Хитозан для волос что это
Опубликовано: 17.09.2024
Природа наделила всех членистоногих удивительным свойством: они несколько раз на протяжении жизни обновляют свой покров. Устаревший защитный хитиновый панцирь сбрасывается, и на его месте образуется новый.
Каждая женщина мечтает на долгие годы сохранить молодость кожи. Конечно, клетки нашей кожи тоже постепенно обновляются, но полностью сменить свои покровы, как это делают, например, раки или крабы мы не можем.
Однако из хитинового покрова членистоногих современная наука научилась получать важнейший для многих живых сущест элемент — хитозан, который помогает врачам излечивать множество заболеваний, а косметологам — сохранять человеческую молодость и красоту.
Что такое хитозан?
Итак, хитозан — это производный продукт хитина. В естественном состоянии хитин содержится в панцирях морских крабов, креветок, криля, омаров, раков, а также в наружном скелете зоопланктона, включая кораллы и медуз. У таких насекомых как бабочки и божьи коровки хитин содержится в крылышках. Клеточные стенки дрожжей, грибов и разнообразных грибков также содержат это природное вещество.
Получение хитозана проводится путем обработки хитина раствором щелочи в специальных условиях. В результате этого карбоновое соединение, придающее твердость хитину — ацил, удаляется. Абсолютно удалить ацилл невозможно. Качество состава хитозана зависит от процентного соотношения элементов хитозана и неацетилированного хитина. Чем выше степень удаления ацила, тем выше функциональный эффект данного продукта.
По своему химическому составу хитозан напоминает целлюлозу. Как природный полимер он абсолютно безопасен для человека.
Крем, БАД и искусственная кожа
Свойства хитозана многообразны:
- останавливает процессы старения организма и нормализует иммунные реакции;
- очень эффективно заживляет раны, так как, являясь источником глюкозаминов (производных белков соединительных тканей — коллагена и эластина), способствует быстрому преобразованию новых коллагеновых волокон в тонкую кожу;
- усиливает циркуляцию крови в микрососудах и мельчайших капиллярах;
- выводит из организма вредные соли тяжелых металлов, остатки лекарственных препаратов, радионуклиды и прочие накопившиеся химические шлаки и яды;
- очищает кровь и лимфу, подавляет развитие рака.
Благодаря своим уникальным свойствам хитозан имеет широкую область применения.
- для изготовления искусственной кожи, с помощью которой лечат травматические повреждения кожи;
- для активизации заживления без образования рубцов, что особенно важно в вопросе косметической коррекции;
- как шовный материал, благодаря его гипоаллергенным свойствам и способности к саморассасыванию.
В качестве БАД, при прием внутрь хитозан действует в желудочно-кишечном тракте как мощный адсорбент и выводит из него токсические вещества.
Хитозан также используется при изготовление продуктов питания, в сельском хозяйстве, для защиты окружающей среды.
Но для нас наибольший интерес представляют косметические свойства хитозана.
Хитозан в косметологии. Двойное увлажнение.
Одним из основных свойств хитозана является способность к образованию на поверхности нашей кожи защитного слоя. Тем самым существенно снижается потеря влаги. Поэтому хитозан в косметологии используется, в основном, как увлажнитель, который при нанесении на кожу способствует восстановлению естественного увлажняющего фактора.
Хитозан увлажняет нашу кожу двумя способами.
- Во-первых, связываясь с клетками кожи, образует тончайшую, невидимую и неощутимую пленку, обеспечивающую прекрасное влагоудерживающее покрытие, которое позволяет коже свободно дышать.
- И во-вторых, благодаря впитывающим свойствам, защитная пленка извлекает влагу из окружающего воздуха и насыщает ею верхние слои эпидермиса.
Помимо увлажнения, хитозан также защищает нашу кожу от агрессивных факторов внешней среды, повышает ее устойчивость к ультрафиолетовому излучению.
Косметические средства с хитозаном
Благодаря своему природному происхождению хитозан прекрасно взаимодействует с живыми клетками и усваивается организмом человека. Он абсолютно нетоксичен, не накапливается в верхних слоях кожи и безвреден для особо чувствительных областей лица и тела, что делает его идеальным компонентом косметических средств по уходу за кожей!
Косметика с хитозаном обладает хорошей проницаемостью, что обеспечивает доставку активных ингредиентов в глубокие слои кожи.
Содержащийся в косметике хитозан активизирует процессы регенерации, способствует омоложению кожи и обладает мягким антибактериальным действием.
Для ежедневного увлажнения и защиты кожи лица прекрасно подойдет Увлажняющая пудра с хитозаном.
Для интенсивного увлажнения и дополнительго питания кожи следует 1-2 раза в неделю использовать альгинатную маску с хитозаном.
