АКЦЕПТОР ПЕРЕКИСНЫХ АНИОНОВ
PEROXIDE ANION ACCEPTOR

Область техники
Настоящее изобретение относится к акцептору перекисного анионного радикала, который представляет собой одну из реактивных форм кислорода. Акцептор перекисного анионного радикала настоящего изобретения можно использовать в виде восстановленной воды или лекарственных средств. Настоящее изобретение также относится к акцептору окиси азота.
Предшествующий уровень техники
2
2
2
2
-
1
В живом организме, особенно в митохондриях, микросомах, лейкоцитах и им подобных структурах, генерируется множество реактивных форм кислорода (радикалов), имеющих высокую реактивность, таких как О  (перекисный анионный радикал), НО (перекись водорода), НО• (гидроксильный радикал) и О (синглетный кислород) в виде возбужденных молекулярных форм. Считается, что они участвуют в биологической регуляции, включая иммунологическую самозащиту, биохимические реакции и им подобные. Окись азота (NO) представляет собой неустойчивую, кратковременно живущую форму радикала. Было выявлено, что это вещество также имеет важные функции в живом организме как одна из реактивных форм кислорода (Gendai Kagaku (Chemistry Today), April, 1994, основная статья).
В нормальных клетках количество генерации этих реактивных форм кислорода составляет приблизительно 1% эквивалентного количества основных окислительно-восстановительных реакций, и они успешно метаболизируются катаболическими ферментами и им подобными. 95% или более кислорода, вдыхаемого человеком при дыхании, восстанавливается до воды посредством обычных метаболических процессов. Однако остаток, т.е. несколько процентов вдыхаемого кислорода, остается после этого в виде реактивной формы кислорода, выделяясь из систем транспорта электронов в митохондриях или микросомах. Большая часть реактивных форм кислорода устраняется ферментами с антиоксидантными свойствами, такими как супероксид-дисмутаза, каталаза и глутатион-пероксидаза и им подобные.
Однако генерируемые реактивные формы кислорода не полностью устраняются этими антиоксидантными ферментами, и некоторые оставшиеся реактивные формы кислорода приводят к окислению белков, липидов, нуклеиновых кислот и им подобных веществ. Хотя часть окисленных веществ восстанавливается другими биофилактическими механизмами, постепенно генерируются вещества, необратимо поврежденные окислением. В результате считается, что они приводят к заболеваниям и старению.
Кроме того, хорошо известно, что экспрессируемые количества антиоксидантных ферментов, таких как супероксид-дисмутаза, уменьшаются по мере старения. Когда метаболизирующая способность в отношении этих окисленных веществ становится недостаточной, приводя к их накоплению ввиду сниженной метаболизирующей способности в отношении реактивных форм кислорода вследствие старения, а также ввиду избыточной продукции реактивных форм кислорода патологическими условиями, не специфически окисленные клеточные компоненты, такие как липиды, в конечном счете запускают гибель клеток вследствие расстройств. Этот феномен является одной из причин старения и различных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.
Примеры заболеваний, при которых принимают участие реактивные формы кислорода, включают рак, сахарный диабет, атопический дерматит, болезнь Альцгеймера, пигментозный ретинит и им подобные, и считается, что избыточный уровень реактивных форм кислорода вовлекается в 90% заболеваний человека в их определенных стадиях прогрессирования. 90% или более вдыхаемого кислорода метаболизируется в митохондриях, которые представляют собой основную органеллу для генерирования реактивных форм кислорода в клетке. Когда баланс между реактивными формами кислорода, генерируемыми в митохондриях, и способностью антиоксидантной системы не может поддерживаться ввиду наследственного заболевания или старения, остаток не устраненных реактивных форм кислорода будет утекать из митохондрий, повреждая клетку, что может вызвать старение и гибель клеток вследствие апоптоза.
2
2
В качестве средства для гашения (т.е. привести систему в нереакционно-способное состояние) реактивных форм кислорода была разработана подвергнутая электролизу вода с окислительно-восстановительным потенциалом максимум от -200 до -250 мВ в виде восстановленной воды, а также была разработана вода, подщелаченная электролизом до рН 9-11 (например, Tanigoshi, K., «Kyo kara Monoshiri Series - Tokoton Yasashii Mizu no Hon (Series of well-informed person from today - Entirely easy book about water)», First edition, Nikkan Kogyo Shimbun, November, 2001, pp.100-124). Кроме того, известно, что высоко активные металлические высокодисперсные частицы, например коллоид платины, разлагают НО (перекись водорода), которая представляет собой одну из реактивных форм кислорода (например, не прошедшая экспертизы заявка на патент Японии (KOKAI) №10-68008, параграф 0040). Однако нет данных в литературе, сообщающих о том, что коллоид платины обладает способностью гашения перекисного радикала или окиси азота in vivo.
Что касается способов продукции высокоактивных металлических высокодисперсных частиц, то в течение длительного времени были известны различные способы (например, патенты Японии (KOKOKU) №№57-43125, 59-120249, не прошедшая экспертизы заявка на патент Японии №9-225317 и им подобные документы).
Описание изобретения
2
-
Авторы настоящего изобретения провели различные исследования с целью обеспечения средства для эффективного гашения О  (перекисный анион) и окиси азота среди реактивных форм кислорода, генерируемых в живом организме, и, посредством этого, устранения избыточного уровня реактивных форм кислорода in vivo. Авторы настоящего изобретения сосредоточились на высокодисперсном порошке переходного металла, в частности высокодисперсном порошке платины, которая представляет собой один из благородных металлов, и обнаружили, что высокодисперсный порошок успешно внедрялся в клетки, а также в митохондрии, и что высокодисперсный порошок был способен захватывать перекисный анион и окись азота в митохондриях. Настоящее изобретение было создано на основании указанных выше данных.
Таким образом, настоящее изобретение предлагает акцептор перекисного аниона, включающий высокодисперсные порошки переходного металла. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, настоящее изобретение предлагает указанный выше акцептор перекиси, в котором высокодисперсный порошок переходного металла представляет собой высокодисперсный порошок благородного металла. Этот акцептор может гасить перекисные анионы in vivo.
В другом аспекте настоящее изобретение предлагает акцептор окиси азота, включающий высокодисперсный порошок переходного металла. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления, настоящее изобретение предлагает указанный выше акцептор окиси азота, в котором высокодисперсный порошок переходного металла представляет собой высокодисперсный порошок благородного металла.
В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления этих изобретений, предлагаются указанные выше акцепторы, где высокодисперсный порошок представляет собой высокодисперсный порошок платины или высокодисперсный порошок платинового сплава; указанные выше акцепторы, которые представляют собой водную форму, содержащую коллоид переходного металла; и указанные выше акцепторы, которые представляют собой водную форму, содержащую коллоид переходного металла в отношении 1 мМ или менее в 1000 мл.
В еще одном аспекте настоящее изобретение предлагает способ устранения перекиси или окиси азота в живом организме млекопитающего, включая человека, который включает стадию введения высокодисперсного порошка переходного металла в живой организм млекопитающего. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления указанного выше изобретения можно вводить содержащий воду коллоид переходного металла.
Краткое описание чертежа
На чертеже показано действие акцептора окиси азота настоящего изобретения.
Наилучший способ осуществления изобретения
Типы переходных металлов, используемые в акцепторах настоящего изобретения, конкретно не ограничены. В частности, примеры металла включают золото, никель, платину, родий, палладий, иридий, рутений, осмий и их сплавы. Предпочтительно, чтобы переходный металл представлял собой благородный металл. Типы благородного металла конкретно не ограничены, и можно использовать любой металл из золота, рутения, родия, палладия, осмия, иридия и платины. Предпочтительные благородные металлы включают рутений, родий, палладий и платину. Особенно предпочтительным благородным металлом является платина. Высокодисперсные частицы благородного металла могут включать 2 или более форм благородных металлов. Можно также использовать высокодисперсные частицы  сплава, содержащего, по меньшей мере, один вид благородного металла или смесь, содержащую высокодисперсные частицы одной или более форм благородных металлов, и высокодисперсные частицы одной или более форм металлов, отличных от благородного металла. Например, можно использовать сплав, включающий золото и платину или подобный металл. Среди них предпочтительными являются платина и сплав платины, и особенно предпочтительной является платина.
