Биологическая активность гуминовых веществ, получаемых из торфа, и возможности их использования в лечебной практике

Биологическая активность гуминовых веществ, получаемых из торфа, и возможности их использования в лечебной практике

Полуянова И.Е.

Республиканский центр по оздоровлению и санаторно-курортному лечению населения, Минск, Беларусь

Polyuanova I.E.

Republican Centre for Health Resort Treatment, Minsk, Belarus

Biological activity of humic substances extracted from peat and the possibility of their using in medical practice

Резюме. Представлен обзор публикаций, посвященных исследованию биологической активности получаемых из торфа гуминовых веществ и сапропелевых грязей. Показано, что препараты на основе гуминовых веществ обладают широчайшим спектром биологических свойств, которые уже широко применяются в ветеринарии и могут быть использованы в различных областях медицины. В частности, такие препараты оказывают влияние на неспецифическую и специфическую резистентность организма, обладают антиоксидантными, противовоспалительными, противовирусными, антибактериальными, противогрибковыми, мембранотропными, гепатопротективными свойствами, способностью усиливать активность обменных процессов в организме. Гумат натрия способствует профилактике се-ротониновых язв, повышает устойчивость организма в условиях гипоксии. Гуминовые вещества нетоксичны, не обладают тератогенными, эмбриотоксическими и канцерогенными свойствами. Обилие исследований и положительных результатов дает основание для развития нового направления, связанного с созданием новых отечественных препаратов на основе торфа. Ключевые слова: торф, сапропель, гуминовые кислоты, гумат натрия.

Summary. The article gives an overview of publications devoted to the study of biological activity of humic substances derived from peat and sapropel. Peat is a swamp deposits, consisting mainly of decomposed plant residues and processed by microorganisms. Humic substances are a specific group of macromolecular compounds derived from peat and sapropel in the process of decomposition of dead plant and animal tissues. It is established that the preparations based on humic substances have a wide spectrum of biological properties that are already widely used in veterinary medicine and can be used in various fields of medicine. In particular, products containing humic substances have an impact on nonspecific and specific resistance of the body, have antioxidant, anti-inflammatory, antiviral, antibacterial, antifungal, membranotropic, hepatoprotective properties, and the ability to enhance the activity of metabolic processes in the body. Sodium humate helps to prevent serotonin ulcers, increases the body's resistance to hypoxic conditions. Humic substances are non-toxic, do not have teratogenic, embryotoxic and carcinogenic properties. Plenty of research and favorable results provides a basis for the development of a new direction associated with the creation of new domestic products based on peat. Keywords: peat, sapropel, humic acids, sodium humate.

Изучение торфа как природного источника биологически активных веществ связано с его огромными запасами и распространением торфяных месторождений

по всей земной поверхности. В последние годы в России и во всем мире повышается интерес к группе природных соединений, таких как торф и сапропель (сказывается де-

шевизна и доступность сырьевой базы).

По данным онлайн-конференции «Развитие торфяной промышленности и практика газификации жилого фонда Беларуси» (сайт БЕЛТА, 2014 г.), еще недавно Беларусь была лидером мировой добычи торфа, сегодня же она занимает третье место, уступая Финляндии и Ирландии, где добывается соответственно 10 и 5 млн тонн торфа в год. Этот вид полезного ископаемого добывают также Канада, Германия, Швеция, Чехия, Польша, страны Балтии, Россия, Украина и Китай. В Беларуси находится около 9 тысяч торфяных месторождений общей площадью 2,4 млн га. Их запасы оцениваются в 4 млрд тонн торфа.

Торф представляет собой болотные отложения, состоящие в основном из разложившихся растительных остатков и подвергшиеся переработке микроорганизмами. Это органическая порода, содержащая в сухом состоянии не более 50% минеральных компонентов и образовавшаяся в результате отмирания и неполного распада болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода [11]. Гумино-вые вещества представляют собой специфическую группу высокомолекулярных соединений, образующихся в торфах и сапропелях в процессе разложения отмерших

растительных и животных тканей.