Так как наша кожа нуждается и в очищении от погибших в результате неблагоприятного воздействия клеток, в косметических средствах по уходу за кожей также используются соли хитозана, особенно изготовленные на основе молочной и гликолевой кислот.
Хитозан используется и в производстве средств для похудания. Доказано, что попадая в наш организм, он начинает притягивать к себе липиды, связывает, нарушая их усвоение, а затем выводит, предотвращая накопление жировых отложений. Одна его молекула способна притянуть к себе молекул жира в 4-8 раз больше собственного веса.
Например, специальный лосьон для тела с хитозаном обеспечит качественное увлажнение кожи и усилит действие антицеллюлитного обертывания.
Меры предосторожности
Несмотря на абсолютную безвредность, использование хитозана не рекомендуется во время беременности и в период кормления грудью, из-за отсутствия полных клинических данных о его воздействии на плод и возможности проникновения в грудное молоко. Перед использованием внимательно читайте инструкцию по применению хитозана и препаратов его содержащих.
Получите онлайн-консультацию врача в удобное для вас время
Сегодня модно пить всевозможные добавки. По уверению производителей, они существенно улучшают качество жизни: и похудеть помогут, и холестерин нормализовать, и «токсины» выведут. Среди множества таких добавок можно встретить и хитозан.
В этой статье мы обсудим, что это за вещество, как оно влияет на здоровье, нужно ли его пить, а также поговорим, где хитозан вообще применяют. Но обо всем по порядку.
Хитозан — это вообще что?
Начнем издалека. Панцири ракообразных, скелеты беспозвоночных животных, а также клеточные стенки грибов состоят из хитина. Это полисахарид, выполняющий примерно ту же роль, что и целлюлоза в растениях.
Хитин — второй по распространенности биополимер в природе. Его можно химически модифицировать — нагреть вместе с щелочным раствором и провести так называемую реакцию N-деацетилирования. И вот тогда получается тот самый хитозан.
Если коротко: хитозан — это продукт деацетилирования хитина . В чистом виде хитозан — это порошок от молочного до желтого цвета.
Хитозан получать выгодно: его можно выделить из отходов рыбного производства, из мух и даже из грибов. Хитозан биосовместим, биоразлагаем, а также обладает антибактериальными свойствами. Из него можно делать растворы, гели и гидрогели, пленки, скаффолды (о них подробнее ниже), наполнять им пластики или делать их на его основе.
В общем, чудо, а не полимер.
Правда ли, что хитозан помогает терять вес?
Здесь все не так однозначно. Предполагаемый механизм потери веса выглядит так: хитозан связывает и улавливает молекулы жира и выводит их из организма естественным путем . Но есть некоторые доказательства , что хитозан не связывает жиры вовсе.
Крупный обзор рандомизированных исследований оценки влияния хитозана на массу тела провел Кокрейн. Анализ данных 1219 людей показал, что хитозановые препараты приводят к небольшой потере массы по сравнению с группой плацебо. Но если брать в учет только высококачественные исследования, то влияние хитозана на массу тела минимально и вряд ли будет иметь видимый результат .
Но что касается уровня холестерина, то с ним хитозан справляется весьма хорошо. 1,2 г хитозана в сутки приводят к существенному снижению общего холестерина и липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) у пожилых женщин.
Кстати, если вам интересно узнать об эффективности и безопасности основных пищевых добавок для похудения, то в журнале Nature есть статья на эту тему.
Что делать, если попытки сбросить вес не заканчиваются успехом? В галерее — 10 причин, по которым вы не можете похудеть:
Хитозан в медицине
Но использование хитозана для борьбы с лишним весом — далеко не самая перспективная область его применения. В медицинской области есть несколько направлений, где используют этот полисахарид:
- Создание скаффолдов. Скаффолды — это такие строительные леса, позволяющие клеткам прорастать сквозь них. Их использование сильно сокращает время реабилитации при костном имплантировании. Сейчас рынок костных имплантатов предлагает титановые, керамические, полилактидные и другие имплантаты. Среди наиболее перспективных разработок — гидрогели на основе хитозана: они не препятствуют росту клеток, нетоксичны, биоразлагаемы и по прочности сопоставимы с костной тканью. Из хитозана можно даже печатать скаффолды на 3D-принтере.
- Кровоостанавливающие и ранозаживляющие средства . Хитозан обладает хорошей гемостатической активностью, то есть эффективно останавливает кровотечения. Уже существуют коммерческие препараты на основе хитозана: повязки, салфетки и гели для экстренной остановки кровотечения. Дополнительно к способности останавливать кровь он обладает антимикробным действием.
