Растительные экстракты из sideritis и их применение для усиления когнитивной способности
Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к средству для усиления когнитивной способности. Применение водно-этанольного экстракта из надземных частей растений Sideritis ssp. для усиления когнитивной способности. Вышеописанное средство эффективно для усиления когнитивной способности. 11 з.п. ф-лы, 6 ил., 15 пр.
Sideritis (Sideritis L.) - это род растений (железница), принадлежащий к семейству Lamiaceae. Этот род содержит около 140 видов, которые подразделяются примерно на 320 подвидов, экотипов и сортов. Он состоит из однолетних или многолетних травянистых растений и небольших кустарников. Некоторые виды употребляются в виде отвара и продаются как греческий горный чай. Географический ареал рода простирается от Атлантических островов Западной Европы и Северо-Западной Африки (Макаронезия) до Средиземноморского региона и России, Тибета и Западного Китая. Центром их происхождения является западная часть ареала [Ramon Morales: Sideritis L., In: Flora Iberica, vol.12].
Горный чай, как правило, готовят из видов Sideritis, ботаническая классификация которых порой затруднена. В зависимости от региона, они носят самые разные названия, а некоторые из них имеют только местное значение. Только в Турции насчитывается 46 и в Испании 45 видов Sideritis, многие из которых эндемичны. В дополнение к их видовому разнообразию, общим для всех них является то, что они принадлежат к семейству Lamiaceae и их легко можно принять за шалфей. Сельское население часто собирает растения Sideritis на склонах гор и высушивает их для собственных нужд. Ароматический чай при этом часто состоит из нескольких видов Sideritis. Его заваривают кипятком, пьют горячим или холодным, и его можно подслащивать сахаром или медом. Употребление такого чая является частью повседневной жизни во многих странах Средиземноморья, его польза для здоровья обычно имеет второстепенное значение. Однако его лекарственные эффекты были известны давно и были описаны еще две тысячи лет назад известным греческим врачом Диоскоридом (первый век нашей эры). В его фармакопее написано, к примеру, что растения Sideritis, используемые в виде компресса, "обладают способностью заживлять раны и предотвращать воспаление". Традиционная народная медицина в странах Средиземноморья продвинулась вперед со времен Диоскорида. Сейчас растения Sideritis в основном применяются в виде чая и реже в виде эфирного масла. Они имеют широкой спектр применения: для расслабления при заболеваниях желудочно-кишечного тракта или для успокоения при бессоннице и беспокойстве. В современной фитотерапии используется противовоспалительное и антибактериальное действие, чтобы поддержать лечение инфекций нижних мочевых путей или мочевого пузыря. Холодный чай также можно использовать для полоскания горла, чтобы ослабить воспаление в полости рта (горла и десен) и способствовать быстрому заживлению. В горячем виде чай традиционно служит для предотвращения кашля и простуды, в частности для борьбы с респираторными заболеваниями. Как и многие другие Lamiaceae из района Средиземноморья (шалфей, тимьян) виды Sideritis также богаты эфирными маслами, но лишены стимулирующего кофеина. Большинство разновидностей содержат монотерпены, которые считаются важным сырьем для многих природных лекарственных средств с незначительными побочными эффектами. Различные научные исследования засвидетельствовали терапевтические эффекты многих эфирных масел из видов Sideritis в последние десятилетия (например, уменьшение стресса).
В поисках эффективных фитоактивных веществ ученые из Средиземноморского региона также изучали свои местные растения. Например, была запущена долгосрочная программа в Университете Гази в Анкаре (Турция) для исследования рода Sideritis. Ученые исследовали способы, используемые в народной медицине, и смогли в самом деле показать, что различные виды Sideritis действительно обладают антибактериальным, антиокислительным, паллиативным и противовоспалительным действием.
Однако не имеется или имеется только отрывочная информация о том, какие определенные виды проявляют специфическую фармакологическую активность. Особенно в отношении влияния на центральную нервную систему человека не имеется доступной информации о том, какие виды Sideritis при каких типах препаратов особенно выгодны.
Познание является термином, который применяется не однозначно в отношении людей и других систем обработки информации. То, что зачастую имеют в виду под "познанием", это мышление в широком смысле. Даже если многие когнитивные процессы у человека являются сознательными, "познание" и "сознание" означают не одно и то же. Так, некоторые процессы у человека могут быть бессознательными, но когнитивными, и одним из примеров этого является бессознательное обучение. Когнитивные способности у человека включают внимание, память, обучение, творчество, планирование, ориентирование, воображение, умозаключения, самоанализ, волю, убеждение и еще много чего. Когнитивные способности изучают различные дисциплины, как-то психиатрия, психология, философия и нейронауки.
Таким образом, когнитивная способность представляет собой сложный процесс, который можно количественно определить по умственным способностям с измеримыми параметрами.
Способность к обучению включает в себя не только введение чего-то в память (продолжительность и количество введенной информации), но и влияние на скорость реакции, способность к выполнению логических операций (быстро и правильно) и пространственные интеллектуальные способности, как-то в период ориентации в новых или изменившихся условиях. Нарушения этой когнитивной способности описаны, среди прочего, при синдроме MCI (легкого когнитивного расстройства). MCI представляет собой особое состояние связанного с возрастом ослабления когнитивных функций и способностей. Этот синдром характеризуется не только субъективным ослаблением памяти; обычно затрагиваются и другие когнитивные механизмы (например, внимание, исполнительные функции). Тестирование здоровых людей на MCI можно рассматривать как предварительный индикатор последующих форм слабоумия. Заключительная стадия потери когнитивной способности затем приводит к абсолютной дезориентации, как в пространстве, так и во времени (например, болезнь Альцгеймера).
