CC BY
33
1 л 1 з
Г.А. Бояринов , А.К. Мартусевич , К.С. Матусяк , Ю.В. Овчинников , С.Н. Горбунов1
РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА КРИСТАЛЛОГРАММ ОЗОНИРОВАННОГО ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО РАСТВОРА
1ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия»
Минздрава России, Нижний Новгород, Россия
2
ФГБУ «Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр» Минздрава России, Нижний Новгород, Россия
-5
«Государственная высшая профессиональная школа им. Президента Станислава Войцеховского», Калиш, Польша
Статья содержит анализ данных тематических исследований, посвященных взаимодействию озона и хлорида натрия в водных растворах с различным содержанием хлорида натрия (0,9; 1; 3; 5 и 10%) после их барботирования озоно-кислородной смесью с концентрацией озона от 10 до 100 мг/д в течение 10-120 мин. Авторы данных работ, используя протонографию, химические, спектрофотометрические и иные исследовательские методы идентифицировали в озонированных растворах потенциально возможные продукты реакции: гексагональную структуру воды, шипохлорит натрия, хлорноватистую кислоту, хлораты, нитрит, нитраты, вободные радикалы, перекись водорода, а также озон и кислород. Проведенное нами кристаллоскопическое исследование озонированных растворов подтверждает образование мелкомолекулярных водных структур при озонировании физиологического раствора. Обработка последнего газообразным озоном существенно трансформирует результат его кристаллизации, причем выраженность и направленность этого модулирующего эффекта нелинейно зависят от дозы озона и продолжительности обработки.
Ключевые слова: озон, хлорид натрия, взаимодействие, продукты, водные растворы, кристаллизация
This paper contains the analysis of published reference data related to the ozone and NaCl interaction in aqueous solutions with different content of NaCI (0.9%; 1%, 3%, 5% and 10%) therein and their bubbling by the ozone-oxygen gas mixture with the ozone concentration ranging from 10 to 100 mg/l within 10 to 120 minutes. The authors of the papers under study by using the protonography, chemical and spectrophotometric and research methods identified in ozonated solutions potentially possible products of the ozone and sodium chloride reaction in water: hexagonal aqueous structure,
2 3 2 3
sodium hypochlorite, hypochloric acid, chlorates (CIO-, CIO -, CIO -), nitrite, nitrate (NO - and NO -), free radicals, hydrogen peroxide as well as dissolved ozone and oxygen. From the performed analysis of published reference data it follows that when treating these solutions with the ozone-oxygen gas mixture and in the subsequent disintegration of ozone therein, the latter interacts neither with Na+ nor with CI-; sodium hypochlorite and other chlorine-containing oxygen ions, nitrates and nitrites are not formed herewith. There are identified dissolved oxygen and ozone and in the interaction of the latter with water free radicals, hydrogen peroxide, hexagonal and low-molecular aqueous structures are generated.
Key words: ozone and sodium chloride interaction, products, aqueous solutions, crystallization
Метод инфузии озононасыщенного физиологического раствора (NaCI 0,9%) является приоритетом советской школы озонотерапевтов и широко используется при лечении многих заболеваний как в России, так и ближнем зарубежье. Выраженный лечебный эффект данной технологии озонотерапии в основном связывают с образованием озонидов при взаимодействии растворенного озона с биологическими субстратами в организме больного [4,6,11]. В период
внедрения этого метода нами было замечено, что при внутривенном введении озонированного физиологического раствора пациентам (особенно в конце инфузии) озон в растворе не определяется или выявляется лишь в мизерных концентрациях, а его лечебное действие при этом проявляется. Объяснений этому факту не было до появления публикации результатов исследования Горбунова С.Н. с соавт. [3] об изменении молекулярной структуры воды в физиологическом растворе под воздействием озоно-кислородной газовой смеси. В работе авторы приводят данные, что чем крупнее многомолекулярные ассоциации молекул воды (кластеры), тем хуже качество водных растворов. Крупные молекулярные водные ассоциации (мегакластеры) плохо преодолевают кишечную стенку. Попавшие в сосудистое русло большие кластеры также трудно проходят капиллярный барьер. Авторы также показали, что физиологический раствор до озонирования состоит из мегакластеров, которые, вероятно, не могут проникать в клетку. В последние годы ученые доказали, что в клетку легко проходят только шестимолекулярные водные образования, так называемые «гексагональные» структуры. С помощью высокоинформативного метода протонографии Горбунов С.Н. с соавт. при обработке физиологического раствора (емкость 200 мл) в течение 20 минут озон-кислородной смесью с концетрацией озона 20 мг/л обнаружили в указанном растворе 20% мелкомолекулярных водных структур, подавляющее большинство из них составили «гексагональные» структуры. Значительно увеличилось и количество структурных водных образований с числом молекул от 15 до 20. Через 2 часа после барботирования количество мелкомолекулярных образований воды продолжает увеличиваться, а число мегакластеров уменьшается, хотя озон в растворе уже не определяется. Такая структура озонированного физиологического раствора оставалась в течение 48 часов, затем она резко менялась в сторону уменьшения количества маломолекулярных структур. Важным фактом проведенного исследования является и то, что мелкомолекулярные водные структуры, попадая в сосудистое русло, тут же направляются в те области организма, где имеются патологические процессы (воспаление, зоны ишемии и т.д.). Это происходит потому, что водные среды организма являются мощным информативным полем, которое управляет всеми процессами. По данным Демлова Д., Юнгмана М-Т. [5], клетки в зоне патологического очага находятся в состоянии возбуждения, и это становится известно общему водному информационному полю, которое некоторые ученые считают мощнейшим биологическим компьютером. Последний направляет в страдающую поврежденную клетку маломолекулярные и «гексагональные» водные структуры, которые и восстанавливают ее деятельность.
