CC BY
85
- СТАТТУ -
ПОГЛЯД НА ПРОБЛЕМУ
УДК 615. 012+615.146.2
ЭКОЛОГО-МЕДИЦИНСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ОСВОЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСИНЫ: БИОМАССА ЛИСТВЕННИЦЫ, ЛИГНИН ГИДРОЛИЗНЫЙ, ЗНТЕРОСОРБЕНТЫ
Жуков В.И.
Вищий державний навчальний заклад Украши «Украшська медична стоматолопчна академ1я», м. Полтава Фармацевтическая компания «Фитос» ООО, г. Иркутск, Россия
Даны общие представления о промышленном освоении и использовании древесной и, в частности, лиственничной биомассы, а также роли сорбентов в медицине и этапах развития сорбци-онной терапии. Проанализированы экологические проблемы утилизации лигнина гидролизных производств и перспективы получения и применения сорбентов на его основе. Приводятся результаты использования продуктов на основе матрицы лигнина медицинского.
Ключевые слова: древесина лиственницы, лигнин гидролизный, сорбенты, энтеросорбция, продукты на основе матрицы лигнина медицинского
компонентов в цикле экологически безопасных технологий.
Структуру потребления лигнина следует представлять таковой:
- технологическое использование;
- применение в целях охраны объектов окружающей природной среды, а также при очистке питьевой воды;
- производство пищевых продуктов;
- получение медицинских препаратов и биологически активных добавок.
Частное применение лигнина состоит использование в качестве топлива, восстановителя в металлургической промышленности, для синтеза карбонизованного лигнина, получении растворимой в спиртах феноллигниновой смолы, поверхностно-активных веществ, используемых для стабилизации глинистых суспензий при бурении нефтяных скважин, для получения стимуляторов роста растений, в кирпичном и цементном производствах, приготовлении компоста, применяемого в качестве удобрения на сельскохозяйственных полях.
Утилизация гидролизного лигнина может идти как с сохранением его полимерной матрицы, например, при производстве промышленных сорбентов, а также медицинских энтеросорбентов, так и с деструкцией макромолекулы и получением низкомолекулярных соединений.
При оценке лигнина гидролизного (ЛГ) как сырья для промышленной переработки следует учитывать наличие в его макромолекуле реак-
Введение
Особое внимание исследователей к древесине лиственницы, как продукту переработки и получения препаратов, используемых в народном хозяйстве, определяется ее огромными запасами, особенностями физико-химического состава и свойств специфических компонентов широкого спектра действия. Действующие в настоящее время производства по переработке древесины чаще всего узко профильные, что приводит к образованию многотоннажных отходов. В связи с этим разработка новых подходов к комплексной переработке древесины с целью снижения техногенных загрязнений и повышения экологической безопасности и рентабельности производства своевременна.
Поскольку 99 % всех запасов лиственницы находится в России, а именно в Сибири и на Дальнем Востоке, вовлечение ее биомассы в углубленную переработку позволит более рационально распоряжаться имеющимися ресурсами. Для Украины перспективным является, прежде всего, технологический опыт получения лигнина из различных растительных материалов.
В целом предприятия, работающие как в России, так и Украине, по проекту комплексной переработки растительной биомассы, в том числе лиственницы, относятся к экологически безопасным. В идеале основная задача таких производств - полное 100 %-ное использование всех
ционных центров, способных взаимодействовать с электрофильными реагентами. Это дает дополнительные возможности для модификации лигнина, а также для его окислительно - гидролитического расщепления. В результате лигнин может служить источником ценных низкомолекулярных функционально замещенных ароматических и алифатических соединений. Каталитическое нитробензольное окисление, окислительное нитрование и реакции с метиленактив-ными соединениями - вот те немногие направления широкого ряда исследований по реакционной способности ЛГ. Они наиболее перспективны как с теоретической, так и с практической точек зрения, наряду с традиционным изучением полимерной матрицы лигнина.
Одним из главных и перспективных направлений научных исследований химии древесины -переработка и использование ЛГ с целью получения из него энтеросорбента лигнина медицинского и продуктов на его основе, например, «Полифепана»®, «Билигнина»®, «Пофисор-ба»®, «Энтегнина»®.
Суть технологии получения лигнина медицинского (ЛМ) заключается в глубокой очистке и активации промышленного гидролизного лигнина. Такая технология не дает газовых выбросов, а сравнительно небольшой объем сточных вод содержит преимущественно лигногуминовые комплексы (природные биостимуляторы). Это позволяет отнести такие производства к экологически безвредным. При электрокинетическом способе получения ЛМ значительно интенсифицируется обезвоживание щелочных суспензий лигнина, обеспечивается более глубокая очистка обрабатываемых препаратов и стабильность влажности твердой фазы, а, следовательно, и структура матрицы [8]. В настоящее время иркутский ЛМ производится ООО «Фитос»® по оригинальной запатентованной технологии использования явления электроосмоса. Широкий спектр показаний к применению, использование природного экологически чистого, безвредного сырья, оптимальная себестоимость и экологич-ность технологии получения ЛМ создают перспективные условия для производства этого энтеросорбента на многие годы вперед.
Следовательно, изучение вопросов утилизации лигнина как существующая экологическая проблема, с одной стороны, и расширение спектра получения новых препаратов на его основе в лечебных и лечебно-профилактических целях, как современное научное направление исследований, с другой, по-прежнему остаются актуальными, перспективными, требующими нового взгляда на решение.
Медицинские сорбенты. Исторические аспекты
С древнейших времен известны лечебные свойства природных препаратов, обладающих свойствами сорбентов. Одним из таких приме-
ров является использование древесного угля в Древнем Египте и Греции при расстройствах кишечника или отравлениях, а также наружно для лечения ран. На протяжении столетий древесным углем и порохом присыпали раны раненым на поле боя, а толченый уголь назначали внутрь больным с расстройствами пищеварения. Дошедшие до нас летописи свидетельствуют о том, что на Руси в Х-Х1 веках такие известные лекари, как Агапит, работающий при Кие-во-Печерской Лавре, Хавронья Муромская, Наталья Новгородская применяли для лечения различные «зелья», в том числе, «добавляя в них угли».
Во второй половине XVII века в России государственным учреждением, названным «Аптекарский Приказ», была открыта специальная школа по подготовке отечественных медиков. В этой школе ученики изучали медицинскую ботанику, анатомию, фармацию и другие предметы. Методы приготовления лекарств они осваивали в аптекарских огородах, а далее в аптеках. Этот период времени характеризовался началом решения проблем «взаимосвязи большинства внутренних болезней с патологией и загрязненностью кишечника». Однако в качестве лечения и профилактики использовались лишь различные слабительные составы и очистительные клизмы, эффективность которых «при серьезных заболеваниях была невелика и к тому же представляла определенные неудобства больному». К великому сожалению в целом, до начала XX века медиками той поры высказывались редкие положительные мнения о целесообразности использования для лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта древесного угля - по сути первого продукта сорбционной терапии. Следует отметить определенную заслугу лишь Ловиц Т.Е., который в России теоретически обосновал применение метода энтеро-сорбции, существующего сегодня.
Только с середины XX века возник серьезный интерес к сорбентам, связанный с открытиями, разработками и получением различных препаратов этой группы, которые применялись, в основном, вхимической промышленности.
Следующий виток интересов к использованию сорбентов появился во время Великой Отечественной войны. Пример тому - это разработка технологии получения лечебного препарата на основе лигнина, начавшаяся в Германии в 40-х годах 20 века. В 1943 году были произведены первые испытания лигнина гидролизного Шол-лером Г., Мейером Л. и Брауном Р.. Полученный препарат успешно применялся при диареях различной этиологии у взрослых и детей, в том числе у солдат и офицеров нацистской Германии. Тогда же немецкими бактериологами Ба-ульгертелем О. и Штруггером В. была установлена высокая адсорбирующая способность лигнина по отношению к флоре ЖКТ. Созданный препарат на основе лигнина гидролизного был
назван «Порлизан»®. Причиной его создания стали массовые вспышки кишечных инфекций, поразившие немецкую армию. После окончания второй мировой войны технология изготовления «Порлизана»® была утеряна.
