CC BY
39
далекий от классического Сколотого сечения □ и от «обобщённых золотых сечений □ чем для группы, экранированной шунгитом. Данное значение относительной энтропии указывает на большую неустойчивость системы, чем в случае экранирования шунгитом. Для группы, подвергавшейся воздействию магнитного поля с шунгитом так же, как и для ЭМИ КВЧ, было получено значение 0,605, близкое к «золотому» числу 0,618, что указывает на близость системы к норме. Результат 0,600, полученный для группы, подвергавшейся воздействию магнитным полем без экранирования шунгитом, сравним с классическим «золотым сечением», но более далёк от него, чем аналогичное значение, полученное для группы с шунгитом.
Таким образом, значения относительной энтропии, полученные для групп с экранированием шунгитом, указывают на стремление системы к равновесному состоянию и близость к норме. Значения, полученные для групп без экранирования шунгитом, более далеки от классического «золотого сечения □ чем значения, полученные для групп с шунгитом. Это указывает на некоторую неустойчивость системы и возможность возникновения активного патологического процесса.
Было проведено сравнение значений относительной энтропии, полученных для групп, которые подвергались воздействию ЭМИ КВЧ и магнитным полем различных частот. Для группы, облучённой ЭМИ КВЧ, получено значение 0,597, для групп, облучённых магнитными полями с частотами 3 Гц, 5 Гц и 8 Гц, получены соответственно значения 0,581, 0,601 и 0,626.
Результаты, найденные для групп, подвергавшихся воздействию ЭМИ КВЧ и магнитным полем с частотой 3 Гц, далеки от классического «золотого сечения □ Напротив, значения относительной энтропии, полученные для магнитных полей с частотой 5 Гц и 8 Гц, близки к классическому «золотому сечению» 0,618, что указывает на стремление системы к устойчивому состоянию, в отличие от групп, подвергавшихся воздействию ЭМИ КВЧ м магнитным полем с частотами 3 Гц.
В группах, подвергавшихся воздействию ЭМИ КВЧ с различным временем экспозиции, значения относительной энтропии соответственно равны: 0,602 для времени экспозиции 90 минут, что близко к «золотому» числу 0,618 как к показателю нормы, 0,578 для времени экспозиции 180 мин и 0,592 для времени экспозиции 270 мин.
Таким образом, для времени экспозиции 180 минут и 270 минут были найдены значения, более далёкие от классического «золотого сечения» 0,618 и от «обобщённых золотых сечений»! что является характеристикой нарушения устойчивого состояния системы коагулянтов и антикоагулянтов при воздействии ЭМИ КВЧ.
В отличие от групп, облучённых ЭМИ КВЧ, группы, подвергавшиеся воздействию магнитными полями, характеризуются стремлением системы к норме с увеличением времени экспозиции. Так, для группы со временем экспозиции 90 мин получено значение 0,569, которое почти совпадает с «антиузлом» 0,570. Данное значение свидетельствует о наличии неустойчивого состояния системы. Значения относительной энтропии, вычисленные при увеличении времени экспозиции, сравнимы с классическим «золотым сечением» (соответственно
0,614 и 0,615). Таким образом, система, отражающая активность коагулянтов и антикоагулянтов, стремится к устойчивому равновесному состоянию.
Заключение. Сравнение результатов, полученных для различных групп, подвергавшихся воздействию ЭМИ КВЧ и магнитным полем, позволяет сделать вывод, что стремлению системы, отражающей активность коагулянтов и антикоагулянтов, к устойчивому состоянию способствует экранирование шунгитом и увеличение времени экспозиции магнитного поля. Напротив, увеличение времени экспозиции ЭМИ КВЧ вызывает неустойчивость в системе и возможность осуществления прогрессирующего патологического процесса. Увеличение частоты магнитного поля также способствует стремлению системы к равновесному состоянию.
Литература
1. Васютинский, НА. Золотая пропорция /
Н.А. Васютинский.П М.: Наука, 1990.D 238 с.
2. Петухов, С.В. Биомеханика, бионика и симметрия / С.В. Петухов.П М: Наука, 1981. □ 240 с.
3. Соколов, АА. Математические закономерности
электрических колебаний мозга / А. А. Соколов, Я.А.Соколов.П М.: Наука, 1976.D 97 с.
4. Сороко, Э. М. Структурная гармония систем / Э.М. Сороко. - Минск: Наука и техника, 1984.D 264 с.
