Введение к работе
Актуальность проблемы
В настоящее время грязелечение рассматривают как сочетанное воздействие на организм физических (тепло, гидростатическое давление) и химических факторов (минеральные компоненты, неспецифические и специфические органические вещества). Известно, что грязевые процедуры оказывают на организм разностороннее действие: положительно влияют на трофику тканей, синтез белков, нейрофизиологический статус (Kovarik , 1988), стимулируют функции иммунной системы (Апресин, 1986). Показаны их антимикробный и антивирусный эффекты (Дегтяренко и др., 1985), противоопухолевое действие (Сево-стьянова, 1998; Flaiget al„ 1989).
Грязелечение, как высокоэффективный немедикаментозный метод лечения, реабилитации и профилактики большого числа заболеваний находит вес более широкое применение не только в санаторно-курортной системе, но и в больничных стационарах, профилакториях и поликлиниках. С другой стороны, грязевые процедуры имеют много ограничений и даже противопоказаний в связи с наличием у больных сопутствующих заболеваний, например, выраженной патологии сердечно-сосудистой системы, диабета, астмы и многих других заболеваний, что снижает эффективность использования бесценного дара природы, каким являются лечебные грязи.
С ростом мирового производства, несмотря на его спад в нашей стране в последние годы, увеличивается количество химических веществ, мигрирующих через атмосферу планеты и имеющих существенное биологическое значение для биогеоценозов водоемов, где формируются лечебные грязи. Специфические органические вещества их, выполняя биосферную функцию экологического щита человечества, практически необратимо поглощают многие из токсикантов антропогенного происхождения, но при этом сами становятся непригодными для лечебного пользования.
Более десяти лет назад ученые-курортологи Сибири (Стариков и др., 1988), где запасы лечебных грязей, казалось бы, велики, выступили, тем не менее, с инициативами, направленными на их охрану и экономию. Обеспокоенность вопросами сохранения курортных ресурсов, в том числе и грязевых, высказали ведущие ученые России, Российского научного центра реабилитации и физиотерапии МЗ РФ, руководители санаторно-курортных учреждений. Эти вопросы рассматривались на заседаниях научно-методического Совета по проблеме «Курортология» санаторно-курортного объединения федерации независимых профсоюзов «Профкурорт» 4 июня 1997 года и 2 февраля 1999 года в г. Москве.
В результате вышеизложенного, в последнее десятилетие сформировалась необходимость создания на основе лечебных грязей таких препаратов, которые сохраняли бы высокую терапевтическую активность нативных грязей и были свободны от вышеуказанных негативных сторон классической пелоидотерапии. Они расширили бы ее возможности, снизив число противопоказаний. Такие
препараты могут быть получены из некондиционных и бывших в употреблении лечебных грязей. Расход лечебной грязи при лечении такими препаратами снижается в тысячи раз по сравнению с нативнои пелоидотерапией, что имеет большое эколого-экономическое значение.
Одной из трудных проблем на пути разработки теории и практики получения и применения пелоидопрепаратов является недостаточная изученность тех компонентов сложнейшего биогеохимического тела природы, каким являются пелоиды, которые в первую очередь обуславливают их терапевтическую эффективность (Самутин, Кривобоков, 1997).
Работами ряда авторов (Лещинский с соавт., 1982,1989; Цветкова с соавт., 1986; Низкодубова, 1987; Шустов, 1988,1996; Сидоров, Мамиляева, 1997; Самутин, Кривобоков, 1997) показана большая роль химического фактора в механизме лечебного действия грязей. По мнению многих исследователей терапевтическая ценность пелоидов обусловлена наличием в них органических веществ различной природы, как неспецифических, так и специфических, характерных только для таких систем, как лечебные грязи. Если неспецифические вещества пелоидов (аминокислоты, белки, липиды, витамины, гормоны как продуценты микрофлоры) в какой-то мере изучались, то специфические органические вещества, абсолютно преобладающие в составе общего органического вещества пелоидов, изучены недостаточно или фрагментарно. В то же время многие авторы считают их ведущим фактором в проявлении биологической активности пелоидов (Самутин, Кривобоков, 1997). Высокая и многообразная активность гумшювых веществ обусловлена строением и свойствами, большим набором функциональных груші их макромолекул, способных к образованию разного вида химических связей, внутрикомплексных соединений. Полидисперсность и полифункциональность обеспечивает высокую буферность гуми-новых веществ в отношении окислительно-восстановительных, кислотно-основных и комплексообразовагелышх процессов.
Благодаря работам Матис (1983), Низкодубовой с соавт. (1983) и другим получены и ограниченно используются пелоидопрепараты на основе липидных фракций органических веществ, в то время как пелоидопрепараты на основе именно специфических органических веществ - единичны (Косьянова, 1985; Аввакумова, 1992).
