Использование цеолитов в медицине и ветеринарии

Вестник ДВО РАН. 2008. № 3

УДК 549.67:61

К.С.ГОЛОХВАСТ, А.М.ПАНИЧЕВ, А.Н.ГУЛЬКОВ

Использование цеолитов в медицине и ветеринарии

Представлен краткий обзор публикаций последних лет о биологических свойствах природных цеолитов, имеющих значение для медицины и ветеринарии.

Ключевые слова: цеолиты, природные минералы, сорбенты, применение в медицине и ветеринарии.

Application of natural zeolites in medicine and veterinary. K.S.GOLOKHVAST (Far Eastern State Technical

University, Vladivostok), A.M.PANICHEV (Pacific Institute of Geography, FEB RAS, Vladivostok), A.N.GULKOV (Far Eastern State Technical University, Vladivostok).

The paper presents a brief review of recent publications on biological properties of natural zeolites which can be applied in medicine and veterinary.

Key words: zeolites, natural minerals, sorbents, application in medicine and veterinary.

Обзорные статьи о биологической активности природных цеолитов немногочисленны, они касаются главным образом отдельных сторон их действия на организм человека и животных [13, 20, 38]. Поэтому представляется интересным попытаться охарактеризовать состояние вопроса в целом.

Цеолиты - это природные минералы, относящиеся к группе каркасных алюмосиликатов. Следует оговорить, что в большинстве сообщений о биологической активности цеолитов были использованы не чистые их формы, а полиминеральные горные породы. В составе этих пород преобладают две изоморфные разновидности цеолитов (клиноптилолит и гейландит) с массовой долей от 50 до 90%, а также глинистые минералы, содержащие монтмориллонит, массовая доля которого может колебаться от нескольких до 40%.

Биологическая активность цеолитов связана с их сорбционными свойствами [4, 31]. Способность сорбировать, а затем выводить из организма радиоактивные вещества, тяжелые металлы и различные токсины была установлена на самом начальном этапе изучения цеолитов. Большинство результатов подобного рода получено в экспериментах с перо-ральным введением этих минералов в организм. В последние годы под влиянием их применения в качестве аппликационных сорбентов представления об антитоксическом действии цеолитов существенно расширены.

Препятствуя всасыванию липидных частиц в кишечнике, цеолиты уменьшают концентрацию триглицеридов и холестерина в крови. Соответственно, препараты цеолитов, такие как мегамин, оказывают положительное влияние на больных сердечно-сосудистыми заболеваниями [23]. Назначение биологически активной добавки литовит-К рекомендовано при ишемической болезни сердца [27]. Установлено действие цеолитов на Ca2+-зависимые

ГОЛОХВАСТ Кирилл Сергеевич - кандидат биологических наук, заведующий лабораторией (Дальневосточный государственный технический университет, Владивосток), ПАНИЧЕВ Александр Михайлович - доктор биологических наук, кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник (Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток), ГУЛЬКОВ Александр Нефедович - доктор технических наук, директор Института нефти и газа (Дальневосточный государственный технический университет, Владивосток). E-mail: droopy@mail.ru

сигнальные пути [33, 35, 39], процесс свертывания крови [12], систему сурфактанта легких [43]. Предполагается, что цеолиты могут использоваться для изготовления противоязвенных препаратов [5, 17].

В литературе имеются данные о применении цеолитов при эндокринных заболеваниях. Так, биологически активная добавка литовит способствует восстановлению показателей основного обмена, а также уменьшает проявления тиреотоксикоза и эмоциональной неустойчивости при экспериментальном гипертиреозе [2]. Другой препарат этой группы, литовит-О, значительно улучшает кровообращение во внутренних органах и нижних конечностях у больных сахарным диабетом II типа [8]. Биологически активная добавка гликолит, получаемая из клиноптилолита, задерживает абсорбцию глюкозы в тонком кишечнике и предотвращает повышение ее уровня в крови [30].

Благодаря антитоксической активности цеолиты способствуют переносимости ряда лекарственных препаратов и снижают их побочный эффект [13].

