CC BY
310
7. Романов Ю.А. // Вестн. РАМН. 2002. № б. С.13-18.
S. Судаков К. B. Информационный феномен жизнедеятельности. М.: РИА ПО, 1999.
9. Судаков К.В.// Курский науч.-практич. вестн. «Человек и его здоровье». 2005. № 2. С. 4-13.
10. Ткаченко П.В. // Вестн. Новых медицинских технологий. 200S. I.XV. № 3. С. 1S0-1S2.
11. Ткаченко П.В., Бобынцев И.И. // Курский науч.-практич. вестн. «Человек и его здоровье». 2009. № 1. С. 21-29.
12.Ткаченко П.В., Бобынцев И.И. // Курский науч.-практич. вестн. «Человек и его здоровье». 2009. № 2. С. 31-3S.
13.Ткаченко П.В., Бобынцев И.И. // Курский науч.-практич. вестн. «Человек и его здоровье». 2009. № 4. С. 30-3S.
14.Ткаченко П.В., Бобынцев И.И. // Курский науч.-практич. вестн. «Человек и его здоровье». 2010. № 2. С. 1S-27.
INFORMATION PROCESSING FEATURES IN THE SENSOR SYSTEMS AND IT S ROLE IN BI-MANUAL COORDINATION.
REPORT II. INFORMATIONAL ANALYSIS OF THE AMPLITUDES OF THE ACOUSTIC STEM EVOKED POTENTIALS
P.V. TKACHENKO, I.I. BOBYNTSEV
Kursk State Medical University
The informational analysis of the amplitudes of the acoustic stem evoked potentials components has made it possible to find out the features of the auditory information processing at the stem level in male and female examinees and explain the auditory and motor interactions from the point of the theory of inform.
Key words: auditory sensory system, evoked potentials, informational analysis.
УДК б15.32:552.577.1
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ТОРФЯНЫХ ГУМИНОВЫХ И ГИМАТОМЕЛАНОВЫХ КИСЛОТ ВО ВЗАИМОСВЯЗИ СО СПЕЦИФИКОЙ ИХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
В.В. ПЛАТОНОВ, Д.Н. ЕЛИСЕЕВ, О.С. ПОЛОВЕЦКАЯ*,
А.А. ХАДАРЦЕВ**
Современными методами физико-химического анализа исследованы состав и структурные особенности гуминовых, гиматомелановых кислот и остатка от выделения гиматомелановых кислот (гумина) низинного торфа Подмосковья. В ходе ряда модельных экспериментов выявлено физиологическое действие полученных препаратов. Показано, что большая часть биостимулирующей активности гуми-новых кислот заключается в гиматомелановых кислотах, которые могут быть использованы в качестве основы для перспективных гу-миновых препаратов медицинского назначения. Установлены оптимальные концентрации для наблюдения общестимулирующего действия гуминовых кислот и гиматомелановых кислот в водных растворах. Определено различие в характере влияния на живые клетки для всех выделенных препаратов.
Ключевые слова: гуминовые кислоты, гиматомелановые кислоты, физиологическая активность
Гуминовые кислоты (ГК) и гиматомелановые кислоты (ГМК) составляют основную часть гуминовых веществ (ГВ), постоянно встречающихся в природе: в почве, в торфе, в буром угле и в самих растениях. Они содержатся в микродозах в некоторых продуктах питания - обжаренном кофе, черном чае, корочке хлеба или жареном мясе [1].
Еще в древности в медицине применяли гуминосодержащие торфяные ванны, а в ветеринарии свежий торф использовали в качестве антисептической и адсорбирующей подстилки для поросят. Научное применение препаратов ГВ начато в медицине и ветеринарии с 19б7 года. Их преимущества перед обычными лекарствами проявились очень быстро. Препараты ГВ благодаря своему вяжущему, антирезорбтивному, противовоспалительному, антибактериальному и противовирусному действию особенно хорошо подходят для терапии заболеваний органов пищеварения и нарушений обмена веществ, контролируемых кишечным иммунитетом. Препараты ГВ в основном не всасываются в организм, а оказывают своё лечебное действие в просвете желудочно-кишечного тракта и стенке кишечника. Отсутствие остатков ГК и ГМК в животных продуктах много-
* Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого.
Тульскиий государственный университет, медицинсикий институт
кратно доказывалось самыми современными методами (например, радиоизотопной маркировкой) [2].