С появлением эффективных антибактериальных средств интерес к препаратам активированного угля упал. Положение стало изменяться в конце 70-х годов, когда появились сорбенты с высокой сорбционной емкостью для метаболитов и токсичных веществ, при этом не обладающие побочными эффектами. Мощный дополнительный толчок к созданию высокоэффективных сорбентов дала авария на Чернобыльской АЭС, когда медики столкнулись с необходимостью выведения из организма пораженных людей радионуклидов.
Интерес к энтеросорбентам постоянно растет в связи с ухудшающимся состоянием объектов окружающей среды, особенно в крупных городах, в которых санитарные параметры загрязнения воздуха, питьевой воды, а также пищевых продуктов часто выходят за пределы допустимых норм.
Термины и определения
Формы эндогенной интоксикации.
Выделяют следующие формы эндогенной интоксикации:
- ретенционные - затруднение выведения из организма конечных продуктов метаболизма,
- обменные - накопление в организме промежуточных продуктов метаболизма,
- резорбционные - образование и всасывание продуктов тканевого распада,
- инфекционные - всасывание продуктов распада и микробных токсинов.
Сорбенты - твердые и жидкие вещества, применяемые для поглощения растворимых соединений, газов или паров. Термин "сорбент" включает в себя адсорбенты, абсорбенты, ионообменные материалы и комплексообразователи. Сорбент обладает способностью взаимодействовать и связываться с сорбатом. В многокомпонентных системах это взаимодействие позволяет выделить сорбент из общей смеси. Каждый из сорбентов имеет свои особенности и отличительные свойства. Адсорбент удерживает адсорбированное вещество на границе раздела. Вещества могут адсорбироваться на границах раздела газ - жидкость или жидкость - жидкость.
Однако наиболее важные в практическом отношении системы используют адсорбцию на границе раздела газа или жидкости с твердой фазой. Твердый адсорбент обычно применяется в виде гранул, имеющих пористое внутреннее строение. Его внутренняя поверхность очень развита и, как правило, ее структура определяется пересекающимися порами малого диаметра.
Сорбенты имеют различные свойства и отличаются по ряду признаков:
1. По лекарственной форме и физическим свойствам: гранулы, порошки, гранулированные порошки, пористые смолы, молекулярные сита, жидкие мембраны, таблетки, пасты, гели, взвеси, коллоиды, инкапсулированные материалы, биологически активные добавки к пище.
2. По химической структуре: активированные угли, силикагели, цеолиты, алюмогели, окисные и другие неорганические сорбенты, пищевые волокна.
3. По механизмам сорбции: адсорбенты, абсорбенты, ионообменные материалы, сорбенты с сочетанным механизмом действия, сорбенты с каталитическими свойствами.
4. По селективности: неселективные, селективные монофункциональные, селективные би-и полифункциональные.
Разделение энтеросорбентов по лекарственной форме имеет существенное значение для медицинской практики, так как с этим связаны удобство применения препаратов и выбор сорбента для лечения больных с конкретными заболеваниями.
Энтеросорбенты (ЭС, от латинских слов вогЬепв - поглощающий, е^егоп - кишка, внутренности) - это препараты, эффективно связывающие в желудочно-кишечном тракте эндогенные и экзогенные соединения, надмолекулярные структуры и клетки с целью лечения и (или) профилактики болезней.
Во многих странах мира составу, свойствам, процессам получения и применения ЭС уделяется повышенное внимание ввиду многогранности и важности данного направления.
Сорбционная емкость (мощность) сорбента определяется способностью поглощать максимальное количество токсинов, бактерий, тяжелых металлов, а также других веществ. Чем выше сорбционная емкость, тем большие количества веществ способен поглотить и прочно удержать конкретный сорбент.
Адсорбционные свойства адсорбентов зависят от химического состава и физического состояния поверхности, характера пористости и удельной поверхности (поверхности, приходящейся на 1 г вещества). Такие непористые адсорбенты, как молотые кристаллы, мелкокристаллические осадки, частицы дымов, сажи, имеют удельные поверхности от 1 м2/г до 500 м2/г. Удельные поверхности пористых адсорбентов - силикагелей, алюмогелей, алюмо-силикатных катализаторов, активированных углей - достигают 1000 м2/г.
Непористые высокодисперсные адсорбенты получают, главным образом, при термическом разложении или неполном сгорании углеводородов (получение саж), сжигании элементоорга-нических и галогенных соединений (получение высокодисперсного кремнезема-аэросила).
Пористые адсорбенты получают следующими способами:
- создавая сети пор в грубодисперсных твер-
дых телах химическим взаимодействием;
- приготавливая гели из коллоидных растворов золей;
- синтезируя пористые кристаллы типа цеолитов, или используя природные комплексы, имеющие особенно большое значение как катализаторы, адсорбенты и молекулярные сита.
Адсорбенты получают также термическим разложением карбонатов, оксалатов, гидроокисей, некоторых полимеров, молекулярной возгонкой твердых тел в вакууме и другими способами [13].
Для пищевых добавок и медицинских препаратов, используемых в качестве энтеросорбен-тов, характерна твердая структура и значительная, как правило, физическая, ионитная сорбция. Среди сорбентов медицинского назначения наиболее распространены адсорбенты. В случае наружного применения они используются в виде присыпок, мазей и паст.
Лигнин гидролизный природный полимерный продукт крупнотоннажных промышленных производств, образующийся в процессе перко-ляционного гидролиза углеводных компонентов древесины (отходов лесопиления и деревообработки), а также отходов сельскохозяйственных культур и дикорастущих растений. ЛГ представляет собой опилкоподобную массу с влажностью 65-70%. Это трёхфазная полидисперсная система, состоящая из твёрдой составляющей, воды и воздуха, которая является комплексом различных по своей химической природе веществ. Ее состав образует сложная смесь веществ, в которую входит собственно лигнин растительной клетки, часть полисахаридов, группа веществ лигногуминового комплекса, не-отмытые после гидролиза моносахара, минеральные и органические кислоты, зольные и другие вещества. Содержание в лигнине собственно лигнина колеблется в пределах 80-88%, трудногидролизуемых полисахаридов от 13 до 45%, смолистых и веществ лигногуминового комплекса от 5 до 19%, зольных элементов до 10%. ЛГ существенно отличается от нативного и технического лигнинов, получаемых при производстве целлюлозы. Основные функциональные группы ЛГ метоксильные, устойчивые в процессе гидролиза. ЛГ характеризуется большой пористостью и вдвое большим, по сравнению с древесиной, содержанием твердого углерода (до 30%), то есть ЛГ содержит до 50% углерода в пересчете на углерод древесного угля. ХарактеристикаЛ Г представлена в таблице 1.
ЛГ является наименее реакционно-способным среди технических лигнинов. Одним из способов его активации является щелочная обработка. Это сложный коллоидно-химический процесс, в котором большую роль играет набухание частиц, их дисперсность, количество жидкой фазы, концентрация щелочи в растворе, расход щелочи, температура, время перемешивания реакционной смеси. После щелочной обработки проис-
ходит сильное набухание лигнина. За счет этого резко увеличивается его гидродинамическое сопротивление фильтрованию и затрудняется разделение жидкой и твердой фазы механическими методами. Недостаточная эффективность отмывки лигнина и высокая остаточная влажность осадка являются сдерживающими факторами для создания высокопроизводительных технологий производства лечебного лигнина с однородной пористой структурой. На наш взгляд эффективным, экономически оправданным и безопасным способом обезвоживания тонкодисперсных коллоидных материалов, содержащих большое количество связанной воды, является использование электрокинетических методов разделения жидкой и твердой фазы - электроосмос. При этом, что немало важно, достигается однородное структурирование обрабатываемой массы ЛГ [6].
