Наук российской федерации б. И. Леонов, В. И. Прилуцкий, В. М. Бахир физико-химические аспекты биологического действия электрохимически активированной воды москва, 1999
|
|
Скачать 3.87 Mb.
|
|
ОВП во взвесях дрожжевых клеток и сперматозоидов быка |
|
Глава 4. МОДЕЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СИСТЕМНОГО ДЕЙСТВИЯ ЭХА-РАСТВОРОВ НА ВНУТРЕННЮЮ СРЕДУ ОРГАНИЗМА 4.1. Возможные пределы изменений ОВП в органах и тканях. Для биологических субстратов актуален приблизительный диапазон s от минус 250 до 1000 мВ,ХСЭ. Разброс рН в биологических средах обычно не выходит за пределы 6,0 - 8,0. Внутриклеточный ацидоз со смещением рН до величин ниже 6,0 (например, при острой ишемии миокарда) связан с развитием некробиоза.[39] Уменьшение рН клеток печени ниже 7,0 приводит к существенным нарушениям ее функции. Значения крови выше 7,6 представляют непосредственную опасность для жизни.[41] Таким образом рН-зависимые изменения ОВП в биологических средах в соответствии с регрессией ст/рН (см. формулу (6)) могут достигать величин порядка 100 мВ. (без учета сопутствующих изменений отношения [Ox]/[Red]). Допустимые колебания ОВП во внутренних средах организма мало изучены. По данным Г.В.Сумарукова [42] мелкие лабораторные животные (мыши, крысы) остаются живы после внутрибрюшинного введения радиопротекторов, сопровождающегося регрессией ОВП в тканях головного мозга, печени, почек, мышц, костного мозга приблизительно на 100-200 мВ. ОВП ткани головного мозга млекопитающих при острой ишемии повышается на 60-80 мВ. [43, 44] В целом по сумме приведенных данных можно предположить, что микроэкологические условия во внутренней среде организма, характеризующиеся рН 6,0 и при ОВП 400 мВ,ХСЭ, несовместимы с нормальной жизнедеятельностью клеток. Формальный верхний физиологический предел ОВП тканей в диапазоне рН = 6,0 - 8,0 не установлен. Нижние допустимые физиологические пределы ОВП в организме также неизвестны. В белково-клеточных средах млекопитающих при рН 6,0 и при рН 8,0 нарастают грубые функциональные нарушения. В диапазоне рН = 3,0-4,0 большинство растворенных белков подвергаются необратимой коагуляции. При сдвигах рН белковых сред в диапазон 9,0-10,0 происходит агрегация белковых молекул, которая по большей части имеет обратимый характер.[45] Указанные моменты достоверно относятся только к тем ситуациям, когда закисление или защелачивание растворов белков осуществляется без применения методов ЭХА, то есть обычными растворами кислот и оснований. Однако есть все основания считать, что анолит и католит со смещением рН (и, следовательно, ОВП) в области крайних значений обладают абиотическими свойствами. 4.2. Совместимость ЭХА-растворов с жизнью клеточных тест-объектов. Границы подвижности одноклеточной водоросли эвглена зеленая (Euglena viridis) в ЭХА-средах. Эвглена - одноклеточная зеленая водоросль, обитающая в открытых водоемах в водной среде с рН, близким к нейтральным значениям, при ОВП 200-400 мВ,ХСЭ. В лабораторных условиях эвглена культивируется в многокомпонентной водно-минеральной среде с микродобавками витаминов с рН = 6,90 - 6,95 ; ОВП = 350 - 370 мВ,ХСЭ. Клетки эвглен передвигаются с помощью жгутика, при возникновении экологически неблагоприятных условий сбрасывают жгутик, теряют подвижность и округляются (сферулизуются). Сферулизованные эвглены некоторое время сохраняют жизнеспособность. Погибшие клетки эвглен, облучаемые ультрафиолетовым светом в системе люминисцентного микроскопа, характеризуются красной флюоресценцией. Эвглены сохраняют хорошую подвижность в образцах обычной питьевой воды, не содержащей соединений активного хлора и других абиотических примесей. В московской водопроводной воде, полученной непосредственно из-под крана, при рН = 6,8 - 7,5 и ОВП = 200 - 450 мВ,ХСЭ с концентрацией активного хлора (Сах) порядка 0,5-1,0 мг/л клетки эвглен, взятые из нормальной культуральной среды, в подавляющем большинстве сферулизуются в течение нескольких секунд и в дальнейшем их подвижность не восстанавливается. Единичные эвглены сохраняют подвижность и в этих условиях. По мере элиминации из воды активного хлора выжившие эвглены размножаются и продолжают активно двигаться в течение 9 - 11 дней до исчерпания питательного ресурса среды. В процессе электрохимической обработки водно-солевых растворов образуются стабильные и метастабильные активные химические соединения, в том числе соединения активного хлора, обладающие цитотоксичностью. Суммарная концентрация сильных окислителей (Сox), образующихся у анода, определяется с помощью следующего расчета: 1) удельный расход электричества (q Кл/л) рассчитывается по формуле: q = I/Q, (11) где I - сила тока, А; Q - объемная подача водно-солевого раствора в анодную камеру, л/с; 2) величина Сox (моль/л) вычисляется с помощью выражения: Сох = q/F , (12) где F - число Фарадея (96500 Кл/моль). Между характеристиками Сох и Сах существует определенная связь, смысл которой в том, что соединения активного хлора (например, гипохлорит натрия, NaClO) являются частным случаем сильных окислителей, совокупность которых в ЭХА-растворах включает стабильные и метастабильные молекулы, не содержащие хлор. Так как один ммоль гипохлорита натрия соответствует 74 мг этого вещества, то Сах по гипохлориту, равная 74 мг/л, эквивалентна 1103 моль/л. Если величина Сох, рассчитанная по формулам (11, 12) или определенная другим методом, равна 1103 моль/л, то для гипохлорита это равнозначно 74 мг/л, но для других сильных окислителей весовое выражение их концентраций в данном случае будет иным. Сравнение биологической или абиотической активности сильных окислителей различной природы удобнее проводить по показателям молярных концентраций. Однако на практике в отношении хлорсодержащих антисептиков и ЭХА-растворов закрепилась оценка их биоцидной активности по показателям активного хлора, то есть по Сах. Поэтому в дальнейшем мы будем переводить молярные концентрации Сох (моль/л) в условный эквивалент Сах (мг/л) для случая, в котором сильные окислители в растворе были бы представлены только одним гипохлоритом. Например, Сох ЭХА-раствора сложного состава равна 0,0108 моль/л, раствор гипохлорита натрия концентрацией Сах = 800 мг/л также характеризуется Сох = 0,0108 моль/л. Эти растворы, разные по химическому составу, эквивалентны по молярным концентрациям сильных окислителей, биоцидность которых в одном растворе может проявляться иначе, чем в другом. Влияние Сох продуктов, синтезированных у анода, на подвижность эвглен изучали в следующем эксперименте. С помощью установки СТЭЛ получали ЭХА-раствор типа АН с рН = 6,5; ОВП = 600 - 650 мВ,ХСЭ; Сох = 0,004 моль/л, что для неактивированного раствора гипохлорита эквивалентно Сах = 300 мг/л. Полученный АН добавляли в культуру эвглен в разведениях 1:1000; 2:1000; 3,5:1000; 6:1000 и получали таким образом в культуральной среде значения Сох = 4106; 8106; 1,4105; 2,4105 моль/л. Подобные молярные концентрации были бы достигнуты в растворах гипохлорита с Сах = 0,3; 0,6; 1,0 и 1,8 мг/л, соответственно. Подвижность эвглен зависела от интенсивности затравки культуральной среды следующим образом. При Сох = 4106 моль/л подвижность клеток существенно не менялась или менялась незначительно. При Сох среды = 8106 моль/л подвижность эвглен существенно уменьшалась, часть клеток подвергалась сферулизации. Дальнейшее увеличение Сох в культуральной среде до 1,4105 - 2,4105 моль/л приводило к полному обездвижению и сферулизации эвглен. Эти данные хорошо совпадают с результатами наблюдений изменения подвижности клеток эвглен в хлорированной водопроводной воде - подвижность клеток полностью прекращалась при Сах 1,0 мг/л, что эквивалентно 1,35105 моль/л. При добавке АН к культуральной среде для эвглен в пропорциях 1:1000 - 6:1000 рН и ОВП среды не изменялись и находились до и после добавки ЭХА-раствора в пределах 6,95 + 0,1 и 360 + 10 мВ,ХСЭ, соответственно. Следовательно, в этой ситуации изменения подвижности клеток микроскопических водорослей не были рН-зависимыми или ОВП-зависимыми и определялись только степенью загрязненности искусственной среды обитания эвглен. В свежем католите, приготовленном на установке СТЭЛ на основе заведомо экологически чистой питьевой воды при q до 80 Кл/л (рН = 8 - 9; ОВП = от минус 100 до минус 350 мВ,ХСЭ, подвижность клеток Euglena viridis сохраняется в течение продолжительного времени (до 10 суток). Для изучения действия на эвглен факторов рН и ОВП в ЭХА-растворах вне зависимости от присутствия побочных цитотоксических продуктов полученные образцы анолита и католита минерализацией не более 1 г/л подвергали дополнительной обработке с помощью угольных сорбентов марки СКН (Киев) или цеолитов синтетических. ЭХА-растворы смешивались с сорбентами в весовом отношении 1 г сорбента на 10 мл раствора. Экспозиция ЭХА-растворов с сорбентами продолжалась в течение 45 мин в емкостях из лабораторного стекла при комнатной температуре. В этих условиях ЭХА-растворы сохраняли аномальные сочетания рН и ОВП. После экспозиции ЭХА-растворов с сорбентами они подвергались тестированию по показателю подвижности эвглен. Клетки водорослей захватывались пипеткой и вносились в обработанные сорбентами растворы анолита или католита. Подвижность клеток оценивалась с помощью обычной светооптической микроскопии методом «давленной капли». На рис. 4.1. область распределения ковариант рН