Альгинат-кальция - природный сорбент при отравлениях солями тяжелых металлов и радионуклидами

Альгинаты представляют собой природные высокомолекулярные полисахариды, получаемые из бурых водорослей. Альгинаты служат источниками пищевых волокон для диетических продуктов. Их способность образовывать прочные нерастворимые комплексы с ионами поливалентных металлов позволяет рассматривать альгинаты как перспективные природные сорбенты, которые могут найти широкое применение в качестве лечебно‐профилактических средств при отравлениях солями тяжелых металлов и радионуклидами, при пищевых и бактериальных токсикозах, гепатитах и для нормализации липидного обмена. [1-3]. Эти вопросы широко исследуются учеными В.В. Ковалевым, Ю.С. Хотимченко и другими.

 

В исследованиях Idota Y., Harada H., Tomono T., Hollriegl V., Rohmuss M., Oeh U., Roth P. уже была продемонстрирована для альгиновой кислоты и ее натриевой и кальциевой солей способность выводить радиоактивный стронций и цезий из организма человека и животных в свое время [5, 6].

В настоящее время антропогенное радиоактивное загрязнение окружающей среды приобрело глобальный характер с отчетливой тенденцией к повышению. Основными источниками радиоактивной нагрузки являются испытания ядерного оружия и выбросы предприятий атомной промышленности и энергетики. Большую опасность представляют возможные военные конфликты с применением ядерного оружия, аварии на объектах атомной энергетики, несоблюдение мер предосторожности на различных стадиях обращения с радио‐ активными отходами, а также последствия террористических атак на ядерные реакторы и хранилища радиоактивных отходов [7].

Более того в Государственном докладе «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2021 году» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека отмечено, что случаи превышения допустимого содержания радионуклидов в продуктах питания местного производства в 2021 году зафиксировали в Брянской и Калужской областях в пищевых продуктах природного происхождения, собираемых населением в лесах (грибы, ягоды), а также в пищевых продуктах, производимых в частном секторе (молоко и мясо). Кроме этого, единичные случаи превышения допустимого содержания радионуклидов регистрировались также в пищевых продуктах природного происхождения, ввозимых с территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате прошлых радиационных аварий. В 2021 г. центрами гигиены и эпидемиологии при пищевых исследовании продуктов на содержание техногенных радионуклидов выявлено, что 71% исследованных проб грибов не соответствуют гигиеническим нормативам по содержанию 137Cs в 2021 году.

 

В 16 субъектах Российской Федерации (республики Алтай, Бурятия, Саха (Якутия), Тыва, Белгородская, Ивановская, Иркутская, Кемеровская, Свердловская, Тульская, области, Алтайский, Красноярский, Ставропольский и Забайкальский края, Еврейская автономная область, г. Москва) зарегистрированы превышения гигиенического норматива по среднегодовой ЭРОА радона в помещениях эксплуатируемых жилых и общественных зданий (более 200 Бк/м3).

 

Также в докладе отмечается, что в 2020 году в Российской Федерации по данным радиационно-гигиенической паспортизации 22 469 организаций использовали в своей деятельности техногенные источники ионизирующего излучения, в том числе 34 организации, относящихся к I категории потенциальной радиационной опасности, при аварии на которых возможно аварийное радиационное воздействие на население зоны наблюдения. Использовалось около 166 тыс. установок с техногенными ИИИ, из них более 73 тыс. – установки с генерирующими ИИИ. Необходимо отметить, что по данным радиационно-гигиенической паспортизации, количество радиационных объектов в Российской Федерации постоянно увеличивается [9].

 

Кроме этого в атмосферу, почву и водоемы могут поступать как отдельные радионуклиды, так и сложные смеси продуктов ядерного деления урана и плутония, состоящие более чем из 200 радиоизотопов. Попав в окружающую среду, продукты ядерного деления становятся источником внешнего облучения, а поступая в живые организмы – и внутреннего γ‐ и β‐облучения [8].

 

С 60‐х годов прошлого столетия известны свойства альгиновой кислоты и альгинатов связывать радиоактивные металлы. Исследования на экспериментальных животных и наблюдения на добровольцах показали, что альгинаты натрия и кальция ингибируют всасывание в желудочно‐кишечном тракте и усиливают экскрецию радионуклидов стронция, бария и радия активнее ионообменных смол и хелатообразователей.

 

Общим недостатком всех сорбентов – хелаторов, образующих прочные комплексы с ионами металлов, является их способность связывать и выводить из организма кальций, нарушая, таким образом, его обмен, что может со временем привести к серьезным последствиям. Альгинат кальция в отличие от других сорбентов не нарушает баланса кальциевых солей в организме.

 

На сегодняшний день не существует специфических средств лечения и профилактики отравлений солями ртути. В этих целях обычно используют энтеросорбенты (активированный уголь, лигнин) или гемосорбенты (унитиол, пентацин), прием которых зачастую сопряжен с развитием побочных эффектов, вызванных резким нарушением баланса микро-и макроэлементов. В качестве перспективных соединений для выведения металлов из организма рассматриваются производные альгиновой кислоты.

 

Е.А. Подкорытова, М.Ю. Хотимченко, Е.В. Хожаенко в ходе проведения экспериментов определили, что альгинат кальция характеризуется способностью быстро связывать ионы ртути в пределах значений рН, свойственных среде желудочно-кишечного тракта, обладает высокой сорбционной емкостью по сравнению с другими энтеросорбентами и может рассматриваться как перспективное соединение для создания на его основе новых лекарственных препаратов для лечения и профилактики хронических отравлений соединениями ртути [10].

 

Альгинат кальция выгодно отличается от других альгинатов тем, что он практически нерастворим в воде и может использоваться для приема пациентами в любых необходимых количествах как в сухом виде, так и в форме концентрированной суспензии. По химической структуре альгинаты являются солью альгиновой кислоты, которая, в свою очередь, состоит из D‐маннуроновой и L‐гулуроновой кислот. Альгинат кальция представляет собой нерастворимую в воде кальциевую соль альгиновой кислоты.

 

Ковалев В.В., Хотимченко М.Ю., Хотимченко Ю.С. запатентовали способ получения альгината кальция в 2008 г.(патент № 2395525).[11]

 

Одной из первых биологически активных добавок к пище на основе альгинатов, которая зарегистрирована в РФ, являлся «Детоксал», разработанный учеными Института биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН совместно с Владивостокским государственным медицинским университетом. Основным действующим компонентом «Детоксала» являлся альгинат кальция, полученный из морских бурых водорослей. По результатам клинических испытаний было выявлено, что препарат может быть использован в качестве средств терапии избыточного накопления тяжелых металлов в организме, способствует снижению уремических токсинов, в т.ч. у больных с почечной недостаточностью, нормализации биохимических показателей функционирования почек.[12]

 

Природный сорбент на основе альгинат кальция был рекомендован не только для работников, которые находятся под воздействием токсических факторов, но и жителям крупных городов и индустриальных центров, поскольку загрязнение окружающей среды вредными факторами антропогенного происхождения приводит к увеличению заболеваемости населения. Более того, при проникновении в ЖКТ соли альгиновой кислоты проявляют обволакивающие свойства, и за счет физико-химических взаимодействий оказывают сорбционную активность, очищая дефекты слизистой оболочки от компонентов тканевого детрита и токсических продуктов распада тканей. Данное гастропротекторное действие может быть использовано для профилактики гастритов, дуоденитов, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

 

Альгинаты, попадая в толстый кишечник, являются сапрофитной микрофлоры, т.е. выступают в роли пребиотика и могут быть использованы для лечения дисбактериоза. [12]   

 

Проведенные исследования в области альгинатов, запатентованный способ получения быстрорастворимого альгината кальция (патент № 2395525) и технологию создания препарата «Детоксал» ученые биотехнологи канд.биол.наук В.В. Ковалев и канд.биол.наук Е.А. Подкорытова положили в основу разработки биодобавки Моресил «Детоксимир», действующим компонентом которой является альгинат кальция.

 

В комплексах Моресил «Сорбент – композит с экстрактом трепанга» и Моресил «Сорбент – композит с экстрактом асцидии» альгинатно-пектиновый комплекс сохраняет и дополняет полезные свойства гидробионтов (каротиноидов из туники асцидии и гликозидов трепанга), в т.ч. способны эффективно связывать и выводить из организма бактериальные токсины при пищевых отравлениях и токсические метаболиты при нарушении функции печени и почек. 

 

Список источников:

1. Khotimchenko M., Kovalev V., Khotimchenko Y. Comparative equilibrium studies of sorption of Pb(II) ions by sodium and calcium alginate // Journal of Environmental Sciences. 2008. Vol. 20, No. 7. P. 827–831.
2. Khotimchenko M., Serguschenko I., Khotimchenko Y. Lead absorption and excretion in rats given insoluble salts of pectin and alginate // International Journal of Toxicology. 2006. Vol. 25, and alginate // International Journal of Toxicology. 2006. Vol. 25, No. 3. P. 195–203.
3. Khotimchenko M., Sergushchenko I., Khotimchenko Y. The effects of low‐esterified pectin on lead‐induced thyroid injury in rats // Environmental Toxicology and Pharmacology. 2004. Vol. 17, No. 2. P. 67–71.
4. Plazinski W. Molecular basis of calcium binding by polygu‐ luronate chains. Revising the egg‐box model // Journal of Com‐ putational Chemistry. 2011. Vol. 32, No. 14. P. 2988–2995.
5. Hollriegl V., Rohmuss M., Oeh U., Roth P. Strontium biokinetics in humans: influence of alginate on theuptake of ingested strontium // Health Physics. 2004. Vol. 86, No. 2. P. 193–196.
6. Idota Y., Harada H., Tomono T. [et al.]. Alginate enhances ex cretion and reduces absorption of strontium and cesium in rats // Biological and Pharmaceutical Bulletin. 2013. Vol. 36, No. 3. P. 485–491
7. Sakaguchi A., Yamamoto M., Hoshi M. [et al.]. Radiological situation in the vicinity of Semipalatinsk nuclear test site: Do‐ lon, Mostik, Cheremushka and Budene settlements // Journal of Radiation Research. 2006. Vol. 47. P. 101–116.
8. Harrison J. Biokinetic and dosimetric modelling in the estimation of radiation risks from internal emitters // Journal of Radiological Protection. 2009. Vol. 29, No. 2A. P. A81–A105.
9. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2021 году: Государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2022. 340 с.
10. Хотимченко М.Ю., Хожаенко Е.В., Коленченко Е.А. Ртуть-связывающая активность альгината кальция // Дальневосточный медицинский журнал. 2008. № 3. С. 89-91.
11. Ковалев В.В., Хотимченко М.Ю., Хотимченко Ю.С. Способ получения альгината кальция. Патент на изобретение RU 2395525 C1, 27.07.2010. Заявка № 2008143160/04 от 30.10.2008.
12. Хотимченко М.Ю. Фармаконутрициология альгинатов. Владивосток: Дальнаука, 2009. - 170 с.
13. В.В. Ковалев, Р.Ю. Хотимченко, Е.А. Подкорытова, Е.В. Хожаенко Разработка технологии быстрорастворимой формы альгината натрия // Тихоокеанский медицинский журнал, 2014. - No 2. - С. 88-92.
14. Хотимченко М.Ю., Ковалев В.В., Хотимченко Р.Ю. Способ получения быстрорастворимого альгината натрия. Патент № 2540946. – 2015.
15. Макарова К.Е., Хожаенко Е.В., Ковалев В.В., Подкорытова Е.А., Хотимченко Р.Ю. Альгинаты с различными молекулярными массами как сорбенты ионов кадмия и свинца // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15, № 3 (6). С. 1841-1844.
16. Хотимченко М.Ю., Пятчина О.В., Коленченко Е.А. Лечебные и профилактические эффекты альгината кальция при экспериментальной почечной недостаточности // Дальневосточный медицинский журнал. 2008. № 2. С. 107-109.

 

БАД. Не является лекарственным средством.