Имеется ряд публикаций, касающихся влияния цеолитов на бактерии. В частности, цеовит, сорбент из цеолитов одного из сахалинских месторождений, обладает выраженной антимикробной, адсорбционно-элиминирующей и антитоксической активностью in vitro и in vivo в отношении патогенных микроорганизмов Salmonella Kottbus 5753, Staphylococcus aureus 6538-209 p и Escherichia coli O 86 E 990 [25]. В то же время производные мегамина оказывают пребиотические влияние на рост типичных обитателей пищеварительного тракта человека, в частности Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium bifidum [45]. Цеолиты способствуют удалению некоторых бактерий из организма [29, 36]. Кроме того, они проявляют противогрибковую активность путем связывания грибковых нитей с алюмосиликатным каркасом [37].

Препарат, изготовленный из тонко измельченной цеолитовой породы (трибомеханически активированный цеолит, ТМАЦ), обладает антивирусными свойствами. Изучение препарата проводилось на аденовирусе человека 5, вирусе простого герпеса тип 1 (HSV 1), человеческих энтеровирусах (коксаки вирус В5 и эховирус 7). Высказано предположение, что эффект основан на поглощении вирусных частичек порами кристаллического каркаса ТМАЦ. Получены данные, указывающие на возможность терапевтического применения ТМАЦ как местно, например против герпесвирусной инфекции, так и орально - в случаях аденовирусной или энтеровирусной инфекции. Поглотительные свойства ТМАЦ по отношению как к вирусам, так и к бактериям открывают перспективу использования цеолитов в технологиях очистки питьевой воды [29, 32, 40].

Цеолиты оказывают активирующее влияние на механизмы иммунитета [22, 26]. В частности, они повышают фагоцитарную функцию [13], проявляют модулирующее действие в отношении альвеолярных макрофагов и лимфоцитов [14], увеличивают уровень иммуноглобулинов крови [15]. Эти данные согласуются с более ранними исследованиями, в которых была показана возможность коррекции иммунного статуса после курса приема литовита у ликвидаторов Чернобыльской аварии с тяжелыми формами радиационного поражения [10].

Аппликационный способ применения сорбентов оказался востребованным для лечения гнойно-септических заболеваний [21]. В частности, изучение детоксикационного действия аппликационного сорбента литопласта показало, что под его влиянием в ожоговой ране заметно снижается отек окружающих тканей, особенно в первые часы лечения [4]. Обнаружена способность цеолитов значительно повышать чувствительность микрофлоры к антибиотикам, при этом они не обладают аллергическим эффектом. Широкий спектр биологических элементов, содержащихся в цеолитах, обеспечивает в организме электролитный баланс сред, способствует формированию тканевых составляющих, ферментных, медиаторных и иных систем, ускоряет регенерацию нарушенных тканей [6, 22]. Данные, полученные другими авторами, подтверждают, что цеолиты оказывают положительное

влияние на течение раневого процесса, стимулируя эпителизацию и развитие грануляционной ткани [16, 19, 24].

При изучении биологической активности мегамина, представляющего собой трибомеханически активированный цеолит, было установлено, что препарат может применяться для лечении онкологических больных [42]. Механизм антиканцерогенного действия мегамина связан с тем, что частицы субмикронных размеров проникают в лимфоидную ткань, активируя значительную часть Т-клеточной популяции. Большинство эффектов ТМАЦ обусловлено модуляцией функциональной активности моноцитов/макрофагов и продукции ими ключевых цитокинов, в частности интерлейкина-1 и фактора некроза опухолей, а также нитросоединений и реакционно способных радикалов [28]. Противораковая активность ТМАЦ, выявляемая в опытах in vitro, характеризуется ингибированием протеинки-назы В (c/Akt) и усилением синтеза некоторых противоопухолевых протеинов (p21 и p27). Некоторые пациенты с меланомой III и IV стадии и раком легких на фоне длительного приема высоких доз ТМАЦ живут более 5 лет без признаков рецидивирования [34].