Таблица 1.
Характеристика лигнина гидролизного
№ Наименование показателей Значение
1 Токсичность Не токсичен
2 Влажность, % 60 - 65
3 Содержание серной кислоты, % 0,3 - 1,0
4 Содержание золы, % 3 - 5
5 Содержание смолистых веществ, % 7 - 12
6 Содержание трудногидролизуемых полисахаридов, % 15 - 20
7 Содержание фосфора (Р205), мг/л 343
8 Кислотность(рН) 1,5 - 2
9 Удельный вес, гм/см3 1,15
10 Температура воспламенения, °С 180 - 190
11 Температура тления, °С 185
12 Температура самовоспламенения, °С 425
13 Теплотворная способность влажного (65%) лигнина, кал/кг 1500 - 1650
14 Теплотворная способность абсолютно сухого лигнина, кал/кг 5500 - 6500
15 Теплоёмкость, кал/°С 0,217
Основные структурные единицы макромолекулы ЛГ- фенилпропановые фрагменты - соединены между собой эфирными, алкилалкильны-ми, арилалкильными связями. Полимер содержит большое количество свободных гидро-ксильных, метоксильных, карбонильных и карбоксильных функциональных групп как в алифатических, так и в ароматических частях.
Адсорбционные свойства ЛГ медицинского обусловлены наличием развитой пористой структуры, причем на величины параметров пористой структуры оказывают влияние как состав адсорбента, так и процессы его обработки.
Данные ртутной порометрии свидетельствуют о наличии у гидролизного лигнина мезопор, максимальный объем которых соответствует радиусам пор 3-10 нм и 100-150 нм, и макропор с радиусами от 500 до 5000 нм. После щелочной обработки ЛГ происходит резкое (в 4 раза) возрастание объема мезопор с радиусом 3-10 нм, при этом объем мезопор с радиусом 100-150 нм увеличивается в 1,5 раза. Наличие двух мезо-пористых структур предполагает возможную адсорбцию крупных олиго- и полимерных молекул
(глобул) физиологически активных веществ. Присутствие в составе ЛГ медицинского как полярных, так и неполярных функциональных групп, может объяснить сродство адсорбента как к гидрофильным адсорбтивам, например, к белкам или пептидам, так и гидрофобным. Не исключена возможность хемосорбции на нем из-за присутствия большого количества активных центров на поверхности адсорбента.
Идеальный энтеросорбент должен быть нетоксичным, нетравматичным для слизистых оболочек, с хорошей эвакуацией из кишечника, с высокой сорбционной емкостью по отношению к удаляемым компонентам химуса. Желательно, чтобы применение неизбирательных энтеро-сорбентов приводило к минимальной потере полезных ингредиентов. По мере прохождения по кишечнику связанные компоненты не должны подвергаться десорбции, не должны изменять рН среды, благоприятно влиять или не воздействовать на процессы секреции и биоценоз микрофлоры кишечника.
Энтеросорбция как метод эфферентной терапии базируется на известном в физиологии феномене поддержания постоянства среды желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), суть которого заключается в том, что независимо от характера потребляемой пищи состав химуса сохраняется постоянным в отношении содержания основных компонентов: воды, электролитов, углеводов, жиров. Это постоянство обеспечивается за счет всасывания в кровь или лимфу и выделения в просвет кишки различных ингредиентов. Нормализация энтеральной среды происходит в течение 1,0 - 1,5 часов после приема пищи на всем протяжении тонкой кишки. Динамическое равновесие между содержимым кишечника и кровью обеспечивается транспортом веществ по градиенту концентрации или за счет энергозависимого массопереноса против концентрационного градиента. В рециркуляции компонентов крови и химуса участвуют железы ЖКТ, печени, желче-выводящие протоки, поджелудочная железа. В течение суток в кишечник выделяется и всасывается из него 7-10 литров (л) жидкости, из которых только 1,5-2 л поступают с пищей. Интенсивность транспорта настолько велика, что введенные в кровь вещества уже через несколько минут обнаруживаются в химусе, точно также, как в первые минуты в крови появляются компоненты пищи.
При воспалительных поражениях кишки появление дефектов в слизистых наложениях и гли-кокаликсе способствуют поступлению в кровь крупных белковых молекул, бактериальных токсинов и других биологически активных веществ. При токсемиях, сопровождающихся нарушением процессов секреции и всасывания, в кровь поступает огромное количество химических соединений, оказывающих повреждающее действие на органы и ткани. Это ведет к резкому возрастанию нагрузки на органы детоксикации -
прежде всего, печень и почки. Сдругой стороны, при поражении этих органов в крови накапливаются токсические продукты метаболизма, которые неминуемо поступают в просвет ЖКТ. Тем самым кишечник принимает на себя часть де-токсицирующей функции других органов, и эту способность могут усилить энтеросорбенты [2, 5, 10, 12, 18].
Механизмы лечебного действия энтеросорб-ции
Первый механизм предполагает возможность обратимого пассажа токсических веществ из крови в кишечник и дальнейшее их связывание сорбентом; второй - сводится к очистке пищеварительных соков ЖКТ от токсичных веществ и, следовательно, к предотвращению попадания их в кровь; третий - заключается в модификации липидного и аминокислотного спектра кишечного содержимого, например, за счет избирательного поглощения сорбентом аминокислот с разветвленной цепью, свободных жирных кислот и т.д.; четвертый - связан с удалением токсичных веществ, образующихся в самом кишечнике (индол, скатол, фенолы, аммиак, бактериальные токсические вещества).
Механизм сорбции одинаков у всех марок активированного микросферического угля. Токсины и другие вещества сначала диффундируют к внешней поверхности гранулы сорбента. Потом с помощью внутренней диффузии через мембрану, если гранула инкапсулирована, адсорбат поступает по макропорам в мезопоры, где и происходит процесс адсорбции путем объемного заполнения. Поглотительная способность сорбентов обусловлена их пористой структурой. Линейные размеры пор должны совпадать с диаметром молекулы веществ, которые адсорбируются.
Между поверхностью угольных гранул и стенками клеток разных видов патогенных бактерий происходит неспецифическое взаимодействие, которое не приводит к деструкции микробных клеток. Это взаимодействие проходит в две стадии: сначала главную роль играют дально-действующие, а потом - близкодействующие электростатические силы и взаимосвязи, которые возникают между структурами клеток и функциональными группами поверхности угольного сорбента. Наибольшую степень адгезии (прилипания) обеспечивает соответствие размеров угля и микроорганизмов [12, 13].
К прямому лечебному действию энтеросор-бентов относится:
- сорбция ядов и ксенобиотиков, поступающих в организм;
- сорбция веществ, участвующих в гепато- и гемоэнтеральной циркуляции, поступающих в ЖКТ с пищеварительными соками путем секреции и других механизмов массообмена;
- сорбция веществ, образующихся в кишечнике при гидролизе пищи;
- сорбция биологически активных веществ, участвующих в регуляции функции органов пищеварения;
- сорбция микроорганизмов и их токсинов;
- связывание газов;
- инактивация свободных радикалов;
- раздражение рецепторных зон ЖКТ и стимуляция функциональной активности органов пищеварения;
- изменение консистенции химуса в сторону нормализации.
К опосредованному лечебному действию эн-теросорбентов относится:
- предотвращение и ослабление токсических и аллергических реакций;
- профилактика соматогенной стадии экзоток-сикозов;
- функциональная разгрузка органов детокси-кации;
Прямое действие
Сорбция ядов и ксенобиотиков, поступающих per os Сорбция ядов, выделяемых
в химус с секретом слизистых оболочек, печени, поджелудочной железы
Сорбция эндогенных продуктов секреции и гидролиза
- коррекция массообменных процессов;
- устранение дисбактериозов;
- санация язв и стимуляция регенерации;
- устранение метеоризма и улучшение кровоснабжения кишечника;
- восстановление систем гуморальной регуляции функций организма.