Обволакивание слизистой кишечника ГВ может уменьшить или полностью предотвратить впитывание токсических метаболитов после инфекции, при несбалансированном питании. Благоприятным эффектом является снижение патологической импуль-сации с периферических нервных окончаний кишечника, и восстановление нормальной перистальтики и тонуса. Под легким дубильным влиянием гуминовых кислот уплотняется слизистая кишечника, уменьшается её проницаемость и избыточное выделение тканевой жидкости в просвет кишечника, тем самым про-филактируется обезвоживание [3].
В ветеринарно-медицинской практике сегодня всё ещё в основном применяются антибиотики для того, чтобы уничтожить патогенную флору, или ограничить её воздействие. Биорегуля-торные мероприятия применяются только для поддержки. Это второй путь воздействия на патогенную микрофлору, позволяющий количественно вытеснить её в пользу основной физиологической микрофлоры кишечника. Для этого целенаправленно заселяют пищеварительный тракт антагонистическими живыми микроорганизмами, пробиотиками и пребиотиками.
Но есть и третий путь, использующий поддерживающие вещества (кислоты, ферменты, вяжущие средства), нейтрализующие патогенную микрофлору, при одновременном подавлении воспаления и блокаде мест налипания патогенных возбудителей в слизистой кишечника. Этих позитивных эффектов можно достичь с помощью применения ГК и ГМК.
Важной предпосылкой для широкого применения ГВ в качестве составной части ветеринарных лекарственных средств и диетических добавок является тот факт, что острая токсичность по отношению к теплокровным при оральном введении не установлена. При длительном оральном применении не выявлены никакие побочные воздействия, аллергии или явления резистентности. ГВ вследствие своего химического строения не являются ни тератогенами, ни мутагенами. Также они не имеют доказанных канцерогенных и эмбриотоксических свойств. Ряд предварительных сведений [4-8] свидетельствует о повышенной, в сравнении с другими ГВ, физиологической активности ГМК, что, в совокупности с недостаточной их изученностью, делает их интересным объектом для изучения с точки зрения перспективности использования в качестве основы для получения разнообразных препаратов медицинского назначения.
Цель исследования заключается в сравнении количественных показателей основных структурных составляющих ГК, ГМК и гумина в связи с особенностями их физиологического действия на живые клетки.
Материалы и методы исследования. Исходным материалом для выделения ГК и ГМК являлся низинный торф Шатурского месторождения (Московская обл.), относящийся к древеснотравяной группе со степенью разложения 42,0%, влажностью 8,2 и зольностью 27,0 (масс. % на общую и сухую массу соответственно) и следующим элементным составом: С - 55,8; Н - 6,0; N -1,4; 0+8 - 36,8 (масс. % <М).
Выделение исходных ГК производилось путем последовательной трехкратной горячей щелочной экстракции водным 0,2 н раствором №0Н в течение 6 ч при 90-95°С. Водные растворы натриевых солей ГК, полученных в ходе экстракций, объединялись и подвергались центрифугированию в течение 30 мин при 8000 об/мин с целью очистки их от нерастворимых остатков исходного сырья. Центрифугат подкислялся 0,2н НС1 до pH = 5,56,0 для осаждения ГК из водного раствора. Осадок промывался декантацией до нейтральной реакции для удаления растворимых минеральных солей из системы. Взвесь ГК вновь подкислялась
0,1 н НС1 для облегчения осаждения. Затем данная взвесь подвергалась центрифугированию в течение 10 мин при 8000 об/мин. Полученные ГК тщательно высушивались при 60°С в течение 6 ч. Выход ГК - 28 масс. % на органическую массу торфа.
Выделение ГМК осуществлялось из полученных ГК горячей этанольной экстракцией. Навеска ГК массой 5 г заливалась 300 мл этанола-ректификата и кипятилась с обратным холодильником в течение 4 ч. Полученный экстракт сливался с осадка и операция экстрагирования повторялась до прекращения окрашивания этанола растворяющимися ГМК. Экстракты объединялись и концентрировались путем отгонки 80% исходного объема этанола. Концентрированный этанольный экстракт подвергался
выпариванию в вакуумном сушильном шкафу в атмосфере азота при комнатной температуре с получением твердых ГМК.
Выход ГМК составил 14,5 масс. % на органическую массу торфа. Твердый остаток от этанольной экстракции ГМК - гумин - тщательно высушен и изучен вместе с ГК и ГМК.
Изучение химического состава ГВ. Молекулярная структура соединений, определяющих состав ГК, ГМК и гумина была охарактеризована с использованием ИК-Фурье спектроскопии, криоскопии, а также элементного и количественного функционального анализов.