- Селективная доставка лекарств. Мало создать работающее лекарство, необходимо еще и доставить действующее вещество в конкретное место. Для этого фармсубстанции крепятся на специальные молекулы-адъюванты. Так вот, хитозан способен «защитить» молекулы в суровых условиях организма и доставить в место, где лекарство будет работать как задумано. Но он не волшебник: под каждую задачу хитозан нужно модифицировать. Адресная доставка лекарственных средств существенно увеличивает эффективность лечения. За счет своей структуры хитозан может не только селективно доставлять фармпрепараты, но и постепенно их высвобождать. Это очень здорово: ведь лекарство будет само поступать в организм, не будет необходимости пить лишний раз таблетку, делать инъекцию и т. д.
Что еще слышно от ученых про хитозан:
Вообще, хитозан позволил сделать серьезный шаг вперед в области регенерации кожи, хрящей и костей. На его основе делают одни из самых передовых медицинских разработок. С каждым годом сфера применения этого полисахарида расширяется, появляются все новые и новые исследования. Да что там: хитозан рассматривали даже как средство борьбы с коронавирусом из-за его противовирусной активности!
А его вообще можно есть?
Хитозан нашел применение в пищевой промышленности. Его антибактериальные свойства пригождаются и здесь. Он способен подавлять развитие бактерий и грибов, тем самым делая продукты более безопасными. Покрытие хитозаном овощей и фруктов увеличивает их срок хранения. Образующаяся пленка изолирует продукты от контакта с воздухом, из-за чего окисление происходит медленнее . При этом пленку с продуктов можно как удалить, так и съесть.
В косметику его тоже добавляют?
И туда тоже. Судя по некоторым исследованиям , хитозан может улучшать составы солнцезащитных кремов, давая им дополнительную защиту от ультрафиолета и антибактериальные свойства.
А где еще применяют хитозан?
На основе хитозана делают биоразлагаемые упаковки для еды — и не обычные, а с противомикробными свойствами.
Хитозан отлично связывает ионы тяжелых металлов, поэтому с ним делают сорбенты, флокулянты и другие продукты для очистки сточных вод. С учетом низкой стоимости хитозана, это еще и выгодно.
Окей, хитозан действительно хорош!
Большой разброс областей применения этого важного и нужного полисахарида демонстрирует его (почти) универсальность. Скорее всего, с каждым годом хитозан будет все больше и больше проникать в нашу жизнь. И далеко не только в качестве пищевой добавки для похудения. Поэтому полезно узнать об этом соединении (что вы только что и сделали).
Источники:
1. Muxika, A., Etxabide, A., Uranga, J., Guerrero, P., & de la Caba, K. (2017). Chitosan as a bioactive polymer: Processing, properties and applications. International Journal of Biological Macromolecules, 105, 1358–1368.
2. Rinaudo, M. (2006). Chitin and chitosan: Properties and applications. Progress in Polymer Science, 31(7), 603–632.
3. Kim, C.-H., Park, S. J., Yang, D. H., & Chun, H. J. (2018). Chitosan for Tissue Engineering. Novel Biomaterials for Regenerative Medicine, 475–485.
4. Shariatinia, Z., & Jalali, A. M. (2018). Chitosan-based hydrogels: Preparation, properties and applications. International Journal of Biological Macromolecules, 115, 194–220.
5. Shariatinia, Z. (2018). Pharmaceutical applications of chitosan. Advances in Colloid and Interface Science.
6. Pal, P., Pal, A., Nakashima, K., & Yadav, B. K. (2020). Applications of Chitosan in Environmental Remediation: A Review. Chemosphere, 128934.
Однажды мне подарили совершенно замечательный парфюмерный набор различных гелей и шампуней, кремов и масок, причем подруга, вручая мне эти сокровища, таинственно добавила: «Они с хитозаном!» Эта фраза мне совершенно ни о чем не говорила, только смутно промелькнули обрывки знаний из школьного учебника по биологии о том, что у насекомых есть какой-то хитиновый покров.
Разобраться поподробнее, что же это за таинственное вещество, мне помогли в центре «Биоинженерия» Российской академии наук. Побеседовать со мной согласился президент Российского хитинового общества, заведующий лабораторией инженерии ферментов, доктор химических наук, профессор Валерий Петрович Варламов.
Креветки, пчелы и грибы…
Хитин был открыт в 1811 году профессором естественной истории Анри Браконно при исследовании состава шампиньонов и получил название «фунгин». В 1823 году хитин был выделен из надкрылий насекомых и назван хитином (греч. chitоn — «одежда»). Так что это за чудесное вещество?
Ежегодно живые организмы вырабатывают несколько миллиардов тонн хитина. В организмах насекомых и ракообразных, клетках грибов хитин в комплексе с минеральными веществами, белками и меланинами образует внешний скелет и внутренние опорные структуры. Крабы, креветки и омары, а также бабочки, божьи коровки и другие насекомые содержат хитин в своих телах.
