Фізіологічна активність мінеральної води "Нафтуся" до і після її мікробної депривації

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ФІЗІОЛОГІЇ ім. О.О. БОГОМОЛЬЦЯ

УДК 591.133.15:663.647:628.163

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Фізіологічна активність мінеральної води “Нафтуся” до і після її мікробної депривації

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

Ковальчук Галина Ярославівна

Київ - 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України.

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор Івасівка Степан Васильович, Інститут фізіології імені О.О.Богомольця НАН України, завідувач відділу експериментальної бальнеології.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Кришталь Микола Васильович, Національний медичний університет ім.О.О. Богомольця, професор кафедри патологічної фізіології;

доктор біологічних наук Алєксєєва Ірина Миколаївна, Інститут фізіології імені О.О.Богомольця НАН України, завідувач відділом імунології і цитотоксичних сироваток.

Провідна установа: Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, кафедра фізіології людини і тварин.

Захист відбудеться "7" лютого 2006 року о 14⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.198.01 при Інституті фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України (01024, м. Київ, вул. Богомольця,4).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України (01024, м. Київ, вул. Богомольця,4).

Автореферат розісланий "6" січня 2006 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради Д.26.198.01 доктор біологічних наук, професор Сорокіна-Маріна З.О.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Відомо, що атрибутом складу води "Нафтуся" є її автохтонна мікрофлора (Есипенко Б.Е.,1978; Максимович К.А.,1978; Конотоп Г.И.,1983; Николенко С.И. и др. 1997). Її роль у фізіологічній активності вивчалась Білас В.Р. (1998, 1999) та Івасівкою С.В. (1994, 1997). Констатовано, що одним із індикаторів вод типу "Нафтуся" є мікробна лактатдегідрогеназна активність, рівень якої у всіх досліджуваних водах цього типу корелює із чисельністю сульфатредукуючих мікроорганізмів та віддзеркалює інтенсивність їх життєдіяльності. Цими ж авторами доказано мікробне походження інгібіторів та активаторів Nа,К-АТФази ентеральної слизової та кори нирки щура. Їх вміст підлягає сезонним змінам і корелює з мікробіологічними показниками води. Автохтонним вуглеводніокиснюючим мікроорганізмам (ВОМ) води "Нафтуся" належить провідна роль у деструкції бітумінозних сполук та нагромадженні карбонових кислот. В дослідах in vivo встановлено, що ВОМ-метаболіти озокериту здатні активувати системи захисту організму від ксенобіотиків, а також підвищувати фагоцитарний індекс нейтрофілів. Таким чином, продукти біотрансформації вуглеводневої сировини автохтонними мікроорганізмами води "Нафтуся" зберігають активність нативної мінеральної води.

Внаслідок недотримання через об'єктивні причини вимог санітарної охорони родовища, окремі свердловини води "Нафтуся" періодично забруднюються алохтонною мікрофлорою, індикатором якої є кишкова паличка. Така ситуація вимагає депривації останньої. Загальноприйняте у водопостачанні населення хлорування є неприйнятним для води "Нафтуся" у зв'язку з можливістю утворення токсичних хлорорганічних сполук (Koivusalo M., Vartiainen T., 1997; Гончарук В.В.; Потапченко Н.Г., 1998; Сліпченко В.О., Сліпченко О.В., 2003; Alberti A. et al., 2003; Andrews J.E. et al., 2004; Plewa M.J. et al., 2004) та інактивації фізіологічно активної органіки. Заслуговує уваги застосування з цією ж метою ультрафіолетового опромінення (УФ-опромінення) та мембранної технології ультрафільтрації води з попередньо вибраними параметрами фільтруючого елементу. Вплив перелічених способів мікробної депривації на фізіологічну активність "Нафтусі" досі не вивчався, що й зумовило потребу в такому дослідженні.

Разом з тим, аналіз літератури свідчить про відчутний розрив між вживаними досі рутинними методами оцінки фізіологічної активності вод типу "Нафтуся", які базуються на діуретично-холеретичній концепції механізму її дії, і новими методами, обгрунтованими сучасною ксенобіотико-адаптогенною концепцією, яка на даному етапі більш адекватно відображує суть лікувально-профілактичної дії "Нафтусі", не відкидаючи при цьому діуретично-холеретичну концепцію, а інкорпоруючи її. Більше того, ксенобіотико-адаптогенна концепція передбачає наявність інших проявів фізіологічної активності води "Нафтуся", що витікає iз загальних властивостей адаптогенів (Попович И.Л. и др.,1990; Івасівка С.В. та ін., 1990,1999; Івасівка С.В., 1994,1997; Попович І.Л.,1998).

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження є фрагментом тем Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України “Вивчення ролі перекисного окиснення ліпідів і продуктів метаболізму арахідонової кислоти в механізмах розвитку імунних реакцій гуморального типу” (№ ДР 0193U018973) і "Інтегральна кількісна оцінка загального стану здоров'я (віталітету) різних категорій осіб, котрі прибувають на курорт Трускавець, впливу на нього стандартного бальнеотерапевтичного комплексу та пошук методів підвищення ефективності бальнеотерапії, бальнеореабілітації і бальнеосанації" (№ ДР 0104U007397) та госпрозрахункової науково-дослідної роботи УкрНДІ МРіК “Розробка технології очистки води "Нафтуся" від алохтонної мікрофлори та її застосування при експлуатації Трускавецького родовища” (шифр ХД 147.95).

Мета дослідження: виявити нові фізіологічні ефекти мінеральної води "Нафтуся" і вивчити зміни її фізіологічної активності, спричинені мікробною депривацією шляхом УФ-опромінення та ультрафільтрації.

Завдання, котрі необхідно вирішити:

Вивчити зміни фізико-хімічних показників, неорганічного та органічного складу і мікрофлори води, зумовлені її УФ-опроміненням чи ультрафільтрацією через мембранне сито.

Провести порівняльне дослідження ефектів курсового вживання води "Нафтуся" з різним станом мікрофлори на жовчовидільну функцію печінки.

Порівняти курсові ефекти "Нафтусі", нативної і підданої різним методам мікробної депривації, на екскреторну функцію нирок та літогенність сечі щурів.