Торф служит особенно ценным сырьем для производства гумино-вых препаратов различного назначения, поскольку характеризуется высоким содержанием гумусовых веществ (до 50%), которые обладают рядом фармакологических свойств [2, 6,13].

Исследователи предпринимают попытки дальнейшего изучения фармакологических свойств и разработки лекарственных препаратов на их основе.

Большое количество работ посвящено иммунотропным свойствам гу-миновых кислот, изучению их влияния на иммунологическую реактивность организма и улучшение обменных процессов, а также разработке высокоэффективных биостимуляторов и иммуномодуляторов - средств повышения общей резистентности организма.

Показано влияние гуминовых кислот на иммунную систему человека. Применение производных гуминовых кислот стимулирует Т-лимфоциты как хелперной, так и супрессорной субпопуляции. Усиливается общий регуляторный механизм иммунного гомеостаза под влиянием нейрогу-морально-гуморальных перестроек в организме, особенно систем «гипоталамус - гипофиз - кора надпочечников», «кора надпочечников - тимус - селезенка - лимфатические узлы», что сопровождается восста-

новлением ауторегуляции иммунного ответа с тенденцией к нормализации нарушенной кооперации лимфо-идных клеток [2, 11].

Сегодня отсутствует единая точка зрения на механизмы стимулирующего действия гуминовых кислот. Ряд исследователей считают, что в зависимости от состава гуми-новые кислоты могут выступать как стимуляторами, так и супрессорами, биологическую активность гумино-вых кислот связывают с их влиянием на окислительно-восстановительные процессы и активацией ферментных систем [17, 22, 23].

[уминовые кислоты вызывают усиление процессов синтеза дезоксири-бонуклеиновой кислоты (ДНК), рибонуклеиновой кислоты (РНК) и белка, а также активируют ферменты белкового и нуклеинового метаболизма [10]. Это приводит к активации клеточного деления, ростовых и морфологических процессов, регенерации тканей. Также гуминовые кислоты повышают общую резистентность организма за счет увеличения уровня адренерги-ческого обеспечения органов иммунной системы - через усиление синтеза биогенных аминов (гистамина, кате-холаминов) [17]. По мнению других исследователей, способность гуминовых кислот стимулировать неспецифическую резистентность связана с повышением лизоцимной, бактерицидной способности и нейтрофильной активностью крови [4].

Литературные сведения также позволяют констатировать наличие противовоспалительных свойств у гу-миновых кислот.

При изучении Р.Р. Исматовой и А.У. Зиганшиным противовоспалительной активности было установлено, что гумат натрия очищенный обладает выраженной противовоспалительной активностью, о чем свидетельствует угнетение воспаления, вызванного гистамином, серотони-ном, брадикинином, простагланди-ном, а также статистически значимое угнетение экссудативной и про-лиферативной фазы воспаления, что сопоставимо с эффектом эталонного противовоспалительного препарата ортофена.

В исследованиях, проведенных P.P. Исматовой, А.У. Зиганшиным, Л.Т. Мусиной и С.Е. Дмитрук, было установлено, что гуматы, выделенные из торфа и сапропеля месторождений Томской области, обладают противовоспалительной активностью, которая в некоторых случаях сравнима с эффектом диклофена-ка [7-9].

Противовоспалительное действие гуминовых кислот связано с их способностью обратимо ингибировать избыточный синтез интерлейкина-1 ß гиперактивированными макрофагами, нивелировать усиленный выход нейтрофильных гранулоцитов из костномозгового депо в кровь, уменьшать потребление кислорода

активированными фагоцитами с последующим снижением генерации кислородных радикалов, что в конечном счете приводит к уменьшению выраженности воспалительной реакции [2, 24].

Установлены противогрибковые свойства гумата натрия очищенного: анализ полученных результатов показал, что гумат натрия очищенного задерживал рост Trichophyton rubrum, Trichophyton mentagrophytes и Microsporum canis в концентрациях 15,6-31,2 мкг/мл, что было сопоставимо с противогрибковой активностью нистатина и нитрофунгина. Кроме того, гумат натрия очищенный проявлял ингибирующее действие в отношении Aspergillus niger и Candida albicans в концентра-ции1000 мкг/мл [8].

