Введение к работе
Актуальность. С древнейших времён практически всем народам планеты известны полезные свойства различных минеральных вод для профилактики и коррекции ряда заболеваний. В подавляющем большинстве случаев минеральные воды эффективны, они легкодоступны, к ним нет патологического привыкания, большинство из них не обладает побочным действием и в этом их огромное преимущество перед многими современными лекарственными средствами. Дешевизна же является их абсолютным конкурентным преимуществом. Именно эти факторы заставляют в последние годы обратить особое внимание на водолечение, но уже с современных позиций. В этом плане следует отметить, прежде всего, то, что под понятием «минеральная вода» подразумевается зависимость её основных лечебных свойств от соотношения неорганических солей. Однако уже известно, что зачастую лечебные свойства воды определяются, в основном, присутствующими в ней органическими соединениями. Тем не менее, вопрос о влиянии органических веществ из минеральных вод на организм изучен явно недостаточно. Особую актуальность этот вопрос приобретает в связи с новыми технологиями производства, транспортировки, разлива и продажи минеральной воды в отдалённые от источников регионы, а также в связи с широтой контакта человека с минеральными водами и их производными.
В литературе сообщается об исследованиях, связанных с технологией выделения органических веществ из минеральных вод (в виде экстрактов) [Raynie D.E., 2006, Бехтерев В.Н., 2008, Шпейзер Г.М. с соавт., 2009 и др.], однако их токсикологическая оценка не проводилась, что подчёркивает актуальность исследований.
В Иркутской области органические вещества выделены из минеральной воды “Нукутская”. Эту воду местные жители используют для лечения различных заболеваний с 1964 г. Оздоровительный эффект “Нукутской” связывают с наличием в ней сероорганических веществ, на основе которых получают 32 % этанольный экстракт органических веществ (в дальнейшем по тексту обозначено непатентованным названием экстрамин), используемый в качестве средства для наружного применения. Тем не менее, научного обоснования использования этой воды и оценки ее профилактического, возможного токсического и оздоровительного действия не проводилось. Это и определило цель настоящего исследования.
Цель исследования – оценить лечебные свойства экстракта органических веществ из минеральной воды “Нукутская” при развитии ожоговых поражений кожи и дать ему токсикологическую характеристику.
Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие задачи:
-
Разработать модель раневого процесса на основе химического ожога кожи.
-
Оценить эффективность экстрамина при лечении ожога кожи.
-
Обосновать механизм противоожогового действия экстракта минеральной воды «Нукутская»
4. Выявить токсичность и особенности ответной реакции организма на воздействие экстрамина.
Научная новизна. В результате проведенных исследований впервые:
выявлена ранозаживляющая эффективность экстрамина, которая заключается в ускорении эпителизации, заживлении ожога без образования грубого рубца;
один из механизмов лечебного действия экстрамина при ожоговом поражении обусловлен усилением активности лейкоцитов через увеличение активности кислой фосфатазы, что свидетельствует о возрастании активности лизосом, способствующей антибактериальной защите, очищению раневой поверхности от поврежденных тканей;
установлены основные токсикометрические параметры экстракта органических веществ - экстрамин, по которым он относится к IV классу малоопасных веществ согласно “Классификации химических веществ по степени токсичности”.
Практическая значимость. Материалы исследований внедрены в практику Регионального управления № 28 ФМБА России при контроле соответствующих производств (акт внедрения от 22.02.2010 г.); в научно-исследовательский процесс, как модель создания раневой болезни и её лечения в условиях эксперимента в НИИ травматологии и ортопедии (акт внедрения от 01.03.2010 г.). Материалы исследования используются в учебном процессе кафедры «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» АГТА при изучении курса „Основы токсикологии” (акт внедрения от 10.02.2010 г.). Полученные данные используются для развития методологии экспериментального изучения новых фармакологических веществ в отделе токсикологии НИИ биофизики АГТА (акт внедрения от 31.01.2010 г.).
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Экстрамин эффективен при лечении химического ожога кожи.
