Разработка способа создания и оценки эффективности комбинаций биополимерных и минеральных энтеросорбентов для выведения избыточного содержания металлов из организма человека

Цель - поиск оптимальных сочетаний биополимерных и минеральных энтеросорбентов, способных к наиболее эффективному и селективному выведению из организма жителей крупных городов избыточно поступающих металлов. Одной из задач эксперимента являлось моделирование условий внутренней среды организма человека, при которых происходит энтеросорбция, для более адекватной оценки сорбционной емкости полученных комбинаций энтеросорбентов по отношению к ряду наиболее распространенных эссенциальных и токсичных металлов.

Материалы и методы. Для моделирования сложного состава внутренней среды организма использовалась молочная сыворотка, которая представляет собой многокомпонентную матрицу, состоящую из воды с растворенными в ней минералами и органической фракцией. В качестве минеральных энтеросорбентов использовались диоктаэдрический смектит («Смекта»), мелкодисперсный диоксид кремния («Полисорб МП»), гранулированный цеолит («Zeo Detox»), активированный уголь. Из биополимерных энтеросорбентов использовались «Хитозан» и «Микотон». Модельные растворы солей наиболее распространенных металлов (Fe, Cu, Cd, Zn) готовились соответствующим разведением стандартных образцов металлов в молочной сыворотке.

Результаты. Показана возможность использования молочной сыворотки для моделирования жидкой фазы, в которой осуществляются процессы сорбции в организме. Представлены результаты оценки сорбционной емкости и эффективности сорбции различных комбинаций энтеросорбентов. Предложены наиболее эффективные комбинации, способствующие селективному выведению избыточного количества металлов из организма. Так комбинация «Цеолит+активированный уголь» в большей степени пригодна для длительного регулярного применения с целью селективного выведения из организма металлов при их хроническом пероральном поступлении. При острых отравлениях более эффективны комбинации энтеросорбентов - «Смекта+Микотон+Хитозан» или «Полисорб+Микотон+Хитозан».

Заключение. Композитный сорбент на основе цеолита и активированного угля показал относительно высокую абсолютную эффективность по сравнению с другими композитами на основе минеральных энтеросорбентов - смекты и полисорба. При этом он обладает высокой селективностью, что в сочетании с низкой гидрофильностью является оптимальным для регулярного применения в условиях полиметаллического загрязнения на территории крупных городов.

1. Бондарев Е.В., Штрыголь С.Ю., Дырявый С.Б. Применение энтеросорбентов в медицинской практике. Провизор. 2008;(13). URL: http://www.provisor.com.ua/archive/2008/N13.

2. Палий И.Г., Резниченко И.Г. Современный взгляд на проблему энтеросорбции: выбор оптимального препарата. Новости медицины и фармации. 2007;(11):15-17

3. Урсова Н.И., Горелов А.В. Современный взгляд на проблему энтеросорбции. Оптимальный подход к выбору препарата. Русский медицинский журнал. 2006;14(19):1391-1396. URL: https://www.rmj.ru/articles/pediatriya/Sovremennyy _vzglyad_na_problemu_enterosorbcii_Optimalynyy_podhod_k_vyboru_preparata/

4. Щербаков П.Л., Петухов В.А. Сравнительная эффективность энтеросорбентов при диарее у детей. Вопросы современной педиатрии. 2005;4(4): 86-90. EDN: PHXWLB.

5. Reshetnikov V.I. Evaluation of the adsorption capacity of enterosorbents and related medicinal preparations. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2003;37(5):246-251. EDN: SVZOFL.

6. Николаев В.Г., Гурина Н.М. Энтеросорбция сегодня: сорбционные материалы и механизм действия. URL: http://kiulong.cjm.ua/content/view/66/58

7. Хотимченко Ю.С., Ермак И.М., Бедняк А.Е., Хасина Э.И., Кропотов А.В., Коленченко Е.А., Сергущенко И.С., Хотимченко М.Ю. и др. Фармакология некрахмальных полисахаридов. Вестник Дальневосточного отделения Российской Академии Наук. 2005;(1):72-82. EDN: HMQZHH.

8. Авалиани С.Л., Ревич Б.А., Захаров В.М. Мониторинг здоровья человека и здоровья среды. Региональная экологическая политика. Москва: Изд-во центра экологической политики России, 2001. 76 с.

9. Фомичев А.В., Сосюкин А.Е., Малышева Е.В., Литвинцев Б.С., Лапина Н.В., Пимбурский В.Ф., Чухарев А.Е. Настоящее и будущее применения энтеросорбентов в профилактике и лечении неблагоприятного воздействия соединений тяжелых металлов. Токсикологический вестник. 2020;(2):41-46. DOI: 10.36946/0869-7922-2020-2-41-46. EDN: SZJNOV.

10. Водяницкий Ю.Н., Рогова О.Б., Пинский Д.Л. Применение уравнений Лэнгмюра и Дубинина-Радушкевича для описания поглощения меди и цинка дерново-карбонатной почвой. Почвоведение. 2000;(11):1391-1398

11. Самохин А.П., Крыщенко B.C., Минкина Т.М., Сшатовой А.А. Изотермы адсорбции цинка, меди и свинца черноземом обыкновенным при монометалльном и полиметалльном загрязнении. Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде. 2002;(1):365-369

12. Емельянов С.И., Брискин Б.С., Демидов Д.А., Демидова Т.И. Возможности энтеросорбции и эволюция энтеросорбентов для лечения хирургического эндотоксикоза. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2010;(11):84-89. EDN: MXTWYJ.

13. Секун Д.М., Бутылин Ю.П., Стрелко В.В. Влияние энтеросорбентов с различной химией поверхности на гомеостаз. Внутривенная общая анестезия. Методы детоксикации. 1986:156-159

14. Wingate D., Phillips S.F., Lewis S.J., Malagelada J.R., Speelman P., Steffen R., Tytgat G.N. Guidelines for adults on self-medication for the treatment of acute diarrhoea. Aliment Pharmacol Ther. 2001;15(6):773-782. DOI: 10.1046/j.1365-2036.2001.00993.x.

15. Szajewska H, Dziechciarz P, Mrukowicz J. Meta-analysis: Smectite in the treatment of acute infectious diarrhoea in children. Aliment Pharmacol Ther. 2006;23(2):217-227. DOI: 10.1111/j.1365-2036.2006.02760.x.

16. Липатникова И.А., Решетников В.И. Разработка состава геля Полисорба и его биофармацевтическая оценка. Фармация. 2004;(3):34-35

17. Химкина Л., Пантелеева Г., Копытова Т. Клиническая эффективность Полисорба МП в комплексной терапии хронических распространенных дерматозов. Врач. 2010;(1):38-40. EDN: KYVXPB.

18. Федорова О.В., Федулова Э.Н., Тутина О.А., Копейкин В.Н., Коркоташвили Л.В. Патогенетическая сорбционная терапия эндогенной интоксикации воспалительных заболеваний кишечника у детей. Педиатрическая фармакология. 2009;6(5): 34-37. EDN: KYLVFN

19. Shahidi F., Abuzaytoun R. Chitin, chitosan, and co-products: chemistry, production, applications, and health effects. Adv Food Nutr Res. 2005;49:93-135. DOI: 10.1016/S1043-4526(05)49003-8.

20. Murata Y., Kudo S., Kofuji K., Miyamoto E., Kawashima S. Adsorption of bile acid by chitosan-orotic acid salt and its application as an oral preparation. Chem Pharm Bull (Tokyo). 2004;52(10):1183-1185. DOI: 10.1248/cpb.52.1183.

21. Murata Y., Kodama Y., Hirai D., Kofuji K., Kawashima S. Properties of an oral preparation containing a chitosan salt. Molecules. 2009;14(2):755-762. DOI: 10.3390/molecules14020755.