Сорбция свинца и кадмия биологически активными добавками к пище из растительного сырья в биопрофилактике загрязнения среды обитания человека тяжелыми металлами

Степанова, Екатерина Алексеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Сорбция свинца и кадмия биологически активными добавками к пище из растительного сырья в биопрофилактике загрязнения среды обитания человека тяжелыми металлами
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Сорбция свинца и кадмия биологически активными добавками к пище из растительного сырья в биопрофилактике загрязнения среды обитания человека тяжелыми металлами"

На правах рукописи

СТЕПАНОВА ЕКАТЕРИНА АЛЕКСЕЕВНА

СОРБЦИЯ СВИНЦА И КАДМИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ДОБАВКАМИ К ПИЩЕ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ В БИОПРОФИЛАКТИКЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

03.00.16 -экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Нижний Новгород 2006

Работа выполнена на кафедре экологии Нижегородского государственного ■ университета им. Н.И. Лобачевского

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Урьяш Владимир Файвишевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Постнов Иван Евстафиевич

доктор химических наук, профессор Гордецов Александр Сергеевич

Ведущая организация

Центр «Биоинженерия» РАН, г. Москва

4об г. в ^

KOJ?

Защита состоится q pg г в часов на заседании

диссертационного совета Д.212.166.12 в Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского по адресу: 603950 г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп. 1, биологический факультет e-mail: eco1ogy@bio.unn.ru fax:(8312)65-85-92

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского

Автореферат разослан « 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук -— Г.А. Кравченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

В настоящее время загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами признается одной из главных проблем экологии и здоровья населения России. Включение свинца и кадмия в число приоритетных загрязнителей объясняется их высокой токсичностью, способностью накапливаться в организме человека, а также повсеместным присутствием в окружающей среде (Ревич, 2001). Разнообразные проявления хронической свинцовой интоксикации изучены более детально, чем какого-либо другого профессионального отравления, в связи с выраженным токсическим действием свинца на систему крови, нервную и сердечно-сосудистую систему, желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), печень, почки. Хотя кадмий имеет более ограниченную область токсического воздействия, он отнесен Всемирной организацией здравоохранения к числу наиболее опасных для здоровья человека веществ.

Неблагоприятное для здоровья воздействие неорганических соединений свинца и кадмия и стойкость загрязнения ими среды обитания привели к поиску лечебно-профилактических методов, которые способствовали бы уменьшению аккумуляции тяжелых металлов в организме и ослаблению вызываемых ими патологических изменений. Суть направления биопрофилактики заключается в воздействии не на вредные факторы окружающей среды, а на реактивность и резистентность организма по отношению к ним, т.е. на биологические предпосылки к развитию профессиональной или экологически обусловленной патологии (Кацнельсон и др., 2004). Метод энтеросорбции является неотъемлемой частью биопрофилактики. Энтеросорбенты из растительного сырья не только выводят из организма ^ человека тяжелые металлы, но и оказывают профилактическое действие, поставляя в организм витамины, пищевые волокна и другие полезные вещества. Повышенный интерес вызывают растительные энтеросорбенты, их сорбционные свойства изучаются в последние годы (Щелкунов, 2004) с возрастающей интенсивностью. Особенно актуальным является поиск эффективных энтеросорбентов, способных снизить концентрацию тяжелых металлов в организме человека до допустимого уровня и оказывающих «мягкое» воздействие на организм. Целесообразно проведение исследований, направленных на определение максимальной сорбционной емкости БАД и пищевых волокон, влияния экспозиции, температуры, рН на эффективность процесса сорбции.

Цель исследований !fl ;

• Изучение закономерности сорбции катионов свинца (РЬ2+) и кадмия (Cd2+) из водных растворов их солей (нитрата свинца и сульфата кадмия) криопорошками «Биофит» из растительного сырья (сельскохозяйственных культур) в 'опытах in vitro К in vivó. " - ■• ...■■■ ' • ....■•■• г:..,! ; ..■ >.;

Задачи исследований

1. Исследовать сорбцию РЬ2+ и Cd2t криопорошками «Биофит» в условиях in vitro и определить их сорбционную способность и сорбционную емкость.

2. Исследовать влияние степени дисперсности БАД на закономерности сорбции ими РЬ2+ и Cd2+ изолированно и совместно.

3. Изучить взаимное влияние компонентов смесевых БАД на их способность сорбировать РЬ2+ и Cd2+ изолированно и совместно.

4. Исследовать сорбцию РЬ2+ и Cd2+ пищевыми волокнами, входящими в состав БАД. -

5. Изучить биопрофилактическое действие сорбента (БАД «Овес») и его способность сорбировать и выводить свинец из организма экспериментальных животных (белых крыс).'

Научная новизна

Для изучения способности БАД из растительного сырья и пищевых волокон, входящих в их состав, сорбировать РЬ2+ и Cd2+ подобрана методика, воспроизводящая условия (рН, время и интенсивное перемешивание), приближающиеся к перевариванию пищи в ЖКТ человека. Впервые исследовано влияние степени дисперсности БАД на их сорбционную способность, взаимное влияние свинца и кадмия при их совместной сорбции мелкодисперсными БАД и некоторыми полисахаридами, а также взаимное влияние компонентов смесевых БАД на сорбционную способность. '

Научно-практическая значимость работы

Работа выполнялась в соответствии с единым заказ - нарядом Минобразования и науки РФ в 2000-2005 г.г., тема 3M.321, (ННГУ 1.32.01.) «Создание теоретических основ синтеза полимеров, изучение их строения и физико-химических характеристик; термодинамика полимеров, полисахаридов и элементоорганических соединений»; проектом «Разработка оборудования и технологии получения растворимых напитков и соков на основе криопорошков сверхтонкого измельчения» (шифр: «Фитонапитки») в рамках инновационной программы Миннауки РФ «Наука - технология - производство - рынок» (20002001), а также по хоздоговорам с ЗАО «Биофит», ЗАО «Фитоград», ЗАО «Биоцентр».

На ряде предприятий г. Нижнего Новгорода (ЗАО «Биофит», ЗАО «Фитоград» и ЗАО «Биоцентр») на основании полученных экспериментальных данных разработан состав и налажено производство ряда многокомпонентных БАД, способных не только поставлять в организм человека биологически активные вещества, но и эффективно выводить свинец и кадмий.

Материалы диссертации используются в лекционных курсах «Химия окружающей среды», «Физико-химические методы мониторинга окружающей

среды» на биологическом факультете, в курсовых и дипломных работах студентов Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского.

Объем и структура диссертации

Материалы диссертации изложены на 130 стр. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и списка цитированной литературы. В работе приведено 16 рисунков, 36 таблиц. Список цитированной литературы включает в себя 140 источников, в том числе 40 - иностранных авторов.

Публикации и апробации результатов исследований

Основные положения диссертации опубликованы в 18 научных работах. Они докладывались на: 1П Международной научно-технической конференции «Пища. Экология. Человек» (Москва, 1999); I Международной НПК по трансферу технологий в свободных экономических зонах «Тенденции. Теории и практика (ТРАНСТЕХ - 2002)» (Гомель, 2002); I НПК «Проблемы регионального экологического мониторинга» (Нижний Новгород, 2002); III Международном симпозиуме «Контроль и реабилитация окружающей среды» (Томск, 2002); VIII и IX Нижегородских сессиях молодых ученых (Нижний Новгород, 2003, 2004). Материалы диссертации используются в лекционных курсах «Химия окружающей среды», «Физико-химические методы мониторинга окружающей среды» биологического факультета, в курсовых и дипломных работах студентов Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Изучение сорбции РЬ2+ и Cd2+ в опытах in vitro позволяет определить наиболее эффективные энтеросорбенты, а также установить взаимосвязь между сорбционной емкостью и массой твердого остатка БАД.

2. Увеличение степени дисперсности БАД приводит к увеличению сорбционной способности РЬ2+ и не влияет на сорбционную способность Cd2+.

