|
Научно-исследовательский геотехнологический центр Дальневосточного отделения Российской академии наук, Петропавловск-Камчатский, Россия
Озеро Утиное Паратунского курорта является единственным эксплуатируемым месторождением лечебных грязей Камчатского края. Подсчет ресурсов запаса лечебных грязей озера в 1990–2012 гг. показывал снижение балансовых запасов на 20% (с 79987 м3 до 56412 м3) в связи с исключением задернованных и осушающихся участков.
Химический состав покровных вод озера характеризуется как минерализованный, слабокислый-слабощелочной (рН 6,0–8,71), хлоридно-сульфатный, натриево-кальциевый, по минерализации пресный (800–954 мг/дм), с общей жесткостью 4,6–6,5 мг-экв/дм3.
Результаты наших исследований лечебной грязи озера Утиное подчеркивают высокое качество пелоида по уровню сероводорода (0,159 % на сырую грязь), отрицательному окислительно-восстановительному потенциалу (–146 мВ), содержанию органического углерода (16,31 % на абсолютно сухую массу). Отношение C/N равно 12,74. Содержание гуминовых веществ составляет 8,03 %, липидов 0,99 %, с включением 20,99 мг% каротиноидов.
По своим физико-химическим показателям на основе исследований за время эксплуатации лечебная грязь месторождения озеро Утиное соответствуют кондициям, разработанным для этого типа пелоидов, за исключением повышенной засоренности (норма не более 3 %) и несколько увеличенной влажности (норма не более 75 %). Однако эти показатели легко могут быть нормализованы при подготовке грязей к процедурам.
Санитарное состояние грязевого месторождения озеро Утиное в 1962, 1990, 1996, 2004, 2007, 2010, 2012 гг. оценивалось по результатам обследования акватории и прилегающих берегов, а также по результатам санитарно-бактериологических анализов озерной воды и донных отложений. Обследования показали, что санитарная обстановка на месторождении и в пределах его водосбора неудовлетворительная. Источниками загрязнения водоема являются в основном сброс сточных вод в ручьи Паратунский и Коркина, которые являются основным источником гидроминерального питания озера и оказывают отрицательное воздействие на санитарное состояние озера и его донные отложения.
Для санитарно-бактериологической характеристики месторождения лечебной грязи озера Утиное по результатам работ 1962–2012 гг. исследовались пробы покровной воды. Коли-титр проб воды (при норме 10 и выше), не превышал 0,04, общее микробное число (при норме 100 и ниже) было выше 500 во всех пробах, и достигало 18000 в отдельных точках. В 50 % проб исследованной воды наблюдалась нормализация коли-титра, а в последние годы исследований (2010–2012 гг.) и нормализация титра-перфрингенс, при отсутствии патогенной флоры. Таким образом, за период исследований санитарное состояние покровных вод улучшилось, что может быть связано с большей долей в них термальных вод и водоохранными мероприятиями.
По итогам исследований санитарно-микробиологического состояния грязи озера Утиное установлен одинаковый уровень несоответствия нормативам показателей коли-титра и титра-перфрингенс при повышенном общем числе микроорганизмов. В 2004–2012 гг. уровень санитарной загрязненности водоема снизился с нормализацией титра-перфрингенс и наблюдением нормального уровня коли-титра в 50 % проб. На этой основе делается заключение о санитарно-микробиологической некондиционности грязевых отложений на более низком уровне загрязнения.
Источником загрязнения грязе-иловых отложений является покровная вода озера, содержащая загрязняющие микроорганизмы.
Совокупность исследований оз. Утиное и его грязе-иловых отложений позволяет утверждать, что недостатком лечебного субстрата месторождения является присутствие в нем санитарно-показательных микроорганизмов и тенденция к загрязнению пелоида. До сих пор единственным способом регенерации грязи являлось выдерживание ее в бассейнах грязехранилища. Такой простой способ самоочищения не очень доступен для лечебных учреждений, т. к. в этом случае необходимо строить дорогостоящие грязехранилища.
