SYNTHESIS OF NANOCRYSTAL CALCIUM CARBONATE FROM BILE IN THE PRESENCE OF AMINO ACIDS

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In this paper, we studied the effect of amino acids in the composition of bile, the formation of various modifications of calcium carbonate (aragonite, vaterite, calcite). In this work, 22 samples of calcium carbonate in bile were synthesized by varying the concentrations of amino acids (histidine, methionine, arginine and tryptophan). For the amino acids methionine and arginine, their stabilizing effect with respect to metastable aragonite has been proven: with an increase in their concentration in bile, an increase in the mass fraction of aragonite in the composition of the solid phase occurs. Optical microscopy showed the presence of vaterite spherulites in all obtained powders. The results of photon correlation spectroscopy correlate with the data of X-ray phase analysis. It is shown that calcium carbonate microparticles with a radius of less than 10 µm are represented by three fractions. It has been shown that syntheses involving histidine and tryptophan, in which, with increasing amino acid concentrations, an increase in the proportion of the small-sized fraction and a decrease in the proportion of the large-sized ones are observed. Thus, all studied amino acids have the potential to be used as medicines for the treatment and prevention of nanocholelithiasis.

About the authors

Olga A. Golovanova

Dostoevsky Omsk State University

Email: golovanoa2000@mail.RUS
Omsk, Russia

Ivan A. Tomashevsky

Dostoevsky Omsk State University

Omsk, Russia

References

  1. Голованова, О.А. Корреляционные зависимости между фазовым, элементным и аминокислотным составом физиогенных, патогенных ОМА и их синтетических аналогов / О.А. Голованова, С.А. Герк, А.Н. Куриганова, Р.Р. Измайлов // Системы. Методы. Технологии. -2012. - № 4(16). - С. 131-139.
  2. Portincasa, P. Management of gallstones and its related complications / P. Portincasa, A. Di Ciaula, O. de Bari et al. // Expert Review of Gastroenterology & Hepatology. - 2015. - V. 10. - I. 1. - Р. 93-112. doi: 10.1586/17474124.2016.1109445.
  3. Shabanzadeh, D.M. Determinants for gallstone formation - a new data cohort study and a systematic review with meta-analysis / D.M. Shabanzadeh, L.T. Sørensen, T. Jørgensen // Scandinavian Journal of Gastroenterology. - 2016. - V. 51. - I. 10. - P. 1239-1248. doi: 10.1080/00365521.2016.1182583.
  4. Lammert, F. Gallstone disease: From genes to evidence-based therapy / F. Lammert, J.-F. Miquel // Journal of Hepatology. - 2008. - V. 48. - Suppl. 1. - P. S124-S135. doi: 10.1016/j.jhep.2008.01.012.
  5. Di Ciaula, A. An update on the pathogenesis of cholesterol gallstone disease/ A. Di Ciaula, D.Q.-H. Wang, P. Portincasa // Current Opinion in Gastroenterology. - 2018. - V. 34. - I. 2. - P. 71-80. doi: 10.1097/mog.0000000000000423.
  6. Свистунов, А.А. Желчнокаменная болезнь как клинический маркер метаболического синдрома / А.А. Свистунов, М.А. Осадчук, Н.В. Киреева, А.М. Осадчук // Ожирение и обмен веществ.- 2018. - Т. 15. - №. 3. - C. 3-8. doi: 10.14341/omet9553.
  7. Acalovschi, M. Are plasma lipid levels related to ABCG5/ABCG8 polymorphisms?: A preliminary study in siblings with gallstones / M. Acalovschi, A. Ciocan, O. Mostean et al. // European Journal of Internal Medicine. - 2006. - V. 17. - I. 7. - P. 490-494. doi: 10.1016/j.ejim.2006.04.012.
  8. Wittenburg, H. FXR and ABCG5/ABCG8 as determinants of cholesterol gallstone formation from quantitative trait locus mapping in mice / H. Wittenburg, M.A. Lyons, R. Li et al. // Gastroenterology. - 2003.- V. 125. - I. 3. - P. 868-881. doi: 10.1016/s0016-5085(03)01053-9.