Виявити особливості антиксенобіотичних та імуномодулюючих ефектів води "Нафтуся" з різним станом мікрофлори.

Вивчити дію нативної та позбавленої мікрофлори води "Нафтуся" на ліпопероксидацію та вміст в крові продуктів білково-азотистого і ліпідного обмінів.

Дослідити вплив нативної води "Нафтуся" з різним станом мікрофлори на морфо-функціональний стан кори наднирників.

Провести порівняльне дослідження стреслімітуючого гастропротективного ефекту води "Нафтуся", нативної та підданої УФ-опроміненню і ультрафільтрації.

Об'єкт дослідження - фізіологічні властивості лікувальної води "Нафтуся" свердловини 21-Н Трускавецького родовища в нативному стані та після мікробної депривації шляхом ультрафільтрації чи УФ- опромінення.

Предмет дослідження - хімічний склад та мікрофлора води "Нафтуся", діурез, салурез, холерез, літогенність сечі, ліпопероксидація, білково-азотистий і ліпідний обміни, елімінація ксенобіотиків, фагоцитоз, лейкограма, тимо- та спленоцитограма, морфо-функціональний стан кори наднирників, стресорні пошкодження шлунку щурів, котрі вживали воду "Нафтуся" з різним станом мікрофлори.

Методи дослідження. Фізико-хімічні, хімічні, мікробіологічні, біохімічні, цитологічні.

Наукова новизна. Вперше проведені дослідження впливу різних методів мікробної депривації на фізіологічну дію води "Нафтуся", а також на її органічний та неорганічний склад і алохтонну мікрофлору. Отримано нові дані про антиоксидантну дію нативної "Нафтусі", одночасно вивчено вплив води "Нафтуся" на клітинний склад тимуса і селезінки, морфо-функціональний стан кори наднирників, метаболічні прояви загальної адаптаційної реакції, літогенність сечі, уточнено дані про вплив на холерез, діурез, фагоцитоз нейтрофілів та лейкограму крові, а також на стресорні пошкодження шлунку щурів.

Теоретичне значення. Поглиблено і розширено ксенобіотико-адаптогенну концепцію механізму лікувально-профілактичної дії вод типу "Нафтуся" положеннями про антиоксидантний, стреслімітуючий та імуномодулюючий ефекти як атрибути її адаптогенного впливу.

Практичне значення. Розширено методологічну базу оцінки фізіологічної активності вод типу "Нафтуся". Доказано, в цілому, коректність і рівноцінність стосовно збереження активності апробованих методів очищення води від алохтонної мікрофлори шляхом УФ-опромінення і ультрафільтрації через мембранне сито. Результатом дослідження стала рекомендація запровадити в практику Трускавецької гідрогеологічної режимно-експлуатаційної станції УФ-опромінення як спосіб очищення біоактивної води "Нафтуся" від алохтонної мікрофлори.

Декларація особистого внеску. Ідея та загальний напрямок роботи належить науковому керівнику д.м.н., проф. Івасівці С.В. Здобувачем особисто проведені фізико-хімічні і хімічні аналізи води "Нафтуся", фізіологічні експерименти, біохімічні аналізи, самостійно відібрана і проаналізована наукова література з досліджуваної проблеми, здійснена статистична обробка одержаних результатів та їх інтерпретація, сформульовані основні висновки роботи та підготовлені до друку публікації за матеріалами дисертації. Мікробіологічні та імунологічні дослідження проводились разом з к.м.н., с.н.с. Білас В.Р.

Апробація роботи. Основні результати дослідження викладено і обговорено на науково-практичних конференціях: "Теоретичні і практичні аспекти захисту організму від пошкоджуючих факторів" (Трускавець, травень 1997 р.), "Здобутки клінічної та експериментальної медицини" (Тернопіль, червень 1997 р.), "Актуальні питання санаторно-курортного лікування та реабілітації" (Трускавець, червень 1998 р.), "Природні лікувальні ресурси: склад та властивості, механізми дії, питання охорони, розробки та раціонального використання" (Трускавець, травень 1999 р.), "Медична реабілітація, фізіотерапія і курортологія" (Ялта, вересень 1999 р.), VII Українському біохімічному з'їзді (Київ, вересень 1997 р.), VІІІ конгресі Світової Федерації Українських Лікарських Товариств (Трускавець, серпень 2000 р.), ІІ конф. Асоціації учених м. Трускавця (Трускавець, жовтень 2002 р.), ІІІ конференції Асоціації учених м. Трускавця (Трускавець, травень 2005 р.); спільному засіданні відділу експериментальної бальнеології, групи клінічної бальнеології і фітотерапії Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України та кафедри біології Дрогобицького державного педагогічного університету ім. Івана Франка (Трускавець, серпень 2005 р.).

Публікації. По темі дисертації опубліковано 18 робіт, в тому числі 11 статей, з них 9 - у фахових виданнях.

Об'єм та структура роботи. Дисертація викладена на 175 сторінках тексту, ілюстрована 34 таблицями і 26 рисунками. Робота складається із вступу, огляду літератури, опису матеріалу і методів досліджень, шести розділів з викладом власних результатів, обговорення результатів дослідження, висновків та списку використаних джерел (334 назви).

Основний зміст роботи

Матеріал та методи досліджень. Дослідження проведені на базі гідрогеологічної режимно-експлуатаційної станції об'єднання "Трускавецькурорт" і лабораторії експериментальної бальнеології Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України.

Методи мікробної депривації. Мікробну депривацію "Нафтусі" здійснювали шляхом її УФ-опромінення на установці 11 ЧВО-2-001 дозою 15 мДж/см². Ультрафільтрацію проводили на установці "Каскад" з величиною пор фільтру 50 нм, який пропускає органічні речовини "Нафтусі" і затримує мікрофлору. антиксенобіотичний нафтуся імуномодулюючий

Оцінка забрудненості води "Нафтуся" алохтонною мікрофлорою. Згідно з сучасними кількісними критеріями оцінки санітарного стану мінеральних вод (ГСТУ 42.10-02-96), вода вважається безпечною в епідемічному сенсі при колі-індексі (число бактерій групи кишкової палички в 1 дм³) не більшому 3, загальному мікробному числі - не більшому 100 та при відсутності в досліджуваному об'ємі води синегнійної палички. За таких показників гарантована безпека мінеральної води стосовно патогенних та потенційно-патогенних бактерій. Визначення колі-індексу проводили за методом бродильних проб (ГОСТ 18963-73).

Фізико-хімічні дослідження. Відбір проб проводився відповідно з вимогами НД форми 7 Паспорту Українського державного центру стандартизації та контролю якості природних і преформованих лікувальних ресурсів, акредитованого на технічну компетентність та незалежність в системі УкрСЕПРО відповідно з "Методичними рекомендаціями по відбору, консервуванню, транспортуванню та зберіганню проб мінеральних вод" (1996).

При визначенні фізико-хімічних характеристик використовувалися методики, регламентовані Паспортом Українського Державного Центру стандартизації, форма 2. Більшість методик узято з відповідної науково-технічної документації.

Величину pH та Eh-потенціалу води визначали потенціометрично, концентрацію іонів кальцію і магнію - методом комплексонометричного титрування, натрію і калію - методом полум'яної фотометрії, хлору - меркуриметричним методом, гідрокарбонатних і карбонатних іонів, а також діоксиду вуглецю - методом кислотно-основного титрування, вміст сірководню - методом окиснювально-відновного титрування, нітратів, нітритів, фенолів, іонів амонію- методами фотоколориметрії.

Вміст валового органічного вуглецю (С_орг) визначали методом сухого спалювання проби (Кирюхин В.К., 1976), органічного азоту (N_орг) - методом К'єльдаля (Лурье Ю.Ю., 1973). Визначення нафтопродуктів (бітумінозних речовин) грунтувалося на хроматографічному виділенні вуглеводневої частини органічних компонентів води "Нафтуся" в тонкому шарі оксиду алюмінію та наступному їх люмінісцентному вимірюванні (ГОСТ 26449.1-85).

Для фізико-хімічних досліджень використовувалась наступна апаратура: іономір ЕВ-74, фотоколориметр КФК-2, спектрофотометр СФ-46, флуориметр "Квант", полум'яний фотометр ПФМ У4.2, осмометр ОМКА ІЦ-01.

Оцінка фізіологічної активності води "Нафтуся". Дослідження проведено в чотирьох серіях експериментів на щурах.

В першій серії задіяно 33 щури лінії Вістар обох статей масою 200-250 г, з них 9 отримували через зонд щоденно впродовж 3 тижнів нативну воду "Нафтуся" (еталонна група) в дозі 1,5% від маси тіла, 8 - "Нафтусю", попередньо піддану дії УФ-опромінення, 8 - воду, позбавлену мікрофлори шляхом фільтрування. Решта 8 щурів служили контролем, отримуючи за аналогічною схемою водопровідну воду.

Після завершення курсу тваринам під уретановим наркозом (1,2 г/кг внутрішньоочеревинно) робили лапаротомію, катетеризували жовчний проток і збирали жовч мікропіпеткою місткістю 0,1-0,2 мл впродовж 30 хв. Після завершення гострого досліду щурів декапітували, забирали печінку і зважували її. В жовчі визначали концентрацію холатів та холестерину за реакцією з хлорним залізом (Горячковский А.М., 1998), розраховували швидкість їх екскреції (на 1г печінки).

В другій серії задіяно 32 щури лінії Вістар обох статей масою 370-415 г, розділених на 4 групи. Тривалість курсу напоювання - 2 тижні. Після завершення курсу тварин поміщали у плексигласові клітки, збирали добову сечу, визначали в ній концентрацію іонів натрію і калію методом полум'яної фотометрії, кальцію - методом рефлометрії з використанням арсеназо ІІІ, магнію - з використанням колгаміте, уратів - уриказним методом і креатиніну - за реакцією Яффе. Із надрізаного кінчика хвоста брали пробу крові для визначення концетрації креатиніну (Аксененко А.П., 1994). Розраховули діурез, салурез, швидкість гломерулярної фільтрації, канальцеву реабсорбцію води. Наступної доби тварин декапітували, забирали наднирники і робили з них мазки-відбитки з метою вимірювання під мікроскопом товщини гломерулярного, фасцикулярного і ретикулярного шарів кори.

В третій серії дослідження проведене на 23 щурах-самках масою 200-240 г, теж розділених на 4 групи. Тривалість курсу напоювання 5 днів, двічі на день з інтервалом 5 год.

Фізіологічну активність "Нафтусі" оцінювали за впливом її курсового прийому на основні системи захисту організму від чужорідних агентів - імунну, мікросомальну монооксигеназну і канальцеву секреторно-транспортну, а також на стан ліпопероксидації та системи антиоксидантного захисту, морфо-функціональний стан кори наднирників, білково-азотистий і ліпідний обміни.

В перший день після завершення курсу щурам вводили інтрагастрально водопровідну воду в дозі 20 мл/кг, а інтраперитонеально - фенолрот в дозі 1 мг/кг, розчинений в 2 мл дистильованої води, і поміщали їх в індивідуальні плексигласові станки на 2 години для збору сечі. Реєстрували об'єм сечі, визначали вміст в ній фенолроту методом спектрофотометрії при довжині хвилі 262 нм (Nakamura J. et al., 1984), іонів натрію і калію - методом полум'яної фотометрії. На другий день збирали сечу впродовж 10 год, в котрій визначали вміст 17-кетостероїдів за кольоровою реакцією з м-динітробензолом, після чого впорскували щурам в порожнину очеревини розчин нембуталу в дозі 25 мг/кг і визначали тривалість сну в боковому положенні (Івасівка С.В., 1997). На третій день брали проби периферичної крові (шляхом надрізу кінчика хвоста) для підрахунку вмісту лейкоцитів, лейкограми і оцінки фагоцитарної активності нейтрофілів (Базарнова М.А., 1988; Шубик В.М., Левин М.Я., 1982). На четвертий день щурів декапітували, збирали кров, визначали вміст альбумінів, глобулінів, сечовини, креатиніну, білірубіну, загальних ліпідів, загального холестерину, холестерину альфа-ліпопротеїнів, молекул середньої маси (МСМ), активність альфа-амілази, аланінамінотрансферази (АлАТ) та аспартатамінотрансферази (АсАТ) уніфікованими біохімічними методами (Горячковский А.М., 1998).