ОВП, ограниченная контуром Э, соответствует хорошим показателям подвижности эвглен в ЭХА-растворах, обработанных сорбентами, характеризующихся данными сочетаниями рН и ОВП. На том же рисунке контуром В обозначена область сочетаний рН ОВП, благоприятная для роста бактерий на питательных средах [18]. Совпадение контуров Э и В лишь частичное. В диапазоне рН от 3,5 до 9 подвижность эвглен ограничена сверху значениями ОВП = 400 - 500 мВ,ХСЭ. При рН = 7-10 эвглены остаются подвижными в ЭХА-средах с показателями ОВП от минус 500 до минус 800 мВ,ХСЭ. При рН = 5-7 подвижность эвглен сохраняется в ЭХА-средах с ОВП = до минус 450 мВ,ХСЭ. В диапазонах рН 3,5 и рН 10,5 эвглены полностью обездвиживаются. В отличии от эвглен бактерии-ацидофилы способны расти на средах с рН = 2 - 3,5 при ОВП = 800 - 1100 мВ,ХСЭ. Показатели рН от 3,5 до 10,5 совместимы с жизнедеятельностью большинства исследованных микроорганизмов и микроскопической водоросли Euglena viridis. Особенностью эвглен является их способность сохранять подвижность в католите с рН = 9 - 10,5 при ОВП = минус 500 – минус 800 мВ,ХСЭ, очищенном с помощью сорбентов от побочных примесей. Таким образом по тесту подвижности эвглен и по показателям выживания микроорганизмов абиотические условия в среде католита возникают при рН выше 10-10,5. Аномальные электронодонорные характеристики ОВП до минус 800 мВ,ХСЭ сами по себе не являются признаком цитотоксичности.  Рис.4.1. Область значений ОВП, совместимых с подвижностью эвглен в водных средах. Э – ареал подвижности эвглен; В – ареал роста микроорганизмов. Влияние факторов электрохимической обработки водных сред на подвижность сперматозоидов быка. Для оценки цитотоксического действия ЭХА-сред на изолированные клетки организма млекопитающего проводилось определение подвижности в этих средах сперматозоидов быка по методике А.П.Еськова и Р.И.Каюмова. [46] Гранулированная сперма быка, замороженная в парах азота, подвергается размораживанию в физиологическом растворе. Полученная взвесь подвижных клеток инкубируется в тестируемых водных средах, доведенных до изотонии добавками хлорида натрия. Инкубация осуществляется в оптической кювете в нормотермических условиях. С помощью специальной измерительно-регистрирующей системы проводится автоматический подсчет количества актов прохождения сперматозоидов через инфракрасный лазерный зонд. Характеристики лазерного излучения подобраны таким образом, что они индифферентны относительно жизнедеятельности клеточного объекта. Индекс подвижности сперматозоидов вычисляется как отношение среднего времени подвижности в испытуемом растворе к среднему времени подвижности в контрольном растворе: среднее время подвижности в контрольном растворе принимается за 100%. Таким раствором обычно является ампульная дистиллированная вода для инъекций, также доведенная до изотонии. Определяется также интеграл показателей подвижности сперматозоидов (интегральный индекс подвижности Is) также в процентах к контролю. Отклонения Is за пределы диапазона 60-120% относительно эталона рассматриваются как признак токсикологического риска. Поскольку действие растворов, подвергнутых электролизу, на клеточный объект является многофакторным, целесообразен последовательный анализ отдельно взятых факторов электрохимического воздействия на биологические объекты. Соответственно были поставлены следующие задачи: 1) выявить зависимость подвижности сперматозоидов в изотоническом растворе на основе католита от удельного количества электричества (q, Кл/л), затраченного при униполярной катодной обработке заведомо чистой ультрапресной воды с исходной минерализацией до 0,1 г/л; 2) выявить зависимость подвижности сперматозоидов от концентрации электрохимически синтезированного гипохлорита натрия (СNaClO, моль/л) в физиологическом растворе хлорида натрия; как известно гипохлорит является типичным продуктом анодного окисления. Указанные модели выбраны по следующим признакам: исследуемые водные среды сопоставимы по показателям рН в области значений 8 - 9 ; значения q, необходимы по расчету по формуле (11) для получения исследованных концентраций гипохлорита при анодном синтезе, эквивалентны в данном случае величинам q при униполярной катодной обработке ультрапресной воды. Католит ультрапресной воды получали в катодной камере модуля ПЭМ при постоянном токе силой 0,01; 0,03; 0,09 А от стабилизированного источника тока Б5-47 при расходе воды 0,00067 л/с. Соответственно q = 15 - 134 Кл/л. Исходный раствор гипохлорита, полученный на бездиафрагменном электролизере ЭДО, концентрацией 102 моль/л разводили физиологическим раствором до концентраций 105; 5105; 104; 5104; 103 моль/л. Теоретические значения q, потребные для получения таких концентраций гипохлорита, рассчитывались по формуле (12), при этом СNaClO рассматривалась как частный случай Сох. Соответственно, условные расчетные значения q для заданных концентраций гипохлорита: 1,0; 4,8; 9,6; 48 и 96 Кл/л. Определение показателя Is для сперматозоидов, инкубируемых в католите ультрапресной воды и в физиологическом растворе с добавками гипохлорита, проводилось в лаборатории отд. 23 ВНИИИМТ «НПО «Экран». [47] Зависимость Is от величин q, реальных при получении католита и расчетных для заданных концентраций гипохлорита, представлены в табл. 4.1. В той же таблице указаны значения ОВП тестируемых сред перед началом инкубации. Таблица 4.1 Is сперматозоидов быка в тестируемых электрохимически обработанных средах в зависимости от параметров q и ОВП.
Примечания: * в скобках - расчетные значения q для исследованных разведений гипохлорита, **близкие значения реальных и расчетных значений q объединены в общий диапазон. По данным табл.4.1 катодная обработка чистой ультрапресной воды при q до 45 Кл/л практически не влияет на подвижность клеточного тест-объекта. При q = 90 Кл/л показатель Is сперматозоидов во взвеси на католите снижается и при q = 134 Кл/л подвижность сперматозоидов во взвеси на католите подвергается полной депрессии, что соответствует стойкому переходу ОВП в область значений ниже минус 200 мВ,ХСЭ. Инкубируемые сперматозоиды нечувствительны по показателю подвижности к гипохлориту в концентрации порядка 105 моль/л, что соответствует расчетному q порядка 1 Кл/л. При СNaClO = 5105 моль/л (расчетное q = 4,8 Кл/л) во взвеси сперматозоидов наблюдается существенное снижение Is , но при увеличении концентрации гипохлорита до 104 моль/л (расчетное q = 9,6 Кл/л) отмечается достоверный пик активации жгутиковых клеток, совпадающий с переходом ОВП через диапазон 500-600 мВ,ХСЭ. При концентрациях гипохлорита 5104 - 103 моль/л (расчетные q = 48 - 96 Кл/л) значения Is взвеси сперматозоидов снижаются до 0, что соответствует ОВП 650 мВ,ХСЭ. Таким образом, устойчивое подавление подвижности клеточного тест-объекта в электрохимически обработанных средах в данном случае достигается при выходе ОВП за нижний или верхний предел диапазона значений минус 200 - 600 мВ,ХСЭ. Эти данные хорошо совпадают с диапазоном ОВП, экологически совместимым с жизнедеятельностью бактерий на редокс-средах с заданными показателями ОВП при рН = 8,0 - 8,5. [18] Изолированные клетки млекопитающих (эритроциты крови) чувствительны к гипохлориту в концентрациях порядка 107 моль/л, но при наличии в инкубационной среде фактора белковой защиты (молекулы альбумина) могут сохранять относительную устойчивость к гипохлориту в концентрациях до 102 моль/л. [48] Очевидно, что гипохлорит в низких концентрациях порядка 5105 моль/л вызывает обратимые нарушения подвижности изолированной жгутиковой клетки (сперматозоида) в присутствии факторов белковой защиты (белковые компоненты размороженного эякулята). По-видимому существенное увеличение ОВП при переходе к концентрации гипохлорита 104 моль/л до 500-600 мВ,ХСЭ активирует в клетках окислительные процессы, в том числе окислительное фосфорилирование. В результате происходит мобилизация внутриклеточных энергетических ресурсов и подвижность клеточного тест-объекта усиливается, несмотря на токсический фон инкубационной среды, связанный с действием гипохлорита. Дальнейшее повышение токсического фона в инкубате при концентрации гипохлорита 5104 моль/л и более усугубляет физиологические нарушения инкубируемых сперматозоидов - механизмы движения жгутиков теряют способность к активации за счет увеличения электроноакцепторных свойств среды, поскольку ее окислительный потенциал становится запредельным. Выводы. В инкубационной среде на католите показатели подвижности сперматозоидов устойчивы при ОВП до минус 180 мВ,ХСЭ. Более интенсивный режим катодной обработки (q 45 Кл/л) обуславливает быструю регрессию подвижности клеточного тест-объекта. Продукт анодного окисления - гипохлорит в концентрации 5105 - 104 моль/л вызывает обратимые нарушения функции подвижности изолированных сперматозоидов. Более высокие концентрации гипохлорита в инкубационной среде обуславливают полную и устойчивую депрессию подвижности клеточного тест-объекта. Размороженные сперматозоиды быка теряют подвижность в инкубационных средах с рН5 и сохраняют подвижность при рН инкубационных сред до 9 - 9,5. [46] С учетом этих данных ориентировочный ареал жизнеспособности спермы в средах с различными показателями рН и ОВП представлен на рис. 4.2.  Рис. 4.2. Область значений ОВП, совместимых с подвижностью сперматозоидов быка в изотонических водных средах in vitro.