Электроэнцефалография (от греческого enkephalon 'мозг', graphia 'письмо') - это метод, который применяется в медицинской диагностике для измерения суммарной электрической активности мозга путем регистрации колебаний напряжения на коже головы. Электроэнцефалограмма (сокращенно ЭЭГ) обеспечивает визуальную запись этих колебаний и является стандартным методом в нейрологии. Причиной этой разности потенциалов являются физиологические процессы в отдельных клетках мозга, которые через изменения их электрического состояния влияют на обработку информации мозгом. Потенциалы от отдельных нейронов суммируются согласно их конкретному пространственному расположению, и можно измерить изменения потенциала по всей голове. Для клинической оценки необходимы записи по меньшей мере от двенадцати каналов при различных комбинациях электродов. Пространственное разрешение обычной ЭЭГ составляет несколько сантиметров. Если необходимо более высокое разрешение, то сначала нужно раскрыть череп хирургическим путем, а затем поместить электроды непосредственно на исследуемую кору. Однако это нужно только в исключительных случаях, например, перед операцией при эпилепсии. Такая процедура известна как электрокортикограмма (ECoG), она дает пространственное разрешение менее 1 см. Кроме того, затем при помощи избирательной электрической стимуляции одного из электродов можно тестировать функцию лежащей под ним коры. Установить активность на уровне отдельной клетки более подробно можно только при проведении опытов на животных. Полученные данные могут быть проверены специалистами на предмет необычных явлений. Общим математическим методом анализа ЭЭГ является преобразование Фурье данных из временной области (т.е. обычного способа представления изменений напряжения во времени) в так называемую частотную область. Полученная при этом картина позволяет быстро определить ритмическую активность. При небумажной или компьютерной ЭЭГ сигнал подвергается оцифровке и обычно оценивается невропатологом или психиатром на экране.
Видимая невооруженным глазом электрическая активность мозга может проявлять мотивы, которые очень похожи на ритмическую активность. ЭЭГ действительно похожа на частотно-зависимый шум (розовый шум или шум 1/f), но она не содержит никаких длительных колебаний. Различные уровни осознанности сопровождаются изменениями частотного спектра сигналов ЭЭГ. Таким образом, при анализе измеряемых сигналов напряжения можно сделать какие-то выводы о состоянии сознания. ЭЭГ часто разделяют на полосы частот (так называемые полосы ЭЭГ), хотя число полос и четкое их разделение порой задается по-разному. Имеются исторические причины того, как разделяются полосы частот и их диапазоны; не все они совпадают с диапазонами, которые считаются правильными на основании последних исследований. Тета-полоса, например, была разделена на диапазоны тета-1 и тета-2 с учетом различных значений поддиапазонов. Оценка ЭЭГ обычно проводится опытными специалистами по распознаванию паттернов. Особенно для длительных ЭЭГ и ЭЭГ сна алгоритмы программ, предназначенные для воспроизведения этого распознавания паттерна, также применяются для компьютерной или автоматизированной оценки. Как оказалось, это легче для полос ЭЭГ, определяемых главным образом в частотном диапазоне, но несколько сложнее для других типичных паттернов ЭЭГ. Например, сильно асинхронный паттерн во всех полосах частот свидетельствует о сильном эмоциональном стрессе или потере сознательного контроля, а медленно нарастающие волны в сочетании с несколькими быстрыми волнами указывают на состояние сна или дремоты.
Дельта-волны имеют низкую частоту от 1 до 4 Гц. Они характерны для фазы сна без сновидений с медленными волнами (глубокий сон). Дельта-волны находятся под влиянием воздействий на холинергическую систему.
Сигналы в области частот между 4 и 7 Гц известны как тета-волны. Они встречаются с возрастающей частотой на стадиях легкого сна и реагируют только на важные или сильные раздражители из внешней среды. Тета-волны изменяются при взаимодействиях с норадренергическим альфа2-рецептором.
Сигналы в диапазоне частот между 8 и 13 Гц известны как альфа-волны. Увеличение количества альфа-волн связано с легкой релаксацией или расслабленным бодрствованием с закрытыми глазами. Альфа-волны появляются в основном тогда, когда глаза закрыты, а затем переходят в бета-диапазон при открывании глаз. Такой же эффект может возникать при закрытых глазах, например, если человек начинает решать простую арифметическую задачу в уме. Различают альфа1- и альфа2-волны. Альфа1-волны, по всей видимости, находятся под серотонинергическим контролем, а альфа2-волны изменяются при изменениях активности дофаминергической системы.
Бета-волны занимают диапазон между 14 и 30 Гц. Существуют различные объяснения насчет появления бета-волн и их причин; бета-волны встречаются у 8% всех людей, к примеру, как нормальные варианты ЭЭГ. Бета-волны также возникают на стадии REM-сна. β-Осцилляции также возникают физиологически, например, при поддержании постоянной силы. Сигналы в диапазоне частот выше 30 Гц известны как гамма-волны. Их появление вызывает, к примеру, сильная концентрация или процесс обучения. Более поздние исследования показали значение гамма-диапазона в отношении так называемого регулирования сверху-вниз и синхронизации различных областей мозга для интеграции стимулов различного качества. При ЭЭГ проводится различие между изменениями прежде всего в бета1- и бета2-волнах. Изменения в бета1-волнах наблюдаются при воздействии на глутаматергическую систему. А препараты, воздействующие на ГАМК-ергическую систему, вызывают изменения в бета2-волнах.
