Профилактика заболеваний на техногенно загрязненных территориях пектинсодержащими препаратами

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 616-8:547.458.88:613.8:669

Профилактика заболеваний на техногенно загрязненных территориях пектинсодержащими препаратами

В.П. Бобылев В.П.

Т.М. Пустоварова

Ю.В. Зеленько

С.З. Полищук

У статті розглядаються питання, пов'язані з отриманням пектину та можливості його застосування з профілактичною метою попередження професійних захворювань у металургів. Проведено порівнювальний аналіз виходу кінцевого продукту по методу Лазур'євского із рослинної сировини.

В статье рассматриваются вопросы, связанные с получением пектина и возможностью его применения с профилактической целью: предупреждения профессиональных заболеваний у металлургов. Проведен сравнительный анализ выхода конечного продукта по методу Лазурьевского из растительного сырья.

пектин профилактический заболевание растительный

The author investigations the questions: the production of a pectin and use a pectin for the prophylaxis of the professional diseases of metallurgists. The author has made the comparative analysis of the final product using the method Lasariana from a plant raw material.

Масштабы загрязнения окружающей среды в ряде регионов Украины достигли критического уровня. Главными загрязни-телями воздуха являются транспорт, предприятия энергетики и металлургии, большой вред наносит применение пестицидов. Продолжается интенсивное загрязнение водных бассейнов.

В промышленных центрах имеется опасность превышения предельно допустимой концентрации диоксидов, являющихся канцерогенами. В питьевой воде превышен уровень меди, кадмия и других тяжелых металлов, а также мышьяка, хлорорганических соединений, продуктов распада хлора в воде: четыреххлористый углерод, хлороформ, хлорфенол, хлорбензол.

Все это, в конечном счете, сказывается на здоровье людей. Возрастающее влияние хозяйственной деятельности человека на природу может иметь отрицательные последствия, что приводит к необратимым процессам, угрожающим человеку, который является составной частью экосистемы. Техногенные факторы воздействуют на ткани и биохимические системы человеческого организма, в результате этого нарушаются процессы нормальной его жизнедеятельности.

Деятельность по очищению внутренней среды организма является не менее важной, чем деятельность по очищению внешней среды. Нарушение внутренней среды вызывается хронической интоксикацией. Она

зависит не только от внешнего загрязнения. Схематично причинно-следственная цепь, нарушающая состав внутренней среды организма, выглядит следующим образом: ксенобиотики + радиация + дефекты питания и быта + стресс + вредные привычки + устойчивые в среде токсины: тяжелые металлы, диоксиды, пестициды, бензопирен, ПХБ. У современного человека содержание РЬ в 70 раз увеличилось в сравнению с первородным человеком.

Сегодня тяжелые металлы поступают к человеку с воздухом, водой раз, по и пищей. Согласно статистике с территории крупных промышленных городов сливается в реку Днепр: Fe -организме, Hg в 20 раз, Fe в 40 81.1 т, Hg - 0.1 т, Мп - 9.04 т, Cd - 0.27, РЬ - 0,45, Сг - 0,05 т, Zn - 1.11 т, Ni - 0.35, Си -4.32 тонн.

Экосистема водного бассейна перегружена антропогенными ионами Мп, Cd, Pb, Zn. Масса выбросов токсичных веществ в атмосферу на одного жителя Днепропетровского региона составляет 285 кг, где 7% приходится на долю тяжелых металлов (Cr, Ni, Be, Pb, Hg). Дыхательный путь является одним их наиболее эффективных по скорости проникновения токсических элементов, поэтому 10% - Со, 50% - W, 25% - Ni, 70% - Сг, 50% - Cd, 80% - Hg, 30% - Pb - попавших через верхние дыхательные пути, остаются в легочной ткани на довольно длительное время. Связываясь с белками - ферментами они образуют в организме комплексы, циркулирующие в кровяном русле, депонируя в паренхиматозных органах и костную ткань. Многие тяжелые металлы, находясь в фазе “мирного сосуществования” в организме, находится в конкурентной борьбе за активные центры ферментов с макроэлементами в организме, которые вытесняются активными, более токсичными металлами. Комплексы этих металлов с ферментами не выполняют свою биологическую роль, ингибируя нормальный ход биохимических процессов в организме.