Гуминовый комплекс проявляет выраженную активность в отношении возбудителей трихофитии и микроспории относительно препарата сравнения - нитрофунгина, что позволяет рекомендовать использование гуминового комплекса при альтернативном методе лечения трихофитии и микроспории [20].

Таким образом, гуминовый комплекс может быть использован как альтернативный источник для получения на его основе новых препаратов для лечения трихофитии и микроспории. Кроме того, гуминовые вещества являются природными соединениями, вследствие чего они

более доступны и безвредны, а также обладают минимальным количеством побочных эффектов. Грибковые заболевания часто сопровождаются хроническими заболеваниями печени, почек и других органов, альтернативный метод лечения растительными средствами является оптимальным.

Ряд работ посвящен противовирусной активности гуминовых кислот. Спектр чувствительных к гу-миновым кислотам вирусов включает многочисленные ДНК- и РНК-вирусы, вирусы простого герпеса 1-го и 2-го типа (HSV-1, HSV-2), цито-мегаловирусы, вирус гриппа типов А и В, вирус Коксаки, вирус иммунодефицита человека, вирус геморрагической лихорадки, коронаровирус атипичной пневмонии [26, 27].

Антиоксидантная активность гу-миновых кислот торфа заслуживает особого внимания, поскольку обусловлена рядом их структурных особенностей. Ароматические ядра гуминовых кислот содержат большое количество карбоксильных и хино-идных групп, являющихся катализаторами окислительно-восстановительных реакций и обусловливающих антиоксидантную активность. Считают, что наличие антиоксидант-ных и хелатирующих свойств у гуми-новых кислот указывает на их потенциальные антигипоксические свойства [11]. C этим согласуются защитные свойства гуминовых кислот в ус. и здоровье 4 2017

ловиях воздействия разнообразных повреждающих факторов окружающей среды: интоксикаций, гипо-кси-ческих состояний, иммунопатологий, вирусных и микробных инфекций.

Результаты, полученные Н.П. Ав-вакумовой, М.Н. [лубоковой и Е.Е. Катуниной при проведении ам-перометрического и манометрического определения антиоксидантных свойств гуминовых кислот, низкоминерализованных иловых сульфидных грязей, свидетельствуют о том, что они обладают антиоксидантной активностью [1]. Практическое использование информации об анти-оксидантной активности гуминовых кислот позволит использовать их как биологически активную субстанцию для лекарственных препаратов для лечения патологий, обусловленных нарушением окислительно-восстановительного гомеостаза организма, что обеспечит снижение заболеваемости, предупреждение преждевременного старения, что позволит увеличить продолжительность и повысить качество жизни [1].

Исследование антиоксидантной активности гуминового комплекса И.В. Федько, М.В. [остищевой и Р.Р. Исматовой показало, что он способен нейтрализовыватъ путем прямого взаимодействия различные формы активного кислорода и другие свободные радикалы, образующиеся в процессе метаболизма, и представляет собой перспективный

природный источник для получения лекарственных средств, обладающих антиоксидантной активностью.

По мнению Р.Р. Исматовой, И.В. Федько и С.Е. Дмитрук, гуми-новый комплекс обладает антиокси-дантной или антирадикальной активностью (он способен нейтрализовы-ватъ путем прямого взаимодействия различные формы активного кислорода и другие свободные радикалы, образующиеся в процессе метаболизма) и представляет собой перспективный природный источник для получения лекарственных средств, применение которых может стать важным звеном в профилактике и терапии различных заболеваний [9].

Препараты на основе гумино-вых кислот обладают ярко выраженным антитоксическим действием на кровь, сердечно-сосудистую и эндокринную системы. Они не вызывают острую и хроническую токсичность, не обладают тератогенными, эмбри-отоксическими и канцерогенными свойствами, в то же время способны оказывать положительное влияние на состояние здоровья животных, тем самым повышая их продуктивность [2, 3, 11].