Но мозговые волны не только можно измерить, на них можно и повлиять. Это может происходить при стимуляции чувствительных нервов (зрительными, слуховыми или обонятельными раздражителями) или в виде обратной нейросвязи - особой формы биологической обратной связи - под действием фармакологически активных веществ, как-то психотропных лекарств [Dimpfel W. et al. (1996) Source Density Analysis of Functional Topographical EEG: Monitoring of Cognitive Drug Action. Eur J Med Res 1: 283-290]. Такое исследование также называют электрофармакограммой. При обратной нейросвязи полосы ЭЭГ обычно подразделяют более дробно и интерпретируют их по-другому, чем при клинической ЭЭГ. Возрастание амплитуды в пределах диапазона частот коррелирует с определенным психическим состоянием или активностью. Тета2-волны могут быть связаны с запоминанием и способностью к обучению, концентрацией и/или творчеством, к примеру. После всесторонней калибровки также можно сделать выводы о нейромедиаторной основе активности ЦНС, которая разделяется на дофаминергическую, серотонинергическую, холинергическую или норадренергическую подгруппы.
Целью настоящего изобретения является обеспечение дополнительного применения препаратов и экстрактов из рода Sideritis (Sideritis ssp.).
Эта задача решается путем применения, как описано в настоящем изобретении, препаратов и экстрактов из рода Sideritis (Sideritis ssp.) для усиления когнитивной способности, в частности, применения отдельных видов Sideritis и/или их комбинации для получения водных или водно-спиртовых экстрактов. Эти экстракты могут применяться в пищевых продуктах, пищевых добавках, сбалансированных диетах или фармацевтических препаратах.
Otzturk Y. and Aydin S. (Phytotherapy Research, vol.10, 70-73 (1996)) описали седативную активность у препаратов из различных видов Sideritis, которую они выводили из "теста на показатели плавания". Однако обычно он является мерой способности к мотивации у депрессивных мышей или тестом на выносливость для измерения эффектов пищевых продуктов на усиление мышц. Влияние на когнитивные способности не было описано.
В патентной заявке ЕР 1634602 описано влияние растений из рода Sideritis на серотонинергическую нейротрансмиссию. К сожалению, в этом документе не приведены никакие подробности насчет используемых видов, а также нет никакой информации о том влиянии, которое могла оказывать экстракционная среда. Для первичного скрининга подходящих видов для тестирования использовалась описанная в пунктах [0046]-[0054] экспериментальная установка для измерения скорости обратного захвата серотонина.
В настоящем изобретении описано получение растительных экстрактов из Sideritis ssp. и их применение для усиления когнитивной способности.
На животной модели "водный лабиринт Морриса" (также известной как "водная навигационная задача Морриса") было показано, что усиление когнитивной способности особенно сильно проявляется в напряженной ситуации, в которой проявляется повышение способности к обучению и особенно к запоминанию.
Ситуация напряжения в данном случае вызывалась стрессовой ситуацией, но она также может быть вызвана нейродегенеративным заболеванием. При тестировании на людях ситуация напряжения запускалась стрессом при обучении, в частности, в связи с новыми задачами в особой ситуации, например, нервничанием из-за экзаменов.
Проведенные тесты показали, что особенно подходят надземные части растений из группы Sideritis euboa, Sideritis scardica, Sideritis raiseri и Sideritis pisidica, независимо от степени высушивания препарата. Высушивание ниже 12% оказалось особенно предпочтительным в отношении срока хранения препарата, так как оно сводит к минимуму процесс разложения и поддерживает микробиологическое загрязнение препарата на низком уровне. Экстракция облегчается и выход активного ингредиента улучшается при уменьшении размеров до 1 см, особенно если снижается доля стеблей после их удаления и провеивания.
Самый сильный аромат у Sideritis возникает во время цветения. Поэтому при употреблении в продуктах питания эта стадия развития оказалась лучшим временем для сбора препарата.
При использовании смеси из нескольких подвидов лучше всего иметь большую долю S. scardica; предпочтительно доля S. scardica должна составлять не менее половины, а в идеале не менее 80%.
Исходя из опыта при скрининге растворителей предпочтительны полярные экстрагенты, такие как вода, одноатомные и многоатомные спирты или кетоны, которые подходят для процесса экстракции, особенно спирты или кетоны, содержащие от 1 до 4 атомов С, в частности их смеси с водой. Не давая окончательный список, следующие экстрагенты могут рассматриваться как особенно подходящие: метанол, этанол, 1-пропанол, 2-пропанол, пропан-1,2-диол, пропан-1,3-диол, глицерин, ацетон и метилэтилкетон. Можно использовать и сахара (мономеры, димеры и олигомеры), а также низкомолекулярные полиэтиленгликоли в качестве сорастворителей.
Экстракцию лучше всего проводить при температуре не более 10°C ниже точки кипения экстрагента, чтобы давление в системе было как можно ниже. Кроме того, как оказалось, наилучшая температура для аромата не должна превышать 100°C. Для того чтобы экстрагенты были текучими при самом низком возможном давлении, наиболее подходящей температурой оказалась по меньшей мере комнатная температура, т.е. около 20°C.
Для того чтобы облегчить обработку экстрактов в больших масштабах, экстракционный элюат лучше всего довести до содержания сухого вещества свыше 50% путем удаления растворителя. Особенно мягким и энергосберегающим методом для этого является применение вакуума при умеренной температуре примерно в 50°C.