Стронций, например, вытесняет из костной ткани Са, свинец, уменьшает количество Са, Fe, Se, a A1 снижает содержание Са, Мn, Си и Cd, замещает Р, К, Fe в клетках ткани.

Большая часть тяжелых металлов изменяет проницаемость клеточных мембран или ингибирует ферменты.

Пыль, выбрасываемая металлургическими предприятиями, содержит не только тяжелые металлы, но и оксиды азота, серы, углеродные соединения, цианиды, негативно влияющие на здоровье человека. Такая пыль вызывает серьезные профессиональные заболевания дыхательных путей у металлургов: бронхиты, силикозы, пневмокониозы, пылевые бронхиты, пневмосклерозы, астматические риниты. Хроническое поступление оксидов металлов вызывает у рабочих дерматиты, экземы, поражение слизистых оболочек. Часто у металлургов встречаются свинцовые, хромовые, кадмиевые интоксикации, вызывающие поражение почек, печени, легких и изменение картины крови. Среди металлургов выше, чем у представителей других профессий наблюдается болезни сердца, острые желудочно-кишечные заболевания.

Известно, что выбросы на металлургических предприятиях из мартеновских печей характеризуется высоким содержанием общего железа и представляют собой смесь с другими оксидами Сао, А1₂О₃, МnО, MgO, P₂O₅, FeO, Fe₂O₃ (магемит) - последний является основным источником загрязнения рабочих мест.

Пыль в сталеплавильных цехах содержит оксиды железа, марганцевые руды, ферросилиций, феррохром и ферровольфрам в виде аэрозолей. Наряду с оксидами железа, в состав пыли, входят кремнезем, соединения S, W, Mo, Hi, F, Pb, Se, где дисперсность пыли менее 1мкм в аэрозолях составляет 95%.

В прокатном производстве пыль образуется в результате измельчения окалины валками и испарения вследствие мгновенного увеличения давления и повышения температуры. Размер пыли от 5 до 10 мкм в 20% образуется от испарения окалины и составляет 200 г на 1 тонну товарного проката и 500-4320 г на 1 тонну при наличии огневой зачистки, до 80% пыли имеют фракции меньше 50 мкм. Пыль в местах блюмингов, слябингов состоит из оксидов Fe до 75%, а доля фракции размером до 1,5 мкм составляет 88,7%, (магнетит, FeO, и гематит). Действие аэрозольных частиц вызывает у рабочих неспецифические воспаления легких и бронхов, респираторные и сердечно-сосудистые заболевания. При производстве ферросплавов в колошниковых газах, как правило, повышено содержание ферросилиция, силикокальция, ферромар-ганца, феррохрома углеродистого, ферровольфрама и марганца металлического, где мелкодисперсная вагонная пыль, содержащаяся в газе в высокотемпературном рабочем пространстве представляет наибольшую опасность для работающих.

В конвертерных производствах в сложных условиях высоких температурных режимах сталевары вдыхают аэрозольный коктейль из оксида железа, марганца, оксида кремния, алюминия, он содержит углерод, SO₂, CO, NO₂ и другие ингредиенты, порой с концентрациями превышающие ПДК в несколько раз. Это ставит рабочих металлургических предприятий в сложные условия, где производственные процессы протекают с резко выраженными факторами вредности. Только в Днепропетровской области сосредоточено более половины металлургических предприятий, где уровень профзаболеваний за 2003 вырос в 2 раза. Поэтому поиски средств профилактики профзаболеваний у металлургов являются актуальными и приоритетными на сегодняшний день.

Задача освобождения организма от токсинов усложняется необходимостью удаления не одного-двух ядовитых веществ, а десятков, образовавших в организме по составу и свойствам ядовитый коктейль.

