CC BY
23
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
Л.В. Мосталыгина, С.Н Елизарова, Е.Ю.Колобова Курганский государственный университет, г.Курган
ВЛИЯНИЕ БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ НА РЯД БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫХ СЕКРЕТОВ
Исследовано влияние бентонитовой глины на содержание ионов натрия, калия, кальция и хлора - в желудочном соке, активность липазы - в дуоденальном содержимом у больных и здоровых лиц. На содержание ионов натрия и хлора в желудочном соке глина влияния не оказывает, содержание калия и кальция у здоровых лиц достоверно выше, чем у больных. Концентрация кальция в желудочном соке под влиянием бентонитовой глины увеличивается. Повышение активности липазы, возможно, обусловлено увеличением концентрации ионов кальция и уменьшением содержания желчных кислот при ее действии.
Состояние окружающей среды оказывает значительное влияние на живой организм. Чтобы предотвратить негативное воздействие с ее стороны, можно пытаться улучшить качество среды, тем самым положительно влияя на состояние здоровья людей, или искать такие вещества, желательно природного происхождения, непосредственное воздействие которых на человека даст желаемый результат.
Занимаясь изучением бентонитовых глин Зырянского месторождения, удалось обнаружить и убедиться в некоторых особенностях их позитивного действия, как на показатели неживой природы, в частности речной воды, так и на состав и свойства некоторых биологических жидкостей организма in vitro.
Возможности использования глин для этих целей определяются характером и строением кристаллической решетки монтмориллонита, входящего в их состав и состоящего из слоистых пакетов, в свободном пространстве между которыми находятся обменные катионы и молекулы воды. Сравнительно слабая связь между слоистыми пакетами и наличие свободного пространства между ними объясняют многие важные свойства бентонитовых глин -набухаемость в воде и высокую способность к обмену ионами (например, обмен между ионами Ca и Mg и тяжелыми металлами). При этом слои могут расходиться (поглощение органических молекул или Na+) либо разделятся не полностью (поглощение H+). Кроме того, глина способна сорбировать на своей поверхности жидкие, газообразные вещества, что связано с поверхностной активностью минерала и его текстурными способностями (т.е. пористой структурой). Ионообменные свойства бентонитовых глин чрезвычайно высоки и показатель этот достигает величины 94,96 ммоль эквивалентов (на 100 г воздушно-сухой глины).
Патология органов пищеварительной системы занимает в структуре заболеваемости одно из первых мест, причем наиболее уязвимыми часто оказываются люди трудоспособного возраста. Это определяется, с одной стороны, хроническим течением многих заболеваний (язвенной болезни желудка, гастрита, холецистита и т.д.), с другой - нарушением работы органов системы пищеварения, сопровождающимся рядом изменений обмена веществ, нарушением функционального состояния других систем, а следовательно, оказывающим влияние на организм в целом.
В последнее время все больше внимания уделяется данной проблеме. Идет поиск натуральных, эффективных, недорогостоящих препаратов для лечения желудочных болезней. Проводятся исследования воздействия различных веществ на состав и свойства пищеварительных секретов, поскольку именно секреторную деятельность считают важнейшей функцией желудочно-кишечного тракта.
Известно, что в состав такой биологической жидкости как желудочный сок входит ряд минеральных ионов (натрий, калий, кальций, магний, хлориды, сульфаты, фосфаты, бикарбонаты). По мнению ряда авторов (Б.Н. Панасюк и др., 1979), их содержание в желудочном соке обусловливает функциональную активность кисло-то- и ферментопродуцирующих клеток желудка и оказывает влияние на метаболизм его секреторных клеток, выступая в качестве факторов регуляции секреторной активности желудочных желез (В.Т Ивашкин, 1981).
Ранее нами было установлено, что значение рН желудочного сока являющееся существенным, диагностическим показателем в лабораторной практике, достоверно изменяется в результате действия на желудочный сок природных сорбентов, к которым относится бентонитовая глина Зырянского месторождения. А поскольку она состоит не менее чем на 60-70% из монтмориллонита, обладает адсорбционными свойствами и высокой способностью к ионному обмену, то можно предположить ее влияние не только на значение рН, но и на концентрацию вышеназванных ионов, а возможно и регуляцию секреторной деятельности, а также ряд биохимических процессов в этом органе.
В связи с этим, целью исследования явилось изучение влияния бентонитовой глины Зырянского месторождения на содержание ионов натрия, калия, кальция и хлора в желудочном соке, а также активности липазы в дуоденальном содержимом у здоровых и больных лиц с желудочно-кишечной патологией. Выбор фермента липазы в качестве важного биохимического показателя обусловлен несомненным значением ее в протекании процесса липолиза в организме человека.