Рабочие свойства и стабильность при хранении еще более улучшаются при высушивания их как можно сильнее. На современном уровне это обычно делается при помощи лиофилизации, распылительной сушки, конвейерной сушки, вакуумной сушки, сушильного барабана или комбинации этих методов.
Предусматривается применение полученных при этом экстрактов в продуктах питания, пищевых добавках, сбалансированных диетах или фармацевтических препаратах (лекарствах).
Затем экстракт обычно преобразуют в форму, удобную для пользователя, такую как таблетки, капсулы, жевательные или сосательные формы, шипучие таблетки или порошки, гранулы, напитки или быстрорастворимые смеси, особенно быстрорастворимые смеси для чая.
Для получения требуемой дозировки в такой форме широко применяются физиологически хорошо переносимые добавки. Они включают углеводы, как-то продукты расщепления крахмала, например, мальтодекстрин, глюкозный сироп и сахар, а также целлюлозу и соответствующие углеводные производные. Кроме того, применяются и гуммиарабик, желатин и гидролизаты коллагена из группы белков.
При применении в терапевтических целях также возможны действующие синергически комбинации с ноотропами; они также применяются для лечения деменции, к примеру. Возможными партнерами для комбинации являются ингибиторы ацетил-холинэстеразы (например, донепезил, галантамин, ривастигмин, такрин и их производные), аналоги ГАМК (например, пирацетам и его производные), производные алкалоидов спорыньи (например, ницерголин, дигидроэрготоксин и их производные) и антагонисты NMDA (мемантин).
Для получения экстракта из Sideritis ssp. особенно подходящим оказался способ, включающий следующие стадии:
a) отбирают наземные части растений из видов Sideritis euboa, Sideritis scardica, Sideritis raiseri, Sideritis pisidica или их смесей,
b) их собирают во время цветения,
c) необязательно сушат до остаточной влажности <12%,
d) необязательно нарезают примерно до 1 см, провеивают и отделяют стебли как можно больше,
e) проводят экстракцию с помощью экстрагента, выбранного из группы: вода, моновалентные и поливалетные спирты или кетоны, особенно спирты или кетоны, содержащие от 1 до 4 атомов С, или их смеси,
f) причем экстракция проводится при температуре экстрагента от 20 до 100°C, предпочтительно на 10°C ниже точки кипения экстрагента,
g) удаляют по крайней мере часть экстрагента, предпочтительно мягко под вакуумом,
h) эфирное масло удаляют под вакуумом до менее 0,1% в экстракте,
i) полученный экстракт сушат, предпочтительно при помощи лиофилизации, распылительной сушки, конвейерной сушки, сушки под вакуумом, сушки в барабане или комбинации этих методик.
На фиг.1 представлен эффект сухого экстракта Sideritis из примера 5 на ЭЭГ на животной модели; см. пример 7.
На фиг.2 представлен эффект сухого экстракта Sideritis из примера 5а.
На фиг.3 представлена "карта мозга" после введения сухого экстракта Sideritis; см. пример 9.
На фиг.4 представлены результаты теста "водный лабиринт" из примера 11.
На фиг.5 приведены результаты из примера 11.
На фиг.6 представлен эффект экстракта Sideritis из примера 12.
Изобретение раскрывается более подробно на нижеследующих примерах.
Пример 1. Получение чаеподобных экстрактов из травы Sideritis
Две порции по 50 г растительного препарата смешивали с 15-кратным количеством кипящей воды и экстрагировали с перемешиванием. Оба мацерированных экстракта оставляли при комнатной температуре для остывания и объединяли. Две объединенные мацерации фильтровали через складчатый фильтр и концентрировали до легкого экстракта на роторном испарителе. Выход экстракта для различных видов представлен ниже. Для проверки ингибирования захвата серотонина все экстракты взвешивали, доводили до одинакового исходного содержания препарата и анализировали при концентрации в 50 мкг/мл в системе тестирования согласно ЕР 1634602.
Отрицательный контроль с серотонином принимали за 0%, а положительный контроль с контрольным веществом (10 мкМ) флувоксамином - за 100%.
| Вид | Выход экстракта 1%] | Ингибированиезахвата серотонина [% от контроля] |
| Sideritis congesta | 22,8 | 5 |
| Sideritis vuralii | 25,9 | 10 |
| Sideritis argyrea | 25,3 | 12 |
| Sideritis arguta | 17,0 | 17 |
| Sideritis pisidica | 19,3 | 12 |
| Sideritis scardica | 15,7 | 39 |
| Sideritis raiseri | 17,1 | 31 |
| Sideritis euboa | 17,2 | 28 |
В соответствии с габитусом индивидуальных видов (разные стебли и количество листьев) выход варьировал между 16-26%, причем высокий выход экстракта, как-то у Sideritis vuralii, сопровождался низкой активностью. Виды S. scardica, S. raiseri и S. euboa с относительно низким выходом предпочтительны в отношении ингибирования поглощения серотонина.
Пример 2. Получение водно-спиртовых экстрактов по изобретению из травы Sideritis
Две порции по 50 г травы Sideritis смешивали при 45°C с 15-кратным количеством смеси воды с этанолом и экстрагировали с перемешиванием. Оба мацерированных экстракта оставляли при комнатной температуре для остывания и объединяли. Две объединенные мацерации фильтровали через складчатый фильтр и концентрировали до легкого экстракта на роторном испарителе. Выход экстракта для различных видов представлен ниже. Для проверки ингибирования захвата серотонина все экстракты взвешивали, доводили до одинакового исходного содержания препарата и анализировали при концентрации в 50 мкг/мл в системе тестирования согласно ЕР 1634602.
