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.
|
|
Элементный состав воды «Куркино» концентрация в мг/л Влияние биметаллического редокс-фильтра KDF Media на показатели рН, ОВП и экологическую совместимость воды с Euglena viridis |
^
Таким образом вода родника «Куркино» не имеет фона цитотоксичности, не содержит серебра, алюминия, мышьяка, кадмия, кобальта, хрома, меди, железа, ртути, марганца, свинца, олова, вольфрама, цинка, редкоземельных металлов. Стронций в воде родника природного происхождения и не радиоактивен. Таким образом источник «Куркино» является экологически чистым, свободен от техногенных примесей, не содержит аномальных примесей, кроме микроконцентрации природного никеля. Конкретный фактор, определяющий полезные свойства данного образца родниковой воды, не выявлен. Присутствие в воде «Куркино» микропримеси никеля в сочетании с рутинными минеральными компонентами - с кальцием, магнием и природным стронцием, дает основание для гипотезы о существовании геохимического механизма активации родниковых вод, влияющих на их биологические свойства. Предпосылка для гипотезы. На основе биметаллических элементов «цинк-медь» или cреды KDF Media [18] в США разработан промышленный образец редокс-фильтра для очистки питьевой воды. [75] Поскольку разность электродных потенциалов цинка и меди составляет минус 1,1 В элементарные порции воды в редокс-фильтре при последовательном взаимодействии с медью и цинком подвергаются таким образом анодно-катодному воздействию, где цинк выступает как донатор электронов, а медь - как акцептор. В результате электронный статус воды в момент контакта с биметаллом смещается в сторону восстановительных значений. Состав гипотезы. Минеральные компоненты воды «Куркино» барий, стронций и кальций имеют приблизительно одинаковые электродные потенциалы (ЕBa = минус 2,90 В; ЕSr = минус 2,89 В; ЕСа = минус 2,87 В). Электродный потенциал магния существенно от них не отличается (ЕMg = минус 2,37 В). В то же время никель обладает значительно более выраженными электроноакцепторными свойствами (ЕNi = минус 0,25 В). Соответственно химические соединения в составе кристаллических пород, через которые фильтруется вода родника «Куркино», может содержать редокс-пары с большой разностью электродных потенциалов. То есть благодаря микропримесям никеля в породах близ деревни «Куркино» предположительно существует природный редокс-фильтр. Технический образец редокс-фильтра очищает воду от бактерий, органических примесей, тяжелых металлов и производит электронодонорную активацию водной среды. [75] Образцы KDF Media исследовались во ВНИИИМТ «НПО «Экран». Были установлены следующие факты. Показатели рН и ОВП питьевой воды после контакта с KDF Media менялись незначительно, что, по-видимому, связано с очень быстрой релаксацией приобретенных в момент контакта электрононеравновесных свойств. Исходная московская водопроводная вода (пробы получены во ВНИИИМТ в феврале 1995 г.) имела фон цитотоксичности относительно одноклеточной водоросли Euglena viridis (эвглена) в связи с присутствием остаточных концентраций сильных окислителей (до 1 мг/л), используемых для обеззараживания воды на этапах рутинной водоподготовки. Фильтрация исходной водопроводной воды через среду KDF Media восстанавливала подвижность одноклеточных водорослей. Результаты тестирования воды, профильтрованной через редокс-фильтр (элемент KDF-55) представлены в таблице 4.5. Таким образом биметаллический редокс-фильтр осуществляет эффективную антиоксидантную защиту клеток гидробионта без существенного влияния на рН и ОВП инкубационной среды. В эксперименте с размороженной спермой быка инкубацию спермы проводили в контроле в обычном физиологическом растворе хлорида натрия, приготовленном на дистиллированной воде и NaCl марки ЧДА. Такой физиологический раствор по условию не содержит свободнорадикальных агентов. Исходный физиологический раствор инкубировали со средой KDF Media в соотношении 10 мл/г в течение 20 мин. В исходном (контрольном) физиологическом растворе на основе дистиллированной воды (рН = 5,8; ОВП = 330 мВ,ХСЭ) подвижность размороженной спермы была слабой. После обработки физиологического раствора средой KDF Media показатели рН и ОВП практически не менялась. Подвижность размороженной спермы в физиологическом растворе, обработанном средой KDF Media, повышалась на два порядка (наблюдение Р.И.Каюмова). Следовательно, физиологический раствор сохранял «память» о редокс-активации независимо от изменений рН и ОВП. Таблица 4.5 ^
Механизм действия природного редокс-фильтра представляется близким или тождественным относительно технического аналога. Предполагается, что родниковая вода фильтруется через породы и соприкасается с металлическими или иными включениями, характеризующимися резкими перепадами Е, что также вызывает редокс-эффект. При выходе на поверхность редокс-активированная родниковая вода имеет обычные (не аномальные) характеристики рН и ОВП, но сохраняет биологическую активность по аналогии с водными растворами, прошедшими через технический редокс-фильтр. Косвенное подтверждение возможности природной электронодонорной активации было получено при исследовании образца Марциальной воды, доставленной из Карелии (через сутки после забора пробы). Этот образец имел следующие характеристики: рН = 6,1 ; ОВП = 125 мВ,ХСЭ ; = 0,7 мСмсм1 Расчет по формуле [15] показывает, что в неорганических растворах с рН = 6,1 минимальное ожидаемое значение ОВП составляет 294 мВ,ХСЭ ( 770 - 606,1 - 110 ). В то же время реальный ОВП относительно свежего образца Марциальной воды на 169 мВ ниже расчетного, что свидетельствует о метастабильном состоянии образца со сдвигом ОВП в сторону восстановительного диапазона. В глубине горных пород Карелии фильтрующаяся вода взаимодействует с рудным телом и с кристаллическими структурами сложного состава, что достаточно для возникновения резких перепадов окислительного и восстановительного потенциалов. В результате соединения железа в составе