  9. Holcomb, M. Compositional and morphological features of aragonite precipitated experimentally from seawater and biogenically by corals / M. Holcomb, A.L. Cohen, R.I. Gabitov, J.L. Hutter // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 2009. - V. 73. - I. 14. - Р. 4166-4179. doi: 10.1016/j.gca.2009.04.015.
  10. Tai C.Y. Particle morphology, habit, and size control of CaCO3 using reverse microemulsion technique/ C.Y. Tai, C.-K. Chen // Chemical Engineering Science. - 2008. - V. 63. - I. 14. - Р. 3632-3642. doi: 10.1016/j.ces.2008.04.022.
  11. Ouhenia, S. Synthesis of calcium carbonate polymorphs in the presence of polyacrylic acid / S. Ouhenia, D. Chateigner, M.A. Belkhir et al. // Journal of Crystal Growth. - 2008. - V. 310. - I. 11. - Р. 2832-2841. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2008.02.006.
  12. Скибицкая, Н.А. Наноразмерные надмолекулярные структуры биогенного карбонатного породообразующего вещества органогенных месторождений углеводородов / Н.А. Скибицкая, О.П. Яковлева, В.А. Кузьмин // Георесурсы, геоэнергетика, геополитика. - 2010. - № 1 (1). - 17 c.
  13. Declet, A. Calcium carbonate precipitation: a review of the carbonate crystallization process and applications in bioinspired / A. Declet, E. Reyes, O.M. Suárez // Reviews on Advanced Materials Science. - 2016. - V. 44.- № 1. - P. 87-107.
  14. Shabanzadeh, D.M. Metabolic biomarkers and gallstone disease - a population-based study / D.M. Shabanzadeh, T. Skaaby, L.T. Sørensen et al. // Scandinavian Journal of Gastroenterology. - 2017. - V. 52. - I. 11. - P. 1270-1277. doi: 10.1080/00365521.2017.1365166.
  15. Golovanova, O.A. Synthesis of calcium carbonate in the presence of bile, albumen, and amino acids / O.A. Golovanova, S.S. Leonchuk // Russian Journal of Inorganic Chemistry. - 2020. - V.65. - I. 4. - P. 472-479. doi: 10.1134/S0036023620040063.
  16. Шеин, Е.А. Устройство и принцип работы рентгеновского дифрактометра общего назначения. Фазовый анализ: методические указания к лабораторной работе / Е.А. Шеин. - Оренбург: ОГУ, 2013. - 26 с.
  17. Crystallographica - a software toolkit for crystallography // Journal of Applied Crystallography. - 1997.- V. 30. - P. 418-419. doi: 10.1107/S0021889897003026. - Режим доступа: https://connect.oxcryo.com/software/cglegacy/. - 15.06.2023.
  18. Gražulis, S. Crystallography open database - an open-access collection of crystal structures / S. Gražulis, D. Chateigner, R.T. Downs et al. // Journal of Applied Crystallography. - 2009. - V. 42. - P. 726-729. doi: 10.1107/S0021889809016690.
  19. Марахова, А. Определение размеров наночастиц в коллоидных растворах методом динамического рассеяния света / А. Марахова, В. Жилкина, Е. Блынская и др. // Наноиндустрия. - 2016. - №1(63).- С. 88-93. doi: 10.22184/1993-8578.2016.63.1.88.93.
  20. Дисперсный состав жидких сред. Определение размеров частиц по динамическому рассеянию света: ГОСТ Р 8.774-2011. - Введ. 01.01.2013. - М.: Стандартинформ, 2019. - 8 c.
  21. IBM SPSS Statistics. - Режим доступа: www.url: https://www.ibm.com/RUS-RUS/products/spss-statistics.- 15.06.2023.
  22. Голованова, О.А. Кристаллогенез в организме человека / О.А. Голованова. - Омск: Изд-во Омского государственного университета, 2022. - 349 c.
  23. Golovanova, O.A. Thermodynamics and kinetics of calcium oxalate crystallization in the presence of amino acids / O.A. Golovanova, V.V. Korol'kov // Crystallography reports. - 2017. - V. 62. - I. 5 - Р. 787-796. doi: 10.1134/S1063774517050078.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).