К дополнительному лечебному действию эн-теросорбентов относятся:
- гомеопатическое;
- энзимотерапевтические;
- механотерапевтические;
- квантотерапевтические;
- эффекты, основанные на информационно-энергетическом влиянии препаратов на организм человека.
Механизмы лечебного действия энтеросорб-ции связаны с прямым и опосредованным эффектами (табл. 2).
Таблица 2.
Прямые и опосредованные лечебные эффекты знтеросорбции Опосредованное действие
Предотвращение или ослабление токсической нагрузки и аллергических реакций
„Профилактика соматогенной
стадии экзотоксикоза
Снижение метаболической нагрузки на органы экскреции и детоксикации
Сорбция биологически активных веществ (БАВ) простагландинов, серотонина, гистамина и др.
Сорбция патогенных бактерий и бактериальных токсинов Связывание газов
Раздражение рецепторных зон желудочно-кишечного тракта
В массообмене с сорбентом участвуют слюна, желудочный сок, желчь, панкреатический сок, сок тощей и подвздошной кишки, которых за сутки выделяется соответственно 1 л; 2 л; 0,5 л; 1 л; 2 л; 0,5 л. Уже в желудке происходит равномерное распределение сорбента в жидкой фазе секрета и пищевых компонентах, с которыми препарат поступает в двенадцатиперстную кишку. Вероятно, этап сорбции в кислой среде желудка является весьма важным, так как сорбент не насыщен и имеет максимальную способность к связыванию токсических продуктов. В тонкой кишке происходит сорбция как веществ, принятых per os, так и компонентов секрета слизистой оболочки, печени и поджелудочной железы. При пролонгированном по времени приеме энтеро-сорбента в тонкой кишке на 1 г препарата приходится в среднем 100 мл химуса. Площадь контакта с химусом обратно пропорциональна размерам частиц сорбента. В связи с этим можно полагать, что скорость сорбции и насыщения сорбента при прочих равных условиях будет большей при использовании мелкодиспергиро-ванных препаратов. Увеличение размера частиц должно повлечь за собой пролонгирование и увеличение этого процесса в дистальных отделах кишечника. По мере продвижения энтеро-
Коррекция обменных процессов и иммунного статуса. Улучшение гумораль-неиропептидов, нойсреды,
устранение дисбаланса БАВ Восстановление целостности и проницаемости слизистых оболочек Устранение метеоризма, улучшение кровоснабжения кишечника Стимуляция моторики кишечника
сорбента по кишечнику соотношение между количеством препарата и химусом повышается за счет концентрации кишечного содержимого и составляет в терминальном отделе толстой кишки 1:2 - 1:4. Концентрация кишечного содержимого меняет условия сорбции, и сорбционная емкость препарата снижается [5, 10, 17]. Компоненты, проходящие из сосудистого русла в ин-терстиций, а затем в просвет кишки через железистый аппарат, транс- или парацеллюлярно, достигают гликокаликса и транспортируются в слизистом слое в основном за счет диффузии. В просвете кишки транспорт веществ к сорбенту происходит путем облегченной диффузии по градиенту концентрации за счет конвективных потоков, поддерживаемых перистальтикой кишечника. В тех случаях, когда слой слизистых наложений непрерывен, соприкосновения сорбента и эпителия не происходит. Не исключена возможность образования пристеночного слоя из сорбента, в чем можно убедиться при аутопсии резецированного отдела кишки. На поверхности и в складках слизистой оболочки выявляются гранулы адсорбента. Например, природные адсорбенты «Полифепан» (лигнин медицинский), а также «Пофисорб»®, оставляют тонкий коричневый слой на слизистых наложениях,
служащий основой для поддержания биоценоза кишечной трубки. В отличие от сорбентов на ос-новеЛГ, углеволокнистые адсорбенты способны острыми кромками перфорировать слизь, взаимодействуя с эритроцитами.
Начиная с двенадцатиперстной кишки, процесс сорбции идет в щелочной среде и включает широкий спектр потенциальных сорбатов.
Сорбенты связывают некоторые пищеварительные ферменты и продукты гидролиза. В тонкой кишке возможна сорбция большого перечня биологически активных веществ (регуля-торных пептидов, простагландинов, серотонина, гистамина и др.), поступающих в просвет с соками кишечника и желчью. Было показано, что при остром перитоните на фоне энтеросорбции происходит менее интенсивный рост концентрации в крови, тканях и экссудате серотонина и гистамина. Скорость проникновения биологически активных веществ в просвет кишечника составляет около 0,3 % от общей активности за 1 мин.
Следует учитывать, что сорбция микробных клеток и их токсинов начинается с того отдела желудочно-кишечного тракта, где существует бактериальная колонизация. Первичные сорб-ционные эффекты сопровождются вторичными позитивными реакциями. Сорбция токсинов и предотвращение их всасывания уменьшает метаболическую нагрузку на другие органы деток-сикации и экскреции, способствует улучшению
Характер позитивных изменений биохимиче
гуморальной среды и иммунного статуса.
Связывание газов при гнилостном брожении дает возможность устранить метеоризм и улучшить кровоснабжение кишечника в процессе энтеросорбции.
Продвигаясь по желудочно-кишечному тракту, сорбенты за счет раздражения рецепторных зон способны усиливать моторику кишечника и эвакуацию кишечного содержимого. Как известно, прием пищи улучшает тканевую перфузию кишечника в 1,5 - 2 раза, усиливает моторику и потребление тканями кислорода во всех отделах желудочно-кишечного тракта. Перераздутие кишечника газами приводит к блоку микроциркуляции и ингибированию обменных процессов. Голодная диета снижает моторику и эвакуацию гнилостных продуктов.
Стимулирующий механизм энтеросорбции отмечен при острых и хронических поражениях желудочно-кишечного тракта. Перечень прямых и опосредованных механизмов лечебного воздействия энтеросорбентов намного больше, чем в приведенном разделе. Вероятно, этот метод воздействия затрагивает функцию всех органов и систем, о чем свидетельствуют разнообразные клинические эффекты при лечении больных с различными патологическими процессами [10, 13] (табл. 3).
Таблица 3.
и гематологических показателей крови при энтеросорбции
Характер изменений Характер патологического процесса Авторы
Восстановление показателей, характеризующих эндотоксемию (снижение лейкоцитоза, лейкоцитарного индекса интоксикации, исчезновение зернистости нейтрофилов, уменьшение токсичности плазмы) Острое воспаление, онкологические заболевания Белов B.A. и др. Виноградов Л.М. и др. Лисецкая В.А. и др. Мирошниченко А.Г. и др. Шугаев А.И. и др.
Нормализация показателей свободнорадикальных процессов (ма-понового диальдегида, диеновых конъюгат, гидроперекисей и др.), уровня БАВ Ишемические процессы, острое воспаление Баубекова H.A. и др. Беляков H.A. и др. Дудченко М.А. и др. Сокун Ю.М. и др.
Снижение концентрации метаболитов (олигопептидов, мочевины, остаточного азота, креатинина, билирубина), сахара Онкологические заболевания, экзо- и эндо-гоксикозы Канус И.И., ПриступюкА.М. и др.
Ингибирование активности ферментов крови (АсАТ, АлАТ, амилазы, трипсина, липазы) Острое воспаление Зиберова Е.Ф. и др. Лисецкая В.А. и др. Лукачев В.А. и чр. Мартынюк В.В. и др. Рябов C.H. и чр. Головоха Л.М. и др. Лисецкая В.А. л др. Николаев В.Г. и др. Шиманко И.И. и др. Шугаев А.И. и др. Андрионова Н.П. и др.