[уминовые кислоты способны повышать резистентность организма к отравлению, снижать степень интоксикации при действии различных неблагоприятных факторов, в том числе повышать устойчивость организма в условиях гипоксии (адаптогенное

действие). Увеличение устойчивости животных под влиянием комплекса гуминовых кислот связывают с активацией ферментных систем, анаэробного дыхания и антитоксической функции печени [17, 18].

Кроме того, экспериментально доказано, что гуминовые кислоты и их производные являются биопротекторами, защищающими печень от видимых деструктивных изменений, вызванных действием повреждающих факторов и функциональных перегрузок [12, 19].

Выявлена способность гумино-вых кислот к стимуляции гемопоэза [2]. Установлено, что при циклофос-фановой гемодепрессии гуминовых кислот стимулируют эритроидный и миелоидный ростки гемопоэза, способствуют быстрым темпам восстановления содержания клеток периферической крови.

Под влиянием препаратов гумино-вых кислот предупреждаются расширение сосудов, кровоизлияние, пролиферация фибробластов [21, 22].

Анализируя влияние гуминового комплекса на течение токсической анемии, вызванной фенилгидрази-ном, В.Г. [рибан приводит данные, демонстрирующие, что указанный комплекс оказывает положительное влияние на течение и исход анемии, увеличивая уровень гемоглобина и эритроцитов в крови и, соответственно, уменьшая сроки восстановления картины крови [4].

Есть данные об активирующем влия-нии гуминовых кислот на метаболизм гормонов, они активируют стероидогенез в надпочечниках и фетоплацентарном комплексе, обладают гонадотропным и тиреотроп-ным действием, стимулируют адаптационные реакции организма [16].

Применение растворов гумино-вых соединений в терапии болезней мочеполовой системы показано в исследованиях Т.В. Котовой, Р. Чандра-Д'Мелло, Г.О. [речканева, результаты которых позволяют рекомендовать влагалищные инстилля-ции стерильной озонированной дистиллированной воды, аппликации озонированного оливкового масла на область вульвы и раствора гуми-новых соединений интравагинально как эффективный способ повышения эффективности антимикотиче-ской терапии рецидивирующего кан-дидозного вульвовагинита [15].

Применение, по мнению Р.А. Кузнецова и Л.П. Перетятко, гуминовых соединений, относящихся к нано-материалам природного происхождения, с первого дня беременности для профилактики и коррекции экспериментально созданной на 15-й день плацентарной недостаточности стимулирует ряд адаптивных реакций в последах крыс [16]. К последним относятся дилатация и гиперемия артерий плацентарного ложа и базальной части плаценты, а также материнских лакун и плодовых

капилляров преимущественно центральных отделов лабиринта. Кроме того, увеличивается количество материнских артерий как в плацентарном ложе, так и плацентарной ткани, что связано с активацией ангио-генеза под влиянием гуминовых веществ, о чем свидетельствует повышение уровня экспрессии сосуди-сто-эндотелиального фактора роста. [уминовые вещества стимулируют инвазию трофобласта и завершение гестационной перестройки артерий плацентарного ложа. Конечным результатом активации ангиогенеза в сочетании со стимуляцией адаптивных процессов в сосудистом русле является повышение васкуляри-зации плаценты и плацентарного ложа с увеличением удельного объема сосудов. Улучшение кровоснабжения тканей последа идет с уменьшением повреждаемости его структур со снижением удельного объема патологических процессов как в органе, так и в плацентарном ложе, а также интенсификацией обменных процессов в последе, о чем говорит увеличение среднего гистохимического коэффициента ДНК и РНК в трофо-бластических клетках и амниотиче-ском эпителии.

[уминовые вещества предупреждают и корригируют такие нарушения маточно-плацентарного кровообращения, как тромбозы материнских артерий, ишемию и некроз тканей краевых отделов лабиринта,

нормализуют реологические свойства крови, что подтверждается спадом экспрессии фактора Вилле-бранда в плацентарной ткани. Эти механизмы (стимуляция ангиогене-за, адаптивных реакций, гестацион-ной перестройки сосудистого русла матки наряду с интенсификацией обменных процессов) предупреждают реологические сбои в маточном и плацентарном кровотоке, развитие плацентарной недостаточности, что ведет к формированию доношенных здоровых плодов без задержки внутриутробного развития и гипотрофии в эксперименте [16].

Исследования влияния гуминовых веществ пелоидов на экскреторную функцию почек, проведенные А.В. Дубищевым и Л.Е. Меньших, показали, что гиматомелановые и фульвокислоты в определенных дозах способны стимулировать выделение почками воды, натрия, креати-нина. Характерно, что все исследуемые кислоты, входящие в состав гумусовых кислот, обладают калийсбе-регающими свойствами [5].

Среди медикаментозных средств, применяемых для лечения остео-артроза, ведущее место в настоящее время занимают нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП). Они эффективны при купировании болевого синдрома и улучшении функции суставов. Вместе с тем, известны их многочисленные неблагоприятные побочные эффекты. Поэ-

тому сохраняется актуальность поиска альтернативных подходов к лечению остеоартроза, обеспечивающих терапевтический эффект и уменьшающих потребность в НПВП.

С.В. Королева, С.Е. Львов, Ю.А. Калинников и И.Ю. Вашурина отмечают эффективность нефармацевтического препарата торфяного состава «Томед» при лечении остео-артроза коленных суставов, которая связана с уменьшением спастико-ишемического синдрома, что улучшает трофические процессы в па-раартикулярных тканях. В комплексном лечении гонартроза применение «Томеда» уменьшает боль, субъективно сохраняет и улучшает функцию суставов. Уменьшение гипоксии параартикулярных тканей и улучшение их микроциркуляции - возможное отдаление стадии декомпенсации гонартроза и необходимости ортопедического вмешательства [14].

Эксперименты, проведенные Р.Р. Исматовой, А.У. Зиганшиным и С.Е. Дмитрук, показали, что мазь с гуматом натрия оказывает лечебное действие при УФ эритеме и снижает интенсивность кожных аллергических проявлений. Можно предположить, что эти эффекты обусловлены антигистаминным, антисерото-ниновым, антибрадикининовым и ан-типростагландиновым эффектами гумата натрия [7].

Экспериментальные данные, полученные Н.В. Юдиной, С.И. Писа-

ревой и А.С. Саратиковым, характеризуют фенольные комплексы из торфа как эффективное противоязвенное средство и свидетельствуют о зависимости противоязвенной активности фенольных комплексов из торфа от их антиоксидантных свойств [25].

Л.В. Касимовой, Т.П. Жиляковой, Э.В. Титовой и другими отмечено их положительное профилактическое действие на развитие серотонино-вых язв [10].

Обобщая многочисленные литературные сведения, можно сказать, что для гуминовых кислот доказан ряд присущих им биологических эффектов. Они обладают противовоспалительными, антибактериальными, противогрибковыми, антиокси-дантными, противовирусными, мем-бранотропными, гепатопротективны-ми свойствами. Также можно отметить, что они усиливают активность обменных процессов в организме, неспецифическую и специфическую (иммунитет) резистентность организма человека.

Известно, что препараты на основе гуминовых кислот проявляют улучшающее регионарный кровоток действие; определены их мембра-нотропный и обменно-трофические эффекты.

Принимая во внимание актуальность проблемы разработки новых методов лечения на основе природного сырья, отличающихся низкой

токсичностью и ограниченным спектром побочных явлений, можно рассматривать торф как дешевую и практически неограниченную сырьевую базу для производства лечебных препаратов.

Разрабатываемые на основе природных соединений экологически безопасные лечебные препараты являются актуальными и перспективными.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Аввакумова Н.П., Глубокова М.Н., Катунина Е.Е. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2013. - Т.15, №3. -С.1160-1162.

2. БузламаА.В., Чернов Ю.Н. // Эксперим. и клин. фармакол. - 2010. - Т.73, №9. - С.43-48.

3. Голубева В.С., Прохоров Г.М. Растворимые продукты из торфа. Физикохимия торфа и сапро-пелей. - Тверь, 1994. - Ч.1. - С.117-118.

4. Грибан В.Г. К механизму действия препаратов гуминовой природы на организм животных. Органическое вещество торфа. - Минск, 1995. - 120 с.

5. Дубищев А.В., Меньших Л.Е. // Коррекция экологического неблагополучия. Продукты питания. - 2010. - С.2023-2026.

6. Инишева Л.И., Маслов Б.С. Загадочный мир болот. - Томск, 2013. - 234 с.

7. Исматова Р.Р., Зиганшин А.У, Дмитрук С.Е. // Современные наукоемкие технологии. - 2007. -№3. - С.28-30.

8. Исматова P.P., Зиганшин А.У, Мусина Л.Т., Дмитрук С.Е. // Казанский медицинский журнал. - 2007. - Т.88, №5. - С.493-495.

9. Исматова Р.Р., Федько И.В, Дмитрук С.Е. // Современные наукоемкие технологии. - 2006. -№7. - С.52.

10. Касимова Л.В., Жилякова Т.П., Титова Э.В. и др. Перспективы применения торфа и продуктов его переработки в животноводстве. - Томск, 2006. - 92 с.

11. Китапова Р.Р, Зиганшин А.У. // Казанский медицинский журнал. - 2005. - Т.96, №1. -С.84-89.

12. Козин В.М. Дерматовенерология на рубеже третьего тысячелетия. - Минск, 2003. - С.41-45.

13. Колотенко В.П, Черненко Ю.Г, Шарипки-на А.Я. Ультраструктурные аспекты действия гумата натрия на печень / [уминовые удобрения, теория и практика их применения. - Днепропетровск, 1983. - С.165-168.

14. Королева С.В., Львов С.Е, Калинников Ю.А., Вашурина И.Ю. // Вестник Ивановской медицинской академии. - 2008. - Т.13, №3. - С.47-51.

15. Котова Т.В, Чандра-Д'МеллоР, речканев Т.О. // Медицинский альманах. - 2013. - №6. - С.75-78.

16. Кузнецов Р.А., Перетятко Л.П. // Вестник новых медицинских технологий. - 2007. - T.XIV №3. - С.20.

17. Лободин К.А., Нежданов А.Г., Бузлама В.С. // Ветеринария. - 2006. - №3. - С.39-44.

18. Наумова Т.В, Стригуцкий В.П., Жмакова Н.А., Овчинникова Т.Ф. // Химия твердого топлива. - 2001. - №2. - С.3-13.

19. Соловьева В.П., Наумова Т.В, Кособокова Р.В. Биологическая активность лечебного препарата «Торфот» / Новые продукты переработки торфа. - Минск, 1982. - С.113-117.

20. Тадигиева Н.З., Цой Е.Г., Туровская С.И. // Биол. науки. - 1991. - №10. - С.109-113.

21. Федько И.В, Юстищева М.В., Исматова Р.Р. // Химия растительного сырья. - 2005. - №1. - С.49-52.

22. Хрипович А.А, Макарова Н.Л, Кляузе И.В. // Химия твердого топлива. - 2003. - №5. - С.3-8.

23. Юдина Н.В, Зверева А.В., Ломовский О.И. Способ получения водорастворимых БАВ из торфа / Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья. - Барнаул, 2002. - С.230-233.

24. Юдина Н.В, Тихонова В.И. // Химия растительного сырья. - 2003. - №1. - С.93-96.

25. Юдина Н.В, Писарева С.И, Саратиков А.С. // Химия растительного сырья. - 1998. - №4. -С.29-32.

26. Beer A.M., Lukanov J, Sagorchev P. // Peat-lands Internat. - 2003. - Vol.1. - P.25-29.

27. Klöcking R. // Antivir. Chem. Chemother. -2002. - Vol.13. - Р.241-249.