Марциальных вод оказываются в среде с восстановительными свойствами, что приводит к быстрому (в течение 1,5 - 2 сут.) выпадению восстановленного железа в виде бурых хлопьев. Однако местное население и пациенты санатория в районе Марциальных вод имеют возможность пить свежую редокс-активированную воду, что и определяет ее уникальные терапевтические свойства. В пещерах Абхазии можно наблюдать многочисленные выходы глубинных вод, образующие на камнях потеки почти всех цветов спектра. Опытный геохимик без труда определяет присутствие в воде самых разнообразных микроэлементов. В подобных условиях вероятность природной редокс-активации родниковых вод Абхазии очень велика. Следовательно население этого региона веками потребляет естественную активированную воду, создающую в организме фон антирадикальной защиты. В совокупности с экологической чистотой горной местности, полноценной витаминизированной диетой, включающей острые желчегонные приправы, гипоксией среднегорья (от 1500 до 2500 м на уровнем моря) и образом жизни, исключающим гиподинамию, эндемический очаг природной активации воды создает в Абхазии уникальное сочетание моментов, повышающих сопротивление внутренней среды организма биоокислителям. Очевидное следствие - знаменитое долголетие абхазских горцев. Исключительность Абхазии, как региона здоровья, может оспариваться на том основании, что сходные географические, климатические и геохимические условия существуют во многих местах, где продолжительность жизни населения не столь велика. Но, по-видимому, не всякие местные геохимические особенности гарантируют активацию родниковых источников. Анализ воды из родника «Куркино» наводит на мысль, что вероятный признак природной редокс-активации воды - наличие в ней нетоксичной микропримеси металла с высоким значением Е, что обеспечивает высокий модуль Е относительно рутинных металлосодержащих компонент горных пород. Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ «ЖИВОЙ» И «МЕРТВОЙ» ВОДЫ. ПРИМЕНЕНИЕ ЭХА-РАСТВОРОВ ДЛЯ ЗООТЕХНИЧЕСКИХ ЦЕЛЕЙ 5.1. Действие ЭХА-растворов на организм мелких лабораторных животных по данным Ташкентского филиала ВНЦХ АМН СССР. Медико-биологические исследования ЭХА-растворов проводились в Ташкентском филиале ВНЦХ АМН СССР в 1978 г. [76] Анолит и католит водопроводной воды получали на диафрагменном электроактиваторе ЭЛХА-038. ЭХА-растворы вводили в организм нелинейных белых крыс внутрижелудочно (в/ж), внутрибрюшинно (в/б), обрабатывали католитом стандартные кожные раны, проводили экстракцию измельченной ткани миокарда в ЭХА-растворах, обрабатывали анолитом взвесь оболочек гемолизированных эритроцитов. Результаты исследования обобщены в табл. 5.1. Таблица 5.1 Показатели действия ЭХА-растворов при введении их в организм белых крыс, при экстрагировании измельченной ткани миокарда и при действии на оболочки гемолизированных эритроцитов
Продолжение табл. 5.1.
Из табл. 5.1 следует, что, как и предполагалось на основании модельных экспериментов и теоретического анализа (см. гл. 4), католит с электронодонорными свойствами, соответствующими ОВП = минус 400 мВ,ХСЭ, в дозах порядка 20-40 мл/кг (для организма крысы) обладает хорошо выраженным анаболическим действием, стимулирует процессы физиологической регенерации, в частности, увеличивает вероятность вступления в фазу синтеза ДНК (S-фаза клеточного цикла) клеток слизистой 12-перстной кишки. В дозах 5-10 мл/кг католит той же характеристики стимулирует тканевое дыхание и способствует повышению надежности антиоксидантной защиты печени и миокарда, что выражается в увеличении содержания фосфолипидов в тканях этих органов. Прямое действие католита на рану усиливает репаративные процессы. Католит со слабо выраженными электронодонорными свойствами (ОВП минус 400 мВ,ХСЭ), малоэффективен. Католит с избыточными электронодонорными свойствами ( ОВП минус 400 мВ,ХСЭ), обладает антиметаболическим действием. Анолит в дозах 5-10 мл/кг тормозит тканевое дыхание, снижает противоокислительные свойства тканей жизненно-важных органов и клеточных оболочек, то есть производит в организме антиметаболическое действие. На данной экспериментальной модели прямое катаболическое действие анолита, которое по предположению могло бы выражаться в усилении процессов ферментного окисления за счет увеличения ОВП, не зарегистрировано. Очевидно, свободнорадикальная активность анолита превалировала. Увеличение содержания фосфолипидов в оболочках эритроцитов при внутрибрюшинном введении анолита может быть связано с компенсаторным усилением системы антиоксидантной защиты в организме при длительном электроноакцепторном воздействии. Однако в этих условиях общий срыв системы противоокислительной защиты проявляется в уменьшении содержания фосфолипидов в печени и в миокарде. Прямое действие анолита на оболочки эритроцитов во взвеси вне организма приводит к существенному нарушению их антиоксидантных свойств. 5.2. Косвенная оценка ОВП крови человека, регулирование ОВП крови при гемодиализе. Исследовалась возможность передачи электронодонорных свойств внутренней среды организма человека через слизистую оболочку рта. Испытания проводились на практически здоровых людях. Участникам эксперимента предлагалось набрать в рот 50 мл кипяченой воды и по истечение 10 мин. вернуть пробу в мерный стаканчик. Количество опытов - 6. В пробах воды измеряли рН и ОВП до инкубации в ротовой полости и после (табл. 5.2). Таким образом, вода после инкубации в ротовой полости оказалась закисленной на 0,7 ед.рН, что по расчету должно было привести к увеличению ОВП на 42 мВ. На самом же деле реальная регрессия ОВП в пробе воды после инкубации в ротовой полости составила минус 280 мВ. Этот опыт также подтверждает, что внутренняя среда организма характеризуется хорошо выраженными электронодонорными свойствами относительно факторов внешней среды. Таблица 5.2 Показатели рН и ОВП питьевой воды до и после инкубации в ротовой полости