Устойчивость эритроцитов крови человека при инкубации в ЭХА-средах. Эритроциты свежей донорской крови человека инкубировались в изотонических растворах хлорида натрия (9 г/л), приготовленных на основе ЭХА-сред, полученных на установках типа СТЭЛ и «ИЗУМРУД». Концентрация эритроцитов в тестируемых взвесях 1:500 - 1:1000. В контрольных опытах использовались пробы, приготовленные на дистиллированной или водопроводной воде. Продолжительность инкубации до 24 ч при температуре 20С. Исследовалась устойчивость эритроцитов в инкубационных средах к действию следующих гемолитических факторов: - осмотический шок методом мгновенного разведения изотонической эритроцитарной взвеси до уровня минерализации 4,5 г/л; - кислотный эритролиз методом добавления в изотоническую эритроцитарную взвесь соляной кислоты до концентрации 0,002 моль/л. Состояние эритроцитарных взвесей исследовалось с помощью фотометрии на спектрофотометре КФК-2 (кюв. 10,070; = 315 нм) с микроскопическим контролем. В изотоническом растворе хлорида натрия на дистиллированной воде резистентность эритроцитов к факторам гемолиза быстро уменьшалась до минимума, то есть до полного разрушения эритроцитов в среде при рН 5. Время кислого эритролиза в физиологическом растворе на основе дистиллированной воды в присутствии 0,002 Н НCl около 5 мин., что совпадает с литературными данными. [49] При инкубации эритроцитов в изотоническом растворе на основе водопроводной воды (рН 7) осморезистентность и кислотная резистентность эритроцитов постепенно снижается: к концу периода инкубации осморезистентность не менее 50%, время полного кислотного гемолиза 9 мин. В изотонической среде на католите водопроводной воды при малой интенсивности электрохимической обработки (q = 35 Кл/л; рН = 7,5 - 8,0; ОВП = 0 - 100 мВ,ХСЭ ) осморезистентность эритроцитов в течение первых 3 ч инкубации превышала показатели контроля, но отмечалась заметная модификация гемоглобина с усилением розового окрашивания. Суточная инкубация эритроцитов при изотонии на католите указанных характеристик вызывала следующие изменения: - значительная модификация гемоглобина; - снижение показателя времени кислотного гемолиза до 2 мин; - устойчивость оболочек эритроцитов к осмотическому шоку не менее 60% (в контроле 50%). В изотонических растворах на основе ЭХА-сред типа А и АН, полученных при удельном расходе электричества 35 - 70 Кл/л, а также на основе питьевой воды, очищенной на установке «ИЗУМРУД», происходила быстрая модификация гемоглобина с усилением серого окрашивания. При этом осморезистентность эритроцитов снижалась, но устойчивость эритроцитарных оболочек к действию кислоты в указанных средах повышалась. Гемолитическая активность воды, очищенной на установке «ИЗУМРУД», сохранялась только в течение 2-3 ч после ее получения и при дальнейшем выстаивании воды показатели ее действия на изолированные эритроциты не отличались от контрольных. Кислый эритролиз в условиях изотонии на воде, очищенной на установке «ИЗУМРУД», зависел от буферных свойств тестируемой среды. Когда очищенная вода обогащается гидрокарбонатами за счет СО2 атмосферы при добавлении концентрированной НСl 0,17 мл/л до 0,002 моль/л, рН раствора остается выше 5,0. В этих условиях кислый эритролиз не происходит. Суточная инкубация свежих эритроцитов при изотонии на ЭХА-средах типа К, А и АН, полученных при q = 90 - 720 Кл/л (ток 1 - 8 А на установке СТЭЛ при расходе воды 40 л/ч) дала следующие результаты. В ЭХА-средах, синтезированных при токе 1 А, остаточная резистентность эритроцитов к инкубации (то есть доля сохранившихся клеток) была во всех средах приблизительно одинаковой и составляла 25% с незначительной модификацией гемоглобина. В католите при рН более 11,0 (ток 3 А и выше) быстро происходил полный гемолиз с модификацией свободного гемоглобина. В кислом анолите при рН ниже 4,0 (ток выше 3 А, Сох = 1103-3103 моль/л) в условиях изотонии эритроциты полностью разрушались в течение 30 мин. и во взвеси появлялись макроскопические хлопья коагуляции, которые затем подвергались лизису. В АН, синтезированном при токе 1-3 А, в условиях изотонии (рН = 6,2 + 0,2; Сох = 3104 моль/л) после получасовой инкубации происходил частичный лизис эритроцитов с модификацией гемоглобина, но без выпадения коагуляционных хлопьев. В более «жестком» АН (ток 5-8 А; Сох = 1,5103 - 3103 моль/л) в изотонических условиях отмечалась быстрая модификация гемоглобина без разрушения клеточных оболочек и без образования хлопьев коагуляции. Эритроциты во взвесях сохранялись в виде «теней», приблизительно 1/3 модифицированного гемоглобина выходила за пределы клеточных оболочек при суточной экспозиции. Таким образом, действие АН на биологический субстрат, представленный эритроцитарной взвесью, было более щадящим по сравнению с действием анолита кислого. В электронодонорной среде (католит) отмечается тенденция к повышению осморезистентности эритроцитов и уменьшение их кислотной резистентности за исключением случаев, когда сдвиг рН в кислую сторону компенсируется буферным щелочным резервом среды. В нейтральных электроноакцепторных средах типа АН отмечается снижение осмотической резистентности эритроцитов и усиление их кислотной резистентности (точнее, повышение кислотной резистентности клеточных мембран). В кислых электроноакцепторных средах (в кислом анолите с концентрацией сильных окислителей 0,001 - 0,003 моль/л) происходит кислый эритролиз по аналогии с лизисом эритроцитов в 0,002 Н растворе НСl. Показатели концентраций стабильных окислителей, действующих на эритроциты в данном случае совпадают, но лизис эритроцитов в кислом анолите идет медленнее: в течение 30 мин. против 5 мин. в эквимолярном растворе соляной кислоты. 4.3. Комплексное описание физиологических гомеостазированных систем как объектов электрохимического регулирования с учетом возможных точек приложения действия ЭХА-растворов. В 1945 г. J.S.Grey [49], изучавший потребность в кислороде у пилотов высотной авиации, сформулировал теорию гомеостазирования системы дыхания. У физически крепких тренированных людей в стационарном режиме интенсивность альвеолярной вентиляции (Qa, л/мин) выражалась следующей формулой: Qa = 1,1[H+] + 1,31pCO2 90 + 1,06107(104 pO2)4,9, (13) где [H+] - концентрация ионов водорода в артериальной крови в нмоль/л; рО2 и рСО2 - напряжение (парциальное давление) кислорода и углекислого газа в артериальной крови, мм.рт.ст. Расчеты по формуле (13) показывают, что небольшие изменения рО2 в артериальной крови в сторону уменьшения мало влияют на величину альвеолярной вентиляции, то есть параболический член формулы (13) растет сначала медленно. При углублении артериальной гипоксемии с уменьшением рО2 до 65 мм.рт.ст. и ниже расчетное напряжение функции легких возрастает по очень крутой параболе и при этом теоретические значения Qa превышают физические возможности человека. Следовательно в стационарном физиологическом режиме существования организма человека реальные отрицательные смещения напряжения кислорода в артериальной крови не могут превышать по абсолютной величине минус 40 – минус 45 мм.рт.ст. в течение сколь-нибудь длительного времени. Аналогичные расчеты по формуле (13) показывают, что сдвиг рН в сторону ацидоза в артериальной крови и, по-видимому, в тканевых средах не превышает по абсолютной величине минус 0,2 – минус 0,3 ед. рН. Разумеется, эти расчеты характеризуют физиологический статус испытуемых пилотов американской высотной авиации теперь уже в полувековой ретроспективе. С тех пор биологическая природа человека мало изменилась, но изменился характер экстремальных физиологических ситуаций, в которых может оказаться человек в современных условиях (например, при сверхнагрузках в спорте, в космическом полете , при интенсивной терапии и т.д.). Однако мы будем исходить из оценок системных связей в человеческом организме, приближающихся к хорошо изученным рутинным вариантам, рассматривая формулу (13) как принципиальное описание многофакторной корреляции, указанных в ней показателей. Регрессия ОВП при уменьшении напряжения кислорода в тканях теплокровных составляет 1,0 - 1,5 мВ/мм.рт.ст. [27] Следовательно, уменьшение рО2 в биологической жидкости на 40 мм.рт.ст. создает вклад в электронодонорную активность, эквивалентный уменьшению ОВП приблизительно на 40-60 мВ. Однако сопутствующее гипоксии смещение рН в сторону ацидоза создает клад в электроноакцепторную активность, эквивалентный 15 - 20 мВ. В итоге суммарный сдвиг ОВП внутренней среды в сторону восстановительных значений при гипоксии не превысит по абсолютной величине регрессию этого показателя (ОВП 0) на 40 - 45 мВ. Как известно, изменения рН в организме могут быть навязаны введением во внутреннюю среду кислых продуктов, ощелачивающих соединений, изменением режима дыхания и газового состава вдыхаемой смеси, а также фармакологическими и иными экспериментальными воздействиями на общий и регионарный кровоток. Так в остром эксперименте на наркотизированных собаках в условиях торакотомии удалось показать основные типы зависимости рН и показателей газов крови (рО2 и рСО2) от навязанных организму острых нарушений кислотно-щелочного равновесия (КЩР), газообмена и общего кровообращения. [51] Моделировались следующие патологические состояния: 1) метаболический ацидоз (внутривенное введение 0,2 Н лимонной кислоты 1,5 мг/кг); 2) метаболический алкалоз (внутривенное введение 5% раствора бикарбоната натрия 10 мг/кг); 3) артериальная гипоксемия (принудительное дыхание гипоксической газовой смесью - 10% О2, в режиме нормовентиляции); 4) комбинированный (газово-метаболический) ацидоз (принудительная гиповентиляция легких обычным атмосферным воздухом); 5) газовый ацидоз без метаболической компоненты (принудительная гиповентиляция легких при дыхании чистым медицинским кислородом); 6) газовый алкалоз (принудительная гипервентиляция легких атмосферным воздухом); 7) общая гипоперфузия организма в режиме искусственного кровообращения(ИК) - (общая скорость кровотока - ОСК 50% от нормы). Подопытные животные контрольной группы наркотизировались и находились в состоянии операционной травмы, связанной с интраторакальным введением датчиков физиологической информации. Исходные показатели в этой группе соответствовали физиологической норме. Но в течение 15-30 мин. у травмированных животных развивался ацидоз смешанного типа не фоне нормальных показателей оксигенации артериальной крови, вентиляции легких и общего кровообращения. Полученные физиологические сдвиги в организме были ранжированы по показателям рН артериальной крови (рНа) от минимальных при декомпенсированном метаболическом ацидозе до максимальных при декомпенсированном метаболическом алкалозе. Гамма физиологических показателей в организме подопытных животных представлена в табл. 4.2. Таблица 4.2 Физиологические показатели в организме наркотизированных собак при сдвигах рНа при различных типах нарушения КЩР