В механизмах биологического действия цеолитов существенная роль принадлежит их антиоксидантным свойствам. ТМАЦ редуцирует оксидативный стресс у пациентов, страдающих сахарным диабетом или онкологическими заболеваниями [42]. Цеолиты увеличивают в крови концентрацию общей супероксиддисмутазы - маркера нормально функционирующей антиоксидантной системы [44]. Применение ТМАЦ внутрь в виде пищевой добавки нормализует концентрацию свободных радикалов и уровень антиоксидантов в плазме крови онкологических больных [28, 41]. По величине оксидоредуктивного эффекта ТМАЦ превосходит многие известные антиоксиданты [44].

Нами предложен ингаляторный способ введения цеолитов лабораторным животным. Как оказалось, при ингаляторном введении цеолиты Вангинского месторождения Амурской области повышают устойчивость лабораторных животных (беспородных крыс) к охлаждению при параллельном снижении степени активации оксидативного стресса [14].

Данные о применении цеолитов в ветеринарии достаточно многочисленны, но сейчас мы затронем их очень кратко.

При изучении биологической активности цеолитов было установлено, что они оказывают благоприятное влияние на иммунный и клинико-биохимический статус цыплят-бройлеров, повышают их сохранность и продуктивность [1, 7]. Скармливание цеолитов поросятам двухмесячного возраста в течение 60 дней способствует нормализации обменных процессов и повышению среднесуточного прироста массы тела животных [11], а также дает положительный эффект при диарее у телят [18]. Добавление в корм цеолитов куликовского месторождения (Амурская область) возбуждает секрецию желудочного сока, свободной соляной кислоты и пепсина собак [3, 26]. В целом ряде работ показано положительное влияние цеолитов разных месторождений на организм сельскохозяйственных животных [9, 39].

Прошедшее десятилетие нельзя считать особенно выдающимся в изучении биологически активных свойств цеолитов. Количество вышедших публикаций относительно невелико, но вместе с тем налицо сохранение неослабевающего интереса к уникальным природным минералам.

ЛИТЕРАТУРА

1. Андреева А.Е., Гадеев Р.Р. Уральские цеолиты - источник макро- и микроэлементов в рационах кур-несушек // Вестн. Оренбург. гос. ун-та. 2006. № 12. С. 20-22.

2. Андроникова ГЭ. Особенности течения воспалительной патологии пародонта у крыс с гипертиреозом: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Новосибирск, 2002. 21 с.

3. Аракелян К.К. Физиологическое обоснование лечебно-профилактической эффективности вариантов применения гипохлорита и Куликовского цеолита при диспепсии телят: дис. ... канд. биол. наук. Благовещенск, 2004. 24 с.

4. Бгатова Н.П., Новоселов Я.Б. Использование биологически активных пищевых добавок на основе природных минералов для детоксикации организма. Новосибирск: Экор, 2000. 236 с.

5. Бондарев Е.В. Экспериментальное обоснование использования нового препарата - гранул цеолита как энтеросорбента при патологии желудочно-кишечного тракта: автореф. дис. ... канд. фармац. наук. Харьков, 2005. 24 с.

6. Бородин Ю.И., Бгатова Н.П., Паничев А.М. Состояние органов ротовой полости и регионарного лимфатического узла экспериментальных животных в условиях термического ожога кожи // Хирургия. Морфология. Лимфология. 2004. Т 1, № 1. С. 24-27.

7. Вертипрахов В.Г. Особенности секреторной функции поджелудочной железы цыплят-бройлеров и возможности коррекции пищеварения животных ферментными препаратами на цеолитовой основе: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Новосибирск, 2004. 34 с.

8. Ветошкина М.С. Особенности течения хронического катарального гингивита при сахарном диабете на фоне применения БАД «Литовит»: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Новосибирск, 2002. 19 с.

9. Владимиров В.Л., Кирилов М.П., Фантин В.М. и др. Обмен веществ и продуктивные качества бычков при скармливании комбикормов с цеолитом // Докл. РАСХН. 1998. № 4. С. 38-40.

10. Волкова Е.М. Состояние системы иммунитета у ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС с пограничными нервнопсихическими расстройствами в отдаленный период после аварии: автореф. дис. . канд. мед. наук. Томск, 1998. 22 с.

