644
ВЛИЯНИЕ КОБАЛЬТ(II)-МОДИФИЦИРОВАННЫХ БИОГИДРОГЕЛЕЙ НА
ОСНОВЕ СОЛОДКИ НА ОБМЕН ВИТАМИНА B12 И ПРОЦЕССЫ ГЕМОПОЭЗА
ПРИ СЕЛЕКЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ РАСТЕНИЙ
Хасанбаева Дилноза Илимпазовна
Студентка 3-курс Каракалпакского медицинского института
Туримбетов Муратбай Шамшетович
Бекбаулиева Ажинияза Джумамуратовича
Студент Каракалпакского института сельского хозяйства и агротехнологий
Электронная почта: [email p o ec ed]
DOI: h ps://doi.o g/10.5281/zenodo.17676020
Аннотация: В работе представлены результаты исследования влияния
биоактивных гидрогелей на основе экстракта солодки (Glycy hiza glab a L.),
модифицированных ионами кобальта(II), на обмен витамина B₁₂ и процессы гемопоэза.
Солодка, содержащая флавоноиды, сапонины и глицирризиновую кислоту,
рассматривалась как природный биостимулятор, способствующий метаболической
активности клеток крови. Гидрогели с включением ионов Co²⁺ обеспечивали
пролонгированное высвобождение биологически активных веществ и усиливали синтез
кобальтзависимых ферментов, участвующих в биосинтезе витамина B₁₂.
Экспериментальные исследования на модельных объектах показали повышение
содержания гемоглобина, количества эритроцитов и общего уровня витамина B₁₂ в
плазме крови. Таким образом, установлено, что комбинированное применение
солодкового гидрогеля и ионов кобальта(II) оказывает выраженное стимулирующее
действие на эритропоэз и способствует нормализации витаминного обмена. Полученные
результаты открывают перспективы использования разработанных гидрогелей в
качестве биорегуляторов для профилактики анемий и оптимизации метаболических
процессов у сельско- хозяйственных животных и человека.
Ключевые слова: кобальт, витамин B₁₂, гидрогель, солодка, гемопоэз,
микроэлементы, почва, растения, биосинтез, биоактивные материалы.
Введение
Связь между землёй, растениями и человеком представляет собой
фундаментальную триаду, обеспечивающую существование и развитие жизни на
планете. Земля служит источником минерального питания, растения выступают
посредниками в превращении неорганических веществ в органические, а человек,
используя продукты растительного происхождения, получает необходимые
вещества для поддержания здоровья и жизнедеятельности. Эта взаимосвязь
особенно важна в условиях современных экологических и климатических
изменений, когда плодородие почв снижается, а содержание микроэлементов в
растениях и продуктах питания становится недостаточным для удовлетворения
физиологических потребностей человека [1].
Одним из ключевых микроэлементов, играющих важную роль в обменных
процессах, является кобальт. Он необходим для синтеза витамина B12
645
(кобаламина), который регулирует процессы кроветворения, роста клеток и
функционирование нервной системы. Недостаток кобальта в почве приводит к
снижению его содержания в растениях, а следовательно — к дефициту витамина
B12 у животных и человека. Этот дефицит может вызывать анемию, нарушение
обмена веществ и снижение иммунитета. Поэтому изучение способов
естественного восполнения кобальта в биосистеме «земля–растение–человек»
является актуальной научной задачей [2-4].
Современные исследования направлены на поиск экологически безопасных
форм доставки микроэлементов, способных поддерживать баланс питательных
веществ в биосфере. Одним из таких направлений является использование
биоактивных гидрогелей — полимерных материалов, способных удерживать влагу
и постепенно высвобождать биологически активные вещества. Гидрогели на
основе растительных экстрактов, в частности солодки (Glycy hiza glab a L.),
представляют особый интерес, так как содержат природные антиоксиданты,
сапонины и флавоноиды, усиливающие биодоступность микроэлементов [5].
Модификация гидрогелей ионами кобальта(II) позволяет создать систему
пролонгированного действия, обеспечивающую медленное высвобождение
кобальта и его включение в биохимические процессы растений и животных. В
результате такие гидрогели могут не только повышать урожайность
сельскохозяйственных культур, но и улучшать качество кормов, а через них —
состояние здоровья человека. Таким образом, разработка и исследование
гидрогелей, способных регулировать обмен витамина B12 и процессы
кроветворения, является важным направлением в области биотехнологии и
экологии питания.
Особое значение такие разработки приобретают для засушливых регионов,
включая Нукус и Чимбайский район Республики Каракалпакстан, где почвы часто
обеднены микроэлементами, а растения испытывают стресс из-за недостатка влаги
и питательных веществ. Применение биоактивных гидрогелей на основе местного
растительного сырья позволяет не только улучшить агрохимические свойства
почвы, но и повысить устойчивость растений к неблагоприятным условиям среды.
Таким образом, данное исследование направлено на создание и изучение
биоактивных гидрогелей на основе солодки, модифицированных ионами
кобальта(II), а также на определение их влияния на обмен витамина B12 и процессы
гемопоэза. Полученные результаты могут послужить научной основой для
разработки новых экологически безопасных биостимуляторов, способных
восстановить природный баланс микроэлементов в системе «земля–растение–
человек» и улучшить здоровье человека через гармонизацию природных
биохимических процессов.
Для проведения научных исследований по теме «Исследование влияния
биоактивных гидрогелей на основе солодки, модифицированных ионами
кобальта(II), на обмен витамина B12 и процессы гемопоэза» использовались как
растительные, так и лабораторные объекты, отобранные в экологически чистых
646
районах Республики Каракалпакстан, преимущественно в пределах Чимбайского
района. Эта территория отличается сухим континентальным климатом, высокой
солнечной радиацией и малым количеством осадков, что делает её подходящей для
выращивания лекарственных растений, включая корень солодки (Glycy hiza glab a
L.), который служил основным растительным сырьём для получения гидрогелей.
Сырьё — корни солодки — собирались вручную в период максимального
накопления биологически активных веществ, преимущественно в августе–
сентябре. После сбора образцы тщательно промывались проточной водой,
очищались от механических примесей и высушивались в тени при температуре не
выше 40 °C для сохранения действующих веществ, таких как глицирризиновая
кислота, флавоноиды, сапонины и полифенольные соединения. Высушенные корни
измельчались до порошкообразного состояния с использованием лабораторной
мельницы и хранились в герметичных стеклянных банках при комнатной
температуре.
Для синтеза биоактивных гидрогелей использовались водные экстракты
солодки, полученные методом мацерации. В экстракт вводились соли кобальта(II),
преимущественно нитрат кобальта (Co(NO₃)₂·6H₂O), служащие модифицирующим
агентом. Кобальт(II) придаёт гидрогелю не только структурную устойчивость, но и
дополнительные биостимулирующие свойства, поскольку кобальт является
важным микроэлементом, участвующим в синтезе витамина B12 и в процессах
кроветворения.
В качестве гелеобразующих компонентов применялись природные и
синтетические полимеры, такие как альгинат натрия, желатин и полиакриламид.
Оптимальное соотношение экстракта, полимера и ионов кобальта подбиралось
экспериментально, исходя из физико-химических свойств конечного продукта
(вязкость, степень набухания, механическая прочность). Полученные образцы
гидрогелей подвергались структурному анализу с использованием ИК-
спектроскопии и термогравиметрического анализа для определения степени
модификации и устойчивости комплекса.
В качестве биологических объектов исследования использовались
лабораторные животные — белые беспородные крысы-самцы массой 180–200 г,
содержавшиеся в стандартных условиях вивария при температуре 22 ± 2 °C и
относительной влажности 60 ± 5 %. Животные имели свободный доступ к воде и
стандартному корму. Все эксперименты проводились в соответствии с
международными и национальными требованиями по гуманному обращению с
животными.
Экспериментальная часть включала деление животных на контрольную и
опытные группы. Контрольная группа получала физиологический раствор, а
опытные — биоактивный гидрогель с различными концентрациями ионов
кобальта(II). Исследование длилось 30 суток, в течение которых у животных
проводился забор крови для анализа содержания витамина B12, уровня
гемоглобина, эритроцитов и ретикулоцитов. Биохимические исследования
647
выполнялись стандартными колориметрическими методами с использованием
спектрофотометра.
Параллельно проводились морфологические исследования костного мозга,
определялись показатели эритроидного и миелоидного ростков, а также активность
ферментов, участвующих в метаболизме кобальта. Для оценки взаимодействия
гидрогеля с биологическими жидкостями использовались модели физиологических
растворов, что позволило определить степень диффузии кобальта и высвобождение
активных компонентов экстракта солодки.
Таким образом, исследовательские материалы включали природное
растительное сырьё (солодку), химические реагенты (нитрат кобальта, полимеры),
лабораторные животные и физиологические тест-системы. Их комплексное
использование позволило всесторонне изучить влияние разработанных
биоактивных гидрогелей на метаболизм витамина B12 и процессы кроветворения,
что в дальнейшем открывает перспективы их применения в ветеринарии, медицине
и растениеводстве для стимуляции биосинтетических процессов и повышения
устойчивости организмов к стрессовым условиям.
Из данных таблицы видно, что оптимальная концентрация ионов кобальта
(0,05 М) обеспечивает наибольшие положительные сдвиги в показателях крови,
особенно в уровне витамина B12 и гемоглобина. При концентрации 0,1 М эффект
снижается, что подтверждает наличие дозозависимого действия.
Таблица 1. Влияние концентрации ионов кобальта(II) в гидрогелях на
показатели крови лабораторных крыс (n = 10, M ± m)
№
Группа
Концентра
ция Co(II),
М
Витамин
B12,
нг/мл
Гемоглоби
н, г/дл
Эритроцит
ы, ×10⁶/мкл
Ретикулоци
ты, %
1
Контроль
—
310 ± 12
13.2 ± 0.5
6.1 ± 0.3
0.8 ± 0.1
2
Опыт 1
0.01
338 ± 15
14.5 ± 0.4
7.0 ± 0.2
1.0 ± 0.1
3
Опыт 2
0.05
402 ± 18
15.2 ± 0.6
7.4 ± 0.3
1.2 ± 0.1
4
Опыт 3
0.10
350 ± 17
14.1 ± 0.5
6.7 ± 0.2
0.9 ± 0.1
ИК-спектроскопический анализ полученных гидрогелей показал наличие
характерных полос поглощения, соответствующих связям Co–O и Co–N, что
подтверждает успешную модификацию полимерной матрицы ионами кобальта. Изучение
кинетики набухания гидрогелей выявило, что введение ионов кобальта повышает
структурную устойчивость и снижает скорость деградации полимера, обеспечивая
постепенное высвобождение биологически активных веществ. Это объясняет
пролонгированное действие препарата и его стабильность в физиологических условиях.
Параллельные опыты с растениями (проростки ячменя и пшеницы) показали, что
нанесение гидрогеля способствует ускорению роста корневой системы и повышению
содержания хлорофилла, что позволяет предположить универсальность
биостимулирующего эффекта гидрогелей на основе солодки, модифицированных
кобальтом(II).
Биоактивные гидрогели демонстрируют выраженную способность стимулировать
обмен витамина B12, активировать процессы гемопоэза и улучшать общее
648
физиологическое состояние живых организмов. Полученные результаты открывают
перспективы для их применения в сельском хозяйстве, ветеринарии и медицине как
природных, экологически безопасных биостимуляторов и регуляторов микроэлементного
обмена. Возможности живых организмов в условиях климатического стресса.
Литература
1. Sai kulo , F., Begimqulo , I., Oʻ alo a, N., Gulimma o a, R., & Rahmonqulo a, D. (2022).
Biochemical e ec s o he coo dina ion compound o cobal -II ni a e quinazolin-4-one wi h
3-indolyl ace ic acid in he “ambe ” plan s g ades phaseolus au eus. Академические
исследования в современной науке, 1(17), 263-267.
2. Sai kulo , F., Qilichye a, N., Abdullaye , B., An a o , A., & E gashe a, M. (2022).
Ti ime ic analysis o calcium ca ion in" mega on" a ie y o cabbage. In e na ional
Bulle in o Applied Science and Technology, 2(10), 134-135.
3. Хайдаров, Г. Ш., Тилябов, М. У., Холмирзаев, М. М., & Элмурадов, Б. Ж. Синтез и
биологическая активность гидрохлорид хиназолин-4-она. Fan a aʼlim in eg a siyasi”
ju nalining Tah i hay’a i a kibi.
4. Sai kulo , F., Fa hodo , O., Olishe a, M., Sapa boye a, S., & Azimo a, U. (2022).
Chemical eeding me hod o lemon plan using lea s oma a. Академические исследования
в современной науке, 1(17), 274-277.
5. Саиткулов, Ф. Э., & Элмурадов, Б. Ж. (2022). УФ-спектральные характеристики
хиназолин-4-он и–тионов. In Inno a i e de elopmen s and esea ch in educa ion
in e na ional scien i ic-online con e ence. pp-10-12.
