2.2 Возможности и перспективы применения хитозановых сорбентов для общей детоксикации организма в условиях техногенного загрязнения

Душкин М.И., д.м.н., зав. лаборатории иммунологии атеросклероза ИКИ СО РАМН

«хитозан может быть отнесен к группе парафармацевтиков - природных веществ, обладающих специфической фармакологической активностью»
К. Д. Жогалев
(Военно-медицинская академия, Санкт-Петербург)

В последние годы хитозан называют сорбентом XXI века. Эти высказывания не лишены оснований. Чем больше ученые узнают о свойствах этого уникального полимера, тем больше направлений его практического применения возникает. Сейчас трудно назвать какую-либо сферу человеческой деятельности, где не применяется хитозан или его производные. И с каждым годом возникают совершенно новые направления его использования. Если в «интернете» вы наберете слово «chitosan», то увидете, что только за один год выходит около 1000 международных научных статей, посвященных его использованию в медицине, сельском хозяйстве, косметике и пищевой промышленности. Важное место в этом мировом хитозановом буме занимает область применения этого энтеросорбента для выведения радионуклидов и токсических соединений в условиях техногенного загрязнения.

С чем же связан повышенный интерес ученых к хитозану ? В 2001 году на конгрессе в Брюсселе, посвященном применению природных парафармацевтиков, были сформулированы основные требования к БАДам., которые сводятся к следующим пунктом. БАДы 1) должны обладать низкой токсичностью. 2) иметь строго установленный химический и физические характеристики и 3) обозначенные области его эффективного применения. Отвечает ли хитозан этим требованиям?

хитозан, как деацелированное производное хитина краба – поли-ацетил-D-глюкозамин, очень близок по структуре к мукополисахаридам клеточных оболочек и внеклеточного вещества различных органов человека. Схожесть хитозана с полисахаридами человека и животных лежит в основе его очень низкой токсичности. За время многолетней клинической практики противопоказаний для прелагаемых препаратов как БАД к пище не было обнаружено. Единственным ограничением использования хитозана является аллергия на рыбные продукты. При этом следует отметить, что в сравнении с другими сорбентами хитозан в наибольшей степени отвечает требованиям к энтеросорбентам, сформулированным академиком РАМН Ю.И.Бородиным (1995):

• Механическая прочность
• Обладание заданными гранулометрическими параметрами
• Наличие определённого химического состава
• Прочность структуры
• Минимальный травмирующий эффект на живые клетки
• Отсутствие поглощения кислорода и белка из крови и лимфы
• Отсутствие нарушения минерального баланса
• Наличие селективности в отношении определённых классов соединений
• Высокая сорбционная ёмкость
• Сочетание безвредности и биологической активности по сравнению с другими полисахаридами (пирогенал, продигиозан)
• Отсутствие аллергических реакций (кроме случаев аллергии к крабам)
• Отсутствие токсического воздействия на организм

В результате многочисленных экспериментальных и клинических исследований были надежно показаны следующие эффекты хитозана :

• Гиполипидемическое и антиатеросклеротическое действие
• Сорбционные свойства и способность восстанавливать микробный пейзаж кишечника
• Первичные аминогруппы хитозана в десятки раз превосходят ионообменные смолы по эффективности связывания тяжелых металлов и радионуклидов.
• Полиэлектролитные комплексы с анионами используются для связывания и выведения из организма различных токсинов (при пищевых отравлениях и других источниках интоксикации)
• Нарушение хитозаном целостности микробной мембраны вызывает повышение уязвимости бактерий к антибиотикам при лечении бактериальных инфекций.
• Иммуностимулирующее действие обеспечивает повышение неспецифической устойчивости организма к действию неблагоприятных факторов среды.
• Улучшает общую функцию кишечника ( снимает изжогу, обладает противоязвенным действием)
• Проявляет антиоксидантное действие связывая ионы Cu, Zn, Ni, Fe.

Статистические данные свидетельствуют, что в настоящее время здоровье более 60% населения находится в прямой зависимости от концентрации разнопрофильных, экологически неблагополучных промышленных объектов. Постоянное влияние неадекватных химических факторов отдельно, а чаще в различных сочетаниях, вызывает развитие стрессорных состояний, снижение резистентности к различным заболеваниям. Последнее характеризуется дефицитом энергетического обеспечения организма, возникновением иммунодефицитов, превалированием катаболических процессов, в результате чего организм попадает в состояние между нормой и патологией.

Анализ структуры заболеваемости показывает, что неблагоприятный экологический фон в несколько раз повышает частоту желудочно-кишечных и респираторных заболеваний. Обладая комплексным оздоровительным эффектом на организм, хитозан может выступать как один из самых перспективных энтеросорбентов, периодический прием которого необходимо рекомендовать людям, проживающим в областях техногенного загрязнения.

