СЕВЕРНАЯ ЭНТОМОФАУНА – БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕСУРС ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОДУКТОВ

Abstract

Гемолимфа некоторых насекомых, в частности, Pieris rapae L. и Upis ceramboides L. находящихся в состоянии холодовой акклиматизации, оказывает благоприятное воздействие на ооциты крупного рогатого скота, а также клетки человека (фибробласты кожи и лимфоциты периферической крови), повышая их жизнеспособный потенциал. В процессе адаптации к зимним условиям данные виды продуцируют значительные количества природных криопротекторов (вещества, которые эффективно блокируют замерзание воды в клетках при низких температурах). Специфическая роль этих соединений заключается в обеспечении контролируемого ледобразования в гемолимфе и предотвращении образования крупных кристаллов льда, разрушающих клетки. Природные криопротекторы не только предотвращают замерзание клеток, но и эффективно поддерживают водный баланс в условиях воздействия на организм агрессивных факторов среды.  Это обусловлено тем, что криопротекторные соединения содержат значительные количества гидроксильных групп, обладающих высокой способностью связывать молекулы воды. Следовательно, гемолимфа обладает рядом важных характеристик: способностью повышать жизнеспособный потенциал клеток, блокировать замерзание воды при низких температурах, а также эффективно поддерживать водный баланс, оптимальное состояние которого, как известно, является фундаментальной характеристикой живого. Эти данные легли в основу наших научных разработок, связанных с созданием рецептуры климатических кремов (средства защиты кожи от обморожения Freeze Protect plus, лечебного геля, геля после укусов комаров, увлажняющего геля для губ).  Основная концепция климатических кремов заключается в том, что уникальная комбинация биологически активных веществ, содержащихся в гемолимфе холодоустойчивых насекомых, обуславливает эффективную защиту клеток от деструктивного воздействия высокой сухости воздуха и экстремально низких температур. Механизм защитного действия данном случае связан с эффективным поддержанием водного баланса клеток, нарушение которого в неблагоприятных климатических условиях приводит к серьезным повреждениям клеток и тканей.  Ярким примером такого повреждения является обморожение кожи при низких температурах, когда замерзание воды в клетках, сопровождающееся грубым нарушением осмотического равновесия, является причиной серьезных повреждений кожных покровов. Созданный нами инновационный продукт Freeze Protect plus впервые содержит в своем составе природные криопротекторы в составе изолированной гемолимфы высоко холодоустойчивых насекомых. Гемолимфа насекомых была получена капиллярным методом и собрана методом центрифугирования в значительных количествах. Как показали наши исследования в Казахстане и Якутии, при -50°С обморожение лица может произойти уже на 7 минуте, однако, при использовании Freeze Protect plus момент обморожения отодвигается на более отдаленный момент времени (40-45 мин).  Таким образом, холодоустойчивые насекомые являются миниатюрной фабрикой по производству уникальных биологически активных соединений, и в этом аспекте могут представлять большой интерес для современной биотехнологии.