5. Суббота, А.Г. "Золотое сечениеЦСБесйо aurea") в
медицине. Издание 2-е / А.Г. Суббота.П С.-Петербург: фирма "СтройлеспечатьЦ 1996.D 168 с.
STUDYING THE ACTIVENESS OF AGGREGATIVE STATE OF BLOOD REGULATION WHILE ELECTROMAGNETIC RADIATION FROM THE POSITION OF "GOLDEN SECTIOND
V.B. IVANOV, N.M. ISAEVA, YE.I. SAVIN, T.I. SUBBOTINA,
A.A. YASHIN, D.A. KHASAYA
Tula State University Tula State Pedagogical University
The article presents the analysis of basic indices reflecting the activeness of coagulant and anticoagulant systems by means of "golden sectionD and "generalized golden sectionsD while short-wave frequency electromagnetic radiation and extremely low-frequency magnetic fields of various modes.
Key words: "golden sectionD aggregative state, blood,
electromagnetic radiation.
УДК 612.013
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА МОРФОЛОГИЧЕСКИХ И МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В ТКАНИ СЕМЕННИКОВ В РАННЕМ ПОСТРЕАНИМАЦИОННОМ ПЕРИОДЕ
О.Н. ШЕВАНТАЕВА, Ю.И. КОСЮГА*
Терминальные состояния и последующая реанимация приводят к выраженным нарушениям сперматогенеза, что проявляется уменьшением числа всех клеток сперматогенного эпителия, клеток Сертоли, а также клеток Лейдига в ткани тестикул. Степень повреждения клеток ткани тестикул зависит от вида терминального состояния. Более значительные изменения клеточного состава наблюдаются при моделировании терминального состояния путем пережатия сердечно-сосудистого пучка, чем после острой гипобарической гипоксии.
Ключевые слова: сперматогенез, клиническая смерть, острая гипобарическая гипоксия, реанимация.
Терминальные состояния □ это своеобразный патологический симптомокомплекс, проявляющийся
тяжелейшими нарушениями функций органов и систем, с которыми организм без помощи извне справиться не может. К ним относятся все стадии умирания: преагония, агония и клиническая смерть [2]. Умирание может быть следствием тяжелого заболевания, травмы, утопления, отравления, термического воздействия и т.д. Однако процесс умирания имеет не только свои специфические особенности, зависящие от характера той или иной патологии, но и общие закономерности. Наиболее важной закономерностью процесса умирания является развитие той или иной формы гипоксии, которая по ходу умирания приобретает характер смешанной с преобладанием циркуляторных нарушений, часто сочетаясь с гиперкапнией. Реанимационное вмешательство, прервав умирание, обеспечивает восстановление функций организма. Однако рециркуляция и реоксигенация не только ликвидируют последствия первичного патогенного воздействия, но и вызывают каскад новых патологических изменений, связанных с дополнительной генерацией активных форм кислорода, что приводит к нарушению структуры и функции клеточных мембран [2]. Основные усилия реаниматологов направлены в первую очередь на восстановление работы жизненно важных органов и систем. При этом вопросы о состоянии репродуктивной системы обычно упускаются из вида, что в последующем может оказаться чрезвычайно важным, особенно для молодых пациентов в плане их социальной адаптации и последующей жизни.
Цель исследования □ изучение в сравнительном аспекте состояния сперматогенеза и механизмы его повреждения после терминальных состояний различного генеза.
Материалы и методы исследования. Исследование проведено на самцах белых беспородных крыс (n=61) массой 180-230 г. Содержание животных и все эксперименты проведены
* ГОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития России»] 603005, г. Нижний Новгород, пл. Минина, 10/1
в соответствии с Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных.
Моделирование острой гипобарической гипоксии осуществляли в проточной барокамере при внешней температуре 20-22°С. Крыс «поднимали на высоту □ 11 500 метров со средней скоростью ~ 183 м/с. Животные находились «на смертельной площадке» до появления агонального дыхания.
Клиническую смерть воспроизводили путем полного пережатия сосудистого пучка сердца внутриторакально без вскрытия грудной клетки и без пневмоторакса, после чего осуществляли непрямой массаж сердца и искусственную вентиляцию легких до восстановления собственного дыхания и сердечной деятельности.