11. Гаврилов Ю.А., Диких Н.Ю. Применение цеолитов Вангинского месторождения в свиноводстве // Свиноводство. 2006. № 3. С. 15-17.

12. Гагаро М.А., Соловьев В.Г. Влияние цеолитов на гемостаз лабораторных крыс // Науч. вестн. ХМГМИ. 2006. № 1. С. 36-37.

13. Гамидов М. Г. Природные цеолиты - эффективная минеральная добавка // Ветеринария. 2002. № 12. С. 46-48.

14. Голохваст К.С., Целуйко С.С. Иммуномодулирующие свойства цеолитов Вангинского месторождения при ингаляторном введении в условиях общего охлаждения // Дальневост. мед. журн. 2006. № 3. С. 92-94.

15. Ежков В.О., Ежкова М.С., Крук Е.В. Структурно-функциональные особенности органов пищеварения и иммуногенеза у цыплят бройлеров при применении разных доз цеолитсодержащих кормовых добавок // Материалы ХУ1 Всерос. науч.-практ. конф. патологоанатомов ветеринарной медицины «Современные проблемы патологической анатомии, патогенеза и диагностики болезней животных», 21-24 дек. 2007 г., Ставрополь. Ставрополь, 2007. С. 155-159.

16. Зорин С.Б. Влияние цеолитсодержащего сорбента на течение воспаления в пародонте у крыс с экспериментальным токсическим гепатитом: автореф. дис. . канд. мед. наук. Новосибирск, 2002. 23 с.

17. Максарова Д.Д. Оценка антиульцерогенного и ранозаживляющего действия цеолита Холинского месторождения: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Улан-Удэ, 1998. 20 с.

18. Мощевикина Т.В. Экологические аспекты применения природных цеолитов Вангинского месторождения в животноводстве: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Красноярск: КрасГАУ, 2000. 21 с.

19. Немирович О.В. Влияние сорбентов с ионообменными свойствами на регенерацию экспериментальных ран десны крыс разного возраста: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Новосибирск, 2002. 24 с.

20. Паничев А.М., Кулаков Ю.В., Гульков А.Н. Применение цеолитов в медицине // Тихоокеан. мед. журн. 2003. № 4. С. 21-24.

21. Пат. РФ. Способ лечения панкреонекроза / Богомолов Н.И., Чередник А.В., Богомолова Н.Н. [и др.]. № 2188045 кл. A61M31/00. 2002.

22. Полякевич А.С. Изменение биоцидности нейтрофилов крови при ожогах на фоне применения цеолитсодержащего сорбента «Литовит»: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Новосибирск, 2001. 24 с.

23. Ройтман Е.В., Григорьев Е.В., Дементьева И.И. Применение Мегамина на дооперационном этапе у кардиохирургических больных // II Всерос. конф. с междунар. участием по клинической гемостазиологии и гемореологии в сердечно-сосудистой хирургии, 2-4 фев. 2005 г., Москва. М., 2005. С. 57.

24. Убашеев И.О. Природные лекарственные средства при повреждениях органов и тканей. Улан-Удэ, 1998. 224 с.

25. Чубенко Г.И. Микробиологические, иммунологические и аллергологические аспекты кишечных инфекций у детей и пути их коррекции: автореф. дис. . д-ра мед. наук. Владивосток, 2000. 392 с.

26. Шадрин А.М., Синицын В.А., Белоусов Н.М. Роль природных и модифицированных цеолитов в профилактике кормовых и экологических стрессов у животных и птиц // Сиб. вестн. с.-х. науки. 2006. № 6. С. 43-49.

27. Яковлев А.В. Антиоксидантная система защиты при обострении хронических форм ишемической болезни сердца у больных пожилого и старческого возраста и методы ее коррекции: автореф. дис. . канд. мед. наук. Новосибирск, 2002. 22 с.

28. Colic M., Pavelic K. Molecular mechanisms of anticancer activity of natural dietic products // J. Mol. Med. 2000. Vol. 78 (6). P 333-336.

29. Concepcion-Rosabal B., Bogdanchikova N., Rosa I. De la et al. Bactericidal action of Cuban natural clinoptilo-lite containing clusters and nanoparticles of silver // Book of Аbstracts 7th Int. Conf. on the Occurrence, Properties and Utilization of Natural Zeolites «Zeolite’06», July 16-21 2006, Socorro, New Mexico, USA. Socorro, 2006. P 88-89.

30. Estevez-Fleitas A.S., Carballo-Simon R. Estudio de diferentes dosis de glicolit en ratas Wistar // Rev. Cubana Angiol. Cir. Vasc. 2001. Vol. 2 (1). P. 123-130.

31. Gabuda S.P., Gaidash A.A., Kozlova S.G., Allan N.L. Structural forms of fluorides in bone tissue of animals under chronic fluoride intoxication // J. Struct. Chem. 2006. Vol. 47, N 2. P. 258-266.

32. Grce M., Pavelic K. Antiviral properties of clinoptilolite // Microporous Mesoporous Mater. 2005. Vol. 79, iss. 1-3. P. 165-169.

33. Ivkovic S., Baranek T., Bendzko P. TMAZ Nanoparticles as Potential Drugs Influencing the Cellular Signal Transduction Pathways // Nanotech. 2005. Vol. 1. Ch. 2: Medical Applications. P. 85-88.

34. Ivkovic S., Zabcic D. The effect of tribomechanically activated zeolite (TMAZ) on total antioxidant status of healthy individuals and patients with malignant disease // Free Radic. Biol. Med. 2002. Vol. 33 (Suppl. 1). P. 100-102.

35. Katic M., Bosnjak B. Clinoptilolite - effects on cell culture in vitro // Front. Biosci. 2006. Vol. 11. P. 1722-1732.

36. Milan Z., de Las Pozas C., Cruz M. The removal of bacteria by modified natural zeolites // J. Environ. Sci. Health. Pt A. 2001. Vol. 36 (6). P. 1073-1087.

37. Momcilovic B. Megamin, faith, hope and placebos - a critical review // Arh. Hig. Rada Toksikol. 1999. Mar. Vol. 50 (1). P. 67-78.

38. Mumpton F.A. La roca magica: Uses of natural zeolites in agriculture and industry // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999. Vol. 96, iss. 7. P. 3463-3470.

39. Papaioannou D.S., Kyriakis S.C., Papasteriadis A. A field study on the effect of in-feed inclusion of a natural zeolite (clinoptilolite) on health status and performance of sows/gilts and their litters // Res. Vet. Sci. 2002. Vol. 72 (1). P. 51-59.

40. Pavelic K., Subotic B., Colic M. Biomedical applications of zeolites // 13 th Int. Zeolite Conf., July 8-13 2001, Montpellier, France. Montpellier, 2001. Vol. 135. P. 170.

41. Petrovich M. Megamin and Immunark in adjuvant therapy of lung cancer // 14th Congress of European Respiratory Society, 4-8 September, 2004, Glasgow, Great Britain. Glasgow, 2004. P. 79-81.

42. Poljak-Blazi M., Katic M., Kralj M. In vitro and in vivo effect of natural clinoptilolite on malignant tumors // 13th Int. Zeolite Conf., July 8-13 2001, Montpellier, France. Montpellier, 2001. Vol. 135. P. 374.

43. Rivera A., Farias T. Clinoptilolite-surfactant composites as drug support: A new potential application // Mi-croporous Mesoporous Mater. 2005. Vol. 80, iss. 1-3. P. 337-346.

44. Sverko V., Sobocanec S., Balog T. et al. Natural micronized and clinoptilolite mixed with extract Urtica dioica L. as possible antioxidant // Food Technol. Biotechnol. 2004. Vol. 42. P. 189-192.

45. Vesna L., Ivkovic S., Vesna T. Prebiotic activity of zeolite based products // 5th Int. Conf. and Exhibition on Nutraceuticals and Functional Foods, November 7-10, 2004, San Francisco. San Francisco, 2004. P. 18-19.