Элементный анализ образцов выполнялся на автоматическом CHN-анализаторе фирмы Carlo Erba, модель 1100 (Италия). Условия: температура в реакторе окисления 1100°С, который заполнен Cr2O3/CuO; газ-носитель - He. Температура в восстановительном реакторе 650oQ наполнитель - медная стружка. Температура хроматографической колонки l27oQ стандартная твердая фаза - хемосорб-102; детектор - катарометр по теплопроводности. Окислитель - AgMnO4; стандарт - 9-нитроантрацен.
Молекулярная масса определялась криоскопией по Расту в камфоре [9].
Количественный функциональный анализ препаратов производился по ряду стандартных аналитических методик [10].
ИК-спектры ГК, ГМК и гумина снимались на ИК-Фурье спектрометре «Nicolet-3S0» в области спектра 4000 - 400 см-1 в таблетках из KBr. Диаметр таблетки - 3 мм. Для всех проб были соблюдены одинаковые условия: масса навесок - 0,002 г; масса KBr - 0,200 г. Количество сканирований - 32. Разрешение - 4 см-1. Формат - % пропускания.
Отнесение полос поглощения в ИК-спектрах производилось в соответствии с литературными данными [11,12].
Оценка физиологической активности производилась в ходе ряда модельных экспериментов с дрожжами Saccharomyces Cerevisiae согласно разработанной нами методике при pH растворов порядка 7,4-7,8 [13].
Результаты и их обсуждение. Во всех ИК-Фурье спектрах исследуемых ГВ (рис. 1-3) были идентифицированы полосы поглощения следующих стуктурных фрагментов (v, см-1):
1. Валентные и деформационные колебания С-О- и ОН-групп фенолов (1230-1140, 1310-1410), в меньшей степени первичных (1075-1000, 1350-1260) и вторичных (1120-1030, 13501260), спиртов;
2. Валентные колебания ОН-группы спиртов и фенолов (3450-3550, 3590-3420), связанных меж- и внутримолекулярными водородными связями; С-О- группы ароматических и арилалкило-вых эфиров (1270-1230), О-СН3-группы (2S15-2S30); карбоновых кислот (1700-1725, 16S0-1700); С-О-группы сложных эфиров и лактонов (1735-1750, 1760-1780, 1250-1300, 1100-1150); N-H-группы первичных и вторичных аминов (3300-3500), С-С, и С-N (1580-1520) связи пиримидиновых и пуриновых циклов; N-H (3440-3400) и С-С (1565, 1500) связей пирролов; С=О связь хино-нов, причем наиболее характерны две С=О группы в одном цикле (1690-1665), кроме того, присутствуют циклопентаноны (17501740); карбоксилат-анионов (1400-1300, 1610-1550); С-Н-связи (3040-3010, 3095-3075); С-Н-связей ароматических циклов, сопряженных или малой степени сопряжения (3080-3030); метиль-ных групп (2950-2975, 2885-2860, 1380, 1410-1435);
3. Деформационные колебания N-H связи первичных и вторичных аминов (1б50-1550, 1б50-1580); С-Н связи пиримидиновых и пуриновых циклов (1000-9б0, 825-775); двойных связей (995-985).
Полосы поглощения в ИК-спектрах различались лишь интенсивностью поглощения, что позволило подтвердить результаты функционального анализа (рис. 2) и элементного состава (рис. 3).
ГМК обладают заметно более высокой общестимулирую-щей активностью на большей части исследованной области концентраций в сравнении с исходными ГК (рис. 4). Диапазон концентраций, в котором наблюдается наиболее интенсивное совместное проявление общестимулирующих и протекторных свойств, находится в пределах 0,11-0,13 г/л, в то время как в случае ГК оптимальная концентрация ниже, находясь в пределах 0,04-0,06 г/л, что может быть объяснено пассивирующим влиянием веществ, входящих в состав фракции гумина и способствующих замедлению обменных процессов на клеточных мембранах. Более интенсивному проявлению протекторных свойств соответстуют большие концентрации препаратов ГВ в растворе (0,15-0,20 г/л). При дальнейшем увеличении концентраций ГВ наблюдается угнетение процессов жизнедеятельности (свыше 0,25 г/л), обусловленное, по-видимому, пассивацией клеток в результате су-
щественного снижения проницаемости клеточных мембран в результате интенсивной адсорбции молекул ГВ. Растворы, содержащие препараты ГК, ГМК и гумина в концнтрациях от 1 г/л вместе с любыми питательными субстратами, способны месяцами храниться при комнатной температуре в отсутствие стерильности без каких-либо признаков жизнедеятельности микрофлоры.