Улучшение показателей липидного обмена (холестерина, тригли-церидов, общих липидов, липопротеидов) Гипертоническая болезнь, атеросклероз Гуло Л.Ф. и др. Цудченко М.А. и др. Фролькис A.B. Вербицкая E.B. и др. Бережная H.M. и др.
Улучшение клеточного и гуморального иммунитета, снижение сенсибилизации (увеличение количества Т-лимфоцитов, РБТЛ, снижение эозинофилии, ЦИК, стабилизация иммуноглобулинов М иЕ Аллергические заболевания Калюжная Л.Д. и др. Карпов П.Ф. и чр. Чиркун B.B. и др.
Основные направления применения энтеросорбции для профилактики и лечения заболеваний представлены в табл. 4.
Таблица 4.
Основные направления применения знтеросорбции для профилактики илечения заболеваний
Сфера применения ЭС, характер процесса Заболевания, механизм лечебного действия Характер изменений при ЭС
Профилактика экологически зависимых заболеваний Связывание радионуклидов, ксенобиотиков и аллергенов, предотвращение всасывания и прерывание пути циркуляции.
Патология органов пищеварения с нарушением барьерной функции слизистых оболочек ЖКТ, бактериальной микрофлоры Диспепсии, дисбиозы, дизентерия, острые отравления и другие поражения кишечника. Блокирование всасывания компонентов химуса, защита слизистых оболочек, связывание микробов и их токсинов. Восстановление пищеварения, ступа, снижение токсемии, переход в стадию ремиссии.
Нарушения отдельных видов обмена или функции выделения одного из органов Атеросклероз, сахарный диабет, желчнокаменная болезнь, мочекаменная болезнь и др. Ускорение выведения метаболитов, разгрузка органов выделения Восстановление или снижение расстройств обмена веществ, клиническое улучшение.
Иммунозависимые заболевания Бронхиальная астма, аутоиммунные процессы. Связывание и выведение аллергенов, антигенов и антител, циркулирующих иммунных комплексов и медиаторов. Снижение сенсибилизации, клинических проявлений, переход в стадию ремиссии.
Эндогенные интоксикации Нарушение функции органов детоксикации, гнойно-септические процессы, блокада фагоцитарной системы, иммуносупрессия, беременность и мн. др. Адсорбция и выведение различных эндотоксинов.
Физические, химические и механические поражения Лучевая болезнь, синдром длительного раздавливания, травматическая болезнь, соматогенная стадия экзотоксикоза. Связывание и выведение продуктов катаболизма, вторичныхтоксинов. Снижение тяжести метаболических расстройств, эндотоксикоза.
Сорбенты вводятся самостоятельно или в ка- обходимо выделять три этапа терапии - началь-
честве биологически активной пищевой добавки. Если ставится цель вывести максимальное количество ингредиентов из организма через кишечник, сорбенты назначаются за 40 - 60 мин. до приема пищи и лекарственных средств. Этот период необходим для того, чтобы сорбент вступил в реакцию с содержимым желудка и эвакуировался частично в кишечник, где продолжится процесс взаимодействия адсорбирующего препарата и компонентов содержимого. В том случае, если стоит задача адсорбировать часть аллергенов или других вредных веществ, поступающих в организм с пищей, целесообразен прием сорбентов во время еды. Необходимо учитывать, что в такой ситуации сорбционная емкость препаратов истощится быстрее за счет связывания компонентов пищи. В каждом случае одновременное назначение лекарственных средств и энтеросорбентов неприемлемо, так как препараты, сорбируясь, не окажут своего полного лечебного действия. Исключение составляют полиферментные препараты, которые могут приниматься вместе с сорбентами в повышенной дозировке. Они возмещают ферментативную недостаточность и компенсируют сорбцию ферментов желудочно-кишечного тракта. Поскольку нельзя исключить сорбцию части медикаментозных средств, необходимо проводить коррекцию терапевтической дозы препаратов.
Чаще всего энтеросорбенты назначаются 3-4 раза в сутки - утром до завтрака, в перерывах между приемом пищи и перед сном. Для большинства сорбентов суточная доза составляет 0,3-0,5 до 1 г/кг массы тела. Отдельные авторы, используя высокоэффективные адсорбенты и пищевые добавки, рекомендуют назначать меньшие дозировки препаратов при их длительном применении. Это оправдано в случаях нарушения эвакуации сорбентов, склонности к задержке стула и расширении вен прямой кишки. В большинстве случаев необходим подбор оптимальной дозы в заданном интервале.
При длительном приеме энтеросорбентов не-
ный, базисный и конечный. Первоначально назначается 1/3-1/4 предполагаемой дозы, которую пациент принимает в течение 1-2 дней. Далее доза постепенно увеличивается и контролируется адекватность эвакуации кишечного содержимого. Стул на фоне энтеросорбции должен быть ежедневным, при необходимости целесообразно назначение легких слабительных. При склонности к запорам суточная дозировка не должна достигать максимума. Начальный период чаще всего составляет 2-3 дня, за которые организм успевает адаптироваться к новому качественному состоянию энтеральной среды. Основной период ЭС занимает от 7 до 14 дней в зависимости от характера заболевания и цели проводимой сорбции. В данном случае речь идет о длительно текущих или хронических заболеваниях. На конечном этапе ЭС необходимо в течение 2-3 дней постепенно снижать дозу сорбента для реадап-тации организма. Перерыв между сеансами сорбции составляет 1-2 недели, когда восстанавливается биоценоз кишечника, ускоряются процессы всасывания нужных препаратов, часть из которых при ЭС может быть выведена из организма [ 12]. Такой принцип назначения ЭС необходимо использовать в случаях выбора лекарственных форм и БАД к пище.
При острых заболеваниях и отравлениях энтеросорбенты назначаются в полной или повышенной дозировках с первого дня лечения. Курс лечения, как правило, составляет 3 - 7 дней. Некоторые авторы в критических состояниях при острых отравлениях или кишечных инфекциях рекомендуют принимать ударную дозу сорбента, достигающую 2 г/кг массы тела, после чего ее снижают до обычной суточной дозировки. Описаны случаи назначения ЛГ медицинского в дозах до 10 г/кг массы тела в сутки при комплексном лечении тучных больных. Влияние лигнина гидролизного (медицинского) на клинические и лабораторные показатели при различных патологических состояниях, представлено в табл. 5.
Таблица 5.