Поэтому сегодня так важно, согласно концепции устойчивого развития Украины:

проводить научные исследования по созданию адаптогенов, иммуногенов, и детоксикантов преимущественно природного происхождения, методик их применения, технологий и оборудования для их производства на базе сырьевых источников Украины;

предотвратить и свести к минимуму поступление промышленных токсических веществ в организм человека.

Исходя из заданных целей, следует считать насыщение потребительского рынка Украины биологически активными веществами, например, пектином, что является одной из приоритетных задач для Украины в связи с программой адаптации населения к техногенным перегрузкам, в особенности после Чернобыльской катастрофы.

Потребность в пектине следует из его уникальных свойств, среди которых важнейшим является способность образовывать комплексы с тяжелыми металлами, радиоактивными элементами, ксенобиотиками и выводить их из организма.

Пектин (от греческого слова “Pectos”- свернувшийся) входит в состав структурных элементов клеточной ткани всех зеленых растений.

Наибольшее количество пектина находится в кожуре, ламелях и сердцевине, он связывает ассоциации клеток овощей и фруктов.

В растительных клетках находятся две основные формы пектиновых веществ: пектин растворимый и нерастворимый - протопектин, последний является дополнительным источником получения пектина.

Благодаря наличию в молекулах пектина свободных карбоксильных групп происходит связывание тяжелых металлов: Pb, Hg, Со, Zn, Мо, радиоактивных веществ. Пектин -природный ионообменник.

Основное значение пектинов - выведения радионуклидов и долгоживущих изотопов цезия - 137, стронция - 90, иттрия и циркония. Цезий - 137, например, попадает в молочные продукты по пищевым цепочкам. Препарат “Яблопект” выводит до 28% радионуклидов из тканей организма взрослого человека, 35% тяжелых металлов, таких как Pb, Hg, Ni, Cr, Zn, Co, образуя со свободными карбоксильными группами молекулы пектина - хелатные, не растворимые комплексы в виде студенистых гелей (пектаты и пектинаты), которые не всасываются и выводятся из организма, являясь антидотами и антиоксидантами. Такими свойствами обладает например “Пектопал”.

Комплексообразующая способность пектина увеличивается с повышением рН среды. Пектин, полученный из корзинок подсолнечника, при рН 1,8-2,0 связывал 28,5% введенного стронция, при рН 3,6-3,7 -52%, а при рН 7,6-7,7 - 72%. Свекловичный пектин при тех же значениях рН соответственно связывал 26,4; 36,0; и 64,0% от общего количества введенного стронция. Массовое соотношение стронций-пектин составляет 36-15. Степень связывания пектином металлов зависит от количественного соотношения этих компонентов. При взаимодействии в растворе 1 части кобальта с 10 частями пектина из подсолнечника связывается 7,8% металла, а при соотношении 1:100 - 80,2%, при концентрации 0,5% свекловичного пектина связывается до 75% стронция.

Сегодня стало возможным получать без применения кислот и спирта пектин как в виде жидких концентратов с содержанием пектина 3-4%, так и сухой. В качестве ключевого звена в данной технологии используется роторно-кавитационный экстрактор и мембранная ступень очистки и концентрирования пектинового экстракта. В экстракторе протекают совмещенные процессы: измельчение сырья, гидролиз и экстракция пектина.

Полученные свекловичные пектины обладают повышенной способностью связывать и выводить из организма ионы тяжелых металлов. Так 1 мл концентрата свекловичного пектина, выделенного кавитационно-мембранным методом, способен вывести из организма 2 мг свинца, 6 мг меди, 1мг цинка.

Пектины не нарушают внутренний баланс организма. Поэтому мы рекомендуем целенаправленно проводить профилактику различного рода интоксикаций у рабочих металлургических предприятий, назначая до 10 г пектина в сутки в виде таблеток, содержащих 60% пектина, в течении 1-2 месяцев в году. Это можно делать на рабочих местах или в профилакториях и поликлиниках.

Пектины - высокоэффективное профилактическое средство широкого спектра действия, их можно с успехом применять в зонах повышенных техногенных нагрузок. Назначают пектин от 4 до 10 грамм в сутки. В зоне радиоактивных заражений рекомендовано до 16 г в сутки. Известно, что 1грамм пектина выводит из организма от 160-420 мг стронция.

Пектины могут сегодня оказать неоценимую роль в оздоровлении населения Украины. Их с успехом применяют для лечения атеросклероза, диабета, в химико-лучевой терапии, заболеваний сердечно-сосудистой системы, в детской медицинской практике. Через месяц приема “Яблопекта” детьми, содержание цезия-137 в организме уменьшается в 1,7 раз. Способность пектина выводить из организма такие вещества как пестициды, перекиси, биогенные токсины, анаболики, ксенобиотики, свободные радикалы, продукты метаболизма, делают его уникальным как пищевым, так и лекарственным средством. Мы рекомендуем шире использовать пектин и вводить его в продукты питания населения.

На сегодняшний день пектины получают из высушенных выжимок яблок, свеклы, всех цитрусовых, облепихи, ягодных культур, а также ананасов и бананов, морской капусты, топинамбура, подсолнуха, тыквы, моркови, ряски малой (лемнан).

Для получения 1т пектина нужно 140 тонн яблок. При переработке 1000 т свекловичного жома получается 100 т пектина. Сейчас с успехом применяют такие препараты: яблопект, медетопект, пектопал, камфлон, пектовит, детокс-хит и другие в виде таблеток и порошка с клетчаткой.

Существующие на сегодня проекты по получению пектина предусматривают создание технологий переработки ежегодно возобновляемого растительного сырья - свекловичного жома с получением ряда продуктов. В частности, предлагается технология получения и создание продукта, который объединяет в себе два действующих компонента: пектин и пищевые волокна и, таким образом, создаются условия для более широкого спектра адсорбирующего действия.

Свекловичный жом имеет в своем составе значительное количество ценных компонентов: это, в первую очередь, полигалактоурон, или протопектин - (20-25%), гемицеллюлоза, и клетчатка или целлюлоза до 20%. Важным свойством полигалактоурона является способность создавать комплексы с тяжелыми и радиоактивными металлами, фенолами, аминами в кишечнике и способность выведения их из организма.

В основу данного проекта заложена идея: использование всех полисахаридных составляющих свекловичного жома, которые могут быть переведены в активное состояние, благодаря чему данный продукт может быть использован как лечебно-профилактическое средство.

Сегодня пектины получают с помощью новых технологий. Новизна в том, что при применении мембранного метода разделения и очистки пектина до его жидкого концентрата, исключающего из технологического процесса дорогостоящее оборудование, а производство становится безвредным. Предлагаемые технологии уже используются для получения пектина в России с коммерческими предприятиями "Гелла-Теко". Основой предлагаемой схемы является ультрафильтрация, сушка без коагуляции и промывка спиртом (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема получения пектина

Нами были получены пектиновые вещества по методу Лазурьевского, где из высушенного до постоянного веса порошков из сырья методом кислотного гидролиза - в объеме 1:4 проводят гидролиз в течении часа при температуре 90°, вытяжку фильтруют, затем нейтрализуют аммиачным раствором до рН - 4,5 и упаривают до 1/2 объема. К оставшемуся сиропу добавляют 2 объема 96° спирта. Выпавший пектин центрифугируют, высушивают до постоянного веса.

Данные по выходу пектина из различных культур представлены в таблице 1.

Таблица 1- Выход пектина из различных культур

Как видно из таблицы, наибольший выход пектина (до 25%) мы наблюдали из красной смородины и малины, до 20% из свеклы, топинамбура, а наименьший (15%) из облепихи, и (12%) из цитрусовых.

Выход пектина еще не говорит о качестве самого пектина. Многопрофильность и универсальность пектинов зависит от наличия свободных карбоксильных групп галактуроновой кислоты, обуславливающих высокие ионообменные и избирательные свойства к цинку, кадмию, ртути, свинца железу и другим токсикантам.

Так пектин свеклы в три раза имеет большую связывающую способность тяжелых металлов, чем яблочный и содержит 12% пектина и 50% пищевых волокон, имеющих высокие желирующие свойства. Условия комплексооброзования [пектинметалл] нами изучалась in vitro в системе: 50 мл, HCl (0,02 н), куда добавили 0,1 мг свинцовой соли в 1 мл воды, 1гр пектина (pH -1,5) Параллельно с аналогичными ингредиентами были поставлены опыты в фосфатном буфере (рН-6,8). Система оставлялась 3 часа при t - 37⁰. Данные эксперименты представлены на рисунке 2.

Несвязанный свинец количественно определяли йодометрически. По разнице вносимого и оставшегося свинца строились графики. Нами установлено, что процессы связывания свинца идет более интенсивно в (2 раза) в щелочной среде (аналогично среде кишечника) и слабо в кислой (желудка). Данные выражали в процентах. Так облепиховый пектин и топинамбур в 3 раза сильнее связываются с металлами, чем яблочный. Свекольный пектин в 2,5 раза, интенсивнее яблочного, а яблочный почти в 3 раза сильнее, чем цитрусовый.

Такие препараты, как “Яблопект” “Пектопал” “Канальгаты” (из водоросли морской капусты) - ультрозостерин с успехом можно применять для профилак-тики, лечения хронических интоксикаций у металлургов, так как ими связывается и выводится Hg, Pb, Zn одновременно.

В течение одного месяца инакти-вируются до 35% тяжелых металлов. Облепиховый пектин из-за наличия значительного количества ацетильных групп, связывает соединения Cd, Pb, Hg, Co, Mo, также может найти применение как детоксикант у рабочих металлургического предприятий. Интерес вызывают пектины, которые мы предлагаем получать из недорогого “бросового сырья” - тыквенных корок, стеблей и корзинок подсолнечника, топинамбура, содержащие карбоксильные группы до 6%, метоксилированные карбоксильные до 9,6%, которые проявляющие детоксикационные свойства и комплексообразование, с тяжелыми металлами и радиоактивными веществами.

На Украине существуют пока только проекты по получению пектина из яблок и топинамбура, а также суммарный пектиновый комплекс из свеклы и цитрусовых. Сегодня назрела необходимость в связи с экологическими проблемами решать вопросы производства пектина на базе действующих сахарных заводов, например - Уманском или Губинихском.

Рисунок 2 - Зависимость связывания свинца пектином от величины рН:

1-цитрусовый пектин; 2-яблочный пектин; 3-пектин свекольный; 4,5- пектин облепихи и топенамбура

Итак, мы рекомендуем современную схему производства пектина, с применением мембранных методов разделения и очистки. Во- вторых мы предлагаем в более широких масштабах использовать полученные пектина из недорогого сырья - отходов пищевой промышленности не только из свеклы и яблок, но определиться в производстве пектина из топинамбура, корзинок, подсолнуха, тыквенных корок и жмыха ягодных культур, не закупать его за рубежом по высокой цене.

Последним, важным моментом является: необходимо изыскать возможности применение и назначение пектина для рабочих металлургических производств, где уровень заболеваемости остается довольно высоким. А также использовать пектиносодержащие добавки в пищевых продуктах тем самым, способствуя быстрейшей адаптации населения к высоким техногенным нагрузкам.

Перечень ссылок

1. Алексеева С.В, Усенко В.Р. Гигиена труда. - М.: Медицина, 1988. - С. 403-428.

2. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. - Л: Гидрометеоиздат, 1985. - 272 с.

3. Молчанов З.В Охрана труда в прокатном производстве. - М.: Металлургия, 1973. - С. 120.

4. Касимов А.М. Пылегазовые выбросы при производстве основных видов ферросплавов. - М.: Металлургия, 1988. - С. 110.

Размещено на Allbest.ru