За счет широкого развития пчеловодства в нашей стране существует возможность получать сырье для производства хитина при подморе пчел (это ноу-хау российских хитинологов). По состоянию на 2000 год в Российской Федерации во всех категориях хозяйств имелось 3,5 тыс. пчелиных семей. Сила пчелиной семьи (масса находящихся в пчелиной семье рабочих пчел, измеряемая в килограммах) равна в среднем 3,5–4 кг. Летом в период активного медосбора и весной после зимовки пчелиная семья обновляется почти на 60–80%. Таким образом, ежегодная сырьевая база пчел составляет от 6 до 10 тыс. т. В 2001 году наш хитозан из пчел (пчелозан) получил большую серебряную медаль на выставке в Дурбане (ЮАР).
Хитин и хитозан
По своей природе хитин — это один из наиболее часто встречающихся полисахаридов, кроме целлюлозы и крахмала. Общеизвестно, что целлюлоза и крахмал служат основными углеводородами, которые используются растениями в качестве источника питания для построения клеточных стенок, а хитин занимает второе место (после целлюлозы) как наиболее обильное органическое соединение на Земле. Кроме того, он может перерабатываться на многие производные (дериваты), наиболее доступным из которых является хитозан.
Хитозан имеет некоторые преимущества по сравнению с хитином, так как он растворяется даже в разбавленных органических кислотах, например в водном растворе уксусной кислоты. В отличие от большинства нейтральных полисахаридов хитозан обладает положительным зарядом, который позволяет ему связываться с отрицательно заряженными поверхностями, такими, как волосы и кожа. Это делает его полезным в качестве ингредиента, входящего в состав препаратов по уходу за кожей и волосами.
Он сорбирует ионы меди, ртути, кадмия и других тяжелых металлов. Хитозан биосовместим с живыми тканями, биоинертен, нетоксичен, трудногорюч, пожаро- и взрывобезопасен.
Применение в медицине
С 1961 года исследованиями хитозана начали заниматься в Москве в Институте биофизики, и основной задачей было создание противолучевых препаратов. На семи видах животных, в том числе на собаках и обезьянах, было показано его выраженное противоопухолевое действие. При внутривенном введении животным (до облучения в смертельных дозах) препарат полностью предотвращал их гибель. Введение после облучения увеличивало выживаемость на 45%. Были разработаны лекарственные формы препарата под кодовым названием РС-10 и РС-11 и получено разрешение на его медицинское применение. Однако на человеке испытать этот препарат так и не получилось. Работы носили закрытый характер и стали частично известны только в последние годы по мере снятия грифа секретности.
Сегодня ведется разработка новых методов местного лечения ран и ожогов с использованием полимерных покрытий — это одно из быстро развивающихся направлений биомедицины. Для обеспечения надежного лечебного эффекта покрытия должны удовлетворять ряду специальных требований, которые включают минимальную травматизацию раневой поверхности при наложении и снятии повязки, они должны впитывать жидкость, которая накапливается на поверхности раны, защищать от заражения извне. Покрытия на основе хитиновых соединений занимают особое место в этом списке, а первые попытки использования хитинов и хитозанов для заживления ран, в том числе ожоговых, были описаны еще в середине 1970-х гг. Дело в том, что эти соединения помимо всех перечисленных свойств имеют некоторые особо ценные качества. Например, доказано, что хитозан обладает антимикробной активностью, способен поглощать биологические жидкости, помогает тканям регенерироваться (восстанавливаться).
На основе волокнообразующей способности хитина и хитозана были созданы саморассасывающиеся хирургические шовные материалы; их используют как заменители кровеносных сосудов, катетеров, шлангов. В отличие от других материалов хитозановые не вызывают аллергических реакций и не теряют своей прочности. Имеются предложения использовать эти вещества в качестве биоинженерных материалов, заменителей кожи, костных протезов, зубоврачебных цементов, контактных линз. Опубликованы составы, содержащие хитозан и применяемые для лечения заболеваний полости рта в лекарственных составах местного действия (пастах, гелях, мазях). В косметологии при лечении лазером такого дефекта, как келлоидные рубцы, использование хитозана очень эффективно из-за его пленкообразующего и противовоспалительного действия.
По сути, хитозан может быть отнесен к группе парафармацевтиков — природных веществ, обладающих специфической фармакологической активностью. Хитозан способен повышать скорость растворения лекарств в десятки раз. При этом повышается степень их всасывания. Производные хитина добавляют к лекарствам, когда хотят создать препараты длительного действия.
В кислой среде хитинсодержащие лекарственные формы набухают и плавают на поверхности. Благодаря этому можно избежать повреждения слизистой оболочки желудка при использовании таких лекарств, как аспирин или индометацин.
До недавнего времени подобные исследования проводились с использованием хитина и хитозана, полученного из панциря крабов. Впоследствии хитин стали выделять из средиземноморской креветки, антарктического криля, озерного рачка гаммаруса, насекомых, микроскопических грибов и других источников, ведь запасы этого вещества практически неограниченны.