Влияние лигнина гидролизного медицинского («Полифепана») на клинические илабораторные показатели при различных
патологических состояниях ( по [3, 4] в нашем дополнении)
Вид патологии Характер изменений Суточная дозировка полифепана Продолжи тельность курса (дни)
клинических проявлений лабораторных показателей
Аллергические заболевания Исчезновение зуда, крапивницы, отека, снятие ограничений в питании Снижение ЦИК эозинофи-лии, иммуноглобулинов 0,5-1,0 г/кг 7-14 периодическими курсами в течение года
Бронхиальная астма Уменьшение частоты брон-хоспазмов, повышение чувствительности к лекарственной терапии То же 1,0 г/кг 8-14 периодическими курсами в течение года
Сердечно-сосудистые заболевания: атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, гипертоническая болезнь Снижение артериального давления, частоты приступов стенокардии, положительная динамика Улучшение показателей ли-пидного обмена (холестерина, триглицеридов, общих липидов, общих липидов, бета-липопротеидов) 0,5 г/кг 10-14, 2-4 курса в течение года
Заболевания печени: вирусный гепатит, хронический гепатит, циррозы Снижение интоксикации и укорочение желтушного периода, уменьшение кожного зуда, желтушности, диспепсических проявлений Нормализация содержания билирубина и активности трансаминаз, адсорбция токсических веществ из асци-тической жидкости 0,5-1,0 г/кг 10-17 Периодическими курсами в течение года
Острый панкреатит Уменьшение диспепсических нарушений, снижение болевого синдрома, проявлений интоксикации Восстановление активности амилазы крови, характеризующих эндотоксемию 30-80 г дробно 5-10 до нормализации лабораторных показателей
Гнойный перитонит Улучшение общего состояния, функции паренхиматозных органов, снижение лихорадки. Нормализация показателей эндотоксемии (средних молекул, кининов, БАВ, ЛИИ и др.). Ускорение репаративных процессов 0,5-1,0 г/кг 5-10 до нормализации лабораторных показателей
Осложненные гнойные раны с септическими проявлениями Опосредованная активация репаративных процессов в ране То же 40-70 г дробно 5-12
Онкологические заболевания на фоне лучевой терапии Снижение и нормализация температурной реакции, ас-геновегетативных проявлений Снижение концентрации метаболитов и токсических веществ в крови (средних молекул, олигопептидов, мочевой кислоты, остаточного азота, активности ами-нотрансфераз), восстановление количества лейкоцитов 0,5-1,0г/кг 5-20 и более. Вначале длительными до 20 дней, а затем короткими от 5-7 до 10 дней курсами
Осложнения язвенной болезни желудка, болезнь оперированного желудка Исчезновение диспепсического синдрома, снижение гошноты и анорексии, температуры, признаков токсемии Снижение ЛИИ, восстановление электролитного состава и КОС крови 0,5-1,0 г/кг 5-7, далее в периоды обострения
Неспецифический язвенный колит Уменьшение частоты анастомозов и эрозий слизистых оболочек, прекращение диспепсических явлений Уменьшение диареи, интоксикации, внекишечных проявлений Улучшение биоценоза кишечника, регенерация язв 0,5-1,0 г/кг Курсы не реже 4 раз в год по 5-7 до 14 дней.
Пищевые волокна (ПВ) - сложный комплекс плотность упаковки, способность удерживать
биополимеров линейной и разветвленной структуры с большой молекулярной массой
Сорбционные свойства пищевых волокон изучаются в последние годы с возрастающей интенсивностью, в том числе и для целей энтеро-сорбции [ 6, 7, 9, 11, 14, 15, 16, 18, 19, 20]. Как было упомянуто выше, ЛГ (медицинский) может быть использован в качестве фармацевтического препарата - энтеросорбента, и как пищевое волокно для производства биологически активных добавок, так как основным сорбирующим началом в нем является структурная матрица лигнина [8].
Для пищевых волокон различных структур характерны водоудерживающая способность, ионообменные и другие особенности. Присутствие гидроксильных (целлюлоза, гемицеллюлозы), фенольных (лигнин), карбоксильных групп (гемицеллюлозы, пектиновые вещества) обусловливает межмолекулярное взаимодействие и
воду и другие полярные молекулы и ионы. ПВ взаимодействуют с белками, ферментами, гормонами, продуктами распада углеводов, пептидами и аминокислотами, жирными и другими кислотами, образующимися в процессе пищеварения в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Характер этих превращений зависит от состава ПВ: содержания в них моно- и полимеров, их строения, взаимосвязи, плотности межмолекулярной упаковки, соотношения аморфных и кристаллических участков волокон.
Эссенциальность клетчатки на основе лигнина медицинского
Клетчатка - это собирательное название не-сахароподобных полисахаридов, образующих стенки клеток у растений. Другое название - это пищевые волокна, диетическая клетчатка. Так как у человека нет ферментов, способных переваривать клетчатку в больших объемах, она
долгое время считалась бесполезным веществом. При промышленной обработке продуктов клетчатка, как грубая и ненужная субстанция, удалялась. Рафинированные пища и продукты, прошедшие технологическую обработку, бедны клетчаткой. Поэтому в рационе современного человека ее очень мало [ 1].
Во второй половине XX века было накоплено достаточно научных данных о важной физиологической роли клетчатки в организме. В настоя-
Пищевые волокна делятся на три группы:
ферментируемые бактериями:
- пектин (овощи, фрукты);
- камеди - водорастворимые клейкие полисахариды, состоящие из глюкозы, галактозы, ман-нозы, арабинозы, рамнозы и их уроновых кислот (используются в пищевой промышленности для придачи растворам вязкости, создания суспензий, эмульсий и гелей);
- слизи (полисахариды из семян льна и морских водорослей);
- гемицеллюлоза (злаковые, кукуруза);
частично ферментируемые:
- целлюлоза (злаковые, кукуруза);
- гемицеллюлоза;
неферментируемые:
- лигнин.
Целлюлоза представляет собой неразветв-ленный полимер глюкозы, образованный 1 - 4 связями между мономерами. Молекула состоит из десятков тысяч мономеров, целлюлоза различных растений может различаться по длине цепи и по химическим и физическим свойствам. Гемицеллюлоза является полимером глюкозы, арабинозы, глюкуроновой кислоты и ее метилового эфира. Так же как и целлюлоза, разные варианты гемицеллюлозы неоднородны по своими физико-химическим свойствам. Камеди являют-
щее время во многих европейских странах и США клетчатка растительного происхождения является обязательным компонентом практически всех диет [ 19, 20].
Существует два вида клетчатки: растворимая и нерастворимая (в воде).
В таблице 6 приведена классификация клетчатки по Чудакову С.Ю. (2002), дополненная нами.
Таблица 6.
Классификация клетчатки, источники и действие
ся разветвленными полимерами глюкуроновой и галактуроновой кислот, к которым присоединены остатки арабинозы, маннозы, ксилозы, а также соли магния и кальция. Слизи представляют собой разветвленные сульфатированные ара-биноксиланы. Пектины - это полимеры галактуроновой и гиалуроновой кислот. Пектиновые вещества входят в состав клеточных стенок и межуточного вещества высших растений. Лигнин является полимерным остатком древесины после ее перколяционного гидролиза, который проводится в целях выделения целлюлозы и гемицеллюлозы. Апьгинаты - соли альгиновых кислот, в большом количестве содержащихся в бурых водорослях, молекула которых представлена полимером полиуроновых кислот.
Содержание пищевых волокон в разных продуктах различно. В средних количествах (1-1,9 г/100 г продукта) они содержатся в моркови, сладком перце, петрушке (как в корне, так и в зелени), редьке, репе, тыкве, дыне, черносливе, апельсине, лимоне, бруснике, фасоли, гречневой и перловой крупе, «Геркулесе», ржаном хлебе. Более высокое их содержание (2-3 г/100 г продукта) в чесноке, клюкве, красной и черной смородине, черноплодной рябине, ежевике, овсяной крупе, хлебе из белково-отрубной муки. Наконец, в наибольших количествах (более 3
Виды клетчатки Источник Действие
1. Структурированная клетчатка (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектины) Целлюлоза: пшеничные отруби, белокочанная капуста, огуречная кожура, сладкий перец, морковь, яблоки. (Кроме того: свекла, бразильские орехи, брокколи, сельдерей, зеленые бобы, груши, горох, недробленые крупы). Гемицеллюлоза: отруби, неочищенное зерно, свекла. (Кроме того: яблоки, бананы, бобы, груши, горох). Пектины: цитрусовые, яблоки, морковь, клубника, картофель, цветная капуста. (Кроме того: бананы, свекла, сушеный горох, гибискус). Нормализует кишечную микрофлору и повышает выработку ею витаминов группы В; нормализует моторику кишечника, предотвращая запоры; связывает токсины и соли тяжелых металлов, выводит их из организма; подавляет рост патогенной микрофлоры; связывает липиды и радионуклиды и выводит их из организма
2. Неструктурированная клетчатка (камеди, гуми и слизи) - водорастворимые полисахариды, образующие клейкую массу Камеди: овсяная крупа. Кроме того: хьюаро-вая камедь (смола), рисовые отруби, подорожник блошиный (псилиум), льняное семя. Обволакивают и защищают слизистую от механического повреждения; предупреждают образование эрозий и язв желудка и кишечника
3. Лигнин Отруби, баклажаны, редис, горох, «лежалые» овощи. (Кроме того: бразильские орехи, морковь, зеленые бобы, персики, картофель, клубника, помидоры, недробленые крупы) Связывает токсины и желчные кислоты, выводит их из организма; подавляет рост патогенной микрофлоры; способствует выработке гормонов, выделяемых стенкой кишечника. Подробнее смотри «ПОФИСОРБ»®.