Дальнейшее изучение показателей электронного равновесия внутренних сред организма проводилось на основе клинических наблюдений у больных, находящихся на хроническом гемодиализе в отделении гемодиализа ГКБ №50 г.Москвы. У 22 больных с хронической почечной недостаточностью (ХПН) проводился ацетатный диализ. Характеристики режима гемодиализа:
В диализаторе кровь, очищаемая от уремических шлаков, протекала по капиллярам из купрофана с толщиной стенки 10 мкм. С наружной стороны капилляр, заполненный кровью, омывался диализным раствором с заданным минеральным составом. Через стенку полупроницаемой купрофановой мембраны диализатора между кровью и диализным раствором осуществлялся масс-обмен: компоненты диализного раствора поступали в кровь, уремические шлаки и некоторые метаболические компоненты из крови диффундировали в диализный раствор, который удалялся на слив. В отработанном диализном растворе на выходе из диализатора измеряли рН и ОВП. Измерения проводили иономерами Ciba-Corning (США), «рН-150», «рН-340» (СССР). Сравнение исходных рН и ОВП диализного раствора с показателями на выходе диализного контура после трансмембраннного контакта раствора с кровью показаны в табл. 5.3. Таблица 5.3 Показатели рН и ОВП ацетатного диализного раствора на входе и выходе диализного контура диализатора «искусственной почки»
На выходе диализного контура диализатора отмечалось незначительное закисление диализного раствора за счет ацидоза в организме больного. Регрессия ОВП в диализном контуре в среднем составила 150 мВ. Следовательно, кровь больных с ХПН является электронодонорной средой относительно диализного раствора. В свою очередь сам диализный раствор оказывает на кровь трансмембранное окисляющее действие и создает в организме термодинамические условия для истощения системы антиоксидантной защиты. Для устранения данного недостатка процедуры гемодиализа был использован электрохимический метод регулирования рН и ОВП воды, очищенной для гемодиализа, на основе униполярной катодной обработки. Электрохимическая обработка поступающей в аппарат «искусственная почка» воды минерализацией 30-50 мг/л, осуществлялась с помощью электрохимического аппарата «Базекс». Объемная подача деминерализованной воды, поступающей в катодную камеру под давлением 0,3 МПа, составляла 0,5 л/мин. Небольшая часть воды профильтровывалась через разделительную мембрану в анодную камеру и удалялась на слив с расходом 0,5-2 л/ч. Фильтрат в анодной камере играл роль компенсирующего электролита, замыкающего электрическую цепь. В процессе катодной обработки воды сила тока регулировалась в диапазоне 0,10-0,53 А. Вода, выходящая из катодной камеры включенного аппарата «Базекс», подщелачивалась за счет образования гидроксилов. ОВП катодно обработанной воды снижался до величин от минус 50 до минус 250 мВ,ХСЭ в зависимости от силы тока. Далее катодно активированная вода поступала в смеситель монитора «искусственной почки», где смешивалась с ацетатным диализным концентратом в соотношении 34:1. Диализный раствор, приготовленный на катодно активированной воде, при катодном токе 0,10 А имел рН = 7,47 + 0,10. По мере увеличения силы тока показатель рН диализного раствора, поступающего в диализатор, плавно возрастал и достигал 7,56 + 0,20 при токе 0,50 А. На выходе диализатора показатели рН диализного раствора на активированной воде были систематически ниже входных в среднем на 0,16 + 0,03. Диализный раствор «запоминал» тенденцию к снижению ОВП катодно обработанной воды. Среднестатистическая зависимость ОВП диализного раствора на входе и выходе диализного контура при разной силе тока в рабочих камерах аппарата «Базекс» показана на рис. 5.1. В  Рис. 5.1. Зависимость ОВП на входе и выходе диализного контура при катодной обработке воды, очищенной для гемодиализа на аппарате «Базекс» от тока. 1 - показатели ОВП диализного раствора на входе в диализатор «искусственной почки»; 2 – ОВП диализного раствора на выходе диализатора «искусственной почки» через 10-15 мин. от начала сеанса гемодиализа; 3 – ОВП диализного раствора на выходе диализатора «искусственной почки» через 2 – 3,5 ч от начала сеанса гемодиализа. ходные показатели ОВП диализного раствора, полученные на воде, катодно обработанной током 0,10 А, составили в среднем 45 мВ,ХСЭ против 290 мВ,ХСЭ в диализном растворе на необработанной воде. При увеличении катодного тока характеристики ОВП диализного раствора перемещались в область отрицательных значений и достигали от минус 165 до минус 170 мВ,ХСЭ при токе 0,50-0,53 А (выше указанного предала ток не увеличивали ввиду риска выхода рН и ОВП диализного раствора из физиологически допустимого интервала). В начале и конце периода наблюдений при токе 0,20 А выходные значения ОВП диализного раствора были систематически ниже входных в среднем на 70 мВ. При токе 0,30 А входные и выходные характеристики ОВП на начальном отрезке сеанса гемодиализа уравнивались - точка равновесия электронного статуса крови больных и диализного раствора достигалась при ОВП = минус 135 мВ,ХСЭ ( минус 335 мВ, НВЭ). Если ток в аппарате «Базекс» повышался до 0,35 - 0,53 А, то ОВП диализного раствора оставался в начале сеанса гемодиализа на уровне минус 135 мВ,ХСЭ и превышал ОВП на входе. Это означает, что в начале сеанса гемодиализа ОВП крови больного в экстракорпоральном шунте составлял в среднем минус 135 мВ,ХСЭ. В конце процедуры гемодиализа (3 - 3,5 ч. от начала сеанса) равенство входных и выходных значений ОВП диализного раствора в исследованном диапазоне силы тока не достигалось. ОВП на выходе диализного контура оставался ниже показателей входа. Ожидаемая сходимость кривых 1 и 3 (см. рис. 5.1) должна осуществиться при токе выше 0,53 А в области значений ОВП не выше минус 200 мВ,ХСЭ. Следовательно в результате продолжительной обработки крови диализным раствором с ОВП = от минус 135 до минус 170 мВ,ХСЭ показатель ОВП крови больных уменьшился в среднем более чем на 65 мВ, то есть внутренняя среда организма приобретала дополнительную электронодонорную активность. Физиологические последствия «католитного диализа» после курса продолжительностью 2-3 мес. были следующими: снижение АД у больных, склонных к гипертензии, на 30-40 мм.