Хитиновый щит
Еще одно бесценное свойство хитина и его производных — это способность к сорбированию (очистке). У живых организмов он выполняет в основном защитную функцию, предохраняя внутренние органы от проникновения всякого рода токсинов.
Хитиновые сорбенты могут успешно применяться для очистки водных растворов от самых различных загрязнений: практически от всех тяжелых металлов, многих радионуклидов, бактерий, многих органических примесей, пестицидов и других соединений. Они могут быть использованы для очистки питьевой воды, сточных вод разных производств, технологических растворов и разных других жидких систем. По ряду показателей сорбенты на основе хитина и его производных превосходят многие ныне известные сорбенты.
При применении в качестве энтеросорбента (средства очистки организма через желудочно-кишечный тракт) хитозан показывает интересные свойства. Так, перспективна его способность нейтрализовывать избыточное выделение соляной кислоты желудком, он положительно влияет на слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта и многое другое.
В качестве перспективной активной добавки хитин и его производные применяются в косметических препаратах.
Хитозановый «бум»
Многие уже называют хитозан веществом XXI века, и это не случайно. Исследованиями хитозана занимаются в 15 странах, и в настоящее время известно более 70 направлений практического применения хитина/хитозана. Так, например, в Японии его используют для очистки вод благодаря его сорбирующим свойствам. В США хитин и хитозан применяют при обработке семян, при обогащении корма для животных, очистке воды и в диетических добавках. За последние два года там выдано около 100 патентов на использование и технологию получения хитозана и его производных.
За рубежом уже много лет лучшим хитинологам мира вручаются Браконновская премия и почетная медаль, названная в честь первооткрывателя хитина француза Браконно. В России премии для поддержки молодых ученых присвоено имя академика П. Шорыгина. Но, несмотря на достижения, проблем в этой области остается немало.
Ситуация сегодня у нас в стране такова, что, несмотря на море информации об удачном применении хитозана в лечебных целях почти во всех направлениях медицины, в государственном реестре лекарственных средств пока нет ни одного лекарственного препарата, содержащего хитозан. Учитывая сложность оформления и дороговизну оплаты всех процедур по регистрации лекарственных препаратов (особенно клинические испытания, которые по времени занимают от 2 до 3 лет, а по стоимости составляют не один десяток тысяч долларов), многие махнули рукой на это дело и выпускают препараты под маркой БАДов и косметических средств. Дешевле и проще. В общем, как всегда…
По материалам статьи в "АиФ Здоровье", № 40 (528) от 30 сентября 2004 г.
Получите онлайн-консультацию врача в удобное для вас время
Сегодня модно пить всевозможные добавки. По уверению производителей, они существенно улучшают качество жизни: и похудеть помогут, и холестерин нормализовать, и «токсины» выведут. Среди множества таких добавок можно встретить и хитозан.
В этой статье мы обсудим, что это за вещество, как оно влияет на здоровье, нужно ли его пить, а также поговорим, где хитозан вообще применяют. Но обо всем по порядку.
Хитозан — это вообще что?
Начнем издалека. Панцири ракообразных, скелеты беспозвоночных животных, а также клеточные стенки грибов состоят из хитина. Это полисахарид, выполняющий примерно ту же роль, что и целлюлоза в растениях.
Хитин — второй по распространенности биополимер в природе. Его можно химически модифицировать — нагреть вместе с щелочным раствором и провести так называемую реакцию N-деацетилирования. И вот тогда получается тот самый хитозан.
Если коротко: хитозан — это продукт деацетилирования хитина . В чистом виде хитозан — это порошок от молочного до желтого цвета.
Хитозан получать выгодно: его можно выделить из отходов рыбного производства, из мух и даже из грибов. Хитозан биосовместим, биоразлагаем, а также обладает антибактериальными свойствами. Из него можно делать растворы, гели и гидрогели, пленки, скаффолды (о них подробнее ниже), наполнять им пластики или делать их на его основе.
В общем, чудо, а не полимер.
Правда ли, что хитозан помогает терять вес?
Здесь все не так однозначно. Предполагаемый механизм потери веса выглядит так: хитозан связывает и улавливает молекулы жира и выводит их из организма естественным путем . Но есть некоторые доказательства , что хитозан не связывает жиры вовсе.
Крупный обзор рандомизированных исследований оценки влияния хитозана на массу тела провел Кокрейн. Анализ данных 1219 людей показал, что хитозановые препараты приводят к небольшой потере массы по сравнению с группой плацебо. Но если брать в учет только высококачественные исследования, то влияние хитозана на массу тела минимально и вряд ли будет иметь видимый результат .