В качестве высокодисперсных частиц благородного металла предпочтительными являются высокодисперсные частицы, которые имеют большую удельную площадь поверхности и могут образовывать коллоидное состояние, которое достигает более высокой реактивности поверхности. Размеры высокодисперсных частиц конкретно не ограничены. Можно использовать высокодисперсные частицы, имеющие средний размер частиц 50 нм или менее, и можно использовать высокодисперсные частицы, имеющие средний размер частиц предпочтительно 20 нм или менее, более предпочтительно, 10 нм или менее, наиболее предпочтительно, примерно 1-6 нм. В частности, для внедрения внутрь митохондрий средний размер частиц составляет наиболее предпочтительно примерно 1-6 нм. Можно также использовать еще более высокодисперсные частицы, и такие более высокодисперсные частицы предпочтительны для усиления их захвата в живом организме. Также предпочтительны акцепторы, которые содержат такие высокодисперсные частицы в устойчивом, суспендированном состоянии в водной среде. В качестве водной среды можно использовать органический растворитель, имеющий низкую токсичность для живого организма и смешиваемый с водой в произвольном соотношении, например, этанол и этиленгликоль, а также воду. В качестве водной среды предпочтительно можно использовать воду.
Известны различные способы получения высокодисперсных частиц благородных металлов (например, патенты Японии №№57-43125, 59-120249, не прошедшие экспертизу заявки на патент Японии (KOKAI) №№9-225317, 10-176207, 2001-79382, 2001-122723 и им подобные), и специалисты в данной области могут легко получить высокодисперсные частицы, обратившись к этим способам. Например, в качестве способа получения высокодисперсных частиц благородных металлов можно использовать химический способ, называемый способом осаждения или способом восстановления соли металла, физический способ, называемый способом сжигания, и им подобные. Высокодисперсные частицы, полученные любым из способов, можно использовать в качестве акцепторов настоящего изобретения. С точки зрения удобства производства и качества высокодисперсных частиц, предпочтительно использовать высокодисперсные частицы, полученные способом восстановления солей металлов.
Например, в соответствии со способом восстановления солей металлов получают водный раствор или раствор органического растворителя растворимой в воде или в органическом растворителе соли благородного металла или комплекса благородного металла, а затем к раствору добавляют растворимый в воде полимер, и рН раствора доводят до 9-11, и затем раствор можно нагревать с обратным холодильником в инертной атмосфере для восстановления соли металла или комплекса металла для получения высокодисперсных частиц металла. Типы растворимой в воде или растворимой в органическом растворителе соли благородного металла конкретно не ограничены. Например, можно также использовать ацетат, хлорид, сульфат, нитрат, сульфонат, фосфат и им подобные и их комплексы.
Типы растворимого в воде полимера, используемого для способа восстановления соли металла, конкретно не ограничены. Например, можно использовать поливинилпирролидон, поливиниловый спирт, полиакриловую кислоту, циклодекстрин, амилопектин, метилцеллюлозу и им подобные, и 2 вида или более типа этих полимеров можно использовать в комбинации. Предпочтительно, можно использовать поливинилпирролидон, более предпочтительно, можно использовать поли(1-винил-2-пирролидон). Можно также использовать различные виды поверхностно-активных веществ, такие как анионные, неионные и липофильные поверхностно-активные вещества вместо растворимого в воде полимера или вместе с растворимым в воде полимером. Когда для восстановления используется спирт, то используется этиловый спирт, н-пропиловый спирт, н-бутиловый спирт, н-амиловый спирт, этиленгликоль или им подобные. Однако способ получения высокодисперсных порошков благородных металлов не ограничивается описанными выше способами.
Высокодисперсный порошок металла, полученный описанными выше способами, обычно получают в коллоидном состоянии в растворителе, используемом в качестве среды, и, соответственно, сам продукт можно использовать в качестве акцептора перекисного аниона или акцептора окиси азота настоящего изобретения. Когда удаляется используемый органический растворитель, органический растворитель можно удалять нагреванием для получения акцепторов настоящего изобретения в форме высокодисперсных порошков металлов. Высокодисперсные порошки металлов, полученные сушкой нагреванием, не потеряют характерные признаки акцептора перекисного аниона или акцептора окиси азота.
Акцепторы настоящего изобретения можно получить в форме восстановленной воды. Восстановленная вода означает воду, которая способна восстанавливать окисленные вещества in vivo. В соответствии с настоящим изобретением можно получить восстановленную воду, которая гасит перекисный анион и/или окись азота дозозависимым добавлением акцептора. Например, восстановленная вода, растворяющая примерно 0,033 мМ акцептора на 1000 мл воды, может обеспечить достаточное восстанавливающее действие, т.е. действие, акцептирующее перекисный анион и/или окись азота. Восстановленная вода настоящего изобретения предпочтительно содержит, например, указанный выше акцептор в количестве 1 мМ или менее. При введении восстановленной воды, содержащей акцептор в указанном выше количестве млекопитающему, включая человека, гасится большая часть избыточного количества перекисных анионов и/или окиси азота в живом организме.
