РОЗРОБЛЕННЯ ЗАСОБУ ДЛЯ ПОКРАЩЕННЯ КОГНІТИВНИХ ФУНКЦІЙ ТА ЗНИЖЕННЯ РІВНЯ ГОМОЦИСТЕЇНУ
DOI:
https://doi.org/10.15407/scine18.01.066Ключові слова:
гомоцистеїн, дієтична добавка, вітаміни групи В, вітамін С, впровадження, серцево-судинні захворювання, когнітивні функції, COVID-19Анотація
Вступ. Гіпергомоцистеїнемія є небезпечним метаболічним порушенням, що призводить до виникнення низки захворювань.
Проблематика. Нагальним завданням є розроблення препаратів, які здатні знижувати рівень гомоцистеїну, не спричиняючи побічних ефектів.
Мета. Розробити дієтичну добавку, що при мінімальному вмісті компонентів, які здатні викликати побічні реакції, знижує рівень гомоцистеїну; а також дослідити, чи впливає розроблена добавка на когнітивні здібності тварин, та впровадити її у виробництво.
Матеріали й методи. До складу розробленої дієтичної добавки «Альфакогнітин» включено вітаміни В6, В9, В12, С і холін. Моделювання експериментальної гіпергомоцистенемії у щурів проводили шляхом утримання тварин на
L-метіоніновій дієті. Вміст гомоцистеїну у крові визначали за допомогою іонообмінної рідинно-колонної хроматографії з використанням автоматичного аналізатору амінокислот. Поведінкові реакції та когнітивні здібності щурів досліджували за допомогою поведінкових тестів «Відкрите поле», «Електрична стимуляція кінцівки» і «Соціальна
взаємодія». Роботи щодо впровадження у виробництво виконано за участі компанії ТОВ «Нутрімед» (Київ).
Результати. Показано, що у тварин із гіпергомоцистеїнемією «Альфакогнітин» знижував рівень гомоцистеїну, підвищував когнітивні здібності, ефективність соціальної взаємодії та комунікабельність, а також нормалізував функціональні порушення пам’яті та здатності до навчання. Затверджено технічні умови виробництва дієтичної добавки,
відпрацьовано пілотну технологію отримання її капсульованої форми та виготовлено дослідну партію.
Висновки. «Альфакогнітин» може знижувати рівень гомоцистеїну, що дозволяє використовувати його з метою нормалізації функціонального стану серцево-судинної та нервової систем за гіпергомоцистеїнемії, а також для покращення когнітивних функцій, зокрема після захворювання на COVID-19.
Посилання
Kim, J., Kim, H., Roh, H., Kwon, Y. (2018). Causes of hyperhomocysteinemia and its pathological significance. Arch. Pharm. Res., 41(4), 372-383. https://doi.org/10.1007/s12272-018-1016-4
Martinez, Y., Li, X., Liu, G., Bin, P., Yan, W., Mas, D., … Yin, Y. (2017). The role of methionine on metabolism, oxidative stress, and diseases. Amino Acids, 49(12), 2091-2098. https://doi.org/10.1007/s00726-017-2494-2
Esse, R., Barroso, M., Tavares de Almeida, I., Castro, R. (2019). The contribution of homocysteine metabolism disruption to endothelial dysfunction: state-of-the-art. Int. J. Mol. Sci., 20(4), 867. https://doi.org/10.3390/ijms20040867
Li, W., Xu, B., Cao, Y., Shao, Y., Wu, W., Zhou, J., … Wu, J. (2019). Association of maternal folate intake during pregnancy with infant asthma risk. Sci. Rep., 9(1), 8347. https://doi.org/10.1038/s41598-019-44794-z
Iscan, B., Tuzun, F., Eroglu Filibeli, B., Cilekar Micili, S., Ergur, B. U., Duman, N, … Kumral, A. (2019). Effects of maternal folic acid supplementation on airway remodeling and allergic airway disease development. J. Matern. Fetal. Neonatal. Med., 32(18), 2970-2978. https://doi.org/10.1080/14767058.2018.1452904
Yafei, W., Lijun, P., Jinfeng, W. (2012). Is the prevalence of MTHFR C677T polymorphism associated with ultraviolet radiation in Eurasia. J. Hum. Genet., 57(12), 780-786. https://doi.org/10.1038/jhg.2012.113