Но что касается уровня холестерина, то с ним хитозан справляется весьма хорошо. 1,2 г хитозана в сутки приводят к существенному снижению общего холестерина и липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) у пожилых женщин.
Кстати, если вам интересно узнать об эффективности и безопасности основных пищевых добавок для похудения, то в журнале Nature есть статья на эту тему.
Что делать, если попытки сбросить вес не заканчиваются успехом? В галерее — 10 причин, по которым вы не можете похудеть:
Хитозан в медицине
Но использование хитозана для борьбы с лишним весом — далеко не самая перспективная область его применения. В медицинской области есть несколько направлений, где используют этот полисахарид:
- Создание скаффолдов. Скаффолды — это такие строительные леса, позволяющие клеткам прорастать сквозь них. Их использование сильно сокращает время реабилитации при костном имплантировании. Сейчас рынок костных имплантатов предлагает титановые, керамические, полилактидные и другие имплантаты. Среди наиболее перспективных разработок — гидрогели на основе хитозана: они не препятствуют росту клеток, нетоксичны, биоразлагаемы и по прочности сопоставимы с костной тканью. Из хитозана можно даже печатать скаффолды на 3D-принтере.
- Кровоостанавливающие и ранозаживляющие средства . Хитозан обладает хорошей гемостатической активностью, то есть эффективно останавливает кровотечения. Уже существуют коммерческие препараты на основе хитозана: повязки, салфетки и гели для экстренной остановки кровотечения. Дополнительно к способности останавливать кровь он обладает антимикробным действием.
- Селективная доставка лекарств. Мало создать работающее лекарство, необходимо еще и доставить действующее вещество в конкретное место. Для этого фармсубстанции крепятся на специальные молекулы-адъюванты. Так вот, хитозан способен «защитить» молекулы в суровых условиях организма и доставить в место, где лекарство будет работать как задумано. Но он не волшебник: под каждую задачу хитозан нужно модифицировать. Адресная доставка лекарственных средств существенно увеличивает эффективность лечения. За счет своей структуры хитозан может не только селективно доставлять фармпрепараты, но и постепенно их высвобождать. Это очень здорово: ведь лекарство будет само поступать в организм, не будет необходимости пить лишний раз таблетку, делать инъекцию и т. д.
Что еще слышно от ученых про хитозан:
Вообще, хитозан позволил сделать серьезный шаг вперед в области регенерации кожи, хрящей и костей. На его основе делают одни из самых передовых медицинских разработок. С каждым годом сфера применения этого полисахарида расширяется, появляются все новые и новые исследования. Да что там: хитозан рассматривали даже как средство борьбы с коронавирусом из-за его противовирусной активности!
А его вообще можно есть?
Хитозан нашел применение в пищевой промышленности. Его антибактериальные свойства пригождаются и здесь. Он способен подавлять развитие бактерий и грибов, тем самым делая продукты более безопасными. Покрытие хитозаном овощей и фруктов увеличивает их срок хранения. Образующаяся пленка изолирует продукты от контакта с воздухом, из-за чего окисление происходит медленнее . При этом пленку с продуктов можно как удалить, так и съесть.
В косметику его тоже добавляют?
И туда тоже. Судя по некоторым исследованиям , хитозан может улучшать составы солнцезащитных кремов, давая им дополнительную защиту от ультрафиолета и антибактериальные свойства.
А где еще применяют хитозан?
На основе хитозана делают биоразлагаемые упаковки для еды — и не обычные, а с противомикробными свойствами.
Хитозан отлично связывает ионы тяжелых металлов, поэтому с ним делают сорбенты, флокулянты и другие продукты для очистки сточных вод. С учетом низкой стоимости хитозана, это еще и выгодно.
Окей, хитозан действительно хорош!
Большой разброс областей применения этого важного и нужного полисахарида демонстрирует его (почти) универсальность. Скорее всего, с каждым годом хитозан будет все больше и больше проникать в нашу жизнь. И далеко не только в качестве пищевой добавки для похудения. Поэтому полезно узнать об этом соединении (что вы только что и сделали).
Источники:
1. Muxika, A., Etxabide, A., Uranga, J., Guerrero, P., & de la Caba, K. (2017). Chitosan as a bioactive polymer: Processing, properties and applications. International Journal of Biological Macromolecules, 105, 1358–1368.
2. Rinaudo, M. (2006). Chitin and chitosan: Properties and applications. Progress in Polymer Science, 31(7), 603–632.
3. Kim, C.-H., Park, S. J., Yang, D. H., & Chun, H. J. (2018). Chitosan for Tissue Engineering. Novel Biomaterials for Regenerative Medicine, 475–485.
4. Shariatinia, Z., & Jalali, A. M. (2018). Chitosan-based hydrogels: Preparation, properties and applications. International Journal of Biological Macromolecules, 115, 194–220.