Про стан ліпопероксидації судили за вмістом в плазмі крові дієнових кон'югатів (ДК) ліпідів, який визначали шляхом спектрофотометрії гептанової фази їх екстракту (Гаврилов В.Б., Мишкорудная М.И., 1983), і малонового діальдегіду (МДА), який визначали в тесті з тіобарбітуровою кислотою (Андреева Л.И. и др., 1988), та активністю ферментів антиоксидантного захисту: супероксиддисмутази (СОД) еритроцитів, оцінюваною за ступенем гальмування відновлення нітросинього тетразолію в присутності N-метилфеназонію метасульфата і НАДН (Чевари С. и др., 1985), і каталази сироватки, оцінюваною за швидкістю розкладання пероксиду водню (Королюк М.А. и др., 1988).

Для оцінки імунного статусу вирізали селезінку і тимус, зважували їх, готували мазки-відбитки для підрахунку сплено- та тимоцитограми (Базарнова М.А., 1988).

В четвертій серії дослідження проведене на 37 щурах-самках масою 200-240 г, розділених на 4 рівноцінні групи, як описано в попередній серії. Після завершення курсу визначали активність СОД, а потім піддавали щурів імобілізаційно-холодовому стресу шляхом поміщення кожної тварини у тісний патрон з отворами, котрий витримували в холодильнику при температурі 2-4^oC впродовж 5 годин. Після цього щурів сакрифікували під нембуталовим наркозом і розглядали розрізаний по великій кривизні шлунок під лупою, використовуючи транслюмінаційний гастроскоп Гройсмана-Каревіної. Визначали кількість виразок, їх сумарну довжину та важкість стресорних пошкоджень слизової шлунку (Маркова О.О. та ін., 1997).

Цифровий матеріал обробляли на комп'ютері методами варіаційного, кореляційного та дискримінантного аналізів за програмою Statistica.

З метою інтегральної оцінки досліджуваних ефектів з наступним їх порівнянням індивідуальні величини показників щурів дослідних груп перераховувалися у індекси Id за формулою:

Id = X/M

X - індивідуальна величина показника в дослідних групах

M - середня величина показника в контрольній групі;

Далі із сукупності індексів Id обчислювали інтегральний індекс як середньогеометричне:

Id_n = (Id₁ ?Id₂ ? …?Id_і)^1/n.

Результати власних досліджень

Вплив ультрафільтрації та УФ-опромінення води "Нафтуся" на її мікрофлору та фізико-хімічні показники. Внаслідок дослідження води 21-Н, узятої безпосередньо із свердловини та підданої ультрафільтрації і УФ-опромінюванню, встановлено зниження колі-індексу до санітарної норми (<3).

УФ-опромінення не впливало на органолептичні показники, в той час як ультрафільтрація суттєво послаблювала специфічний запах "Нафтусі", зумовлений сірководнем. Це узгоджується із зниженням вмісту останнього на 33%. Фільтрація зумовила підвищення на 30% вмісту кисню. Вміст вуглекислого газу у воді знижувався при опроміненні - на 9%, при фільтрації - на 36%. Ні опромінення, ні фільтрація практично не змінювали фізико-хімічні показники та макроіонний склад води. Зменшення загальної мінералізації на 4% за рахунок іонів магнію та сульфату є несуттєвим з огляду на їх дуже низький вміст у нативній воді і відсутність бальнеоактивності.

Як валовий вміст, так і компонентний склад органічних речовин нативної води "Нафтуся" не виходив за межі коливань, встановлених для санітарно чистої води. Обидва методи мікробної депривації зводили нанівець вміст летких речовин, підлеглих окисненню біхроматом, приблизно однаково відчутно спричиняли зменшення вмісту нафтопродуктів та нелетких, окиснюваних біхроматом, речовин. Фільтрація зумовлювала зниження вмісту N_орг на 18%, а опромінення - в такій же мірі гумінових кислот. В цілому валовий вміст С_орг, як головного атрибута фізіологічної активності вод типу "Нафтуся", зменшувався на 11% та 12% внаслідок опромінення чи фільтрації відповідно.

Вплив води "Нафтуся" з різним станом мікрофлори на холерез у щурів. 3-тижневий курс вживання нативної "Нафтусі" спричиняє збільшення швидкості виділення жовчі на 71±7% (p<0,001). Секреція холатів зростає на 69±18% (p<0,01), а екскреція холестерину - на 82±8% (p<0,001). Холато-холестериновий коефіцієнт як маркер літогенності жовчі, суттєво не змінюється: 8,5±1,4 та 8,9±0,8 в досліді та контролі відповідно. Вода "Нафтуся", позбавлена мікрофлори шляхом фільтрування та УФ-опромінення, чинить ефекти на досліджувані параметри, вірогідно не відмінні від ефектів нативної води. В результаті, величина холеретичного індексу для нативної і опроміненої "Нафтусі" складає 1,74; фільтрованої - 1,68.

Вплив води "Нафтуся" з різним станом мікрофлори на екскреторну функцію нирок щурів. При порівняльному дослідженні 2-тижневих курсових ефектів води "Нафтуся" з різним станом мікрофлори на екскреторну функцію нирок констатовано (табл. 1), що нативна вода збільшує добовий діурез лише на 19% завдяки зростанню гломерулярної фільтрації на 71±11% (p<0,001) (до 129±8 мл/100г проти 77±7мл/100г в контролі) і збільшенню канальцевої реабсорбції на 69±11% (p<0,001) (до 127±8 мл/100 г проти 75±7 мл/100 г).

Таблиця 1. Вплив води "Нафтуся" на екскреторну функцію нирок щурів

Примітки. 1. В кожній графі верхній рядок - середні значення та їх похибки, нижній - індекси девіації (кратність величини показника відносно контрольної, прийнятої за 1). 2.Тут і в наступних таблицях показники, вірогідно відмінні від контрольних, позначені *, від еталонної групи - #, вірогідні відмінності між дослідними групами позначені ".