рт.ст.; увеличение рН артериальной крови на 0,02-0,05 ед.; улучшение общего самочувствия; уменьшение ощущения жажды и уменьшение потребности в воде; ослабление симптомов кожного дерматоза. Иногда «католитный диализ» сопровождался кратковременным чувством слабости. Осложнений не отмечено. В разделе 2.2 приведены расчетные данные, согласно которым отношение окисленной и восстановленной форм гемоглобина в венозной крови удовлетворяет ОВП = 0,15 В, НВЭ (350 мВ,ХСЭ). По данным табл. 3.1 прямое измерение ОВП венозной крови системой платинового и хлор-серебряного электрода дало результат: минус 30 мВ,ХСЭ. Косвенная оценка ОВП венозной крови, протекающей через диализатор в начале сеанса гемодиализа, дала результат: минус 135 мВ,ХСЭ. Расхождение этих результатов, по-видимому, определяется следующим обстоятельством: кровь (как и всякая биологическая среда) неоднородна и содержит компоненты, существенно отличающиеся друг от друга по электронодонорным и электроноакцепторным характеристикам. Поэтому понятия «ОВП крови» или «ОВП ткани» в целом некорректны. Измерения ОВП ткани или сложной биологической жидкости дает результат в зависимости от того, какие элементы биологической среды взаимодействуют с электродами непосредственно. Соответственно, динамика ОВП биологической системы может быть прослежена только в серии наблюдений с помощью одного стандартного методического приема. Наиболее типичным примером гетерогенности параметров окислительно-восстановительного равновесия в пределах одного микрообъекта является митохондрия с резкими перепадами рН на наружном контуре митохондриальной мембраны, на ее внутреннем контуре и в межконтурном пространстве. По-видимому, электронодонорные и электроноакцепторные микроскопические биомолекулярные комплексы передают свои электронные свойства на некоторое расстояние. И благодаря этому электрод, помещенный в биологическую среду, подвергается влиянию сложных равнодействующих электрических векторов. В целом такая живая среда характеризуется длительно существующими электронно-неравновесными свойствами, которые необходимы для осуществления физиологических процессов. Установление в живой среде термодинамического равновесия характеризует состояние некробиоза. 5.3. Подвижность клеточного тест-объекта в диализном растворе на основе катодно активированной деминерализованной воды. Биологическое тестирование деионизованной воды, катодно обработанной на аппарате «Базекс», проводилось методом измерения подвижности размороженных сперматозоидов быка [46]. Значения Is взвеси сперматозоидов в условиях изотонии в диализном растворе на основе исходной деионизованной воды (контроль) и в пробах на основе деионизованной воды, обработанной катодным током, представлены в табл. 5.4. Исследовались образцы диализного раствора, приготовленные на воде, полученной на разных установках фирмы «Фрезениус» (ФРГ), работающих в отделениях гемодиализа Научного хирургического центра Минздравпрома РФ и ГКБ №50 г.Москвы. Соответственно пробы обозначены индексами 1 и 2. Таблица 5.4 Показатели подвижности размороженных сперматозоидов быка в образцах диализного раствора на основе исходной и катодно обработанной воды, очищенной для гемодиализа
Условные обозначения: q - удельный расход электричества при катодной обработке воды, очищенной для гемодиалиаз; Is - индекс подвижности сперматозоидов в диализном растворе на основе исходной и катодно обработанной воды. Таким образом диализный раствор на основе деионизованной воды, подвергнутой катодной обработке в аппарате «Базекс», стимулирует подвижность инкубируемых сперматозоидов, что связано с увеличением утилизации внутриклеточной энергии, необходимой для работы жгутикового аппарата движущихся клеток. 5.4. Действие ЭХА-растворов на морфологию и жизнеспособность бактерий. Во время проведения 1 и 2 Всероссийских конференций «Методы и средства стерилизации и дезинфекции в медицине», проходивших в Москве в 1992-93 г.г., представлены материалы о действии ЭХА-растворов на морфологию суспензированных бактерий. ЭХА-растворы были получены на электролизерах различных типов. Отмечалось, что при обработке суспензии синегнойной палочки католитом (рН = 12,4; ОВП = минус 800 мВ,ХСЭ ) все микробные клетки оставались интактными, по данным электронной микроскопии, их ультраструктура не менялась. Анолит (рН = 3,7; ОВП = 950 мВ,ХСЭ) повреждал тонкую структуру бактериальной клетки на уровне внутриклеточных мембран. При повреждении клеточных оболочек перекисными соединениями анолита обнаруживалось усиление их способности к образованию комплекса «бактериальная клетка (антиген) – антитело». Добавление католита к питательным средам стимулировало рост и повышало жизнеспособность медленно растущих микобактерий (возбудителей лепры и туберкулеза), а анолит подавлял их рост. [78] Приведенные данные указывают, в частности, на риск провокации очагов дремлющей инфекции при обработке католитом патологически измененных тканей. Анолит способен подавлять рост бактерий и сенсибилизировать микробные клетки к иммунным факторам. 5.5. Обеззараживающие свойства активированного анолита. Во ВНИИ профилактической токсикологии и дезинфекции и лечебных учреждениях г.Москвы проводились испытания обеззараживающих свойств электроактивированных растворов А (рН = 2,4; ОВП = 1130 - 1180 мВ,ХСЭ) и АН (рН = 7,5; ОВП = 840 - 950 мВ,ХСЭ), полученных на установках СТЭЛ. Тестирование осуществлялось на традиционных суспензионных и батистовых тест-объектах, а также на поверхностях различных материалов, контаминированных спорами B.cerius. Установлено, что спороцидная активность анолита при прочих равных (в том числе при близких рН и ОВП) возрастала с увеличением Сох. Спороцидная активность А превышала таковую у АН. Время спороцидного действия А и АН указано в табл. 5.5. Таблица 5.5 Показатели спороцидной активности А и АН по отношению к спорам B.cerius.