Исследование было выполнено на 65 испытуемых-добровольцах в возрасте от 18 до 40 лет, составивших группу условно здоровых. Во вторую группу вошли 60 больных гастритом от 16 до 55 лет, в третью - больные холециститом 18-50 лет.
В ходе эксперимента использовалась предварительно подготовленная бентонитовая глина, желудочной сок и дуоденальное содержимое. Изучалось три вида желудочной секреции: тощаковая, базальная, стимулированная и дуоденальное содержимое (порции А.В.С).
Определение ионов калия и натрия проводилось методом пламенной фотометрии, параллельно определение калия велось ионометрическим методом. Содержание кальция и хлорид-ионов определялось титримет-рически с использованием ЭДТА и методом Фольгарда соответственно. Активность липазы определялась методом Бонди в модификации М.С.Рожковой.
При определении содержания ионов натрия и калия методом пламенной фотометрии нами было выявлено, что в тощаковой секреции содержание ионов калия в желудочном соке здоровых людей составило 15,7±0,2 ммольл-1, что достоверно выше, чем у больных гастритом (5,1±0,6ммольл-1) и холециститом (4,35±1,4 ммольл-1).
В содержании ионов натрия достоверных различий найдено не было. У здоровых этот показатель равнялся
34,8±2,8 ммольл-1, у больных второй группы -36,6±6ммоль-л-\ третьей - 36±2 ммольл-1.
Концентрация ионов кальция, рассчитанная нами с использованием метода титриметрии, у здоровых лиц составила 3,4±0,2 ммольл1, что достоверно превышало таковую у больных гастритом (2,2±0,1 ммольл1) и холециститом (2,30±0,05 ммольл"1).
По количеству хлорид-ионов, которые определили в желудочном соке с использованием метода титрования по Фольгарду, достоверных различий не обнаружено.
Для базальной секреции вышеприведенные положения сохраняются. Так, содержание ионов калия в желудочном соке у здоровых лиц составило 16,6±0,2 ммольл1, у лиц 2 группы - 4,9±0,7ммольтг1 , 3 группы - 7,06±0,35 ммольл1 (различия достоверны). Концентрация ионов натрия соответственно - 31,1 ±4,8 ммольтг1, 28,5±Зммольл"1 и 30,87±2,5 ммольл1 (в этом случае достоверных различий зафиксировано не было). Содержание ионов кальция у здоровых лиц составило 4,6±0,2 ммольл1, у больных гастритом - 2,4 ммольл"1, холециститом 2,30±0,05 ммольтг1.
В стимулированной секреции у здоровых лиц содержание ионов калия составило 14,8±1,6 ммоль л1, что также достоверно превышало этот показатель у больных гастритом, равный 4,2±0,7ммольтг1 и холециститом, равный 7,14±0,35ммольтг1. По ионам натрия и кальция результаты были аналогичны предыдущим.
Для подтверждения полученных результатов по содержанию ионов калия и натрия в желудочном соке методом пламенной фотометрии параллельно нами был использован ионометрический метод. Данные двух методов коррелировали друг с другом.
При изучении активности липазы установлено, что в порции А ее активность у больных гастритом ниже, чем у больных холециститом - 0,9±0,3ммольл"1мин"1 и 8,5±0,4ммольл"1мин"1 . Отмечается тенденция к увеличению содержания активности липазы в порции В (пузырная желчь) в этих группах заболеваний.
При изучении влияния бентонитовой глины Зырянского месторождения на содержание некоторых макроэлементов нами было взято по 25 проб с установленными значениями концентраций в тощаковой, базальной и стимулированной секрециях у 3 групп испытуемых.
В каждую из проб добавляли навески глины. При экспериментальном подборе навесок нами выбрана оптимальная, массой 0,01 г (в расчете на 1мл желудочного сока или дуоденального содержимого).
Под влиянием бентонитовой глины содержание ионов калия в желудочном соке как здоровых лиц, так и больных гастритом (таблица 1) и холециститом (таблица 2) достоверно снижалась во всех видах секрета.
Таблица 1 - Влияние бентонитовой глины на содержание ионов калия, натрия, кальция в желудочном соке у больных гастритом
Секреция Калий Натрий Кальций (ммоль л"1)
(ммоль п"1) (ммольл"1 )
до После до после до глины после
глины глины
тощаковая 5,1±0,3 2.4±0.3 36.57±2.5 33±2 2.21±0.05 3.13±0.05
базальная 4,9±0,4 2.6±0.3 28.5±1.5 28±2 2.43±0.05 3.21±0.05
стимулиро- 4.2±0.2 3.0±0.3 22.5±1.5 23±2 2.34±0.1 3.4±0.1
ванная
По содержанию ионов натрия достоверных различий не было обнаружено ни по одному типу секрета (таблицы 1,2). Видимо, размеры иона калия таковы, что он хорошо вписывается в пустоты силикатных структур и прочно в них удерживается, тогда как меньший по размерам ион натрия легко вымывается и переходит в раствор.
Таблица 2 - Влияние бентонитовой глины на содержание ионов калия, натрия, кальция в желудочном соке у больных гастритом
Секреция Калий Натрий Кальций (ммоль л"1)
(ммоль л"1) (ммольл )
ДО после до глины после до глины после
глины
тощаковая 5.1±0.3 2.4±0.3 36.57±2.5 33±2 2.21±0.05 3.13±0.05
базальная 4.9±0.4 2.6±0.3 28.5±1.5 28±2 2.43±0.05 3.21±0.05
стимулиро- 4.2±0.2 3.0±0.3 22.5±1.5 23±2 2.34±0.1 3.4±0.1
ванная
Концентрация ионов кальция под влиянием бентонитовой глины достоверно увеличилась во всехтипах секрета как в группе здоровых, так и в группах больных (таблицы 1, 2).
При сравнении влияния бентонитовой глины на содержания ]\|а+ . К+ > Са2+ в желудочном соке здоровых лиц и больных (на примере базальной секреции) было выявлено, что концентрация калия у здоровых лиц после применения бентонитовой глины понизилось на 65%, у больных гастритом на 47%, холециститом на 29%.
Содержание натрия достоверно не изменялось. Содержание кальция у здоровых лиц повысилось на 8,8%, у больных 1 группы на 24%, 2 группы - 23%.
Активность липазы в дуоденальном содержимом во всех порциях под действием бентонитовой глины увеличивается, что должно способствовать лучшему протеканию процесса липолиза в организме человека. Так, у больных гастритом активность липазы последействия глины в порции А составила 1,6±0,2ммольл"1мин"1(рисунок 1), а у больных холециститом - 9,5±0,5ммольл"1мин"1 (рисунок 2).
1
.
ABC □ до глины ■ после гл.
Рисунок 1 - Влияние бентонитовой глины на активность липазы в дуоденальном содержимом у больных гастритом
I I I
ABC
□ до глины ■ после гл.
Рисунок 2 - Влияние бентонитовой глины на активность липазы в дуоденальном содержимом у больных холециститом
На основе этого нами были сделаны выводы:
1)в желудочном соке здоровых лиц содержание калия и кальция достоверно выше, чем у больных гастритом и холециститом независимо от типа секрета;
2)под влиянием бентонитовой глины Зырянского месторождения Курганской области в желудочном соке
80
ВЕСТНИК КГУ, 2005. №4
отмечалось снижение концентрации ионов калия как у здоровых, так и у больных;
3)на содержание ионов натрия и хлора в желудочном соке независимо от вида секреции бентонитовая глина влияния не оказывает;
4)концентрация кальция в желудочном соке под влиянием бентонитовой глины увеличивается как у здоровых, так и у больных, что стимулирует секрецию соляной кислоты, а также инициирует сокращение гладких мышц желудка;
5)повышение активности липазы, возможно, обусловлено увеличением концентрации ионов кальция (за счет введения глины) и уменьшением содержания желчных кислот (исследовано ранее) при ее действии, что согласуется с литературными данными.
В ходе проведенного исследования была показана принципиальная возможность использования бентонитовой глины Зырянского месторождения Курганской области в качестве биологически активной добавки для предупреждения и устранения заболеваний желудочно-кишечного тракта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баталова Ш.Б. Глины, их минералогия, свойства и практическое
значение. М.: Наука, 1970. 142с.
2. Грим P.E. Глины, их минералогия, свойства и практическое значение.
М.: Наука, 1970. 272с.
3. Грим P.E. Бентонитовые глины. М.: Наука, 1980. 287с.
4. Грязных В. А. Желудочная секреция у здорового человека в покое и
после мышечной деятельности: Автореф. дис.„. канд. биол. наук. Ростов н/Д; 1983. 20с.
5. Ивашкин В. Т. Метаболическая организация функций желудка. П.:
Наука, 1981. 215с.
6. Ивашкин В.Т., Васильев В.Ю., Северин Е.С. Уровни регуляции
функциональной активности органов и тканей. П.: Наука, 1987. 272с.
7. Кузнецов А.П. Влияние мышечной нагрузки на секреторную функцию
желудка и поджелудочной железы//Физиол. человека. 1983. Т.9. №6. С.946-955.
8. Кузнецов А.П., Речкалов A.B., Смелышева Л.Н. Желудочно-кишечный
тракт и стресс : Монография. Курган, 2004. 506с.
9. Овсянников В.И. Интегративные аспекты регуляции моторики
желудочно-кишечного тракта//Физиология и патология моторной деятельностиЖКТ: Материалы симпозиума, Томск, 28-29 сент., 1992. Томск, 1992. 17с.
10. Панасюк Б.Н., Скляров Я.П., Карпенко Л.Н. Ультраструктурные и
микрохимические процессы в желудочных железах. Киев: Здоровье, 1979. 136с.
11. Шманько В.И., Критерий оценки биохимического состава желчи. М.:
Лабораторное дело, 1991.
Т.А.Шингаренко Региональный центр по ОУХО, О.М.Плотникова, Н.И.Науменко, И.Н.Шилова Курганский государственный университет, г.Курган
О СИСТЕМЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ В РАЙОНЕ ХРАНЕНИЯ И ПЛАНИРУЕМОГО УНИЧТОЖЕНИЯ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ ОТРАВЛЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ НА ТЕРРИТОРИИ ЩУЧАНСКОГО РАЙОНА
Авторами рассматриваются модели экологического мониторинга в районе ОУХО Щучанского района, которые создадут базу для оценки и прогноза состояния природных экосистем в условиях многофакторного техногенного воздействия, а
система пробоотбора обеспечит получение достаточных и достоверных данных по всем приоритетным загрязняющим веществам.
В Щучанском районе Курганской области расположен один из семи российских арсеналов химического оружия (ХО), в котором хранятся снаряды ствольной артиллерии и боевые части ракет, снаряженные зарином, зоманом и \/Х-газом - это более 5 тыс. т фосфороргани-ческих отравляющих веществ (ФОБ), подлежащих уничтожению - около 3 тыс. т зарина (изопропилметил-фтор-фосфоната), 1,8тыс. тзомана (пинаколилметилфторфос-фоната) и 0,7тыс. тви-икс (0-изобутил-3-2-(М,1\1-диэтила-мино)этилтиолметилфосфоната) с общей формулой Р0СН3Р(0)Х (где для зарина и зомана Х=Р, Р=(СН3)2СН, (СН3)3ССН(СН3), для \/Х - Х= ЗСН2СН2Ы(СН2СН3)2 , Р=(СН3)2СНСН2). Их уничтожение планируется произвести в период с 2008 по 2012 год.
В организации процесса уничтожения химического оружия Щучанского арсенала и всестороннего экологического мониторинга состояния природной среды в единой зоне защитных мероприятий (ЕЗЗМ) объектов хранения, транспортировки и уничтожения ХО имеются особенности, так как ни один другой аналогичный объект в России не находится в столь сложных и одновременно уникальных экологических условиях. Объекты хранения и уничтожения химического оружия (ОУХО) в Щучанском районе располагаются на расстоянии 12 км друг от друга и будут соединены железнодорожным путем. В связи с такой удаленностью объектов хранения и уничтожения ХО общая площадь ЕЗЗМ составляет около 750 км2, на которой располагается 20 населенных пунктов (в том числе г. Щучье и с. Чумляк) с общей численностью населения свыше 16 тыс. человек. По этой территории проходят оживленные железнодорожная и автомобильная магистрали Челябинск-Курган. В ЕЗЗМ Щучанского района попадают водная система реки Миасс с притоком Чумляк, озера Пуктыш, Панькино на севере ЕЗЗМ, Наумовс-кое в центре и озера южной части зоны защитных мероприятий (ЗЗМ) - Песчаное, Фролиха, Нифановское, множество болот, а также Чумлякское месторождение подземных вод.
Особенности рельефа и гидрологической сети в ЕЗЗМ обусловливают разнообразие почв и растительности. Преобладающими типами почв являются черноземы обыкновенные, выщелоченные, луговые - около 65%, со-лонцевато-солодевые почвы - около 20%, лугово-болот-ные - около 3% и серые лесные почвы - около 1,5%. В целом для почв Щучанского района в настоящее время характерно пониженное содержание гумуса и азота, достаточное - калия, среднее - фосфора и повсеместное повышенное содержание ионов меди и марганца.
Зональный растительный покров Щучанского района, расположенного в пределах лесостепной зоны западного сектора Западносибирской ботанико-географи-ческой макропровинции Сибири (Шумилова Л.Н., 1962), представлен сложным комплексом луговых злаково-раз-нотравных степей и остепненных лугов (в наше время в большей или меньшей степени освоенных человеком), их галофитныхвариантов в сочетании с березовыми, оси-ново-березовыми и осиновыми лесами в колочных западинах и на повышениях рельефа. Общая мозаичность растительного покрова усиливается обилием растительных сообществ, не относящихся к зональным (озерные и займищно-болотные ассоциации, растительность пойменных местообитаний, сосновые леса речных долин). Наиболее существенное влияние на характер растительного покрова в условиях резко континентального кпима-