Озонотерапевтами было замечено, что озонированные кристаллоидные растворы (дисоль, трисоль, раствор Рингера, кардиоплегический раствор) оказывают более выраженное лечебное действие, чем неозонированные [1, 2, 7, 8, 10]. Объяснений этому факту не было. Принимая во внимание данные, что электролиты проникают в межклеточное и клеточное пространство только в окружении молекул воды (гидрооболочки), то логично предположить, что при озонировании криссталоидных растворов образуются «гексагональные» водные структуры, которые и являются основным транспортным средством ионизированных электролитов в водные сектора организма больного.
Образование мелкомолекулярных водных структур при барботировани физиологического раствора озоно-кислородной газовой смесью должно оказать влияние и на формирование морфологической картины фаций. Для подтверждения данной гипотезы нами проведен анализ результатов кристаллоскопического исследования озонированных растворов в зависимости от экспозиции и концентрации озона в озоно-кислородной газовой смеси при обработке физиологического раствора.
Материал и методы. В контейнере емкостью 500 мл физиологический раствор барботировали озон-кислородной смесью с концентрацией озона на выходе установки УОТА-60-01 (ООО «Медозон», Россия) 5, 10, 40 и 60 мг/л в течение 10, 15, 30, 45 и 60 минут. На этапах контрольного времени забирали озонированный раствор и измеряли в нем содержание растворенного озона на этом же аппарате. Одновременно на чистое, обезжиренное стекло наносили 100 мкл озонированного раствора, относящегося к каждой серии экспериментов, а
также физиологического раствора до озонирования (интактный образец). Дегидратацию капель физиологического раствора проводили в условиях лаборатории без дополнительной термической стимуляции. Продолжительность дегидратации составляла 24 часа. Просмотр и фотографирование фаций (образцов-кристаллизата) проводили на измерительном микроскопе Hawk (Великобритания) и автоматизированном тестере микротвердости VMHT AUTO MOT (Германия, рис. 1).
Анализ кристаллограмм осуществляли на основании морфологии сформированных фаций, а также визуаметрически с использованием собственной системы критериальной оценки [9]. В качестве основных оценочных параметром использовали тезиграфический индекс, отражающий направленность и выраженность инициирующего эффекта озонирования; кристалличность, характеризующую сложность структурных элементов фации; степень деструкции фации, указывающую на «правильность» структуропостроения, и выраженность краевой зоны микропрепарата. Первый из показателей градируется по 5-балльной шкале (от 1 до 5 баллов), в которой отсутствие влияния принято за 3 балла. Остальные параметры оцениваются по прямой 4-балльной шкале (от 0 до 3 баллов), характеризующей выраженность признака.
Рис. 1. Микроскоп Hawk (слева) и автоматизированный тестер микротвердости (справа)
Результаты были обработаны алгоритмами вариационной статистики с помощью программы Statistica 6.1 for Winows.
Результаты исследования. Установлено, что особенности преобразования кристаллоскопической картины непосредственно зависят от действующей концентрации озона и времени обработки.
Так, в отсутствие воздействия (рис. 2, фото «до озонирования») фация высохшей капли физиологического раствора образована умеренным количеством мелких кристаллических элементов с включением единичных крупных кристаллов. При коротком режиме барботирования (15 минут) наблюдали стимуляцию структуризации физиологического раствора, причем выраженность этого эффекта была обратно пропорциональна действующей концентрации озона: при барботаже 10 мг/л вся фация была представлена многочисленными, плотно упакованными мелкими кристаллическими элементами, тогда как при использовании высокой концентрации (60 мг/л) в микропрепарате обнаруживали «островки», образованные многочисленными мелкими кристаллами. Это подтверждают и данные визуаметрического анализа, указывающие на выраженную элевацию тезиграфического индекса и кристалличности при обработке физиологического раствора 60 мг/л озона (р<0,05 для обоих параметров). Напротив, при применении более низкой концентрации агента (10 мг/л) отмечали лишь умеренное нарастание тезиграфического индекса по сравнению с «интактным» образцом (р<0,05).
