЗДІЛ 5 ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ НАСТОЙКИ ЛИСТЯ ШОВКОВИЦІ МЕТОДОМ ГІДРОДИНАМІЧНОЇ КАВІТАЦІЇ.	116
5.1. Вивчення впливу гідродинамічної кавітації на екстрагент.	116
5.2. Дослідження умов оптимального впливу гідродинамічної кавітації на вилучення біологічно активних речовин із листя шовковиці.	121
5.3. Динаміка екстрагування біологічно активних речовин із листя шовковиці за умов кавітаційної обробки.	125
5.4. Розробка технології настойки листя шовковиці.	131
Висновки до розділу 5	138
РОЗДІЛ 6 ФІЗИКО-ХІМІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ НАСТОЙКИ ЛИСТЯ ШОВКОВИЦІ	139
6.1. Вивчення фізико-хімічних показників настойки листя шовковиці.	139
6.2. Розробка якісного визначення діючих речовин в настойці листя шовковиці.	140
6.3. Обґрунтування методик кількісного визначення основних компонентів в настойці листя шовковиці	142
6.4. Визначення стабільності настойки листя шовковиці у процесі зберігання.	153
Висновки до розділу 6	160
ВИСНОВКИ	161
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ	164
ДОДАТКИ	182

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

АТС – Anatomical Therapeutic Chemical classification system

БАД – біологічно активна добавка

^{БАР – біологічно активні речовини}

БОВ (4:1:2) – система розчинників н - бутанол - оцтова кислота-вода (4:1:2)

ВКЯ – відділ контролю якості

ДСТУ – державний стандарт України

ДФУ – державна фармакопея України

ЛЗ – лікарський засіб

ЛРС – лікарська рослинна сировина

МКЯ – методи контролю якістю

НД – нормативна документація

ПОЛ – перекисне окиснення ліпідів

СНШ – спиртова настойка шовковиці

СОД – супероксиддисмутаза

СФ – спектрофотометр

ТУ- технічні умови

ТШХ – тонкошарова хроматографія

УФ – ультрафіолетове випромінювання

ФС – фармакопейна стаття

ФСЗ – фармакопейний стандартний зразок

ЦД – цукровий діабет

ВСТУП

Актуальність теми. В Україні на сьогодні понад 1 млн. діабетиків, проте насправді ця цифра у 2-2,5 рази більша, позаяк значна частина пацієнтів на ранніх стадіях хвороби навіть не здогадується про неї. Незважаючи на значні клінічні досягнення, лікування цукрового діабету залишається важливим медико-соціальним завданням. У комплексі з антидіабетичними пероральними засобами обґрунтоване застосування лікарських рослин, що дозволяє досягнути максимальної виразності основних терапевтичних ефектів завдяки багатогранній фармакодинаміці останніх. Одночасне використання фітопрепаратів з антидіабетичними засобами доповнює та посилює основну фармакологічну дію останніх, що дозволяє одночасно впливати практично на всі ланки патогенезу цукрового діабету, а у деяких випадках сприяти зменшенню дози гіпоглікемічних препаратів та уникати ускладнень терапії. (Яковлева Л.В., 2008 р., Jia W 2003 р.).

У вирішенні означеної проблеми одне із головних місць займає дослідження нових видів лікарської рослинної сировини з цукрознижувальними властивостями і фармацевтична розробка лікарських препаратів на їх основі з науковим обґрунтуванням складу, технології та з доведеною фармакологічною активністю.

Особливий інтерес в аспекті вищевикладеного становить шовковиця, яка в народній медицині використовується при легких формах цукрового діабету.

У листі шовковиці виявлено флавоноїди (рутин, гіперозид, кверцетин), дубильні речовини, кумарини (остол), полісахариди, алкалоїди, органічні кислоти, вітаміни, макро- та мікроелементи. Сучасними науковцями доведено, що саме флавоноїди, полісахариди, органічний хром та алкалоїди обумовлюють гіпоглікемічну дію препаратів із листя шовковиці. Дія флавоноїдів при цукровому діабеті фактично полягає в пригніченні активності ферменту – альдозоредуктази, який викликає відновлення глюкози, перетворюючи її в гексітол. За допомогою осмосу гексітол відтягує велику кількість води з крові і утримує його поза клітинами, що порушує їх нормальне функціонування. Полісахариди і органічний хром сприяють виробленню інсуліну підшлунковою залозою. Алкалоїди з листя шовковиці сприяють пригніченню перетворення вуглеводів в тонкій кишці в глюкозу, що сприяє зниженню рівня цукру в крові.

Слід також зазначити фактичну обмеженість лікарських препаратів на основі шовковиці. На даний час в Україні зареєстровані лише два лікарських препарати закордонного виробництва – це таблетки Лотосонік і Бальзам Хо.