Для оценки состояния сперматогенеза использовали количественный цитологический метод, который заключается в приготовлении мазков из клеточной суспензии ткани семенников и окрашивании их по Романовскому-Гимзе. В условиях световой микроскопии с использованием масляной иммерсии производили идентификацию и подсчет отдельных типов клеток
сперматогенного эпителия, а также клеток Сертоли и клеток Лейдига общим количеством 500 и составляли сперматограмму □ процентное соотношение различных типов клеток тестикул. Абсолютное количество клеток сперматогенного эпителия в 1 г тестикулярной ткани вычисляли путем математических
пропорций, используя абсолютное число сперматозоидов,
подсчет которых проводился в камере Горяева.
Определение уровня лактата в ткани семенника проводили энзиматическим методом с использованием лактатдегидрогеназы. О количестве лактата судили по уровню восстановленного
никотинамид-адениндинуклеотида.
Наличие свободных радикалов в ткани тестикул определяли методом хемилюминесценции. Метод основан на том, что в системе пероксида водорода и сульфата железа происходит каталитическое разложение Н2О2 ионами металла с переменной валентностью □ двухвалентным железом (Реакция Фэнтона). Образующиеся свободные радикалы вступают в реакцию активации свободнорадикального окисления в биологическом субстрате, что приводит к образованию неустойчивого тетроксида, распадающегося с выделением кванта света, регистрируемого на приборе БХЛ-06. Информационными показателями считаются 1тах □ максимальная интенсивность свечения исследуемой пробы, измеряемая в шУ, отражающая свободнорадикальную активность образца и светосумма хемилюминесценции за определенное время (8), которая отражает общую активность антиоксидантных систем защиты.
При статистическом анализе данных использовались следующие показатели вариационной статистики: среднее
арифметическое значение (М), ошибка среднего значения (ш). Определение достоверности различий сравниваемых параметров между разными выборками проводили с использованием и-критерия Манна-Уитни. Различия считали достоверными при р<0,05.
Результаты и их обсуждение. Данные экспериментальных исследований показали, что выраженные различия в клеточном составе семенников отмечаются уже через 24 часа после моделирования терминальных состояний (табл. 1).
Таблица 1
Абсолютное количество клеток сперматогенного эпителия, клеток Сертоли и клеток Лейдига в ткани семенников крыс в постреанимационном периоде (М ± т)
Изучаемые показатели контроль 40 минут 24 часа 3 сутки
(млн/1000 мг) ОГГ КС ОГГ КС ОГГ КС
Кол-во животных n = 10 n = 10 n = 7 n = 10 n = 7 n = 10 n = 7
Сперматогонии 27,8±1,1 26,0±1,4 27,0±1,4 25,8±1,3 1,8±0,1* 2,3±0,1* 1,7±0,4***
Сперматоциты 132,2±7,5 124,0±4,8 122,6±8,2 260,7±10,0* 4,1±0,4* 8,9±0,4* 3,8±0,5*
Сперматиды ранние 142,3±6,2 131,9±5,0 138,0±8,8 51,2±1,9* 1,4±0,3* 1,1±0,1* 0,8±0,2
Сперматиды поздние 147,9±5,5 141,6±3,2 144,1±8,0 73,7±1,9* 3,2±0,4* 5,4±0,2* 2,6±0,3*
Сперматозоиды 81,0±1,6 79,5±1,2 80,7±1,3 78,5±1,8 19,3±1,7* 32,0±1,7* 13,6±1,4*
Клетки Сертоли 42,4±1,8 42,4±2,8 42,1±3,8 41,3±2,3 3,7±0,5* 6,1±0,2* 3,6±0,6**
Клетки Лейдига 8,1±0,9 7,7± 0,9 8,2±1,4 8,0±0,8 0,4±0,1* 0,6±0,1* 0,3±0,05**
Примечание: ОГГ □ острая гииобарическая гипоксия; КС □ клиническая смерть. * □ достоверность различий в группах (ОГГ и КС), р<0,001;
** □ достоверность различий в группах (ОГГ и КС), р<0,01;
*** □ достоверность различий в группах (ОГГ и КС), р<0,05.
Так, после моделирования клинической смерти наблюдалось значительное снижение количества всех типов клеток сперматогенного эпителия, а также клеток Сертоли и Лейдига. В то время как после моделирования острой гипобарической гипоксии количество сперматогоний, сперматозоидов, клеток Сертоли и Лейдига оставалось в пределах нормы, сниженным было лишь количество ранних и поздних сперматид, а количество сперматоцитов выросло по сравнению с контролем.