3. Сорбция РЬ2+ и Cd2+ некоторыми смесевыми БАД характеризуется отсутствием как аддитивного, так и потенцирующего взаимодействия компонентов, входящих в их состав. •

4. Сорбция РЬ2+ и Cd2+ пищевыми волокнами, входящими в состав БАД, выявляет полисахариды, обеспечивающие эффективную сорбционную способность БАД,

5. Введение БАД «Овес» в рацион питания белых крыс, подвергшихся воздействию малых доз свинца, значимо, снижает содержание, свинца во внутренних средах организма.

Глава 1. Современная проблема загрязнения окружающей среды свинцом и кадмием и поиск средств биопрофилактмкн (энтеросорбентов) для уменьшения негативного воздействия тяжелых металлов на здоровье человека (Обзор литературы).

В ходе анализа литературных источников изучен вопрос о загрязнении среды обитания человека неорганическими соединениями свинца и кадмия, определена проблема хронического непромышленного воздействия малых доз свинца на взрослый и детский контингенты, проанализированы современные методы детоксикации организма и состояние вопроса о средствах биопрофилактики воздействия на организм человека тяжелых металлов.

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1. Объекты ■ исследования. Объектами исследования служили крупнодисперсные криопорошки из топинамбура, черники, тыквы, петрушки, сельдерея, малины, свеклы, овса, яблока, моркови, аронии, укропа и др.*, мелкодисперсные криопорошки из яблока клюквы, мяты, топинамбура, аронии, свеклы и др., смесевые многокомпонентные БАД («Сонет», «Калейдоскоп», «Витасорб») , полученные в ЗАО «Биофит» (г. Н. Новгород) путем криогенного измельчения в шаровой мельнице предварительно высушенного в вакууме растительного сырья (Груздева и др., 1998; Кирсанова и др., 1997), полисахариды (древесная аморфная целлюлоза, яблочный_пектин, картофельный крахмал, инулин из корней цикория).

Все БАД были воздушно-сухие и содержали 3-8 мас.% остаточной воды. Определенное методом атомно-эмиссионного анализа (Спектральный..., 1994) содержание тяжелых металлов в пересчете на исходное сырье не превышает ПДК (РЬ - 0.4 мг/кг, Сс! - 0.03 мг/кг) во всех изученных образцах (Гигиенические.., 1991). '

2.2. Определение размера частиц БАД. Определение размера частиц крупнодисперсных БАД проводилось с использованием сит с различными размерами ячеек. Диаметр отбираемых частиц составил 100-500 мкм. Для увеличения эффективности воздействия на организм были разработаны БАД с более высокой степенью дисперсности («Яблоко», «Свекла», «Арония», «Топинамбур» и др.). Размер частиц определяли оптическим методом, и у различных высокодисперсных образцов БАД он составил 5-40 мкм.

* Патент № 2110194 «Способ получения пищевой добавки из растительного сырья» Патент № 2124300 «Пищевая добавка в таблетках»

Патент № 2129393 «Биологически активная пищевая добавка в дозированной форме» " Регистрационное удостоверение №005290.Р.643.01.2003 «Биологически активная добавка к пище «Витасорб»; Сан.-эпидемиол. заключение 52.НЦ.06.916.Т.000820.04.02 от 23.04.2002 «Продукты «Биофит» - смеси криопорошков».

2.3. Выбор метода изучения сорбции свинца и кадмии в условиях in vitro '

В настоящее время отсутствует единая методика изучения сорбции тяжелых металлов сорбентами из растительного сырья. Поэтому были проанализированы и сопоставлены возможности различных методов при определении сорбционной способности БАД в опытах in vitro. Содержание РЬ2+ и Cd2+ в водных фильтратах после отделения твердых остатков БАД определяли потенциометрическим методом с применением ионселективных электродов. Содержание РЬ2+ И Cd2+ в исходном растительном сырье и твердых остатках БАД, оставшихся после проведения разработанной нами методики количественной оценки сорбционной способности БАД определяли спектральными методами анализа.

Свинец и кадмий брали в виде их растворимых в воде солей - РЬ(ЫОз)г квалификации «осч», CdSO.i квалификации «хч». Соли растворяли в 30 мл дистиллированной воды. Криопорошок (сорбент массой ~ 1.8 г) вводили в раствор при перемешивании на магнитной мешалке. Выбранная масса сорбента соответствует ежедневной профилактической дозе. Путем добавления 0.5 н раствора НС1 доводили рН смеси до значения 3.5 и перемешивали образец 3 часа. Затем с помощью 10%-ного раствора аммиака изменяли рН до значения 8.5 и перемешивали образец еще 3 часа. Необходимое количество растворов соляной кислоты и аммиака определяли в предварительных опытах с помощью универсального иономера ЭВ-74.

Двухстадийная методика использовалась в экспериментах с кадмием. Для приготовления образцов со свинцом можно было использовать только первую кислотную стадию, т.к. Pb(N03)2 гидролизуется в растворе. У образцов, которые после приготовления можно было отделить от фильтра («Укроп», «Морковь»), проводили и кислотную, и щелочную стадии. Результаты для одно- и двухстадийных методик совпадали в пределах погрешности эксперимента. Многочисленные эксперименты показали, что гидролиз и преимущественное изменение массы сорбента происходит на кислотной стадии. Для увеличения информации о закономерностях сорбции РЬ2+ и Cd2+ и подтверждения результатов для некоторых образцов определяли содержание металлов, как в твердом остатке, так и в фильтрате. Твердый остаток отделяли от жидкости двумя способами:

• на воронке Бюхнера (с периодическим откачиванием) при перемешивании в течение нескольких часов. Частично обезвоженный образец промывали 20 мл дистиллированной воды в два приема;

• путем центрифугирования на приборе «Mechanica precyzyjna» (Польша). Скорость центрифугирования составляла 6000 об/мин. Фильтрат сливали. Осадок так же, как и в первом способе, промывали 20 мл дистиллированной воды в два приема, и жидкость, присоединяли к первоначально слитому раствору. Твердый остаток переносили на бумажный фильтр. ,..,.,.

Досушивали продукты на фильтрах при 70°С в течение 4 часов. Полученные образцы представляли собой пленки, довольно прочно удерживаемые фильтром.

Поэтому при анализе атомно-абсорбционным методом на содержание тяжелых металлов адсорбент погружали в раствор HNO3 вместе с фильтром. В предварительных опытах было установлено, что использованные фильтры задерживали 2.0 мас.% Cd2+ и 4.5 мас.% РЬ2+.

Содержание РЬ2+ и Cd2+ в твердых остатках определяли атомно-абсорбционным методом спектрального анализа на спектрометре производства фирмы «Perkin-Elmer», модели 603. Массовую долю РЬ2+ и Cd2+, сорбированных БАД в отдельном опыте (ю,, мас.%), рассчитывали по формуле: т.

со, = —*100%,

где т, - масса сорбированного РЬ2+ или Cd2+, г; nij - масса РЬ2+ или Cd2+, введенных в раствор, г. Относительная погрешность определения Wj составила 10%. Рассчитывали также сорбционную емкость (СЕ) БАД по формуле:

где тм,. - масса сорбированного металла, мг; ms - масса сорбента, г.

2.4. Потенциометрическое определение свинца с применением иои селективных электродов (ИСЭ)

В данном разделе представлена методика разработки жидкостного электрода, селективного к ацетатным комплексам свинца, и описано исследование свойств электрода (влияние посторонних веществ и кислотности среды, определение коэффициентов селективности).

2.5. Методики спектрального анализа

В разделе описаны методы атомно-эмиссионного и атомно-абсорбционного спектрального анализа, использующиеся для определения содержания тяжелых металлов в исходном растительном сырье, твердых остатках, а также в органах и тканях экспериментальных животных (белых крыс).

2.6. Методика исследования физиологических показателей экспериментальных животных.