Отрицательный контроль с серотонином принимали за 0%, а положительный контроль с контрольным веществом (10 мкМ) флувоксамином - за 100%.
| Вид | Экстрагент + концентрация | Ингибированиезахвата серотонина [% от контроля] |
| Sideritis euboa | 20% об. этанола | 58 |
| Sideritis scardica | 20% об. этанола | 65 |
| Sideritis pisidica | 20% об. этанола | 28 |
| Sideritis pisidica | 30% об. этанола | 64 |
| Sideritis pisidica | 50% об. этанола | 25 |
| Sideritis pisidica | 70% об. этанола | 19 |
Влияние экстрагента анализировали, используя вид S. pisidica. Повышение содержания этанола до 20% об. относительно чистой воды приводило к увеличению активности в 2,3 раза. Увеличение содержания этанола в экстрагенте всего на 10% об. до 30% об. приводило к повышению активности в 5,3 раз. Дальнейшее возрастание этанола уже не вызывало повышения; на самом деле отмечалось значительное падение при 50% об. этанола и 70% об. этанола. Концентрация в 20-30% об. этанола является предпочтительной для экстракции. То же самое проявлялось у предпочтительных видов из примера 1, при этом отмечалось повышение активности в 1,7 раз для S. scardica и в 2,0 раз для Sideritis euboa.
Пример 3. Получение водно-спиртовых экстрактов по изобретению из свежих растений
Две порции по 100 г свежего препарата из травы Sideritis scardica смешивали при 45°C с 15-кратным количеством (об/об) 20% этанола и настаивали. Оба настоя оставляли при комнатной температуре для остывания, фильтровали через складчатый фильтр и концентрировали до легкого экстракта на роторном испарителе.
Это давало следующее ингибирование поглощения серотонина при концентрации в 50 мкг/мл при измерении в системе тестирования согласно ЕР 1634602.
| Вид | Экстрагент + концентрация | Ингибирование захвата серотонина [% от контроля] |
| Свежие растения Sideritis scardica | 20% об. этанола | 45 |
Пример 4. Получение водно-спиртовых экстрактов по изобретению из высушенного предварительно обработанного сырья Sideritis
Собирали свежую траву Sideritis scardica и высушивали целиком в течение 7 дней с помощью горячего воздуха. Остаточная влажность составляла 10,2%.
Полученный продукт расфасовывали и использовали для приготовления чая.
Предназначенную для экстракции траву обычно нарезали на куски длиной 2-5 см. От нарезанного продукта (1 см) ожидается оптимальная экстракция содержимого. Удаление стеблей из травы Sideritis составляет особое воплощение. Для отделения листьев и цветков от стеблей применяются машины. При этом провеивание потоком воздуха уменьшает долю стеблей до менее 5%.
Три обработанных по-разному порции сырья из Sideritis scardica экстрагировали (об./об.) 20% этанолом, применяя способ, описанный в примере 2. Это давало следующее ингибирование поглощения серотонина при концентрации в 50 мкг/мл при измерении в системе тестирования согласно ЕР 1634602.
| Высушенное сырье из Sideritis scardica | Выход экстракта [%] | Ингибирование захвата серотонина [% от контроля] |
| 6-8 см | 16,2 | 65 |
| 1 см с нормальным содержанием стеблей | 17,5 | 64 |
| 1 см с пониженным содержанием стеблей | 21,3 | 64 |
Тестирование показало, что предварительная обработка сырья повышала выход на 31%, тогда как фармакологическая активность оставалась неизменной.
Пример 5. Получение препаратов экстракта из Sideritis
a) 10 кг травы Sideritis scardica L. подвергали экстракции в перколяторе при 45°C в течение 8 ч в объеме 300 л 20% (об./об.) этанола и удаляли препарат фильтрованием через мешочек на 250 мкм. Элюат оставляли при комнатной температуре для остывания и осветляли с помощью целлюлозного фильтра. Затем его концентрировали под вакуумом до легкого экстракта с содержанием сухого вещества примерно 50%. Выход экстракта составил 16%, что эквивалентно соотношению исходного препарата к экстракту 6:1. Для высушивания в порцию 70% исходного экстракта добавляли 30% мальтродекстрина в качестве носителя и высушивали под вакуумом при 50°C.
b) 10 кг травы Sideritis euboa L. подвергали экстракции в перколяторе при 45°C в течение 8 ч в объеме 300 л 20% (об./об.) этанола и удаляли препарат фильтрованием через мешочек на 250 мкм. Элюат оставляли при комнатной температуре для остывания и осветляли с помощью целлюлозного фильтра. Затем его концентрировали под вакуумом до легкого экстракта с содержанием сухого вещества примерно 50%. Выход экстракта составил 17%, что эквивалентно соотношению исходного препарата к экстракту 6:1. Для высушивания в порцию 70% исходного экстракта добавляли 30% мальтродекстрина в качестве носителя и высушивали под вакуумом при 50°C.
Два полученных сухих экстракта а) и b) измельчали до гомогенного порошка с помощью сита на 1 мм. Смесь сухого экстракта Sideritis scardica (а) с сухим экстрактом Sideritis euboa (b) в соотношении 1:1 составляет препарат по изобретению.
Пример 6. Получение препарата экстракта из Sideritis
10 кг травы Sideritis scardica L. подвергали экстракции в перколяторе при 45°C в течение 8 ч в объеме 300 л 20% (об./об.) этанола и удаляли препарат фильтрованием через мешочек на 250 мкм. Элюат оставляли при комнатной температуре для остывания и осветляли с помощью целлюлозного фильтра. Затем его концентрировали под вакуумом до легкого экстракта с содержанием сухого вещества примерно 50%. Выход экстракта составил 17,5%, что эквивалентно соотношению исходного препарата к экстракту 6:1. Для высушивания в порцию 70% исходного экстракта добавляли 30% мальтродекстрина в качестве носителя и высушивали под вакуумом при 50°C.