Более существенные изменения количества клеток в ткани тестикул в раннем постреанимационном периоде после моделирования клинической смерти, вероятно, связаны с развитием двух последовательных процессов □ ишемии и последующей реперфузии. Как известно, в условиях ишемии в тканях происходит блокада дыхательной цепи, накопление восстановленных переносчиков, распад АТФ. В условиях гипоксии и энергодефицита нарушается утилизация кислорода, блокируется его полное восстановление. Это приводит к усилению продукции активных форм кислорода (АФК), сопровождающееся активацией свободнорадикальных реакций на фоне истощения антиоксидантных резервов клетки. Кроме того, в период раскрытия микроциркуляторного русла последующая реперфузия и реоксигенация вызывают явление «кислородного парадокса», связанное с неспособностью клетки утилизировать поступающий кислород. Реперфузия обусловливает повышение парциального напряжения кислорода, что стимулирует дальнейшую активацию свободнорадикальных процессов [1].
Наши исследования по выяснению механизмов клеточной гибели в раннем постреанимационном периоде доказали, что показатель интенсивности хемилюминесценции (I max), отражающий суммарную активность свободнорадикального окисления на 40 минуте постишемического периода был в 1,6 раза выше (p<0,05), чем у животных после моделирования острой гипобарической гипоксии (рис. 1).
Рис.1. Соотношение уровней свободнорадикального окисления в ткани тестикул самцов белых крыс после моделирования острой гипобарической гипоксии и клинической смерти. * □ достоверность различий в группах (ОГГ и КС), р<0,001; ** □ достоверность различий в группах (ОгГ и КС), р<0,05; ОГГ □ острая гипобарическая гипоксия; КС □ клиническая смерть.
Рис.2. Соотношение уровней активности антиоксидантной системы в ткани тестикул у самцов белых крыс после моделирования острой гипобарической гипоксии и клинической смерти. * □ достоверность различий в группах (ОГГ и КС), р<0,001; ОГГ □ острая гипобарическая гипоксия; КС □ клиническая смерть.
При этом отмечен и более низкий общий уровень антиоксидантной защиты (рис. 2).
Таким образом, на 40 минуте после оживления формируется состояние окислительного стресса, которое развивается в ткани семенников в результате дисбаланса между образованием свободных радикалов и эндогенными механизмами антиоксидантной защиты. Степень выраженности
окислительного стресса зависит от вида терминального состояния.
Несмотря на то, что ранний постгипоксический период сопровождался активацией свободнорадикальных реакций, через 24 часа после моделирования острой гипобарической гипоксии снижалось только количество сперматид. Возможно, что относительная стабильность клеточного состава связана с особенностями энергетического метаболизма ткани семенников.
Известно, что кровоснабжение семенника осуществляется яичковой артерией, которая имеет необычно большую протяженность и сравнительно малый диаметр, поэтому периферическое сопротивление кровотоку высокое [5]. В связи с этим, капиллярное давление и кислородное напряжение в семеннике ниже, чем во всех других органах [3]. Метаболизм клеток сперматогенного эпителия адаптирован к условиям низкого кислородного напряжения. Рядом авторов показано, что жидкость семенных канальцев содержит больше лактата, чем глюкозы и пирувата [7]. Поступающая в семенник глюкоза утилизируется в ходе гликолиза в клетках Сертоли и превращается в лактат, который секретируется в просвет семенных канальцев и служит основным энергетическим субстратом для клеток сперматогенного эпителия [8]. Полученные нами данные позволяют говорить о том, что значительное уменьшение количества клеток в ткани тестикул через 24 часа после моделирования клинической смерти обусловлено не только дисбалансом про- и антиоксидантной систем, но и с тем, что в ткани семенников снижается концентрация лактата, что было обнаружено на 40 минуте после оказания реанимационного пособия (рис. 3).
инт 40 мин 24 час 3 сут
КС огг]
Рис.3. Уровень лактата в ткани тестикул самцов белых крыс в раннем постреанимационном периоде после моделирования терминальных состояний. * □ достоверность различий в группах p<0,001,
** □ достоверность различий в группах p<0,05.
ОГГ □ острая гипобарическая гипоксия; КС □ клиническая смерть.