Толкование данных табл. 4.2 основано на следующих предпосылках. Ионы водорода фармакологически активны и проявляют себя как симпатолитические агенты, поскольку они блокируют мембранные поверхности адренорецепторов. Соответственно, резко выраженный декомпенсированный метаболический ацидоз вызывает сосудистый коллапс, нарушает тканевую микроциркуляцию и снижает утилизацию кислорода организмом в основном за счет нарушения его доставки к тканям и органам. Первичное уменьшение ОСК при ИК первоначально не влияет на рН и газовые характеристики артериальной крови. В этом случае уменьшение транспорта кислорода в тканевой массив связано с чисто механическими причинами (снижение производительности перфузионного насоса аппарата ИК). В дальнейшем искусственная гипоперфузия сопровождается развитием метаболического ацидоза в связи с накоплением в тканях недоокисленных продуктов, что усугубляет нарушения микроциркуляции и способствует нарастанию тканевой гипоксии. При дыхании гипоксической смесью возникает артериальная гипоксемия и увеличение ОСК в качестве компенсаторной реакции. В результате утилизация О2 составляет 60% от нормы, что достаточно для сохранения стабильности системы КЩР (возникает незначительный метаболический ацидоз и в этих условиях снижение утилизации кислорода связано по преимуществу не с нарушениями микроциркуляции, а с недостаточной оксигенацией крови). Присутствие в тканях недоокисленных энергетических продуктов (по преимуществу молочной кислоты) создает предпосылки для повышенного кислородного запроса. Для проверки этого обстоятельства у подопытных собак, находившихся в течение 30 мин. в режиме ИК при ОСК 50% от нормы, форсированным увеличением производительности перфузионного насоса осуществлялось возвращение ОСК к 100% (то есть к исходному уровню, соответствующему физиологической норме). Состояние смешанного ацидоза при переходе от гипоперфузии к нормоперфузии практически не корректировалось, но при этом показатели утилизации кислорода организмом в течение нескольких минут увеличивались от 82% при гипоперфузии до 142%. (приблизительно в 1,7 раза). Следовательно грубые нарушения КЩР указанного типа сами по себе не препятствуют удовлетворению кислородного запроса, если доставка кислорода с кровью к тканям осуществляется в достаточном объеме. Гиперкапния (увеличение рСО2) крови вызывает симпатомиметический эффект, улучшает микроциркуляцию, что способствует повышению утилизации кислорода в организме несмотря на снижение рН при газовом ацидозе. Метаболический алкалоз, приводящий к значительному уменьшению концентрации ионов водорода в жидких биологических средах, резко ограничивает их симпатолитическое действие и создает преимущество для симпатомиметического действия СО2. В этом случае происходит активация микроциркуляции и утилизации О2. Как известно, физиологический гомеостаз в целом обеспечивается адекватностью притока энергии к функционирующим органам и тканям и величины энергетического запроса. Сигнал о величине энергетического запроса организма является комбинированным и несет информацию о соотношении ОСК и сосудистого сопротивления по показателям артериального и венозного давления, о насыщенности крови кислородом (рецепторы glomus carotis), о содержании в крови глюкозы («сахарный контур» нейроэндокринных регуляций), о действии на организм факторов физиологического напряжения (гипофизарно-адреналовая система), а также информацию об эффективности использования энергетических субстратов. Прямое следствие биологического окисления в организме проявляется выделением из тканей в кровь углекислого газа, образованием метаболической воды, метаболических шлаков и накоплением продуктов неполного биологического окисления в виде органических кислот преимущественно в форме молочной кислоты. Если бы кровь не обладала буферными свойствами, то появляющиеся во внутренней среде кислый или щелочные продукты в избыточных концентрациях порядка 107 - 108 моль/л сопровождались бы дрейфом рН в диапазоне 7,0 - 8,0 ед. рН, то есть колебаниями параметра [H] в формуле (13) на один порядок. В подобных условиях гомеостазирование функции легочного дыхания было бы физически невозможным из-за очень больших перепадов величин альвеолярной вентиляции. Емкость бикарбонатной буферной системы крови характеризуется порядком величин 102 моль/л, что достаточно для относительной стабилизации рН при значительных нарушениях энергетического баланса. При этом возникает дефицит или эксцесс буферных оснований крови (ВЕ). Потребность организма в щелочных соединениях при ацидозе определяется по формуле Миллелемгаарда-Аструпа: Dbc = 0,5BE W (14) где Dbc - доза 5% (0,6 моль/л) раствора бикарбоната (NaHCO3), необходимая для компенсации дефицита ВЕ, мл ; ВЕ - модуль величины ВЕ, ммоль/л ; W - масса тела пациента, кг. В соответствии с известной номограммой Сиггаарда-Андерсена трудно компенсируемые нарушения КЩР возникают при сдвигах ВЕ крови за пределы минус 5 - 5 ммоль/л. Поэтому для здорового человека весом 70 кг физиологически допустимая доза бикарбоната не должна превышать 0,5570 = 175 мл 5% раствора или 0,105 моль на объем циркулирующей крови (ОЦК). Если рассматривать католит, как обычное щелочное питье, то при рН = 10 он содержит концентрацию гидроксилов 104 моль/л, а при рН = 9 концентрация гидроксилов в католите 105 моль/л. Поскольку допустимая доза щелочного продукта для взрослого человека составляет в соответствии с формулой (14) приблизительно 101 моль на ОЦК, то очевидно, что щелочная нагрузка при питье католита с рН = 9-10 в объеме одного литра, соответственно, в 10000 - в 1000 раз ниже критической, поскольку буферная емкость этого ЭХА-раствора ничтожна. В сущности этот расчет подтверждается известным положением ГОСТ на питьевую воду, который допускает питье воды с рН = 9 без ограничений в соответствии с физиологическими потребностями. Но в отношении бикарбонатных минерализованных вод доза и продолжительность курса питья существенно ограничены клиническими показаниями. Аналогичные расчеты относительно анолита кислого показывают, что риск метаболического ацидоза при питье этого ЭХА-раствора также ничтожен. Следовательно, прямое действие ЭХА-растворов на рН биологических жидкостей внутри организма маловероятно. Более вероятно косвенное влияние ЭХА-растворов на КЩР посредством изменения ОВП внутренней среды с последующим изменением отношения [Red]/[Ox]. То есть предположительно действие ЭХА-растворов на биохимический и энергетический гомеостаз в организме осуществляется через действие на соотношение лактат/пирувиат, на величину ВЕ и далее фармакологически активные факторы КЩР (рН и рСО2) и на микроциркуляцию. Тканевая гипоксия различного происхождения, коррелирующая с регрессией ОВП в сторону восстановительных значений, сопровождается накоплением молочной кислоты, уменьшением ВЕ, тенденцией к метаболическому ацидозу и повышением кислородного запроса тканей. Очевидно подобные явления сопряжены с физиологическим действием католита, который, возможно, имитирует повышение электронодонорного фона при гипоксии без нарушения кислородного снабжения организма, поскольку реальный транспорт кислорода с кровью к тканевым структурам при питье католита не претерпевает первичных изменений. В подобных условиях метаболический ацидоз легко компенсируется за счет гипокапнии, связанной с усилением альвеолярной вентиляции, а повышение кислородного запроса в сочетании с возможностью его удовлетворения приведет в конечном итоге к усилению тканевого дыхания. Соответственно, физиологическое действие анолита на организм будет характеризоваться иной физиологической направленностью, отражающей его электроноакцепторные свойства. 4.4. Возможные патофизиологические следствия действия ЭХА-растворов на биохимическом и клеточном уровне. В 1975 г. Ю.П.