Спороцидная активность проявлялась наилучшим образом при обработке суспензионных тест-объектов и металлических поверхностей. При обработке батистовых тест-объектов время спороцидного действия было максимальным. Дезинфицирующее действие А в отношении кишечной палочки и золотистого стафилококка при контаминации ими изделий медицинского назначения из металла и стекла (ножницы, пинцеты, корнсанги, пипетки, предметные стекла, пробирки) также выражены лучше в сравнении с АН. Время обеззараживания при действии А составляет 15-30 мин. при Сох = 300 - 400 мг/л, соответственно. При действии АН время обеззараживания 15 - 60 мин. при Сох = 400 - 500 мг/л. При прочих равных время обеззараживания изделий из металла и стекла одинаково. Проводились опыты по дезинфекции растворами А и АН игрушек из пластмассы, изделий медицинского назначения из стекла, подкладной клеенки, резины и др. Дезинфекция осуществлялась методом одно- и двукратного протирания или погружения предмета в раствор. В качестве тест-вируса использовался вирус полимиелита 1 типа (вакцинный штамм). Наилучшая дезинфекция достигалась погружением предмета в раствор. ( табл. 5.6) Таблица 5.6 Дезинфицирующие свойства А и АН при обеззараживании объектов, контаминированных вирусом полимиелита
АН обладает относительно слабым хлорным запахом, переносится персоналом лучше других дезинфицирующих средств, характеризуется хорошими моющими свойствами, повышающими эффективность дезинфекции и стерилизации. Поэтому АН предпочтительнее в качестве антимикробного агента. При обработке АН (Сох = 400 - 900 мг/л) кухонной утвари, линолеума, стекла, кафеля, керамической плитки, дерева, окрашенного маслянной краской, а также изделий медицинского назначения требует экспозиции после одно- или двукратного протирания от 15 мин. до 2 ч. [79] Стерилизационный эффект АН (Сох = 300 - 500 мг/л) зависит от обрабатываемого материала (стекло, металл, полимеры, резина) и обеспечивается при выдержке от 15 мин. (для большинства материалов) до 4 ч. (резина). Антимикробные свойства А выше, но он вызывает быструю коррозию металлических инструментов. [80] На основе разработанных методических рекомендаций АН (Сох = 300 - 500 мг/л) нашел успешное применение при дезинфекции и стерилизации в реанимационных отделениях и ЛОР-кабинетах. [81, 82] При этом себестоимость изготовления АН в установках СТЭЛ на месте применения была в 6 раз ниже расходов на покупной хлорамин. При использовании установок СТЭЛ производительностью 7 - 9 т. дезинфицирующих растворов ежемесячно в масштабах клинического комплекса наблюдались: изменения микробного пейзажа в помещениях (реже высевались грамм-положительные формы); улучшение качества генеральных уборок (снижение частоты неудовлетворительных смывов до 3,5% против 8% исходных); снижение заболеваемости новорожденных и родильниц по сравнению с общегородскими показателями; экономический эффект и улучшение условий и организации труда. Раствор гипохлорита натрия, получаемый на установках ЭДО (Сох = 600 - 900 мг/л) используется для стерилизации мединструментов, катетеров, трахеотомических трубок и пр. (стерилизация погружением на 15 мин.). [83] Применение аппаратов ЭДО для указанных целей лимитировано их низкой производительностью. Сведения о моющих свойствах раствора гипохлорита отсутствуют. По данным 7-й клинической больницы г.Риги, рентабельность установок СТЭЛ 150-300% относительно расходов при применении хлорамина. На основе 1500 проверок установлена более высокая эффективность АН по сравнению с традиционными прототипами. Коррозионные свойства А и АН могут быть скорректированы добавками специальных ингибиторов. [84] 5.6. Токсикологическая оценка ЭХА-растворов, синтезируемых установками СТЭЛ. Результаты испытаний, проведенных ВНИИ профилактической токсикологии и дезинфекции показали следующее. При внутрибрюшинном введении крысам раствора К (рН = 10 - 10,5; ОВП = от минус 700 до минус 750 мВ,ХСЭ ) признаки токсического действия не отмечались. Токсичность А (рН = 3,0 - 3,15; ОВП = 1150 - 1160 мВ,ХСЭ, Сох = 180 - 500 мг/л ) и АН (рН = 7,4 - 7,9; ОВП = 890 - 900 мВ,ХСЭ, Сох = 100 - 1100 мг/л ) оценивались на мышах, крысах, морских свинках и кроликах. По показателям острой токсичности оба раствора существенно не отличались и относились к классу малотоксичных. При введении в желудок мышей А или АН с Сох = 500-550 мг/л до заполнения гибель животных не наступала. При однократном нанесении ни кожу А и АН местно-раздражающего действия не оказывал. При повторных кожных аппликациях А с Сох = 350 - 500 мг/л у кроликов наблюдалось раздражение после 2-х аппликаций, а при Сох = 130 - 270 мг/л раздражение кожи возникало после 10-ти аппликаций. Однако у крыс А с Сох = 270 - 310 мг/л не вызывал раздражения кожи при аппликациях в течение месяца. Аппликации АН с Сох = 400 мг/л у кроликов и морских свинок сопровождались развитием сухости и шелушением кожи через 7 дней. У крыс после 20-25 аппликаций АН подобных явлений не отмечалось. Таким образом при Сох порядка 400 мг/л раствор А оказывал на кожу более сильное раздражающее действие по сравнению с АН. При закапывании растворов А и АН в конъюнктивальный мешок кролика наблюдался слабый и быстро проходящий эффект раздражения. Общее кожно-резорбтивное действие А выражено сильнее по сравнению с действием АН. Регулярное смазывание кожи крыс А ( Сох = 300 мг/л) сопровождалось уменьшением массы тела животных, нарастанием вялости и эозинофилезом крови (последний признак характерен для недостаточности коры надпочечников и общей сенсибилизации). Обработка кожи крыс АН (Сох = 400 мг/л, что даже несколько выше, чем в предыдущем случае) вызывала аналогичные тенденции, не выходящие, однако, за допустимые пределы. Растворы А и АН подавляли активность аланинаминотрансферазы и щелочной фосфотазы печени. Растворы А и АН обладали специфическим сенсибилизирующим действием (агломерация и лизис лейкоцитов) после внутрикожных инъекций этих растворов с последующей их аппликации на область инъекции. При работе с образцами А в условиях натурного эксперимента по проведению дезинфекционной обработки отмечались существенные превышения ПДК в воздухе по хлору. АН в подобных условиях вызывал превышение ПДК активного хлора в атмосфере только при Сох 1100 мг/л. Более высокая токсичность А по сравнению с АН связана с содержанием в первом значительных концентраций газообразного хлора (Cl2, о = 1,0 В, НВЭ), в то время как АН содержит в качестве активных начал главным образом хлорноватистую кислоту (HClO) и гипохлорит-ион (ClO, о = 1,1 В, НВЭ). Установлено, что потребление крысами воды с содержанием Сl2 = 0,5 - 50 мг/л (0,014-1,43 ммоль/л) сопровождалось развитием симптомов хронического отравления (гастрит, снижение содержания ДНК и гликогена в печени, анемия). В то же время введение крысам с питьевой водой гипохлорита натрия в концентрациях 5000 - 40000 мг/л (68-540 ммоль/л) приводило в течение 14 дней к обезвоживанию организма но без грубых морфологических нарушений. [85] По данным В.