Снижение уровня лактата на 40 минуте реперфузионного периода, по нашему мнению, является отражением изменений, возникших в период ишемии, который характеризуется прекращением кровотока, а, следовательно, и поступления глюкозы в клетки Сертоли, являющимися поставщиками лактата в просвет канальцев. C.L. Cheng et al. (2001) [4], используя микродиализный анализ показали, что при ишемии наблюдается снижение концентрации глюкозы в семенниках.
Согласно мнению K. Ghabili et al. (2009) [10] уменьшение доставки глюкозы к семенникам сопровождается снижением уровня лактата в них, что вызывает гибель клеток сперматогенного эпителия.
В отличие от клинической смерти, модель терминального состояния, вызванного острой гипобарической гипоксией, характеризуется снижением доставки кислорода в органы и ткани, при сохранении притока субстратов окисления и выведении токсичных продуктов метаболизма. На 40 минуте постреанимационного периода было обнаружено достоверное повышение концентрации лактата в ткани тестикул, что может указывать на активацию гликолиза в связи с перенесенной острой гипоксией (рис.3.).
Высокий уровень лактата в ткани тестикул способствовал тому, что через 24 часа после реанимации количество
сперматогоний, сперматозоидов оставалось в пределах нормы. K.ErkkilD et al. (2GG2) [7] доказали, что лактат способен подавлять процессы клеточной гибели в тестикулах независимо от уровня адениловых нуклеотидов (АТФ, АДФ и АМФ). Известно также, что лактат является одним из предпочтительных метаболических субстратов для сперматоцитов (количество которых в наших экспериментах увеличивалось), активизируя процессы клеточного деления. N.H.P.M. Jutte et al. [11] показали, что под действием лактата наблюдается активация синтеза РНК и белка в сперматоцитах.
Показано [9], что сперматиды являются самыми аэробными клетками сперматогенного эпителия. Резкое снижение концентрации кислорода в крови и ткани семенников ведет к существенному снижению количества сперматид, что было отмечено нами через сутки после моделирования острой гипобарической гипоксии.
Известно, что количество сперматид напрямую зависит и от концентрации лактата □ их единственного энергетического субстрата. Сами сперматиды не могут продуцировать молочную кислоту, что, возможно, связано с их неспособностью захватывать глюкозу или расщеплять ее до пирувата [11]. Поэтому, снижение концентрации лактата в семенниках, отмечаемое в течение первых суток после моделирования клинической смерти сопровождалось значительной гибелью сперматид через 24 часа постреанимационного периода. Их количество было в 3б раз меньше, чем после моделирования острой гипобарической гипоксии.
Таким образом, сравнительный анализ результатов, полученных на моделях терминальных состояний, показал, что пережатие сердечно-сосудистого пучка, в отличие от острой гипобарической гипоксии, вызывает более быстрые и более существенные нарушения энергетического метаболизма клеток сперматогенного эпителия, а, следовательно, и более значимые нарушения сперматогенеза в раннем постреанимационном периоде. Мы склонны объяснять это тем, что при моделировании клинической смерти, наряду с активацией свободнорадикальных процессов, наблюдается снижение концентрации лактата в ткани тестикул, что приводит к уменьшению количества клеток сперматогенного эпителия. Как известно, клетки
сперматогенного эпителия, в условиях низкой концентрации лактата, подвергаются дегенерации через апоптоз [б]. Напротив, моделирование острой гипобарической гипоксии сопровождалось увеличением уровня лактата, что способствовало повышению устойчивости и жизнеспособности клеток сперматогенного эпителия в течение первых суток.
Через 24 часа и 3 суток после моделирования терминальных состояний интенсивность свободнорадикальных процессов оставалась на высоком уровне и достоверно отличалась от такового у интактных животных (рис. 1). Причем, после
моделирования клинической смерти уровень
свободнорадикального окисления был достоверно выше, чем после моделирования острой гипобарической гипоксии. Можно полагать, что в результате усиления свободнорадикальных процессов наблюдалось уменьшение количества клеток Сертоли, что сопровождалось снижением уровня секретируемого ими лактата. Это способствовало значительному уменьшению количества сперматогоний, сперматоцитов, сперматид и сперматозоидов на 3 сутки постреанимационного периода, как после моделирования острой гипобарической гипоксии, так и после клинической смерти (табл. 1).