Пример 7. Телестереоизмерение ЭЭГ на свободно движущихся крысах: 1) с препаратом, описанным в примере 5
Имплантировали 4 полумикроэлектрода в 4 области мозга: "лобную долю коры", "гиппокамп", "полосатое тело" и "ретикулярную формацию" в группе из n=8 крыс Fischer 344. Измеряемые изменения потенциала области передавали беспроводным путем и оценивали для получения электрофармакограммы. Животные получали смесь сухих экстрактов Sideritis (из примера 5) в трех различных дозах (50, 100, 200 мг/кг веса тела перорально) по перекрестной схеме. Каждую индивидуальную дозу растворяли в воде и вводили один раз после 1-недельной "отмывки". В качества контроля в эксперименте служил физиологический раствор. После предварительного периода наблюдения без препарата в течение 45 мин вводили гаважем исследуемую жидкость, после чего следовал 5-минутный период успокоения для животного. Затем начинали измерение в течение 5 часов. Данные по частоте получали методом быстрого преобразования Фурье (FFT), а средние значения брали за 60 мин. Статистическую оценку проводили с помощью U-критерия Wilcoxon, Mann and Whitney против контроля (физраствор).
Все дозы давали сравнимые паттерны частоты. Наибольшие эффекты наблюдались по альфа2-волнам, которые соответствуют дофаминергической нейротрансмиссии. Даже при дозировке в 50 мг/кг можно было значимым образом отличить от контроля бета1-волны, принадлежащие глутаматергической системе. Дельта-, тета- и - особенно при самых высоких концентрациях - альфа1-волны также ослаблялись, что согласуется с активацией холинергической, норадренергической и серотонинергической нейротранс-миссии.
Насчет результатов см. фиг.1.
Пример 8. Телестереоизмерение ЭЭГ на свободно движущихся крысах: 2) с сухим экстрактом Sideritis scardica из примера 5а
Для измерения влияния на электрофармакограмму сухого экстракта Sideritis scardica перед смешиванием из примера 5а использовали такую же модель измерения, что и в тест-системе, описанной в примере 7. Была выбрана такая же дозировка (50, 100, 200 мг/кг веса тела перорально). Опять же каждую дозу растворяли в воде и вводили один раз после недельной "отмывки". В качестве контроля тоже служил физиологический раствор.
Все дозы давали сравнимые паттерны частоты в лобной доле коры, которая имеет особое значение для способности к обучению. Наибольшие эффекты опять же наблюдались по альфа2-волнам, которые соответствуют дофаминергической нейротрансмиссии. Также можно было четко отличить от контроля бета1-волны, принадлежащие глутаматергической системе.
Насчет результатов см. фиг.2.
Пример 9. Измерение ЭЭГ в двойном слепом, рандомизированном, плацебо-контролируемом исследовании на людях по перекрестной схеме для оценки разовой дозы
Капсулы, содержащие по 400 мг, заполняли исследуемой смесью (пример 5), причем в каждом случае 3 капсулы составляли единичную дозу в исследовании.
Исследование проводили, чтобы выявить повышение активности в когнитивной области после острого приема экстракта Sideritis. Для этого привлекали испытуемых с легкими когнитивными нарушениями с помощью интерактивного теста-опросника (DemTect Score 9-13) [Kessler J. et al. (2000) DemTect. Ein neues Screening-Verfahren zur Unterstiitzung der Demenzdiagnostik (DemTect, a new screening test to support the diagnosis of dementia). Psycho 26: 343-7]. Соответственно составляли группу из n=18 здоровых во всем остальном испытуемых в возрасте от 40 до 65 лет, а затем тестировали на эффекты экстракта, описанного в примере 5.
Электроэнцефалограммы испытуемых снимали в условиях расслабления и при выполнении трех различных когнитивных тестов (электропсихограмма). Измеряли изменения электрической активности по сравнению с приемом плацебо как в расслабленном состоянии, так и при выполнении теста на память. В состоянии расслабления отмечалось падение альфа-волн (значимое для альфа2-волн в последний час при р<0,07). Изменения по сравнению с плацебо представлены на фиг.3 в виде "карты мозга". Наблюдалось усиление медленных дельта- и тета-волн при выполнении теста на память, в то же время наблюдалось снижение более быстрых альфа- и бета-волн. Статистически значимым было усиление альфа2-волн (5-й час после приема; р<0,02) и уменьшение бета2-волн (1-й час после введения; р<0,07). Также отмечалось усиление лобных медленных волн на карте мозга. Усиление медленных волн при одновременном уменьшении быстрых волн характерно для умственной работы.
Результаты анализа нейрофизиологических данных дают первоначальное указание на стимулирующее действие экстракта (подавление центральной альфа2-активности) с изменениями электрической активности при выполнении теста на память, которые можно интерпретировать как повышение производительности (усиление лобных дельта- и тета-волн, большее снижение центральных альфа2- и бета1-волн). Таким образом, выявляется улучшение показателей памяти после однократного приема. Экстракт очень хорошо переносился и не было никаких побочных эффектов.