Исследования проведены на белых нелинейных крысах самцах массой 180250 г, содержавшихся в обычных условиях вивария по 10-11 особей в клетке со свободным доступом к воде и пище. В качестве сорбента была выбрана БАД «Овес-Биофит», показавшая в опытах in vitro высокую сорбционную способность (81±1 мас.% РЬ2+). Эксперимент проводился на трех группах животных: группа I -контрольная (получала нормальный пищевой рацион); группа П - получала нитрат свинца и нормальный пищевой рацион; группа Ш - профилактическая (получала нитрат свинца и БАД «Овес»).

Исходя из параметров токсичности нитрата свинца, каждому животному из групп II и III ежедневно в 1 мл дистиллированной воды вводили внугрижелудочно 10 мг Pb(N03)2, что составляет приблизительно 0.1 ЛД50 (Вредные..., 1988). Профилактическая группа III предварительно получала около 5.14 мг БАД «Овес» в 1 мл дистиллированной воды, что соответствует ранее установленной эффективной профилактической дозе, а токсикант вводили через 20 минут после введения сорбента. Контрольная группа I получала 1 мл дистиллированной воды внугрижелудочно. Животных кормили через 2 часа после воздействия. Введение указанных веществ производили 5 дней в неделю в течение 17 дней.

На 2-ые, 8-ые, 14-ые и 17-ые сутки были проведены исследования гематологических показателей (Лабораторные..., 1987). Определяли содержание гемоглобина, количеств эритроцитов и лейкоцитов (унифицированные методики), цветовой показатель.

На 5-ые, 9-ые, 13-ые, 16-ые сутки были проведены исследования морфофизиологических (Методические..., 1980) и поведенческих (Лабораторные..., 1987) показателей. Из морфофизиологических характеристик определяли вес, температуру тела, частоту дыхания. Из поведенческих показателей исследовали двигательную активность (метод «открытое поле») и изменение работоспособности (метод «подвисание»).

На 17-ые сутки была отобрана кровь у 6-ти животных в каждой из 3-х групп, выделены печень и почки для определения содержания свинца атомно-эмиссионным спектральным методом.

Полученные данные обрабатывались статистически с помощью t-критерий Стьюдента, регрессионного анализа, непараметрических критериев Манна-Уитни и Крускала-Уоллиса (Гланц, 1999).

Глава 3. Сорбция свинца и кадмия в условиях in vitro

3.1. Определение свинца с использованием ион селективных электродов

На модельных растворах было проведено определение свинца методами ограничивающих растворов, стандартных и двойных стандартных добавок. Затем было определено содержание свинца в фильтратах, оставшихся после отделения твердого остатка БАД «Биофит». 1

Было показано, что результаты по определению содержания РЬ2+ и Cd2+ с использованием спектрального и аналитического методов частично согласуются между собой. Однако сложный состав БАД из растительного сырья делает аналитический метод очень трудоемким. Поэтому для дальнейшего исследования закономерностей сорбции РЬ1+ и Cd2+ был выбран ГОСТированный метод спектрального анализа.

3.2. Сорбция свинца и кадмия крупнодисперсными БАД .„.'..

| Результаты определения сорбционной. способности крупнодисперсных БАД представлены в табл. 1.. .......................... .....

Сорбционная способность (со±а) крупнодисперсных БЛД

Наименование БАД Массовая доля катионов, мас.%

РЬ"

«Яблоко» 13±1 57±5

«Свекла» 27+2 29±3

«Арония» 40±4 71±7

«Топинамбур» 52±5 66±5

«Морковь» " 62±5 42±4

«Укроп» 63+6 73+7

«Малина» 75±8 76±7

«Овес» 81+8 87±7

«Черника» 85+8 70±7

«Тыква» 86+8 80+8

«Сельдерей» 92±8 88±8

«Петрушка» 94±8 86±8

Все исследованные БАД сорбировали РЬ + и Сс1 + с различной эффективностью. Были построены ряды активности сорбентов (по убыванию).

Ряд активности БАД для РЬ2*: «Петрушка» > «Сельдерей» > «Тыква» > «Черника» 2: «Овес» > «Малина» > «Укроп» > «Морковь» > «Топинамбур» > «Арония» > «Свекла» > «Яблоко»; для Сс12*: «Сельдерей» > «Овес» > «Петрушка» > «Тыква» > «Малина» > «Укроп» > «Арония» > «Черника» > «Топинамбур» > «Яблоко» > «Морковь» > «Свекла».

С использованием 75 процентиля определены эффективные энтеросорбенты: РЬ2*: «Петрушка» & «Сельдерей» & «Тыква» > «Черника» > «Овес» > «Малина»; Сс1 «Сельдерей» > «Овес» ^ «Петрушка» > «Малина» > «Укроп» £ «Черника».

Высокую сорбционную способность можно объяснить тем, что в состав БАД входят пищевые волокна, в том числе полисахариды. Обладая высокоразвитой поверхностью и оставаясь в ходе опыта практически непереработанными, полисахариды способны сорбировать значительное количество РЬ2+ и С<12+. У каждой БАД после проведения опыта получается своя масса остатка. Как правило, большей доле сорбированного металла соответствовала значительная масса сухого остатка, например, у «Овса», «Сельдерея» и «Петрушки» (табл.2).

Таблица 2

Масса остатка после обработки БАД кислотой (НС1) и основанием (1ЧН4ОН)

Наименование БАД Овес Сельдерей Петрушка Малина Черника Тыква Топи намбур

Усредненная исходная масса, г 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80 1.80

Усредненная масса сухого остатка, г 1.56 1.12 1.11 0.89 0.85 0.64 0.38

Эффективность сорбента характеризуется также его сорбционной емкостью (СЕ). На рис. 1 представлены графики зависимости сорбционной емкости БАД от

СЕ,

16 14 12

петруш ка

черника а

малина

топинамбур

■топинамбур

0,2 0.4 0,1

—I---1---1---1---1

1,0 1.2 1,* ■ 1,6 1,8

СЕ.8.5 мг/г 8 0

7.5 7,0 6.5 6.0 5,5 5.0 4.5 4.0 3.5 3,0

Масса сухого остатка, г А

о сельдерей петрушка

йиалииа

1 топинамбур

петрушка #свпьдере«_ а л и н а

топинамбур

0,2 0,4 0.6 0,8 1.0 1.2 1,4 1,6 Масса сухого остатка, г

Рис.1. Изменение сорбционной емкости (СЕ) крупнодисперсных БАД для РЬ2+ (А) и С<12+ (В) в зависимости от массы сухого остатка: Масса введенной в раствор соли, мг: 1-30:2-15. массы сухого остатка.

Уравнения регрессионной зависимости сорбционной емкости БАД от массы сухого остатка: для РЬ2+ 1. у = 10.37 + 5.0х, Л2=0.41, р = 0.12 ' 2. у = 2.72+ 1.73х, Л2=0.37, р = 0.14

1 , . ^ для Сс12н"1! у = 5.22+ 1.97х,Л2=0.69, р = 0.02

• 2. у = 2.63 + 0.96х, Л2=0.64, р = 0.03, ' , , ..............

где х — масса сухого остатка (Г), у - сорбционная емкость (мг/г)

Коэффициент детерминации (Я2) служил основанием для прогноза величины сорбционной емкости по уравнениям регрессии. Только для С<12+ линейная зависимость сорбционной емкости БАД от массы сухого остатка является значимой. Можно предположить, что увеличение массы сорбента приведет к увеличению количества связываемого кадмия.

3.3. Влияние степени дисперсности БАД на их сорбционную способность

В данном разделе представлены результаты изучения влияния степени дисперсности на сорбцию РЬ2+ и С(12+. Предварительно был определен размер частиц ряда БАД «Биофит» различной степени дисперсности. В качестве примера на рис. 2 представлены микрофотографии, на рис. 3 - гистограммы крупно- и мелкодисперсных образцов БАД «Клюква».

Рис. 2 Микрофотографии крупно- (а) и мелкодисперсных (б) образцов БАД «Клюква»

Доля

частиц, % 50

-Н±Нл-Ь

50 100 150 200 250 300 350 400 Диаметр частиц, мкм

Доля частиц, % 3025 20 15105.