Выводы. Терминальные состояния приводят к выраженным нарушениям сперматогенеза, что проявляется уменьшением числа всех клеток сперматогенного эпителия, клеток Сертоли, а также клеток Лейдига в ткани тестикул. Степень повреждения клеток ткани тестикул зависит от вида терминального состояния. Более значительные изменения клеточного состава наблюдаются при моделировании терминального состояния путем пережатия сердечно-сосудистого пучка, чем после острой гипобарической гипоксии. Общим патогенетическим звеном постреанимационных повреждений клеток тестикул является активация свободно-радикального окисления и угнетение активности антиоксидантной системы. Выявлена ключевая роль высоких концентраций лактата в ткани семенника для поддержания жизнеспособности герминативных клеток в постреанимационном периоде
Литература
1. Нейронауки: теор. клин. Асп / В.Т. Долгих [и др.].-2008. □ № 1.- С. 52-56.
2. Неговский, В.А. Постреанимационная болезнь / В.А. Неговский, А.М. Гурвич, Е.С. Золотокрылкина.- М.: Медицина, 1987.- 487 с.
3. Biology of Reproduction / A. Bergh [et al.].- 2001.- Vol. 64, № 1.- P.13-20.
4. Urol. Res / C.L. Cheng [et al.].- 2001.- Vol. 29.-№ 4.- P. 272Œ77.
5. Damber, J.E. Int. J. Androl / J.E. Damber, A. Bergh. □ 1992. □ Vol. 15.- P. 285-292.
6. J. Clin. Endocrinol. Metab / K. Erkkila [et. al.].- 1997.- Vol. 82.-P. 314-2321.
7. Molecular Human Reproduction / K. ErkkilD [et al.].- 2002.-Vol. 8, № 2.- P.109-117.
8. Am. J Physiol. Endocrinol. Metab / K. Erkkila [et. al.].-2006.- Vol. 290.- P. 1145-1154.
9. Andrologia / J.G. Farias [et al.].- 2005.- Vol.37, № 1.- P. 47-52.
10. Fertil. Steril / K. Ghabili [et al.] .- 2009.- Vol. 92, № 1.-P. 399-401.
11. J. Reprod. Fertil / N.H.P.M. Jutte [et al.].- 1981.- Vol. 62.- P. 399-405.
COMPARATIVE ASSESSMENT OF MORPHOLOGICAL AND METABOLIC CHANGES IN THE TESTICLE TISSUE IN EARLY POST-RESUSCITATION PERIOD
O.N. SHEVANTAEVA, Y.I. KOSYUGA
Nizhniy Novgorod State Medical Academy
Terminal states and subsequent resuscitation lead to severe malfunctions of spermatogenesis, which manifests in the decrease in number of all spermatogenic epithelium cells, Sertoli cells and Leydig cells in testicular tissue. The degree of testicular tissue cells damage depends on the type of terminal condition. More significant alterations in cellular composition are observed at the simulation of terminal state by pinching the cardio-vascular bundle comparing with after acute hypobaric hypoxia state.
Key words: spermatogenesis, clinical death, acute hypobaric hypoxia, resuscitation.
УДК 612.015
ОКСИМЕТИЛИРОВАНИЕ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ДЕТОКСИЦИРУЮЩИХ И ПРОТЕКТОРНЫХ СВОЙСТВ
В.В. ПЛАТОНОВ, Д.Н. ЕЛИСЕЕВ, Р.З. ТРЕЙТЯК, А.Ю. ШВЫКИН,
А.А. ХАДАРЦЕВ, А.Г. ХРУПАЧЕВ*
Проведено оксиметилирование гуминовых кислот торфа. В ходе оценки физиологической активности обнаружено заметное усиление протекторных свойств гуминовых веществ. Отмечено возрастание сорбирующей способности полученного препарата по отношению к катионам высокотоксичных тяжелых металлов. Показана перспективность применения оксиметилированных гуминовых веществ как эффективных и безопасных сорбентов и детоксикантов для биологических сред.
Ключевые слова: гуминовые кислоты, оксиметилирование,
детоксиканты, физиологическая активность.
Сапропель и торф - ценное сырье для производства широкого спектра фармацевтической продукции, что объясняется содержанием в их органической массе большого набора биологически активных соединений. Основная масса биологически активных соединений сконцентрирована в составе гуминовых веществ (фульво- (ФК), гуминовые (ГК),
гиматомелановые (ГМК) кислоты, гумин), действие которых связывают с их влиянием на окислительно-восстановительные процессы и активацию ферментных систем [1,3].