Пример 10. Конкретный пример - чаепитие и измерение ЭЭГ
Прием примерно 500 мл холодного чая из Sideritis scardica контролировали при помощи ЭЭГ в самостоятельном эксперименте на 42-летнем мужчине. Оно показало, что альфа2-волны уменьшаются, а дельта- и тета-волны усиливаются. После чаепития наблюдалось значительное улучшение при выполнении теста на память, а также улучшение способности к концентрации.
Пример 11. Поведенческие тесты в водном лабиринте Морриса (MWM)
Подопытных животных, в данном случае мышей, в течение нескольких дней в круглом бассейне, заполненном мутной водой, с визуальными ориентирами (отчетливыми отметками), расположенными вокруг бассейна, обучали тому, чтобы самостоятельно найти невидимую платформу, скрытую под поверхностью воды, и запомнить ее пространственное расположение. Мышей помещали в воду на расстоянии примерно 30 см от края, после чего они пытались добраться до спасительной платформы плавательными движениями. Эта система измерения была известна с 1980-х, а ее преимущество перед обычными простыми лабиринтами состоит в том, что здесь нет локальных отметок, а только общие, и в задачу вовлечен сильный мотивационный фактор, так как животным хочется спастись. Основной целью эксперимента является тестирование (пространственного) обучения (распознавания и памяти) у животных в условиях стресса и измерение всевозможного влияния на это. Регистрируются такие параметры, как время, которое требуется для нахождения платформы, пройденное до этой точки расстояние и относительное время, проведенное в правильном секторе бассейна. На эти параметры влияет эффект тренировки: обычно уменьшается время, необходимое для нахождения платформы, и пройденное расстояние, к примеру, а время, проведенное в секторе, возрастает. Кроме того, на эффект тренировки может повлиять концентрация различных нейротрансмиттеров [диссертация, Freiburg University 2004, Theresa Schweizer: 3,4-Diaminopyridin evozierte Freisetzung von Neurotransmittem aus Himschnitten von Ratten/3,4-diaminopyridine evoked release of neurotransmitters of brain slices of the rat: Untersuchungen im Kortex und Hippocampus an alten Ratten, sowie an Ratten mit serotonergen Lasionen hippocampaler Afferenzen und intrahippocampalen Raphe-Transplantaten].
По этой экспериментальной схеме тестировали 4 группы по 6 мышей. Первая контрольная группа состояла из трансгенных животных, получавших воду (линия APPS1+/0), у которых по причине генетической предрасположенности проявляется высокий уровень отложения β-амилоида в пределах 50 дней от роду и возникает болезнь Альцгеймера. Вторая контрольная группа состояла из здоровых контрольных мышей (контрольная линия APPPS1 0/0) без определенной мутации генов. Третья группа состояла из трансгенных животных (линия APPS1 +/0), получавших гаважем раствор экстракта Sideritis из примера 5 с 50-го дня жизни. Четвертая группа состояла из трансгенных животных (линия APPS1 +/0), получавших гаважем раствор экстракта Ginkgo biloba (полученный в соответствии с European Pharmacopoeia) при такой же концентрации с 50-го дня жизни. Эта группа была выбрана потому, что экстракты Ginkgo biloba наиболее широко применяются в таких случаях.
Тестирование по поведенческой биологии начинали в возрасте примерно 95 дней с помощью водного лабиринта Морриса (дни 95-100). Испытание состоит из ежедневного раннего и позднего блока тестирования/обучения на протяжении 4 дней. Ранний блок начинается с пробега без платформы в течение 30 сек и регистрируется время, которое мышь проводит в том секторе, в котором обычно располагается платформа (целевой сектор). Остальные четыре пробега делаются при невидимой платформе и 4 разных исходных позициях.
Анализировали два параметра: время, необходимое для того, чтобы добраться до платформы (латентность до спасения, фиг.4 и 5), и время, которое мыши проводят в целевом секторе при первом пробеге в последний день.
Оба параметра показывают, что экстракт Ginkgo (фиг.4= пунктирная линия, фиг.5=№4) по сравнению с трансгенным контролем (фиг.4= непрерывная линия, фиг.5=№1) никак не влияет на когнитивные показатели у мышей на этой модели. В противоположность этому обработка смесью экстрактов Sideritis дает заметное улучшение показателей памяти. Животные, получавшие экстракт Sideritis (из примера 5; фиг.4= штрихпунктирная линия, фиг.5=№3), к примеру, значительно быстрее добирались до платформы уже на 2-й день, а также на 3-й и 4-й день. Даже по сравнению со "здоровыми животными" обработка приводила к значительному улучшению показателей обучения на 2-й и 4-й день.
Пример 12. Поведенческие тесты (здоровые мыши) в MWM
Тестирование по биологии поведения начинали в возрасте примерно 95 дней на тест-модели водного лабиринта Морриса, как описано в примере 11 (дни 95-100). Животных во второй контрольной группе n=6 (контрольная линия APPPS1 0/0) сравнивали с параллельной опытной группой n=6 (линия APPPS1 0/0), получавшей экстракт Sideritis (из примера 5) с 50-го дня жизни. И латентность до спасения, и время, проведенное в целевом секторе, проявляли заметное улучшение показателей памяти на 2, 3 и 4-й день.
Еще через 35 дней снова использовали тест-систему для сравнения обеих исследуемых популяций (дни 135-150). Опытная популяция опять получала в течение 15 дней экстракт Sideritis (12 г/кг веса тела) (пример 5). В результате этого в опытной популяции латентность до спасения уменьшалась на 53% на 4-й день, а также более чем на 30% возрастала продолжительность времени, проведенного в целевом секторе.