4. Хитозан Клетчатка из панцирей крабообразных Способствует связыванию желчных кислот в кишечнике (1 молекула хитозана связывает 6 молекул желчных кислот).Тем самым понижается уровень холестерина в крови.
5. Аргинаты (клетчатка бурых водорослей)-полимеры аргиновой кислоты Ламинария Выведение тяжелых металлов и их солей из организма и замена на полезные минералы; восстановление нормальной перистальтики желудка и кишечника; способствуют созданию чувства сытости.
г/100 г продукта) пищевые волокна содержатся в укропе, кураге, клубнике, малине, чае (4,5 г/100 г), овсяной муке (7,7 г/100 г), пшеничных отрубях (8,2 г/100 г), сушеном шиповнике (10 г/100 г), жареном кофе в зернах (12,8 г/100 г), овсяных отрубях (14 г/100 г). Примером рафинированного продукта может служить растворимый кофе, в котором в отличие от исходного продукта пищевые волокна не содержатся вообще.
Пищевые волокна обладают многочисленными физиологическими эффектами, что определяет их значение для нормального функционирования организма.
Пищевые волокна, удерживая воду, влияют на осмотическое давление в просвете желудочно-кишечного тракта, электролитный состав кишечного содержимого и массу фекалий, увеличивая их объем и вес, стимулируя в конечном итоге моторику желудочно-кишечного тракта. Пищевые волокна обладают высокой адсорбционной способностью, чем объясняется их детоксици-рующее действие.
Наконец, пищевые волокна являются важными регуляторами состава кишечной микрофлоры. Переваривание ферментируемых и частично ферментируемых пищевых волокон, поступающих в кишечник, реализуется микрофлорой толстой кишки, которая получает таким образом энергетический и пластический материал. С другой стороны, короткоцепочечные жирные кислоты, образующиеся в результате активности микрофлоры, необходимы для нормального функционирования эпителия толстой кишки. Нормальный состав микрофлоры и нормальное функционирование колоноцитов обеспечивают физиологические процессы в толстой кишке и ее нормальную моторику.
Точная суточная потребность человека в пищевых волокнах не установлена. Предполагается, что взрослый человек должен за сутки съедать 20-35 г, из них 1/3 пищевых волокон должна составлять нерастворимая в воде клетчатка. Европеец в среднем потребляет около 13 г пищевых волокон в сутки.
Отсутствие пищевых волокон в диете может привести к ряду патологических состояний, многие из которых так или иначе связаны с нарушением состава микрофлоры кишечника. Наиболее очевидна связь недостатка пищевых волокон в питании с развитием запоров. С дефицитом пищевых волокон в пище связывают развитие ряда таких заболеваний и состояний как рак толстой кишки, синдром раздраженного кишечника, запоры, желчно-каменная болезнь, сахарный диабет второго типа, ожирение, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, варикозное расширение и тромбоз вен нижних конечностей и многие другие. Некоторые исследователи не видят причинно обусловленной связи между приемом пищевых волокон и развитием различных заболеваний. На наш взгляд, пищевые волокна не являются лишь «балластными вещест-
вами», как считалось ранее. Они должны присутствовать в рационе как взрослого человека, так и ребенка.
Например, для лечения детей первого года жизни разработаны смеси под названиями «Фильтрум» и «Лактофильтрум». Оба препарата содержат компонент из группы пищевых волокон «Полифан» (лигнин медицинский) и лакту-лозу, которая усиливает пробиотический и слабительный эффекты препарата.
Многократные научные исследования доказывают необходимость постоянного использования различных видов клетчатки в рациональном, лечебном и лечебно-профилактическом питании. Таким образом, клетчатку как компонент пищи (растворимую и нерастворимую в воде) следует отнести к эссенциальной (жизненно необходимой) группе веществ, наравне с белками, соединениями углевода, жирами, витаминами, минеральными соединениями и водой.
Биологически активные добавки к пище: нутрицевтики и парафармацевтики.
Экспертиза и оценка
Нутрицевтики - биологически активные добавки к пище, применяемые для коррекции химического состава пищи человека, смысл применения которых заключается в том, чтобы довести содержание естественных эссенциальных макро- и микронутриентов до уровня их содержания в суточном рационе, соответствующем физиологической потребности здорового человека в них. В этой связи нутрицевтики - источники витаминов, полиненасыщенных жирных кислот, макро- и микроэлементов, пищевых волокон, других пищевых веществ в большем числе случаев не нуждаются в оценке их профилактической эффективности в эксперименте или в клинических наблюдениях, поскольку при экспертной оценке рецептур этих продуктов, заключение о возможной их эффективности эксперт может строить на основе общеизвестных литературных данных и учете рекомендованных доз компонентов нутрицевтика в сравнении с физиологической суточной потребностью в них здорового человека. Нутрицевтики подвергаются полной схеме исследований на определение в них декларируемых величин пищевых веществ и показателей безопасности.
Функциональная роль нутрицевтиков направлена на:
- - восполнение дефицита эссенциальных пищевых веществ;
- - направленные изменения метаболизма веществ;
- - повышение неспецифической резистентности организма к действию неблагоприятных факторов окружающей среды;
- - иммуномодулирующее действие;
- - связывание и выведение ксенобиотиков;
- - лечебное питание.
Базисной целью использования нутрицевтиков
является улучшение пищевого статуса человека, укрепление здоровья и профилактика ряда заболеваний. При проведении оценки безопасности и эффективности их необходимо определить долю суточной потребности, которая обеспечивается нутриентами, входящими в состав предлагаемой биологически активной добавки к пище при соблюдении схемы рекомендуемого приема.
В настоящее время принято, что при проведении экспертизы биологически активных добавок (БАД) необходимо исходить из того, что суточная доза действующего вещества БАД не должна превышать разовую терапевтическую, рекомендуемую для применения этих веществ в качестве лекарственного средства. Вместе с тем вопрос распространения и применения БАД в Украине и России остается серьезным и не решенным окончательно. Путь лекарственного средства от момента разработки до прилавка аптеки достаточно длителен, он обязательно включает серьезные доклинические и клинические исследования. В отношении БАД подобные требования более либеральны. На наш взгляд, вопросы регистрации, распространения и применения БАД следовало бы решать коллегиально, поскольку сфера их применения определяется как специалистами в области гигиены питания, так и фармакологами и практическими врачами, особенно если это касается возможности параллельного существования БАД на основе базовой структуры фармацевтического препарата.
В настоящее время, нами предложена к глубокому промышленному освоению и применению серия препаратов из группы «Пофисорб»®, полученная в цикле производства ЛГ медицинского методом электроосмоса [8]. Проводя исследования энтеросорбента «Пофисорба»®, мы руководствовались требованиями, которые предъявляются к гастроинтестинальным энте-росорбентам:
- отсутствие вредных примесей;
- выраженные механизмы сорбции токсиген-ных компонентов химуса;
- хорошая эвакуация из кишечника, отсутствие диспепсических явлений при эвакуации;
- отсутствие влияния на биоценоз микрофлоры желудочно-кишечного тракта;
- отсутствие негативных сдвигов в системе гомеостаза при проведении энтеросорбции;
- обладание высокими эфферентными свойствами по отношения к эндо- и экзотоксинам.