Экспериментально доказано увеличение эффективности окислительного фосфорилирования под влиянием ФК и ГК на митохондрии печени крысы [2]. У лабораторных животных, которым в течение 24 дней скармливали ГК, в крови снижалось содержание холестерина, липидов, глюкозы, увеличивалось содержание глобулинов, гемоглобина и количество эритроцитов.
Тульский государственный университет, медицинский институт; Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого
Установлен ингибирующий эффект ГК на протеолитические ферменты, обусловливающие повреждения стенок сосудов и кожи. ГК и ФК сокращают протромбиновое время плазмы человека. Отмечается способность ГК стимулировать некоторые функции нейтрофилов человека [1].
ГК используются в составе средств, повышающих сопротивляемость организма к действию различных неблагоприятных факторов. Например, в Польше выпускается природный иммуномодулятор, включающий ГК, обладающий интерфероногенным эффектом и являющийся индуктором некроза опухолей. Биостимулирующий эффект ГК существенно ускоряет заживление ран и уменьшает количество спаек [4].
Препараты на основе ГК имеют высокую антибактериальную активность. Установлено, что гуминовые препараты (ГП) обладают антимутагенным и противовирусным действием. Недавно появился международный патент на лечение СПИДа с помощью ГП [5].
ГП рекомендованы также для лечения метаболических нарушений в пищеварительной системе. При этом отмечается отсутствие побочных эффектов и полное выведение препарата из организма, что особенно ценно в педиатрической клинике [6].
В настоящее время в стадии доклинической апробации и внедрения находятся изученные нами мало- и практически нетоксичные биологически активные гуминовые комплексы из торфа и сапропеля. Мази из комплексов ГК и их солей (Na+, K+, NH +) обладают противовоспалительным, противомикробным, противогрибковым, ранозоживляющим противоожоговым, антиаллергическим десенсибилизирующим, антимутагенным действием. Их можно рекомендовать для лечения заболеваний кожи, имеющих аутоаллергическую природу. ГП, кроме того, рекомендуются для лечения ран, в том числе инфицированных, а также для лечения термических и ультрафиолетовых ожогов и в качестве антимикозного средства [7].
Также существует общирная литература о лечении отравлений тяжелыми металлами и об антитоксической функции гуматов [7,8]. Вяжущие, детоксицирующие и адаптогенные свойства ГВ являются функцией их молекулярной структуры и, следовательно, возможно осуществление целенаправленной модификации ГВ для усиления указанных свойств.
Цель исследования - оксиметилирование ГВ для повышения их активности как детоксикантов и сорбентов.
Материалы и методы исследования. ГК были выделены согласно [9].
Методика синтеза. Навеска исходных ГК массой 10,002 г была растворена в 990 мл 1%-ного водного раствора КОН, после чего к полученному темно-коричневому раствору при непрерывном перемешивании было добавлено 1,286 г параформа и реакционная смесь была нагрета до 60С. При этой температуре она была выдержана при перемешивании в течение 1 ч, после чего охлаждена до комнатной температуры. В процессе реакции реакционная смесь приняла более светлую красно-коричневую окраску. После охлаждения реакционная смесь была нейтрализована 6 М HCl до рН ~ 4-5. При этом произошло выделение ОМГК в виде объемистого осадка красно-коричневого цвета. Его декантацией промыли дистиллированной водой до рН ~ 6 и центрифугировали течение 10-15 мин. при 8 тыс. об/мин. Полученный осадок ОМГК был высушен в вакуум-эксикаторе над безводным CaCl2 при 200C до постоянной массы и перетерт в агатовой ступке до мелкодисперсного состояния. В результате был получен препарат ОМГК, представляющий собой мелкий порошок красно-коричневого цвета.
Изучение химического состава исходных и химически модифицированных ГВ. Молекулярная структура соединений, определяющих состав ГВ 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 Q2O3/CUO; газ-носитель - He. Температура в восстановительном реакторе 650°С; наполнитель -медная стружка. Температура хроматографической колонки 127°С; стандартная твердая фаза - хемосорб-102; детектор -катарометр по теплопроводности. Окислитель - AgMnO4; стандарт - 9-нитроантрацен.
Молекулярная масса определялась криоскопией по Расту в камфоре [10].
Количественный функциональный анализ препаратов производился по ряду стандартных аналитических методик.
ИК-спектры ГВ снимались на ИК-Фурье спектрометре CNicolet-380- 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 - %