5. Shariatinia, Z. (2018). Pharmaceutical applications of chitosan. Advances in Colloid and Interface Science.
6. Pal, P., Pal, A., Nakashima, K., & Yadav, B. K. (2020). Applications of Chitosan in Environmental Remediation: A Review. Chemosphere, 128934.
Хитозан – природный полимер XXI века. Уникальные свойства хитина и хитозана привлекают внимание большого числа специалистов самых разных специальностей. Роль полимеров в нашей жизни является общепризнанной, и все области их применения в быту, промышленном производстве, науке, медицине, культуре трудно даже просто перечислить. Если до XX века человеком использовались полимеры природного происхождения – крахмал, целлюлоза (дерево, хлопок, лен), природные полиамиды (шелк), природные полимерные смолы на основе изопрена – каучук, гуттаперча, то развитие химии органического синтеза в XX веке привело к появлению в различных областях деятельности человека огромного разнообразия полимеров синтетического происхождения – пластмасс, синтетических волокон и т.п. Происшедший технологический прорыв не только кардинально изменил нашу жизнь, но и породил массу проблем, связанных с охраной здоровья человека и защитой окружающей среды.
Поэтому закономерным является большой интерес науки и промышленности к поиску и использованию полимеров природного происхождения, таких как хитин и хитозан. Эти полимеры обладают рядом интереснейших свойств, высокой биологической активностью и совместимостью с тканями человека, животных и растений, не загрязняют окружающую среду, поскольку полностью разрушаются ферментами микроорганизмов, могут широко применяться в проведении природоохранных мероприятий.
В основе получения хитозана лежит реакция отщепления от структурной единицы хитина-N-ацетил-D-глюкозамина ацетильной группировки или реакция деацетилирования. Транс-расположение в элементарном звене макромолекулы хитина заместителей (ацетамидной и гидроксильной групп) у С2 и С3 обусловливает значительную гидролитическую устойчивость ацетамидных групп в том числе и в условиях щелочного гидролиза [18]. Поэтому отщепление ацетамидных групп удается осуществить лишь в сравнительно жестких условиях - при обработке 40-49% -ным водным раствором NaOH при температуре 110-1400С в течение 4-6 часов. Однако и в этих условиях степень деацетилирования (доля отщепившихся ацетамидных групп в расчете на одно элементарное звено) не достигает единицы, то есть не обеспечивается количественное удаление этих групп составляя обычно 0 8-0 9.
Реакция сопровождается одновременным разрывом гликозидных связей полимера т.е. уменьшением молекулярной массы изменением надмолекулярной структуры степени кристалличности и т.д. Таким образом, хитозан представляет собой полидисперсный по молекулярной массе полимер D-глюкозамина содержащий 5-15% ацетамидных групп а также до 1% групп соединенных с аминокислотами и пептидами. Процесс проводят обычно с помощью концентрированных щелочей при повышенных температурах. Первым опытом получения хитозана было сплавление хитина с твердой щелочью при 1800С. Этим способом получали продукт со степенью деацетилирования (СД) 95% но значительно деструктированный (до 20 единиц).
Хитин и хитозан по своему строению близки к целлюлозе - одному из основных волокнообразующих природных полимеров. Естественно поэтому что как и целлюлоза эти полимеры и их производные обладают волокно - и пленкообразующими свойствами [9]. Благодаря биосовместимости с тканями человека низкой токсичности способности усиливать регенеративные процессы при заживлении ран биодеградируемости такие материалы представляют особый интерес для медицины. При лечении гнойных и ожоговых ран широкое применение приобрели ферменты эффективность использования которых может быть повышена за счет их включения в структуру волокон и губок. Такие полимеры как хитин хитозан карбоксиметилхитин благодаря широкому набору функциональных групп обеспечивают возможность образования между полимером-носителем и ферментом связей различной прочности что создает предпосылки для регулирования активности и стабильности фермента скорости его диффузии в рану. В медицине для лечения и профилактики тромбозов используется природный антикоагулянт крови - гепарин по химическому строению являющийся смешанным полисахаридом. Наиболее близкий его структурный аналог - сульфат хитозана также обладает антикоагулянтной активностью возрастающей при увеличении степени сульфатирования. Возможность реализации синергического эффекта (усиления активности гепарина при введении добавок сульфата хитозана) делает это соединение перспективным для создания лекарственных препаратов антикоагулянтного и антисклеротического действия [4,8,13,23].
N- и О-сульфатированные производные частично деацетилированного карбоксиметилхитина не только препятствуют свертыванию крови благодаря селективной адсорбции антитромбина но и резко уменьшают интенсивность деления раковых клеток.