о-

гЬ

[-ь

Диаметр, мкм

а б

Рис. 3 Гистограммы распределения числа частиц по размерам в крупно-(а) и мелкодисперсных (б) образцах БАД «Клюква». Крупнодисперсный образец «Клюква» содержит 70% частиц с диаметром 100 — 200 мкм, а мелкодисперсный 50% частиц диаметра 10 - 40 мкм.

Результаты исследования способности некоторых мелкодисперсных БАД сорбировать РЬ2+ и Сс12+ изолированно и совместно представлены в табл. 3, 5.

Сравнение сорбционной способности БАД различной степени дисперсности для изолированной и совместной сорбции РЬ2+ и С<12

Наименование БАД Сорбционная способность БАД, мас.%

Изолированная сорбция Совместная сорбция

крупнодисперсные мелкодисперсные мелкодисперсные

РЬ1+ са1+ РЪ1+ са1+ РЬ С(11+

«Арония» 40±4 71±7 84±7** 77±6 87±8 45 ±3*

«Топинамбур» 52±5 66±5 70±5 68±6 80±8 17±1*

«Свекла» 21+2 29±3 5]+4** 22±2 43±4 32±2*

«Яблоко» 13+1 57±5 34+2** 58±5 58±4* 19±1*

* Статистически значимые различия совместной сорбции по сравнению с изолированной (р < 0.05) ** Статистически значимые различия мелкодисперсных БАД по сравнению с крупнодисперсными БАД (р < 0.05)

Сравнение полученных результатов сорбции для крупно- и мелкодисперсных БАД показывают, что увеличение их степени дисперсности существенно влияет на способность БАД сорбировать РЬ2+. Она значимо увеличивается в 1.5-2 раза. Способность сорбировать Сс12+ независимо от степени дисперсности остается неизменной. По-видимому, С(12+ проникает в сорбент и занимает всс доступные ему активные центры в твердых остатках независимо от их дисперсности, тогда как для РЪ2+ в крупнодисперсных БАД не все активные центры доступны. При увеличении степени дисперсности доступность активных центров для РЬ2+ возрастает. При совместной сорбции РЬ2+ и Сс1!+ выявлено антагонистическое влияние металлов. У «Аронии», «Яблока», «Топинамбура» значимо снижается сорбция Сс12+ по сравнению с изолированной сорбцией. Сорбционная способность для РЬ2' остается неизменной. Для «Яблока» при совместной сорбции значимо увеличивается сорбция РЬ2+. Такое неоднозначное взаимное влияние металло» объясняется, по-видимому, сложным многокомпонентным составом БАД.

3.4. Сорбция свинца и кадмия смесевыми БАД и их компонентами

Мелкодисперсные многокомпонентные смесевые БАД представляют собой смеси из фруктово-ягодных порошков, мяты, предназначенных для приготовления напитков. Была изучена способность сорбировать РЬ2* и Сс!2"* изолированно и совместно двумя мелкодисперсными смесевыми БАД «Сонет» и «Калейдоскоп», БАД «Витасорб» стандартной дисперсности, а также их компонентами. Состав смесевых БАД представлен в табл. 4.

Таблица 4

Качественный и количественный состав смесевых БАД

Наименование смесевой БАД Компоненты смесевой БАД Содержание, мас.%

«Сонет» «Клюква» 40

«Черная смородина» 40

«Черника» 20

«Калейдоскоп» «Черная смородина» 48.5

«Брусника» 32.0

«Малина» 12.5

«Мята» 7.0

«Витасорб» «Петрушка» 33.8

«Сельдерей» 32.4

«Овес» 33.8

В качестве примера в табл. 5 представлены усредненные данные по способности смесевых БАД «Сонет» и «Калейдоскоп», а также их составных частей сорбировать РЬ2+ и Сс12+ изолированно и совместно.

Таблица 5

Сравнение сорбционной способности РЪ2+ и Сс1г+ смесевыми БАД и их

компонентами

Металл, Сорбционная способность БАД, мас.%

N. мае. % Изолированная сорбция Совместная сорбция

РЬ2+ са2* РЬ2+ са2+

БАД Компо- Смесевая Компо- Смесевая Компо- Смесевая Компо- Смесевая

\ ненты БАД ненты БАД ненты БАД ненты БАД

«СОНЕТ»

«Клюква» 33±3 52±5 42+4 12±2*

«Чер.смородиня» 62±3 63±5 58±5 33±2** 81±8 80±7 24±2* 19±2*

«Черника» 70±5 76±6 91±9 24±2*

«КАЛЕЙДОСКОП»

«Чер.смородина» 62±3 58±5 81±8 241:2*

«Брусника» 37±3 66±5 22±2 22±1** 54±5 7б±6 14±1* 29±2

«Малина» 62±5 66±5 72±7 20±2*

«Мята» 88±4 78±6 90±8 46±3*

* Статистически значимые различия по сравнению с изолированной сорбцией (р < 0.05) ** Статистически значимые различия компонентов смесей по сравнению со смесевыми БАД (р < 0.05)

Анализ состава смесевых БАД «Сонет» и «Калейдоскоп» (табл. 4) и сорбционной способности их компонентов (табл. 5) показывает, что сорбционная способность смесей по отношению РЬ2+ равна среднему значению сорбционной способности компонентов смеси и определяется наиболее эффективным компонентом с наибольшим массовым содержанием в смеси. По отношению к Сс12+ компоненты смеси проявляют антагонистическое взаимодействие, сорбция смесей резко снижается по сравнению с изолированной сорбцией. При совместной

сорбции наблюдается тенденция к увеличению сорбционной способности как у компонентов, так и у смесей, для РЬ2+, а сорбционная способность для Сс12+ снижается значимо у всех компонентов и смеси «Сонет», а у «Калейдоскопа» остается неизменной. Следовательно, имеет место антагонистическое влияние металлов при изолированной и совместной сорбции.

Так как компоненты входят в состав смесей в различных количествах, нами были проведены дополнительные эксперименты по изучению влияния массы сорбента на его сорбционную способность на примере мелкодисперсной «Черной смородины» (табл. 6).

Таблица 6

Влияние массы мелкодисперсной БАД на ее сорбционную способность

Соль Масса ввозимого металла, мг Масса сорбента, г Масса сухого остатка, г Масса металла в сухом остатке, мг мас.%

РЬ(МОз)2 15.1** 1.8014 0.84 5.80 61.4

16.2* 1.8015 0.86 6.70 66.1

СсйОд 15.9** 1.8056 0.69 4.75 55.4

16.0* 1.8042 0.65 5.00 57.9

РЬ(М03)2 18.6** 0.7503 0.34 8.40 45.1

18.9* 0.7508 0.34 11.2 59.3

19.3** 0.3507 0.15 7.90 40.9

18.6* 0.3502 0.15 8.20 44.0

СС1804 13.2** 0.7006 0.23 8.50 64.4

13.5* 0.7007 0.23 7.40 54.8

12.9** 0.3524 0.11 6.40 49.6

12.8* 0.3524 0.11 6.20 48.4

Примечание: способ отделения твердого остатка: * — фильтрование под вакуумом ** — центрифугирование

Сравнение данных, полученных в эксперименте с различными массами БЛД, показывает, что уменьшение массы сорбента в 5 раз приводит к снижению сорбционной способности РЬ2+ на 20%, а С(12+ на 10%. При этом в процентном отношении масса сухого остатка от массы взятого сорбента не изменяется.

БАД «Витасорб», специально составленная из компонентов с высокой сорбционной способностью как для РЬ2+, так и Сс12\ сохраняет их высокую сорбционную способность в смесях. Как и у других БАД, при совместной сорбции металлов сорбция РЬ2+ увеличивается, а Сс12+ уменьшается. Полученные результаты были использованы для разработки и наладки промышленного выпуска БАД «Витасорб», у которой функция сорбента является основной.

