«БИОМЕДИЦИНСКИЕ СВОЙСТВА ГУМУСОВЫХ КИСЛОТ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, КАК СРЕДСТВА НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЙ ПРОФИЛАКТИКИ И ЧАСТИ КОМПЛЕКСНОЙ ТЕРАПИИ РАЗЛИЧНЫХ ПАТОЛОГИЙ»

Конференция «Концепции современного образования» — (30.07.2020)

УДК: 615.035.4

 

• • Публикация в РИНЦ
• • Место проведения: Казань
• • Дата проведения: 30.07.2020

 

Аннотация:

В статье описаны основные биохимические и фармакологические эффекты влияния гумусовых кислот на организм человека, доказанные в ходе исследований, также рассмотрены перспективы и возможности использования этого класса соединений в качестве средства неспецифической профилактики и\или в качестве части комплексной терапии различных заболеваний.

Ключевые слова: гумусовые вещества, гуминовые кислоты, гиматомелановые кислоты, фульвовые кислоты, детоксикация, усиление иммунного ответа, противовирусные средства, энтеросорбенты, противовоспалительные средства, усиление тканевой регенерации.

 

Техногенная среда мегаполисов с неблагоприятными экологическими характеристиками воздуха, почв и водных ресурсов в последние годы все увереннее выдвигается на лидирующие позиции среди причин заболеваемости хроническими патологиями. Избежать влияния данных факторов в условиях лавинообразно растущей урбанизации общества практически невозможно. Отсюда возникает неуклонно увеличивающийся процент лиц, имеющих хронические системные и аллергические патологии, предрасположенность к которым все чаще приобретает наследуемый характер. Более того, растет и количество случаев коморбидности заболеваний, когда человек имеет сразу несколько связанных нозологий, нередко потенцирующих симптоматику и негативные последствия друг друга.

 

Пока наиболее распространенным подходом в подобных случаях служит подбор лечебных мер для каждой из патологий и комплексная их терапия. Разумеется, это значительно увеличивает фармакологическую нагрузку на организм пациента. И уже само по себе такое лечение может становиться причиной развития аллергических реакций, системных осложнений и побочных эффектов, связанных со срывом компенсаторных возможностей организма – в первую очередь, по своевременному и полноценному метаболизму большого количества фармакологических препаратов.

 

Одним из путей для разрушения этого патологического замкнутого цикла видится поиск и использование альтернативных традиционным лекарствам веществ, которые, тем не менее, обладают схожим терапевтическим действием на организм человека. И пусть их фармакологические свойства будут не настолько выражены, но весомым преимуществом здесь станет практически полное отсутствие токсичности и побочных эффектов. Конечно, в купировании острых состояний традиционные препараты все равно будут сохранять безусловный приоритет. Но вот при ведении хронических больных вопрос поиска альтернативных лечебных средств сегодня стоит как никогда остро. В качестве одного из вариантов таких средств отечественные и зарубежные исследователи рассматривают гумусовые кислоты.

 

Гумусовые кислоты – это группа высокомолекулярных оксикислот, имеющих в своем химическом составе азот и бензоидное ядро [2]. Согласно современных научным исследованиям, гумусовые кислоты представляют собой гетерополимерные соединения супрамолекулярной структуры, которые состоят из веществ, появляющихся в результате разложения тканей растений и/или животных [24]. Еще академик Вернадский утверждал, что гумусовые кислоты – это самая естественная и термодинамически устойчивая форма сохранения органических соединений в биосфере [4].

 

Гумусовые вещества – конечный продукт спонтанно протекающих полимеризационных процессов, и в силу этого они могут различаться по химическому составу и строению. По причине высокого многообразия таких гетерополимеров их принято делить на три класса согласно растворимости в тех или иных средах, от которой зависит и способ их выделения в изолированные фракции:

1. Гуминовые кислоты, которые растворяются в щелочах и не растворяются в минеральных кислотах.
2. Гиматомелановые кислоты, которые растворяются в этиловом спирте.
3. Фульвовые кислоты, обладающие самым широким спектром растворимости: щелочи, минеральные кислоты и даже обычная вода [3].

 

Несмотря на то, что гумусовые вещества неоднородны по своему химическому строению, современные физико-химические исследования подтверждают их самостоятельность, как отдельной группы природных органических соединений гетерогенной природы [5]. Сегодня многие специалисты рассматривают гумусовые кислоты, как вещества, состоящие из комплекса сходных структурных единиц. А биологически значимые эффекты каждого из этих полимеров во многом определяются его третичной и четверичной структурой [10]. Таким образом, имея очень сложный химизм и пространственную организацию гумусовые соединения характеризуются общим принципом молекулярного строения и сходными свойствами [6, 7, 8, 9].

 

На сегодняшний день для гумусовых кислот исследованиями было подтверждено уже несколько эффектов, которые могут быть использованы в профилактике и лечении различных заболеваний:

 

1. Противовирусная активность. Способность гумусовых веществ блокировать мембранную адгезию вирионов и их проникновение в клетку была экспериментально подтверждена как минимум для вирусов простого герпеса 1-го и 2-го типа [HSV-1, HSV-2] [11]. Кроме того, ряд авторов сообщают о схожем действии этих соединений в отношении и других самых различных ДНК- и РНК-вирусов, таких как цитомегаловирус, вирус гриппа типов А и В, вирус Коксаки, вирус иммунодефицита человека, вирус геморрагической лихорадки, а также коронавирус атипичной пневмонии, который по уточненной номенклатуре получил называние SARS-CoV-1 [21, 22]. Последний из перечисленных вирусов – прямой родственник SARS-CoV-2, вызвавшего пандемию тяжелого респираторного синдрома COVID-2019. А значит, с высокой долей вероятности можно предполагать, что гумусовые соединения продемонстрируют эффективность и против актуального варианта коронавируса.

 

2. Детоксикационная функция. Она обусловлена, прежде всего, тем, что гумусовые кислоты формируют прочные ассоциации с ионами металлов. Более того, они обладают повышенным химическим сродством, в первую очередь, именно к тяжелым элементам. Со свинцом, барием, цезием, ртутью или стронцием гумусовые вещества связываются намного активнее, чем с кальцием или натрием. В результате образуются тяжелые, прочные и при этом биологически интактные комплексы, которые в неизмененном виде выводятся из организма либо через кишечник, либо через почки. Также следует отметить, что гумусовые соединения обладают примечательно высокой сорбционной емкостью по отношению к ионам загрязняющих элементов: всего 1 их грамм сорбирует 30 мг цезия, 18 мг стронция, 60–150 мг свинца, 80 мг хрома, 300 мг ртути, 300–600 мг золота или 85–100 мг палладия [1]. Помимо этого, нужно учитывать, что многие из вышеперечисленных элементов не только сами по себе токсичны для организма, но в изотопной форме еще и зачастую представляют собой радиоактивные остатки распада урана и трансурановых элементов, то есть, являются долгоживущими радионуклидами. Гумусовые кислоты связывают и выводят эти изотопы наряду с тяжелыми металлами и металлоидами, не обладающими радиоактивностью.

 

3. Сорбционная функция. Примечательно, что эта функция реализуется как в условиях кишечника, так и при всасывании гумусовых веществ из него в кровь. Так, в эксперименте животным вводили субкритические дозы повреждающего агента (стрихнина, фенилгидразина, четыреххлористого углерода, серотонина). И при предварительном использовании на протяжении 10 суток перед применением этих токсинов относительно небольших количеств гумусовых соединений выживаемость увеличивалась на 30-70 % по сравнению с контрольной группой. Это дает основания предполагать высокую активность гумусовых кислот при использовании их в качестве энтеросорбентов, как при пищевых отравлениях, так и при парентеральных интоксикациях [13].

 

4. Усиление иммунного ответа. Иммунотропному действию гумусовых веществ посвящено, пожалуй, наибольшее количество исследований. Так, была продемонстрирована их способность стимулировать активность Т-лимфоцитов как хелперной, так и супрессорной субпопуляции. Кроме того, подтвержден факт положительного влияния гумусовых соединений на регуляторный механизм иммунного гомеостаза посредством нейрогуморальных перестроек в системах «гипоталамус – гипофиз – кортикальный слой надпочечников», «кортикальный слой надпочечников – вилочковая железа – селезенка – лимфоузлы» [16, 17]. В ряде работ также было изучено влияние гумусовых кислот на неспецифическую иммунологическую реактивность. Показано, что они повышают общую резистентность организма за счет увеличения уровня адренергического обеспечения органов иммунной системы – через усиление синтеза биогенных аминов (гистамина, катехоламинов) [4]. Также, по мнению ряда исследователей, возможности гумусовых веществ по увеличению неспецифической резистентности связаны, прежде всего, с активацией лизоцим-ассоциированных ферментных каскадов, а также функции нейтрофильного фагоцитоза [18].

 

5. Усиление тканевой регенерации. Гумусовые соединения ускоряют процессы клеточного деления путем активации синтеза дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновой кислот, а также внутриклеточной сборки протеинов. Реализуется этот механизм преимущественно через ферментную стимуляцию белкового и нуклеинового метаболизма. Результатом становится ускоренное появление новых клеток, а следовательно, на макроуровне – восстановление различных тканевых дефектов в виде ран, изъязвлений и т.д. [19].

 

6. Противовоспалительные свойства. Многие отечественные исследователи сообщают о том, что гумусовые кислоты способны угнетать воспалительные реакции, протекающие с участием гистамина, серотонина, брадикинина и простагландина. Следовательно, на этом основании можно предполагать их определенное противоаллергическое действие. Кроме того, гумусовые вещества статистически достоверно ингибируют экссудативную и пролиферативную фазы воспаления. Причем интенсивность этого подавления была сопоставима с эффективностью традиционных фармакологических препаратов нестероидного противовоспалительного ряда [20]. Также некоторые исследователи объясняют противовоспалительное действие гумусовых соединений их способностью обратимо блокировать избыточный синтез интерлейкина-1β, а также замедлять интенсивность выхода нейтрофильных гранулоцитов из костномозгового депо в кровь и уменьшать потребление кислорода фагоцитами с подавлением генерации кислородных радикалов, что в конечном итоге и становится причиной снижения выраженности воспалительных реакций [25].

 

7. Косметические эффекты. Наконец, следует отметить положительное действие гумусовых кислот и при наружном применении. На настоящий момент они широко используются в косметологии для ванн и обертываний, входят в состав лечебных масок, кремов, шампуней и мыла. Здесь, в первую очередь, важны противовоспалительные и регенеративные свойства этих соединений [26].

 

Весомым преимуществом гумусовых веществ является то, что они практически никогда не вызывают острую или хроническую интоксикацию организма [15]. Кроме того, продемонстрировано, что они не обладают также тератогенными, эмбриотоксическими и канцерогенными свойствами [23].

 

Уже сегодня некоторые медицинские препараты, созданные на основе гумусовых кислот и зарегистрированные в Российской Федерации, рекомендованы к практическому применению при хронических и подострых радикулитах, плекситах, невралгиях различного генеза, ревматоидном артрите, инфекционных полиартритах, артрозах, хронических заболеваниях среднего уха и придаточных пазух носа, хронических фарингитах, ринитах и других патологиях [14].

 

В то же время в качестве профилактики различных заболеваний гумусовые соединения рекомендовано принимать не в форме фармакологических препаратов, а в форме продуктов здорового питания. Например, таким продуктом является T8 Stone – напиток на основе комплекса FulXP, который включает в себя все три фракции: гуминовые, гиматомелановые и фульвовые кислоты. Изготовлением T8 Stone занимается компания VILAVI INT LTD, которая в 2020 году получила патент Государственного реестра изобретений Российской Федерации на собственную разработку – препарат FulXP.

 

Помимо полного спектра гумусовых кислот, в состав этого продукта входит азотно-кислое серебро, обладающее выраженными антибактериальными свойствами, а также богатый микроэлементный комплекс, включающий фосфор, калий, натрий, кальций, магний, железо, марганец, цинк и медь. Способность гумусовых веществ формировать с этими элементами хелатные соединения увеличивает их поступление в клетку из межклеточного пространства. То есть, мембранотропность гумусовых кислот в данном продукте позволяет им выполнять транспортную функцию в отношении микроэлементов.

 

 

Список использованной научной литературы:

 

1. Холин Ю. В. Гумусовые кислоты, как главные природные комплексообразующие вещества.// Научно-популярный журнал Universitates, 2001, №4.

2. ГОСТ 27593-88[2005]. ПОЧВЫ. Термины и определения. // УДК 001.4:502.3:631.6.02:004.354

3. Попов А. И. Гуминовые вещества: свойства, строение, образование. // СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004.— 248 с. ISBN 5-288-03516-4

4. Вернадский В. И. Биогеохимические очерки. // 1922-1932. Ленинград, 1940.

5. Александрова Л. Н. Процессы гумусообразования в почве. Гумусовые вещества почвы [их образование, состав, свойства и значение в почвообразовании и плодородии] // 1970, Записки Ленинградского сельскохозяйственного института. Вып. 9. Ленинград. Т. 142.

6. Гришина Л. А., Копцик Г. Н., Макаров М. И. Трансформация органического вещества почв. // Москва, 1990.

7. Кононова М. М. Органическое вещество почвы, его природа, свойства и методы изучения. // Москва, 1963.

8. Орлов Д. С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. // Москва, 1990.

9. Beyer L. The chemical composition of soil organic matter in classical humic compound fractions and in bulk samples a review// Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 1996. Bd. 159.

10. Cook R. L., Langford C. H. A Biogeopolymeric View of Humic Substances with Application to Paramagnetic Metal Effects on 13C NMR // Understanding Humic Substances. Advanced Methods, Properties and Applications, Cambridge, 1999.

11. Klöcking R., Helbig B., Schötz. G., Wutzler P. A Comparative Study of the Antiviral Activity of Low-Molecular Phenolic Compounds and their Polymeric Humic Acid-Like Oxidation Products // The Role of Humic Substances in the Ecosystems and in Environmental Protection: Proc. 8th Meeting IHSS, Wroclaw, Poland, 1997.

12. Lobartini J. C., Orioli G. A. Absorption of iron Fe-humate in nutrient solutions by plants // Plant and Soil. 1988. Vol. 106. N 62.

13. Лотош Т. Д. Экспериментальные основы и перспективы применения препаратов гуминовых кислот торфа в медицине и сельскохозяйственном производстве // Биологические науки: научные доклады высшей школы. № 10 [334]. 1991.

14. Машковский М. Д. Лекарственные средства [пособие для врачей]. В 2 ч. Ч. 1. // Москва, 1967.

15. Парфенов В. В., Салмина З. А. Продукт окислительно-щелочной деструкции органических отходов биогенного происхождения. Токсиколого-гигиеническая характеристика // Медицина труда и промышленная экология, 1994. № 3.

16. Бузлама А.В., Чернов Ю.Н. // Экспериментальная и клиническая фармакология – 2010. – Т. 73, № 9. – С. 43–48.

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

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

19. Исматова Р.Р., Дмитрук С.Е. // Современные наукоемкие технологии. – 2007. – № 3. – С. 28–30.

20. Зиганшин А.У., Мусина Л.Т. // Казанский медицинский журнал. – 2007. – Т. 88, № 5. – С. 493–495.

21. Beer A.M., Lukanov J., Sagorchev P. // Peatlands Internat. – 2003. – Vol.1. – P.25–29.

22. Klöcking R. // Antiviral Chemistry & Chemotherapy. – 2002. – Vol.13. – Р.241–249.

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

24. Пуцыкин Ю.Г. Гуминовые кислоты как особый тип органоминеральных полимеров //XVII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. – Казань, 2003. – Т. 3. – С. 349.

25. Кузнецов Р.А., Перетятко Л.П. // Вестник новых медицинских технологий. – 2007. – Т. ХIV, № 3. – С. 20.

26. Котова Т.В., Чандра-Д`Мелло Р., Гречканев Г.О. // Медицинский альманах. – 2013. – № 6. – С. 75–78.

 

 

BIOMEDICAL PROPERTIES OF HUMIC ACIDS AND THE PERSPECTIVES OF THEIR USE AS MEANS OF NON-SPECIFIC PREVENTION AND PART OF INTEGRATED THERAPY OF VARIOUS PATHOLOGIES

 

 

Mikhailova E.A., Lokoshko D.V., Bolshakova E.M.

SE “Institute of Children and Adolescents Health Care” of the Ukrainian National Academy of Medical Sciences, Kharkiv, Ukraine.

SSE “Institute of Management Problems” of the Ukrainian National Academy of Sciences, Kharkiv, Ukraine.

Novosibirsk State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Novosibirsk, Russia.

sigurd404@gmail.com

 

 

Abstract: the article describes the main biochemical and pharmacological effects of humic acids on the human body, proven during research, also discusses the prospects and possibilities of using this class of compounds as a means of non-specific prophylaxis and / or as part of complex therapy of various diseases.

Key words: humic substances, humic acids, hematomelanic acids, fulvic acids, detoxification, enhanced immune response, antiviral agents, enterosorbents, anti-inflammatory drugs, enhanced tissue regeneration.