Изложенное, вслед за большинством ученых, занимающихся разработкой механизмов терапевтического действия лечебных грязей и препаратов на их основе, позволяет нам утверждать, что одним из ведущих направлений развития исследований в настоящее время является изучение физико-химических, биохимических основ действия гуминовых веществ как нативных грязей, так и в преформированном виде - в виде пелоидопрепаратов.
Цель исследовании
Обосновать возможность получения биологически активных веществ и получить на их основе пелоидопрепараты гуминового ряда с высокой терапевтической и эколого-экономической эффективностью из иловых сульфидных, низ-
коминерализованных лечебных грязей.
Задачи исследования
-
Дать количественную характеристику состава и структурной организации специфических органических веществ иловых сульфидных грязей на фракци-онно-групповом уровне
-
Опираясь на результаты исследования состава специфических органических веществ на субмолекулярном уровне, количественные характеристики физико-химических свойств как суммарного органического вещества, так и его групп, установить наличие ряда гуминовых веществ.
-
Оценить степень изменчивости состава и свойств гуминовых веществ пе-лоидов в одной и в разных природных зонах в зависимости от биогеохимических условий формирования грязевых месторождений с учетом сезонов года.
-
Определить физико-химические параметры выделенных и очищенных препаратов гуминового ряда на количественном уровне, в том числе как диаг-ностико-идентификационные критерии.
-
Количественно охарактеризовать кислотно - основные и комплексообра-зовательные свойства препаратов гуминового ряда.
-
Даіь лабораторно-клнпичсское обоснование возможности и эффективности применения препаратов гуминового ряда.
-
На основе обобщения результатов комплекса использованных методов исследования провести анализ и дать сравнительную оценку биологической активности и терапевтической эффективности препаратов гуминового ряда в зависимости от их структуры и свойств.
-
Разработать способы получения базовых пелоидопрепаратов гуминового ряда.
-
Получить информацию, позволяющую повысить уровень биохимического знания специфического органического вещества иловых сульфидных грязей, составляющих основу грязевого фонда России.
Научная новизна
Впервые па основе знания структурной организации общего органического вещества пелоидои выделен генетический ряд гуминовых препаратов с закономерно изменяющейся структурой, свойствами и биологической активностью.
Впервые для гуминовых препаратов пелоидов получены количественные критерии кислотно-основных и комплексообразовательных хелатирующих свойств.
Впервые выявлено влияние препаратов гуминового ряда па активность ключевых ферментов окислительного метаболизма, ангиоксидантной защиты (супероксиддисмутаза, каталаза, лактатдегидрогеназа, малатдегидрогеназа) как в модельных опытах in vitro, так и in vivo, а также на некоторые показатели иммунного статуса организма.
Впервые выявлена высокая эффективность физиотерапевтического лечения препаратами гуминового ряда больных с неврологическими заболеваниями и
заболеваниями опорно-двигательного аппарата.
Разработаны способы получения трех базовых препаратов гуминового ряда, эффективных в терапевтическом и эколого-экономическом отношениях (патенты РФ №2028149 от 09.02.95 г.; №2043107 от 10.09.95 г.; №2122414 от 27. 11.98 г.)
Научно-практическая значимость
Совокупность новых сведений о составе, строении, физико-химических и биологических свойствах и биохимических механизмах действия гуминовых веществ пелоидов и препаратов гуминового ряда является фактическим руководящим материалом как в оценке лечебных свойств нативных пелоидов и пе-лоидопрепаратов, так и обоснования способов их применения.
Полученные препараты гуминового ряда, как очищенные концентраты основных действующих веществ лечебных грязей, позволяет обеспечить лечение тех больных, которым противопоказана пелоидотерапия как основной лечебный фактор грязевого курорта из-за ее высокой «нагрузочности», например, на сердечно-сосудистую систему, при диабете, астме или спинальным больным с пролежнями.'
Препараты гуминового ряда не являясь альтернативой нативным грязям, а дополняя их, позволяют осуществить ресурсосберегающий подход к использованию лечебных грязей, обеспечивают экономию кондиционных лечебных грязей, способствуют экологической защите курортных зон.
Эколого-экономическая эффективность препаратов велика: по минимальным оценкам можно считать, что из той массы лечебной грязи, которая расходуется на цикл лечения одного больного может быть получено такое количество препарата, которым можно пролечить не менее 10 тысяч больных, причем возможно использование некондиционной грязи.