Вполне очевидно, что высокая биологическая активность связана с особенностями структуры ГМК, содержащих на 20-30% большее количество карбоксильных и фенольных групп по сравнению с исходными ГК, и на 40% больше ненасыщенных полисопря-женных терпеноидных фрагментов и гетероциклов. ГМК, обладая большим количеством полярных групп и более низкой молекулярной массой, легче способны проникать через клеточные мембраны, обусловливая повышенную, в сравнении с ГК и гумином, питательную ценность. По показателю общей активности (рис. 4), ГМК превосходит ГК почти на 50% при сравнении их действия в областях оптимальных для каждого препарата, концентраций.
Рис. 1. ИК-Фурье спектр исходной торфяной ГК
Рис. 3. ИК-Фурье спектр гумина
Рис. 4. Концентрационые кривые общей физиологической активности ГК и ГМК
Таблица 1
Функциональный состав ГК, ГМК и гумина
Название препарата Содержание функциональных групп, мг-экв/г
КрГ1 ФГ1 ХГ1 КГ1 ИЧ1
ГК 1,5±0,1 4,9±0,2 2,1±0,1 2,2±0,1 0,91±0,03
ГМК 1,8±0,1 1,5±0,2 2,3±0,1 2,3±0,1 1,28±0,03
Гумин 1,2±0,1 б,5±0,2 1,8±0,1 2,1±0,1 0,51±0,03
Примечание: 1 - КрГ - карбоксильные группы; ФГ - фенольные группы, ХГ - хиноидные группы, КГ - кетонные группы, ИЧ - иодное число
Таблица 2
Средние молекулярные массы и элементный состав ГК, ГМК и гумина
Название препарата Средняя Молекулярная масса, D Массовая доля химического элемента, масс. %
C H N O+S
ГК 1459±10 51,4±0,1 5,3±0,1 3,б±0,1 39,7±0,1
ГМК 1343±10 5б,3±0,1 б,2±0,1 3,0±0,1 34,4±0,1
Гумин 15б7±10 4б,3±0,1 4,8±0,1 3,7±0,1 45,2±0,1
Гумин, в свою очередь, обладает несколько большей молекулярной массой, большим количеством предельных углеводородных и конденсированных ароматических фрагментов, и достаточно заметным количеством гетероциклического азота. Гумин способен проявлять неплохую адаптогенную и сорбционную активность, заметно уступая как ГМК, так и всей фракции ГК в целом. Обладает низкой питательной ценностью, более трудно растворяется с образованием темноокрашенных растворов. Способствует снижению скорости деления клеток и их общей численности, по сравнению с контрольным случаем, при этом стабилизируя систему при вступлении в действие неблагоприятных факторов.
Заключение. ГМК заключают в себе большую часть физиологической активности ГК (на 50% больше, чем ГК по общему показателю), обладая при этом существенным общестимули-рующим и протекторно-адаптогенным действием в области концентраций 0,11-0,13 г/л. Область угнетения жизнедеятельности для ГМК и ГК начинается при концентрациях от 0,3 г/л. Гумин, не проявляя качеств стимулятора жизнедеятельности, показывает адаптогенное и, на большей части области исследованного диапазона концентраций - пассивирующе-угнетающее действие. Полученные результаты показывают перспективность дальнейшего исследования ГМК в качестве основы для разработки лекарственных препаратов, а также возможность использования концентрированных растворов ГВ, в особенности гумина, в качестве консервирующих агентов для биопрепаратов.
Литература
1. Д.С. Орлов. Гумусовые кислоты и общая теория гумификации. М., 1990.
2. Lange N., Golbs S., Kuhnert M. Basis research on immunological response of laboratory rat to humic-acid // Archiv fur Experimented Veterinarmedizin, 1987. V.41. № 2. P. 140-146.
3. ММ. Анисимов, Г.Н. Лихацкая. Некоторые химические и медико-биологические свойства гуминовых кислот // Труды растениеводства и животноводства. Хабаровск, 2001. Т. 2., с. 34^4.
4. Г.И. Глебова. Гиматомелановые кислоты. М.: 1985.
5. Г.И. Глебова. Гиматомелановые кислоты почв и их место в системе гумусовых веществ // Автореферат канд. дис. М.: 1980. 20 с.