3.5. Сорбция свинца и кадмия полисахаридами, входящими в состав БАД

Чтобы выяснить, какие компоненты БАД определяют наибольшую эффективность энтеросорбентов, нами была изучена сорбция РЬ2* и С<12*

древесной аморфной целлюлозой, картофельным крахмалом, яблочным пектином н инулином из корней цикория (табл.7). Мы попытались сопоставить сорбционную способность некоторых полисахаридов и БАД «Биофит», в которых они содержатся.

Таблица 7

Сорбция свинца и кадмия полисахаридами, входящими в состав БАД

Наименование сорбента Сорбция РЬ1+, мас.% Сорбция Сс12+, мас.% Совместная сорбция, мас.%

РЬ

ЦЕЛЛЮЛОЗА 89±1 96±7' 96±42 68±33 47±44 91±1 97±1

Укроп 63±6 73 ±5

Петрушка 94±8 86±8 4

Сельдерей 92+8 88±7

ПЕКТИН 84±4 76±8 86±9 55±5

Яблоко 34±1 58±5 58±6 19±1

Арония 84+8 77±5 87±7 45±3*

Тыква 86+8 80±8

КРАХМАЛ 30±3 49±6 54+5* 18±2*

Овес 81±7 87±8

Свекла 51+4 22+2 43±4 32±2*

Яблоко 34+1 58±5 58±6* 19±1*

ИНУЛИН 21±2 45+5 67+4* 15±1*

Топинамбур 70±5 68+6 80±8 ... 17±1*

Примечание: " ' - значения, соответствующие массам вводимой соли: 15, 20, 30, 40 (мг)

* Статистически значимые различия по сравнению с изолированной сорбцией (р < 0.05)

Ряд активности сорбционной способности полисахаридов одинаков для РЬ2+ и Сс12+ и выглядит следующим образом: целлюлоза > пектин > крахмал > инулин. Сорбциониая способность целлюлозы и пектина не различается при изолированной н совместной сорбции. У крахмала и инулина при совместной сорбции значимо увеличивается сорбционная способность для РЬ2+, а для Сс12\ как и у большинства БАД, значимо уменьшается. Сорбционная эффективность БАД может быть объяснена содержанием в ней значительного количества определенного полисахарида. Например, сорбирующим началом «Аронии» и «Тыквы» по отношению к РЬ2+ и Сс12+ является пектин, «Яблока» - крахмал. Несоответствие значений сорбционной ; способности «Топинамбура» и содержащего им инулина можно объяснить высоким содержанием в топинамбуре других пищевых волокон, например, пектина и клетчатки. , ; , <

Глава 4. Влияние БАД «Овес» на физиологические показатели и содержание свинца в органах и тканях экспериментальных животных

Результаты исследований динамики гематологических показателей экспериментальных животных, подвергшихся воздействию «малых» доз свинца, представлены в табл. 8.

Таблица 8

Динамика гематологических показателей белых крыс

Варианты опытов Лейкоциты Ю'/л

2-ыс сутки 8-ые сутки 14-ые сутки 17-ые сутки

Группа I 10.60+1.27 14.2010.85 10.60+1.11 8.80+1.11

Группа II 15.2019.94* 11.8011.19 8.3010.87 8.4010.60

ГруппаИ| 12.70+8.09 11.0010.72 10.40+1.21 9.20+0.53

Гемоглобин г/л

Группа I 114.30+2.45 116.70+2.41 107.00+3.94 89.36+6.27

Группа И 109.60±3.47 101.3011.72* 106.0015.76 105.9015.74

Группа^ 110.5013.44 110.80+3.69 100.0011.13 85.18+4.94

Эритроциты 1012/л

Группа I 7.726+0.112 6.884+0.186 5.27710.129 4.33110.209

Группа II 7.408+0.097 6.457+0.100 5.358+0.313 5.55510.312*

Группа |1| 7.31210.138 6.321+0.120 5.187+0.304 5.13710.297

Цветовой показатель

Группа I 0.7410.01 0,8510.01 1.0110.01 1.03Ю.01

Группа II 0.7410.01 0.7910.01 1.0110.03 0.96+0.01

ГруппаЩ 0.7610.01 0.88+0.01 0.98Ю.02 0.8310.01*

* Статистически значимые различия по сравнению с контролем (р < 0.05)

Исследование количества лейкоцитов выявило у х-руппы II значимое увеличение числа лейкоцитарных клеток на вторые сутки, значимое сиижсние гемоглобина на восьмые сутки и значимое повышение содержания эритроцитов но 17 сутки. У группы III таких отличий не наблюдается, следовательно, сорбент оказывает выраженное биопрофилактическое действие на гематологические показатели организма, подвергшегося воздействию свинца.

Результаты исследования динамики морфофизиологнческнх и поведенческих исследований представлены в табл. 9.

Физиологические и поведенческие показатели подопытных животных

Варианты опытов Вес животных, г

5-ые сутки 9-ые сутки 13-ые сутки 16-ые сутки

Группа I 205±10.28 202+7.56 21618.87 22519.83

Группа И 18019.52 20417.54 23316.47 24016.59

Группа III 176+4.98 19517.5 21218.32 21918.33

Частота дыхания (в 1 мин.)

Группа I 13613.98 13611.08 142+7.8 14012.5

Группа II 12610.72 134+0.94 13613.76 16417.76*

Группа 1П 10816.94 13212.94 14613.8 13818.34

Температура, °С

Группа I 34.70Ю.31 34.5010.54 36.10Ю.23 36.7010.25

Группа II 35.50+0.36 34.90Ю.47 36.70+0.31 36.0010.26*

Группа1П 36.10+0.49* 33.5010.28 35.60Ю.46 36.6010.32

Тест «открытое поле» (сумм.), ОЕ

Группа I 53.00+8.49 40.00+7.83 26.0014.71 34.0017.51

Группа П 43.00+8.39 41.0017.56 34.00111.31 27.0014.50

Группа III 43.5016.99 36.0017.51 47.00110.18 20.0013.39

Тест «подвисанне», сек.

Группа I 22.3013.36 10.0011.63 10.0011.92 9.00+1.57

Группа II 23.4015.04 8.00+1.44 7.00+1.85 10.00+2.26

Группа III 15.00+6.64* 8.0011.75 10.0011.64 12.00+2.61

ОЕ - число пересечений сторон квадрата в единицу времени * статистически значимые различия по сравнению с контролем (р < 0.05)

В результате спектрального анализа установлены количества свинца в изучаемом биологическом субстрате (гзбл.Ю). Изучение литературных данных показывает, что содержание свинца в крови, печени и почках у контрольной группы находится в пределах фоновых концентраций (Скальный, 1997).

Таблица 10

Содержание свинца во внутренних органах и тканях подопытных животных

Варианты опытов Содержание свинца в изученных органах и ткани

Кровь, мг/л Печень, мг/кг Почки, мг/кг

Группа I 0.3010.036 0.50010.036 0.37Ю.03

Группа II 3.26Ю.29*' ** 4.65Ю.26*' ** 37.6712.29*' **

Группа III 1.53Ю.09*' ** 2.2010.15*'** 17.8311.14*'**

* статистически значимые различия по сравнению с контролем (критерий Манна - Уитни р <0.05), ** между группами (критерий Крускала-Уолисса, р < 0.05)

Полученные значения критериев Крускала-Уоллиса и Манна-Уитни показали, что имеет место значимое различие содержания свинца во всех трех группах животных по изученным органам и крови. Причем у животных, получавших БАД

«Овес», содержание свинца в крови, печени н почках в 2-2.5 раза меньше, чем у животных со стандартным рационом. Таким образом, применение данного энтеросорбента дает выраженный профилактический эффект.

Обращает на себя внимание тот факт, что содержание свинца в почках животных из групп II и III в 8-11 раз больше, чем в крови и печени (табл.10). Это может свидетельствовать о том, что свинец накапливается в почках.