И.Сергиенко (Институт физико-химической медицины, Москва) инфузионный раствор с содержанием гипохлорита натрия порядка 10 ммоль/л (около 740 мг/л) создает в организме концентрации порядка 2101 ммоль/л (10-20 мг/л), которые относительно совместимы с живыми тканями. Как известно, хлор обладает широкой гаммой степеней окисления (минус 1, +1, +3, +5, +7) и при взаимодействии с биологическими субстратами дает множество промежуточных продуктов типа ксенобиотиков. Система HClO/ClO позволяет получать при взаимодействии с биологическими и токсическими субстратами различные биохимические продукты, окисленные кислородом, и анион Сl, что можно показать на примере окисления гипохлоритом фенола: С6Н5ОН + 8ClO СНСООН + 8Cl + 2CO2 + H2O СНСООН В процессе действия естественных механизмов детоксикации подобные продукты образуются в организме постоянно и являются малотоксичными или полностью нетоксичными. По-видимому, этот момент определяет меньшую токсичность АН по сравнению с А. 5.7. Влияние католита на механизмы иммуногенеза. В медицинском центре фирмы «Эсперо» (Ташкент) проводились исследования влияния католита на показатели иммуногенеза у мышей СВА. Изотонический раствор католита на основе физиологического раствора хлорида натрия получали на электрохимической установке «Эсперо-1». [86] Мышам однократно вводили внутримышечно взвесь эритроцитов крови барана в обычном физиологическом растворе (контроль) и в католите на основе физиологического раствора. Эритроциты крови барана являются антигенами и вызывают у мышей иммунологическую реакцию. В опытах с введением мышам взвеси эритроцитов на католите увеличение количества антителообразующих клеток в селезенке было в 4-6 раз выше по сравнению с контролем. По мере снижения ОВП католита, на котором приготовляли эритроцитарную взвесь, до минус 800 мВ,ХСЭ относительное содержание ненасыщенных жирных кислот в клеточной оболочке спленоцитов возрастало на 15-30% относительно исходного уровня. Это свидетельствует о повышении антиоксидантной активности клеточных мембран спленоцитов в результате действия катодно активированного раствора. Признаков деструкции липидной фазы клеточных мембран спленоцитов у животных, получавших инъекции эритроцитарной взвеси на католите, не обнаружено. Внутримышечное введение изотонического раствора католита мышам с анемией, вызванной солянокислым фенилгидразином, сопровождалось стимуляцией кроветворения. При этом интенсивность иммунной реакции на дополнительное введение взвеси эритроцитов крови барана усиливалась в 2-3 раза. Католит усиливал взаимодействие Т- и В-лимфоцитов в процессе иммунной реакции на антиген эритроцитов барана при введении лимфоидных клеток летально облученным мышам СВА и подавлял формирование антигеноспецифических Т-супрессоров. На фоне токсического СCl4-индуцированного гепатита у мышей СВА инъекции католита оказывали корригирующее действие на иммуногенез, сниженный у животных с данной формой экспериментальной патологии. После инъекций католита у больных мышей восстанавливалась нормальная интенсивность иммунологического ответа на антиген эритроцитов крови барана. 5.8. Радиопротекторные и радиосенсебилизирующие свойства ЭХА-растворов. В 1981 г. в ташкентском филиале ВНЦХ АМН СССР проводились исследования радиопротекторных и радиосенсибилизирующих свойств ЭХА-растворов.[87] С этой целью мышей СВА облучали летальной дозой (DL95) рентгеновского облучения. Контрольной группе животных давали обычную (неактивированную) воду. Подопытные мыши получали католит и анолит на основе низкоминерализованной воды. Водные среды подавались в вольеры по специальным желобкам. В результате в контрольной группе смертность составила 96%, в группе облученных мышей, пивших католит, - 10%, соответственно. То есть 90% мышей, пивших католит, выжили после летального облучения. Мыши, пившие анолит, после смертельного облучения все (100%) погибли в более короткие сроки по сравнению с контрольной группой. Таким образом католит проявил себя как эффективный радиопротектор, в то время как анолит ускорил течение лучевой болезни и усилил летальное действие радиации. Известно, что физические и химические радиопротекторы способствуют продлению жизни облученных организмов. [88, 89] Напротив, появление в тканях активных радикалов приводит к эффекту радиосенсибилизации. «Одним из наиболее широко исследуемых в настоящее время является способ радиосенсибилизации с помощью электроноакцепторных соединений (ЭАС). Одним из главных свойств ЭАС является то, что они не сенсибилизируют клетки в присутствии кислорода вследствие их неконкуренто способности с кислородом во взаимодействии с радикалами (тканевых) мишеней. Поскольку гипоксические клетки содержатся только в опухолях и практически отсутствуют в нормальных тканях, создаются предпосылки для избирательной радиосенсебилизации опухолей по сравнению с нормальными тканями». [90] Добавим, что активированный анолит может быть использован для указанной цели. 5.9. Влияние католита и анолита на активность каталазы листьев пшеницы, выращенной из семян, замоченных ЭХА-растворами. Зерна пшеницы перед проращиванием и в процессе роста на питательных средах увлажняли неактивированной питьевой водой (контроль), слабыми растворами соляной кислоты и гидрата окиси натрия, кислым анолитом и католитом питьевой воды. (86) Характеристики ЭХА-растворов: А - рН = 4,7; ОВП = 640 мВ,ХСЭ; К - рН = 9,3; ОВП = минус 580 мВ,ХСЭ. Активность каталазы определяли в растертых листьях зеленых растений. Результат исследования: скорость выделения кислорода при расщеплении перекиси водорода каталазой пшеницы, выращенной на активированной воде (на католите и анолите) в 2 раза выше, чем в контроле. Удельный расход кислорода на единицу массы зеленого веса также был на 6-12% выше для пшеницы, выращенной на ЭХА-растворах. Создается впечатление, что в данном случае усиление каталазной активности листьев пшеницы мало зависело от знака активации воды при замачивании семян перед проращиванием. 5.10. Действие ЭХА-растворов на кинетику протеолиза in vitro. В лаборатории электрохимических и мембранных технологий ВНИИИМТ ОАО «НПО «Экран» изучалась кинетика протеолиза белковой взвеси, полученной путем термической обработки сыворотки крови крупного рогатого скота. Сыворотку в объеме 20-40 мл быстро впрыскивали в кипящую дистиллированную воду объемом 0,5 л. Полученную мутную взвесь белковых скоагулированных частиц размером 2-3 мкм разводили в соотношении 1:10 следующими растворами: физиологическим раствором хлорида натрия; физиологическим раствором хлорида натрия с рН, доведенным до 11,0 добавкой КОН; католитом физиологического раствора хлорида натрия с рН = 11,0 и ОВП = минус 600 мВ,ХСЭ; физиологическим раствором хлорида натрия, приготовленном на католите слабоминерализованной водопроводной воды путем доведения ее до изотонии (характеристики физиологического раствора на католите: рН = 10,8 ; ОВП = минус 570 мВ,ХСЭ ). К указанным разведениям добавляли протеолитический фермент -хемотрипсин в весовом соотношении 1:105. В контрольных пробах добавление фермента к тестируемым разведениям не производилось. Лизис белковых частиц осуществляли в пробирках в присутствии фермента при t=22С. Динамику ферментолиза оценивали по изменению оптической плотности раствора, которая уменьшалась по мере лизиса белковых частиц. В контрольных пробах также измеряли оптическую плотность, которая могла меняться за счет старения растворов и изменений рН. Измерения оптической плотности в исследуемых пробах проводили на спектрофотометре КФК-2. В исходном физиологическом растворе с рН = 5,8 - 6,1 добавление взвеси скоагулированных белковых частиц сопровождалось увеличением рН до 6,9-7,6. При этом оптическая плотность белковых взвесей в большинстве случаев не менялась в течение нескольких часов. В части проб на исходном физиологическом растворе дисперстность взвеси менялась в сторону увеличения размеров взвешенных белковых частиц, которые быстро оседали на дно пробирки, соответственно надосадочная жидкость осветлялась. То есть в этих пробах белковая взвесь при выстаивании в обычном физиологическом растворе становилась грубодисперстной. Ферментолиз в исходном физиологическом растворе до осветления взвеси на 90% продолжается 55 - 60 мин. В грубодисперстных взвесях ферментное разложение белковых частиц или не происходило, или было крайне замедленным. В физиологическом растворе, защелаченном до рН = 11,0 , а также в католите физиологического раствора и в физиологическом растворе, приготовленном на католите, добавление белковой взвеси уменьшало рН до 10,2 - 10,5. В этих условиях без добавления фермента оптическая плотность взвеси оставалась стабильной в течение периода наблюдений. Ферментолиз в обычном (неактивированном) физиологическом растворе, защелаченном КОН, до осветления взвеси на 90% продолжался 120 - 140 мин. При проведении ферментолиза в католите физиологического раствора осветление белковой взвеси белковой взвеси на 90% происходило за 30 - 40 мин. (значительно быстрее, чем в неактивированной среде). Остаточная оптическая плотность белковой взвеси после завершения ферментолиза в католите была в 2-3 раза ниже остаточной оптической плотности взвеси после окончания ферментолиза в физиологическом растворе, обычном или защелаченном (рис. 5.2). Следовательно, в данном случае сублимация белковых частиц была особенно глубокой. Действие фермента проходило наиболее быстро в среде физиологического раствора, приготовленного на католите низкоминерализованной воды (то есть в католите воды, доведенном до изотонии). При этих условиях ферментолиз до осветления взвеси на 90% происходит за 15-20 мин. Остаточная оптическая плотность в этих опытах была такой же, как и при ферментолизе на неактивированных растворах. В кислом анолите физиологического раствора (рН = 2,0; ОВП = 950 мВ,ХСЭ ), а также в кислом анолите пресной воды, после доведения его до изотонии (рН = 2,2; ОВП = 930 мВ,ХСЭ) белковые взвеси подвергались дополнительной коагуляции, белковые агрегаты укрупнялись и быстро оседали на дно пробирки. В этих условиях ферментолиз не осуществлялся.  Рис.5.2. Кинетика протеолиза в модельных растворах in vitro. 1 – на неактивированном физиологическом растворе; 2 – в католите физиологического раствора; 3 – в физиологическом растворе, приготовленном на католите питьевой воды; D – оптическая плотность модельного раствора. Исследовалось взаимодействие ферментного препарата ацидин-пепсина с питьевой водой и с католитом слабоминерализованной воды. В питьевой воде таблетки ацидин-пепсина (1 табл. на 50 мл) растворялись в виде крупных макроскопических хлопьев. В свежем католите питьевой воды таблетки этого препарата разводились в течение 1-2 мин. в виде тонкодисперсной взвеси. По-видимому «живая вода» в полости желудка способствует перевариванию пищевых субстратов за счет повышения степени их дисперстности. Заметное влияние католита питьевой воды на рН желудочного сока маловероятно из-за высокой кислотной емкости желудочной среды (при нормосекреции) и низкой буферностью католита. В табл. 5.7 показаны значения рН и ОВП исходной питьевой воды, католита питьевой воды (минерализация 0,2 г/л) и значения рН и ОВП 5% раствора ацидин-пепсина в питьевой воде и в католите питьевой воды. Растворы ацидин-пепсина моделируют желудочную среду, которая формируется при питье обычной пресной воды и католита. Из таблицы видно, что щелочной католит ультрапресной воды не влияет на рН раствора, моделирующего желудочный сок, но при этом ОВП модельного раствора уменьшается на 150 мВ. Таблица 5.7 Показатели рН и ОВП 5% раствора ацидин-пепсина в обычной питьевой воде и в католите питьевой воды