Этап технологии переработки грязи до отделения жидкой фазы – грязевого экстракта, представляет собой ускоренный процесс регенерации и самоочищения грязи, повышение уровня ее биологической активности в связи с обогащением грязевого раствора в процессе экстракции за счет прогрева, механической активации и участия автохтонного микробного сообщества
Экстрагируемые из лечебной грязи жидкие грязевые препараты представляют собой частично извлеченное содержимое отдельных элементов грязевого раствора [3]. За счет сохранения факторов биологической активности лечебной грязи, пелоидные препараты могут успешно использоваться во внекурортном грязелечении, расширяя показания к лечению [1, 4, 5]. Методика получения препарата включает контроль качества лечебной грязи по кондициям свойств, утвержденным для месторождения озеро Утиное Российским научно-исследовательским центром реабилитации и физиотерапии (№ 14/776 от 16.12.91 г.). Непосредственно перед началом работ определяется рН и влажность грязи. Содержание патогенных и санитарно-показательных микроорганизмов контролировалось периодическими исследованиями пелоида в грязехранилище. Химическое и микробиологическое загрязнение в процессе приготовления препарата предотвращалось: УФ-облучением помещения (воздуха), мытьем и обработкой посуды и емкостей 70% этиловым спиртом.
Микробиологические свойства препарата ВЭЛГ исследовались по содержанию микроорганизмов в самом препарате, а также по его воздействию на развитие культур патогенных и условно-патогенных бактерий различных систематических, морфологических, физиологических, биохимических групп – кокки, бациллы (палочки), капсулообразующие, спороносные, грамположительные, грамотрицательные: Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Klebsiella pneumonia, Escherichia coli.
Биомедицинское тестирование пелоидного препарата ВЭЛГ, осуществлялось по следующим параметрам: 1) раздражающее действие препарата на кожные покровы; 2) ранозаживляющее действие препарата при механическом повреждении и ожоге.
Основополагающим принципом получения пелоидного препарата из лечебной грязи оз. Утиное является водное экстрагирование грязе-иловой массы. Грязе-иловая масса с влажностью 69–79% смешивается с дистиллированной водой в соотношении 1:2 при непрерывной механической активации и подогреве до 25°С. Длительность экстрагирования составляет 15 часов. Описанная методика, до отделения жидкой фазы грязи, обозначается нами как активация, в связи с усилением механизмов самоочищения, повышением биохимической и микробиологической активности грязевого раствора [2]. Полученная смесь подвергается центрифугированию в течение 20 минут при режиме работы центрифуги – 5 тыс. оборотов в минуту. К твердой фазе, после отделения жидкой фазы грязи, добавляется такое же количество дистиллированной воды и проводится вторичная экстракция в течение 6 часов, при той же температуре (25°С). Первый и второй экстракты объединяют и после проведения через бактериальный фильтр составляют выход готового продукта – водного экстракта лечебной грязи (ВЭЛГ).
С физической точки зрения препарат ВЭЛГ представляет собой прозрачную, слегка опалесцирующую жидкость с незначительной минерализацией, слабокислой или нейтральной реакцией рН. В процессе хранения препарата ВЭЛГ формируется желто-коричневый осадок, происходит сдвиг рН в кислую сторону.
Полученный нами водный экстракт лечебной грязи по своим физико-химическим свойствам близок к грязевому раствору нативной грязи: по составу сульфатный, натриево-кальциевый, слабоминерализованный со слабокислой или нейтральной реакцией среды.
Учитывая санитарно-бактериологическое неблагополучие лечебной грязи месторождения озеро Утиное, восстанавливающего оптимум микробиологических кондиций после мер, стимулирующих самоочищение и регенерацию, представляется актуальной микробиологическая характеристика препарата ВЭЛГ. Исследование всех препаратов, полученных нами на основе водного экстрагирования, прогрева и механической активации, показало, что их общая микробная обсемененность оказывалась не выше 300 колониеобразующих единиц на миллилитр препарата.
Исследование коли-титра показало, что препараты, полученные по стандартной технологии, без бактериальной фильтрации, стабильно имеют величину титра более 300 мл. Титр-перфрингенс составляет более 0,1 мл. В связи с достаточной чистотой препарата по содержанию микробов большие объемы не рассматривались.
Антимикробные свойства исследуемого препарата определяли методом серийных разведений в жидкой питательной среде (МПБ). В качестве тест-микробов использовали музейные культуры S. aureus, E. coli, К. pneumoniae, В. cereus.
Проведенные исследования позволили установить следующее. Согласно полученным данным, препарат ВЭЛГ не оказывал бактерицидного действия на В. cereus. В исходной концентрации препарат подавляет рост S. aureus и К. pneumoniae. Так, через 30–150 минут отмечались единичные колонии этих микроорганизмов на МПА. Препарат оказывал наиболее существенное действие на Е. coli. Так, через 30 минут наблюдался рост единичных колоний Е. coli на МПА из исходной концентрации препарата и при разведении 1/2. Спустя 60 минут количество колоний, выросших на МПА, также резко снижалось до единичных колоний, выросших в исходной концентрации и разведениях 1/2 и 1/4 препарата. Вместе с тем, через 150 минут после посева, наблюдалось отсутствие роста Е. coli на МПА из исходного раствора изучаемого препарата. Уменьшение числа выросших колоний кишечной палочки отмечалось и при меньшей концентрации исследуемого препарата – 1/2, 1/4. Однако, начиная с разведения 1/8 и более, уменьшение количества колоний кишечной палочки, выросших на МПА, не происходило.
Таким образом, изученное вещество водного экстракта лечебной грязи (препарата ВЭЛГ) в системе in vitro оказывает угнетающее действие на S. aureus, К. pneumoniae. Кроме того, полученные данные по изучению препарата показали, что исследуемое вещество обладает более выраженным антибактериальным воздействием на кишечную палочку [1].
В экспериментах по биомедицинскому тестированию использовались белые беспородные крысы весом 100–150 г с равным соотношением особей по полу, а также взрослые кролики 2–2,5 кг. Численность животных в каждой наблюдаемой группе составляла 10 крыс и 10 кроликов.
При изучении раздражающего действия водного экстракта лечебной грязи, препарат ВЭЛГ наносился на латеральную часть тела животных путем наложения марлевых тампонов размером 3x5 см, смоченных изучаемой субстанцией. Время воздействия было определено в 30 минут. В контрольных группах животных для нанесения использовалась дистиллированная вода. Наблюдение осуществлялось в течение трех недель. Критерием оценки изменений являлось покраснение (гиперемия), отек, сыпь и другие проявления реакции раздражения.
При изучении раздражающего действия препарата смоченные марлевые тампоны наносились на латеральную часть тела крыс (10) и кроликов (10), такой же численности контрольной группе животных прикладывались сухие тампоны (или тампоны, смоченные дистиллированной водой). Длительность воздействия в опыте и контроле составляла 30 минут. Наблюдения в течение трех недель не выявили никаких изменений кожных покровов. Таким образом, было установлено отсутствие раздражающего действия препарата.
Многолетнее применение препарата в физиотерапевтической практике подтвердило результаты этого теста. В единичных случаях кожная реакция отмечалась при повышенной величине силы тока электрофоретического применения препарата. Такой артефакт избегается соблюдением инструкции при проведении электрофоретических процедур, а также снижением величины тока при повышенной чувствительности пациентов.
Ранозаживляющее действие препарата изучалось воздействием на механическое повреждение кожи 10 крыс и 10 кроликов. При этом производилось удаление кожного лоскута с прилежащими тканями до мышцы, размером для крыс 1 х 1 см, для кроликов 2 х 2 см. Операции проводились под наркозом, введение в который достигалось сомбревином и эфиром. По этой методике были сформированы три группы. В первой группе на рану прикладывался марлевый тампон, смоченный изучаемой субстанцией, во второй группе – смоченный облепиховым маслом, в третьей группе раны накрывались сухим тампоном. Наблюдение осуществлялось до полного заживления ран. Эффективность оценивалась по времени уменьшения раневого дефекта, качеству заживления, а также цитологически по анализу экссудата (мазков).
Существенных отличий в 1 и 2 группах в закрытии раневого дефекта не отмечено. По мере формирования эпителия происходило оттеснение струпа. Полное закрытие раневого дефекта в 1 и 2 группах по длительности заживления практически происходило с одинаковой интенсивностью в течение 5–7 дней. Причем у кроликов процесс заживления опережал аналогичные изменения у крыс на 1–2 дня.
Тест ранозаживляющего действия препарата ВЭЛГ при его сравнительном изучении с облепиховым маслом показали его одинаковую эффективность с признанной ранозаживляющей субстанцией – облепиховым маслом. Существенных различий в проявлении реакции заживления у крыс и кроликов не было выявлено.
При исследовании препарата по его воздействию на ожоговую рану были сформированы 3 группы, аналогично предыдущему эксперименту, с включением в каждую группу 10 крыс и 10 кроликов. В первой группе животных ожоговая поверхность покрывалась тампоном, смоченным препаратом ВЭЛГ, во второй группе тампоны смачивались облепиховым маслом, а в третьей прикладывались сухие тампоны. Длительность наблюдений во всех группах составляла 2 недели. Критерием оценки процесса восстановления поврежденного участка кожи явилось полное заживление.
Заживление в 1 и 2 группах животных было завершено к концу первой недели. В контрольной группе не полное заживление с сухим струпом наблюдалось через 2 недели. Существенных осложнений в этой группе не наблюдалось. Ожоговый тест ранозаживляющего действия препарата ВЭЛГ обнаруживает уровень его активности, соответствующий облепиховому маслу – эффективному средству при лечении ожогов.
Разработка пелоидных препаратов на основе лечебной грязи озера Утиного определила оптимальную технологию получения препарата ВЭЛГ, включающую длительный прогрев, перемешивание, разжижение грязи, заимствованные как факторы, стимулирующие регенерационные способности грязи. По физико-химической характеристике препарат ВЭЛГ – это жидкость кислой или нейтральной реакции, слабоминерализованная, по составу соответствующая грязевому раствору. Важнейшими биомедицинскими свойствами препарата ВЭЛГ является его антибактериальное действие по отношению к гноеродным коккам и бактериям кишечно-тифозной группы, ранозаживляющее действие при ожогах и механических повреждениях кожи. Таким образом, препаративная форма грязи не только лишена загрязняющего параметра, но и обладает выраженным антибактериальным действием, обусловленным экстрактивными веществами активированной лечебной грязи.
Список литературы
1. Мурадов, С. В. Пути решения экологического неблагополучия лечебной грязи / С. В. Мурадов, В. Д. Чертова // Научное обозрение. – № 4. – 2006. – С. 15–18.
2. Мурадов, С. В. Экологическое решение проблем современного грязелечения / С. В. Мурадов. – Петропавловск-Камчатский : КамГУ им. В. Беринга, 2007. – 266 с.
3. Олефиренко, В. Т. Водолечение / В. Т. Олиференко. – М. : Медгиз, 1986. – 287 с.
4. Холопов, А. П. Грязелечение / А. П. Холопов, В. А. Шашель, Ю. М. Перов, В. П. Настенко. – Краснодар : Периодика Кубани, 2002. – 284 с.
5. Щегольков, А М. Применение гряземинеральных ванн в комплексной реабилитации раненых на санаторном этапе / А. М. Щегольков, В. П. Ярошенко, Э. А. Копылов, А. М. Амиров // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. – № 3. – 2009. – С. 3–5.
|