6. В.П. Стригуцкий, Ю.Ю. Навоша, Н.Н. Бамбалов, Б.И. Лигонький. О природе парамагнетизма гумусовых веществ и перспективах применения метода ЭПР в почвоведении. // Почвоведение, 1989. №7, С. 41-51.
7. Шеремет Л. С. Химический состав и биологическая активность этанольного экстракта смолы торфяного воска // Автореф. дис. канд. хим. наук. Москва. 1987. С. 22.
8. Комиссаров И.Д., Логинов Л.Ф. Молекулярная структура и реакционная способность гуминовых кислот. // Гуминовые вещества в биосфере. М.: Наука. 1993. С. 36^5.
9. Драгунов С.С., Рождественский А.П. Химический состав гуминовых кислот. // Тр. Калининского полит. Института. М., 1967, №16. Вып.3, С. 100-106.
10. С.С. Драгунов. Гидролиз гуминовых кислот и
ускоренные методы определения функциональных групп. // Почвоведение. 1950. №3. С. 34-19.
11. Беллами Л. ИК-спектры сложных молекул. М., 1963.
12. В.И. Касаточкин, ММ. Кононова, О.И. Зильбербранд. Инфракрасные спектры поглощения гумусовых веществ почвы. // ДАН СССР. Т. 958. Вып. 119. №4. С.785- 789.
13. В.В. Платонов, Д.Н. Елисеев, А.Ю. Швыкин, А.А. Хадарцев, А.Г. Хрупачев. Метод предварительной оценки физиологической активности гуминовых и гуминоподобных веществ // ВНМТ, 2010, № 3, С. 26-28
THE COMPARATIVE DESCRIPTION OF STRUCTURAL FEATURES OF PEAT HUMIC AND HIMATOMELANIC ACIDS IN RELATION WITH SPECIFICITY OF THEIR PHYSIOLOGICAL ACTION
V.V.PLATONOV, D.N.YELISEYEV, O.S. POLOVETSKAYA,
А.А. KHADARTSEV
Tula State University, Medical Institute L.N. Tolstoy Tula State Pedagogical University
With the help of modern methods of physical and chemical analysis the structure and structural features humic, himatomelanic acids and the remaider of allocation himatomelanic acids (humin) of lowland peat near Moscow were studied. In the course of series of model tests physiological action of the received preparations was revealed. It is shown, that the medical most part of biostimulating activity of humic acids is in himatomelanic acids which can be used as a basis for perspective humic preparations. Optimal concentration for observing general stimulating action of humic acids and г himatome-lanic acids in water solutions have been established. The existing difference in character of influence on living cells for all allocated preparations has been determined.
Key words: humic acids, himatomelanic acids, physiological activity.
УДК 611.73
БИОИНФОРМАЦИОННАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ МАГНИТНОЙ СТИМУЛЯЦИИ (краткое сообщение)
В.А.ЖЕРЕБЦОВА, Е.Н.СИМОНОВА*
Исследовалась биоинформационная значимость транскраниальной магнитной стимуляции в оценке эффективности восстановительного лечения детей со спастической диплегией методом функциональной программируемой электростимуляции мышц.
Ключевые слова: транскраниальная магнитная стимуляция, функциональная программируемая электростимуляция мышц, спастическая диплегия.
Возможность возбуждения моторной коры при помощи магнитного поля была практически реализована Barker A.T. в 1985 г. в серии приборов, которые в дальнейшем позволили методу транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) стать общедоступным и дали возможность исследователям всего мира проводить интенсивные клинические исследования с целью изучения возбудимости моторной коры и целостности кортикоспинального тракта.
Сенсомоторные афферентные проводящие пути и процессы их созревания достаточно хорошо изучены при помощи сенсомо-торных вызванных потенциалов (ССВП). Также обстоит дело с изучением сенсорных и моторных волокон периферической нервной системы различными методами электронейромиографии (ЭНМГ), которые позволяют определить уровень, степень и характер повреждений нервных волокон. Пробел в изучении функциональных перестроек двигательной коры и нисходящих корти-ко-спинальных трактов восполняют многочисленные исследования в данной области с использованием метода ТМС. Таким образом, все три метода - ТМС, ЭНМГ, ССВП - взаимно дополняют друг друга и позволяют оценить топографию и характер поражения афферентных и эфферентных звеньев и центральной, и периферической нервной системы.
В настоящее время транскраниальная магнитная стимуляция получила широкое распространение в психиатрической и неврологической практике, как диагностический инструмент для широкого
* Государственное учреждение здравоохранения Тульской области «Тульская областная детская психоневрологическая больница», г. Тула