При цьому екскреція іонів натрію зменшується на 31%, а калію - зростає на 27%, креатиніну - на 56%, уратів -на 91%, іонів кальцію - в 3,2 рази, магнію - в 12,8 раза. Розрахунки свідчать, що нативна "Нафтуся" активує екскреторний ефект в цілому рівно вдвічі, опромінена - у 2,08 рази, фільтрована - у 2,17 рази.

Зміни екскреторної функції нирок під впливом "Нафтусі" супроводжуються морфо-функціональними змінами в корі наднирників. Так, нативна "Нафтуся" спричиняє збільшення товщини гломерулярного шару на 32% (p<0,05), фасцикулярного - на 38% (p<0,05), ретикулярного - на 25% (p<0,05). Позбавлення мікрофлори фільтрацією лише дещо послаблює стимулюючий вплив "Нафтусі" на кору наднирників, натомість УФ-опромінення знижує його до рівня, що вже статистично вірогідно не відрізняється від контрольного.

Базуючись на критеріях H.S. Tiselius (1978) про літогенність Са²⁺ і уратів (Ur) та літолітичність Mg²⁺ і креатиніну (Сr), ми оцінили літогенність сечі за модифікованою формулою:

індекс літогенності = 100?Са²⁺?Ur/Mg²⁺?Cr

Нами вперше показано, що нативна "Нафтуся" знижує літогенність сечі більш як втричі, за рахунок значного підвищення в сечі Mg²⁺ та тенденції до підвищення концентрації креатиніну, що загалом значно переважає літогенний ефект підвищення концентрації іонів кальцію та уратів. Кореляційний аналіз свідчить, що підвищення діурезу не вносить суттєвого вкладу у зниження літогенності сечі (r=-0,29). Антилітогенна дія обробленої "Нафтусі" вірогідно не відрізняється від такої нативної води.

Антиксенобіотична дія. Дослідженнями підтверджено активуючу дію "Нафтусі" на головні системи захисту організму від ксенобіотиків. Гідроксилювання нембуталу прискорюється на 40% (p<0,05), канальцева секреція - на 12% (p>0,05). Відомо, що в ролі ксенобіотиків, що стимулюють мікросомальну монооксигеназну систему (ММС) виступають гідрофобні ОР "Нафтусі", зокрема бітуми, а стимуляція канальцевої секреторно-транспортної системи (КСТС) здійснюється гідро-фільними ОР, зокрема карбоновими кислотами (Івасівка С.В., 1997). Як опромінення, так і фільтрація "Нафтусі" дещо послаблюють її стимулюючу дію на ММС, натомість дещо посилюють міру активації КСТС, так що антиксенобіотичні індекси суттєво не зменшуються і складають 1,25 для нативної "Нафтусі"; 1,22 - для опроміненої та фільтрованої води.

Імуномодулююча дія. Імуномодулюючу дію “Нафтусі” оцінювали за її впливом на клітинний склад крові та головних органів імунітету - селезінки і тимуса, а також на фагоцитарну активність мікрофагів (нейтрофілів та еозинофілів). Для оцінки маси окремих видів клітин нами запроваджено масовий індекс (МІ), обчислюваний шляхом множення долі клітин в мазку на масу органа. Виявлено, що під впливом нативної води маса селезінки суттєво зростає - до 825±38 мг проти 487±25 мг в контролі, тобто на 69% (p<0,001). При цьому вміст в ній різних клітинних елементів змінюється в різній мірі. Серед лімфоїдних клітин (табл. 2) найбільший приріст відмічено для лімфоцитів.

Опромінення "Нафтусі" послаблює її здатність збільшувати масу селезінки - до 39% (667±34 мг; p<0,01). При цьому зменшується загальний вміст в селезінці лімфоцитів, збільшується - лімфобластів і, особливо, плазмоцитів, так що лімфоїдні індекси селезінки суттєво не змінюються. Фільтрована "Нафтуся" спричиняє збільшення маси селезінки на 35% (до 658±33 мг; p<0,01).

Таблиця 2. Вплив води "Нафтуся" на вміст в селезінці щурів лімфоїдних клітин

Аналогічно зростає вміст лімфобластів. Вміст лімфоцитів зростає в більшій мірі, а плазмоцитів - в значно меншій. У підсумку лімфоїдний індекс виявляється близьким до такого для нативної "Нафтусі".

Вплив нативної води на вміст в селезінці фагоцитуючих клітин ще відчутніший порівняно з лімфотропним (табл. 3).

Таблиця 3. Вплив води "Нафтуся" на вміст в селезінці щурів фагоцитуючих клітин

Опромінення води суттєво послаблює її стимулюючий вплив на вміст макрофагів, але не мікрофагів, вміст котрих навіть дещо зростає. Фагоцитний індекс селезінки в цілому знижується. Ультрафільтрація води значно редукує її дію на вміст в селезінці нейтрофілів і еозинофілів і не впливає на вміст моноцитів.

Вміст в селезінці клітин строми, передовсім фібробластів, після вживання нативної "Нафтусі" відносно зростає. Депривація нівелює цей ефект води в цілому, головним чином це стосується ретикулярних клітин, вміст котрих в селезінці щурів, напоюваних фільтрованою "Нафтусею", не відрізняється від контрольного, а в серії із опроміненою водою - навіть стає нижчим від нього (на 36%).

Маса тимуса зростає під впливом нативної води на 98% (до 292±60 мг проти 148±30 мг в контролі; p<0,01). Пропорційно до неї зростає масовий індекс лімфоїдних елементів, приріст плазмоцитів перевершує, а макрофагів - відстає стосовно збільшення маси органу. Опромінена "Нафтуся" збільшує масу тимуса порівняно з контролем на 59% (235±16 мг; p<0,01), стимулює проліферацію пролімфоцитів і плазмоцитів, пригнічує ріст інших імунокомпетентних клітин, особливо макрофагів, проте в цілому лімфоїдно-макрофагальний індекс залишається на цьому ж рівні. Ультрафільтрація ж знижує активацію лімфоїдно-макрофагального індекса до контрольного рівня. При цьому маса органу не відрізняється від контрольної (178±23 мг; p<0,01), стимуляція проліферації імунокомпетентних клітин зберігається, вміст макрофагів виявляється нижчим, ніж в контролі.

Вміст клітин епітеліального ретикулуму тимуса під впливом нативної води "Нафтуся" також зростає. Опромінення води суттєво послаблює її дію на вміст ретикулоцитів, епітеліоцитів та ендотеліоцитів, а ультрафільтрація - і зовсім нівелює.

Комплексне дослідження впливу "Нафтусі" на фагоцитоз нейтрофілів дало неоднозначні результати (табл. 4). Загальний вміст нейтрофілів в крові зростає на 52% (p<0,01), а фагоцитарний індекс (активність фагоцитозу), фагоцитарне число (інтенсивність фагоцитозу), і, особливо, індекс кілінгу (завершеність фагоцитозу) зменшуються відповідно на 12% (p<0,05), 11% (p>0,05) і 30% (p<0,05).

Таблиця 4. Вплив води "Нафтуся" на вміст та активність мікрофагів крові щурів

У підсумку інтегральний мікрофагоцитарний індекс не відрізняється від контрольного. Фільтрація "Нафтусі" практично не впливає на цю сторону її дії, тоді як за умов опромінення вона набуває здатності суттєво ослаблювати фагоцитарну активність гранулоцитів. Виявлено (табл. 5), що нативна “Нафтуся” викликає суттєве підвищення вмісту великих грануловмісних лімфоцитів (натуральних кілерів) та лімфоцитів в цілому, а також, в меншій мірі, моноцитів - потенційних макрофагів. Мікробна депривація води призводить до втрати нею даного ефекту. При цьому опромінення спричинює падіння рівня натуральних кілерів нижче контрольного.

Таблиця 5. Вплив води "Нафтуся" на вміст агранулоцитів у крові щурів

Отже, нативна вода "Нафтуся" чинить імуномодулюючий ефект. Позбавлення "Нафтусі" алохтонної мікрофлори усуває перенапруження в імунній системі організму щурів як відповідь на забруднення. Водночас, показники активності імунітету, зумовлені депривованою водою перевищують, в цілому, котрольні. Це свідчить, що очищена "Нафтуся" зберігає свій вплив на імунну систему з точки зору її здатності підсилювати адаптогенні властивості організму.

Антиоксидантна дія. Вперше показано, що напоювання щурів нативною "Нафтусею" зумовлює достовірне зниження в плазмі крові на 30% вмісту ДК (p<0,05) і МДА (p<0,01) та зростання активності СОД еритроцитів на 213% (p<0,001). Каталаза сироватки практично свою активність не змінює (табл. 6).

Таблиця 6. Вплив курсового поїння водою "Нафтуся" на стан про- та антиоксидантних процесів у щурів

Антиоксидантний індекс щурів після курсового навантаження водою "Нафтуся" зростає на 55%. Це свідчить про самостійну антиоксидантну дію води. Антиоксидантний індекс внаслідок фільтрації зменшується лише на 11%. Опромінення ж "Нафтусі" не впливає на її антиоксидантні властивості.

Метаболічні та кортикотропні ефекти. Під впливом нативної води вміст в сироватці загальних ліпідів не змінюється, а холестерину - лише проявляє тенденцію до збільшення за рахунок його фракції, зв'язаної з бета-ліпопротеїнами. "Нафтуся", позбавлена мікрофлори ультрафільтрацією, спричиняє достовірне підвищення загальних ліпідів на 39%, холестерину - на 28% порівняно з контролем, але майже в рівній мірі в обох фракціях, так що коефіцієнт атерогенності вірогідно не зростає. В той же час "Нафтуся", піддана ультрафіолетовому опроміненню, збільшує вміст ліпідів і холестерину аналогічно (на 30% і 29%), проте - фракцію альфа-ліпопротеїнів в значно більшій мірі (+42%), ніж бета-ліпопротеїнів (+11%), так що коефіцієнт атерогенності знижується на 22%.

Виявлено, шо нативна "Нафтуся" суттєво не впливає на вміст загального білка, викликаючи лише тенденцію до зниження альбумінів на 9% та підвищення глобулінів на 5%, що супроводжується підвищенням вмісту креатиніну на 15%, сечовини - на 70% і ще в більшій мірі МСМ. Відчутнішу катаболічну дію чинить "Нафтуся", піддана УФ-опроміненню чи фільтрації: вміст альбумінів знижується відповідно на 20% і 30% при зростанні креатиніну на 23% і 20%, сечовини - на 77% і 73%. Одночасне підвищення активності альфа-амілази, АлАТ та АсАТ правомірно трактувати як збалансування анаболічних та катаболічних процесів.

Нативна "Нафтуся" знижує білірубінемію на 72% (до 3,2±0,8 мкМ/л проти 11,6±1,5 мкМ/л в контролі; p<0,001). Аналогічно діє опромінена "Нафтуся" (-74%), натомість фільтрована вода в цьому плані слабша (-53%). Виявлений ефект можна пояснити тим, що вода "Нафтуся", яка має жовчогінну дію, сприяє збільшенню швидкості захоплення непрямого білірубіну гепатоцитами та його кон'югації з глюкуроновою кислотою.

Збільшення екскреції 17-кетостероїдів до 451±25 нМ/10год проти 167±29 нМ/10год (p<0,001) в контролі з огляду на виключно адреналове їх походження у самок свідчить про активацію сітчатої зони кори наднирників. Це узгоджується із даними про збільшення її товщини до 32±2 мкм проти 27±2 мкм в контролі. Фільтрація не впливає на андрогенстимулюючу дію води, а опромінення - суттєво її послаблює. За умов вживання нативної "Нафтусі" також зростає товщина гломерулярного з 157±16 мкм до 231±21мкм (p<0,05) та фасцикулярного з 246±23 мкм до 327±28мкм (p<0,05) шарів кори наднирників.

З метою ідентифікації фізіологічної активності "Нафтусі" з різним станом мікрофлори, тобто виявлення параметрів імунітету і метаболізму, констеляція яких характерна для кожної із чотирьох груп щурів (контрольної і трьох дослідних), наявне інформаційне поле із 51 параметра було піддано дискримінантному аналізу (метод forward stepwise) ( Klecka W.R., 1986). Для включення в модель відібрано 18 параметрів: вміст в крові МСМ, великих грануловмісних лімфоцитів, загальних ліпідів, нейтрофілів, активність амілази, екскреція з сечею 17-кетостероїдів; вміст в селезінці нейтрофілів, моноцитів, еозинофілів, плазмоцитів, лімфобластів, ретикулоцитів, маса селезінки; вміст в тимусі пролімфоцитів, епітеліоцитів, плазмоцитів, ретикулоцитів і лімфобластів.

За сукупністю відібраних змінних стан щурів, напоюваних нативною "Нафтусею", суттєво відрізняється від стану контрольних, напоюваних водопровідною водою (віддаль Mahalanobis D_M=142; р=0,0038). Також суттєво відрізняються від контрольних щурів тварини, які отримували опромінену (D_M=146; р=0,0036) чи фільтровану (D_M=108; р=0,007) "Нафтусю". Своєю чергою, ефект фільтрованої "Нафтусі" вірогідно відрізняється від такого нативної (D_M=39; р=0,043) і опроміненої (D_M=48; р=0,029) води. Відмінність між ефектами на вибрані параметри нативної і опроміненої "Нафтусі" статистично недостовірна (D_M=18; р=0,19).

Отже, дискримінантний аналіз за відібраними 18 параметрами засвідчує деякі переваги УФ-опромінення над ультрафільтрацією стосовно збереження фізіологічної активності води "Нафтуся".

Стреслімітуюча гастропротективна дія. Одним із проявів адаптогенного ефекту "Нафтусі" є підвищення стійкості організму до пошкоджуючої дії стресу (Попович І.Л. та ін., 2000). Проводячи дослідження в цьому руслі, нами показано, що превентивне 5-денне вживання "Нафтусі" достовірно зменшує кількість стресорних виразок (до 0,56±0,29 проти 2,2±0,6 в контролі), їх сумарну довжину (до 0,6±0,3 мм проти 2,6±0,9 мм) та важкість пошкоджень (до 1,0±0,4 проти 2,0±0,4 балів). На стреслімітуючий гастропротективний ефект ні опромінення, ні фільтрація практично не впливають. Кореляційний аналіз засвідчує, що стреслімітуючий гастропротективний ефект "Нафтусі" зумовлений підвищенням під її впливом активності СОД. При цьому найвищий коефіцієнт детермінації (R²=0,91) виявлено стосовно сумарної величини виразок, менший - стосовно важкості пошкоджень (R²=0,88), найменший - стосовно кількості виразок (R²=0,82). Отже, антиоксидантна дія "Нафтусі" є одним із механізмів її стрелімітуючої здатності як компоненти адаптогенних властивостей.

Висновки

На підставі проведених досліджень вирішено наукове завдання, що полягало у розкритті особливостей проявів фізіологічної активності мінеральної води "Нафтуся" до і після її мікробної депривації шляхом УФ-опромінення та ультрафільтрації. Це дозволило сформулювати наступні висновки:

Мікробна депривація лікувальної води "Нафтуся" як шляхом УФ-опромінення, так і ультрафільтрацією практично не впливає на її фізико-хімічні показники та неорганічний склад, знижуючи при цьому вміст органічних речовин - визнаних діючих чинників вод типу "Нафтуся" - відповідно на 11 і 12%.

Обидва способи мікробної депривації однаково ефективно очищають воду "Нафтуся" від мікрофлори, знижуючи колі-індекс до санітарної норми (< 3).

Нативна вода "Нафтуся" чинить на організм щурів суттєву холеретичну дію, яка проявляється у прискоренні секреції жовчі та виділенні з жовчю холатів та холестерину. Фільтрація та УФ-опромінення води не відбиваються на перелічених ефектах.

Нативна вода "Нафтуся" значно збільшує екскрецію з добовою сечею уратів, креатиніну, іонів калію, кальцію і магнію, затримуючи при цьому виділення іонів натрію. Ні усунення мікрофлори "Нафтусі" шляхом ультрафільтрації, ні знешкодження її шляхом УФ-опромінення не впливають в цілому на її здатність активувати видільну функцію нирок. Літогенність сечі під впливом нативної "Нафтусі" значно знижується внаслідок підвищення концентрації іонів магнію і креатиніну в більшій мірі, ніж іонів кальцію і уратів. Обробка "Нафтусі" не впливає суттєво на її літолітичну здатність.

Нативна вода "Нафтуся" активує мікросомальне гідроксилювання та канальцеву секрецію. Обидва методи мікробної депривації практично не змінюють антиксенобіотичну дію нативної "Нафтусі".

Нативна вода "Нафтуся" підвищує вміст в крові лейкоцитів, знижуючи при цьому бактерицидність нейтрофілів крові, а також збільшує масу селезінки та тимуса за рахунок зростання кількості лімфоїдних і стромальних клітин. Опромінення "Нафтусі" не впливає на її здатність підвищувати вміст в тимусі лімфоїдно-макрофагальних клітин, посилює її спленолімфопроліферативний ефект, однак суттєво послаблює міру підвищення вмісту агранулоцитів у крові, фагоцитуючих і стромальних клітин в селезінці та стромальних - в тимусі. Фільтрація "Нафтусі", аналогічно впливаючи на останні чотири ефекти, не відбивається на її здатності активувати проліферацію лімфоїдних клітин селезінки, як і пригнічувати бактерицидність нейтрофілів.

Нативна вода "Нафтуся" чинить відчутну антиоксидантну дію, яка проявляється у зниженні вмісту в плазмі дієнових кон'югатів та малонового діальдегіду і підвищенні активності супероксиддисмутази еритроцитів при відсутності змін активності каталази сироватки. Аналогічно діє "Нафтуся", піддана опроміненню, тоді як фільтрація послаблює антиоксидантний ефект.

Під впливом води "Нафтуся" редукуються стресорні пошкодження слизової шлунку, збільшується товщина гломерулярного, фасцикулярного і ретикулярного шарів кори наднирників, підвищується екскреція з сечею 17-кетостероїдів. На стреслімітуючий ефект "Нафтусі" ні опромінення, ні фільтрація суттєво не впливають. Фільтрація "Нафтусі" не відбивається на її впливі на кору наднирників, тоді як опромінення послаблює цей вплив.