Одной из уникальных биологических активностей хитозана является его способность индуцировать устойчивость к вирусным заболеваниям у растений ингибировать вирусные инфекции у животных и предотвращать развитие фаговых инфекций в зараженной культуре микроорганизмов. Образование комплексов полимерными лигандами с различными металлами находит все более широкое применение в аналитической химии хроматографии биотехнологических процессах. Полимерные комплексообразователи в том числе хитин хитозан и их производные например карбоксиметиловые эфиры могут рассматриваться как реальная альтернатива традиционным методам очистки сточных вод промышленных предприятий от соединений металлов используемых для нанесения защитных покрытий (никель хром цинк) а также от таких металлов как ртуть и кадмий способных аккумулироваться живыми организмами [25]. Наличие электронодонорных амино - и гидроксильных групп широкие возможности введения различных ионогенных групп кислотного и основного характера делают производные хитина и хитозана весьма перспективными для использования в хроматографии при разделении и очистке биологически активных соединений (нуклеиновых кислот и продуктов их гидролиза стероидов аминокислот).
Весьма перспективно использование хитозана в бумажной промышленности: благодаря большей прочности при водных обработках ионных связей образующихся при нанесении хитозана на целлюлозное волокно при формировании бумаги по сравнению с существующими в обычной бумаге водородными связями заметно возрастает прочность бумажного листа особенно в мокром состоянии. При этом одновременно улучшаются и другие важные свойства (сопротивление продавливанию излому стабильность изображения). В последнее время все большее внимание уделяется исследованиям процессов образования изучению свойств и возможностей практического применения особого класса продуктов химических превращений полимеров - интерполимерных комплексов. Эти соединения образующиеся при взаимодействии макромолекул противоположно заряженных полиэлектролитов характеризуются высокой гидрофильностью что позволяет использовать их в качестве эффективных флокулянтов структурообразователей а в виде пленок в качестве полупроницаемых мембран и покрытий в том числе в медицине. Использование в качестве компонента интерполимерного комплекса сравнительно жесткоцепного хитозана способного благодаря наличию ионогенных групп к образованию межмолекулярных ион - ионных и ион - дипольных связей обеспечивает возможность улучшения физико-механических свойств получаемых пленок. Одним из направлений успешного использования таких пленок могут быть первапорационные процессы разделения водно-органических смесей. Так пленка на основе интерполимерного комплекса хитозан - полиакриловая кислота в процессе разделения методом первапорации водно - изопропанольной смеси не уступает по транспортным характеристикам пленкам из традиционных материалов (ацетат целлюлозы поливиниловый спирт) заметно превосходя их по селективности. Благодаря своим уникальным свойствам хитозан нашел применение в пищевой промышленности. Способность хитозана осветлять технологические жидкости используется в производстве соков пива вин молочной сыворотке промывных вод фаршевого производства подпрессовых бульонов и других низкоконцентрированных жидкостей содержащих мелкодисперсные частицы органических соединений различной природы. Проявление свойств сорбента и частично эмульгатора обусловливает липофильный эффект хитозана.
В технологии формованных изделий хитозан используется как структурообразующий агент повышающий значения реологических характеристик пищевых масс. Хитозан обладает редким свойством соединять в упорядоченную структуру фрагменты материалов различного влагосодержания: сухих с промежуточной влажностью и высоковлажных. Бактерицидное действие хитозана позволяет использовать его при хранении различных видов пищевой продукции. Наиболее широко показано защитное действие пленок из хитозана нанесенных на поверхность плодов и овощей - яблок апельсинов земляники томатов перца. Поскольку плоды и овощи остаются живым организмом будучи отделенными от материнского растения они обладают определенным иммунитетом и в них проходят обменные процессы [5,8,12].
Однородные гибкие не дающие трещин хитозановые пленки обладают избирательной проницаемостью подобно другим полимерным покрытиям на поверхности плодов и овощей играют роль микробного фильтра и/или регулируют состав газов у поверхности и в толще тканей влияя тем самым на активность и тип дыхания что в целом способствует продлению сроков хранения растительного сырья. Помимо этого покрытие из хитозана вызывает некоторые морфологические изменения в возбудителях порчи томатов и перца. Пленка хитозана способствующая продлению срока хранения мороженого тунца вероятнее всего играет роль барьера регулирующего проникновение кислорода воздуха и испарение воды. Хитозан присутствуя в составе пищевых продуктов положительно влияет на их биологическую ценность. Кроме того хитозан относится к диетическим волокнам которые не усваиваются организмом человека а в кислой среде желудка образует раствор высокой вязкости. Как компонент пищи или как лечебно профилактический препарат хитозан проявляет свойства энтеросорбента иммуномодулятора антисклеротического и антиартрозного фактора регулятора кислотности желудочного сока ингибитора пепсина и др. [11].
Хитозан отличается от большинства природных и химически синтезированных гелеобразователей применяемых в косметике тем что при биологических значениях рН они имеют положительный заряд т.е. является поликатионом (если рН
Читайте также: