Изучение микроэлементного состава и биологической активности ряда минеральных вод

Суздалева, Ольга Сергеевна

Диссертации по фармакологии → Фармацевтическая химия и фармакогнозия

Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Изучение микроэлементного состава и биологической активности ряда минеральных вод

ДИССЕРТАЦИЯ

АВТОРЕФЕРАТ

Суздалева, Ольга Сергеевна Москва 2004 г.

Ученая степень: кандидата химических наук

ВАК РФ: 15.00.02

Автореферат диссертации по фармакологии на тему Изучение микроэлементного состава и биологической активности ряда минеральных вод

На правахрукописи

Суздалева Ольга Сергеевна

Изучение микроэлементного состава и биологической активности ряда минеральных вод

15.00.02. - фармацевтическая химия, фармакогнозия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре фармацевтической и токсикологической химии медицинского факультета Российского университета дружбы народов.

Научный руководитель: доктор биологических наук

А. В. Сыроешкин

Официальные оппоненты:

доктор фармацевтических наук, профессор

кандидат химических наук

О. В. Нестерова Э.С. Блинова

Ведущая организация:

Российский научный центр восстановительной медицины и курортологии МЗ РФ

Защита диссертации состоится на заседании

диссертационного совета Д.212.203.13 в Российском университете дружбы народов по адресу:

117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.8.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке РУДН по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д.6.

Автореферат разослан «//» РОЗ-г^Е^-*1^ 2004 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета

кандидат фармацевтических наук, доцент

Т.П. Лагуткина

IWS-lj

шъъ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Лекарственные средства неорганической природы (индивидуальные и комбинированные) находят широкое применение в современной медицинской практике. Успех терапии микро- и макроэлементами может быть объяснен постоянством относительного содержания элементов металлов в живых организмах, называемых элементными профилями. Элементные профили как способ представления мультиэлементной композиции живого вещества хорошо известны в биогеохимии (Добровольский В.В., 1998; Ершов ЮА, Плетенева Т.В., 1989). Начало этим исследованиям положено В.И. Вернадским: замеченное постоянство содержания в живых организмах всех элементов позволило высказать гипотезу о необходимости для функционирования живого всех элементов периодической системы Д.И. Менделеева (Вернадский В.И., 1987). Явление постоянства состава элементных профилей (Плетенева Т.В. и др., 1993; Матвеева И.С. и др., 2003) позволяет говорить о таком механизме терапии с использованием микроэлементов, при котором металл действует не на определенную мишень (фермент, рецептор, ионный канал), что является сутью действия лекарственных средств органической природы на молекулярном уровне, а на метаболизм в целом. Действительно, изучение интегрального метаболизма металлов оказывается важным средством диагностики и лечения широкого круга заболеваний, вызванного как экологическими факторами, особенностями профессиональной деятельности, так и различными нарушениями гомеостаза металлов самой различной этиологии (Авцын А.П., 1991, Скальный А.В., 2002).

В настоящее время наблюдается повышение объемов потребления населением минеральных вод. Эти средства могут быть классифицированы как комбинированные лекарственные препараты неорганической природы, оказывающие влияние на метаболизм при сложных болезнях обмена веществ. Но так ли они безопасны при длительном применении? Для многих микроэлементов в составе минеральных вод государственное нормирование не предусмотрено ГОСТ 13273-88 или другой нормативной документацией, поэтому производители часто контролируют лишь содержание макроэлементов (кальций, магний, калий, натрий). Мы предположили, что именно микроэлементный состав минеральных вод обуславливает их эффективность при лечении сложных болезней обмена веществ. Для этой цели нами было проведено как изучение содержания ряда микроэлементов в столовых и лечебно-столовых минеральных водах, так и определения их биологической активности на модельном объекте.

Цель работы. Установить связь между содержанием микроэлементов металлов и биологической активностью минеральных вод как комбинированных препаратов неорганической природы.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

1. По результатам контрольных испытании выбрать из современных методов аналитической химии оптимальный метод определения

минеральных пробах.

2. Разработать соответствующую методику пробоподготовки для измерения содержания перечисленных микроэлементов в минеральных пробах.

3. С помощью выбранного метода анализа и разработанной пробоподготовки изучить содержание ряда микроэлементов в минеральных водах.

4. С помощью клеточного биосенсора по данным аррениусовских параметров кинетики гибели провести сравнительный анализ биологической активности ряда минеральных вод естественного происхождения и искусственных минеральных водах.

5. Провести сравнительный анализ биологической активности и микроэлементного состава природных лечебно-столовых и искусственных минеральных вод.

Научная новизна:

Впервые проведено комплексное исследование микроэлементов Cd, Cu, Ni ,РЬ, Mn, Zn, Сг, AI, Fe, As, V и определены характерные микроэлементные профили в природных минеральных водах следующих торговых наименований: «Боржоми», «Боржоми легкий», «Новотерская», «Ессентуки №4», «Ессентуки №17», «Нарзан», «Кисловодская целебная», «Полюстрово», «Славяновская», «Святой источник», «Долина нарзанов», «Аква минерале», «Бон аква», «Перье» и искусственных минеральных водах, составленных из солей s-элементов согласно нормативной документации (ГОСТ и ТУ).

Изучена биологическая активность природных минеральных вод «Боржоми», «Новотерская», «Ессентуки №17», «Нарзан» на клеточном биосенсоре (5. ambigua).

Проанализирована взаимосвязь биологической активности минеральных вод указанных торговых наименований с концентрацией содержащихся в них микроэлементов.

Впервые проведено сравнение биологической активности и микроэлементного состава природных минеральных вод и их искусственных аналогов, составленных из солей s-элементов, выявлена разница по изученным показателям.

Показано снижение биологической активности и изменение микроэлементного состава природных минеральных вод при длительном хранении, нарушении температурного режима и условий хранения.

Получены указания на присутствие в исследуемых минеральных водах субмикронной дисперсной фазы, в составе которой могут находиться микроэлементы.

Практическая значимость работы:

Получены характеристические микроэлементные профили минеральных вод 14 торговых наименований, которые могут служить свидетельством подлинности данных минеральных вод.

Разработанный метод анализа микроэлементного состава вошел в проект нового руководящего документа по химическому анализу природных вод в рамках темы I плана НИОКР Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Методики определения биологической активности минеральных вод внедрены в учебный процесс (специальность фармацевтическая химия) кафедры фармацевтической и токсикологической химии медицинского факультета РУДН.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Измерение содержания микроэлементов в минеральных водах требует минерализации образцов в жестких условиях в герметичных системах.

2. Содержание ряда микроэлементов в лечебно-столовых минеральных водах может превышать суточную потребность в них организма человека при употреблении минеральных вод в качестве столового напитка.

3. Биологическая активность минеральных вод, охарактеризованная по параметрам взаимодействия клеточного биосенсора с исследуемыми образцами по двухстадийной кинетической схеме клеточных превращений, коррелирует с концентрацией некоторых микроэлементов (например, марганца).

4. Ряд полученных данных по микроэлементному составу с учетом особенностей геохимии минеральных вод указывают на возможное нахождение микроэлементов в составе субмикронных алюмосиликатных частиц дисперсной фазы.

Апробация работы: Основные результаты исследования обсуждались на конференциях: VIII Российский национальный конгресс "Человек и лекарство" (2001, Москва), Научно-педагогическая конференция "Здоровье и образование" (2001, Москва), ГХ Российский национальный конгресс "Человек и лекарство" (2002, Москва), Международная научно-практическая конференция «Фармацевтическое дело - прошлое, настоящее и будущее» (2002, Москва), XXI международный симпозиум «Эколого-физические проблемы адаптации» (2003, Москва), X Российский национальный конгресс "Человек и лекарство" (2003, Москва), International Conference «The impact of global environmental problems on continental and coastal marine waters» (2004, Geneve), XI Российский национальный конгресс 'Человек и лекарство" (2004, Москва), I Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Биоэлементы» (2004, Оренбург). Публикации: по теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на страницах и состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, методы исследования, результаты собственных исследований, обсуждение результатов, заключение, выводы, библиографический список источников, из них на русском и на иностранных

языках) и приложения. Работа содержит // таблиц, /9 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Объектами настоящего исследования стали минеральные воды природного происхождения следующих торговых наименований: «Боржоми», «Боржоми легкий», «Новотерская», «Ессентуки №4», «Ессентуки №17», «Нарзан», «Кисловодская целебная», «Полюстрово», «Славяновская», «Святой источник», «Долина нарзанов», «Аква минерале», «Бон аква», «Перье», воды минеральные искусственные, приготовленные из солей s-элементов (реактивы марки «хч») согласно нормам ГОСТ 13273-88 «Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые» и ТУ на минеральные воды, а также гомеопатические лекарственные средства. Пробы подвергали предварительной обработке, выбор которой был обусловлен решаемой задачей.

Пробоподготовка образцов для элементного анализа. Для образцовминеральной воды природной и искусственной, гомеопатического средства «Эдас №114» оптимальным был признан следующий режим: 1 мл минеральной воды минерализовали в 0,5 мл «царской водки» (3 НС1 : 1 HNO3) (возможно также добавление 2 мл плавиковой кислоты) в

тефлоновых бомбах под давлением в микроволновой печи MDS2000 при следующем режиме: 2 мин. 20 сек. - при 80% мощности, 5 мин. - при 100% мощности. Периферическая венозная кровь: 1 мл цельной периферической венозной крови условно здоровых взрослых доноров стабилизировали 2 мл «царской водки». Пробы минерализовали в «царской водке» (еще 1,5 мл) в тефлоновых бомбах под давлением в микроволновой печи MDS2000 при следующем режиме: 2 мин. 20 сек. - при 80% мощности, 5 мин. - при 100% мощности.

Определение содержания металлов проводили: а) методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС), б) методом атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС) с электротермической атомизацией (ЭА) и эффектом Зеемана, а также с атомизацией в пламени.

Измерения методом ААС осуществляли на приборе «SpectiAA-800» с электротермической атомизацией и эффектом Зеемана, источником излучения служили одноэлементные лампы полого катода SpectiAA фирмы "Varían". Методом ААС определялось содержание Cd, Cu, Ni, Pb, Mn, Zn, Cr, Al, Fe, As, V. Относительное стандартное отклонение при определении с доверительной вероятностью 0,95 не превышало 25%.

Методом ИСП-АЭС содержание в

минерализованных образцах определяли с помощью атомно-эмиссионного спектрометра «Optima 3100 XL» фирмы «Perkin- Elmer» при установленных рабочих параметрах. Относительное стандартное отклонение при определении с доверительной вероятностью 0,95 не превышало 35%.

Визуализация динамики движения дисперсной фазы осуществлялась на основе лазерной дифракции согласно работе (Смирнов А.Н. и др., 2004).

Численное и массовое распределение частиц по размерам (размерные спектры) суспензии определяли с помощью лазерного малоуглового измерителя дисперсности (particle sizer) Malvem 3600 Ее с маломощным гелий-неоновым лазером, излучающим монохроматический пучок света проходящего через экспериментальную

ячейку с последующей фокусировкой дифракционной картины на мультиэлементном фотоэлектрическом детекторе. Для анализа распределения частиц по размерам и форме были использованы два вида зависимостей: - соответственно численные

и объемные доли размерной группы r¡. Чувствительность метода зависит от площади сечения частиц и колеблется в интервале от 500 частиц в пробе (при длине мм и средней

ширине -~70 мкм) до ~105 частиц в пробе (при средних линейных размерах около 1 мкм).

Исследование биологической активности проводились на клеточном биосенсоре с использованием свободноживущей инфузории Sambigua, позволяющем получать диаграммы «Доза-Ответ» («Концентрация-Время жизни») и зависимости времени жизни от температуры.

Установка для исследования температурнойзависимости кинетики гибели состояла из следующих частей: 96-луночный планшет для иммуноферментного анализа, размещенный на твердотельном термостате фирмы "Биоком" (Москва) либо стеклянная ячейка с девятью лунками с проточным водяным термостатированием. Контроль за стационарным значением температуры осуществлялся с помощью безинерционного четырехканального электротермометра Т4К производства НПФ "ДНК-Технология" (Москва). Относительная ошибка измерения температуры не превышала 5%. Наблюдение за поведением инфузории вели визуально, либо с помощью бинокуляра, либо с помощью видеоприставки к бинокуляру (Фонд биологических исследований, Москва), соединенной с монитором. Время жизни клетки рассчитывали как интервал от момента посадки до гибели клетки. Гибель клетки констатировали либо по разрыву мембраны с выходом содержимого протоплазмы наружу, либо по обездвиживанию с отсутствием сократительной реакции на механическое раздражение (Суздалева и др., 2001). Минеральные воды перед определением активности дегазировали.

Результаты исследования и их обсуждение.

1. Выбор метода анализа микроэлементов в минеральных водах и оптимизация условий аналитического определения.

Для решения одной из поставленных задач - определения содержания микро- и макроэлементов в некоторых природных и искусственных минеральных водах - было необходимо привлечь современный эффективный и высокоточный метод измерения элементов в указанных средах. Контрольные испытания, проведенные параллельно методами ИСП-АЭС, ААС с электротермической атомизацией и пламенной ААС, показали (табл 1), что методы ИСП-АЭС и пламенной ААС по ряду элементов дают широкий интервал значений, что увеличивает вероятность ошибки и снижает воспроизводимость результатов. Оптимальным был признан метод атомно-абсорбционной спектроскопии с электротермической атомизацией и зеемановской коррекцией фона, благодаря высокой специфичности при определении элементов и низким пределам обнаружения при проведении атомизации в графитовых кюветах.

Табл.1. Содержание металлов в минеральных водах (мг/л): методы ААС с ЭА, ИСП-АЭС.

1- «Боржоми» скв.38-Э (ААСсЭА - п-9, р=0,95, ИСП-АЭС-проба №1);

2- «Новотерская целебная» скв. Ш2 (ААС с ЭА п==6, р=0,95, ИСП-АЭС- проба Ш);

3- «Нарзан» скв.Ш/0^е5/0-БИС, М7-РЭ (ААСсЭА п=6,р=0,95, ИСП-АЭС-проба№12).

А1 Сг Мл № Си Ъп РЬ

1 ААСсЭА 25,75±5,5 0,64±0,16 0,44±0,10 1,11±0Д1 0,28±0,04 0,63±0,13 0

ИСП-АЭС - 1,15 0,10 0,55 0,25 5,5 1,15

2 ААСсЭА 14,20*3,2 0,38±0,08 0,ш0,04 0,73±0,14 0,28±0,04 0^5±0,07 0,01

ИСП-АЭС 1,05 0,35 0,10 - - 4,00 -

3 ААСсЭА 7,71±1,4 0,10±0,02 0,20±0,04 0,19±0,04 0,33±0,05 0,34±0,07 0,04±0,01

ИСП-АЭС 0,3 4,75 1,1 2,45 0,05 - 0,05

2. Разработка методики пробоподготовки образцов для элементного анализа.

Для выбранного метода (ААС с ЭА и эффектом Зеемана), были разработаны соответствующие методики пробоподготовки исследуемых образцов. Следует заметить, что результаты измерений содержания микроэлементов при различной предварительной обработке проб (табл.2) позволяют сделать вывод о необходимости минерализации образцов в жестких условиях («царская водка» + плавиковая кислота) в герметичных системах для максимально полного открытия микроэлементов в испытуемой пробе. На рис. 1 представлен пример определения микроэлементов (мг/л) в идентичных образцах минеральной воды «Нарзан» при различной пробоподготовке.

Табл.2. Определение микроэлементов (мг/л) в образцах минеральных вод при различной пробоподготовке: 1 - подкиспение «царской водкой» непосредственно перед измерением без СВЧ-минерализации, 2-е СВЧ-минерализацией в «царской водке», 3-е СВЧ-минерализацией в «царской водке» и плавиковой кислоте. Средняя относительная ошибка не превышала 20% при доверительной вероятностир=0,95.

Торговая марка № Мп Сг

1 2 3 1 2 3 1 2 3

Боржоми (п=9) 0,03 1,11 0,46 0,01 0,44 0,64 0,12 0,64 0,57

Новотерская (п=6) 0,02 0,73 0,30 0,02 0,18 - 0,06 0,38 0,65

Нарзан (п=6) 0,02 0,19 0,35 0,01 0,20 0,89 0,07 0,10 0,72

Ессентуки №17 (п=6) 0,02 0,21 - 0,02 0,25 - 0,18 0,30 -

Рис 1. Определение микроэлементов (мг/л) в образцах минеральной воды «Нарзан» (Кисловодск, СКв.М5/0, М5/0-БИС, М7-РЭ) при различной пробоподготовке: подкисление «царской водкой» без минерализации (пустые), с СЕЧ- минерализацией в «царской водке» (темно-серые), с СВЧ-минерализацией в «царской водке» и фтороводородной кислоте (светло-серые).

3. Содержание микроэлементов в минеральных водах.

Выбранным методом с предварительной минерализацией проб в «царской водке» были проведены исследования микроэлементного состава природных минеральных вод ряда торговых марок, некоторых газированных напитков, а также водопроводной воды г. Москвы. Результаты измерений (табл. 3) показали, что содержание некоторых микроэлементов например, Mn, Сг, № (не подлежащих нормированию согласно ГОСТу 13273-88 «Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые» или ТУ на отдельные минеральные воды, но ограниченных для столовых вод), в минеральных водах «Боржоми», «Новотерская целебная», «Ессентуки №17» и водах ряда других наименований близки к аллопатическим и, например, для хрома, значительно превышают суточную потребность человеческого организма в данных микроэлементах (Авцын А.П., 1991). Следует ожидать, что длительное употребление минеральных вод в качестве столового напитка может вызвать отклонения в элементном статусе организма человека (как показано нами на примере мониторинга микроэлементного состава крови при ежедневном приеме «Боржоми»). Изменения микроэлементного состава могут происходить не только за счет избыточного потребления определенного элемента (хрома), но и за счет приема мультикомпонентной композиции неорганических солей. Хорошо известно, что действие микроэлементов при одновременном

Табл.3. Содержание некоторых микроэлементов в минеральных водах, гомеопатических средствах, воде питьевой г. Москвы, а также предельно допустимое содержание их в водах столовых и суточные нормы потребления человеком.

Си Мп Сг Fe Zn

Минеральные воды1, мг/л 0,28±0,04 0,44±0,10 0,64±0,16 0,87±0,22 0,63±0,13

Гомеопатическое средство', мг/л 0,13±0,05 0,20±0,05 0,23*0,05 - -

СанПин 2.1.4.554-96' 1,0 0,1-0,5 0,05 0,3-1,0 -

Суточная потребность4, мг/сут/чел 2,0-5,0 2,0-5,0 0,05-0,10 10 15

Питьевая вода3, мг/л 0,002 0,02±0,01 0,001 0,06±0,02 0,05±0,02

1 Природная минеральная вода «Боржоми», скв.38Э (п=9, р=0,95).

2 Гомеопатический препарат «Эдас № 114».

3 СанПин 2.1.4.554-96. Основные требования к качеству столовых вод по химическим показателям.

4 Мужчины от 25 до 50 лет (средний вес - 70 кг) (Авцын А.П., 1991);

5 Вода питьевая. Москва, ЦА.0 (Собственные исследования; Тутельян BA., Скальная М.Г., 2004).

приеме демонстрирует множество синергетических и антагонистических эффектов (Скальный А.В., Рудаков И.А. 2004). Поэтому изменения содержания микроэлементов в организме описывают в форме элементных профилей, например, венозной крови человека (Матвеева И.С. и др., 2003), волос (Скальный А.В. и др., 2001) и других биосубстратов. Ранее при изучении содержания металлов (AI, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Cd, Fb) в бактериях, растениях и у человека было обнаружено, что элементный профиль является видоспецифичным, а также зависит от физиологического состояния клетки/организма (Сыроешкин А.В. и др., 2001). Предложено формализованное описание взаимозависимого метаболизма металлов как постоянного соотношения - элемент. Аналогичным образом можно

построить элементные профили для каждой торговой марки минеральной воды, которые одновременно могут служить показателем ее подлинности. Наглядно их графическое представление в полярных координатах (O.V. Alekseeva et al., 2001) либо в виде гистограммы. На рис.2 представлены примеры для природных минеральных вод «Боржоми», «Новотерская целебная», «Нарзан». Для определения эталонных профилей необходимо провести статистически значимое количество измерений, поскольку содержание микро- и макроэлементов в минеральных водах колеблется в пределах некоторого интервала (кларки элементов), что является следствием их природного происхождения и хорошо согласуется с литературными данными (Дривер Д., 1985).

Рис.2. Элементные профили минеральных вод «Боржоми» ске.38Э (А), «Новотерская целебная» ске. М72 (В), «Нарзан» ске.М5/0, М5/0-БИС, М7-РЭ ^. Круг соответствует нулевой линии.

Нами установлено, что при длительном хранении или превышении рекомендуемой температуры хранения происходит необратимое изменение микроэлементного состава минеральных вод («старение» минеральной воды), сопровождающееся изменением состава дисперсной фазы в сторону увеличения линейных размеров частиц, что зафиксировано с помощью лазерного малоуглового измерителя дисперсности (Плетенева Т.В. и др., 2004). Изменение состояния дисперсной фазы в минеральной воде также можно наблюдать с помощью лазерной дифракции на установке визуализации динамики движения дисперсной фазы, как показано в работе (Смирнов А.Н. и др., 2004). Измерения содержания растворенных микроэлементов в минеральных водах, подвергнутых термической обработке или длительному хранению, показали, что их концентрации близки к таковым, определенным для искусственных минеральных вод.

Нами было определено содержание ряда микроэлементов в искусственных минеральных водах (аналогах «Боржоми» и «Новотерская целебная»), изготовленных из солей s-элементов согласно нормам ГОСТ 13273-88 «Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые» и ТУ на минеральные воды (соответствие исходного макроэлементного состава природной минеральной воды «Боржоми» ГОСТу 13273-88 было установлено с привлечением метода ИСП-АЭС). Результаты измерений концентраций металлов в искусственной минеральной воде по сравнению с природной выявляют значительную разницу в содержании некоторых микроэлементов (рис.3), особенно выразительную для эссенциальных элементов (марганца, цинка) и условно-эссенциальных элементов (никеля) (Скальный А.В., Рудаков И.А. 2004). Для искусственных минеральных вод наблюдается изменение вида микроэлементного профиля, что свидетельствует об отсутствии

идентичности между природной и искусственной минеральной водой, несмотря на одинаковый состав макроэлементов в соответствии с нормативной документацией (ГОСТ, ТУ).

мг/л

Рис.3. Концентрации растворенных микроэлементов в природной минеральной воде «Боржоми» (скв.38-Э) (прозрачные столбики) и искусственной минеральной воде по типу «Боржоми» (темные столбики). Использовали метод ААС с ЭА.

А. Разность концентраций никеля, марганца, хрома в природной минеральной воде «Боржоми» (скв.38-Э) и искусственной воде, имеющий состав солей s-элементов, идентичный природной «Боржоми».

Вывод о том, что природная и искусственная минеральная вода являются качественно различными средами, может быть подтвержден также с помощью метода, основанного на лазерной интерферометрии (Смирнов А.И. и др., 2004). Этот экспресс-метод дает возможность визуально наблюдать образование при смешении указанных вод диссипативных структур, возникающих даже при небольших различиях в плотности и химическом составе исследуемых растворов, а следовательно, позволяет сделать заключение о подлинности предложенного образца минеральной воды. С помощью данного метода можно различить природные и искусственные минеральные воды, минеральные воды разных торговых марок и т.п.

4. Биологическая активность минеральных вод.

Минеральные воды природного происхождения могут быть представлены как комбинированные препараты, содержащие неорганические компоненты. Ранее проведенные исследования доказали возможность использования диаграмм «Доза-Ответ» (концентрация-время жизни) и зависимости времени жизни клеточного биосенсора от температуры для

характеристики биологической активности компонентов лекарственных соединений при индивидуальном и комбинированном действии, в том числе для неорганических лигандов (например, ионов при индивидуальном действии и в составе многокомпонентного

препарата (Сыроешкин А.В. и др., 2001; Быканова С.Н. и др., 2003).