Апробация и внедрение результатов работы
Результаты исследований представлены на съезде фармацевтов (.Ярославль, 1987), научно-практической конференции, посвященной 50-летию образованию курорта Янган-Тау (Уфа, 1987), областной научно-практической конференции «Научно-технический прогресс и медицина (Куйбышев, 1988), 14-й научно-практической конференции по вопросам курортного лечения (Куйбышев, 1988), республиканской научно-практической конференции «Современные проблемы использования физических факторов в комплексном лечении и реабилитации больных заболеваниями опорно-двигательного аппарата, нервной системы и женских половых органов» (Одесса, 1989), республиканской научно-практической конференции «Пути уменьшения антропогенного воздействия на природные курортные ресурсы» (Одесса, 1990), 1-м Международном конгрессе «Иммунореабилитация и реабилитация в медицине» (Дагомыс, 1994), научно-практической конференции, посвященной 25-летию фармацевтического факультета СамГМУ (Самара, 1996), 1П-м Международном конгрессе «Иммунореабилитация и реабилитация в медицине» (Эйлат, Израиль, 1997), междуиа-
родной научной конференции «Природные (курортные) и преформированные физические факторы в профилактике и лечении болезней человека» (Москва-Иваново-Оболсуново, 1997), научной конференции «Моделирование и прогнозирование заболеваний, процессов и объектов» (Самара, 1998), Международной научно-практической конференции «Экономика природопользования» (Пенза, 1998), Международной научно-практической конференции «Почва, отходы производства и потребления: проблемы охраны и контроля» (Пенза, 1998), IV-m Международном конгрессе «Иммунореабилитация и реабилитация в медицине» (Сочи, 1998), Межрегиональной научно-практической конференции «Роль природных факторов в санаторно-курортном лечении» (Казань, 1998), Международной научно-практической конференции «Экология і! жизнь» (Пенза, 1999), заседании научно-методического совета по проблеме «Курортология» департамента медицинской работы санаторно-курортного объединения ФНПР «Проф-курорт» (Москва, 1999), на совместном заседании Самарского отделения биохимического общества Российской Федерации и кафедр биологической и клинической биохимии; общей и биоорганической химии; фармацевтической химии; органической, физической, коллоидной химии фармацевтического факультета; лаборатории иммунологии научно-исследовательского центра Сам-ГМУ.
Изданы методические рекомендации для врачей физиотерапевтов, гинекологов, невропатологов: «Физиотерапевтические способы применения пелоидо-препаратов из лечебных грязей курорта «Сергиевские минеральные воды» при заболеваниях опорно-двигательного аппарата» (Самара, 1994), «Физиотерапевтическое применение пелоидопрепаратов из лечебных грязей курорта «Сергиевские минеральные воды» при гинекологических заболеваниях» (Самара, 1994); для сотрудников геолого-гидрохимических лабораторий - методические рекомендации «Определение группового и фракционного состава специфических органических веществ иловых сульфидных грязей» (Самара, 1994).
Получено патентов на изобретения - 3; подано заявок на патенты и получено приоритетных справок - 3.
Основные положения, выносимые па защиту
-
Состав, строение и свойства специфических органических веществ пелоидов являются функцией биогеохимических условий их формирования в грязевых месторождениях. Особенно существенные отличия имеют специфические органические вещества пелоидов разных природных зон. Менее существенно различаются по составу и свойствам специфические органические вещества пелоидов одного региона, которые формируются в условиях геохимически различающихся подстилающих пород, минерализации грязевого раствора и окислительно-восстановительных условий. По этим причинам как в целях на-тивной пелоидотерапии, так и при получении пслоидопрепаратов гумииового ряда необходимо учитывать групповой состав гуминовых веществ.
-
Фульвокислоты, гиматомелановые, гуминовые кислоты и суммарное органическое вещество являются сложными высокомолекулярными полидис-
персными, поликонденсированными полисопряженными веществами, закономерно отличающимися степенью выраженности перечисленных признаков, мо-лекулярно-массовым распределением, элементным составом макромолекул, степенью окисленное и ароматичности, термодинамической устойчивостью, концентрацией свободных радикалов, кислотно-основными, окислительно-восстановительными и комплексообразовательными (хелатирующими) свойствами. На основании общности путей образования групп специфических органических веществ и отмеченного выше их химического сходства можно считать фульвокислоты, гиматомелановые, гуминовые и суммарное органическое вещество генетическим рядом гуминовых веществ пелоидов.
-
Фульвокислоты, гиматомелановые, гуминовые и суммарное органическое вещество пелоидов обладают разнообразной биологической активностью, принимая участие в биохимических процессах, обуславливающих ферментативный и иммунный статус, что в свою очередь обеспечивает достаточно высокую терапевтическую эффективность этого ряда гуминовых препаратов.
-
Уровень биологической и терапевтической активности препаратов гуми-нового ряда находится в достаточно хорошо выраженной зависимости от их состава, строения, свойств и проявляется при заболеваниях опорно-двигательного аппарата, неврологических и гинекологических заболеваниях.
-
Преимуществом пелоидопрепаратов гуминового ряда является относительная однородность, отсутствие нежелательных примесей (экологическая чистота), возможность дозированного регулируемого электрофоретического применения, наличие меньшего количества противопоказаний по сравнению с классической пелоидотерапией.
-
Пелоидопрепараты гуминового ряда позволяют реализовать ресурсосберегающие подходы в курортной практике, они обладают высокой эколого-экономической эффективностью и повышают культуру труда врачей - пелоидо-терапевтов.
Объем и структура диссертации