Процедуру тестирования повторяли еще через 150 дней (дни 275-300), причем опытная популяция в течение 25 дней до этого получала экстракт Sideritis по 6 г/кг веса тела (пример 5). Даже после такого продолжительного периода времени все-таки наблюдалось значительное уменьшение латентности до спасения на 40% в 1-й день.
Впоследствии испытания проводили на обеих популяциях, чтобы посмотреть, получит ли новый процесс обучения пользу от приема экстракта Sideritis в течение короткого периода времени. При этом платформу перемещали в другой сектор. В 1-й день не отмечалось измеримых отличий по латентности до спасения, но уже со 2 дня опытная популяция оказалась впереди и на 4 день увеличила отрыв до 47%.
Этот процесс нового обучения тестировали еще раз в возрасте 435-450 дней (что эквивалентно 90-летнему возрасту у человека). Опытная популяция снова в течение 15 дней до этого получала экстракт Sideritis по 6 г/кг веса тела (пример 5). При этом также наблюдалось уменьшение латентности до спасения на 34% прежде всего в исходном целевом секторе, а затем и на 4-день в новом целевом секторе после его перемещения.
Результаты представлены на фиг.6.
Пример 13. Школьный чай
Поскольку Sideritis scardica имеет собственный ароматический вкус, его можно реализовывать в виде водного чайного экстракта в слегка подслащенной форме в качестве "школьного чая" в классической упаковке Tetrapack. Эквивалент сухого экстракта должен составлять от 0,2 г до 2 г на 100 мл чайного напитка. Подходящими подсластителями являются традиционные сахара типа фруктозы, глюкозы и сахарозы, а также искусственные подсластители, такие как сахарин натрия, аспартам, сукралоза, стевиозид и др. Можно ожидать усиления когнитивной способности вскоре после употребления, поскольку, как видно из примеров 9 и 10, это влияет на волновые паттерны при ЭЭГ.
Типичная композиция для школьного чая:
2,5 г экстракта Sideritis scardica из примера 6
0,8 г фруктозы
вода до 200 мл
Пример 14. Растворимый чай
2 кг легкого экстракта Sideritis scardica, полученного в соответствии со способом, описанным в примере 6, смешивали с ароматизаторами (250 г глюкозы, 10 г витамина С, 1 г жидкого аромата из Sideritis, 0,8 г сукралозы) и гомогенизировали. Затем смесь высушивали распылением при температуре подачи воздуха 180°C. Одну мерную ложечку этого порошка можно растворить в 150 мл холодной воды и затем сразу же выпить.
Пример 15. Шипучая форма в пакетиках
Для приготовления шипучих таблеток 550 г лимонной кислоты смешивали с 300 г бикарбоната натрия, 50 г фруктозы и 100 г экстракта по изобретению, полученного из Sideritis scardica, как описано в примере 6. После гомогенизации смесь можно гранулировать или сразу же прессовать таблетки. Рекомендуемая разовая доза составляет 4 г гранулята или 4 г шипучих таблеток два раза в день, по мере необходимости (=2×400 мг экстракта).
1. Применение водно-спиртового экстракта из надземных частей растений Sideritis ssp. для усиления когнитивной способности, где надземные части растений представляют собой свежие или высушенные части растений, выбранных из группы Sideritis euboa, Sideritis scardica, Sideritis raiseri или их смесей.
2. Применение по п. 1, где усиление когнитивной способности заключается в усилении способности к обучению, предпочтительно усилении памяти, более предпочтительно при существующей стрессовой ситуации.
3. Применение по п. 2, где существующая стрессовая ситуация представляет собой стрессовую ситуацию или нейродегенеративное заболевание, в особенности стресс от экзаменов в связи с новыми заданиями или в особых ситуациях.
4. Применение по любому из пп. 1-3, где доля Sideritis scardica составляет, по меньшей мере, 50%, предпочтительно, по меньшей мере, 80%.
5. Применение по любому из пп. 1-4, где надземные части растений были собраны во время цветения.
6. Применение по любому из пп. 1-5, где указанный экстракт был получен при помощи экстрагента представляющего собой воду и по меньшей мере один спирт, выбранный из группы, состоящей из одноатомных и многоатомных спиртов, предпочтительно спиртов, содержащих от 1 до 4 атомов углерода, либо их смесей.
7. Применение по п. 6, где указанный экстракт был получен при температуре экстрагента от 20 до 100°C, предпочтительно при температуре на 10°C ниже точки кипения экстрагента.
8. Применение по п. 6, где из указанного экстракта был удален экстрагент, по меньшей мере, частично, предпочтительно при пониженном давлении.
9. Применение по п. 8, где указанный экстракт был высушен, предпочтительно при помощи лиофилизации, распылительной сушки, конвейерной сушки, вакуумной сушки, барабанной сушки или комбинации этих методов.
10. Применение по любому из пп. 1-9, где указанный экстракт содержится в пищевом продукте, пищевой добавке, сбалансированном рационе или фармацевтической композиции.
11. Применение по п. 10, где экстракт изготовлен в виде таблеток, капсул, жевательных форм, сосательных форм, шипучих форм, гранул, напитка или быстрорастворимых форм, особенно быстрорастворимых форм для чая.
12. Применение по любому из пп. 1-11, где указанный экстракт используется в комбинации с физиологически хорошо переносимыми вспомогательными веществами, предпочтительно из группы углеводов, предпочтительно продуктов расщепления крахмала типа мальтодекстрина, глюкозного сиропа, сахаров, целлюлозы и соответствующих производных углеводов, и из группы белков типа гуммиарабика, коллагена и гидролизатов коллагена.