Yang, Z., Shi, J., He, Z. (2020). Predictors for imaging progression on chest CT from coronavirus disease 2019 (COVID-19) patients. Aging (Albany NY), 12(7), 6037-6048. https://doi.org/10.18632/aging.102999
Ponti, G., Roli, L., Oliva, G., Manfredini, M., Trenti, T., Kaleci, S., … Tomasi, A. (2021). Homocysteine (Hcy) assessment to predict outcomes of hospitalized Covid-19 patients: a multicenter study on 313 Covid-19 patients. Clin. Chem. Lab. Med., 59(9), e354-e357. https://doi.org/10.1515/cclm-2021-0168
Karst, M., Hollenhorst, J., Achenbach, J. (2020). Life-threatening course in coronavirus disease 2019 (COVID-19): Is there a link to methylenetetrahydrofolic acid reductase (MTHFR) polymorphism and hyperhomocysteinemia? Med. Hypotheses, 144, 110234. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2020.110234
Miskowiak, K. W., Johnsen, S., Sattler, S. M., Nielsen, S., Kunalan, K., Rungby, J., … Porsberg, C. M. (2021). Cognitive impairments four months after COVID-19 hospital discharge: Pattern, severity and association with illness variables. Eur. Neuropsychopharmacol., 46, 39-48. https://doi.org/10.1016/j.euroneuro.2021.03.019
Xu, Y., Tian, Y., Wei, H. J., Dong, J. F., Zhang, J. N. (2011). Methionine diet-induced hyperhomocysteinemia accelerates cerebral aneurysm formation in rats. Neurosci. Lett., 494(2), 139-144. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2011.02.076
Nair, A. B., Jacob, S. (2016). A simple practice guide for dose conversion between animals and human. J. Basic. Clin. Pharm., 7(2), 27-31. https://doi.org/10.4103/0976-0105.177703
Bahceci, D., Anderson, L. L., Occelli Hanbury Brown, C. V., Zhou, C., Arnold, J. C. (2020). Adolescent behavioral abnormalities in a Scn1a+/- mouse model of Dravet syndrome. Epilepsy Behav., 103(pt. A), 106842. https://doi.org/10.1016/j.yebeh.2019.106842
Desmons, A., Thioulouse, E., Hautem, J. Y., Saintier, A., Baudin, B., Lamaziere, A., … Moussa, F. (2020). Direct liquid chromatography tandem mass spectrometry analysis of amino acids in human plasma. J. Chromatogr. A, 1622, 461135. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2020.461135
Brown, M. J., Ameer, M. A., Beier, K. (2021). Vitamin B6 deficiency. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470579/ (Last accessed: 15.06.2021).
Froese, D. S., Fowler, B., Baumgartner, M. R. (2019). Vitamin B12, folate, and the methionine remethylation cycle-biochemistry, pathways, and regulation. J. Inherit. Metab. Dis., 42(4), 673-685. https://doi.org/10.1002/jimd.12009
Khan, K. M., Jialal, I. (2021). Folic acid deficiency. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. URL: https://www.ncbi. nlm.nih.gov/books/NBK535377/ (Last accessed: 15.06.2021).
Green, R., Allen, L. H., Bjorke-Monsen, A. L., Brito, A., Gueant, J. L., Miller, J. W., … Yajnik, C. (2017). Vitamin B12 deficiency. Nat. Rev. Dis. Primers., 3, 17040. https://doi.org/10.1038/nrdp.2017.40
Obeid, R. (2013). The metabolic burden of methyl donor deficiency with focus on the betaine homocysteine methyltransferase pathway. Nutrients, 5(9), 3481-3495. https://doi.org/10.3390/nu5093481
McRae, M. P. (2013). Betaine supplementation decreases plasma homocysteine in healthy adult participants: a metaanalysis. Journal of Chiropractic Medicine, 12(1), 20-25. https://doi.org/10.1016/j.jcm.2012.11.001
Rajaie, S., Esmaillzadeh, A. (2011). Dietary choline and betaine intakes and risk of cardiovascular diseases: review of epidemiological evidence. ARYA atherosclerosis, 7(2), 78-86.
