Інститут експериментальної патології, онкології та радіобіології ім. Р.М. Горького. РЕ. Кавецького НАНУ, м. Київ
Науково-дослідна лабораторія інноваційних технологій УКРТЕХМЕД, м. Київ
000 "Укртехекологія", м.Кривий Ріг
МГО ГР "ЖиттеДар", м.Київ
С. А. Мисяк, А. П. Бурлака, С. М. Лукін, С. Г. Теплухіна, А. Б. Марченко, В. В. Тавокін
Дослідження парамагнітних центрів у бентонітових, каолінових глинах на прикладі препарату «Nano Kremnevit» та глини «Бента»
Досліджували бентонітові та каолінові шини, що пройшли санітарно-гігієнічну експертизу та рекомендовані для внутрішнього і зовнішнього застосування як біологічні добавки. Мета експерименту - виявлення в цих шинах реакційно-активних парамагнітних центрів, здатних взаємодіяти з біологічними структурами. Під час експериментів виявлено широкий спектр парамагнітних центрів. Крім цього, в бентонітовій і каоліновій глинах досліджували їхню здатність "вловлювати" супероксидні радикали. Швидкість генерування супероксидних радикалів визначали на нейтрофілах, виділених із венозної крові хворих зі злоякісними пухлинами молочної залози. Виявили властивість шин вловлювати радикальні форми кисню, що свідчить про їхнє використання як регулятора швидкості генерування супероксидних радикалів, оскільки вони мають властивості пастки.
Важливий напрям лікувально-профілактичних заходів - розробка й удосконалення технологій упровадження в практику засобів і методів запобігання й лікування хронічних захворювань із використанням засобів природного походження, що мають регулювальний вплив на обмінні процеси і посилюють функціональну активність систем організму, підвищуючи, своєю чергою, природну резистентність організму.
До таких речовин слід віднести шини, що складаються з одного або декількох глинистих мінералів (каолініту, монтморилоніту, сапоніту або інших шаруватих силікатів алюмінію та магнію, які мають специфічні властивості - іонообмінні, сорбційні, каталітичні, цитопротекторні, а також функцію молекулярного сита, регуляцію кислотно-лужного обміну в організмі [1-5].
Ці властивості зумовлені особливою структурою шаруватих силікатів. Так, каолініт (A14[Si4O10][OH]8, або A1O3-2SiO2-2H2O) - двошаровий силікат, пакети в якому складені одним тетраедричним і одним октаедричним шарами.
Монтморилоніт (-mMg3[Si4O10][OH]2}-p{Al,Fe---)2 [Si4O10][OH]2-nH2O) - тришаровий силікат, складений із двох тетраедричних і одного октаедричного шару, розташованого між ними. У мінералах монтморилоніту між пакетами розташовуються молекули води. Для мінералів цієї групи характерні широкі ізоморфні заміщення Si4+ на А13+, надлишкові негативні заряди компенсуються при цьому іонами Са, Na, К та ін., які розташовуються разом з молекулами води між пакетами. Кількість води між пакетами може змінюватися в широких межах, з чим пов'язана висока сорбційна та іонообмінна здатність монтморилоніту. Монтморилоніт - основний мінерал шини, що має лікувальні властивості. Глини з високим вмістом (понад 45%) монтморилоніту називаються бентонітовими. Мінерали монтморилонітової групи мають практично всі властивості природних нанорозмірних частинок. Щоб природні наночастинки за своїми властивостями могли перевершувати штучні наноматеріали, необхідно використовувати бентонітові глини високої якості з вмістом монтморилоніту 85-95% [3].
З давніх-давен лікувальні якості шини використовували в народній медицині. Згодом цей ефективний лікувальний засіб був витіснений сильнодіючими хімічними препаратами і забутий. Останніми роками вчені знову звернулися до дослідження шини в лікуванні різноманітних захворювань і доводять незаперечну користь цієї унікальної природної речовини [5-8,11].
Мета роботи
Дослідити глини з метою визначення в них реакційно-активних парамагнітних центрів, здатних взаємодіяти з біологічними структурами.
Матеріали та методи дослідження
У роботі використовували зразки шин, що пройшли санітарно-гігієнічну експертизу і рекомендовані до застосування.
Для дослідження взяли продукт Бента™ (Бентоніт), виготовлений з еталонної бентонітової глини Кудринського родовища (АР Крим, Україна), що містить 95-98% монтморилоніту. Її фізико-хімічні характеристики вивчено співробітниками Українського державного інституту мінеральних ресурсів і Кримською академією природоохоронного та курортного будівництва та рекомендовано до використання в лікувальних цілях. Дана шина дозволена до використання як біологічно активна добавка і входить до "Переліку харчових добавок, які дозволені до використання в харчових продуктах", затверджених постановою Кабінету Міністрів України №12 від 4 січня 1999 р. Державна санітарно-гігієнічна експертиза ДСЕС МОЗ України від 04 липня 2006 р. №05.0302-04/31097 дозволила використовувати Бента™ (Бентоніт) як харчову добавку. Результати клінічних досліджень, проведених українськими вченими, і розроблені на їхній основі методики внутрішнього і зовнішнього використання Бента™ (Бентоніт) наведені в методичних рекомендаціях, затверджених МОЗ України [11]. Виробник - Науково-медичне виробниче об'єднання "Бента", Україна.