5.11. Поение катодно активированной питьевой водой цыплят-бройлеров и мясных кур. В экспериментальном хозяйстве научно-исследовательского и технологического института птицеводства (Сергиев-Посад) проводили поение активированной питьевой водой (минерализация до 0,7 г/л) цыплят-бройлеров. С этой целью на электрохимических активаторах ЭЛХА (погружных, статических и проточных) получали католит питьевой воды с рН = 8 - 9; ОВП = от минус 225 до минус 530 мВ,ХСЭ. Бройлеры, получавшие католит с указанными характеристиками, имели заметный прирост живой массы. Предполагается, что К в пищеварительном тракте птицы при взаимодействии с кормом повышает его перевариваемость и усвоение, что, по-видимому, обусловлено улучшением сублимации пищевых масс в желудочном содержимом. Поение цыплят К с рН = 9 -12 ; ОВП = от минус 550 до минус 700 мВ,ХСЭ или А с рН = 2 - 3; ОВП = 850 - 950 мВ,ХСЭ вызывает резкое угнетение пищеварительных ферментов. Поение птиц слабым анолитом водопроводной воды (ОВП не более 275 мВ,ХСЭ) способствует увеличению массы тела. В этом случае анодная активация воды была минимальной со сдвигом ОВП всего на несколько десятков мВ относительно исходных значений. Дальнейшее увеличение ОВП анолита отрицательно влияет на прирост массы тела. Оптимальный режим поения бройлеров католитом: К с рН = 8 - 9 ; ОВП = от минус 500 до минус 600 мВ,ХСЭ , поение в течение 1,5 ч. сеансами через каждые 1,5 ч. в сочетании с периодическим кормлением в течение 1 ч. через каждые 2 ч. Иными словами поение католитом заканчивалось за полчаса до начала очередного кормления. Выращивание цыплят кросса «Гибро» при таком режиме поения К и кормления обеспечивало привесы на 8,4 + 0,05 % при уменьшении расхода кормов на 10,8 + 0,2 %. Потребность птиц в питье снижалась на 4,8 + 0,1 % из расчета на 1 кг привеса. Выход тушек первой категории увеличился на 8,1 + 0,1 % при сохранности поголовья 98,2 + 1,4 %. У цыплят, получавших К, отмечено увеличение содержания в печени витаминов А и В2 на 20,4% и 9,7% по сравнению с контролем. Повысилось усвоение азота, жира, кальция, фосфора. В крови птиц, получавших К, возросла концентрация гемоглобина на 9% и эритроцитов на 12%. Экономический эффект составил около 10%. В последующих экспериментах [93] мясных кур поили водой, обработанной в катодной камере диафрагменного электролизера со значениями ОВП от минус 400 до минус 800 мВ,ХСЭ. При этом каждой группе птиц выпаивали К только с одним фиксированным показателем ОВП. Птиц контрольной группы выпаивали обычной водой с ОВП = 120 мВ,ХСЭ. Опытным путем установлено, что лучшие результаты по потреблению корма и его затрат на каждую 1000 яиц были получены у кур, которых поили К с ОВП не менее минус 600 мВ,ХСЭ. В этой группе птиц затраты корма были на 6,4% ниже по сравнению с контрольной группой. Данный эффект существенно зависел от периодичности поения и кормления. Наиболее рациональными являются интервалы времени подачи К в поилки за 3 ч. до кормления и через 2 ч. после кормления. [94] С целью профилактики сальмонеллеза у мясных кур их выпаивали растворами К и А по следующей схеме.[95] Птицы получали К с ОВП от минус 400 до минус 800 мВ,ХСЭ. Поение птиц К осуществляли в дни кормления во время самого кормления и в течение 2 ч. после него. В голодные дни в период полового созревания птиц поили А с ОВП = 500 - 1100 мВ,ХСЭ. Куры-молодки с пораженными сальмонеллами яйцевыми филликулами, получавшие К с ОВП более 600 мВ,ХСЭ, составили 1% всего стада против 4% в контрольной группе, получавшей обычную воду. Анолит, полученный при слабой анодной обработке, с ОВП не более 600 мВ,ХСЭ, для профилактики сальмонеллеза неэффективен. Известно, что сальмонеллы и другие возбудители инфекционных заболеваний проникают в яйцо как в период его формирования в яйцеводе, так и во время его прохождения через матку, влагалище и клоаку. Анолит снижает обсемененность сальмонеллами тонкого кишечника птиц приблизительно в 10 - 20 раз. При этом вероятность заражения яйцевых фолликулов уменьшается в 4 раза. Выпаивание цыплят К с ОВП = от минус 500 до минус 600 мВ,ХСЭ , способствующее увеличению концентрации в крови гемоглобина и эритроцитов, приводило к некоторому уменьшению содержания лейкоцитов, что можно рассматривать как тенденцию к снижению воспалительного потенциала организма. (91) Наибольшее усвоение бройлерами азотистых соединений, витаминов, жиров и минеральных компонент, а также максимальный общий анаболический эффект достигаются при выпаивании циплят К с ОВП = минус 500 + 50 мВ,ХСЭ. [97, 98, 99] 5.12. Применение установок СТЭЛ в Латвии. В 1988-91 г.г. партия установок СТЭЛ первого поколения была закуплена Латвией для использования в фермерском хозяйстве. Католит, полученный на установках СТЭЛ, успешно применялся для отпаивания ослабленных бычков. В Лимбажском районе Латвии с помощью К отпаивали телят (наблюдение зоотехника М.Рудаите), увеличение привесов в течение 3 мес. составило 17-32%. В группе ослабленных телят, получавших К, смертности не зарегистрировано. В контрольной группе ослабленных животных смертность около 75%. В совхозе «Узвира» Лимбажского района Латвии зоотехник Г.Дупуже давал свиньям К и получал двойные привесы. Эти фантастические результаты он объяснил тем, что у животных прекратился понос, связанный с плохим кормлением. В совхозе «Улброка» (гл. зоотехник Я.Паулане) А и К спаивали различным группам свиней. Благодаря этому хозяйство освободилось от дизентерии и проблем, связанных с поносом у свиней. За 4 мес. одних только медикаментов сэкономлено на 15 тыс.руб. в ценах 1989 г. Повышенные экстрагирующие свойства К выявлены при обработке сельскохозяйственного сырья. [100]. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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