-
Один из механизмов лечебного действия экстрамина при ожоговом поражении обусловлен усилением активности лейкоцитов
3. Химические вещества, содержащиеся в экстракте, обладают протекторным действием, снижая отрицательные эффекты острого и хронического отравления этанолом, уменьшая нагрузку на печень.
-
Экстрамин по степени опасности относится к IV классу малоопасных веществ.
Апробация работы. Материалы диссертации, доложены и обсуждены: на XI международной научной школе-конференции студентов и молодых ученых, Абакан, 2007г; на международной научно-практической конференции в области экологии и безопасности жизнедеятельности, Комсомольск-на-Амуре, 2008; на III съезде токсикологов России, Москва, 2008; на научно-практической конференции, Томск, 2009; на международной научно-практической конференции, Улан-Удэ, 2009; на ежегодных конференциях ”Современные технологии и научно-технический прогресс”, Ангарск, 2010; 9-ой международной научно-практической конференции СПб, 2010.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 печатные работы, в том числе 7 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получен патент на изобретение RU № 2357740 от 10.06.2009 г.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 143 страницах машинописного текста, иллюстрирована 32 таблицами и 33 рисунками. Включает список используемых сокращений, введение, обзор литературы, описание материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, а также обсуждение полученных результатов, выводы, список используемой литературы и приложения. Список литературы включает 167 источников, из которых 142 отечественных и 25 зарубежных авторов.
Объектом исследования являлся экстракт органических веществ из минеральной воды источника Нукутского месторождения – экстрамин.
Экстрамин разработан совместно с Иркутским государственным университетом. В основе способа получения препарата лежит выделение из исходной минеральной воды органических компонентов путём спиртовой экстракции. На этот способ получен патент РФ.
Экстрамин - 32% этанольный экстракт растворенных органических веществ из минеральной воды “Нукутская”. По данным Шпейзера Г.М. и соавт. (2006, 2010 г.) в пробах экстракта обнаружены полисульфиды (диэтилдисульфид, диэтилтрисульфид, 3,5-диметил-1,2,4-тритиолан) и соединения серы в модификации: S6, S7, S8. Содержание органических веществ в экстракте 17,6 мг/дм3 (по перманганатной окисляемости).
Исследование минеральной воды по физико-химическому и радионуклидному составу на основе результатов анализа протоколов и заключений исследований исходной минеральной воды “Нукутская” за 10 лет (1996-2006) показало, что минеральная вода имеет следующий состав (табл. 1).
Таблица 1
Физико-химический состав минеральной воды «Нукутская»
Содержание радионуклидов в пробах минеральной воды не превышает пределов, установленных НРБ-99/2009 (табл. 2).
Таблица 2
Содержание радионуклидов в минеральной воде “Нукутская”
Примечание: *- по НРБ-99/2009, исходя из предельного годового поступления. Погрешность на нижней границе диапазона измерений – 20 %.
В соответствии с критериями оценки минеральных вод, установленными МЗ РФ (МУ № 2000/34 “Классификация минеральных вод и лечебных грязей для целей их сертификации”), минеральная вода “Нукутская” является крепко сероводородной бромной лечебной водой для наружного применения.
Ожоговую рану производили по методике Убашеева И.О. и соавт. (1990). В эксперимент взято 40 кроликов массой 3,3-3,5 кг (4 группы по 10 животных). Лечение начиналось с первых суток открытым способом с нанесением экстрамина на всю поверхность выстриженного участка. Нанесение ежедневное до полного заживления с периодическим обследованием (2, 4, 5, 7, 10, 12, 14, 19, 21, 25 сутки) для оценки динамики раневой болезни и ее местных проявлений. В качестве препарата сравнения был выбран феракрил (ФС 42-2770-98), обладающий также и ранозаживляющими свойствами Были сформированы следующие группы по 10 животных в каждой: а) нелеченные кролики с ожогом – контроль; б) кролики с ожогом, леченные 32%-м раствором этанола, в) кролики с ожогом, леченные феракрилом; г) кролики с ожогом, леченные экстрамином. Состояние организма животных оценивалось по показателям, представленным в таблице 3.