В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления акцепторов настоящего изобретения, акцепторы содержат высокодисперсные порошки металлов, имеющие размер частиц нанометрового (нм) порядка, и после введения высокодисперсного порошка металла в живой организм высокодисперсный порошок захватывается (поглощается) клетками и внедряется в митохондрии для устранения перекисных анионов, генерированных в митохондриях, или окиси азота. Поэтому ожидается, что акцепторы настоящего изобретения эффективны для профилактического или терапевтического лечения указанных выше заболеваний, которые, как считают, вызваны активным кислородом, в частности, семейного бокового амиотрофического склероза (FALS) и ему подобных. Более того, акцептор настоящего изобретения, обеспеченный в форме восстановленной воды, можно использовать в качестве воды для питья или изотонического питья в качестве оздоровительной пищи, и акцепторы по изобретению можно использовать в качестве лекарственного средства или косметического средства, или его можно также использовать для изготовления оздоровительной пищи, лекарственных средств, косметических изделий и им подобных.
Кроме того, примешивая акцептор окиси азота в соответствии с настоящим изобретением в фильтр сигареты или ему подобную структуру, можно, например, эффективно разложить окись азота, содержащуюся в дыме сигарет. Акцептор в соответствии с настоящим изобретением можно примешивать в виде высокодисперсных частиц в твердом состоянии, например, в фильтр сигарет вместе с активированным углем или подобным ему материалом или вместо активированного угля. Альтернативно, заполнением акцептора в соответствии с настоящим изобретением в водном коллоидном состоянии в водопровод и введением сигаретного дыма в водопровод можно эффективно устранить окись азота, содержащуюся в дыме сигарет.
ПРИМЕРЫ
Настоящее изобретение будет конкретнее объяснено со ссылкой на следующие примеры. Однако объем настоящего изобретения не ограничен следующими примерами.
Пример 1
2
6
2
-2
В двугорлую грушевидную колбу емкостью 100 мл, соединенную с конденсатором  Allihn и трехгорловым соединением, помещают 0,1467 г (поли(1-винил-2-пирролидона) в качестве реагента, изготовленного Wako Pure Chemical Industries, и перемешивают стержневой мешалкой в течение 10 мин для растворения в 23 мл дистиллированной воды. Затем смесь смешивают с 2 мл водного раствора гексахлорплатиновой кислоты, полученного растворением кристаллов гексахлорплатиновой кислоты (HPtCl•6HO, реагента, изготовленного Wako Pure Chemical Industries) в дистиллированной воде с тем, чтобы получить концентрацию 1,66·10 М, и затем перемешивают в течение 30 мин. Внутреннюю среду реакционной системы замещают газообразным азотом, и к реакционной смеси добавляют 25 мл этанола особой чистоты, и кипятят с обратным холодильником при температуре 100°С в течение 2 ч, в то же самое время поддерживая атмосферу газообразного азота. УФ-спектральную поглощательную способность реакционной смеси измеряют для подтверждения исчезновения пика иона платины и насыщения пика вследствие рассеяния, специфичного для твердого металла, посредством этого подтверждая завершение реакции. После удаления растворителя использованием испарителя осадок лиофилизируют в течение 12 ч для получения высокодисперсного порошка платины (акцептора настоящего изобретения).
Полученный акцептор растворяют в буфере фосфата натрия в концентрации 0,1 М, рН которого заранее доводят до 7,8 для получения дисперсий, содержащих акцептор в коллоидном состоянии в концентрациях 0,66 мМ, 0,495 мМ, 0,330 мМ, 0,165 мМ, 0,083 мМ и 0,033 мМ. При наблюдении дисперсий под микроскопом было обнаружено, что высокодисперсный порошок платины имеет размер частиц 6 нм или менее.
Пример 2
2
-
Использованием О  (перекисного аниона), генерированного или из комбинации гипоксантина/ксантин оксидазы, или комбинации метосульфата феназина/NADH (восстановленного типа адениндинуклеотида никотинамида), способность акцептирования перекисного аниона полученного акцептора измеряют следующим образом.
(А) Система гипоксантина/ксантин оксидазы
2
-
В контейнер с образцом последовательно добавляют 20 мкл DMPO (5,5-биметил-1-пирролин-N-оксид, агент спиновой ловушки, изготавливаемый Labtech), имеющий концентрацию 8,8 М, 50 мкл гипоксантина (Sigma) в концентрации 1 мМ, 50 мкл MilliQ (очищенной воды, Millipore) и 50 мкл каждого из 5 форм указанных выше образцов в различных концентрациях и смешивают, а затем добавляют 50 мкл оксидазы ксантина (Roche), имеющей концентрацию 0,04 Ед/мл. Через 45 с измеряют спектры ESR (электронного парамагнитного резонанса) с использованием прибора для измерения ESR (JES-FA200, изготавливаемого JEOL Co., Ltd.). Количество О  (перекисного аниона) измеряют на основании сравнения со стандартным веществом (марганцем). Полученные результаты представлены в таблице 1. Цифровые величины в скобках представляют собой относительные величины на основании величины при концентрации ноль (0), которую принимают за 100.
Таблица 1
Концентрация (мМ)
Максимальная величина
0
5,174 (100,0)
0,083
5,044 (97,5)
0,165
3,896 (75,3)
0,330
3,762 (72,7)
0,495
2,987 (57,6)
0,660
2,571 (49,7)
(В) Система метосульфата феназина/NADH
Для 4 образцов среди указанных выше образцов (концентрация: 0,033 мМ, 0,083 мМ, 0,165 мМ и 0,330 мМ) в контейнер с образцом последовательно добавляют 20 мкл DMPO в концентрации 8,8 М, NADH (Funakoshi), метосульфат феназина (Wako Pure Chemical Industries) и 50 мкл каждого из указанных выше образцов и смешивают. Через 1 мин спектры ESR измеряют таким же образом, как описано выше. Результаты показаны в таблице 2. Цифровые величины в скобках представляют собой относительные величины на основании величины при концентрации ноль (0), которую принимают за 100.
Таблица 2
Концентрация (мМ)
Максимальная величина
0
3,219±0,401 (100,0)
0,033
2,146±0,059 (66,7)
0,083
0,632±0,360 (19,7)
0,165
0
0,330
0
Сравнительный пример 1
2
3
2
2
-
Поли(1-винил-2-пирролидон) без какой-либо обработки или цисплатин (PtCl(NH)), который представляет собой комплекс платины, используют в той же концентрации, что и поли(1-винил-2-пирролидон), или платины, которую используют в приведенных выше примерах, для измерения количества О  (перекисного аниона). В результате не наблюдается различие относительно контроля (концентрация платины = 0).
Пример 2
2
3
2
2
2
2
Используя набор NO/NO Assay Kit-C II (Dojin Chemical Laboratory) в качестве аналитического набора, исследуют акцептирующую способность коллоида платины. Этот набор предназначен для измерения NO, продуцируемого гидролизом NO. Используя считывающее устройство микропланшет (BIORAD, Model 550), измерение проводят 3 раза для каждого образца при длине волн выявления 570 нм. В качестве микропланшеты используют 96-луночную микропланшету. Далее используют донор NO NOC7 (Dojibdo Laboratory). Анализ проводят в основном в соответствии с руководством, приложенным к набору, с небольшой модификацией. Образец в объеме 8 мкл добавляют в каждую лунку микропланшеты, смешивают с 84 мкл буфера и 8 мкл NOC7 и оставляют на 30 мин. Реакционную смесь смешивают с 50 мкл реагента А, оставляют на 5 мин, далее смешивают с 50 мкл реагента В и оставляют на 10 мин, а затем проводят выявление при длине волн выявления 570 нм, используя считывающее устройство микропланшет. Если NO, генерированная из NO, может реагировать с наноколлоидом платины, нельзя наблюдать исчезновение NO. Поэтому спектрометрию выполняют смешиванием NO с наноколлоидом платины. В результате обнаруживается, что не происходит разрушение NO и подобных соединений, хотя спектральная поглощательная способность слегка растет, когда содержится наноколлоидом платины. Способность акцептирования NO анализируют для каждого образца. Результаты показаны на фиг.1. На основании этих результатов доказано, что наноколлоид платины обладает способностью акцептирования NO.
Промышленная применимость
Акцептор перекисного аниона и акцептор окиси азота настоящего изобретения могут разрушать избыточные количества перекисных анионов и/или окиси азота in vivo, когда они вводятся в живой организм.