Проблемним питанням технології настойок і екстрактивних препаратів присвячені роботи Т.Г. Ярних, О.І. Тихонова, О.Г. Башури, Л.І. Яковенко, О.І. Зайцева, В.В. Дем’яненко, Н.П. Половко, Т.М. Ковальової та інших, проте наукові підходи до розробки настойок вимагають подальшого ретельного експериментального обґрунтування, зокрема при використанні гідродинамічної кавітації. Тому розробка науково обґрунтованого складу і технології вітчизняного лікарського препарату у формі настойки на основі шовковиці методом гідродинамічної кавітації з гіпоглікемічною дією є актуальною.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є фрагментом комплексної науково-дослідної теми кафедри фармацевтичних дисциплін Тернопільського державного медичного університету ім. І.Я. Горбачевського «Пошук, створення, стандартизація лікарських препаратів і біологічно-активних добавок різних фармакотерапевтичних груп» (номери державної реєстрації 0103U001555, 0107U004463) і виконана у відповідності до плану проблемної комісії «Фармація» МОЗ та АМН України.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розробка науково обґрунтованого складу, технології настойки шовковиці методом гідродинамічної кавітації та її дослідження.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

• провести аналіз літературних джерел та електронних посилань всесвітньої мережі Internet й узагальнити дані стосовно хімічного складу, використання в медицині та створенню препаратів і функціональних харчових продуктів на основі шовковиці; проаналізувати стан сучасних досліджень і тенденцій в галузі отримання екстрактивних препаратів із рослинної сировини, зокрема методом гідродинамічної кавітації;

• провести маркетинговий аналіз цінової та товарної політики лікарських препаратів, представлених на фармацевтичному ринку України для лікування та профілактики цукрового діабету;

• вивчити технологічні властивості листя шовковиці;

• теоретично та експериментально обґрунтувати вибір екстрагенту;

• провести комплекс технологічних, фізико-хімічних, математичних досліджень з метою вибору та обґрунтування оптимального складу настойки із шовковиці;

• теоретично та експериментально обґрунтувати та розробити оптимальну технологію настойки в лабораторних і промислових умовах;

• дослідити фізико-хімічні властивості, опрацювати методики якісного і кількісного аналізу настойки із листя шовковиці;

• провести дослідження по встановленню основних показників якості настойки, обґрунтувати термін придатності та розробити проект методів контролю якості (МКЯ) настойки із листя шовковиці;

• довести специфічну фармакологічну активність та безпечність розробленого засобу;

• розробити проекти технологічного промислового регламенту на виробництво лікарського засобу та методів контролю якості (МКЯ) і провести їх апробацію в умовах промислового виробництва.

Об'єкт дослідження. Об'єктами дослідження є листя шовковиці, водно-спиртові витяги та настойка, одержані з указаної сировини.

Предмет дослідження: склад, раціональна технологія та дослідження настойки на основі листя шовковиці методом гідродинамічної кавітації, методи стандартизації, специфічна біологічна активність, нешкідливість, термін придатності препарату.

Методи дослідження. При вирішенні поставлених у роботі завдань були використані загальноприйняті органолептичні, технологічні (дробна мацерація, перколяція, гідродинамічна кавітації, визначення насипної густини, тощо), маркетингові, фізичні, фізико-хімічні (визначення густини, рН, показнику заломлення, спектрофотометрія, тонкошарова хроматографія), математичні (дисперсійний і регресійний аналіз, статистична обробка результатів), біологічні (вивчення специфічної фармакологічної дії та токсикологічних показників безпеки) методи досліджень, які рекомендовані ДФУ, іншими сучасними науковими джерелами та дозволяють об’єктивно і повно оцінити якісні та кількісні показники розробленого лікарського засобу на підставі експериментально одержаних та статистично оброблених результатів.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше теоретично та експериментально обґрунтовано раціональний склад та технологію нового лікарського засобу – настойки на основі листя шовковиці методом гідродинамічної кавітації із цукрознижувальною дією. За результатами досліджень отримано два патенти України на корисну модель: № 60250 «Спосіб отримання настойки шовковиці методом гідродинамічної кавітації» (зареєстровано в Державному реєстрі патентів України на корисні моделі 10.06.2011 р.) та № 64704 «Спосіб корекції токсичних уражень печінки» (зареєстровано в Державному реєстрі патентів України на корисні моделі 10.11.2011 р.). Підготований до друку посібник «Теорія і практика екстрагування у фармацевтичній і харчовій промисловостях».

Вперше як перспективну лікарську сировину рослинного походження використано листя шовковиці для створення настойки на її основі. Всебічно вивчені деякі технологічні параметри листя шовковиці, які впливають на повноту виходу біологічно активних речовин в процесі екстракції.

Вперше досліджено інтенсифікуючий вплив гідродинамічної кавітації та наступних чинників: ступеня подрібнення сировини, природи екстрагенту, співвідношення сировина-екстрагент, а також умови екстрагування для максимального вилучення біологічно активних речовин з листя шовковиці.

Всебічно вивчені технологічні, фізико-хімічні властивості розробленого лікарського засобу, запропоновано сучасні методи контролю якості за відібраними параметрами.

Уперше вивчено та доведено високу цукрознижувальну активність розробленої настойки шовковиці, що перевищує активність рослинного збору «Арфазетин».

Вивчений ринок лікарських засобів вітчизняного та закордонного виробництва для лікування цукрового діабету та проведений маркетинговий аналіз товарної й цінової політики.

Практичне значення одержаних результатів. Запропоновано для практичної медицини новий вітчизняний лікарський засіб у вигляді настойки на основі листя шовковиці із вираженою гіпоглікемічною дією для комплексного лікування цукрового діабету.

Розроблено проект технологічного промислового регламенту на виробництво настойки листя шовковиці. Технологія виготовлення настойки листя шовковиці апробована в умовах промислового виробництва ВАТ «Тернопільська фармацевтична фабрика» (акт апробації від 11.07.2011 р.).

Розроблено, затверджено ПК «Фармація» (протокол № 57 від 17.12.2008 р.) і видано через Укрмедпатентінформ інформаційний лист: «Визначення суми флавоноїдів у настоянці листя шовковиці» (випуск 7 з пробл. «Фармація». – № 47–2009. – 3 c., автори: Ю.Ю Пласконіс, Л.В. Соколова), який апробовано в Тернопільській державній інспекції з контролю якості лікарських засобів (акт апробації від 21.07.2010 р.).