а
Щг н , ф :
До озонирования
Озонирование (60 мг/л, 10 мин)
Озонирование (10 мг/л, 15 мин)
Озонирование (60 мг/л, 15 мин)
Озонирование (60 мг/л, 45 мин)
Озонирование (60 мг/л, 60 мин)
Рис. 2. Картины кристаллизации физиологического раствора при различных режимах
озонирования
Зависимость характера кристаллизации физиологического раствора от времени была нелинейной. Так, наиболее кратковременная его обработка озоном (в течение 10 минут), как и 15-минутное барботирование, обеспечивали умеренное повышение кристаллогенного потенциала изучаемой жидкости, способствуя небольшому, но статистически значимому увеличению тезиграфического индекса (до 3,75 и 3,5 усл. ед. соответственно; р<0,05 для обоих
случаев) и кристалличности (до 1,5 и 1,25 баллов соответственно; р<0,05 для 10-минутной обработки озоном). Дальнейшее увеличение продолжительности обработки (до 30, 45 или 60 минут) вызывало обратные сдвиги, обеспечивая ингибирование кристаллизации, слабо зависящее от периода барботирования (уровень тезиграфического индекса в пределах 2-2,5 усл. ед.; р<0,05 по сравнению с «интактным» образцом физиологического раствора). Этому сопутствовало и уменьшение значения кристалличности, достигающее максимума (0,5 балла) при наиболее длительной обработке (60 минут). Также следует заметить, что по мере нарастания продолжительности периода барботирования происходит значительное снижение сформированности краевой зоны микропрепарата.
Заключение. Таким образом, проведенное нами кристаллоскопическое исследование озонированных растворов подтверждает образование мелкомолекулярных водных структур при озонировании физиологического раствора. Обработка последнего газообразным озоном существенно трансформирует результат его кристаллизации, причем выраженность и направленность этого модулирующего эффекта нелинейно зависят от дозы озона и продолжительности обработки. В свою очередь, этот факт может указывать на модификацию физико-химических свойств изучаемого раствора и, гипотетически, об изменении его «информационной нагрузки».
Список литературы
1. Бояринов Г.А., Монахов А.Н., Медведев А.П. с соавт. Влияние озонированного кардиоплегического раствора на кардиогемодинамику при протезировании клапанов сердца // Озон в биологии и медицине: Тез. докл. II Всеросс. научно-практ. конф. с международным участием. Нижний Новгород. 1995. С. 39.
2. Бояринов Г.А., Никольский В.О., Монахов А.Н., Смирнов В.П. Влияние озонированного кардиоплегического раствора Деринга на функциональный элемент миокарда // Информационный сборник «Реаниматология и интенсивная терапия. Анестезиология». 2000, № 4. С.19-20.
3. Горбунов С.Н., Корноухов А.Е., Можаев М.В. с соавт. Структурно-молекулярные трансформации водных растворов электролитов под воздействием медицинского озона // Медицинский альманах. 2013. Т. 27, №3. С. 38-40.
4. Густов А.В., Конторщикова К.Н., Потехина Ю.П. Озонотерапия в неврологии. Н. Новгород: Изд-во НижГМА, 2012. 192 с.
5. Демлов Д., Юнгман М-Т. Руководство по кислородной и озонотерапии. Практика -клиника - научные основы. Пер. с нем. Москва: Арнебия, 2005. 208 с.
6. Зайцев В.Я., Разумовский С.Д. Озонидотерапия //В кн.: Озон и методы эфферентной терапии в медицине: Тез. докл. III Всерос. научно-практ. конфер. Нижний Новгород. 1998. С. 11-12.
7. Костяев Ан. А., Костяев Ал. А., Циркин В.И., Конопельцев И.Г. Влияние озонированного раствора Кребса на автоматию и Р-адренореактивность изолированного миометрия крыс // Информационный сборник «Реаниматология и интенсивная терапия. Анестезиология». 2000, № 4. С.25-26.
8. Лаберко Л.А., Родоман Г.В., Оболенский В.Н., Коротаев А.Л., Никитин В.Г. Свойства и способы повышения эффективности озонированных растворов в клинической практике // Информационный сборник «Реаниматология и интенсивная терапия. Анестезиология». 2000, № 4. С.9-10.
9. Мартусевич А.К., Гришина А.А. Биокристалломика: общие представления, методология и методы исследования// Учебное пособие. Киров, 2009. 26с.
10. Семенов Б.В., Фирсов О.В., Еремин Е.И. Озонированные растворы кристаллоидов в лечении острого пиелонефрита, осложненного уросепсисом// В кн.: Озон в биологии и медицине: Тез. докл. II Всеросс. научно-практ. конф. с международным участием. Нижний Новгород, 1995. С. 50.
11. Bocci V. Ozone as a bioregulator. Pharmacoligy and toxicology of ozonetherapy today // J. Biolog. Regulators and Homeostatic agents. 1997. Vol. 10. № 2/3. P. 31-53.