Козлов [52] привел многочисленные данные о характере действия биоокислителей, в частности, свободных радикалов в тканях организма и в биологических жидкостях. Усиление процессов свободно радикального окисления на тканевом уровне сопровождается накоплением липоперекисей или продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в клеточных мембранах, органоидах, в частности митохондриях, что приводит к увеличению скорости утилизации кислорода и разобщению окислительного фосфорилирования. Ускоренное потребление кислорода тканями также интенсифицирует образование продуктов ПОЛ, что сопряжено с определенными патофизиологическими последствиями. При этом усиленная утилизация кислорода может стать неадекватной доставке кислорода тканям с кровью. Энергетическая эффективность использования кислорода в организме на фоне активации перекисного окисления снижается в связи с тем, что часть кислорода затрачивается на прямое (неферментное) взаимодействие с субстратами малой энергетической значимости. Липоперекиси обладают высокой цитоплазматической токсичностью, необратимо денатурируют ферментные белки, легко вызывают полимеризацию ферментов, оказывают разрушительное действие на узловые ферменты гликолиза, трикарбонового цикла, а также на основное макроэргическое соединение организма - АТФ. Резкое угнетение тканевого дыхания в подобной токсикологической ситуации неизбежно. По своей природе свободные радикалы и липоперекиси являются агентами электроноакцепторного действия. Анолит представляет собой электроноакцепторную среду с аномально усиленными электроноакцепторными свойствами. Но из этого не следует автоматически, что анолит нарушает тканевое дыхание во всех случаях. Обычный кислород, как известно, - один из сильнейших биоокислителей, но его токсическое действие проявляется только при передозировках. Аналогичным образом действие анолита на биологический субстрат должно быть двояким. Анолит с относительно слабыми или умеренными электроноакцепторными характеристиками может усиливать биологическое окисление, в частности окислительное фосфорилирование, повышая таким образом интенсивность тканевого дыхания. Анолит с повышенной концентрацией сильных окислителей, в том числе перекисных соединений, и с аномально высоким ОВП должен вызывать цитотоксический и антиметаболический эффект. В этом случае действие анолита будет сопровождаться подавлением тканевого дыхания, нарастанием анаэробного энергогенеза, накоплением недоокисленных шлаков, уменьшением ВЕ, сдвигом КЩР в сторону метаболического ацидоза, нарушением тканевой микроциркуляции, напряжением функции легочного дыхания. Циркуляторная тканевая гипоксия при метаболическом ацидозе, в том числе при вероятных метаболических нарушениях, создает тенденцию к усилению электронодонорного фона внутренней среды организма и тем самым компенсирует тенденцию к усилению электроноакцепторного фона, связанного с уменьшением рН, а также действует как один из естественных механизмов противоокислительной (антиоксидантной) защиты. Католит, повышающий электронодонорный фон жидких биологических сред, аналогичным образом проявляет себя как фактор противоокислительной защиты. Однако при определенных условиях электрохимической обработки католит может содержать свободные радикалы, обладающие цитотоксическим и антиметаболическим действием. Чрезмерная депрессия ОВП биологических сред при передозировках католита способна налагать термодинамический запрет на нормальные процессы биологического окисления. Поэтому формальное разделение ЭХА-растворов на «живую» и «мертвую» воду по признаку катодной или анодной обработки весьма условно. Предполагаемая схема патогенеза биохимических и физиологических нарушений, обусловленных электроноакцепторными факторами, в том числе сильными окислителями в составе ЭХА-сред и аномальными отклонениями ОВП, представлена на рис. 4.3. Из рис.4.3 видно, что электроноакцепторные факторы, в том числе свободные радикалы, в избыточных дозах индуцируют образование в тканях продуктов неферментного окисления (в их числе продукты ПОЛ), обуславливают повышение кислородного запроса на фоне циркуляторных нарушений, связанных с метаболическим ацидозом и гипокапнией. Если в подобных условиях доставка кислорода к тканям неадекватна его усиленной утилизации, то тканевая гипоксия усугубляется и замыкается патогенетический порочный круг по схеме: повышенный кислородный запрос + нарушения тканевой микроциркуляции кислородный долг метаболический ацидоз нарушения тканевой микроциркуляции повышенный кислородный запрос. Таким образом введение во внутреннюю среду организма избыточного количества свободных радикалов (в том числе с ЭХА-растворами) способно «сломать» эндогенные механизмы антиоксидантной защиты. В подобных ситуациях внутриклеточный энергогенез нарушается до такой степени, что в клетках начинаются необратимые некробиотические процессы: липоперекиси, накапливающиеся в результате свободно радикального окисления, окисляют сульфгидрильные (SH) группы до сульфонов, неспособных к реактивации. [52]
 4.5. Саногенетическая модель действия ЭХА-растворов во внутренней среде организма. В 1968 г. С.М.Павленко ввел определение саногенеза, как совокупности механизмов стабилизации нормальных физиологических функций и восстановления патологически измененных физиологических функций. Саногенетическая (терапевтическая) роль электроноакцепторного фактора электрохимической обработки показана на примере электрохимически синтезированного гипохлорита натрия, относительно которого установлен терапевтический диапазон дозирования. [16] Соответственно, правомерно предположение о существовании оптимальных, физиологически полезных дозировок ЭХА-растворов типа А, АН, К и других. Саногенетическая схеме действия терапевтических доз анолита и других электроноакцепторных факторов показана на рис. 4.4. Предполагается. что терапевтические дозы анолита и других электроноакцепторных сред при приеме их внутрь энтеральным способом обеззараживают желудочно-кишечный тракт, способствуют терминальному окислению недоокисленных токсических продуктов обмена, осуществляя тем самым окислительную детоксикацию, снимают термодинамические ограничения с процессов ферментного окисления, стимулируют энергогенез и процессы общего катаболизма. Механизм детоксикации внутренней среды при действии анолита может быть показан на примере окислительного гидроксилирования гидрофобных органических токсинов с помощью гипохлорита, как правило присутствующего в составе анолита. Реакция окислительного фосфорилирования идет по формуле: RH + NaClO ROH + NaCl, где R - органический радикал, RH - органическое гидрофобное соединение, ROH - продукт окислительного гидроксилирования. Соединения вида ROH малотоксичны, гидрофильны и легко удаляемы за счет физиологической экскреции.
Совокупность электронодонорных факторов католита при приеме его внутрь в оптимальных дозах может действовать на обмен веществ под двумя положительными аспектами: создания термодинамических преимуществ для восстановительных биохимических реакций; блокирования процессов избыточного окисления, в частности перекисного. Последовательность предполагаемых биохимических и физиологических изменений в организме после приема внутрь католита в оптимальных дозах показана на рис. 4.5. Согласно предлагаемой схеме католит, после приема его внутрь в оптимальной дозе, обуславливает термодинамические преимущества для восстановительных (анаболических) биохимических реакций, ингибирует избыточное, в том числе перекисное, окисление, способствует снижению содержания продуктов ПОЛ, что в конечном итоге приводит к улучшению общей метаболической ситуации в организме.
Одной из предполагаемых специфических точек приложения полезного действия католита в организме является его способность ограничивать накопление продуктов неферментного окисления. Как известно, терапевтическое действие антиоксидантов реализуется путем блокирования образования в тканях соединений типа перекисей, альдегидов, кетонов, окисленных жирных кислот. [53] При этом необходимо учитывать, что присутствие или отсутствие во внутренней среде одного, отдельно взятого электроноакцепторного или электронодонорного соединения означает возможность соответствующего сдвига электронного равновесия, но не говорит о неизбежности подобного сдвига. Интегральные «фоновые» значения s характеризуют физические условия, способствующие или не способствующие переносу электронов. По современным представлениям антиоксидантная система представляет собой хорошо детерминированную антирадикальную цепь противоокислительных агентов, осуществляющих перенос электронов и протонов от метаболитов-участников энзимного окисления к свободнорадикальным соединениям, которые совершенно не обязательно связаны с патологией. Они возникают в качестве промежуточных продуктов при биосинтезе гормонов, медиаторов нервного возбуждения, при фагоцитозе, пиноцитозе и т.д. Антирадикальная цепь, ингибирующая свободно радикальное окисление со стороны процессов ферментного окисления, представлена следующими биохимическими компонентами: глутатион (цистеин и другие SH-соединения), аскорбат, токоферол (полифенолы, убихинол). [54] Связь между энзимным (ферментным) и свободнорадикальным окислением посредством антирадикальной цепи изображена на рис. 4.6. Здесь физиологическая антиоксидантная система представлена как одноконтурная. Выпадение хотя бы одного компонента антирадикальной системы прерывает транспорт атомов водорода (Н) от ферментного пути окисления к свободным радикалам. Показатель s характеризует внутреннюю биологическую среду, в которой функционирует антирадикальная цепь, и регулирует активность переноса протонов и электронов. При уменьшении s перенос протонов и электронов по элементам антирадикальной цепи осуществляется с большей интенсивностью. Патогенез нарушений перекисного гомеостаза при дефиците антиоксидантных факторов в организме может быть раскрыт следующим образом. [54] Введение во внутреннюю среду только одного серосодержащего экзогенного антиоксиданта (цистамина) в отсутствии аскорбата и токоферола неэффективно, так как срыв системы ингибирования свободно радикального окисления происходит при выпадении хотя бы одного из компонентов антирадикальной группы. Применяемая при бедном антиоксидантами рационе пероксидаза, разрушая перекиси, расходует глутатион и аскорбат. В этих условиях ускоряется срыв основной антирадикальной группы системы ингибирования, что ускоряет развитие свободно радикального окисления, несмотря на повышенный распад перекисей.