Розроблено проект методів контролю якості (МКЯ) настойки листя шовковиці з урахуванням вимог ДФУ, який апробовано у ВТК ВАТ «Тернопільська фармацевтична фабрика» (акт апробації від 07.07.2011 р.) та Тернопільської державної інспекції з контролю якості лікарських засобів (акт впровадження від 21.07.2010 р.).

Фрагменти роботи впроваджені до навчального і виробничого процесу ряду вищих навчальних закладів України, зокрема: на кафедрі промислової фармації, кафедрі заводської технології ліків, аптечної технології ліків ім. Д.П. Сало Національного фармацевтичного університету (акти впровадження від 17.05.2011 р., 27.05 2011 р., 02.11.2011 р.), на кафедрі технології ліків Запорізького державного медичного університету (акт впровадження від 15.03.2011 р., 06.10.2010 р.), на кафедрі фармацевтичної технології і біофармації Національної медичної академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика (акт впровадження від 03.02.2011 р.), на кафедрі технології лікарських засобів Одеського національного медичного університету (акт впровадження від 19.05.2011 р. ), на кафедрі організації та економіки фармації і технології ліків Івано-Франківського національного медичного університету (акт впровадження від 08.11.2011 р.), на кафедрі технології ліків і організації економіки фармації Луганського державного медичного університету (акт впровадження від 12.05.2011 р.), кафедри фармацевтичних дисциплін Тернопільського державного медичного університету імені І.Я. Горбачевського (акт впровадження від 17.05.2010.р.), на кафедрі фармації Буковинського державного медичного університету (акт впровадження від 15.09.2011 р.).

Особистий внесок дисертанта. Разом із науковим керівником визначено мету та основні завдання досліджень, розроблено методичні підходи, на основі яких обрано методи виконання практичної частини дисертації. Автором самостійно проведено аналіз літератури, маркетингові та експериментальні дослідження, здійснено їх статистичну обробку, опрацьовано й узагальнено результати досліджень. Здобувачем обґрунтовано і експериментально підтверджено вибір оптимальної лікарської форми, досліджено вплив гідродинамічної кавітації на динаміку вилучення БАР із рослинної сировини, проведено технологічні, фізико-хімічні дослідження розробленого препарату, теоретично та експериментального обґрунтовано склад і технологію, а також сформульовано висновки проведеної роботи. Проведено технологічні дослідження властивостей листя шовковиці, розроблені методики контролю якості настойки листя шовковиці, встановлено термін зберігання препарату.

Підготовлено і опубліковано наукові праці у співавторстві з доц. Л.В. Соколовою, проф. Фіра Л.С., Медвідь І.І., Соколовою А.Є., Пидою В.П., Криськів Л.С. Особистий внесок автора наведений у тексті дисертаційної роботи.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи викладені та обговоренні на: Х, ХІ, ХІІ, ХІІІ Міжнародних медичних конгресах студентів і молодих вчених (Тернопіль, 2006, 2007, 2008, 2009 р.р.), Міжнародних науково-практичних конференціях з міжнародною участю «Науково-технічний прогрес і оптимізація технологічних процесів створення лікарських препаратів» (Тернопіль 2009, 2010, 2011), ІХ Міжнародній науково-практичній конференції «Студенческая медицинская наука ХХІ века» (Вітебськ, 2009), Всеросійській науково-практичній інтернет-конференції з міжнародною участю «Современные аспекты разработки и совершенствования состава и технологии лекарственных форм» (Курськ, 2010), науково-практичній конференції з міжнародною участю «Ліки - людині. Сучасні проблеми створення, вивченні і клінічної апробації лікарських засобів» (Харків, 2011), ІV з’їзді апітерапевтів України (Київ, 2011).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 17 робіт, у тому числі 4 статті у наукових фахових журналах, 2 статті та 1 тези у іноземних виданнях, 7 тез у матеріалах конференцій, отримано 2 патенти України на корисну модель, опубліковано інформаційний лист.

РОЗДІЛ 1

ШОВКОВИЦЯ – ДЖЕРЕЛО БІОЛОГІЧНО АКТИВНИХ РЕЧОВИН. СУЧАСНІ АСПЕКТИ СТВОРЕННЯ ЕКСТРАКТИВНИХ ПРЕПАРАТІВ

(Огляд літератури)

1. Ботанічна характеристика та розповсюдження шовковиці чорної

Шовковиця (лат. Morus) – рід рослин родин шовковичних, що складається з 10-16 видів листопадних дерев, поширених в теплому, помірному і субтропічних поясах Азії, Африки і Північної Америки. На території Росії розповсюджений дикорослий вид- Шовковиця атласна, або кормова (Morus bombycis), яка росте на південному заході Сахаліну, острові Монерон і Курильських островах (Кунашир, Шикотан). В культурі понад 3000 років. Люди розводять їх заради листя — основного корму шовковичних черв'яків і як плодову культуру [70, 99].

Рід: Шовковиця (Morus); Родина: Шовковичні (Moraceae); Китайська назва: Sang Ye; Англійська назва: White Mulberry; Французька назва: Le murier.

Класифікація

Класифікація шовковиць складна і неоднозначна. Всього описано понад 150 видів цієї рослини, але тільки 10-16 з них вважається дійсними. Класифікація також часто ускладнюється великою кількістю гібридів [75].