Нами были подробно изучены химический состав и физико-химические свойства матрицы «Пофисорба»® (ПФС), представленной в базисной форме, а также нагруженной активными природными компонентами [8]. Безвредность препарата подтверждена в условиях эксперимента при моделировании энтеросорбции на молодых здоровых животных (лабораторных крысах самцах). По результатам клинических
наблюдений, копрологических, гематологических и гистологических исследований не было выявлено негативных сдвигов в системе гомеостаза при применении ПФС в качестве гастроин-тестинального сорбента.
Выводы
1. Показана необходимость дальнейшей разработки для медицинской практики и промышленных целей сорбентов на основе лигнина, а также лигнина гидролизных производств.
2. Применение эфферентных методов в медицине является перспективным при лечении и профилактике различных состояний, сопровождающихся эндотоксикозами.
3. Энтеросорбция на основе препаратов ЛГ медицинского - один из наиболее физиологичных методов эфферентной терапии, не имеющий побочных эффектов и осложнений.
4. Актуальным является поиск комплексных энтеросорбентов, обладающих сорбционными и ионообменными свойствами. Одним из таких средств является разработанный нами для медицинской и ветеринарной практики препарат ПФС.
5. На основании проведенных нами исследований установлено:
- ПФС соответствует требованиям для гаст-роинтестинальных сорбентов;
- содержащиеся в препарате обменные катионы могут удовлетворять недостаток в животном организме эссенциальных микро- и макроэлементов;
- ПФС эффективно осуществляет депурацию организма при различных эндогенных интоксикациях, может быть использован в лечебно-профилактических целях в виде биологически активной добавки - источника пищевых волокон (нерастворимой в воде клетчатки).
Литература
1. Алешин C.B. Гипертония: ответный удар. Немедикаментозная программа, основанная на доказательствах. - М.: «Орто. ру», 2004. - С. 103 - 105.
2. Беляков H.A. Альтернативная медицина: Немедикаментозные методы лечения. Архангельск: Северо-Западное издательство, 1994. - 462 с.
3. Беляков H.A., Леванова В.П., Шабанова Л.Ф. Влияние энтеросорбента полифепана на систему гомеостаза при длительном применении // Физиологический журнал.-1988.- Т. 34.- №3.- С. 83 - 86.
4. Беляков H.A., Соломенников A.B., Журавлева И.Н., Соломенни-кова Л.О. Энтеросорбция - механизмы лечебного действия // Эфферентная терапия. -1997. - Т. 3. - №2. - С. 20 - 26.
5. Гальперин Г.М., Лазарев П.И. Пищеварение и гомеостаз. - М., Наука, 1986. - 303 с.
6. Дудкин М.С., Щелкунов Л.Ф. Пищевые волокна и новые продукты питания (обзор) // Вопросы питания. - 1998. - №2. - C. 35 - 41.
7. Дудкин М.С., Щелкунов Л.Ф. Новые продукты питания. - М.: МАИК "Наука", 1998. - 304 с.
8. Жуков В.И., Сердобольский E.H., Завгородний В.Т. Особенности конструирования лечебно-профилактических средств на основе матрицы лигнина («Полифепана») // Матершли IV М1жнародноТ науково-практичноТ конференцп „Динамка наукових дослщжень 2005".- Т. 65 (XiMrn).- Днтропетровськ: Наука i ocBÎTa, 2004.- С. 6 - 8.
9. Концентраты пищевых волокон как энтеросорбенты экологически вредных веществ / М.С. Дудкин, С.П. Решта, Е.И. Данилова и др. // Материалы научно-практической конференции "Научно-техническое и технологическое обеспечение увеличения производства конкурентоспособных продуктов для детского питания", Одесса, 28 - 30 ноября 1995 г. - Одесса, 1995. - C. 40 - 41.
10. 11.
12.
13.
14.
15.
Леванова В.П. Лечебный лигнин. СПб.: ЦСТ, 1992. - 136 с. 16.
Лечебно-профилактические продукты питания на основе пищевых волокон / M.C. Дудкин, С.П. Решта, Е.И. Данилова и др. // Там же. - C. 43.
Лопаткин И.А., Лопухин Е.М. Эфферентные методы в медицине. М.: Медицина, 1989. - 35 с. 17.
Николаев В.Г., Стрелко B.B. Теоретические основы и сферы практического применения энтеросорбции // Тезисы докладов "Сорбционные методы детоксикации и иммунокоррекции в медицине", Харьков, 18-21 апреля 1982 г.- Харьков, 1982.- С. 112 -114. 18.
Пищевые волокна как сорбенты экологически вредных веществ в желудочно-кишечном тракте / М.С. Дудкин, Л.Ф. Щелкунов, 19.
С.П. Решта и др. // Тезисы докладов научной конференции "Морфология, физиология и клиника пищеварения", Одесса, 15 20.
- 18 ноября 1993 г. - Одесса, 1993. - C. 35 - 36. Пищевые волокна - радиопротекторы / М.С. Дудкин, Л.Ф. Щелкунов, H.A. Денисюк и др. // Вопросы питания. - 1997. -№2. - C. 12 - 14.
Пищевые волокна как энтеросорбенты экологически вредных веществ / М.С. Дудкин, Л.Ф. Щелкунов, Т.В. Сагайдак, Е.И. Данилова // Научные труды международной конференции "Экология человека и проблемы воспитания молодых ученых". -Часть II. - Одесса: Астропринт, 1997. - C. 215 - 217. Понькина H.A., Иойлева К.А. Исследование адсорбции красителей сосновым лигнином // Труды конференции АН СССР "Вопросы использования древесины в сульфатно-целлюлозном производстве", Петрозаводск, 10 - 13 октября 1963 г. - Петрозаводск, 1963. - Вып. 38. - C. 26 - 30.
Уголев A.M. Теория адекватного питания и трофология.- СПб: Наука, 1991.- 272 с.
Dietary References Intakes: Proposed Definition of Dietary Fiber. Churchill Livingstone.- 2001.- P. 201-206.
Jalili T., Wildman R.E.C., Medeiros D.M. Nutraceutical roles of dietary fiber // Journal of Nutraceuticals Functional and Medical Foods.-2000.- V. 2(4). - P. 19-34.
Реферат
ЕКОЛОГО-МЕДИЧН1 ПРОБЛЕМИ ПРОМИСЛОВОГО ОСВОЮВАННЯ ТА ВИКОРИСТАННЯ ПРОДУКТ1В HA OCHOBI ДЕРЕВИНИ: Б10МАСА ЯЛИЦ1, Л1ГН1Н Г1ДРОЛ13НИЙ, ЕНТЕРОСОРБЕНТИ Жуков B.I.
Ключов1 слова: деревинаялиц1, лгнЫ пдрол1зний, сорбенти, продукти на основ! матриц! л^нЫу медичного.
Представлен! загалы-ii уявлення про промислове освоения та використання деревини та, зокрема, бюмаси ялиц1, а також poni сорбент^ в медицин! та етапи розвитку сорбционноТ терапи. ПроаналЬо-BaHi еколопчы проблеми утил1зацИ nirHiHy гщрол^них виробництв та перспективи отримання та засто-сування сорбент1в на його основ!. Надаы результати використання продукт^ на основ! матриц! nirniHy медичного.
Summary
ENVIRONMENTAL AND MEDICAL PROBLEMS CONCERNED WITH PRODUCTION AND APPLICATION OF TIMBER MATERIALS LARCH (LARIX) BIOMASS. HYDROLYZED XYLOGEN, SORBENTS Zhukov V.I.
Key words: larch (larix) biomass, hydrolyzed xylogen, sorbents, sorption, medical xylogen materials.
The paper gave an estimate of commercial application of timber materials and foliaceous biomass in particular, as well as about the part of sorbents in medicine and the stages of the sorption therapy development. Data dealing with the environmental problems of xylogen utilization and future trends in obtaining and using sorbents made of these products have been shown. The results of medicine xylogen matrix application are represented as well.