Magana, A. A., Reed, R. L., Koluda, R., Miranda, C. L., Maier, C. S., Stevens, J. F. (2020). Vitamin C activates the folatemediated one-carbon cycle in C2C12 myoblasts. Antioxidants (Basel), 5(3), 217. https://doi.org/10.3390/antiox9030217
Abdullah, M., Jamil, R. T., Attia, F. N. (2021). Vitamin C (ascorbic acid). Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK499877/ (Last accessed: 15.06.2021).
Carr, A. C., Maggini, S. (2017). Vitamin C and immune function. Nutrients, 9(11), 1211. https://doi.org/10.3390/nu9111211
Monacelli, F., Acquarone, E., Giannotti, C., Borghi, R., Nencioni, A. (2017). Vitamin C, aging and Alzheimer's disease. Nutrients, 9(7), E670. https://doi.org/10.3390/nu9070670
Harvard Medical School. Listing of vitamins. URL: https://www.health.harvard.edu/staying-healthy/listing_of_vitamins (Last accessed: 31.08.2020).
U.S. Food & Drug Administration. Daily Value on the New Nutrition and Supplement Facts Labels. URL: https://www. fda.gov/food/new-nutrition-facts-label/daily-value-new-nutrition-and-supplement-facts-labels (Last accessed: 05.05.2020).
Golembiovska, O. I., Galkin, A. Y., Besarab, A. B. (2019). Development and validation of a dissolution test for ursodeoxycholic acid and taurine from combined formulation. Scientific Study and Research: Chemistry and Chemical Engineering, Biotechnology, Food Industry, 20(3), 377-394.
Semenyuk, S. M., Shybetsky, V. Yu., Povodzinsky, V. M., Kostyk, S. I. (2018). Assessment of critical parameters of the cultivating process in biotechnology of active pharmaceutical ingredients. Innov. Biosyst. Bioeng., 2(2), 118-124. https://doi.org/10.20535/ibb.2018.2.2.123469
Volodina, T. T., Korotkevich, N. V., Romaniuk, S. I., Galkin, O. Y., Kolybo, D. V., Komisarenko, S. V. (2017). Implementation of dietary supplements with effect of detoxication and improvement of osteogenesis and metabolism. Science and Innovation, 13(6), 39-50. https://doi.org/10.15407/scine13.06.039
Bondarenko, L., Gorchakova, N., Galkin, A. (2018). Efficacy profile of the homeopathic combination for influenza and acute respiratory viral diseases treatment and prevention. Innov. Biosyst. Bioeng., 2(4), 252-261. https://doi.org/10.20535/ibb.2018.2.4.148441
Dissette, V., Cassino, R., Bondarenko, L., Motronenko, V. (2020). Powder fixed combination with antiseptic and barrier properties for wound management: safety and efficacy aspect. Innov. Biosyst. Bioeng., 4(3), 149-159. https://doi.org/10.20535/ibb.2020.4.3.211699
Galkin, O. Yu., Lutsenko, T. M., Gorshunov, Yu. V., Motronenko, V. V. (2017). Development of the method for microbiological purity testing of recombinant human interleukin-7-based product. Ukr. Biochem. J., 89(3), 52-59. https://doi.org/10.15407/ubj89.03.052
Shayakhmetova, G. M., Bondarenko, L. B., Voronina, A. K., Kovalenko, V. M. (2017). Comparative investigation of methionine and novel formulation Metovitan protective effects in Wistar rats with testicular and epididymal toxicity induced by anti-tuberculosis drugs co-administration. Food Chem. Toxicol., 99, 222-230. https://doi.org/10.1016/j.fct.2016.12.001
Patent of Ukraine № 131124. Komisarenko, S. V., Kolybo, D. V., Galkin, O. Yu., Lugovska, N.E., Romaniuk, S.I. Remedy for lowering homocysteine level and improving cognitive functions in human [in Ukrainian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Положення про авторські права Автори, які публікуються у журналі «Наука та інновації», погоджуються на такі умови: Автори зберігають авторські права та надають журналу право першої публікації. Автори можуть вступати в окремі, додаткові договірні угоди для не ексклюзивного розповсюдження надрукованої у журналі «Наука та інновації» версії своєї роботи (статті) (наприклад, розмістити її в інституційному сховищі або опублікувати в своїй книзі), із підтвердженням її первинної публікації у журналі «Наука та інновації». Авторам дозволено розміщувати свою роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їх веб-сайті).
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