Представником групи каолінових шин обрали препарат "Nano Kremnevit" (далі- "Кремневіт"), який зареєстрований як харчова добавка і дозволений до використання на підставі результатів санітарно-епідеміологічної експертизи ТУУ 15.8-35151417-001:2009 від 10 липня 2009 р. №05.03.02-06/41965. Каолінова шина видобувається у Волноваському родовищі Донецької області. Виробник - ТОВ "ТЕХДРОМ", Україна.
З шин готували зразки для дослідження методом ЕПР у спеціальних прес-формах і заморожували в рідкому азоті. Зразки шин поміщали в кварцову посудину Дьюара і за Т = 77°К реєстрували спектри ЕПР на комп'ютеризованому спектрометрі ЕПР РЕ-1307. Умови реєстрації спектрів ЕПР: частота 9,2 ГГц, магнітне поле 1-4 КЕ, модуляція магнітного поля частотою 100 кГц і амплітудою 10Е.
Досліджували також здатність глин "вловлювати" супероксидні радикали, що генеруються нейтрофілами крові хворих зі злоякісною пухлиною. Із венозної крові з додаванням 1 мл трилону Б, узятої у хворих зі злоякісними новоутвореннями молочної залози, виділяли нейтрофіли за відомою методикою, описаною в [12]. Реєстрацію швидкості генерування 02* (супероксидних радикалів) НАДФН-оксидазою нейтрофілів проводили на радіоспектрометрі ЕПР з використанням технології Spin Traps, для чого 103 нейтрофіли поміщали в спеціальну плоску кварцову кювету, до якої додавали спіновий уловлювач (4-гідрокси-2,2,6,6-tetrametyl-piperidine-1-oxyl) та глину в розведенні 1:100.
Результати та їх обговорення
А) У спектрах ЕПР глини Бентоніт визначаються три області (рис. 1), які містять парамагнітні центри (ПЦ). Перший сигнал ЕПР має g = 2,003, що характеризує наявність у досліджуваному зразку вільнорадикальних станів флавоубісеміхінонного типу, жирних та амінокислот.
Рис. 1 Вид спектра ЕПР зразка Бента
Другий сигнал ЕПР має §-факгор спектроскопічного розщеплення, що дорівнює 2,2-2,4. ПЦ цього типу можуть формувати комплекси "вільного заліза".
Третій сигнал ЕПР характеризують ПЦ, які реєструються в низьких магнітних полях і мають g=4,25. Парамагнітні центри з такими спектроскопічними характеристиками визначаються також у крові людей, тварин і характеризують фермент трансферин.
Б) Під час дослідження каолінової глини Кремневіт виявлено дві області, що мають парамагнітні центри (рис. 2).
Рис. 1 Вид спектра ЕПР зразка Бента
Перша область, яка знаходиться в зоні високих магнітних полів 3020 ерстед, виявляє інтенсивний сигнал, що формується великою кількістю парамагнітних центрів з £-фактором = 2,003. ПЦ, що відповідають за цей сигнал ЕПР, належать до вільнорадикальних станів флавоубісеміхінонного типу, жирних кислот, амінокислот тощо. У цій же області магнітного поля реєструються ПЦ g-фактора = 2,03, які в живих організмах характеризують комплекси NO з FeS-білками негемового типу електротранспортного ланцюга мітохондрій.
Як і глина Бентоніт, каолінова глина в ділянці низьких магнітних полів має значну кількість парамагнітних центрів з g-фактором = 4,25.
В) Швидкість генерування супероксидних радикалів нейтрофілами хворих на рак молочної залози зазвичай становить 2,5 нмоль/103 клітин-хв. При додаванні в систему розчину глини швидкість генерування O2 становила 1,7 нмоль/3 клітин хв. Таким чином, шина проявляє властивості уловлювачів радикальних форм кисню, що може бути ефективно при різних патологічних станах, пов'язаних зі збільшенням нерегульованого синтезу.
Хвороби, що належать до класу вільнорадикальної патології, широко поширені. Ослаблення антиоксидантного захисту - одна з важливих ланок патогенезу не тільки в разі злоякісних новоутворень, а й у разі вегетативної дисфункції, атопічного дерматиту, стоматологічної патології, цукрового діабету, артропатій, захворювань шлунково-кишкового тракту, сечовивідних шляхів та ін. Виходячи з отриманих попередніх результатів, розширюється діапазон застосування шин при хронічних захворюваннях.
Висновки
1 Досліджувані зразки шин мають у своєму складі широкий спектр і значні кількості парамагнітних центрів, що може визначати їхню біологічну активність.
2 Вивчені шини можуть бути використані як регулятори швидкості генерування супероксидних радикалів, оскільки мають властивості "пасток".
Відомості про авторів:
Мисяк С.О., к. мед. н., зав. лабораторією інноваційних технологій у медицині та соціальній сфері УКРТЕХМЕД.
Бурлака О.П., д. біол. н., Інститут експериментальної патології, онкології та радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАНУ. Р.Є. Кавецького НАНУ.
Лукін С.М., д. фіз.-мат. н., Інститут експериментальної патології, онкології та радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАНУ. Р.Є. Кавецького НАНУ.
Теплухіна З.Г., геофізик, Міжнародний громадський рух "Життедар".
Марченко А.Б., розробник, інженер-електронник та генеральний директор ТОВ "Укртехекологія".
Тавокін В.В., директор "УКРТЕХМЕД".
З повним текстом дослідження можна ознайомитись у додатку.