Так, для ряда торговых марок минеральных вод определены параметры взаимодействия клеточного биосенсора с исследуемыми образцами по двухстадийной кинетической квазиферментативной схеме клеточных превращений, включающей быстрое образование промежуточного состояния клетки с последующим медленным (минуты-часы) переходом в неподвижное, нереактивное состояние или гибели:

быстро /т, медленно С(се11)+пЬ -»- С-£„ -ВС (мертвая клетка)

Кинетическая схема взаимодействия клетки с низкомолекулярными лигандами. Ь -лиганд произвольной структуры;

— частота клеточного перехода С-Ь„—*ОС. К,, - константа равновесия связывания лиганда (процесс включает первичную адсорбцию и транспорт лиганда внутрь клетки).

Как показано на рис.4, диаграммы «Температура - Время жизни» сильно различаются для разных марок природных минеральных вод.

Рис.4. Зависимость времени жизни модельного тест-объекта от температуры при инкубации в природной минеральной воде «Ессентуки №17» скв. М47-БИС (А) «Боржоми» скв. 38Э (В), «Новотерская целебная» скв. №72(С).

Согласно данной кинетической схеме возможна линеаризация диаграммы «Температура-Время жизни» в аррениусовских координатах, как то показано для одно- и многокомпонентных растворов лекарственных соединений (Быканова С.Н. и др., 2003).

Для всех исследуемых образцов минеральных вод зависимость кинетики гибели тест-объекта от температуры линеаризовалась в аррениусовских координатах (рис. 5) с определенными значениями энергии активации (табл. 4). Значение этой величины обсуждалось в печатных работах (Сыроешкин А.В. и др., 2001; Суздалева О.С. и др., 2002), и было показано, что энергия активации стадии медленного перехода является

инвариантным (по отношению к состоянию клеток) параметром, находящимся во взаимно однозначном соответствии с природой химического соединения или фармацевтического препарата и может служить строгой характеристикой действующего соединения.

Рис.5. Зависимость времени жизни модельного тест-объекта от температуры в прямых и аррениусовскихкоординатахпри инкубации вприродныхминеральныхводах «Боржоми» (А) и «Ессентуки Ml 7» (В).

Для природной минеральной воды «Ессентуки №17» были получены зависимости «Температура-Время жизни» в прямых и аррениусовских координатах при разных концентрациях образцов, полученных разбавлением исходной минеральной воды. Наблюдаемая величина энергии активации практически не зависела от концентрации в пределах ошибки (7%). Это может быть объяснено высоким «сродством» и кооперативностью к неорганическим лигандам, принимающим участие в метаболических процессах. Подобное показано для ряда аминокислот и их комбинаций (Быканова С.Н. и др., 2003). Приведенные результаты показывают, что оно является верным для малотоксичных микроэлементов а также минеральных вод. При этом токсичные неприродные

(например, бихромат калия, диметилсудьфоксид (Ковалева А.А. и др., 2001)) соединения

демонстрируют сильную зависимость кажущейся энергии активации от концентрации токсиканта.

Таблица 4. Зависимость энергии активации лиганд-индуцируемой гибели клеточного биосенсора от вида минеральной воды. Значения Е^ получены для минеральных вод в исходной концентрации.

Наименоваине образца Е„ кДж/моль (sd=10%, р=0,95) Минерализация, мг/л [Мп], мг/л (п=6-9, р=0,95)

Боржоми 240 5,5-7,5 0,44±0,21

Новотерская 110 3,2-5,8 0,18±0,10

Ессентуки №17 140 10,1-14,0 0,30±0,12

Нарзан не влияет 2,0-3,0 0,21±0,07

Боржоми искусственная 110 5,5-7,5 0,09±0,04

Боржоми обработанная' 110 5,5-7,5 0,08±0,03

Новотерская искусственная не влияет 3,2-5,8 0,05±0,01

Дополнительная обработка «Боржоми» включала 2 стадии: нагревание в течение 20 мин 0=50°С); - осаждение на ультрацентрифуге (100000£, 3 часа, 1=10°С).

При инкубации тест-объекта в природной минеральной воде «Нарзан» не было отмечено ни гибели, ни угнетения активности, ни морфологических изменений в исследуемом интервале температур

Данные, представленные в таблице 4, свидетельствуют о том, что для минеральных вод величина энергии активации не коррелирует явным образом с показателем минерализации, под которой формально подразумевают общее содержание в воде растворенных минеральных солей, а фактически - сумму макроэлементов и сопутствующих анионов. Отсутствие прямой зависимости можно связать со смысловой нагрузкой параметра Еа - характеризовать не непосредственную токсичность химического соединения, а специфический ответ живой клетки, а именно медленный переход

5. Проявления неаддитивныхэффектов при действии минеральных вод.

Несмотря на то, что минеральные воды являются многокомпонентными системами, при линеаризации зависимости времени жизни от температуры в аррениусовских координатах не наблюдали излома прямой, что может указывать на восприятие клеткой мультикомпонентного препарата подобно индивидуальному соединению. Это подтверждается и значениями энергии активации для индивидуальных веществ и их

комбинаций - величины Еа не являются аддитивными, т.е. не складываются из отдельных энергий активации компонентов при их индивидуальном действии. Следует заметить, что при комбинированном действии аддитивные эффекты реализуются редко. Так, для смеси гп804 и 0,1 М глицина наблюдали проявление синергизма - резкий триггерный эффект (Быканова С.Н. и др., 2003) предположительно связанный с активацией различных путей метаболизма. Свидетельством антагонистического действия составляющих компонентов может служить отсутствие проявления биологической активности минеральной водой «Нарзан». Резонансный эффект также наблюдали при изучении биологической активности смеси «Боржоми» с 0,1М глицином (1:1 по объему), когда и значение Еа, и абсолютное время жизни тест-культуры совпадало с параметрами, определенными при инкубации тест-объекта в среде 0,1 М глицина, что указывает на полное подавление биологической активности минеральной воды действием аминокислоты. Можно ожидать проявление подобных неаддитивных эффектов при приеме минеральной воды вместе с пищей, что драматическим образом изменит ожидаемый лечебный эффект.

Полученные значения Еа (табл. 4) свидетельствует о значительном различии в биологической активности природной минеральной воды и ее искусственного заместителя. Более того, искусственный аналог (по составу макроэлементов) «Новотерской целебной» не обладает биологической активностью в отношении используемого биосенсора: при инкубации тест-объекта в данной среде не наблюдали ни угнетения активности штамма, ни морфометрических изменений, свидетельствующих о гибели клеток вплоть до экстремально высоких температур.

Была изучена биологическая активность природной минеральной воды при разной продолжительности тепловой обработки образцов, поскольку исследование содержания микроэлементов в случае такой обработки выявили резкое изменение микроэлементного состава минеральных вод. Проведенные исследования показали, что параметры, характеризующие биологическую активность - абсолютное время жизни тест-культуры при заданной температуре - претерпевают значительные изменения в зависимости от времени нагревания (рис.бА), причем резкое уменьшение времени жизни проявляется уже на 5 минуте кипячения, и при дальнейшем нагревании эффект сохраняется. Мы связываем изменение характера биологической активности с изменением содержания растворенных микроэлементов, что аналогично показанному на рис.3. При нагревании минеральных вод увеличивается концентрация частиц дисперсной фазы что, как известно,

обусловлено, в первую очередь, кристаллизацией карбонатов макроэлементов (Крайнов СР. и др., 2004) и образованием взвешенного вещества. Следует ожидать, что при этом может произойти окклюзия микроэлементов.

Действительно, после ультрацентрифугирования прогретой воды «Боржоми» концентрация марганца в супернатанте снизилась до уровня 0,08 мг/л (табл.4) Кроме изменения времени жизни {рис.6), изменилась и энергия активации (табл.4) до величин, характерных для искусственного аналога «Боржоми».

Рис.6. А. Зависимость времени жизни модельного тест-объекта при инкубации в термически обработанной минеральной воде «Боржоми» от времени ее предварительной дегазации (при нагревании), 22 "С.

В. Образование частиц взвешенного вещества в природной минеральной воде «Боржоми» при нагревании (50 °С). На основном графике: зависимость массовой концентрации взвешенного вещества от размеров частиц; на вставке: кинетика увеличения массовой концентрации взвешенного вещества при нагревании.

Биологический эффект минеральных вод таков, что при длительном употреблении их в качестве столового напитка они могут вызвать значительные по степени отклонения элементного статуса организма человека, отраженные в изменении концентраций микроэлементов в жидких средах организма (Скальный А.В., Рудаков И.А. 2004). Последнее утверждение было проиллюстрировано нами при проведении исследования по влиянию минеральной воды «Боржоми» в режиме ежедневного приема на микроэлементный состав периферической венозной крови взрослого условно здорового человека. Полученные на семи добровольцах данные показали достоверное снижение содержание никеля в крови при сохранении общего вида элементного профиля.

6. Роль микроэлементов в биологической активности минеральных вод. Марганец отвечаетза биологическую активность природнойминеральной воды «Боржоми».

Результаты проведенной работы по изучению биологической активности образцов природных и искусственных минеральных вод, а также некоторых соединений

неорганической природы и данные по содержанию макро- (общая минерализация) и микроэлементов (табл. 1 и 2) показывают отсутствие прямой зависимости между биологической активностью минеральной воды и общей минерализацией (то есть суммой макроэлементов и анионов, содержащейся в минеральной воде в соответствии с НД) и, наоборот, позволяют провести корреляции между величиной Еа, характеризующей биологическую активность, и содержанием микроэлементов: в табл.4 приведен пример с концентрацией марганца. Обратившись к рис.3, можно отметить, что наиболее значительная разница в микроэлементном составе природной и искусственной «Боржоми» относится именно к содержанию марганца, причем при дополнительной термической обработке либо нарушении режима и сроков хранения содержание растворенного марганца заметно падает, что согласуется с регистрируемым уменьшением биологической активности в тех же условиях. Наблюдаемая зависимость позволяет сделать предположение о связи биологической активность с концентрацией марганца в минеральной воде, по-видимому, оказывающего влияние на специфический ответ живой клетки на стадии медленного перехода С *•£» —» ОС.

7. Предположение о содержании микроэлементов в составе алюмосиликатных субмикронных частиц дисперсной фазы.

Данные, полученные нами при изучении микроэлементного состава минеральных вод, некоторых других лекарственных средств неорганической природы при различных способах предварительной обработки исследуемых образцов (СВЧ-минерализация, нагревание, непосредственное подкисление, осаждение), показывают необходимость пробоподготовки в жестких условиях с СВЧ-минерализацией образцов в герметичных системах в присутствии кислот для более полного открытия микроэлементов. Возвращаясь к результатам измерения содержания микроэлементов в минеральных водах после различной пробоподготовки (табл.2), можно предположить, что такие жесткие условия указывают на возможную окклюзию микроэлементов в составе субмикронной дисперсной фазы, которая обнаруживается в минеральных водах, а также в настойках, гомеопатических средствах. Полученные данные свидетельствуют об изменении характера действия минеральных вод после дегазации (термической обработки) и о важной роли дисперсной фазы в реализации лекарственного эффекта.

Использование комбинированных препаратов, не содержащих органические лиганды (такими являются минеральные воды), предполагает организацию особого пути поступления металлов в среды организма, не связанного с действием мембранных переносчиков. Если металл находится в составе дисперсной фазы, то скорость его перемещения может

увеличиться за счет пиноцитоза и последующего межклеточного и межтканевого транспорта в составе не претерпевших изменения субмикронных алюмосиликатных частиц.. Если дисперсная фаза не растворяется в «царской водке», то и в организме растворение произойдет только после достижения и депонирования в клетке по истечение значительного промежутка времени. Это создает возможность направленного транспорта в ткани микроэлементов в составе ультрамелких частиц. Мы обнаружили, что фильтрование минеральных вод через ядерные фильтры с диаметром пор не влияет на содержание

микроэлементов, что позволяет условно отнести микроэлемент содержащие субмикронные частицы дисперсной фазы к классу наночастиц.

Присутствие подобных частиц в клетке хорошо известно: например, железа оксиды в белках-ферретинах, железо-серные кластеры 8-ми ядерные, наночастицы, содержащие макро- и микроэлементы (Malaiya A. et al., 1988, McCullough J.S. et al., 1995, Raynal I. Et al, 2004). Такая возможность описана для железа (Raynal I. Et al, 2004, Na J.B. et al, 2003, Okon E. Et al, 2000), никеля (Leite E.R. et al, 2002), кремния (Smith A. et al, 2002) и других микроэлементов (Utsunomiya S. et al, 2004). Примеры использования наночастиц природного и искусственного происхождения приведены в табл. 5. Микроэлементы в составе наночастиц рассматриваются в фармации как новый путь изменения фармакокинетики, инициирования заданных биохимических превращений и моделирования различных клеточных процессов (Peira E. Et al, 2003, Okon E. Et al, 1994, Na J.B. et al, 2003).

Повышенное содержание алюминия в минеральных водах указывает на алюмосиликатную природу дисперсной фазы, в составе которой находятся микроэлементы в минеральных водах. Длительное «рассасывание» в клетке алюмосиликатных частиц хорошо согласуется с известным эффектом «последействия» минеральных вод (Панова и др., 1998). «Насыщение» минеральных вод микроэлементами в составе частиц дисперсной фазы также хорошо объясняет повышенную биологическую активность минеральных вод при самоизливе.

Табл 5 Примеры использования наночастщ в фармации

Наночастицы, используемые в фармации Область применения Ссылка

Белки - ферритины «естественные» наночастицы -индукторы оксидоредуктазных реакций Nikandrov V.V., 1998

вю2 • адсорбционный носитель лекарственных веществ в т.ч. микроэлементов • изучение путей переноса молекул Hirasawa М., 2001 Leite E.R., 2002 Smith А., 2002

РегОз • изучение движения лимфатического потока с применением магнитных окрашенных частиц • контрастирующий агент в ЯМР • носитель активной субстанции • осуществление нового пути преодоления эпителиального барьера • компонент фармацевтического препарата (против анемии) • фармацевтическое средство, изменяющее фармакокинетику и биодоступность Jijiwa Н., 2001 NaJ.B.,2003 Okon E., 1994 Krause M., 2002 Malaiya А., 1988 McCulloughJ.S., 1995 Nenortiene Р., 2002 Peira E., 2003

Высокодисперсные порошки металлов • токсикологическая химия; • ранозаживляющее действие. Глущенко H.H., 2002

Колловдное серебро, золото • транспорт антигенов; • иммуногенные свойства. БАД «Коллоидная медь, серебро,золото» БАД «Голден Макс» Shaima D.C., 2004 Дикман JI.A., 2004

Фуллеревы • «микропилюли» для транспорта ЛС • анги - ВИЧ средство Pantarotto D., 2004 Bosi S., 2003 Tagmatarchis N.,2001 Yamakoshi Y., 1999.

Имоголит (НО)зА12ОЗ8ЮН • свободный носитель ферромагнитных наночастиц • матрица для формирования нанотрубок специальной стехиометрии Zavelsky V.O., 2002

Выводы

1. Проведенные измерения содержания микроэлементов в минеральных водах свидетельствуют, что микроэлементный состав (микроэлементный профиль) может служить доказательством подлинности минеральных вод, и как признак принадлежности к определенной торговой марке, и для различения природных и искусственных минеральных вод.

2. Содержание некоторых микроэлементов в минеральных водах, в том числе столовых, может превышать пределы, установленные соответствующей нормативной документацией, что при потреблении их в качестве питьевой воды увеличивает вероятность превышения суточной нормы потребления микроэлементов для организма человека.

3. Использование данных аррениусовских параметров кинетики клеточных превращений клеточных биосенсоров позволяет охарактеризовать биологическую активность ряда минеральных вод естественного происхождения, искусственных минеральных вод и некоторых других препаратов неорганической природы.

4. Сравнительный анализ биологической активности и микроэлементного состава природных лечебно-столовых и искусственных минеральных вод указывает на существование корреляций между параметрами, характеризующими биологическое действие (Еа) и уровнем содержания марганца

5. Необходимость жесткой кислотной пробоподготовки с СВЧ-минерализацией, повышенное содержание алюминия и данные о наличии субмикронной дисперсной фазы указывают на то, что микроэлементы в минеральных водах могут быть окклюдированы в составе ультрамелких алюмосиликатных частиц дисперсной фазы.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Плетенева Т.В., Борисова Е.Я., Кискина Л.П., Суздалева О.С., Сыроешкин А.В. Перспективы применения топологических индексов в фармацевтической химии. // VIII Российский национальный конгресс "Человек и лекарство", Тезисы докладов. - Москва. -2001.- С. 320.

2. Долгополова В.А., Кискина Л.П., Суздалева О.С., Сыроешкин А.В. ККСА (QSAR) метод прогнозирования биологической активности химических веществ. // Научно-педаг. конференция "Здоровье и образование", РУДН. - 2001. - М. - С. 28-30.

3. Сыроешкин А.В., Суздалева О.С., Кискина Л.П., Долгополова В.А., Плетенева Т.В. Кинетическое описание взаимодействия клетки с низкомолекулярными лигандами. // Вестник РУДЫ. Серия «Медицина».- 2001. -№3.-С.25-32.

4. Суздалева О.С., Кискина Л.П., Плетенева Т.В., Сыроешкин А.В. Прогнозирование биологической активности лекарственных соединений на основе комбинирования клеточной кинетики и топологических индексов. // IX-' Российский национальный конгресс "Человек и лекарство", Тезисы докладов. - М. - 2002. - С. 320.

5. Плетенева Т.В., Глущенко Н.Н., Суздалева О.С., Сыроешкин А.В. Гомеопатические лекарственные средства неорганической природы: «за» и «против». // Международная научно-практическая конференция «Фармацевтическое дело - прошлое, настоящее и будущее», Тезисы докладов 25 октября 2002. - М.: Изд-во РУДН - 2002. - С.233-235

6. Плетенева Т.В., Суздалева О.С., Сыроешкин А.В. Гомеопатические лекарственные средства неорганической природы: за и против. // Фармация - 2002 - №6 - С.35-39.

7. Сыроешкин А.В., Суздалева О.С., Быканова С.Н., Березинская Т.Л., Каприльянц А.С., Шлеева М.О., Матвеева И.С., Плетенева Т.В. Сопряжение метаболизма микроэлементов и клеточного формообразования как основа усиления противобактериальной защиты человеческого организма. // «Эколого-физические проблемы адаптации»: Материалы XXI международного симпозиума. 27-28 января 2003. М., Изд-во РУДН, 2003. - С.518-519.

8. Быканова С.Н., Сыроешкин А.В., Суздалева О.С., Плетенева Т.В., Комиссарова И.А. Использование одноклеточных тест-моделей для оценки биологической активности аминокислот и лекарственных препаратов // X Российский национальный конгресс "Человек и лекарство": Тезисы докладов. 7-1 1 апреля 2003 г. - Москва, - 2003. - С.588.

9. Быканова С.Н., Суздалева О.С., Серегина О.Б., Ковалева А.А., Комиссарова И.А., Плетенева Т.В., Сыроешкин А.В. Использование клеточного биосенсора Spirostomum ambigua для характеристики биологической активности компонентов фармацевтических препаратов. // Электронный журнал "Исследовано в России", 098, 1114-1129, - 2003. http://zhumal.ape.relarnJu/articlees/2003/098.pdf.

10. Суздалева О.С., Плетенева Т.В., Сыроешкин А.В. Микроэлементы и биологическая активность ряда минеральных вод. // Вестник ОГУ. Приложение «Биоэлементология».-2004.-№4.-С.82-83.

Суздалева Ольга Сергеевна (Россия) Изучение микроэлементного состава и биологической активности

ряда минеральных вод.

В работе исследовалось содержание А1, Ав, С<1, Сг, Си, Бе, Мп, РЬ, 2п, V в минеральной воде 14 торговых наименований методами атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией и атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Выявлена необходимость минерализации образцов в жестких условиях в герметичных системах для максимально полного открытия микроэлементов в испытуемой пробе. Полученные результаты сопоставлялись с биологической активностью, измеренной на клеточном биосенсоре.

Показано, что содержание некоторых микроэлементов в минеральных водах близко к аллопатическим и может превышать суточную потребность человеческого организма в данных микроэлемента при употреблении минеральных вод в качестве столового напитка. При нарушении рекомендуемых условий хранения происходит необратимое изменение микроэлементного состава («старение») минеральной воды, сопровождающееся изменением ее биологической активности.

Полученные данные свидетельствуют о том, что биологическая активность минеральных вод не связана явным образом с уровнем минерализации, но наблюдается корреляция между биологической активностью и концентрацией микроэлементов (Мп), оказывающим влияние на специфический ответ эукариотической клетки.

Research of the microelement composition and biological activity of some springs.

The concentration of microelements of Al, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn, V was investigated in mineral water of 14 trading names with the atomic absorption spectrometry after electrothermal a tomization a nd a tomic i ssue s pectrometry with a n i nductive - c onnected p lasma. Necessity of an acidic mineralization of the samples in tight systems to attaint a maximum full opening of microelements in springs is revealed. The obtained results were compared to the biological activity measured at a cellular biosensor agent.

It is shown, that the maintenance of some microelements in mineral waters close to allopathic and it could exceed human daily requirement of these microelements at the use of mineral waters as an everyday drink. At infringement of recommended conditions of storage there is the irreversible change of microelement structure ("ageing") of mineral water accompanying with change of its biological activity.

The received data testify that biological activity of mineral waters is not connected by obvious image to a level of a mineralization, but a correlation between biological activity of springs and contents of microelements (Mn), influencing on the specific answer eukaryotic cells, is observed.

Suzdaleva S. Olga (Russia)

Издательство ООО "МАКС Пресс". Лицензия ИД № 00510 от 01.12.99 г. Подписано к печати 18.10.2004 г. Формат 60x90 1/16. Усл.печл. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 1055. Тел. 939-3890,939-3891,928-1042. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В.Ломоносова. 2-й учебный корпус, 627 к.

1120 0 8 4

РНБ Русский фонд

2005-4 17839

Оглавление диссертации Суздалева, Ольга Сергеевна :: 2004 :: Москва

Введение. щ

Глава I Обзор литературы.

1.1. Место элементов в организме - условия обмена между организмом и окружающей средой.

1.1.1. Условия содержания микроэлементов в окружающей среде. Геохимические циклы элементов.

1.1.2. Гомеостаз элементов в организме - поступление, превращение, выделение. ф . 1.1.3. Роль микроэлементов в организме человека. Микроэлементозы.

1.2. Лекарственные средства, содержащие микроэлементы: минеральные воды, гомеопатические лекарственные средства, биологически активные добавки.

1.2.1. Геохимия минеральных вод.

1.2.2. Состав и лечебное действие минеральных вод.

1.2.3. Стандартизация и контроль качества минеральных вод.

1.2.4. Гомеопатические лекарственные средства, биологически активные добавки.

1.3. Методы исследования минеральных вод.

1.3.1. Методы изучения микроэлементного состава.

1.3.2. Методы определения биологической активности, основанные на термодинамическом и кинетическом подходах.

Глава II Методы исследования.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Элементный анализ.

2.2.1. Пробоподготовка образцов для элементного анализа.

2.2.2. Определение содержания микроэлементов методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией.

2.2.3. Определение содержания микроэлементов методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

2.3. Лазерные методы.

2.3.1. Визуализация динамики движения дисперсной фазы.

2.3.2. Численное и массовое распределение частиц по размерам.

2.4. Исследования биологической активности.

2.4.1. Исследования с использованием клеточного биосенсора.

2.4.2. Установка для исследования температурной зависимости кинетики гибели 79 2.5. Статистическая обработка результатов измерений.