Представление о системности биологического ингибирования свободно радикального окисления позволило по новому оценить его роль в возникновении атерогенеза в связи с гиподинамией, избытком калоригенных продуктов и стрессом.[54, 55] Низкий темп энзимного окисления при малоподвижном образе жизни способствует срыву физиологической антиоксидатной системы, которая, как показано на рис.4.6, осуществляет протонно-электронный перенос от метаболических продуктов ферментного окисления (в частности окислительного фосфорилирования) по цепи антирадикальных элементов. «Нарушение равновесия между темпом энзимного окисления и избыточным поступлением калоригенных продуктов приводит к «сбросу» субстрата на свободно радикальный путь окисления, в частности из-за относительного недостатка НАДФ-Н. Стресс с его несоответствием поступления кислорода и жирных кислот в ткани и их реальным расходом приводит к быстрому падению антирадикальной активности тканей и к вспышке свободно радикального окисления. Зимне-весеннее обеднение тканей экзогенными антиоксидантами - токоферолом, аскорбатами и полифенолами ослабляют систему антирадикального ингибирования и, по-видимому, ответственно за пик активности атеросклероза в апреле-мае, отмечаемый патологами. Учет системности ингибирования свободно радикального окисления, возможно, окажется полезным при анализе роли свободнорадикального окисления в других формах патологии». [54, 55] К сказанному можно добавить, что баланс элементов антирадикальной цепи, по-видимому, является условием необходимым, но недостаточным для эффективного подавления активности свободных радикалов, поскольку транспорт электронов по системе: продукты энзимного окисления НАДФ-Н глутатион аскорбат токоферол, зависит от ОВП жидких сред, в составе которых функционирует система антирадикальной защиты. Католит является единственным средством безреагентного смещения ОВП биологических жидкостей в область электронодонорных величин. Повышение восстановительного потенциала тканей (ОВП 0) стимулирует переход двух водородов от субстрата к НАДФ. При этом НАДФ восстанавливается: по одному протону и электрону присоединяются к никотинамидному радикалу и еще один электрон присоединяется к его N-атому, который благодаря этому теряет свой заряд. Соответствующий этому электрону протон остается в среде и увеличивает в ней концентрацию [H]. [56] Восстановление НАДФ является реакцией двуэлектронного типа и согласно табл. 2.1 для таких реакций (n = 2) сдвиг ОВП всего на минус 0,029В соответствует термодинамическим условиям, благоприятным для резкого преобладания восстановленной формы НАДФ-Н над окисленной формой НАДФ ([Red]/[Ox]) = 90:10. Таким образом ОВП должен оказывать существенное влияние на динамику электронно-протонного транспорта по всей цепи антирадикальной (противоокислительной) биохимической защиты. 4.6. Вероятные механизмы действия ЭХА-растворов на клеточном уровне. Действие ЭХА-растворов на клеточные объекты предположительно осуществляется несколькими стериотипными способами. Устойчивые и метастабильные продукты электрохимического синтеза действуют непосредственно на липидные мембраны, органоиды клетки и внутриклеточные молекулярные комплексы и химические соединения. Окислители и восстановители в составе ЭХА-растворов изменяют ОВП около- и внутриклеточной среды, регулируя таким образом активность эндогенных биоокислителей и биоантиокислителей. Сдвиги градиента ОВП на биологических мембранах влияют на перенос веществ в клетке за счет электроосмоса. Проникновение структурно измененной воды внутрь клетки активирует водные среды цитоплазмы и ускоряет происходящие в них биохимические реакции. Электронное равновесие клеточных мембран определяется соотношением в них ненасыщенных и насыщенных жирных кислот. Диеновые связи типа С=С в составе молекул ненасыщенных жирных кислот обладают электронодонорными свойствами. Поэтому в зависимости от степени ненасыщенности или насыщенности липидов наружной мембраны клетка может быть в большей или меньшей степени электронодонорным объектом относительно межклеточной жидкости. Электронодонорные свойства живой клетки, по-видимому, коррелируют с ее отрицательной электрической заряженностью. Электростатический заряд типичной клетки млекопитающего составляет минус 60 мВ. [57] Электронодонорные характеристики липидных мембран являются локальными, поскольку диеновые связи фиксированы на поверхности мембраны. В растворах, непосредственно контактирующих с биологической мембраной, электронно-равновесные свойства не обязательно совпадают с электронным равновесием этой мембраны. Подобное обстоятельство иллюстрируется измерениями ОВП некоторых клеточных взвесей в модельных физиологических средах и в бесклеточных фильтратах этих сред. Опыты проводились на суспензии пекарских дрожжей в 5% аптечной глюкозе (1 г на 100 мл) и на размороженных сперматозоидах быка в глюкозо-цитратном физиологическом растворе (50106 клеток на 100 мл). Продолжительность инкубации 2,5 ч при температуре 22С. С помощью иономеров «рН-150» и «рН-340» измеряли показатели рН и ОВП в пробах: - исходных модельных физиологических средах, - клеточных взвесях, суспензированных в указанных средах, в начальный момент инкубации, - клеточных взвесях в процессе инкубации, - клеточных взвесях перед окончанием периода инкубации (через 2,5 ч после начала опыта), - бесклеточных фильтратах клеточных взвесей, полученных сразу после инкубации. Бесклеточный фильтрат дрожжевой смеси получали с помощью двойного беззольного бумажного фильтра («красная полоса») по ТУ 6-09-1678-68. Фильтрат взвеси сперматозоидов - в вакуумной ячейке с фильтром на основе мембраны полисульфоновой ПСУ-140. Результаты измерений в начале и в конце опыта с инкубацией клеток в модельных физиологических средах приведены в табл. 4.3. Из таблицы следует, что рН клеточных взвесей в процессе наблюдений почти не изменялись. Добавки клеточного материала практически не влияли на рН исходных растворов. В бесклеточных фильтратах клеточных взвесей после 2,5 ч инкубации показатели рН также не менялись. ОВП исходных модельных физиологических сред были адекватны рН. В первый момент (to) после внесения живых клеток в модельные среды ОВП полученных клеточных взвесей не отличался от ОВП исходных растворов. Но по мере суспензирования клеток значения ОВП в клеточных взвесях уменьшались по экспоненциальной кривой и через 1,5-2 ч наступала стабилизация этого показателя. В опытах с дрожжами ОВП клеточной взвеси достигал области отрицательных (восстановительных) значений. Во взвеси сперматозоидов ОВП оставался положительным, но к концу опыта уменьшался на 125 мВ. Таблица 4.3 ^
Условные обозначения: Исх. м.с. - исходная модельная среда, to - начальный момент инкубации, t2,5 - через 2,5 часа инкубации, Ф - бесклеточный фильтрат после окончания инкубации. В бесклеточных фильтратах клеточных взвесей после 2,5 ч инкубации ОВП резко превышал аналогичный показатель в неразделенной клеточной взвеси. Это свидетельствует, что регрессия ОВП в клеточных взвесях в данном случае зависела от присутствия клеток, как таковых, и не зависела от молекулярных продуктов клеточного метаболизма, поскольку такие продукты с молекулярной массой менее 105 а.е.м. проходят через бумажные фильтры и мембрану ПСУ-140. Таким образом электронодонорные дрожжевые клетки и сперматозоиды находились с межуточной среде с относительно высоким фоном электроноакцепторной активности. По-видимому, в процессе инкубации клетки адсорбировались на поверхности платинового электрода, который воспринимал электронодонорные характеристики клеточных мембран при непосредственном контакте. Следовательно, в гетерогеных клеточных средах показатели электронного равновесия должны быть конкретизированы по отношению к определенным микроскопическим и субмикроскопическим структурам и к жидким средам, заполняющим пространство между ними. Мембраны живых клеток весьма чувствительны к присутствию биоокислителей. Замечено, что при протекании таких патологических процессов, как лучевая болезнь, отравление токсическими хлоралканами, бензолом, при кислородной интоксикации, действии озона, перекисных соединений или других сильных окислителей имеет место определенное сходство в характере нарушений липидных клеточных мембран. В результате в клеточных мембранных структурах снижается содержание эндогенных антиоксидантов, накапливаются липидные перекиси, нарушается морфологическая стабильность и устойчивость к внешним воздействиям. [52, 58, 59, 60] Следствием этого являются многочисленные нарушения метаболизма клеток вплоть до развития некробиоза. В качестве примера реакции электроноакцепторного соединения с липидной молекулой рассмотрим процесс озонирования углеводородной цепочки в составе жирной кислоты, содержащей двойные у  глеродные связи [61]: После промежуточных преобразований:  Перекисное соединение разрывает диеновую углеродную связь, в результате возникают модифицированные жирнокислотные цепочки с гидрофильными кислородосодержащими группировками, которые при контакте с внешними водными средами будут выталкиваться из гидрофобного окружения, что приводит к существенному нарушению структуры липидного матрикса. [52] Сильные окислители, в том числе электроноакцепторные факторы анолита, вызывают повреждения клеточных мембран, после чего электронодонорные свойства клетки существенно снижаются. Электроноакцепторное действие анодно активированных растворов на биомембраны является универсализированным, так как анолит содержит широкий спектр предельно окисленных химических форм, растворенных в среде с аномально высоким ОВП. Анолит представляет собой совокупность стабильных и метастабильных сильных окислителей в водной среде со сверхвысокой электроноакцепторной активностью, способной к быстрому распространению через биологические барьеры и передаче своих электроноакцепторных свойств через аморфные субстраты, что создает предпосылки для тотального всепроникающего окислительного эффекта по аналогии с радиолизом при общем облучении. Соответственно анолитная (оксидантная) и лучевая нагрузка на организм или отдельные тканевые системы должны иметь ряд общих патофизиологических или терапевтических следствий. Есть основания предполагать, что потеря клеткой электронодонорных свойств сопровождается переходом в такую фазу ее индивидуального развития (онтогении), которая по гистологическим признакам напоминает явление функционально-морфологической дифференциации с потерей нормальной пролиферативной активности и последующим старением или малигнизацией. Так, агрегирование коллагена при гипервитаминозе D2 связывается