Дані види загальновизнані:

Шовковиця біла - Morus alba (Східна Азія); Шовковиця австралійська - Morus australis (Південно-східна Азія); Шовковиця -Morus mesozygia (Південна і Центральна Африка); Шовковиця дрібнолиста - Morus microphylla (південь Північної Америки: Техас, Мексика); Шовковиця чорна - Morus nigra (Південно-західна Азія); Шовковиця червона - Morus rubra (Східна , Північна Америка) [135].

Широко культивуються два види, у тому числі і на Україні – шовковиця біла (Morus alba) і шовковиця чорна (Morus nigra). Шовковицю культивують у садах i парках.

На сході це дерево досягає висоти 15 метрів. Батьківщина рослини - Китай, де його вирощують вже більше 5 тисяч років через листя, яке є кормом для шовкопряда [74]. Існує довга історія посадки тутового дерева в Китаї, яка сягає понад 3000 років. У найдавнішій "Книзі пісень", були деякі описи про шовковицю та використання її листя, гілок, плодів і коріння.

В стародавньому Китаї замість чайного листя використовували листя шовковиці для в напоях для збереження молодості. Листя шовковиці також окрім очищення печінки і поліпшення гостроти зору ще має властивість збереження молодості. Ефективність листя шовковиці також проявляється у лікуванні кашлю, усуненні підвищеної температури, лікуванні запаморочення, сприяє зменшенню набряків, очищенні крові, лікуванні дизентерії, болю живота [2].

На території України більше розповсюджена шовковиця чорна.

Шовковиця чорна (Morus nigra L.). Одномне дерево до 8-15 м висотою, іноді зустрічаються безплідні (чоловічі) дерева, невибагливе до ґрунту, але любить добрий чорноземний ґрунт; не переносить місць із застоєм води. Рослина світлолюбна, посухостійка. Невимоглива до ґрунту, але краще росте на родючому ґрунті з pH 5,5...7,0. Здібна до самозапилення. Розмножується насінням і осінніми живцями. Практично не страждає від шкідників і хвороб [68]. В молодості швидкоросле дерево. За перший рік сіянець зростає на 20-50 см, але поступово уповільнює своє зростання і рідко зростає понад 10-15 м заввишки. Рослина у відкритому ґрунті без захисних насаджень зимує погано. В суворі зими може підмерзати до рівня снігу, але весною знову відрощує гілки від стовбура. Ягід в рік підмерзання не дає. Плодоношення починається в 5-7 років. Добре переносить пересадку у молодому віці. В дорослому стані має широку, розкидисту крону. Листя має розмір 15 × 12 см, широкояйцевидне, несиметричне, біля основи глибоко серцеподібне, на вершині — коротко-загострене, по краю зубчасте, цільне, темно-зелене, шкірясте. Зверху листя шорстке, знизу — м’яко волосисте [105].

Плоди крупні (до 3 см), темно-червоні або чорно-фіолетові, солодкувато-кислі, соковиті, дуже смачні. Вважаються найкрупнішими і соковитими серед всіх шовковиць. В природі зустрічається в Ірані, Афганістані, Закавказзі. Культивується на Україні [76].

В Росії та Україні шовковицю почали розводити в часи царювання Івана Грозного, який наказав збудувати шовкоткацьку мануфактуру для потреб царського двору. Петро І і Катерина II сприяли поширенню культури цієї рослини і будівництву шовкоткацьких мануфактур. У XVIII столітті шовковицю почали саджати і на Україні. В часи царювання Петра І біля Києва в урочищі Звіринець (тепер тут розташований Центральний республіканський ботанічний сад НАН України було закладено плантації шовковиці. Згідно з указом Петра І рубка цих дерев заборонялася, а порушення закону каралося смертю [134].

Для медичних потреб використовують кору гілок і коренів (Cortex Mori), плоди (Fructus Mori) і листя (Folia Mori) шовковиці. Кору з гілок заготовляють навесні, з коренів — восени. Сухої кори гілок виходить 50 %. Листя збирають в період цвітіння рослини, розкладають тонким шаром на чистій підстилці у затінку на вільному повітрі або в приміщенні, що добре провітрюється, і сушать. Сухого листя виходить 16-17 %. Плоди збирають у зрілому стані й використовують свіжими, сушать, переробляють на соки, компоти, варення, сиропи, желе. Сік отримують методом пресування. При його випарюванні утворюється сироп, що за смаком нагадує мед (штучний мед, або патока – бекмес), котрий містить в концентрованому вигляді всі поживні речовини свіжого соку [68].

Аналіз літературних даних свідчить, що шовковиця адаптована до умов проростання на території України. Вона широко розповсюджена, що свідчить про достатність сировинних запасів і можливість використання листя в медицині [75].

1.2 Хімічний склад і фармакологічні властивості шовковиці та її застосування в медичній та фармацевтичній практиці

Виявлено, що кількість окремих речовин в плодах шовковиці змінюється досить вагомо в залежності від району вирощування і погодних умов в період вегетації.

Листя шовковиці білої містить альдегіди: н-масляний альдегід, ізомасляний альдегід; стероїди і їхні похідні: β- ситостерол, β- ситостерол- β-D-глікозид, ситостерин, ситостерилкапрат, ситостерилпальмітат, стигмастерин, кампестерол; органічні кислоти: щавлеву, яблучну, виннокам'яну, лимонну, бурштинову, оцтову кислоту, масляну кислоту, ізомасляну кислоту, валеріанову кислоту, ізовалеріанову кислоту, капронову кислоту, ізокапронову кислоту, гваякол, фенол, о-крезол, m-крезол, евгенол, також містять щавлеву кислоту, пальмітинова кислота, етиловий пальмітат; флавоноїди: рутин (2—6%), кверцетрин, ізокверцетрин, кверцетин-3-триглікозид. В гідролізаті — кемпферол і кверцетин; дубильні речовини, вітамін С, каротин і ефірну олію (0,0025% ), у складі якої є а, β-гексенол, γ-гексенол, кавову кислоту, сахарозу, фруктозу, глюкози і 17 видів амінокислот, таких як аспарагінову і глутамінову кислоти. Вітаміни А, В1, В2, С, нікотинову кислоту, каротин та харчові волокна, мікроелементи: цинк, мідь, бор, марганець, залізо. Крім цього, листя шовковиці містить алкалоїди, особливо слід відзначити компонент під назвою 1-deoxynojirimycin (DNJ) [46, 64, 142].

