Известно, что основная часть биогенных стимуляторов, производимых медицинской промышленностью, представляет собой отдельные извлечения компонентов органической природы из илов морей, лиманов, солёных озёр, бедных органическим веществом (2–5 %). Медицинские биостимуляторы — это отгоны летучих с водяным паром биогенных аминов, простых фенольных структур, органических кислот.
Ключевые слова: гуминовые кислоты, сапропель, органические вещества
Гуминовые вещества — естественный продукт совместной эволюции минерального и органического в истории Земли, являющийся обязательным и необходимым компонентом, обеспечивающим существование современных жизненных форм [8]. Они принимают участие в геохимической миграции минеральных компонентов, катионов и анионов, в комплексообразовании, окислении и восстановлении элементов, влияют на разнообразные природные процессы с участием органической её компоненты и т. д. Входят в состав растительных тканей, торфа, различных углей, придонных органических остатков и др., выполняя ряд разнообразных функций. Среди последних следует назвать аккумулятивную функцию, ибо гуминовые вещества — важнейшие элементы питания живых организмов, несущие энергетические запасы, необходимые для биоты, или непосредственно усваиваемые микроорганизмами и растениями. Известно, что именно в форме гуминовых веществ в почвах накапливается до 90–99 % азота, примерно половина всего фосфора и серы, различные необходимые микроэлементы [4, 6].
Проведённые с 70–80 годов ХХ века широкие исследования состава озёрных осадков пресноводных озёр, сапропелей, где количество органических веществ достигает 70–90, показали, что они являются более перспективным сырьём для извлечения биостимуляторов разного состава. Если в илах количество липидной и гуминовой фракций составляет доли процента, то в сапропелях озера Судобль, например, липидной фракции — 8–9 %, а гуминовой от 10 до 30 % в зависимости от глубины биохимического разложения и превращения исходной биомассы в разных слоях залежи [4, 6].
Сочетанием химических и инструментальных методов исследования было показано, что гуминовые кислоты сапропелей (ГК), в отличие от ГК почв, торфов и углей, представлены в основном гидролизуемым полипептидно-углеводным комплексом (16 аминокислот и 5 углеводов) в сочетании с соединениями жирного ряда при малом количестве простых ароматических единиц. Конденсированные ароматические структуры как в ГК почв и углей при этом не выявляются, что подтверждается исследованиями по определению бензапирена (с увеличением конденсированности возрастает канцерогенность продукта) [1, 3, 6].
Сравнительное исследование химической природы ГК сапропелей, а также ГК илов солёных озёр, лиманов и морей показывает однотипный характер их структуры, как природных специфических новообразований, сформированных из исходной биомассы бассейнов, в основном из зоо- и фитопланктона, водорослей, живых организмов в условиях дефицита кислорода. Различия выявлены лишь в том, что ГК сапропелей, формируясь в пресноводных водоёмах (с минерализацией воды до 1 г/л) в отличие от ГК, образованных в солёных бассейнах не образуют столь прочных органоминеральных комплексов с металлами. Это позволяет сохранять устойчивые в течение 10 лет ампульные растворы ГК сапропелей, в то время как для ампульных растворов и препарата «Гумизоль» (0,01 % ГК илов Балтийского моря) из-за агрегации (выпадения осадка органоминеральных комплексов), срок сохранности определён лишь год [1, 2, 5].
Гуминовые кислоты сапропелей — это смесь кислых веществ биохимического превращения исходной биомассы водоёма, представляющую собой группу природных аморфных поликарбоновых кислот с разнообразным содержанием полифункциональных групп (аминовых, амидных, карбонильных, карбоксильных, фенольных гидроксилов и др.), растворимых, в основном, в щелочных растворах и выпадающих в осадок при подкислении раствора (до pH=1) минеральными кислотами из-за угнетения диссоциации слабых органических кислот. При высушивании — это аморфный (или псевдокристалический) порошок темно-коричневого или чёрного цвета. В связи с высоким содержанием алифатических структур молекулы ГК очень гидратированы и удерживают при растворении большое количество (от 14 до 20 г/ г) связанной воды, вследствие чего уже при конденсации 3–4 % ГК в растворе система представляет собой пасту. С увеличением концентрации ГК стабильность раствора сохраняется при повышении реакции среды (pH) с 3,0 для 1 %-го раствора, 6,0 — для 2 % раствора, 7,0–3 %-го. При понижении pH для указанных концентраций растворы приобретают вид коллоидных систем.