Загалом, мікробна депривація води "Нафтуся" як УФ-опроміненням, так і ультрафіль-трацією зберігає її фізіологічну активність. Суттєве зменшення імунної відповіді організму щурів внаслідок позбавлення води алохтонної мікрофлори свідчить про ефективність її очищення. Обидва методи мікробної депривації можуть вважатися достатньо коректними і практично рівноцінними, з деякою перевагою УФ-опромінення.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Попович І.Л., Ковальчук Г.Я., Івасівка С.В., Алєксєєв О.І., Луців М.Ф. Вплив лікувальної води „Нафтуся” на деякі показники обміну речовин у щурів // Укр. біохім. журн.- 1997.- 70, №3.- С. 82-87. (Здобувачем самостійно виконано експеримент, статистичну обробку експериментального матеріалу, підготовлено статтю до публікації).

2. Величко Л.М., Саранча С.М., Ковальчук Г.Я., Попович І.Л. Про можливість корекції деяких несприятливих ефектів факторів курорту Трускавець дозованим бігом // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. - 1997.- Т. 2.- С. 55-59. (Здобувачем особисто проведені дослідження біохімічних показників крові щурів, здійснено їх аналіз та статистичну обробку).

3. Івасівка С.В., Попович І.Л., Аксентійчук Б.І., Білас В.Р., Ковальчук Г.Я. Суть лікувально-профілактичної дії води „Нафтуся” // Український бальнеологічний журнал.- 1998.-1, № 3.- С. 7-20. (Здобувачем особисто зроблено аналіз літературних даних стосовно дії води "Нафтуся" на видільну функцію нирок та жовчовидільну функцію печінки і підготовлено до друку).

4. Івасівка С.В., Попович І.Л., Ковальчук Г.Я., Гучко Б.Я., Білас В.Р. Взаємозв'язки між окремими проявами бальнеоактивності води „Нафтуся” у щурів // Український бальнеологічний журнал.- 1998.- № 4.-С. 9-15.(Автором самостійно здійснено кореляційний аналіз зв'язків екскреції 17-кетостероїдів з сечею і антиоксидантного індексу крові з окремими параметрами фізіологічної активності води "Нафтуся", підготовлено статтю до друку).

5. Ковальчук Г.Я. Салуретична активність води „Нафтуся” і вплив на неї різних методів очищення від алохтонної мікрофлори // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Гжицького.-1999.- вип.2. - С.3-6.

6. Ковальчук Г.Я., Білас В.Р. Вплив дезинфекції біоактивної води "Нафтуся" на її імунотропну дію // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету ім. В. Гнатюка. Серія: Біологія.- 2003.- № 3-4 (22).- С. 66-72. (Здобувачем особисто проведено фізіологічний експеримент, здійснено аналіз та статистичне опрацювання матеріалу, підготовлено статтю до публікації).

7. Ковальчук Г.Я. Вплив води Нафтуся із різним станом мікрофлори на сечовидільну і солевидільну функції нирок та літогенність сечі у щурів // Медична гідрологія та реабілітація.- 2004.- 2, №4.- С. 73-80.

8. Ковальчук Г.Я. Вплив біоактивної води "Нафтуся" з різним станом мікрофлори на холерез, ентероабсорбцію води та діурез у щурів // Фізіологічний журн.- 2005.- 51, №3.- С. 83-87.

9. Ковальчук Г.Я., Білас В.Р., Назаренко Н.К. Порівняльні інтегральні оцінки впливу на фізіологічну активність води "Нафтуся" різних методів її дезинфекції // Медична гідрологія та реабілітація.- 2005.- 3, №2.- С. 68-73. (Автором особисто згруповано інтегральні індекси впливу води "Нафтуся" на організм щурів, здійснено статистичну обробку матеріалу, підготовлено статтю до друку).

10. Ковальчук Г.Я., Івасівка С.В., Попович І.Л., Білас В.Р. Вплив води „Нафтуся” на процес ліпопероксидації та імунітет у щурів // Проблеми патології в експерименті та клініці.- Т.ХVII. - Львів: Світ, 1996.- С. 181-184. (Здобувачем особисто проведено визначення продуктів пероксидного окиснення ліпідів і активності супероксиддисмутази та каталази в крові щурів, аналіз та статистичну обробку отриманих результатів, підготовлено статтю до публікації).

11. Ковальчук Г.Я. Роль деяких метаболічних факторів в механізмі впливу води „Нафтуся” на фагоцитоз у щурів // Проблеми патології в експерименті та клініці. - Т. ХІХ. - Львів: Світ, 1998.- С. 111-113.

12. Ковальчук Г.Я., Алєксєєв О.І., Луців М.Ф., Попович І.Л. Метаболічні ефекти лікувальної води „Нафтуся” // Здобутки клінічної та експериментальної медицини.- Матер. 40-ї підсумкової наук. конф.- Вип. 2, Ч. І.-Тернопіль, 1997.-С.119-122. (Здобувачем особисто проведені експериментальні дослідження на щурах, здійснено аналіз отриманих результатів, їх статистичну обробку).

13. Ковальчук Г.Я., Попович І.Л., Івасівка С.В. Нові прояви бальнеоактивності лікувальної води „Нафтуся” // VII Український біохімічний з'їзд (Тези доповідей).- Ч. ІІІ.- Київ, 1997.-С. 40-41. (Здобувачем самостійно виконано експеримент, статистичну обробку експериментального матеріалу, підготовлено статтю до публікації).

14. Ковальчук Г.Я,, Білас В.Р., Попович І.Л., Гучко Б.Я. Вплив води „Нафтуся” на захисну функцію крові щурів // Актуальні питання санаторно-курортного лікування та реабілітації: Матер. доп. наук.-практ. конф., присв. 30-річчю сан. „Прикарпаття”. (Трускавець, 10 червня 1998 року). - Трускавець, 1998.- С.10-11. (Здобувачем особисто здійснено аналіз та статистичне опрацювання матеріалу, підготовлено до публікації).

15. Попович І.Л., Ковальчук Г.Я., Білас В.Р. Вплив на бальнеоактивність води Нафтуся різних методів очистки від алохтонної мікрофлори // Природні л...