Примером может служить исследования по определению токсичных элементов ряда техногенных зон Челябинской области, которые показали наличие железа, меди, цинка, свинца, кобальта, никеля, магния, марганца в количестве, превышающих ПДК в воде и почве, и МДУ – в крови людей. В связи с этим, в техногенных областях становится актуальным использование различных форм хитозана , обладающего антидотной активностью к различным тяжелым металлам.

Способность хитозана к выведению тяжелых металлов продемонстрировано в экспериментальных исследованиях на кроликах в зоне влияния Троицкой ГРЭС, которые получали 0,7 г хитозана на 1 кг массы тела в течение 2 недель. Анализ таблицы показывает, что у опытных животных отмечается повышенное содержание в крови свинца, никеля, железа, кобальта и марганца на 90, 90, 44,4, 25 и 66,6% соответственно и снижение концентрации меди и цинка в среднем на 15 и 18%. Применение хитозана вызывало достоверное снижение уровня свинца на 64,4%, никеля – на 68,55% и железа на 35,3%.

Таблица. Содержание тяжелых металлов в крови кроликов

Наряду с выведением тяжелых металлов, хитозан приводил к увеличению концентрации эритроцитов на 17% и снижению количества лейкоцитов на 6,82%. Кроме того, хитозан увеличивал на 58,7% выработку кровяных пластинок, одной из важнейших функций которых является захват токсинов и транспортиовка их в селезенку. Анализ лейкограммы показал, что на фоне применения хитозана в крови возрастает процент содержания эозинофилов, сегментоядерных нейтрофилов и снижается количество моноцитов и лимфоцитов. Указанные изменения в лейкограмме свидетельствуют о снижении под влиянием хитозана токсического влияния тяжелых металлов на организм. Представленные исследования демонстрируют, что хитозан можно применять для коррекции содержания тяжелых металлов в организме человека и животных при избыточном поступлении их из окружающей среды.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом накоплен большой экспериментальный материал, который свидетельствует о наличии противолучевых свойств у полисахаридов различного происхождения. Среди всех известных высокомолекулярных соединений по выраженности своего действия особое место занимает хитозан. В исследованиях на 7 видах лабораторных животных, включая собак и обезьян, было установлено, что хитозан обладает выраженным противолучевым действием при назначении как до, так и после облучения. Выживаемость животных при облучении возрастала в среднем на 60%. Обобщая результаты этих исследований, можно сделать вывод, что препараты на основе хитозана по сей день являются самыми эффективными противолучевыми средствами. Опыт применения БАД «Хитолан» фирмы «Апмфарм» в местах проживания с высоким фоном радиоизотопов на Урале, вблизи Чернобыльской АЭС, в Семиполатинской области, свидетельствует, что его применение потребителями оказывает протективное действие на иммунный статус и поражение щитовидной железы.

В условиях широкого использования автомобильного транспорта в атмосфере крупных городов накапливаются токсигенные количества гетероциклических соединений. В то же время, химизация пищевой промышленности, широкое использование различных искусственных добавок и копченостей, содержащих канцерогены, привело к росту онкологических заболеваний и отравлений. Успешному решению проблемы защиты от токсического и канцерогенного действия гетероциклических соединений способствует эфферентная терапия, включающая в себя энтеросорбцию как наиболее физиологичный, не вызывающий осложнений, не требующий значительных материальных затрат, удобный в применении метод.

Суть энтеросорбции заключается в пероральном введении сорбентов, свойства которых направлены на удержание на своей поверхности токсичных компонентов пищи. Сорбция токсинов и предотвращение их всасывания уменьшает нагрузку на органы детоксикации и экскреции, способствует улучшению гомеостаза и иммунного статуса. Стимулирующий механизм энтеросорбции отмечается как при острых, так и при хронических поражениях желудочно-кишечного тракта.

Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о безопасности применения природных энтеросорбентов, в число которых входит хитозан. Изучение биологических свойств хитина и его производных показало эффективность их применения при лечении ряда заболеваний, в том числе гастрита и язвенной болезни желудка. Кроме того, предложено использование хитозана в качестве пищевой добавки для стимуляции деятельности пищеварительного тракта и усиления защитной функции печени. Зафиксировано также противоопухолевое и ранозаживляющее действие хитозана. Физико-химические эксперименты свидетельствуют об эффективном связывании хитозаном различных гидрофобных циклических токсинов. Экспериментальные исследования, проведенные на 5 видах лабораторных животных, подтверждают возможность широкого использования хитозана для лечения и профилактики отравлений гетероциклическими соединениями.

Обобщая данные о применении хитозана как энтеросорбента, английский эксперт по освоению морских ресурсов Роберт Моррис сравнил его с «липучкой для мух». Подобно тому, как клейкая бумага фиксирует и выводит из строя различных насекомых, хитозан связывает и инактивирует широкий спектр токсических соединений, сопровождающих жизнь современного человека. Поэтому прием препаратов на основе хитозана рекомендован во всех технически развитых странах, включая Россию.