с избыточным образованием в тканевых системах перекисей и альдегидов. Характер изменения коллагена при гипервитаминозе D2 сходен с таковым при старении и атеросклерозе. [62] В печени крыс после гепатэктомии по Хиггинсу (удаление 2/3 органа) антиоксидантная активность тканевых липидов проходила стадию двуфазного подъема соответственно кривой митотической активности. В точках спада митотической активности в период завершения процесса регенерационной гипертрофии печени (на 4-е сут. после операции) и при вторичном функциональном напряжении (на 8-9 сут. после операции) антиоксидантная активность липидов в органе снижалась. Увеличение антиоксидантного фона коррелировало с условным «омоложением» гепатоцитов, вступающих в пролиферативный цикл, в то время как подавление антиоксидантной активности наблюдалось в периоды преобладания процессов функциональной дифференцировки с выходом гепатоцитов из пролиферативного пула. [63] Быстро растущая культура HeLa обладала наиболее высокой противоокислительной активностью в лаг-фазе. Стареющая медленно растущая культура HeLa содержала липидную фракцию с высокой окислительной активностью. [64] Дедифференцировка клеток печени при индуцированном канцерогенезе через 6-9 дней после введения крысам химического канцерогена сопровождается повышением антиоксидантной активности в начальный период образования гепатомы с последующей глубокой депрессией противоокислительных липидов в растущей опухоли и в пораженном опухолью органе. [63] Фракции стареющих эритроцитов обладают минимальной устойчивостью к действию кислого гемолитика (0,004 Н НСl), в то время как фракции молодых эритроцитов, выходящих из костномозгового депо, отличаются максимальной устойчивостью к данному окислителю. [49] 4.7. Окислители, старение, физиологический стресс. Длительное пребывание человека или животных в среде, содержащей токсические окисляющие соединения, сопровождается развитием симптомокомплекса, внешне напоминающего картину старческой дегенерации. Переутомление, интенсивная физическая работа, мышечные сокращения, раздражение возбудимого физиологического субстрата, кислородная интоксикация сопровождаются накоплением липоперекисей в различных тканях (печени, сальнике, мышцах, сетчатке глаза). [52] Участие токсических продуктов свободнорадикального окисления в процессах старения подтверждается фактом накопления суммы окисленных непредельных жирных кислот в стареющих митохондриях. [53] Соответственно, биоантиокислители (антиоксиданты) рассматриваются как факторы, препятствующие старению, стимулирующие физиологическую и репаративную регенерацию. Антиоксиданты снижают содержание в тканях перекисных соединений, создают условия для переключения метаболизма на путь ферментного окисления (пастеровский эффект). [53, 65] Нормобарическая гипоксия, способствующая регрессии тканевого ОВП, также рассматривается в качестве процедуры, способствующей замедлению старения. [65] В 1936 г. канадский патофизиолог Ганс Селье (Н.Selye) описал стериотипный синдром физиологического напряжения (stress), который возникал у подопытных животных при остром или хроническом воздействии сильных повреждающих агентов (стрессоров), в том числе сильных окислителей, свободнорадикальных соединений, факторов, активирующих свободнорадикальное окисление, и т.д. Свои классические опыты Селье поставил на лабораторных крысах, которых он затравливал раствором формальдегида. [66] Синдром стресса (по терминологии Селье «общий адаптационный синдром») начинается «фазой тревоги» в виде суммы признаков функционального напряжения системы «гипофиз-кора надпочечников». Если действие стресс-фактора продолжается, то через несколько дней у подопытных животных наступает период адаптации. В это время животные выглядят практически здоровыми, но у них сохраняется повышенный фон гипофизарно-адреналовой активности. В случае дальнейшего действия факторов стресса наступает функциональный срыв и декомпенсация, гипофизарно-адреналовая система истощает свой пластический и энергетический ресурс, и в организме начинают преобладать процессы дегенеративно-дистрофического типа, напоминающие геронтологическую патологию. [67] Это дало повод Г.Селье назвать стресс «ускоренной версией старения». Данное определение не лишено оснований. Повреждающие факторы - стрессоры, сами по себе не всегда относятся к классу химических окислителей. Однако посредниками стресса всегда являются химические процессы с участием свободных радикалов - медиаторов старения. Свободные радикалы образуются при распространении возбуждения по нервным волокнам. Их количество возрастает при увеличении интенсивности раздражения нервных и проводящих тканевых элементов. [68] Следовательно химические агенты электроноакцепторного действия, ответственные за изнашивание биологических структур, - неизменные спутники жизни и сопутствующих процессов возрастной инволюции. 4.8. Модельный эксперимент по изучению влияния ЭХА-растворов на тканевой массив. Для изучения влияния ЭХА-растворов на тканевой массив на Бирюлевском мясокомбинате г.Москвы был поставлен эксперимент по замачиванию в анолите или в католите мясного сырья (свинины, говядины, сала-шпик).[69] Цель опыта - изучение возможности повышения сохранности мясопродуктов. Параллельная цель эксперимента - анализ действия ЭХА-растворов на ткани животных при прямом контакте. Характеристики ЭХА-растворов, полученных на установке СТЭЛ: А - рН = 2,6 - 5,4; ОВП = 1160 - 725 мВ,ХСЭ, соответственно ; АН - рН =7,8; ОВП = 810 мВ,ХСЭ; К - рН = 10,0 - 11,3; ОВП = от минус 830 до минус 930 мВ,ХСЭ, соответственно. После обработки мяса раствором А общее микробное число снижалось пропорционально бактерицидному действию активного хлора, но в глубине обработанного мясного сырья развивались гнилостные процессы, поскольку коагуляция поверхностного слоя препятствовала обмену мясной ткани с окружающей средой. АН не вызывал коагуляции поверхностного слоя мясного сырья и обладал еще большей обеззараживающей способностью. Но при этом было отмечено ускоренное старение жировых компонентов, особенно сала-шпик (окисление фосфолипидов, накопление пигментов старения). Универсальным для обработки различных видов мясного сырья оказался раствор К, который обеспечивал значительное замедление процессов гниения при сохранении органолептических свойств. Одновременно с поверхности мяса смывалась микробная флора, что обеспечивало должную степень обеззараживания. По-видимому, эффект действия А на мясные продукты связан с усилением неферментного окисления в гипоксической мясной ткани на фоне относительно низких рН, что приводит к автолизу. Другими словами перекисное воздействие в сочетании с глубокой гипоксией усиливало риск необратимой денатурации тканей. АН активно окислял животные жиры, но ускорения автолиза при этом не наблюдалось, поскольку не нарушался обмен тканевого массива с внешней средой и в мясных продуктах сохраняются остаточные процессы метаболизма. В то же время К выступает в качестве протектора к факторам автолиза и старения мясной продукции. 4.9. Нарушения перекисного гомеостаза жидких биологических сред при некоторых видах патологии и при экспериментальных воздействиях. Облучение организма ионизирующей радиацией или развитие злокачественной опухоли сопровождается выделением в кровь и различные внутренние среды организма продуктов свободнорадикального окисления и снижением противовоспалительной активности липидов. В тканях животных-опухоленосителей (в печени, сальнике, головном мозге) концентрация перекисей липидов возрастает по мере роста опухоли. Однако в самой опухоли содержание липидных перекисей понижено по сравнению с нормальными тканями. [70] Облучение плазмы крови в тонком слое инфракрасным лазером «Узор» с частотой импульсов 1500 Гц, мощностью 0,0829 Дж/см2 в течение 2 мин. вызывает в течение суток увеличение содержания диеновых конъюгант (связи С=С) и оснований Шиффа в 3,5-4 раза с параллельным уменьшением концентрации витамина Е на 50-60%. Это свидетельствует о значительных нарушениях в системе антиоксидантной защиты данной биологической жидкости. Липоперекиси, образующиеся при облучении, могут реагировать с ненасыщенными связями С=С, вызывая ряд последующих химических превращений с образованием соединений типа альдегидов и органических кислот. Диеновые группы обладают электронодонорными свойствами и реагируют с сильными окислителями, например, с озоном. Количество озона, прореагировавшего с двойными углеродными связями липидных фракций крови, является мерой их ненасыщенности. В облученном белковом растворе перекисные факторы получают преимущество. Соответственно, биохимические процессы в облученных тканях и биологических средах идут в направлении неферментной деградации и денатурации белков и образования липофусцина - коричневого пигмента изнашивания липидов. Диффузия электронодонорной среды (католита) в ткани тождественна масс-переносу электронодонорных характеристик к биологическим растворам, непосредственно контактирующим с клеточными мембранами, что должно усиливать их противоокислительную защиту. Нормативные значения уровня насыщенности липидной фракции плазмы крови, определенные методом озонирования [71] приняты за 260 + 20 условных единиц (у.е.) с диапазоном колебаний 200-300 у.е. Индекс ненасыщенности липидов обозначается символом DB. При заболеваниях, связанных с деструкцией тканей в результате микробного воспаления, термического или механического повреждения (гнойно-септические процессы, ожоговая травма, сочетанная шокогенная травма) индекс DB имел тенденцию к снижению до 70 у.е. в предельных случаях. В последующем у лиц со сравнительно легкой патологией указанного типа индекс DB постепенно нормализовался и в этих случаях выздоровление протекало без осложнений. Если же у больных на 3-и сутки заболевания показатель DB увеличивался до 300 у.е., то осложнения возникали. [71] В некоторых ситуациях у пациентов с гнойно-септическими заболеваниями на 7-14 день заболевания индекс DB увеличивался в 2-3 раза с последующим уменьшением этого показателя ниже нормы. В подобных ситуациях применение СО2-лазера позволило уже в первые сутки снизить, а на 7-е сутки - нормализовать DB (производилось низкочастотное лазерное облучение = 0,69 и 0,89 мкм). [71] Как известно лазерное облучение в терапевтических целях показано у лиц, страдающих широким кругом заболеваний. В аналогичных ситуациях применяется экстракорпоральное ультрафиолетовое облучение крови [72] или непрямое электрохимическое окисление крови раствором гипохлорита [16], что свидетельствует о единстве биофизической природы методов квантовой и электрохимической терапии. Разница, в данном случае, заключается в том, что облучение вызывает беспорядочную активацию жидких субстратов, в то время как электрохимическое воздействие, в особенности униполярная ЭХА, характеризуется направленностью модификации электроноакцепторных или электронодонорных свойств биологического объекта. Концентрация продуктов ПОЛ в организме свидетельствует об интенсивности свободнорадикального окисления, но не обязательно отражает окислительно-восстановительные свойства системы в целом. Так у собак с острой экспериментальной ожоговой травмой отмечается повышение содержания в крови малонового диальдегида (МДА), относящегося к классу продуктов ПОЛ. При этом общий антиокислительный потенциал крови, определяемый косвенно по методу Б.Б.Мартынюка с соавт., был снижен в период ранней ожоговой токсимии. [73] Непрямое электрохимическое окисление крови обожженных животных 0,06% раствором гипохлорита натрия, вводимого внутривенно капельным способом, вызвало снижение уровня МДА на 25%, но при этом пониженная антиокислительная активность крови не корректировалась. То есть концентрация продуктов ПОЛ не коррелировала с антиоксидантными характеристиками сыворотки крови. Очевидно, подавление активности эндогенных антиоксидантов и истощение их ресурса при стрессе отличается некоторой консервативностью. 4.10. Социально-экологический аспект управления электронным статусом внутренней среды организма. Теоретическое и экспериментальное моделирование электронодонорных и электроноакцепторных воздействий на биологические объекты показывает, что в данном случае затрагиваются вопросы, выходящие за пределы регулирования окислительно-восстановительного равновесия внутренней среды отдельных организмов. Для коррекции и стабилизации перекисного гомеостаза у конкретного пациента необходимо соблюдение следующих условий: - адекватное взаимное соответствие поступления в организм пищевых калорийных продуктов, кислорода и показателей интенсивности ферментного окисления; - создание термодинамических преимуществ для эндогенных и экзогенных антиоксидантов; - элиминация продуктов ПОЛ и других соединений радикального типа с помощью процессов терминального окисления, сорбционного связывания и других способов детоксикации; - поступление в организм соединений липидной природы, участвующих в восстановлении липидного матрикса биологических мембран. Выполнение этих гигиенических, диетических, фармакологических и других условий зависит в конечном итоге от того, в какой среде человек живет, что он ест и пьет и какой образ жизни гарантирован ему в данном социуме. Формальная попытка следовать всем, известным на сегодня, физиологическим и физико-химическим требованиям существования человека приводит к выбору социально-гигиенической и экологической модели, близкой к жизненным стандартам Японии или Исландии. Чистый воздух, минимум экологически вредных воздействий, исключение с одной стороны физических перенапряжений, с другой - гиподинамии, устранение психических стрессов (впрочем японцам это не всегда удается), сбалансированное питание с преобладанием рыбных блюд, очищенная вода, высокий уровень медицинского обслуживания - в сущности это и есть социально-биологический оптимум в условиях современной цивилизации. Однако в богатых технически развитых странах человек всего лишь реализует возможность дожить только до определенного предельного срока (в среднем около 82 лет). При этом возрастные заболевания также возникают в определенные сроки и в конечном итоге жизнь японца, скандинава, швейцарца (будем считать их эталоном всяческого благоденствия) завершается обвальным выключением физиологических функций с неизбежным трагическим финалом. Сейчас в разгар экономического кризиса в России (в 1995 г) средний возраст населения нашей страны ниже 60 лет, на селе этот показатель ниже 50 лет. К началу 1995 г население Земли превысило 5,5 млрд. Наиболее высокие технические и социальные показатели достигнуты в странах с населением не более 800 млн. чел. (в сумме). Но даже в такой сверхмощной стране, как США, демографические показатели и характеристики состояния здоровья граждан не являются самыми лучшими на планете. Гарантированное выживание человека всего лишь до 80 лет осуществлено в немногочисленных оазисах социального процветания. Воспроизведение подобных условий на всей Земле в рамках существующих технологий невозможно из-за множества экологических, энергетических, геополитических, сырьевых, информационных и других ограничений. Приблизительно 10-15 лет назад было замечено, что новейшие достижения медицины в развитых странах дают возможность людям дожить до возраста, предельного для данных условий, но не более. Многообразные увлечения технологиями здоровья (диеты, аэробика, лечебное голодание, герба-лайф, витамины, антиоксиданты, биостимуляторы, микроэлементы, физкультура, различные экзотические системы упражнений и т.д.) принесли известную пользу (впрочем, не всегда), но не произвели никакой геронтологической революции. Между тем в отдаленных уголках земного шара существуют ограниченные эндемии активного долголетия (например, в Абхазии), достаточно хорошо изученные, но не дающие ответа на вопрос: почему эти эндемии так немногочисленны и строго локализованы? Очевидно, здесь может быть заподозрен микрогеографический фактор, существенно укрепляющий физиологический гомеостаз по параметрам, предохраняющим организм от возрастного изнашивания. Ранее говорилось о роли перекисных соединений в изнашивании клеточных структур. Очевидно, что жители развитых стран, доживающие до 80-ти, приблизительно в равной степени подвержены действию свободных радикалов в ту меру, в какую это сопряжено с энергетическим обменом на уровне 3000-4000 ккал в сутки. Меньший уровень потребления пищи взрослым человеком во-первых недостаточен для выполнения той работы, которая требуется для поддержания социально-экономического статуса. Во-вторых, полноценное питание необходимо для обеспечения пластических нужд функционирующих органов и тканей. Следовательно, человеку нужен вполне определенный и достаточно высокий уровень метаболической активности. В то же время установлено, что для тканей с активным метаболизмом характерен относительно высокий уровень свободнорадикальных процессов. [52] Прямое действие кислорода на биосубстрат сопровождается образованием токсических радикалов и гидроперекисей, что по выражению А.И.Журавлева «составляет в итоге суть величайшего биологического парадокса кислорода: его токсичность и в то же время абсолютную необходимость для ткани». [53] Исключить кислород из среды обитания человека и животных и даже уменьшить потребление кислорода ниже уровня, потребного для выполнения социально-экономических функций мы не можем. Поэтому для преодоления физиологического изнашивания организма в результате действия побочных метаболических продуктов по сути необходимы действия двоякого рода: удаление токсических продуктов из организма и повышение устойчивости клеток к эндогенным и экзогенным факторам цитотоксичности (в том числе к активному кислороду). Современная цивилизация предоставила части человечества полный набор традиционных средств физиологической противоокислительной защиты, продлевающий жизнь на 20-30 лет. Однако неидентифицированный фактор, присутствующий в некоторых, ограниченных по территории регионах, благоприятных для долгожительства, увеличивает продолжительность жизни человека на 50 лет и более. Основные признаки этого фактора долголетия следующие: - устойчивая эндемичность, существующая в течение столетий и целых исторических эпох, - независимость от формальных показателей развития общества и научной медицины, - выделенность по отношению к известным факторам, обуславливающим фон биологического благополучия. Вместе с тем, по теоретическим соображениям, эндемическое долголетие должно быть связано с аномально высокой надежностью системы физиологической противоокислительной защиты у лиц, проживающих в данной местности. 4.11. О возможности природной редокс-активации родниковых вод (на примере исследований воды родника «Куркино» и образцов Марциальной воды из Карелии). Известны многочисленные примеры водных эндемий, влияющих на показатели здоровья. Подобные эндемии связаны либо с отсутствием в данной местности какого-либо микроэлемента (иода, магния), либо с содержанием в воде, в почвах, в горных породах избыточного количества микроэлементов (фтора, кальция и т.д.). Во всех указанных случаях дефицит или избыток микроэлементов вызывает у людей и животных эндемические заболевания (зоб, поражения кровеносных сосудов, флюороз, почечно-каменная болезнь и т.д.). Помимо знаменитых источников лечебных минеральных вод существуют местности с «хорошей водой», а также целебные источники родниковой воды, пользующиеся особой популярностью у местного населения. Полезные свойства воды обычно связывают с присутствием серебра. Однако по этому поводу могут быть высказаны дополнительные соображения, основанные на экологических предпосылках и на последних исследованиях в области ЭХА водных сред. Вода из открытый источников, водоемов, мелких колодцев и водопроводов во все эпохи (и особенно сейчас) содержит биогенные, антропогенные и техногенные примеси, влияющие на организм негативным образом. Вода из пластов глубокого залегания, в том числе воды родников, хорошо защищены от посторонних примесей и в этом смысле полезны только потому, что они являются заведомо экологически чистыми. Так в Зубцовском районе Тверской обл. на берегу р.Держа близ дер.Куркино (или Курково) на месте выхода известковых пород находится родник с прозрачной вкусной водой. По заявлениям местных жителей вода родника «Куркино» излечивает дерматозы, желудочно-кишечные расстройства, гипертонию, укрепляет общие показатели здоровья. Исследование образцов воды «Куркино», доставленной в стеклянной таре, дало следующие результаты: [74] - рН воды в закрытой таре 6,7; в открытой таре - 7,6; - ОВП воды 280 мВ,ХСЭ; - электропроводность 0,52 мСмсм1 против 0,25-0,3 мСмсм1 в московской воде; - интегральный индекс подвижности размороженной спермы быка ( Is ), определенный по методике А.П.Еськова и Р.И.Каюмова [46], составил 97,4% относительно индекса эталона сверхчистой воды, принятого за 100%. Элементный состав воды «Куркино» по данным анализа Института микроэлектродной технологии и сверхчистых соединений в пос. Черноголовка Московской обл. указан в табл. 4.4. Таблица 4.4 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
- ареал подвижности сперматозоидов;
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям