• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
20.07.2023
ЮУрГУ
211

В ЮУрГУ изучили опыт получения наночастиц цинка

4.4

Проблемы получения наночастиц цинка, их пищевые и медицинские перспективы заинтересовали ученых Высшей медико-биологической школы ЮУрГУ во главе с профессором Ириной Потороко. Анализ данных, представленных в открытых источниках, позволил научной группе оценить возможности получения обогатителей нового типа.

Приготовить продукт эксперимента поможет инкубатор
Приготовить продукт эксперимента поможет инкубатор / ©Сергей Качко / Автор: Никита Тарасов

Полезен ли цинк для организма? В больших количествах вряд ли, но в микродозах он очень важен, ведь он участвует в синтезе белков, доказанном антиоксидантом действии – в том числе перспективном для лечения онкозаболеваний. Дефицит цинка может быть опасен для людей пожилых, для беременных и плода, для пациентов с тяжелыми инфекциями. Обогащение пищевых продуктов цинком – одно из немногих решений проблемы его дефицита.

Известно, что в организме здорового человека сформировано примерно два грамма цинка. Эти запасы тратятся, но ежедневно восстанавливаются примерно на 0,1 процент. В среднем организм мужчины должен получать в сутки около 11 миллиграммов цинка, а женщины – около восьми.

Как полновесно восполнять дефицит этого металла? Неоценимым ресурсом цинка, разумеется, считаются продукты: семена злаков (цинка в них содержится до 3400 мкг/ 100 г), мясо (до 3600 мкг/ 100 г), орехи (до 3000 мкг/ 100 г), молоко (до 445 мкг/ 100 г). При этом продовольственное сырье промышленных регионов может содержать значительно больше цинка, чем сырье с экологически чистых территорий.

Аспиранты Кади Аммар и Маруан Цемек (ЮУрГУ) обсуждают результаты совместной работы / ©Сергей Качко

Цинк содержится в разных органах в разном количестве: 60 процентов его приходится на скелетные мышцы, 30 – на кости, пять – на печень, и только 0,1 процент находится в сыворотке крови. Обычно всасывание цинка в основном происходит в желудочно-кишечном тракте (двенадцатиперстном и тонком отделах кишечника).

Магнитный шейкер с твердыми частицами / ©Сергей Качко

Вот если бы доставка цинка была целевой (таргетной) – прямиком к ожидающим его клеткам, к каждому органу столько, сколько нужно! Вместе с тем, одна из важных задач ‒ обеспечение биодоступности (усваиваемости организмом) цинка, в составе продукта. Повышение биодоступности цинка в сложной пищевой системе возможно за счет применения процессов биомодификации – прежде всего путем уменьшения размера частиц, перевода в наноразмерный ряд.

Как это сделать? Например, использовать эффекты нетеплового действия низкочастотного ультразвука, или заключить цинк в микрокапсулы методом распылительной сушки. Но важно, чтобы продукт распределился равномерно.

Здесь приходят на помощь разработки в области нанотехнологий применяемые в Высшей медико-биологической школе ЮУрГУ, на кафедре Пищевых технологий. Сегодня в рамках исследований научной школы «Пищевой сонохимии» разработаны технологические решения для размещения наночастиц цинка в особую систему, созданную по технологии эмульсии Пикеринга.

Образцы продукции подлежащей биофортификации / ©Сергей Качко

Эмульсии Пикеринга известны более 100 лет. Представим себе внутри водного раствора – капли масла, наполненные биоактивными веществами, которые равномерно распределены и сохраняют свои полезные свойства. Почему они не разрушаются? Поддерживать форму им помогают наночастицы, которые скапливаются на границах двух несмешивающихся сред. Вот и транспорт для цинка!

Для того чтобы разместить цинк в этом транспорте используется «зеленая», экологически безопасная технология – нетепловые эффекты ультразвука. Ультразвуковые волны способны обеспечивать кавитацию: в жидкости формируются пузырьки, которые при определенных условиях схлопываются (эффект коллапса). В результате чего, цинк попадает внутрь полости пузырька, а вокруг него формируется защитная оболочка.

Возможны и другие варианты решений. Обогащать цинком не обязательно пищу, которую употребляет непосредственно человек. Западными исследователями (Д. Конкол, К. Войнаровски) показано, что наночастицы цинка ускоряют рост растений и улучшают питательные качества животных продуктов – мяса, молока, яиц.

Эффективная биофортификация поможет человечеству восстановить дефицит цинка (от этой проблемы страдает 17-20 процентов населения планеты). Тем временем ученые из ЮУрГУ совместно с учеными из Туниса задумываются о новых перспективах. Например, о том, чтобы с помощью цинка преодолевать последствия лонг-ковида.

Дело в том, что цинк является мощным иммуномодулирующим элементом. Есть работа Е. Финци (E. Finzi), согласно которой пациенты с официально подтвержденным Covid-19 получали перорально большие дозы солей цинка (до 23 миллиграммов в сутки, вдвое больше нормы), и их состояние улучшилось по сравнению с критическими вариантами. К сожалению, эти исследования проведены на слишком малой выборке и потому не представительны для масштабирования.

Существуют и косвенные соображения. Одно время для лечения коронавируса применялся препарат хлорохин, повышающий концентрацию цинка внутри клеток (минздрав России в итоге отверг его). Существуют также опыт воздействия на коронавирус in-vitro.

Молодые исследователи из Челябинска под руководством профессора Ирины Потороко видят здесь широкое поле для исследований. Начав с публикации обзорной статьи в журнале Biology, они готовы, с помощью имеющего научного задела в области нанотехнологий, найти веские доказательства, новые модели, которые в итоге можно будет претворить в жизнь. Их работа поддержана грантом РНФ.

Остап Давыдов 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Южно-Уральский государственный университет — это центр цифровых трансформаций, где проводят инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития России, университет сфокусирован на продвижении крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет-2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 12:12
Игорь Байдов

Не успели утихнуть разговоры об испытании нового британского лазерного оружия, как правительство этой страны выпустило очередной пресс-релиз, в котором рассказало о работе над еще одной установкой против беспилотников. Эксперты считают, что это оружие — альтернатива дорогостоящим ракетам. Стоимость выстрела из него составит чуть больше 10 центов.

16 мая
Даниил Сухинов

Что заставляет одних животных быть моногамными, иметь на протяжении жизни только одного партнера и ухаживать за потомством, в то время как другие близкородственные виды не стеснены подобными рамками и могут вести беспорядочную половую жизнь? Исследователи из США и Канады, вероятно, нашли ответ на этот вопрос — по крайней мере для двух видов хомячков.

Позавчера, 11:04
Ольга Иванова

Умение пользоваться орудиями труда у морских выдр известно давно, однако реальную пользу для их организма измерить непросто. Американские ученые впервые узнали, какие преимущества дает выдрам такой подход. Особенно это касается самок.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

13 мая
Александр Березин

Десятки лет назад ученые выдвинули гипотезу, что облик рода Homo возник под действием специфической задачи: добычи дичи с помощью бега. Несмотря на общую логичность этой версии, против нее выдвигали ряд контраргументов: бег энергозатратен, да и примеров «беговой охоты» в XX веке не столь много. Похоже, теперь оба эти возражения снимаются.

15 мая
Игорь Байдов

Несколько лет назад ученые открыли белый карлик, вращающийся вокруг солнцеподобной звезды в системе KIC 8145411. После ряда спектроскопических исследований выяснилось, что этот объект очень «легкий». В свою очередь, компьютерное моделирование показало, что маломассивные белые карлики в такого рода системах существовать не могут. После нового анализа американские астрономы, наконец, объяснили этот феномен.

24 апреля
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: