1.4. Изменения физико-химического состава и медико-биологи- ческих свойств водного раствора после его электроактивации. Механизм биологического действия.
Представляется рациональным в дальнейшем тексте использовать сле- дующую терминологию: ЭВР-А - элетроактивированный водный раствор анолита. Получают в анодной зоне биоэлектроактиватора, имеет параметры рН от 7 ед. до 1 ед.; параметры ОВП от 0 до плюс 1260 мВ. В медицинской практике и са- нитарии используются следующие свойства ЭВР-А: антимикробная актив- ность, противовоспалительные, антиаллергические, антибактериальные, фунгицидные свойства, свойства ингибитора биологических процессов. В медицине ЭВР-А в основном используется для наружного применения. ЭВР-К - электроактивированный водный раствор католита. Получают в катодной зоне биоэлектроактиватора, имеет параметры рН от 7 ед до 14 ед.; параметры ОВП от 0 до минус 960 мВ. В медицинской практике ис- пользуются для наружного применения. Обладает следующими свойствами: стимулятора биологических процессов, стимулятора репаративной и физиологической регенерации, стимулятора местных иммунных процес- сов. ЭИВР-К - электроионизированный водный раствор католита. Получают в катодной зоне биоэлектроактиватора, имеет параметры рН от 7 ед до 10,5 ед; параметры ОВП от 0 до -400 мВ. В медицинской практике исполь- зуется для внутреннего применения. Обладает следующими свойствами: им- мунокоррегирующими, детоксицирующими, свойствами стимулятора процессов окислительного фосфорилирования и тканевого дыхания, стимулятора репа- ративной и физиологической регенерации. Электрохимические реакции протекающие в анодной зоне
На аноде протекает реакция окисления воды с выделением кислорода: 2Н2О - 4е --- 4Н+ + О2 В зависимости от микроусловий на поверхности анода протекают так- же реакции: 2Н2О - 2е --- Н2О2 + 2Н+ 2Н2О2 - 3е --- НО2 + 3Н+ Н2О2 - е --- НО2 + Н+ Самопроизвольный распад пероксида водорода в маломинерализованных анолите и католите включает следующие стадии: Н2О2 + ОН- --- НО2- + Н2О ОН- + НО2- --- О22- + Н2О О22- + Н2О2 --- О2- + ОН- + ОН ОН + Н2О2 --- Н2О Ионы гидроксида, образующиеся при частичной диссоциации воды окисляются на аноде до нейтральной частицы - свободного радикала ОН : ОН- - е --- ОН В результате возникает цепь реакций рекомбинации радикалов: ОН + ОН --- Н2О2 Н2О2 + ОН --- НО2 + Н2О НО2 + Н --- Н2О2 ОН + ОН --- Н2О + О О + О --- О2 НО2 --- Н+ + О2- Н2О2 + НО2 --- Н2О + О3 + Н Продукты этих реакций, обладающие высокой реакционной способ- ностью, могут длительное время (десятки минут, дней) сохранять в ано- лите, имеющем низкие значения рН (2-4) и высокий окислительно-восста- новительный потенциал (800-1260 мВ).[3] На поверхности анода наряду с окислением воды в хлоридных раство- рах происходит выделение газообразного хлора: 2Cl- - 2е --- Сl2 Хлор частично растворяется в воде с образованием хлорноватистой и соляной кислот: Cl2 + 2Н2О - 2е --- 2НСlО + 2Н+ Cl2 + 4ОН- - 2е --- 2СlО- + 2Н2О Cl2 + Н2О --- НСlО + НСl НСlО --- СlО- + Н+ Реакции протекают по разному в зависимости от рН, температуры и места взаимодействия реагентов: на поверхности электрода или в объеме анолита. Хлорид-ионы, окисляясь на аноде, также превращаются в кислородсо- держащие соединения хлора: Сl- + Н2О - 2е --- НClO + Н+ Сl- + 2ОН - 2е --- СlО- + Н2О В зависимости от микроусловий на поверхности анода протекают ре- акции: HCl + H2О - 2е --- НСlО2 + 2Н+ Cl2 + 4Н2О - 6е --- 2НСlО2 + 6Н+ Cl- + 2Н2О - 4е --- НСlО2 + 3Н+ СlO- + 2ОН- - 2е --- СlО2- + Н2О Сl- + 4ОН- - 4е --- СlО2- + 2Н2О НСlО2 + Н2О - 2е --- СlО2- + 3Н+ СlО2- + 2ОН - 2е --- СlО3- + Н2О НClO2 - е --- СlО2 + Н+ Сl- + 3Н2О - 6е --- СlО3- + 6Н+ СlО2 + 6Н2О - 10е --- 2СlО3- + 12Н+ Cl- + 6ОН- - 6е --- СlО3- + 3Н2О Сl- + 2Н2О - 5е --- СlO2 + 4Н+ Cl- + 4ОН- - 5е --- СlO20 + 2Н2О ClО3- + Н2О - 2е --- СlО4 + 2Н+ ClO3- + 2ОН- - 2е --- СlО4 + Н2О Cl2 + 8Н2О - 14е --- 2СlО4 + 16Н+ Cl- + 4Н2О - 8е --- ClO4 + 8Н+ Cl- + 8ОН- - 8е --- СlО4 + 4Н2О В анолитах такого типа (хлоридных) наибольшей биоцидностью обла- дают активные свободные радикалы ClO , Сl , OH , источником которых может быть как HClO, так и ClO-, причем наиболее высокая окислительная способность анолита в реакциях на границе раздела фаз ( s ), например у оболочки бактериальной клетки ( s RH2 ), проявляется в случаях, когда присутствуют обе формы: s HClO + ClO- --- ClO + Cl + OH Распад промежуточного активированного комплекса ClO...s.. HClO сопровождается образованием О-, Н+ и Сl- на поверхности биополимера RH2, что приводит к ее окислению. Активные радикалы ClO участвуют в реакциях образования автомарного кислорода и ОН : ClO + ClO + OH- --- Cl- + 2O + OH Дальнейшее развитие цепи происходит с участием образующегося ато- марного хлора: ОН + Cl- --- Cl + OH- Cвободные радикалы и атомарный кислород взаимодействуют с вещест- вами биополимеров, окисляя их: RH2 + OH --- RH + H2O RH2 + Cl --- RH + HCl RH2 + O --- RH + OH Cоотношение кислорода и хлората, образующихся по приведенным выше уравнениям, постоянно: примерно 50% гипохлорита идет на образование ClO3 , причем в области рН = 7,0-7,4, наблюдается максимум образования О2 и ClO3. Этой области значения рН соответствует примерно одинаковое содержание НСlO и ClО- Разложению активного хлора с образованием кислорода, как это сле- дует из термодинамических расчетов , энергетически более выгодный про- цесс, нежели реакции с образованием хлоратов. При совместном присутс- твии HClO и ClO- разложение их с образованием атомарного кислорода способствует росту энтропийного фактора и уменьшению энергии Гиббса. Скорость кислородного разложения активного хлора увеличивается с повышением температуры в присутствии легкоокисляемых органических ве- ществ и катализаторов. Разложение активного хлора в присутствии легко- окисляемых соединений сопровождается интенсивным их окислением, при этом образование не обладающих окислительной способностью хлоратов полностью подавляется. Если же в растворе находятся трудноокисляемые органические примеси, то скорость кислородного разложения активного хлора увеличивается незначительно и наблюдается образование хлоратов. Гипотезы механизма действия анолита на микробную клетку ( свойства "активного" кислорода ) С точки зрения действия "активного" кислорода становится понятным высокий бактерицидный эффект действия анолита и его аналогов на мик- робную клетку. Мы считаем, что правильнее всего рассматривать бактери- цидное действие анолита на микробную клетку с нескольких точек зрения. При этом не следует упускать из вида, что для антисептического дейс- твия используется ЭВР-А с максимальными параметрами рН и ОВП. Общеизвестно парализующее влияние кислорода на обмен веществ клетки. В данном случае, анолит выступает в качестве акцептора актив- ных форм кислорода. При непосредственном соприкосновении анолита с микробной клеткой "активный" лишний кислород не может весь употреб- ляться в энергетических и пластических целях, так как возможности фер- ментов биологического окисления не беспредельны. Растворенный в водной или липидной фазе структурных образований в клетке, он осуществляет биохимическую диверсию. Как химический окислитель "активный" кислород нарушает работу окислительно-восстановительных ферментов. Окисляя каталитические груп- пы в активном центре, он мешает участию их в отрыве водорода от субс- трата и передаче протонов и электронов на дыхательную цепь. Широко распространено мнение, что к кислороду наиболее чувстви- тельны сульфогидрильные группы белков и небелковых соединений. Окисляя сульфогидрильные группы в дисульфидные, кислород подавляет функции всех ферментных белков и коферментов, тем самым резко угнетая тканевое дыхание микробной клетки. Еще один из возможных путей уничтожения активными формами кисло- рода микробной клетки - это механизм образования в клетках свободных радикалов. "Активный" кислород вызывает избыточное образование переки- сей липидов, которые блокируют функциональные сульфогидрильные группы Na+ и К+, "портят" липидный каркас мембраны, где находится фермент, снижают поставку АТФ к ферментам. Известно, что воздействие кислорода непосредственно на клетку, вызывает в ней потерю ионов К+ и накопление Na+ и Са++. При изучении действия гипохлорита на проницаемость клеточных стенок граммположи- тельной и граммотрицательной флоры была выявлена утечка ионов К+.(Э.А.Петросян, В.А.Петросян "Влияние гипохлорида натрия на проница- емость микробной стенки". Дагомыс,1991г. с.200) Таким образом, бактерицидный механизм действия анолита и его ана- логов можно объяснить преимущественным действием "активного" кислорода (не исключая впрочем бактерицидного действия "активного" хлора). Патофизиологическое действие ЭВР-А на биохимическом и клеточном уровне живого организма ЭВР-А представляет собой водную среду с аномально усиленными электроакцепторными свойствами. В медицинской литературе имеются многочисленные данные о характе- ре действия биоокислителей, в частности свободных радикалов на процес- сы перекисного окисления липидов, дыхания и окислительного фосфорили- рования. Усиление процессов свободно-радикального окисления на ткане- вом уровне сопровождается накоплением липоперекисей или продуктов пе- рекисного окисления липидов в клеточных мембранах, органоидах, в част- ности в митохондриях, что приводит к увеличению утилизации кислорода и разобщению окислительного фосфорилирования. Липоперекиси обладают высокой цитоплазматической токсичностью, денатурируют ферментные белки, вызывают полимеризацию ферментов, ока- зывают разрушительное действие на ферменты гликолиза, трикарбонового цикла, АТФ, что приводит к резкому угнетению тканевого дыхания. Одна- ко, из всего сказанного, не следует, что являясь электроноакцепторной средой, анолит нарушает тканевое дыхание во всех случаях. Обычный кис- лород - один из сильнейших биоокислителей, но его токсическое действие проявляется только при передозировках. Согласно исследованиям В.И.Прилуцкого и В.М.Бахира ( В.И.Прилуц- кий, В.М.Бахир"Электрохимически активированная вода: аномальные свойс- тва, механизм биологического действия". Москва,1997г.,с.228), действие анолита на биологический объект должно быть двояким. Анолит с относи- тельно слабыми или умеренными характеристиками рН и ОВП может усили- вать биологическое окисление, в частности окислительное фосфорилирова- ние, повышая таким образом интенсивность тканевого дыхания. Анолит с повышенной концентрацией сильных окислителей, в том числе перекисных соединений и с аномально высоким ОВП должен вызывать цитотоксический и антиметаболический эффект. В этом случае действие анолита будет сопро- вождаться подавлением тканевого дыхания, нарастанием анаэробного энер- гогенеза, накоплением недоокисленных шлаков, сдвигом КЩР в сторону ме- таболического ацидоза. Предполагаемая схема патогенеза биохимических и физиологических нарушений, обусловленных электроноакцепторными факто- рами, в том числе сильными окислителями и аномальными отклонениями параметров рН и ОВП в ЭВР-А, представлены ниже в табл. 1.3. Патогенетическая схема нарушений физиологического гомеостаза при передозировке факторов электроноакцепторного действия по В.И.Прилуцко- му. Таблица 1.3. Патогенетическая схема нарушений физиологического гомеостаза при передозировке факторов электроноакцепторного действия Саногенетическая модель действия ЭВР-А во внутренней среде организма Из всего вышесказанного, можно предположить, что терапевтические дозы анолита и других электроноакцепторных сред, имеющие не критичес- кие максимальные, а физиологические, совместимые с внутренней средой организма параметры (ОВП не более +700мВ), при приеме их внутрь энте- рально или введении в виде микроклизм, будут обладать следующими дейс- твиями: обеззараживать желудочно-кишечный тракт; координировать и ре- гулировать нарушения микробиоценоза; способствовать терминальному окислению недоокисленных токсических продуктов обмена, осуществляя тем самым окислительную детоксикацию; снимать термодинамические ограниче- ния с процессов ферментного окисления, стимулировать энергогенез и процессы катоболизма. Механизм детоксикации внутренней среды при действии анолита может быть показан на примере окислительного гидроксилирования гидрофобных органических токсинов с помощью гипохлорида постоянно присутствующего в составе анолита. RH + NaClO -- ROH + NaCl, где R - органический радикал RH - органическое гидрофобное соединение ROH - продукт окислительного гидроксилирования. Соединения ROH малотоксичны и легко уделяются из организма пос- редством физиологической экскреции. Смещение электронного равновесия в биологических жидкостях окру- жающих метохондрии, способно усиливать процессы энергогенеза незави- симо от знака изменения ОВП, однако последствия электронно-донорных и электроно-акцепторных воздействий различны. Если сдвиг ОВП в сторону восстановительных реакций создает условия для активации тканевого ды- хания и преобладания анаболического эффекта, то смещение ОВП в сторону электроно-акцепторно значений сопровождается усилением общего катабо- лизма без последующих компенсаций. Электрохимические реакции, протекающие в катодной зоне На катоде протекает реакция восстановления воды: 2Н2О + 2е --- Н2 + 2ОН- Образующийся в процессе реакции гидроксид-ион может существовать в воде как в свободном виде, так и в виде гидратированных частиц сос- тава Н3О2-, Н5О3-, Н7О5-, Н9О7- с продолжительностью жизни до нес- кольких десятков минут и различной реакционной способностью. В процес- се самопроизвольного распада или взаимодействия гидроксид-иона с раз- личными веществами может происходить его диссоциация, сопровождаю- щаяся образованием гидратированного электрона и свободного потенциала ОН : ОН- --- еag + ОН Растворенный в воде кислород может восстанавливаться на катоде: О2 + е --- О2- О2 + Н2О + 2е --- НО2- + ОН- О2 + 2Н2 + 2е --- Н2О2 + 2ОН- Продукты электрохимических реакций в воде с низким значением окислительно-восстановительного потенциала и рН>9 сохраняются длитель- ное время (от нескольких десятков минут до нескольких часов), если от- сутствует воздействие дестабилизирующих факторов, таких, как перемеши- вание с воздухом, встряхивание, циклы нагрева - охлаждения и другие. При переходе электрона от катода на ион гидроксония, присутствую- щий в воде благодаря ее частичной диссоциации (Н2О -- Н+ + ОН-) происходит образование свободного радикала Н : Н+ + е --- Н В результате дальнейшей рекомбинации возникает ряд высокоактивных продуктов, которые обеспечивают католиту свойства катализатора: Н + Н --- Н2 Н + Н2О --- ОН + Н2 ОН + ОН --- Н2О2 Н2О2 + ОН --- НО2 + Н2О Н2О2 --- Н+ + НО2- Пероксид водорода обнаруживается в католите полярографически в концентрациях до 0,0001 моль/л в течение всего времени сохранения низ- кого значения окислительно-восстановительного потенциала (от -700 до -960 мВ) и высоких рН (9,5-13). Механизм действия ЭИВР-К (католита) на внутреннюю среду организма ЭВР-К и ЭИВР-К раствораы с аномально усиленными электродонорными свойствами, щелочными характеристиками рН и низкими, отрицательными значениями ОВП. Добавление ЭИВР-К к биологическим жидкостям с высокой буферной емкостью и к буферным неорганическим растворам в пропорциях 1:100-1:10 не влияет на рН буферных сред, но вызывает в них заметные сдвиги ОВП. Так, действие ЭИВР-К в полости желудка смоделировано В.И.Прилуц- ким "Электрохимически активированная вода: физико-химические свойства и механизм биологического действия"."Активированная вода",Москва, 1996г.,N3,с.34. Физико-химические условия в среде содержимого желудка моделируют- ся разведением в воде ферментного препарата ацидин-пепсина. Водный 0,5% раствор ацедин-пепсина характеризуется рН=2,15; ОВ=П+500мВ,ХСЭ. Значения рН и ОВП при смешивании раствора ацидин-пепсина с ЭВР-К (ми- нерализация 1г/л) представлены в таблице 1.4. Таблица 1.4. Показатели рН и ОВП раствора ацидин-пепсина при смешивании с ЭИВР-К ---------------------------------T-------------T---------------------- | Тестируемые среды | рН | ОВП,мВ,ХСЭ | L--------------------------------+-------------+---------------------- Ацидин-пепсин 0,5% 2,15 500 Исходный католит 10,5 (-540) Католит+ацидин-пепсин 1:100 2,16 445 Католит+ацидин-пепсин 1:15 2,17 100 Католит+ацидин-пепсин 1:10 2,18 75 Католит+ацидин-пепсин 1:5 2,18 (-50) --------------------------------------------------------------------- Как следует из данных таблицы 1.4. ЭИВР-К с высоким рН и ано- мально низким ОВП практически не влияет на рН среды,моделирующей желу- дочное содержимое, но вызывает резкий сдвиг ОВП в сторону электронодо- норных значений. Согласно данным таблицы ЭИВР-К сохраняет электронодонорные свойс- тва при разведении в неактивированных средах, характеризующихся значи- тельными перепадами рН. Таким образом порция католита, проходящая по желудочному тракту и по путям физиологического всасывания воды, вызы- вает регрессию ОВП пищевого химуса и биологических жидкостей организ- ма. По мере разведения католита в объеме циркулирующей крови (ОЦК) и в межтканевой жидкости регрессия ОВП будет убывать. У взрослого человека объем содержимого желудка 1-2 л, ОЦК составляет около 4-6 л. Объем межтканевой жидкости (водный сектор) у взрослого - около 40 л. Следо- вательно, суточная доза католита порядка 400 мл (два стакана), приня- тия внутрь, подвергается последовательным разведениям в следующих про- порциях: в желудке - 1:5-1:15 (при питье дозами по 2/3-1 стакана, соот- ветственно, по 3-2 раза в течение суток); в ОЦК - 1:10-1:15; в водном секторе - 1:100 (с учетом равномерного разведения всей дозы в течение суток). Предполагаемая регрессия ОВП содержимого желудка и внутренних сред организма после питья католита с учетом его разведения представ- лена в таблице 1.5. Таблица 1.5. Вероятная регрессия ОВП содержимого желудка и внутренних сред организма после питья католита в дозе 0,4 л (рН=10,5-10,7; ОВП=(-540мВ,ХСЭ) в течение суток --------------------------------T------------------------------------ Среда, в которой перемешивается | Предполагаемая регрессия ОВП среды, питьевая доза католита | в которой перемешивается питьевая | доза католита, мВ --------------------------------+------------------------------------ Содержимое желудка 400-550 ОЦК 105-235 Водный сектор организма 20-90 --------------------------------------------------------------------- Предполагается, что активированный католит после приема внутрь в объеме порядка одного стакана (при суммарной суточной дозе 2 стакана) снижает ОВП химуса в желудке, всасывается в кровь, подвергается разве- дению в клеточной жидкости и усиливает ее электронодонорный фон на несколько десятков милливольт. В тканях организма в процессе биологического окисления энергети- ческих субстратов устанавливаются определенные соотношения окисленных и восстановленных форм конкретных редокс-пар. Например, в норме лак- тат,-восстановленная форма пировиноградной кислоты,-накапливается в тканях в концентрации 0,0020 моль/л, пируват,-окисленная форма молоч- ной кислоты,-присутствует в нормальных тканях в концентрации 0,0001 моль/л.Таким образом нормальное отошение [пируват]:[лактат]=1:20. Зна- чение Ео для редокс-пары лактат-пируват составляет (-0,18) В,НВЭ. Окислительно-восстановительная реакция "лактат <-> пируват" является двуэлектронной (n=2). Для практических расчетов рН=7,0 и для темпера- туры 37ОС (310 К) формула может быть переписана в следующем виде: 0,0626 [Ох] Е = Ео + 0,42 + --------- Ig ------- - 0,0626 . 7,0 (1) n [Red] После подстановки в формулу (1) Ео=(-18)В,НВЭ, n=2 и [Ох]:[Red]=1:20 имеем Е=(-0,040)В,ХСЭ=(-40)мВ,ХСЭ. Таким образом, в тканевой среде теплокровного организма при рН=7,0 двадцатикратное преобладание лактата над пируватом достигается при ОВП=(-40)мВ,ХСЭ. Если в результате приема католита внутрь ОВП тка- невой среды уменьшится хотя бы на 20мВ, то есть достигнет (-0,06)В,ХСЭ=(-0,26)В,НВЭ, отношение "лактат:пируват" должно удовлет- ворять равенству: (-0,26)=(-0,18)+0,42+0,0313 IgY - 0,0626.7,0 (2) где, Y - [пируват]:[лактат]. Решение уравнения (2) относительно Y дает величину отношения [пи- руват]:[лактат]=0,0106. То есть при регрессии тканевого ОВП на 20 мВ концентрация молочной кислоты относительно пирувата увеличивается в 5 раз. Аналогичный расчет для регрессии тканевых ОВП на 50 мВ дает вели- чину отношения [пируват]:[лактат]=0,00117, что равносильно относитель- ному увеличению концентрации лактата в 50 раз. Регрессия тканевых ОВП на 90 мВ эквивалентна отношению [пируват]:[лактат]=0,00006 (относи- тельное увеличение концентрации лактата приблизительно в 800 раз). Таким образом гипотетическое биохимическое следствие питья като- лита-накопление в организме восстановленных форм тканевых метаболитов, снижение ОВП внутренних сред организма и создание термодинамических преимуществ для восстановительных биохимических процессов. В.И.Прилуцким и В.М.Бахиром проведены теоретические сравнения электродонорного воздействия католита с действием антиоксидантных пре- паратов и радиопроекторов, которые нашли подтверждения в проведенных авторами книги экспериментальных и клинических работах. Интегральные (фоновые) изменения ОВП ( ) тканевых систем и жидких биологических сред варьируют в пределах от (-0,3) до 0,2В,НВЭ (от -100 до 400 мВ). Доказано, что отклонения ОВП в тканевых средах от исходных значений более чем на + 0,02 В накладывают значительные термодинами- ческие ограничения на реакции окисления, если ОВП уменьшается, или на реакции восстановления, если ОВП увеличивается. Фармокологическое регулирование изменений ОВП в тканевых средах сопряжено с рядом затруднений. Например, при однократном введении внутрь организма биологических восстановителей (антиоксидантов) типа цистамина, гистамина,цистеина и т.д., тканевые значения ОВП могут сни- жаться на 0,1-0,19 В. Но для этого, необходимы дозы препаратов порядка 25-150г, т.е. намного превышающие терапевтические. Как видно из приводимой ниже таблицы 1.6, доза католита, экви- валентная 1 мл католита на 100 мл объема водного сектора человека, или 60 мл католита на 6л объема циркулирующей крови способна вызвать во внутренних жидких средах организма сдвиг порядка -100 мВ, имитируя та- ким образом регрессию ОВП при введении в организм большого количества антиоксидантов. В свою очередь уменьшение ОВП всегда обуславливает повышение ре- зистентности организма. Таким образом, есть основания рассматривать ЭИВР-К как безопасное средство регулирования противоокислительной и противолучевой защиты организма. Возвращаясь к действию ЭВР на рН биологических жидкостей внутри организма надо отметить, что прямое действие ЭВР должно быть очень незначительным. Это доказывает следующий пример. В соответствии с известной номограммой Сиггарда-Андерсена трудно- компенсируемые нарушения КЩР возникают при сдвигах ВЕ крови за пределы (-5)-5 ммоль/л. Поэтому, для здорового человека весом 70 кг физиологи- чески допустимая доза бикорбоната не должна превышать 0,5.5.70=175 мл 5% раствора или 0,105 ммоль на ОЦК. Если рассматривать католит, в ка- честве просто щелочного раствора, то при рН=9 он содержит концентрацию гидрооксилов 10-5 ммоль/л. Получается, что щелочная нагрузка при питье католита с указанными параметрами в объеме 1 л в 1000 раз ниже крити- ческой, т.к. буферная емкость этого ЭВР очень мала. Таким образом, ЭВР влияют на КЩР больше всего косвенно, посредс- твом изменения ОВП внутренней среды с последующим изменением отношений [Red]/[Ох]. Вероятные механизмы действия ЭВР-К на клеточном уровне Предположительно, действие ЭВР-К осуществляется несколькими спо- собами: устойчивые и метастабильные продукты электрохимического синтеза действуют непосредственно на липидные мембраны, органоиды клетки, на внутриклеточные молекулярные комплексы и химические соединения. В.И.Прилуцкий высказывает следующую гипотезу, объясняющую дейс- твие электронодонорных факторов католита на митохондрии. Гипотеза, объясняющая действие электронодонорных факторов католи- та на митохондрии. Электроны от восстановленных форм никотинамидаде- ниндинуклеотидов (НАД) проникают в митохондрию через внешнюю мембрану при помощи специализированных биохимических механизмов. В частности, одним из переносчиков электронов является глицерин-3-фосфат, который легко проходит через наружную митохондриальную мембрану. Далее элект- роны переносятся через межуточный (внутримембранный) слой двуконтурной митохондриальной оболочки, проникают через внутреннюю митохондриальную мембрану и накапливаются на ее внутренней поверхности со стороны мат- рикса. Пируват внутри митохондрии и взаимодействует с ферментами матрик- са и окисляется в цикле Кребса с выделением четырех пар атомов водоро- да, которые в составе восстановленной формы НАД (НАД-Н2) переносятся к внутренней митохондриальной мембране. Затем эти атомы водорода по цепи встроенных в мембрану ферментных белков "выталкиваются" в форме ионов Н+ в трансмембранное пространство, превращая его в Н+-резервуар. По- верхность внутренней мембраны митохондрии со стороны Н+-резервуара за- ряжена положительно, а со стороны матрикса-отрицательно. Значения рН матрикса существенно превышают рН внутри межмембранного пространства. Обычные (стационарные) значения разности рН ( рН) на внутренней мембраны митохондрии составляют 1,0-1,4, что соответствует трансмемб- ранному потенциалу порядка 60-80 мВ. Внутренняя мембрана митохондрии оказывает сопротивление переносу в направлении матрикса. Для преодоле- ния этого сопротивления необходим трансмембранный градиент ( Е) не ме- нее 200 мВ.Если при накоплении протонов в среде Н+-резервуара и (или) при увеличении электронной плотности на поверхности митохондриальной мембраны со стороны матрикса величина Е превышает указанное критичес- кое значение, ионы Н+ переносятся в направлении матрикса по ионным ка- налам АТФ-синтетазы, встроенной во внутреннюю мембрану митохондрии. Энергия переноса протонов через внутреннюю мембрану митохондрий расхо- дуется для фосфолирования молекулы АДФ (аденозиндифосфорная кислота) по реакции АДФ + Ф -> АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), где Ф-фос- форный остаток. Разведение католита в водном секторе организма, в том числе в ци- топлазматической жидкости, непосредственно окружающей митохондрию, создает дополнительное электронное давление на внешнюю оболочку мито- хондрии и стимулирует транспорт электронов в направлении матрикса. Это создает предпосылки для увеличения Е и "проталкивания" протонов на внутреннюю сторону мембраны митохондрии с последующим усилением ресин- теза АТФ. При этом матриксная поверхность митохондриальной оболочки частично теряет свойства электронодонорности. Когда ОВП внутри мито- хондрии приобретает значения, соответствующие реакциям окислительного фосфорилирования, происходит превращение глюкозы до пировиноградной кислоты и дальнейшее окисление пирувата по цепи трикарбоновых кислот до СО2 и Н2О. Очевидно, запредельные сдвиги ОВП способны наложить практически полный термодинамический запрет на процессы биологического окисления. Поэтому передозировка католита ведет к подавлению тканевого дыхания. Возможно, в этом случае в клетке произойдет предельное накоп- ление восстановленных биохмических соединений, которые могут быть окислены только при более высоких значениях ОВП. Сдвиг ОВП в сторону восстановленных (отрицательных) значений соз- дает условия для активации тканевого дыхания и расхода энергии, кото- рый компенсируется накоплением восстановленных химических форм и полу- чением анаболического эффекта. Эти выводы подтверждаются данными экспериментальных исследований авторов книги по действию ЭИВР-К и ЭВР-К на организм белых крыс, сумми- рованных в таблице 1.6. Таблица 1.6. Показатели действия ЭВР-К при введении их в организм белых крыс ---------------------------T----------------------------------------- Тип и характеристика | Полученный биологический ЭВР-К, характер действия | эффект на биологический объект | ---------------------------+----------------------------------------- Католит водопроводной воды, Увеличение массы тела крыс за 13 нед.от ОВП=-400мВ,ХСЭ. 145,5 г до 356,7 г Дозированное введение в/ж против приращения массы тела в контроле по 2 мл 3 р/д в среднем до 299,0 г. при равных исходных показателях Католит водопроводной воды, Гипертрофия ворсинок и углубление крипт ОВП=от -100 до -600 мВ,ХСЭ. слизистой 12-перстной кишки,увеличение Введение в/б по 2 мл 3 р/д индекса мечения тимидином-Н3. Данный в течение 5 дн. эффект наиболее выражен при действии католита с ОВП=-400 мВ,ХСЭ. При крайних низких или высоких значениях ОВП эффект отсутствует. Католит водопроводной воды, Активация тканевых дыхательных фермен- ОВП=-400 мВ,ХСЭ. тов. Умеренное увеличение содержания Введение в/б по 2 мл в день фосфолипидов в тканях миокарда и в течение месяца печени. Католит водопроводной воды, Ускорение заживления ран на 4 дн. ОВП=от -500 до -820 мВ,ХСЭ. Увеличение индекса мечения тимидином- Обработка стандартных кожных Н3 в зоне пролиферации и ускорение ран. миграции клеток эпидермиса в область раневого дефекта. Католит водопроводной воды, Подавление активности альдолазы, лак- тат-дегидрогеназы, глютамино-щавелево- ОВП=от -300 до -600 мВ,ХСЭ. кислой и глютамино-пиро-виноградной Экстрация ткани миокарда. аминотрансфераз при ОВП от -500мВ до -600 мВ, ХСЭ. После доведения рН экстрактов до 7,1-7,3 при ОВП=от -300 до -400 мВ,ХСЭ актив- ность ферментов нормализуется. --------------------------------------------------------------------- Из таблицы 1.6. следует, что ЭИВР-К с электродонорными свойства- ми, с параметрами ОВП=-400 мВ в дозе порядка 20-40 мл/кг, при в/желу- дочном введении обладает анаболическим действием, стимулирует процессы физиологической регенерации, в частности синтез ДНК (S-фаза клеточного цикла) клеток слизитой 12-перстной кишки. В дозах 5-10 мл/кг при пара- метрах ОВП -400 мВ при внутрибрюшинном введении в течение месяца сти- мулирует тканевое дыхание и способствует повышению надежности антиок- сидантной защиты печени и миокарда, что выражает в увеличении содержа- ния фосфолипидов в тканях этих органов. Прямое действие ЭВР-К на рану усиливает репаративные процессы. Католит со слабо выраженными электронодонорными свойствами при пара- метрах ОВП меньше -200 мВ малоэффективен. Католит с избыточными элект- ронодонорными свойствами ОВП больше -800 мВ обладает актиметаболичес- ким действием. Совокупность электронодонорных факторов католита при приеме во внутрь в оптимальных дозах действует по следующим механизмам: - Ускоряет процессы физиологической и репаративной регенерации клеток. Стимулирует синтез ДНК (Н3-тимидиновая проба). - Обладает иммунокоррегирующим действием. - Усиливает детоксицирующую функцию печени (повышает уровень ци- тохрома Р-450 в 2-2,5 раза). - Стабилизирует проницаемость мембран клеток (вызывает снижение количества ненасыщенных жирных и увеличение насыщенных жирных кислот, т.е. модифицирует липидную фазу мембран в сторону повышения микровяз- кости, что приводит к нормализации процессов перекисного окисления ли- пидов. - Нормализует энергетический потенциал клеток. - Повышает энергообеспечение клеток путем стимуляции и максималь- ного сопряжения дыхания и процессов окислительного фосфорилирования.
![]() Дом. |
![]() Главная |
![]() Отзывы |