Гуминовые кислоты сапропелей, как и препарат «Гумизоль», обладают свойствами биогенных стимуляторов (3 мг/кг), стимулируют макрофагальную защитную реакцию, способствуют репарации тканей, оказывают противовоспалительное действие при тканевых ожогах и заболеваниях роговицы глаз. Они стимулируют дыхание митохондрий и ингибируют свободные радикалы [2]. По своим радиопротекторным свойствам разные фракции ГК сапропелей оказывают более выраженное радиозащитное действие, чем табельный препарат цистамин. Молекулы ГК полидисперстны (с молекулярной массой 1000–100000). Определенная часть их проникает через кожу человека при диффузии и электрофорезе, стимулируя (в эксперименте) регенерацию травмированных нервных волокон эмбрионов цыплят. При аппликациях сапропелевых лечебных грязей с повышенным количеством ГК в растворе у больных с заболеванием кожи (псориаз, красный лишай, атонический дерматит, себорея, вульгарные угри) наблюдается улучшение уже с шестой процедуры, отмечается исчезновение зуда, шелушения. При аппликациях растворов ГК сапропелей кроликам в образцах кожи с подкожной клетчаткой наблюдаются сдвиги во всех слоях: разрыхление и утолщение рогового слоя с усилением дисквамации. В зернистом слое отмечается умеренное увеличение размеров клеток. Шиповидный слой характеризуется очаговой пролиферацией, снижением базофилии ядер, появлением мелких вакуолей в цитоплазме. В дерме — увеличение количества расширенных сосудов глубокой сети, в том числе микрокапилляров, некоторое увеличение волосяных луковиц и сальных желёз с признаками пролиферации, что свидетельствует об усилении пролиферативных процессов и функциональной активности кожи. При лечении больных с катаральной формой гингивита и легкой степени пародонтита получен даже лучший эффект, чем при использовании 1 % раствора прополиса. Давно замечено, что при купании в озёрах со слегка окрашенной в коричневый цвет водой (за счёт водорастворимых ГК, обладающих свойствами поверхностно-активных веществ), волосы приобретают красивый шелковый вид и прекращается их выпадение, возможно вследствие обеспечения жизнедеятельности волосяных луковиц [3, 5, 7].
Точных молекулярных формул для любых ГВ не существует, все предложенные варианты имеют характер схем, они гипотетичны, поскольку учитывают только состав соединений и некоторые их свойства, тогда как расположение атомов и атомных групп остается при этом неизвестным. Несмотря на это, попыток составления молекулярных формул ГВ в истории науки было немало: сейчас насчитывается не один десяток таких формул, часть которых имеет только характер блок-схем, а часть отражает более или менее реально состав и свойства гуминовых кислот. Негативные результаты при попытках составления структурных формул ГВ объясняются тем, что последние не образуют кристаллов, имеют переменный состав и полидисперсны даже в наиболее однородных препаратах. Получить мономолекулярные фракции ГВ пока не удалось [1].
Литература:
- Авдеева Л. Н. Определение химического состава сапропеля / Л. Н. Авдеева // Известия вузов. Химия и химическая технология, 2009. Т. 52, вып. 3. С. 121–123.
- Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ). Под редакцией Петровского Б. В., 3-е издание. М.: Советская энциклопедия, 1988. Т.6.
- Гостинцева М. В. Влияние гуминовых кислот торфов и сапропелей на обратимую агрегацию эритроцитов / М. В. Гостинцева, Л. И. Инищева // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2009. № 2. С. 29–31.
- Гуминовые вещества в биосфере / Под ред. Д. С. Орлова. М.: Наука, 1993. 238 с.
- Кирейчева Л. В. Сапропели: состав, свойства, применение / Л. В. Кирейчева, О. Б. Хохлова. Изд-во «Рома», 1998. 120 с.
- Орлов Д. С., Бирюкова О. Н., Суханова Н. И. Органическое вещество почв Российской Федерации. М.: Наука, 1996. 256 с.
- Kucukersan1 S., Kucukersan K., Colpan I., Goncuoglu E., Reisli1Z., Yesilbag D.. The effects of humic acid on egg production and egg traits of laying hen. Vet. Med. Czech, 50, 2005 (9): 406–410.
- Аринжанов А. Е., Мирошникова Е. П., Ребезов М. Б. Перспективы использования гуминовых веществ // Синергия. 2017. № 1. С. 105–109.