Листя шовковиці містить в шість разів більше кальцію, ніж зелений чай, в 25 разів більше, ніж молоко і в 40 разів більше, ніж капуста; заліза - це в 2,5 разів більше, ніж зелений чай і в 10 разів більше, ніж шпинат [23, 129].

Крім того, листя шовковиці – джерело харчових волокон, причому містить таку ж кількість, як і коріння лопуха. В 100 г сухого листя шовковиці міститься 230 мг γ- амінокислоти, яка, як вважається, знижує кров'яний тиск. 100 г листя також містить 46 мг ситостеролу, який сприяє поглинанню холестерину в кишківнику, це більше, ніж в зеленому чаї , 100 г якого містить 14 мг ситостеролу [78, 158].

У плодах наявні: флавоноїд морин, вітаміни: В1, В2, С, РР, β-каротин; органічні кислоти: яблучна і лимонна; ефірна олія (1%), до складу якої входять цинеол, гераніол, ліналілацетат, ліналоол, лимонен, а-пінен і камфора; вищі жирні кислоти (26,8 %): енантова, каприлова, міристинова, пальмітинова, пальмітолеїнова, метилгептадеканова, стеаринова, олеїнова, лінолева, ліноленова; до 63 % ліпідів (у складі ліпідної фракції є, окрім згаданих вище, капринова, нонадеканова та пеларгонова жирні кислоти), цукри (до 12 %), солі заліза [28, 130, 159, 160].

За даними USDA Nutrient Database в 100 гр. шовковиці міститься наступні БАР, які наведені в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1

Хімічний склад 100,0 г плодів шовковиці чорної

БАР	Вміст на 100,0 г плодів шовковиці чорної
Вода	85,0 г
Білки	1,44 г
Жири	0,4 г
Вуглеводи	8,1 г
Харчові волокна	1,7 г
Зола	0,7 г
Вітаміни
Вітамін А (бета-каротин)	9,0 мкг
Вітамін В1 (тіамін)	0,03 мг
Вітамін В2 (рибофлавін)	0,1 мг
вітамін В3 або РР	0,62 мг
Вітамін В5 (пантотенова кислота)	0,08 мг
Вітамін В6 (піридоксин)	0,05 мг
Фолиевая кислота (вітамін В9)	6,0 мкг
Вітамін С (аскорбінова кислота)	36,4 мг
Вітамін Е (Токоферол)	0,87 мг
Вітамін Д	7,8 мг
Холін (вітамін В4)	12,3 мг
Макроелементи
Калій	194 мг
Кальцій	39 мг
Магній	26 мг

Продовження табл. 1 1

Натрій	10 мг
Фосфор	30 мг
Мікроелементи
Залізо	1,85 мг
Марганець	18 мкг
Мідь	60 мкг
Цинк	12 мкг
Селен	6 мкг

У корі гілок виявлено тритерпеноїди: β-амірин, ацетат β-амірину, бетулінову кислоту; флавоноїди: малберин, цикломалберин, малберохромен, цикломалберохромен, малберанол; дубильні речовини, ситостерин, азотовмісну сполуку тригонелін. Кора коренів містить бетулінову кислоту, ситостерин, токофероли, флавоноїди (малберин, цикломалберин, малберохромен, цикломалберохромен), ліпід А, р-димонтанілгліцерол [84, 144].

Свіжі плоди шовковиці сприяють покращенню обміну речовин в організмі. У науковій медицині їх використовують при гіпохромній анемії, пов'язаній з гіпоацидним гастритом, при дискінезіях жовчовивідних шляхів за гіперкінетичним типом, гострих ентероколітах, дизентеріях і дисбактеріозах. Є позитивний досвід лікування великими кількостями свіжих плодів шовковиці хворих на міокардіострофію і пороки серця. Після курсу лікування у хворих спостерігалось зменшення болю і покращення роботи серця, зменшувалась задишка, відновлювалась працездатність. Сік і настій свіжих плодів шовковиці використовують як відхаркувальний і сечогінний засіб. Британський фармацевтичний кодекс визнає сік свіжих плодів шовковиці як відхаркувальний і легкий проносний засіб. Як ефективний антисептичний засіб при виразкових ураженнях ротової порожнини і горла використовують розведений водою сік або настій свіжих плодів шовковиці (роблять полоскання) [5, 8, 143].

Настій листя або відвар кори коренів шовковиці вживають у народній медицині як засіб, що має гіпотензивні, анальгетичні, седативні, протизапальні та гіпоглікемічні властивості, і як протикашлевий засіб. У китайській народній медицині відвар кори, крім того, вживають при нирковій недостатності й статевій імпотенції, а в болгарській народній медицині — при олігоменореї. При легких формах цукрового діабету страви перед їдою корисно посипати подрібненим листям шовковиці. Натомість результати експериментальних досліджень свідчать про те, що лише настойка листя виявляє слабо виражену гіпоглікемічну дію, інші ж препарати — новогаленові і настій листя — такої дії не виявляють. Настій кори гілок на кукурудзяній або соняшниковій олії застосовують для загоєння подряпин, порізів, виразок і ран [111].