Таблица 3
Методы определения показателей состояния животных в эксперименте
по установлению ранозаживляющей способности “Экстрамина”
Цитохимические данные обрабатывались с помощью полуколичественной оценки результатов, с использованием принципа Астальди. Результат (миелопероксидаза, катионный белок, щелочная фосфатаза (нейтрофилы)) выражали в виде среднего цитохимического показателя по L. Kaplow (1955) или среднего цитохимического коэффициента (СЦК, формула 1) (Kaplow L. S., 1955, Brownlee M., 2001).
СЦК = (1)
где К0, К1, К2, К3,К4 – процент клеток в группе.
У остальных цитохимических показателей (кислая фосфатаза (лейкоциты, нейтрофилы), -ГФДГ, СДГ) в эксперименте на ранозаживление единицами измерения были количество гранул/клетку (всего исследовали клеток 50 шт.).
Для установления параметров острой токсичности “Экстрамина” использовались белые мыши массой 18 - 20 г и белые нелинейные крысы-самцы (n=72). “Экстрамин” и 32% этиловый спирт в дозах 300 мг/кг или 3000 мг/кг вводили перорально через атравматический зонд. Так как «Экстрамин» представляет собой этанольный экстракт, параллельно с его изучением проверялось возможное негативное влияние водного раствора этанола (32об.%) на организм животных. Расчет среднесмертельных доз вели по методу Кербера [Лойт А.О. и соавт., 1996].
Определяли раздражающее действие «Экстрамина» на кожу (аппликация на кожу ушка крысам (n=10), оценивали по наличию эффекта) и слизистые оболочки глаз кроликов (n=10) [Лойт А.О. и соавт., 1996].
Кумулятивный эффект препарата оценивали по методу Ю.С.Кагана [Лойт А.О. и соавт., 1996], в условиях ежедневного (5 и 10 дней) перорального введения в дозах 1/5 и 1/10 DL50 с оценкой общего состояния животных (крысы, n=20), регистрацией случаев гибели и измерением массы тела. Оценку эффекта кумуляции проводили по классификации Л.И. Медведя (1968). При многократном введении токсичность Экстрамина изучали в 30-дневном эксперименте на 120 белых нелинейных крысах-самцах, которые были разделены на 4 группы по 10 животных в каждой. 1, 2-ой группе животных вводили Экстрамин в дозах 3000 мг/кг, 300 мг/кг (соответственно) перорально 1 раз в сутки. 3-я группа служила контролем и получала 32% этиловый спирт в дозе 3000 мг/кг. 4-я группа – интактные животные. Доза 300 мг/кг этанола (30-40%)– минимальная (для крыс), которая вызывает ряд физиологических сдвигов, а доза 3000 мг/кг максимально переносимая, не приводящая к гибели животного [Бонитенко Ю.Ю., 2005].
Состояние организма животных оценивали по показателям, представленным в таблице 4.
Таблица 4
Состояние животных и методы определения показателей
в хроническом эксперименте
Общий белок
- ГТП, АлАТ (биохимический анализатор FP-901М, Финляндия),
GHS ( Sedlak J., 1968).
Статистическую обработку данных проводили с помощью программ Microsoft Office Excel 2007 и "Biostat". Вычисляли среднее арифметическое (М), и его ошибку (m). Сравнение между группами по количественным признакам в условиях подчинения закону нормального распределения проводили с применением t-критерия. Достоверность различий между показателями (р) считалась значимой при p < 0,05.
![Токсикогенетический подход к санитарно-гигиенической оценке промышленных сточных вод и их химических компонентов [Электронный ресурс]](/i/i/4436/192781.png "Токсикогенетический подход к санитарно-гигиенической оценке промышленных сточных вод и их химических компонентов [Электронный ресурс] Денисова Татьяна Павловна")