Таким образом, БАД «Овес» можно рекомендовать в качестве перспективного энтеросорбента по отношению к соединениям свинца, а также предположить его высокое сорбирующее действие по отношению к кадмию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Повышенное внимание к негативному влиянию свинца на человека в настоящее время обусловлено тем, что из узкого раздела профессиональной патологии и медицины труда вопрос отравления свинцом перерос в глобальную экопатологическую проблему. Существует большое количество научных работ, посвященных изучению обнаружения, накопления и оценке нагрузки тяжелых металлов на организм человека (Ревич 1990, 2001, Скальный, 1997, Розанов, 1999, Venugopal, 1978, Graciano, 1993), а также разработке комплексов лечебно-профилактических мероприятий, направленных на снижение свинцовой п кадмиевой интоксикации и их последствий (Трахтенберг, 1996, Кацнсльсон и др., 2004). Известны энтеросорбенты на основе целлюлозы, хитозана, минеральных веществ, которые эффективно производят детоксикацию при воздействии на организм тяжелых металлов. Но в настоящее время также необходимы сорбенты с «мягким» действием для регулярного и длительного профилактического применения. Было сделано предположение, что растительные БАД являются эффективными энтеросорбснтамн свинца и кадмия и играют существенную роль в биопрофилактике загрязнения среды обитания человека тяжелыми металлами. Нами была подобрана методика изучения сорбционной способности РЬ2+ и Cd2* криопорошками «Биофит» из растительного сырья разной степени дисперсности и пищевыми волокнами, входящими в их состав, в опытах in vitro. Полученные в ходе исследования результаты показывают, что найдена новая группа энтеросорбентов из растительного сырья, способная с разной эффективностью сорбировать катионы свинца и кадмия. Разработанная технология переработки исходного сырья позволяет практически полностью сохранить весь комплекс биологически активных веществ, необходимых для лечебно-профилактического питания детей и взрослых. БАД «Биофит» не только эффективно сорбируют свинец и кадмий, но и поставляют в организм витамины и микроэлементы, способные оказывать антагонистическое действие на тяжелые металлы и повышать неспецифическую резистентность организма.

Изучение влияния степени дисперсности БАД на их сорбционную способность позволило выявить зависимость эффективности сорбции РЬ2+ от размеров частиц. Показано, что уменьшение размеров частиц БАД приводит к

повышению сорбционной способности. Это дало возможность создать не только таблетированные БАД, но и растворимые напитки и соки на основе криопорошков сверхтонкого измельчения. Интересные результаты получены при изучении совместной сорбции • РЬ2+ и Cd2. Было показано антагонистическое влияние металлов, при котором сорбция РЬ2+ оставалась неизменной, а сорбция Cd2+ значимо снижалась.

В результате экспериментов in vitro была выбрана БАД «Овес» с высокой сорбционной способностью, введение которой в рацион питания белых крыс привело к значительному (в 1.5-2 раза) снижению концентрации свинца в крови и внутренних органах по сравнению с животными, получавшими зерновой овес.

Целесообразно использование методики для определения сорбционной способности растительных сорбентов и составления смесевых продуктов, способных с высокой эффективностью сорбировать и выводить из организма свинец и кадмий.

ВЫВОДЫ

1. С помощью разработанной методики количественной оценки сорбционной способности БАД построены ряды активности сорбентов (по убыванию) и установлены эффективные энтеросорбенты: для РЬ2¥: «Петрушка» > «Сельдерей» > «Тыква» > «Черника» > «Овес» > «Малина»; для Cd2*: «Сельдерей» > «Овес» > «Петрушка» > «Малина» > «Укроп» > «Черника». Установлена линейная зависимость сорбционной емкости БАД для Cd2+ от массы сухого остатка.

2. Установлено, что диаметр частиц крупнодисперсных БАД составил 100-500 мкм, мелкодисперсных - 5-40 мкм. Сорбционная способность для РЬ2+ значимо увеличивается в 1.5-2 раза, а для Cd2+ остается неизменной. При совместной сорбции сорбционная способность для РЬ2+ не меняется, а для Cd2+ значимо снижается.

3. Установлено, что сорбционная способность по отношению к РЬ2+ смесями «Сонет» и «Калейдоскоп» определяется сорбционной способностью и массовой долей наиболее эффективного компонента. По отношению к Cd2+ сорбционная способность смесей значимо ниже сорбционной способности компонентов смеси, проявляющих антагонистическое взаимное влияние. При coBMeiTHofj сорбции у смесей и их компонентов незначимо увеличивается сорбционная способность для РЬ2+ и значимо снижается для к Cd24".

4. Установлена сорбционная способность пищевых волокон по отношению к РЬ2 и Cd~\ Ряд активности одинаков для обоих катионов: целлюлоза > пектин > крахмал > инулин. Сорбционная способность «Свеклы» и «Яблока» определяется высоким содержанием крахмала в их составе, «Аронии» -пектином, а «Тыквы» — пектином и целлюлозой.

5. В диапазоне доз нитрата свинца выявлено влияние токсиканта на морфофизиологические (динамика частоты дыхания, ректальной температуры) и гематологические (динамика количества эритроцитов, лейкоцитов, содержания гемоглобина) показатели экспериментальных животных, а в комбинации свинца с БАД «Овес» показана биопротекторная роль энтеросорбента.

6. Введение сорбента (БАД «Овес») в рацион питания перед поступлением свинца приводит к значительному снижению (в 1.5-2 раза) концентрации токсиканта в крови и внутренних органах экспериментальных животных.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Степанова, Е.А. Изучение способности ряда продуктов из растительного сырья сорбировать и выводить из организма человека кадмий / Е.А. Степанова, В.Ф. Урьяш // II Конференция молодых Ученых-химиков: Матер, конф. -Н.Новгород, 1999. -С. 91.

2. Урьяш, В.Ф. Изучение термохимическим 'методом процесса переваривания продуктов «Биофит» / В.Ф. Урьяш, А.Е. Груздева, Н.В. Новоселова, Н.Б. Плетнева, Е.В. Потёмкина, Е.А. Степанова // Пища. Экология. Человек: Матер. Межд. конф. - М„ 1999. - Т.1. - С. 64.

3. Степанова, Е.А. Различные методы исследования способности пищевых добавок «Биофит» сорбировать тяжелые металлы / Степанова Е.А., Гришатова Н.В., Урьяш В.Ф., Кулешова Н.В., Безруков М.Е. И Современные проблемы естествознания: Матер. Межд. конф. - Владимир, 2001. - С. 197-200.

4. Степанова, Е.А. Изучение токсичности водных растворов после удаления из них свинца и кадмия некоторыми продуктами «Биофит» / Е.А. Степанова, В.В. Клепцова, О.П. Мякова, В.Ф. Урьяш II Молодая наука - XXI веку: Матер. Межд. конф. - Иваново, 2001. - 4.V. - С. 90-91.

5. Степанова, Е.А. Аналитические методы определения свинца н кадмия и водных растворах после сорбции их энтеросорбентами из растительного сырья / Е.А. Степанова, H.A. Скачкова, Н.В. Коренова, Н.В. Кулешова, В.Ф. Урьяш II IV Конференция молодых Ученых-химиков: матер, конф. - Н. Новгород, 2001. - С. 41-42.

6. Степанова, Е.А. Изучение совместной сорбции свинца и кадмия некоторыми пищевыми добавками / Е.А. Степанова, Н.В. Гришатова, А.Е. Груздева, В.Т. Демарин, В.Ф. Урьяш II Проблемы регионального экологического мониторинга: Матер, конф. - Н.Новгород, 2002. - С. 140-141.

7. Степанова, Е.А. Влияние степени дисперсности криопорошков «Биофит» на их способность сорбировать тяжелые металлы / Е.А. Степанова, В.Ф. Урьяш, Н.В. Гришатова, А.Е. Груздева, В.Т. Демарин II Контроль и реабилитация окружающей среды: Матер. Межд. симп. - Томск, 2002. - С.155.

8. Урьяш, В.Ф. Криопорошки «Биофит» - эффективные энтеросорбенты тяжелых металлов / В.Ф. Урьяш, Е.А. Степанова, А.Е. Груздева, Н.В. Гришатова, В.Т. Демарин, А.Н. Туманова II Тенденции. Теории и практика («ТРАНСТЕХ -2002»): Матер. Межд. конф. по трансферу технологий в свободных экономических зонах. — Гомель, 2002. - 4.1. - С.229-233.

9. Урьяш, В.Ф. Изучение процесса сорбции свинца и кадмия некоторыми полисахаридами / В.Ф. Урьяш, Н.В. Гришатова, А.Е. Груздева, Е.А. Степанова // VIII Нижегородская сессия молодых ученых: Матер, докл. - Н.Новгород,

2003. - С. 247-248.

Ш.Урьяш, В.Ф. Физико-химические свойства инулина - полисахарида, содержащегося в топинамбуре / В.Ф. Урьяш, А.Е. Груздева, Н.В. Гришатова, Н.Ю. Кокурина, JI.A. Фаминская, В.Н. Ларина, Е.А. Степанова // Нетрадиционные природные ресурсы, инновационные технологии и продукты: Сб. научн. тр. - М., 2003. - Вып.9. - С. 182-188. П.Урьящ, В.Ф. Изучение совместной сорбции свинца и кадмия мелкодисперсными криопорошками «Биофит» / В.Ф. Урьяш, Е.А. Степанова, Н.В. Гришатова, А.Е. Груздева, В.Т. Демарин, А.Н. Туманова И Аналитика и аналитики: Матер. Межд. Фор. - Воронеж, 2003. - Т.1. - С. 129.

12.Степанова, Е.А., Изучение способности криопорошка «Овсс-Биофит» сорбировать свинец в условиях in vivo / Е.А. Степанова, A.A. Силкин, В.В.

■Логинов, В.Ф. Урьяш, Н.В. Гришатова, А.Е. Груздева, А.Н. Туманова // Питание и здоровье - проблемы и пути решения: Матер, конф. - Н. Новгород,

2004. - С. 20-22.

13.Урьяш, В.Ф. Особенности влияния нитрата свинца на организм крыс при совместном поступлении с энтеросорбентом / В.Ф. Урьяш, Н.В. Гришатова, А.Е. Груздева, A.A. Силкин, В.В. Логинов, Е.А. Степанова // IX Нижегородская сессия молодых ученых: Матер, докл. - Н.Новгород, 2004. - С. 105-106.

14.Урьяш, В.Ф. Продукты «Биофит» - эффективные энтеросорбенты свинца и кадмия / В.Ф. Урьяш, А.Е. Груздева, Н.В. Гришатова, Е.А. Степанова, В.Т. Демарин, А.Н. Туманова // Питание и здоровье - проблемы и пути решения: Матер, конф. - Н. Новгород, 2004. - С.17-20.

15.Урьяш, В.Ф. Исследование процесса сорбции тяжелых металлов пищевыми добавками «Биофит» / В.Ф. Урьяш, Е.А. Степанова, Н.В. Гришатова, А.Е. Груздева, Н.В. Кулешова, М.Е. Безруков // Вестник Нижегородского ун-та им. Н.И. Лобачевского. - Н. Новгород, 2004.- Серия биология, №3(5). - С. 85-91.

16.Степанова, Е.А. Изучение сорбционных свойств биологически активных добавок к пище для профилактики негативного воздействия свинца на организм человека / Степанова Е.А. // Популяция в пространстве и времени. Матер, докл. VIII Всеросс. популяционного семинара. — Н. Новгород, 2005. - С. 397-399.

17-Степанова, Е.А. Исследование сорбции и выведения свинца биологически активными добавками к пище в опытах in vitro и in vivo / Е.А. Степанова, В.Ф. Урьяш, A.A. Силкин, В.В. Логинов, А.Е. Груздева, Н.В. Гришатова, А.Н. Туманова // Поволжский экологический журнал. - 2005. - №1. - С.71-75. 18.Урьяш, В.Ф. Сорбция свинца и кадмия продуктом «Биофит» из скорлупы куриных яиц, и способности этого продукта поставлять кальций в организм человека / В.Ф. Урьяш, А.Е. Груздева, Н.В. Гришатова, В.Т. Демарин, А.Н. Туманова, В.Ф. Занозина, Е.А. Степанова // Поволжский экологический журнал. - 2005. - № 2. - С.167-172.

Подписано в печать 28.07.06. Формат 60x84 '/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 610.

Нижегородский государственный технический университет. Типография НГТУ. 603950, Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Степанова, Екатерина Алексеевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. Современная проблема загрязнения окружающей среды свинцом и кадмием и поиск средств биопрофилактики для снижения их негативного воздействия на здоровье населения

Обзор литературы)

1.1. Характеристика проблемы свинцового загрязнения окружающей среды в России и влияние свинца на здоровье населения.

1.1.1. Техногенные источники свинца.

1.1.2. Пути поступления и распределение свинца в организме человека.

1.1.3. Лечебно-профилактические мероприятия по снижению поступления свинца в организм человека.

1.1.4. Свинец и здоровье детей.

1.2. Загрязнение окружающей среды кадмием и воздействие его на организм человека.

1.2.1. Поступление, распределение и накопление кадмия в организме человека.

1.2.2. Механизм токсичности кадмия.

1.3. Применение биопрофилактики для снижения токсического действия тяжелых металлов на организм человека.

1.4. Энтеросорбция в биопрофилактике.

1.5. Пищевые волокна как энтеросорбенты тяжелых металлов.

ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования

2.1. Объект исследования.

2.1.1. Криопорошки БАД.

2.1.2. Полисахариды.

2.2. Определение размера частиц БАД.

2.3. Выбор метода изучения сорбции свинца и кадмия в условиях in vitro.

2.4. Методики спектрального анализа.

2.5.1. Атомно-эмиссионный спектральный анализ.

2.4.2. Атомно-абсорбционный спектральный анализ.

2.5. Потенциометрическое определение свинца с применением ионоселективных электродов.

2.6. Методика исследования физиологических показателей экспериментальных животных.

ГЛАВА 3. Сорбция свинца и кадмия в условиях in vitro

3.1. Определение свинца с использованием ион селективных электродов.

3.1.1. Определение свинца в модельных растворах.

3.1.2. Определение свинца в фильтратах БАД «Биофит».

3.2. Сорбция свинца и кадмия крупнодисперсными БАД.

3.2. Влияние степени дисперсности БАД на их сорбционную способность.

3.3. Сорбция свинца и кадмия смесевыми БАД и их компонентами

3.4. Сорбция свинца и кадмия полисахаридами, входящими в состав БАД.

ГЛАВА 4. Влияние БАД «Овес» на физиологические показатели и содержание свинца в органах и тканях экспериментальных животных.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Сорбция свинца и кадмия биологически активными добавками к пище из растительного сырья в биопрофилактике загрязнения среды обитания человека тяжелыми металлами"

Актуальность проблемы

В настоящее время загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами признается одной из главных проблем экологии и здоровья населения России. Включение свинца и кадмия в число приоритетных загрязнителей объясняется их высокой токсичностью, способностью накапливаться в организме человека, а также повсеместным присутствием в окружающей среде (Ревич, 2001). Разнообразные проявления хронической свинцовой интоксикации изучены более детально, чем какого-либо другого профессионального отравления, т.к. он оказывает выраженное токсическое действие на систему крови, нервную и сердечно-сосудистую систему, желудочно-кишечный тракт, печень, почки. Хотя кадмий имеет более ограниченную область токсического воздействия, он отнесен Всемирной организацией здравоохранения к числу наиболее опасных для здоровья человека веществ.