Глава III Результаты исследования.

3.1. Определение микроэлементного состава исследуемых образцов минеральных вод и некоторых других препаратов.

3.2. Биологическая активность минеральных вод.

3.3. Пример действия минеральных вод на микроэлементный состав периферической венозной крови человека.

Глава IV Обсуждение результатов.ИЗ

4.1. Выбор методов исследования и пробоподготовки образцов.ИЗ

4.2. Биологическая активность многокомпонентных систем.

4.2.1. Кинетический подход в характеристике биологической активности.

4.2.2. Неаддитивные эффекты.

4.3. Микроэлементы в минеральных водах.

4.3.1. Роль микроэлементов в биологической активности минеральных вод.

4.3.2. Действие минеральных вод на микроэлементный состав периферической венозной крови человека.

4.3.3. Марганец отвечает за биологическую активность природной минеральной воды «Боржоми».

4.3.4. Возможные взаимодействия микроэлементов внутри клетки.

4.3.5. Предположение о содержании микроэлементов в составе субмикронных частиц дисперсной фазы. Сопоставление с наночастицами.

Выводы.

Введение диссертации по теме "Фармацевтическая химия и фармакогнозия", Суздалева, Ольга Сергеевна, автореферат

Актуальность темы.

Лекарственные средства неорганической природы (индивидуальные и комбинированные) находят широкое применение в современной медицинской практике. Успех терапии микро- и макроэлементами может быть объяснен постоянством относительного содержания элементов металлов в живых организмах, называемых элементными профилями. Элементные профили как способ представления мультиэлементной композиции живого вещества хорошо известны в биогеохимии [37, 41]. Начало этим исследованиям положено В.И. Вернадским: замеченное постоянство содержания в живых организмах всех элементов позволило высказать гипотезу о необходимости для функционирования живого всех элементов периодической системы Д.И. Менделеева [22]. Явление постоянства состава элементных профилей [62, 77] позволяет говорить о таком механизме терапии с использованием микроэлементов, при котором металл действует не на определенную мишень (фермент, рецептор, ионный канал), подобно большинству аллопатических органических препаратов (являющихся либо ингибиторами ферментов, либо соединениями, имеющими высокое сродство к специфическим мембранным рецепторам), а на весь метаболизм в целом [80]. Действительно, изучение интегрального метаболизма металлов оказывается важным средством диагностики и лечения широкого круга заболеваний, вызванного как экологическими факторами и особенностями профессиональной деятельности, так и различными нарушениями гомеостаза металлов самой различной этиологии [2,91]

В настоящее время наблюдается повышение объемов потребления населением минеральных вод и биологических активных добавок (БАД) с использованием микроэлементов, в практическое здравоохранение введены десятки гомеопатических лекарственных средств (ГЛС), 20% из которых представляют неорганические соединения либо их смеси [80]. Все эти средства могут быть классифицированы как комбинированные лекарственные препараты неорганической природы, оказывающие влияние на метаболизм при сложных болезнях обмена веществ. Но так ли они безопасны при длительном применении? Для многих микроэлементов в составе минеральных вод государственное нормирование не предусмотрено ГОСТ 13273-88 или другой нормативной документацией, поэтому производители часто контролируют лишь содержание макроэлементов (кальций, магний, калий, натрий). Для решения этой проблемы необходимо искать новые подходы в стандартизации и контроле качества комбинированных лекарственных препаратов неорганической природы. Цель и задачи исследования.

Мы предположили, что именно микроэлементный состав минеральных вод обуславливает их эффективность при лечении сложных болезней обмена веществ. Для этой цели - установить связь между содержанием микроэлементов металлов и биологической активностью минеральных вод как комбинированных препаратов неорганической природы - нами было проведено как изучение содержания ряда микроэлементов в столовых и лечебно-столовых минеральных водах, так и определение их биологической активности на модельном объекте. Для достижения этой цели было необходимо решить следующие задачи:

1. По результатам контрольных испытаний выбрать из современных методов аналитической химии оптимальный метод определения Cd, Си, Ni, Pb, Mn, Zn, Cr, Al, Fe, As, V в минеральных пробах.

Научная новизна.

Впервые проведено комплексное исследование содержания микроэлементов Cd, Си, Ni, Pb, Mn, Zn, Cr, Al, Fe, As, V и определены характерные микроэлементные профили в природных минеральных водах следующих торговых наименований: «Боржоми», «Боржоми легкий», «Новотерская», «Ессентуки №4», «Ессентуки №17», «Нарзан», «Кисловодская целебная», «Полюстрово», «Славяновская», «Святой источник», «Долина нарзанов», «Аква минерале», «Бон аква», «Перье» и искусственных минеральных водах, составленных из солей s-элементов согласно нормативной документации (ГОСТ и ТУ).

Изучена биологическая активность природных минеральных вод «Боржоми», «Новотерская», «Ессентуки №17», «Нарзан» на клеточном биосенсоре (S. ambigua).

Выявлено влияние минеральной воды «Боржоми» (скв. 38-Э) при ежедневном приеме на состав периферической венозной крови человека.

Проведена аналогия между природой лечебного эффекта минеральных вод и гомеопатических лекарственных средств.

Получены указания на присутствие в исследуемых минеральных водах субмикронной дисперсной фазы, в составе которой могут находиться микроэлементы. Практическая значимость работы:

Полученные в результате проведенной исследовательской работы результаты могут служить исходным материалом для последующей разработки государственного нормирования концентраций микроэлементов в минеральных водах, так как вследствие природного происхождения минеральных вод содержание в них микроэлементов характеризуется определенной вариабельностью, в том числе для проб одной скважины. Получены характеристические микроэлементные профили минеральных вод 14 торговых наименований, которые могут служить свидетельством подлинности данных минеральных вод.

Основные положения, выносимые на защиту:

Апробация работы: Основные результаты исследования обсуждались на конференциях: VIII Российский национальный конгресс "Человек и лекарство" (2001, Москва), Научно-педагогическая конференция "Здоровье и образование" (2001, Москва), IX Российский национальный конгресс "Человек и лекарство" (2002, Москва), Международная научно-практическая конференция «Фармацевтическое дело - прошлое, настоящее и будущее» (2002, Москва), XXI международный симпозиум «Эколого-физические проблемы адаптации» (2003, Москва), X Российский национальный конгресс "Человек и лекарство" (2003, Москва), International Conference «The impact of global environmental problems on continental and coastal marine waters» (2004, Geneve), XI Российский национальный конгресс "Человек и лекарство" (2004, Москва), I Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Биоэлементы» (2004, Оренбург).

Заключение диссертационного исследования на тему "Изучение микроэлементного состава и биологической активности ряда минеральных вод"

выводы

Список использованной литературы по фармакологии, диссертация 2004 года, Суздалева, Ольга Сергеевна

1. Абдрахманов Р.Ф. Геохимия экотоксикантов в подземных водах урбанизированных территорий //Геохимия. 1996. - №6.- С.630-636.

2. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова JI.C. Микроэлементозы человека (этиология, классификация, органопатология). М.: Медицина, 1991. -496с.

3. Агаджанян Н.А., Велданова М.В., Скальный А.В. Экологический портрет человека и роль микроэлементов. М., 2001. - 236с.

4. Агаджанян Н.А., Самылина И.А, Елисеева Ю.А., Плетенева Т.В., Потапова Н.И., Сыроешкин А.В. «Тяжелые металлы» и стандартизация настоек //Фармация. -2004 (в печати)

5. Агаджанян Н.А., Скальный А.В. Химические элементы в среде обитания и экологических портрет человека. М.: КМК, 2001. -83с.

6. Альберт А. Избирательная токсичность. В 2 т. Т. 2. М.: Медицина. -1989. - 429с.

7. Бабенко Г. А. Микроэлементы в медицине. В 2 т.- 2001. Т. 1 С. 2-5.

8. БАД Коллоидная медь, серебро, золото. Сертификат № 77.72.29.916.П.05475.02.98 от 19.02.98 г.

9. Балышев А.В., Плетенева Т.В., Гребенникова Т.В., Каприльянц А.С., Сыроешкин А.В. К вопросу о разработке нового противотуберкулезного 2п2+-содержащего препарата // Вестник ОГУ. Приложение «Биоэлементология».- 2004.- №4.-С.13-14.

10. Барашков К.Г. Краткая медицинская бионеорганика. М.: Геотар, 1999. - 62с.

11. Беспамятное Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Справочник. Д.: Химия. - 1985. - 528с.

12. Болдырев А.А. Биологические мембраны и транспорт ионов. М.: МГУ, 1985.

13. Бочаров BJL, Бугреева М.Н., Бабкина О.А., Ускова О.Ф., Львова И.Н. Кластер-анализ йодо-бромных минеральных вод Среднехоперской гидроминеральной провинции //Экологический вестник Черноземья. 1999. - Вып. 8. - Воронеж: Изд-во Воронеж.отд. РЭА. - С.28-37.

14. Бурлакова Е.А. Эффект сверхмалых доз // Вестн. РАН. 1994. - Т.64. - №5. -С.425-431.

15. Варфоломеев С.Д., Гуревич К.Г. Биокинетика: практический курс. М.: Фаир-пресс, 1999.-720С.

16. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. М.: Рольф, 2002.

17. Вернадский В.И. История минералов земной коры. Т.2, вып.1: История природных вод.-Л., 1933. -С.64-81.

18. Вернадский В.И. Очерки геохимии. Избр.сочинения. М.: Изд-во АН СССР.-1954. -Т.1. -С.7-391.

19. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.: Наука.- 1987.-340с.

20. Воды минеральные природные столовые: ТУ 10.04.06.132-88.

21. Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые источников РСФСР. ТУ-10 РСФСР 363-88.

22. Волконский А. Г. Микроэлементы в углекислых минеральных водах Украинских Карпат. // Науково-техшчний журнал «Еколопя довкшля та безпека життед1яльност1».-2002,- Змют журналу №1.-С.-26.

23. Гвозденко Т.А., Рудич В.В. Применение минеральной воды Шмаковского месторождения при патологии почек у детей //Сб. трудов молодых ученых.-Новосибирск. -1993.- С.-159-160.

24. Глущенко Н.Н., Богословская О.А., Ольховская И.П. Физико-химические закономерности биологического действия высокодисперсных порошков металлов -//Химическая физика. -2002. -Т.21. №4. - С.79-85.

25. Глущенко Н.Н., Ольховская И.Н., Плетенева Т.В., Ершов Ю.А. Биологическое действие высокодисперсных порошков металлов //Изд. АН СССР. Сер. биол. наук. -1989. -№3.-С.415-420.

26. Гончаров Н.Н., Шпейзер Г.М., Шипицин С.А. Распределение некоторых микроэлементов в минеральных водах Прибайкалья и Забайкалья //Микроэлементы в Сибири. Информ. бюл. 1975. - №10. - С.42-45.

27. Горленко В.М., Компанцева Е.И. Горячие источники Байкала //Круговорот вещества и энергии в водоемах: Матер.докл. к 6 Всесоюз.лимнол.совещ. 1985. -Вып.З- С. 16.

28. Готовский Ю.В., Перов Ю.Ф. Особенности биологического действия физических факторов малых и сверхмалых интенсивностей и доз. М.: Имедис, 2000.-192с.

29. ГОСТ 13273-88. Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые. Технические условия. Взамен ГОСТ 13273-73. Введ. 17.03.88. - М.: Издательство стандартов, 1994.- 29с.

30. ГОСТ 23268.0-91. Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Правила приемки и методы отбора проб. Взамен ГОСТ 23268.0.-78. Введ.29.08.91. - М., Издательство стандартов, 1991.

31. Гричук Д.В. Термодинамические модели субмаринных гидротермальных систем. М.: Научный мир. 2000. - 304с.

32. Гурвич Е.Г. Металлоносные осадки мирового океана. М.: Научный Мир, 1998. -340с.

33. Дикман JI.A., Сумарока М.В., Староверов С.А., Зайцева И.С., Богатырев В.А. Иммуногенные свойства коллоидного золота //Известия академии наук. Серия Биология. 2004. - №1. - С.86-91.

34. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М.: Высшая школа, 1998. - 413с.

35. Долгополова В.А., Кискина Л.П., Суздалева О.С., Сыроешкин А.В. ККСА (QSAR) метод прогнозирования биологической активности химических веществ //Научно-педаг. конференция "Здоровье и образование", РУДН. М.- 2001. - С.28-30.

36. Ершов Ю.А. Квазихимические модели роста биологических популяций под действием ингибиторов и промоторов// Ж. физ. химии. 1998. - Т. 72. - №3 - С. 553-559.

37. Ершов Ю.А., Плетенева Т.В. Механизмы токсичности неорганических соединений. М.: Медицина, 1989. - 250с.

38. Дривер Д. Геохимия природных вод. М.: Мир, 1985. - 440с.

39. Зайкина О. Биологически активные добавки: начало третьего тысячелетия // Косметика & медицина. 2001. - №2. - С. 42.

40. Зайцев И.К. Гидрогеохимия СССР. Л.: Недра, 1986. 239с.

41. Зекмер И.С. Подземные воды как компонент окружающей среды. М.: Научный мир, 2001.-328с.

42. Иванов В.В., Невраев Г.А. Классификация минеральных вод. М.: Недра, 1964. -167с.

43. Искусственно минерализованная питьевая вода (варианты): А.С. 2122817 РФ / Обыденный П.Т., Обыденный И.П, Обыденный М.П. Опубл. 12.10.98.- МПК7. -1с.

44. Искусственная минеральная вода и состав для ее приготвления: А.С, 2134241 РФ / ООО «Научно-инновационная фирма «ЭКО-Проект». Опубл. 10.08.99. - МПК7.

45. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989.-439с.

46. КагаваЯ. Биомембраны. М.: Высшая школа, 1985.

47. Калетина Н.И., Афанасьев Ю.И., Лазурина Л.П. Роль микроэлементов в нарушении и коррекции металло-лигандного гомеостаза //Медицина. Вестник РАМН. 1995. -№ 10. - С.44-48.

48. Келер Г. Гомеопатия. М.: Медицина, 1989. - 592 с.

49. Кирюхин В.О., Коротков А.И., Павлов А.Н. Общая гидрогеология. Л.: Недра, 1988. 359 с.

50. Ковалева А.А., Плетенева Т.В., Серегина О.Б., Сыроешкин А.В. Клетка как химический реактор: аррениусовская зависимость ДМСО-индуцируемой кинетики гибели инфузории Spirostomum ambigua от температуры// Электронный журнал

51. Исследовано в России". -2001. 113. - С.1215-1224. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2001/113.pdf

52. Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н. Современные проблемы изучения и моделирования миграции подземных вод и массопереноса, геохимические принципы //Геоэкология. 1995. - №3. - С.12-22.

53. Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод. Теоретические прикладные и экологические аспекты. М.: Наука. 2004. - 677с.

54. Кузнецова Е. Минеральная вода. // Российские аптеки. 2002. - №7- С.-55.

55. Кузьменко Л.Г., Алексеева О.В., Л.Т.М. Хьюнг, Скальный А.В. Клинико-иммунологические особенности бронхиальной астмы у детей //Российский педиатрический журнал. — 2002. №6. - С.48-51.

56. Курбанов М.К. Геотермальные и гидроминеральные ресурсы Восточного Кавказа и Предкавказья. М.: Наука, МАИК «Наука/Интрепериодика».- 2001. - 260с.

57. Курбанов М.К. Концепция о коровой гидрогеотермосфере в свете идей Б.Л. Личкова о строении подземной гидрогеотермосферы //Роль подземной гидросферы в истории Земли: Тез. докл. Всесоюз.семинара памяти Б.Л. Личкова, -Л., 1989. -С. 120-121.

58. Курортология и физиотерапия: Руководство. Т.1. М.: Медицина, 1985.

59. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия. -1979.-480с.

60. Матвеева И.С., Суздалева О.С., Смирнов А.Н., Кузьменко Л.Г., Плетенева Т.В., Сыроешкин А.В. Микроэлементный состав и биологическая активность ряда минеральных вод. // Химия и технология воды. 2003 (в печати)

61. Матюшина Г.П., Тимофеева М.Ю., Краснюк И.И. Лечебно-косметические лосьоны как лекарственная форма // Фармация. 2002. - №6. — С.41.

62. Мелвин Хьюз Э.А. Физическая химия. М.:ИЛ, 1962. -1148с.

63. Методические указания по Классификации минеральных вод и лечебных грязей для целей их сертификации. Российским научный центр восстановительной медицины и курортологии Минздрава РФ. №2000/34. М., 2000.

64. Минеральная вода и способ ее приготовление: А.С. 2192765 РФ / Алексеенко В.К., Глянцев М.И., Гладкова Т.Н. №99124347/13; Заявл. 19.11.99; Опубл. 27.11.01. -МПК7. - 2с.

65. Михайлов И. В. Комплексная гомеопатия рациональная терапия. Практическое руководство. - М.: «Стар'КО». - 1997. - 226с.

66. Мицуке А. Методы концентрирования микроэлементов в неорганическом анализе. -М.: Химия. 1986.- 152с.

67. Перельман А. И. Геохимия природных вод. М.: Наука. - 1982. - 150с.

68. Петухов, Скальная М.Г, Вестник ОГУ

69. Пиннекер Е.В. Генезис подземных вод //Основы гидрогеологии. Гидрогеологическая деятельность и история воды в земных недрах. 1982. - С. 189232.

70. Плетенева Т.В. Прогнозирование экологической опасности неорганических соединений по их физико-химическим свойствам: Автореф. дис. . д-ра хим. наук.- М., 1993. 84 с.

71. Плетенева Т.В., Борисова Е.Я., Кискина Л.П., Суздалева О.С., Сыроешкин А.В. Перспективы применения топологических индексов в фармацевтической химии. // VIII Российский национальный конгресс "Человек и лекарство", Тезисы докладов.- М. -2001. С. 320.

72. Плетенева Т.В., Суздалева О.С., Сыроешкин А.В. Гомеопатические лекарственные средства неорганической природы: за и против //Фармация 2002. - №6. - С.35-39.

73. Предельно допустимые концентрации химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования: Гигиенические нормативы. ГН 2.1.5.689-98. М., Минздрав России. - 1998.

74. Протасова О.В., Максимова И.А., Клименко Л.Л., Гриценко Е.В., Комарова М.Н. Изменения содержания макро- и микроэлементов в органах животных, подверженных действию радиации //Известия Академии Наук, серия Биология. — 2002. №3. - С.271-276.

75. Романовский Ю.М. Молекулярная динамика ферментов. М.: изд-во МГУ, 2000. -169с.

76. Рудык Ю.В. Биологически активная добавка "Ширлайн" // Онкол.вестник. 2001. -№10. -С.32-33.

77. Руководство по контролю качества питьевой воды. В 2 т. /. Всемирная организация здравоохранения. Женева, 1994.

78. Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине.- М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век»: Мир.- 2004. 272с.

79. Скальный А.В. Микроэлементозы человека (диагностика и лечение). М.: Школа биотической медицины.- 1999. - 96 с.

80. Скальный А.В. Микроэлементы для вашего здоровья. М.: Издательский дом "Оникс 21 век". - 2003. - 238с.

81. Скальный А.В. Референтные значения концентраций химических элементов в волосах, полученных методом ИСП-АЭС (АНО Центр Биотической Медицины) // Микроэлементы в медицине. 2003. - Т.4. Вып.1. - С 65.

82. Серебряковский Е.П. Нагрузка населения г. Москвы мышьяком, кадмием, хромом, никелем и свинцом и ее связь с окружающей средой. // Микроэлементы в медицине. -2003. №4(3). - С.-13-19.

83. Серова Л.Д., Лямина О.И, Куприянова Т.А., Доронина Н.Н., Юрина Т.М.,•

84. Семенков В.Ф., Филатова М.Г. Действие минеральной воды «Donat» на уровни микроэлементов, липидного и оксидативного метаболизма у пациентов пожилого возраста. // Сб. материалов Медико-фармацевтического форума, М. 2003 - С.56.

85. Симеонова Н. К. Философский камень гомеопатии. Киев: София. - 1997. - 255с.

86. Слонская Т.К., Плетенева Т.В., Ершов Ю.А. Оценка биологической активности токсических агентов с помощью одноклеточных моделей// Бюл. эксп. биол. и мед. 1997.-Т. 123.-№5.-С. 519-526.

87. Спектроскопические методы исследования в физиологии и биохимии. Сб. научных трудов. Л.: Наука.- 1987.- 204 с.

88. Способ получения искусственно минерализованной воды: А.С. 2140274 РФ / ТОО «Минеральная продукция». Опубл. 27.10.99. - МПК 7.

89. Способ получения минеральной питьевой лечебно-столовой воды: А.С. 2156093 РФ / Колесник Н.И. Опубл. 20.09.00. - МПК7. - 1с.

90. Способ приготовления минеральной воды: А.С. 2165727 РФ / Александров А.С., Карафинка М.М., Карелин А.А., Терещенко А.Ю. №99117124/13; Заявл. 08.04.99; Опубл. 27.04.01. -МПК7. - 1с.

91. Способ приготовления минеральной лечебно-столовой воды: А.С. 2124854 РФ / ЗАО «Петроспирт». Опубл. 20.01.99. - МПК7. - 1с.

92. Способ приготовления минеральной лечебно-столовой воды: А.С. 2138185 РФ / Пронский А.А., Болтунов Н.А., Мамедов Э.И. Опубл. 27.09.99. - МПК7. - 1с.

93. Способ сохранения состава и свойств нестойких минеральных вод после их добычи: А.С. 2154485 РФ / Глазков В.Г. 0публ.20.08.00. - МПК7. - 1с.

94. Средство, повышающее общую неспецифическую резистентность организма млекопитающих и способ его применения: А.С. 2000128691 РФ / Полушина Н.Д., Васин В .А., Кожевников С.А. №2000128691/14; Заявл. 16.11.00; 0публ.27.08.02. -МПК7.

95. Суздалева О.С., Плетенева Т.В., Сыроешкин А.В. Микроэлементы и биологическая активность ряда минеральных вод. // Вестник ОГУ. Приложение «Биоэлементология».- 2004.- №4.-С.82-83.

96. Сусликов В.П. Геохимическая экология болезней: В 4 т. Т.2. Атомовиты. М.: Гелиос АРВ, 2000. - 672с.

97. Сусликов В.П. Геохимическая экология болезней: В 4 т. Т.З. Атомовитозы. М.: Гелиос АРВ, 2002. - 670с.

98. Сыроешкин А.В., Плетенева Т.В. Прогнозирование биологической активности химических соединений. Проблемы и перспективы// Научно-педаг. конференция "Медицинское образование в наступающем XXI веке", РУДН. 2000. - М. - С. 2830.

99. Сыроешкин А.В., Синюк Т.Ф., Лебедев И.М., и др. Изучение антагонизма в токсическом действии ионов меди и цинка в водных растворах // Метеорология и гидрология. 2000. - № 10. - С. 55-61.

100. Сыроешкин А.В., Суздалева О.С., Кискина Л.П., Долгополова В.А., Плетенева Т.В. Кинетическое описание взаимодействия клетки с низкомолекулярными лигандами. // Вестник РУДН. Серия «Медицина».- 2001. -№3.-С.25-32.

101. Тарасов Г.А. Влияние минерального состава питьевой воды на статус биоаминов бурой жировой ткани животных //Вестник ОГУ. Приложение «Биоэлементология».2004,- №4.-С.86-87.

102. Тираспольский И.В. Иерархия регулирующих систем и ее значение при назначении гомеопатической терапии //Гомеопатический вестник. М.: Ирма. -1997.-С. 10-17.

103. Уильяме Д. Металлы жизни. М.: Мир, 1975. 224с.

104. Филатов В. В. Драгоценные источники: об артезианских водах. //Изв. вузов. Горный журнал. 1995. -N5. - С.196-198.

105. Ходырев В.Н., Витилина М.М., Лобанова Г.М. Клинические испытания кальций-содержащих пищевых биодобавок при постменопаузальном остеопорозе //Вопросы питания. 2002. - №71(2). - С.33-37.

106. Adachi S, Takemoto К, Ohshima S, Shimizu Y, Takahama M. Metal concentrations in lung tissue of subjects suffering from lung cancer /Ant Arch Occup Environ Health. -1991. №63(3).-P.193-197.

107. Al-Saleh I.A., Al-Doush I. Sequential multielement analysis of Cd, Cr, Ni, and Pb in human tissues by inductively coupled plasma spectrometry //Bull Environ Contam Toxicol. 1996. - №57(4). - P.511-516.

108. Akita T, Hina Y, Nishi T. Effect of zinc deficiency on betacyanin production in a cell suspension culture of table beet (Beta vulgaris L.) //Biosci Biotechnol Biochem. 2001. -№65(4). - P.962-5.

109. Aleksandrov S.M., Senin V.G. Genesis and Products of Replacement of Tochiliniteand Valleriite in Sulfide-Bearing Borate Oresof Magnesian Skarn Deposits //Geochemistry International (Geokhimiya). 2001. - Vol. 39, Suppl. 2. - P. 181.

110. Andrasi E, Suhajda M, Saray I, Bezur L, Ernyei L, Reffy A. Concentration of elements in human brain: glioblastoma multiforme //Sci Total Environ. 1993. - №139- P.399-402.

111. Bal W, Kasprzak KS. Induction of oxidative DNA damage by carcinogenic metals //Toxicol Lett. 2002. - №28. ~ P.55-62.

112. Bala S., Kombrabail M.H., Prabhananda B.S. Effect of phloretin on ionophore mediated electroneutral transmembranetranslocations of H*, K+ and Na+ in phospholipid vesicles // Biochim. Biophys. Acta. 2001. - V. 1510. - №(1-2). - P. 258-69.

113. Barus V, Tenora F, Kracmar S, Dvoracek J. Contents of several inorganic substances in European eel infected and uninfected by Anguillicola crassus (Nematoda) //Dis Aquat Organ. 1999. - №30 37(2). - P. 135.

114. Beliakova TM, Guseinov AN, Ponarina MV. Ecologic aspects of the circulation of carcinogenic PAH and heavy metals in the geochemical landscapes of the Ural River basin //Eksp Onkol. 1988. - №10(6). - P.62-66.

115. Bersenyi A, Fekete S, Hullar I, Kadar I, Szilagyi M, Glavits R, Kulcsar M, Mezes M, Zoldag L. Study of the soil-plant (carrot)-animal cycle of nutritive and hazardous minerals in a rabbit model //Acta Vet Hung. 1999. - №47(2). - P. 181-90.

116. Bosi S, Da Ros T, Spalluto G, Prato M. Fullerene derivatives: an attractive tool for biological applications //Eur J Med Chem. 2003. - №38(11-12). - P.913-923.

117. Bykanova S.N., Kin'ko T.Y., Voloshina T.A., Syroeshkin A.V.Komissarova I.A. New drug MP-33 technology and composition choice // Supplement to the europian J of Pharmaceutecal sience 5-6 June. - Heksinki, 2003. — P.41

118. Charykova M.V. Calculation of Phase Equilibria in Water-Salt Systems Simulating the Natural Carbonate Brines //Geochemistry International (Geokhimiya). 2000. - Vol. 38, Suppl. 2. - P.206.

119. Coquery M., Azemard S.and de Mora S. Report on the world-wide intercomparison exercise for the determination of trace elements and methylmercury in estuarine sediment IAEA-405. IAEA/AL/127 (IAEA/MEL/70) //IAEA. -2000.

120. Coquery M., Wyse E., Azemard S. and de Mora S. The analytical performance study for ROPME sea area: determination of trace elements in sediment SD-ROPME-3/TM and fish homogenate MA-ROPME-2/TM //IAEA. 2001.

121. Dembowski T. Effect of table water from the Tadeusz springs in Krynica on serum iron levels in patients with iron metabolism disorders //Folia Med Cracov. 1972. - №14(2). -P.203-233.

122. Diaz Romero C., Henriquez Sanchec P., Lopez Blanco F., Rodriguez Rodriguez E., Serra Majem L. Concentrations of Na, K, Ca, and P in serum from a representative sample of the Canary Islands population //Nutr Hosp. 2002. - №17(4). - P.204-212.

123. Dobrowolski J.W., Smyk B. Environmental risk factors of cancer and their primary prevention //J Environ Pathol Toxicol Oncol. 1993. -№12(1). - P.55-57.

124. Drewitt PN, Butterworth KR, Springall CD, Moorhouse SR. Plasma levels of aluminium after tea ingestion in healthy volunteers //Food Chem Toxicol. 1993. - №31(1). - P.19-23.

125. Durlach J, Вага M, Guiet-Bara A, Collery P. Relationship between magnesium, cancer and carcinogenic or anticancer metals //Anticancer Res. 1986. - №6(6). - P.1353-1361.

126. Emanuel N.M. Kinetics and free-radical mechanisms of ageing and carcinogenesis// IARC Sci. Publ. -1985. V. 58. - P.127-150.

127. Ershov Yu.A., Pleteneva T.V. On a thermodynamic and kinetic methods of evaluation of the toxicity of arsenic compounds// Toxicol. Environ. Chem. 1983. - V. 7. - № 1. - P.41-46.

128. Fekete SG, Bersenyi A, Kadar I, Glavits R, Koncz J, Zoldag L. Study of soil-plant (potato and beetroot)-animal cycle of nutritive and hazardous minerals in a rabbit model //Acta Vet Hung. 2001. - №49(3). - P.301-10.

129. Galkin B.M., Frasca P., Feig S.A., Holderness K.E. Non-calcified breast particles: a possible new marker of breast cancer //Invest Radiol. 1982. № 17(2). - P. 119-128.

130. Granero S., Domingo J.L. Levels of metals in soils of Alcala de Henares, Spain: human health risks //Environ Int. 2002. - №28(3). - P. 159-164.

131. Guijar B.R, Mohan M. Potential health risks due to toxic contamination in the ambient environment of certain Indian states //Environ Monit Assess. 2003. - №82(2). - P.203-223.

132. Hakam O.K., Choukri A., Reyss J.L., Lferde M. Determination and comparison of uranium and radium isotopes activities and activity ratios in samples from some natural water sources in Morocco //J Environ Radioact. 2001. - №57(3). - P.175-189.

133. Hallfrisch J., Veillon C, Patterson K.Y., Hill A.D., Benn I., Holiday В., Burns R., Zhonnie S., Price F., Sorenson A. Bone-related mineral content of water samples collected on the Navajo reservation// Toxicology. 2000. - №21(149). - P.143-148.

134. Harrington MA, Gonzales F, Jones PA. Effect of cellular determination on oncogenic transformation by chemicals and oncogenes //Mol Cell Biol. 1988. - №8(10). - P. 43224327.

135. Harrison RM, Smith DJ, Kibble AJ. What is responsible for the carcinogenicity of PM2.5? //Occup Environ Med. 2004. - №61(10). - P.799-805.

136. Hirasawa M., Seto Т., Aya N. Morphological control of laser-synthesized silicon nanoparticles //J Nanosci Nanotechnol. 2001. - №1(4). - P.381-383.

137. Ikeda N., Takahashi N. Neutron activation analysis of the rare earth elements in Nasu hot springs // Radioisotopes. 1978.- №27(6). - P.300-305.

138. Ishihara N., Yoshida A., Koizumi M. Metal concentrations in human pancreatic juice //Arch Environ Health. 1987. -№42(6). - P.356-60.

139. Ivanov Iu.I., Shcherbinina A.V. Effect of Morshin mineral water from the No. 6 spring on various indicators of the kidney function and water-electrolyte metabolism //Vrach Delo. 1981. - №( 10). - P.49-51.

140. Jaremin В., Starnawska M., Glombiowski P., Winnicka A., Sen B. Concentration of microelements in blood and urine following intravenous chelation test in workers occupational^ exposed to lead //Int Marit Health. 1999. - №50(1-4). - P. 23-28.

141. Kobal I, К ristan J, Ancik M, Jerancic S, S kofljanec M. Radioactivity oft hermal a nd mineral springs in Slovenia //Health Phys. 1979. - №37(2). - P.239-242.

142. Kolarzyk E, Stepniewski M, Zapolska I. Occurrence of pulmonary diseases in steel mill workers //Int J Occup Med Environ Health. 2000. - №13(2). - P. 103-112.

143. Kollmeier H, Seemann JW, Muller KM, Rothe G, Wittig P, Schejbal VB. Increased chromium and nickel content in lung tissue and bronchial carcinoma //Am J Ind Med. — 1987.-№11(6).-P.659-669.

144. Kollmeier H, Seemann J.W., Rothe G., Muller K.M., Wittig P. Age, sex, and region adjusted concentrations of chromium and nickel in lung tissue //Br J Ind Med. 1990. -№47(10).-P.682-687.

145. Kollmeier H, Seemann J, Wittig P, Rothe G, Muller KM. Cadmium in human lung tissue //Int Arch Occup Environ Health. 1990. - №62(5). - P.373-377.

146. Kolpakova AF. Environmental pollution with heavy metals and their level in blood fractions among the population of the Taimyr autonomous district // Med Tr Prom Ekol. -1999. №11. -P.5-8.

147. Kostitsyn Yu.A. Sources of Rare Metals in Peraluminous Granites: A Review of Geochemical and Isotopic Data //Geochemistry International (Geokhimiya). 2001. - Vol. 39, Suppl. 1-P.43.

148. Kozlovskii A.G., Zhelifonova V.P., Vinokurova N.G., Ozerskaia S.M. Effect on microelements on biosynthes of secondary metabolites in the fungus Penicillium citrinum Thorn VKM F-1079 // Mikrobiologiia. 2000. - № 69(5). - P.642-646.

149. Krause M, Kwong K.K., Xiong J., Gragoudas E.S., Young L.H. MRI of blood volume and cellular uptake of superparamagnetic iron in an animal model of choroidal melanoma //Ophthalmic Res. 2002. - №34(4). - P.241-50.

150. Lazarenkov V.G., Talovina I.V. Concentrations of Platinum-Group Elements in Chromitites //Geochemistry International (Geokhimiya). 2001. - Vol. 39, Suppl. 2. -P. 194.

151. Lead-environmental aspects //Environmental Health Criteria.- 1989. World Health Organization. - P.85.

152. Leite ER, Carreno NL, Longo E, Valentini A, Probst LF. Synthesis of mesoporous silica with embedded nickel nanoparticles for catalyst applications //J Nanosci Nanotechnol. -2002.- №2(1). -P.89-94.

153. Lekhov A.V., Shvarov Yu.V., Shvarova O.Yu. Interpretation of the Results of a Field Experiment on Radionuclide Migration in Groundwater //Geochemistry International (Geokhimiya). 2002. - Vol. 40, Suppl. 1. - P.56.

154. Liu YT, Chen Z. A retrospective lung cancer mortality study of people exposed to insoluble arsenic and radon //Lung Cancer. 1996. - №14 (Suppl 1). - P. 137-148.

155. Liu ZX, Miao Q, Chen NY, Shi KX, Xu LZ, Cheng WF, Guo XD, Yu QX, Zhao YX. Pattern recognition on the trace element spectrum in gastric cancer and peptic ulcer //Zhonghua Zhong Liu Za Zhi. 1987. - №9(3). - P. 173-175.

156. Majewska U., Braziewicz J., Banas D., Kubala-Kukus A, Gozdz S., Pajek M., Smok J., Urbaniak A. An elemental correlation study in cancerous breast tissue by total reflection x-ray fluorescence //Biol Trace Elem Res. 1997. - №60(1-2). - P.91-100.

157. Malaiya A., Vyas S.P. Preparation and characterization of indomethacin magnetic nanoparticles //J Microencapsul. 1988. - №5(3). - P.243-253.

158. Malenchenko A.F. Role of ecological factors in the pathogenesis of thyroid cancer in regions of Byelarus exposed during the Chernobyl AES accident //Radiats Biol Radioecol.- 1997. №37(6). - P.882-889.

159. Marinov В., Tsachev K., Nikolov A., Kumanov F., Atanasova B. Multiple pregnancy and microelements: zinc (preliminary report) //Akush Ginekol (Sofiia). 1998. - №37(2).- P.7-8.

160. Mazzilli B, Camargo IM, Oliveira J, Nieri A, Sampa MH, Silva BL. Evaluation of dose due to ingestion of natural radionuclides of the uranium series in spring waters // Radiat Res. 1998. -№150(2). -P.250-252.

161. McCullough JS, Hodges GM, Dickson GR, Yarwood A, Carr KE. A morphological and microanalytical investigation into the uptake of particulate iron across the gastrointestinal tract of rats //J Submicrosc Cytol Pathol. 1995. - №27(1). - P.l 19-124.

162. Minor and trace elements in breast milk //Report of a Joint WHO/IAEA Collaborative Study. Geneva, World Health Organization. - 1989.

163. Mitra A, Chakraborty S, Auddy B, Tripathi P, Sen S, Saha AV, Mukheijee B. Evaluation of chemical constituents and free-radical scavenging activity of Swarnabhasma (gold ash), an ayurvedic drug// Ethnopharmacol. 2002,- V 80 (2-3). - P.147-153.

164. Na JB, Suh JS, Huh YM, Kim SJ, Kim SH, Cha SH, Lee SH. Pharmacokinetic modeling of phagocytic activity of the liver using superparamagnetic iron oxide nanoparticles in dynamic MR imaging //Yonsei Med J. 2003 - №30. - P.429-437.

165. Nemery B. Metal toxicity and the respiratory tract //Eur Respir J. 1990.- №3(2). -P.202-219.

166. Nenortiene P., Sapragoniene M., Stankevicius A., Matusevicius A.P., Daunoras G. Preparation, analysis and anti-anemic action of peroral powders with ferrous oxalate. Ferosol. 2 //Medicina (Kaunas). 2002. - №38(1). - P. 69-76.

167. Newhook R., Hirtle H., Byrne K., Meek M.E. Releases from copper smelters and refineries and zinc plants in Canada: human health exposure and risk characterization //Sci Total Environ. -2003. №301(1-3). - P.23-41.

168. Nikandrov V.V. Inorganic semiconductors as photosensitizers in biochemical redox reactions// Membr. Cell. Biol. 1998. - V. 12. - No. 5. - P. 755-769.

169. Окоп E., Pouliquen D., Okon P., Kovaleva Z.V., Stepanova T.P., Lavit S.G., Kudryavtsev B.N., Jallet P. Biodegradation of magnetite dextran nanoparticles in the rat. A histologic and biophysical study // Lab Invest. 1994. -№71(6). - P.895-903.

170. Osadchaia A.I., Kudriavtsev V.A., Safronova L.A. Effect of microelements on accumulation of biomass and exopolysaccharides in Bacillus subtilis strains //Mikrobiol Z. 2000. - №62(1). - P.20-29.

171. Pantarotto D, Tagmatarchis N, Bianco A, Prato M. Synthesis and biological properties of fullerene-containing amino acids and peptide //Mini Rev M ed Chem. 2004. - №4(7). C.:805-814.

172. Peira E, Marzola P, Podio V, Aime S, Sbarbati A, Gasco MR. In vitro and in vivo study of solid lipid nanoparticles loaded with superparamagnetic iron oxide //J Drug Target. -2003.-№11(1).-P.19-24.

173. Plaut M, Lichtenstein LM, Henney CS. Properties of a subpopulation of T cells bearing histamine receptors //J Clin Invest. 1975. - №55(4). - P. 856-874.

174. Pomeranz A, Dolfin T, Korzets Z, Eliakim A, Wolach B. Increased sodium concentrations in drinking water increase blood pressure in neonates // J Hypertens. -2002.- №20(2). P.203-207.

175. Pourahmad J, O'Brien PJ, Jokar F, Daraei B. Carcinogenic metal induced sites of reactive oxygen species formation in hepatocytes //Toxicol In Vitro. 2003. - №17 (5-6). -P.803-810.

176. Ramirez Ortega Antonio. Geoquimica de las aguas minero-medicinales de Galicia // An. Real acad. farm. 2001. - V 67. - №2. - P.343-385.

177. Raynal I, Prigent P, Peyramaure S, Najid A, Rebuzzi C, Corot C. Macrophage endocytosis of superparamagnetic iron oxide nanoparticles: mechanisms and comparison of ferumoxides and ferumoxtran-10 //Invest Radiol. 2004. - №39(1). - P.56-63.

178. Raithel HJ, Schaller KH, Kraus T, Lehnert G. Biomonitoring of nickel and chromium in human pulmonary t issue Hint Arch Occup Environ Health. 1 993. - №65(Suppl 1). -P. 197-200.

179. Regunathan AС erny E.A., V illarreal J., В hattacharyya M .H. Role of f os a nd s rc i n cadmium-induced decreases in bone mineral content in mice //Toxicol Appl Pharmacol.-2002.-№185 (l).-P.25-40.

180. Remy ML, Pellerin P. Natural radioactivity of 200 mineral water springs in France // Bull Inst Natl Sante Rech Med. 1968. - № 23(1). - P.23-61.

181. Rodilla V., Miles A.N., Jenner W., Hawksworth G.M. Exposure of cultured human proximal tubular cells to cadmium, mercury, zinc, and bismuth: toxicity and metallothionein induction// Chem. Biol. Interact. 1998. - V. 115. - P. 71-83.

182. Roser M, Fischer D, Kissel T. Surface-modified biodegradable albumin nano- and microspheres. II: effect of surface charges on in vitro phagocytosis and biodistribution in rats //Eur J Pharm Biopharm. 1998. - №46(3). - P.255-263.

183. Rusakov V.S., Kupin Yu.G., Badyukov D.D., Kozlov E.A. State of Fe Atoms in Minerals of the Saratov Chondrite Affected by Spherical Impact Waves //Geochemistry International (Geokhimiya). 2000. - Vol. 38, Suppl. 3. - P.383.

184. Ryzhenko B.N., Barsukov V.L. Various Rocks at Temperatures of 25800°C and Pressures of 1-5000 bar // Geochemistry International (Geokhimiya). 2000. - Vol.38, Suppl. 2.-P. 143.

185. Samecka-Cymerman A., Kempers A.J. Bioindication of heavy metals with aquatic macrophytes: the case of a stream polluted with power plant sewages in Poland //J Toxicol Environ Health A. 2001. - №62(1). - P.57-67.

186. Sharma DC, Budania R, Shah M, Jain P, Gaur BL. Hypolipidemic activity of silver preparations in chicks, Gallus serregineus //Indian J Exp Biol. 2004. - №42(5). - P.504-507.

187. Smith Jr, Cetal J. Evaluation of published data pertaining to mineral composition of human tissue //Federation proceeding. 1981. - №40. - P.2120-2125.

188. Smith A, Chaieb S, al Aql A, Alsalhi M, Nayfeh MH. Observation of assembly of fluorescent Si nanoparticles under the influence of electric current //J Nanosci Nanotechnol. 2002. - №2(5). - P.471-473.

189. Sokolova N.T., Ivanitskii O.M. Distribution of Sn, W, and Mo in the Aue and Eibenstock Granitic Massifs, Erzgebirge, Germany //Geochemistry International (Geokhimiya). 2001. - Vol. 39, Suppl. 2. - P.219.

190. Stern RM. Cancer incidence among welders: possible effects of exposure to extremely low frequency electromagnetic radiation (ELF) and to welding fumes //Environ Health Perspect. 1987. - №76. - P.221-229.

191. Stern RM. Indicators of matrix dependent variation in effective dose for chromium and nickel aerosol exposures //Sci Total Environ. 1988. - №71(3). - P.301-307.

192. Stern RM. Process-dependent risk of delayed health effects for welders //Environ Health Perspect. 1981. - №41. - P.235-253.

193. Sunderman FW. Nasal t oxicity, с arcinogenicity, and olfactory uptake of metals //Ann Clin Lab Sci. 2001. - №31(1). - P.3-24.

194. Swierenga S.H., Gilman J.P., McLean J.R. Cancer risk from inorganics //Cancer Metastasis Rev. 1987. - №6(2). - P. 113-154.

195. Syroeshkin A.V., Bakeeva L.E., Cherepanov D.A. Contraction transitions of FrF0 ATPase during catalytic turnover//Biochim. Biophys. Acta. 1998. - V.1495909. - P.59-71.

196. Tang Q, Yang R, Han Y. Effect of gandou decoction on copper metabolism of skin fibroblast of hepatolenticular degeneration model //Zhongguo Zhong Xi Yi Jie He Za Zhi. -2000.-№20(1).-P.37-39.

197. Tagmatarchis N, Shinohara H. Fullerenes in medicinal chemistry and their biological applications //Mini Rev Med Chem. 2001. - №1(4). - P.339-348.

198. Titarenko PN, Esipenko BE, Kostromina AP. Sodium and potassium metabolism in dogs and albino rats during prolonged intake of mineral water from Spring No. 4 of Morshin health resort //Fiziol Zh. 1982.- №28(3). - P.340-347.

199. Trace-elements in human nutrition and health //Report of a WHO Expert Committee. -1973. WHO Technical Report Series. -№ 532.

200. Umeda M, Nishimura M. Inducibility of chromosomal aberrations by metal compounds in cultured mammalian cells //Mutat Res. 1979. -№67(3). - P.221-229.

201. Utsunomiya S, Jensen K.A., Keeler G.J., Ewing R.C. Direct identification of trace metals in fine and ultrafine particles in the Detroit urban atmosphere //Environ Sci Technol. 2004. - №38(8). - P.2289-97.

202. Venugopal В., Luckey T.D. Metal Toxity in mammals — 2, Chemical Toxity of Metals and Metalloids. York and London: Plenum press. -1978. - 409 p.

203. Versiek J, Cornelis R. Normal levels of trace elements in human blood plasma and serum //Analytica chimica acta. 1980. - №116. - P.217-254.

204. Wasowicz W, Gromadzinska J, Szram K, Rydzynski K, Cieslak J, Pietrzak Z. Selenium, zinc, and copper concentrations in the blood and milk of lactating women //Biol Trace Elem Res. 2001. - №79(3). - P. 221-233.

205. Wedrychowski A, Schmidt WN, Hnilica LS. DNA-protein crosslinking by heavy metals in Novikoff hepatoma //Arch Biochem Biophys. 1986. - №251(2). - P.397-402.

206. Wen CG, Pang GY, Huang SQ. Significance of the serum level of Cu, Zn, Mn, Cr and Ni in acute leukemia //Zhonghua Nei Ke Za Zhi. 1989. - №28(12). - P.734-736, 768769.

207. Woodson SA, Muller JG, Burrows CJ, Rokita SE. A primer extension assay for modification of guanine by Ni(II) complexes //Nucleic Acids Res. 1993. - №21(23). -P.5524-5525.

208. Wyse E., Azemard S., de Mora S. Report on the world-wide intercomparison exercise IAEA-433 for the determination of trace elements and methylmercury in marine sediment, IAEA/AL/147 // Report IAEA/MEL/75. 2004. - IAEA.

209. Wyse E., Azemard S., de Mora S. World-wide intercomparison exercise for the determination of trace elements and methylmercury in fish homogenate IAEA-407. //Report IAEA/AL/144 (IAEA/MEL/72). 2003. - IAEA.

210. Xiao KQ, Henderson WJ. Electron microscopy microanalysis and quantitative detection of trace elements in carcinoma of the colon //Zhonghua Bing Li Xue Za Zhi. 1992. -№21(3). - P.142-145.

211. Yamada H, Ogawa H. Essential trace element and skin diseases //Nippon Rinsho. -1996.-№54(1).-P.99-105.

212. Yamakoshi Y, Sueyoshi S, Miyata N. Biological activity of photoexcited fullerene //Mini Rev Med Chem. 1999. - №117. - P.50-60.