Народи Китаю, Індії, В'єтнаму та інших країн з найдавніших часів використовують всі частини шовковичного дерева. Відваром листя лікують простудні захворювання, а коріння — гіпертонію. У Китаї кору використовують для лікування цукрового діабету, водянки та деяких хвороб нирок. З листя виробляють надзвичайно ефективний біогенний стимулятор фомідол, а також препарати для лікування екземи, ревматизму, туберкульозу шкіри. Відвар кори коріння у поєднанні з іншими рослинними препаратами — чудовий засіб проти кашлю, а щоденне кількаразове вживання свіжих ягід шовковиці дає відмінні результати при лікуванні деяких захворювань серця. Кращий ефект дає вживання ягід після їди. Через деякий час після такого лікування стихає біль у серці і відновлюється працездатність. Систематичне вживання плодів шовковиці покращує зір, сприяє зменшенню ожиріння, а також очищенню крові, нормалізує обмін речовин і кровотворні процеси в організмі. Настойка стиглих плодів — потогінний засіб при простуді [89, 146].

Плоди шовковиці мають глистогінні властивості, корисні при захворюваннях шлунка. Сік ягід — відмінний засіб проти кашлю, запорів. Соком, розведеним з водою, полощуть горло і рот при запалювальних процесах. Порошок з кори гілок, змішаний з рослинною олією, використовують як мазь для лікування застарілих ран. Плями на шкірі, прищі і веснянки видаляють кремом, виготовленим з висушених і перетертих в порошок квітів, змішаних з рослинною олією. З лікувальною метою плоди збирають після їх повного достигання, листя — влітку, кору з гілок навесні, а з коріння восени [161].

Плоди шовковиці вживають в їжу сирими, готують з них мармелад, кисіль, оцет, сік, компот, вино і наливку. Сушені плоди розмелюють і додають в тісто при виготовленні печива і тутового лаваша. На Кавказі з соку готують патоку — бекмез, або душаб. Вичавки ягід додають у борошно і випікають смачний солодкий хліб та печиво, яке може зберігатися тривалий час. Період достигання плодів шовковиці — свято для птахів і дітей. Для них ягоди шовковиці улюблені ласощі. В країнах Середземномор'я високо цінується камедь — тутові сльози, які виділяються з пораненого стовбура та коріння, це кальцієва сіль, очевидно, бурштинової кислоти [144].

Дуже широке застосування з багаторічним клінічним досвідом знайшла шовковиця в народній медицині, як гіпотензивний, анальгетичний, седативний, протизапальний та цукрознижувальний і як протикашлевий засіб [130].

Народна медицина рекомендує наступні рецепти:

Внутрішньо — свіжі плоди 4—5 раз на день після їди по 200—350 г при міокардіострофії і пороках серця (курс лікування — 3-4 тижні); настій свіжих плодів (2 столові ложки подрібненої сировини настоюють 4 години на склянці окропу, проціджують), приймають по чверті склянки 4 рази на день до їди; відвар кори коренів (1 чайну ложку сировини на 500 мл окропу, доводять до кипіння і варять 10 хвилин) по півсклянки 4 рази на день до їди; настій листя (2 столові ложки сировини на 400 мл окропу, настою­ють 1 годину, проціджують) по півсклянки 4 рази на день до їди [84].

Зовнішньо — полоскання розведеним соком або настоєм свіжих плодів (готують, як у попередньому пропису); змащування подряпин, порізів, виразок і ран настоєм порошку кори гілок на рослинній олії (готують у співвідношенні 1:30).

У народній медицині свіжі незрілі супліддя, їх сироп або водний настій приймають проти проносів. Зрілі супліддя, навпаки, володіють легкою проносною дією. Сік і настій суплідь шовковиці застосовують також як відхаркувальний, потогінний і сечогінний засіб. На Кавказі сироп вживають для полоскання при виразкових ураженнях порожнини рота і горла. Найчастіше при захворюваннях горла і ротової порожнини використовують для полоскань розбавлений водою сік. Доцільність такого застосування шовковиці підтверджується тим, що сік обох видів її, як тепер встановлено, а також свіжі настої суплідь мають виражену антисептичну дію. Настій готують з розрахунку 2 столові ложки подрібнених суплідь шовковиці на 1 склянку окропу; настоюють 4 години, приймають 4 рази на день до їди по 1/4 склянки. Цей же настій застосовують для полоскання рота і горла [89].

Народна медицина знає випадки застосування кори тутового дерева як ранозагоювального засіб. З порошку кори стовбурів на рослинному маслі роблять рідку мазь (1:30), якою змащують подряпини, порізи, виразки і рани.

Найбільш перспективною для фармацевтичної розробки лікарського засобу на основі шовковиці є потенційна гіпоглікемічна дія. Існує декілька гіпотез про механізм цукрознижувальної активності [111].

Згідно однієї із них встановлено, що листя шовковиці може інгібувати глюкозу в крові; основним функціональним моментом є те, що DNJ (1- Deoxynojirimycin), який містить листя шовковиці може інгібувати активацію β-глюкозамінідази, інгібувати каталітичну реакцію β-глюкозогідролази, таким чином це зупиняє та затримує розклад їжі до моносахаридів, глюкози, фруктози і т.д., і чітко інгібувати глюкозу в крові, яка швидко зростає після їжі. Глюкозамінідази беруть участь в різних біологічних процесах, такі як перетравлювання вуглеводів і біосинтезі глікопротеїнів. DNJ є ефективним інгібітором β-глюкозамінідази у всіх ссавців. DNJ знижує високий рівень глюкози в крові за рахунок зниження перетравлення вуглеводів та поглинання глюкози. DNJ також може зв’язувати з β-глікозідази мальтози, сахарози і лактози в тонкому кишечнику, тим самим зупиняючи їх подальше розкладання до моносахаридів [46]. Хімічна структура 1-deoxynojirimycin дуже подібна до глюкози. Якщо кисень в хімічній структурі глюкози замінити на азот, хімічна структура була б точно такою ж, як хімічна структура DNJ. Тому DNJ має здатність до зменшення рівня поглинання кількості дисахаридів у кишківнику, допомагаючи стабілізувати рівень цукру в крові [142].

Зростання вільних радикалів в діабетиків тісно пов’язане із рівнем глюкози в крові. Поряд із цим має місце окислення вільних радикалів, перекисне окислення ліпідів. ПОЛ в крові хворих на цукровий діабет, безумовно, вище, ніж у здорових людей. Це вказує на те, що антиоксидантні функції в організмі отримали значні пошкодження. Антиоксидантна активність флавоноїдів в рослини не тільки видаляє вільні радикали кисню всередині організму, але також знищує вільні радикали, які не можливо ліквідувати за допомогою ферментів [158].

Настойка листя шовковиці має чіткий ефект зменшення глюкози в крові, які покращують стан перебігу діабету в значній мірі. Крім того, різко знижується вміст ПОЛ і рівень СОД більш підвищується, це означає, що ефект зменшення рівня глюкози в крові може бути пов'язано з його антиоксидантними властивостями. Механізм зниження рівня глюкози крові пов’язаний із інгібуванням утворення вільних радикалів і прискоренням ліквідації вільних радикалів.

Таким чином аналіз літературних джерел щодо хімічного складу шовковиці, досвіду використання в народній медицині і сучасні літературні джерела свідчать про перспективність застосування шовковиці для створення лікарського препарату з потенційною гіпоглікемічною дією.

1.3. Маркетинговий аналіз фармацевтичного ринку лікарських препаратів і біологічно активних добавок на основі шовковиці

Шовковиця завдяки своїй різноманітній фармакологічній дії привертає до себе увагу багатьох дослідників світу.

Сучасні науковці розробили на основі шовковиці різні рецептури лікарських препаратів і біологічно активних добавок, що зареєстровані на фармацевтичному ринку України, номенклатура яких наведена в таблиці 1.2 [66, 108].

Таблиця 1.2

Номенклатура лікарських засобів і біологічно активних добавок на основі шовковиці

№	Найменування ЛЗ чи БАД	Виробник, країна	Форма випуску	Діючі речовини	Фармакологічна дія
1	2	3	4	5	6
Лікарські засоби
1	Лотосонік	Данафа Фармасьютікал, В'єтнам	Таблетки, вкриті плівковою оболонкою, № 10, № 20	Порошок насіння лотоса, порошок кореня ямсу дикого, екстракти насіння туї, фініку, плодів лонгану, листя шовковиці, листя еритрин.	Седативний та загальнозміцнюючий засіб при надмірних психоемоційних напруженнях.
2	Бальзам Хо® для дітей	"Oriental Pharmaceutical Corporation FIDOPHARM", В'єтнам	Рідина оральна по 85, 100, 170 мл у флаконах (з мірним стаканчиком) № 1	Суміш сухих екстрактів з лікарської рослинної сировини: кісточок абрикоса; коренів плати кодону, коренів заячої рутки, коренів айстри, листя еріоботрії, коренів стемони, кори кореня шовковиці, трави м’яти польової, листя перили та ментол.	Комплексна терапія запальних захворювань дихальних шляхів (ларингіти, трахеїти, бронхіти), що супроводжуються кашлем.
3	Бальзам Хо® для дорослих	"Oriental Pharmaceutical Corporation 5 FIDOPHARM", В'єтнам	Бальзам по 85 мл у флаконах скляних № 1; по 100 мл або по 170 мл у флаконах пластикових № 1	Суміш сухих екстрактів з лікарської рослинної сировини: кісточок мигдалю, коренів плати кодону, коренів горичника, коренів айстри, листя еріоботрії, коренів стемони, кори кореня шовковиці, трави м'яти перцевої, листя перили кущової та ментолу.	Запальні захворювання дихальних шляхів: ларингіти, трахеїти, бронхіти, що супроводжуються кашлем.

Продовження таблиці 1.2

1	2	3	4	5	6
Біологічно активні добавки
4	"Чай з шовковицею"	"Мерро", Китай	Порошок у фільтр-пакетах по 0,3	Шовковиця, хризантема, гриб рейши.	Жарознижувальна дія, регуляція кров'яного тиску, антибактеріальна і протизапальна дія, уповільнення процесів старіння, активізування і сприяння поліпшенню зору, гепатопротектор.
5	Чай «Тіан Шень»	Green World Campaign, США	Порошок у фільтр-пакетах, 20 пакетиків по 4,0	Кореневище циліндричної імперати, листя гінури перістонадрізаної, листя шовковиці, листя бамбука, зелений чай.	Лікування захворювань серцево-судинної системи, цукрового діабету і кровоносної системи головного мозку, уповільнення процесів старіння організму.
6	Капсули "Нормомас"	World (Tianjin) Nutrition and Health Food Co., Ltd", Китай	Капсули, по 500 мг, № 60	Екстракти насіння касія тора, листя білого лотоса, ягід шовковиці, плодів глоду, квітів апельсину, жасмину і троянди.	Прискорення обміну речовин, виведення надлишку рідини і сприяння розкладанню жирів, зниження рівня жиру в крові: виведення шлаків, покращення роботи кишківника; покращення кольору обличчя, усунення пігментації.
7	Капсули "Сянь Е"	"Мерро", Китай	Капсули 5,0 , № 30	Волокна гриба хоу-тоу, хризантема, листя шовковиці, гриб рейши, гнойовик білий чубатий (гриб дитуй).	Порушення обмінних процесів вироблення інсуліну; надмірна вага, обумовлена дисбалансом харчування або як прояв діабету; ураження слизової оболонки ротової порожнини.

Продовження таблиці 1.2

1	2	3	4	5	6
8	«Глюконорм»	ООД "ТОМІТ ПРОДУКТ", Болгарія	Таблетки, №60	Женьшень, золототисячник звичайний, малинник, кульбаба, манжетка звичайна, насіння льону, стулки квасолі, шовковиця біла, галега лікарська, горобина, чорниця, кропива, кукурудзяні рильця, інулін, мальтодекстрин.	Нормалізація рівеня цукру в крові. Покращення роботи підшлункової залози, стимуляція утворення інсуліну. Позитивний вплив на нервову систему, печінку.
9	Екстракт листя шовковиці	Huzhou N.B.C. Biological Material Co., Ltd., Китай	Екстракт	Екстракт листя шовковиці.	Зниження рівня цукру в крові (гіпоглікемічна дія); зменшення кров'яного тиску; антибактеріальна дія, противірусна.
10	Інсулон фітокомпозиція «Благо» №10	Компанія «Амріта», Україна	Таблетки, № 60	Трава козлятника (галеги), пагони чорниці, кореневище з корінням діоскореї японської, аралії маньчжурської, корінь шоломниці, цикорію, кореневища лепехи, листя шовковиці, горіха волоського, плоди горобини, спіруліна.	Гіпоглікемічна дія, регенеруюча, протизапальна та гіпотензивна при цукровому діабеті I і II типів, діабетичних ускладненнях, у комплексному лікуванні гіпертонічної хвороби та атеросклерозу, що супроводжуються цукровим діабетом.
11	Чай «Севоне»	Фіто Фарма Ко. Лтд, В'єтнам	Порошок, фільтр-пакети № 20	Бутони лотоса, трава пасифлори, листя еритрин, листя шовковиці, корінь солодки.	Засіб для зняття психоемоційної напруги і нормалізації сну, для профілактики і як доповнення при терапії неврозів, безсоння, функціональних розладах нервової системи, при неврозах серця, тахікардії, аритмії, порушеннях серцевого ритму, в комплексній терапії статевих розладів.

На основі аналізу даних табл. 1.2 встановлено, що номенклатура лікарських препаратів і функціональних харчових продуктів на основі шовковиці представлена 11 торговими найменуваннями. Із них частка лікарських препаратів на основі шовковиці становить лише - 27,3,3 %, решта – це функціональні харчові продукти (БАД) (рис 1.1). На фармацевтичному ринку України зареєстровані наступні лікарські препарати в’єтнамського виробництва, що в своєму складі містять шовковицю – це таблетки «Лотосонік» та мікстури – «Бальзам Хо® для дітей» та «Бальзам Хо® для дорослих» [108]. У результаті дослідження було встановлено, що українськими виробниками виробляється лише одна біологічно активна добавка - таблетки «Інсулон фітокомпозиція «Благо», що не задовольняє потреб вітчизняного фармацевтичного ринку.

Рис. 1.1. Аналіз асортименту засобів на основі шовковиці відповідно до реєстрації.

Із країн виробників, які представляють свої лікарські препарати і БАД на фармацевтичному ринку України, слід відмітити азіатські країни – Китай та В’єтнам а також – США та Болгарію (табл. 1.3, рис. 1.2).

Таблиця 1.3

Аналіз асортиментної структури лікарських препаратів і БАД на основі шовковиці за країнами-виробниками

Країна виробник	% від загальної кількості
Китай	36,5
В’єтнам	36,5

Продовження таблиці 1.3

США	9
Болгарія	9
Україна	9

Рис. 1.2. Розподіл лікарських препаратів і БАД на основі шовковиці за країнами-виробниками (% від загальної кількості).

Слід зазначити, що продукція іноземного виробництва займає основну частку обсягу на вітчизняному фармацевтичному ринку, найбільшу частку представлено препаратами із Китаю та В’єтнаму − 36,5 % відповідно.

Наступним етапом дослідження було вивчення асортименту препаратів і БАД на основі шовковиці за формою випуску (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Діаграма аналізу асортименту засобів на основі шовковиці за формою випуску (% від загальної кількості).

Аналізуючи отримані результати, слід зазначити, що на даний час на фармацевтичному ринку переважають такі форми випуску, як порошки і таблетки. Вони становлять понад 55 % від загальної кількості асортименту. Рідше зустрічаються рідкі екстракти і сухі екстракти – 9 – 18%. Слід зазначити відсутність галенових та новогаленових препаратів.

Варто відмітити, що більше 90 % – це комплексні препарати, які містять, окрім шовковиці, ще безліч різних компонентів рослинного, мінерального і синтетичного походження, що може призводити до виникнення фізико-хімічних несумісностей.

Враховуючи різноманітність біологічно активних речовин, що містяться в шовковиці, які забезпечують широкий спектр терапевтичної дії, нами проведено аналіз наявних на ринку лікарських препаратів і БАД на її основі за спектром фармакологічної дії (табл. 1.4).

Таблиця 1.4