Неблагоприятное для здоровья воздействие неорганических соединений свинца и кадмия и стойкость загрязнения ими среды обитания привели к поиску лечебно-профилактических методов, которые способствовали бы уменьшению аккумуляции тяжелых металлов в организме и ослаблению вызываемых ими патологических изменений. Суть направления биопрофилактики заключается в воздействии не на вредные факторы окружающей среды, а на реактивность и резистентность организма по отношению к ним, т.е. на биологические предпосылки к развитию профессиональной или экологически обусловленной патологии (Кацнельсон, 2004). Метод энтеросорбции является неотъемлемой частью биопрофилактики. Энтеросорбенты из растительного сырья не только выводят из организма человека тяжелые металлы, но и оказывают профилактическое действие, поставляя в организм витамины, пищевые волокна и другие полезные вещества. Повышенный интерес вызывают растительные энтеросорбенты, их сорбционные свойства изучаются в последние годы (Дудкин, 1997, Щелкунов, 2004) с возрастающей интенсивностью. Особенно актуальным является поиск эффективных энтеросорбентов, способных снизить концентрацию тяжелых металлов в организме человека до допустимого уровня и оказывающих «мягкое» воздействие на организм человека. Целесообразно проведение исследований, направленных на определение максимальной сорбционной емкости БАД и пищевых волокон, влияния экспозиции, температуры, рН на эффективность процесса сорбции.

Цель исследований

Изучение закономерности сорбции катионов свинца (РЬ ) и кадмия (Cd ) из водных растворов их солей (нитрата свинца и сульфата кадмия) криопорошками «Биофит» из растительного сырья (сельскохозяйственных культур) в опытах in vitro и in vivo.

Задачи исследований

Г ^ (

1. Исследовать сорбцию РЬ и Cd криопорошками «Биофит» в условиях in vitro и определить их сорбционную способность и сорбционную емкость.

2. Исследовать влияние степени дисперсности БАД на закономерности л I i сорбции ими РЬ и Cd изолированно и совместно.

3. Изучить взаимное влияние компонентов смесевых БАД на их способность сорбировать РЬ и Cd .

4. Исследовать сорбцию РЬ и Cd пищевыми волокнами, входящими в состав БАД.

5. Изучить биопрофилактическое действие сорбента (БАД «Овес») и его способность сорбировать и выводить свинец из организма лабораторных животных (белых крыс).

Научная новизна

Для изучения способности БАД из растительного сырья и пищевых волокон, входящих в их состав, сорбировать РЬ и Cd подобрана методика, воспроизводящая условия (рН, время и интенсивное перемешивание), приближающиеся к перевариванию пищи в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) человека. Впервые исследовано влияние степени дисперсности БАД на их сорбционную способность, взаимное влияние свинца и кадмия при их совместной сорбции мелкодисперсными БАД и некоторыми полисахаридами, а также взаимное влияние компонентов смесевых БАД на сорбционную способность.

Научно-практическая значимость работы

Работа выполнялась в соответствии с единым заказ - нарядом Минобразования и науки РФ в 2000-2005 г.г., тема 3M.321, (ННГУ 1.32.01.) «Создание теоретических основ синтеза полимеров, изучение их строения и физико-химических характеристик; термодинамика полимеров, полисахаридов и элементоорганических соединений»; проектом «Разработка оборудования и технологии получения растворимых напитков и соков на основе криопорошков сверхтонкого измельчения» (шифр: «Фитонапитки») в рамках инновационной программы Миннауки РФ «Наука - технология -производство - рынок» (2000-2001), а также по хоздоговорам с ЗАО «Биофит», ЗАО «Фитоград», ЗАО «Биоцентр».

Материалы диссертации используются в лекционных курсах «Химия окружающей среды», «Физико-химические методы мониторинга окружающей среды» на биологическом факультете, в курсовых и дипломных работах студентов Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского.

Объем и структура диссертации

Заключение Диссертация по теме "Экология", Степанова, Екатерина Алексеевна

выводы

1. С помощью разработанной методики количественной оценки сорбционной способности БАД получены ряды активности (по убыванию) и установлены л . эффективные энтеросорбенты: по отношению к РЬ «Петрушка» > «Сельдерей» > «Тыква» > «Черника» > «Овес» > «Малина»; по отношению к

-у,

Cd : «Сельдерей» > «Овес» > «Петрушка» > «Малина» > «Укроп» > «Черника». Сорбционная емкость БАД по отношению к РЬ и Cd линейно зависит от массы сухого остатка.

2. Установлено, что диаметр частиц крупнодисперсных БАД составил 500600 мкм, мелкодисперсных - 5^0 мкм. Показано, что увеличение степени

О4дисперсности влияет на сорбционную способность для РЬ (значимо

Л I увеличивается в 1.5-2 раза). Сорбционная способность для Cd остается ji неизменной. При совместной сорбции сорбционная способность для РЬ не меняется, а для Cd2+значимо снижается. л .

3. Установлено, что сорбционная способность по отношению к РЬ смесями «Сонет» и «Калейдоскоп» определяется сорбционной способностью и массовой долей наиболее эффективного компонента. По отношению к Cd2+ сорбционная способность смесей значимо ниже сорбционной способности компонентов смеси, проявляющих антагонистическое взаимное влияние. При совместной сорбции у смесей и их компонентов незначимо увеличивается

А . сорбционная способность по отношению к РЬ и значимо снижается по отношению к Cd2+.

4. Установлена сорбционная способность пищевых волокон по отношению к РЬ и Cd . Ряд активности одинаков для обоих катионов: пектин > целлюлоза > крахмал > инулин. Сорбционная способность «Свеклы» и «Яблока» определяется высоким содержанием крахмала в их составе, «Аронии» -пектином, а «Тыквы» - пектином и целлюлозой.

5. В диапазоне доз нитрата свинца и его комбинации с сорбентом (БАД

Овес») не выявлено влияния на морфофизиологические показатели (динамика веса тела, частоты дыхания, ректальной температуры, работоспособности) и

ИЗ гематологические показатели (динамика количества эритроцитов, количества лейкоцитов, содержания гемоглобина) экспериментальных животных. 6. Введение сорбента (БАД «Овес») в рацион питания перед поступлением свинца приводит к значительному снижению (в 1.5-2 раза) концентрации токсиканта в крови и внутренних органах экспериментальных животных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

7+ способности РЬ и Cd криопорошками «Биофит» из растительного сырья разной степени дисперсности и пищевыми волокнами, входящими в их состав, в опытах in vitro. Полученные в ходе исследования результаты показывают, что найдена новая группа энтеросорбентов из растительного сырья, способная с разной эффективностью сорбировать катионы свинца и кадмия. Разработанная технология переработки исходного сырья позволяет практически полностью сохранить весь комплекс биологически активных веществ, необходимых для лечебно-профилактического питания детей и взрослых. БАД «Биофит» не только эффективно сорбируют свинец и кадмий, но и поставляют в организм витамины и микроэлементы, способные оказывать антагонистическое действие на тяжелые металлы и повышать неспецифическую резистентность организма.

Изучение влияния степени дисперсности БАД на их сорбционную способность позволило выявить зависимость эффективности сорбции РЬ от размеров частиц. Показано, что уменьшение размеров частиц БАД приводит к повышению сорбционной способности. Это дало возможность создать не только таблетированные БАД, но и растворимые напитки и соки на основе криопорошков сверхтонкого измельчения. Интересные результаты получены при изучении совместной сорбции РЬ и Cd. Было показано антагонистическое влияние металлов, при котором сорбция РЬ оставалась неизменной, а сорбция Cd значимо снижалась.

ВЫРАЖАЮ ИСКРЕННЮЮ БЛАГОДАРНОСТЬ ЗА СОДЕЙСТВИЕ В НАПИСАНИИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОЫ

РУКОВОДИТЕЛЮ: Д.Х.Н., ПРОФ. УРЬЯШУ В.Ф. ЗАВ. КАФ. ЭКОЛОГИИ: Д.Б.Н., ПРОФ. ГЕЛАШВИЛИ Д.Б.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Степанова, Екатерина Алексеевна, Нижний Новгород

1. Альтернативная медицина: немедикаментозные методы лечения / под. ред. Белякова Н.А. — Архангельск: сев.-зап. кн.изд-во, 1994. — 456 с.

2. Бочков А.Ф., Углеводы / А.Ф. Бочков, В.А. Афанасьев, Г.Е. Заиков. — М.: Наука, 1980.— 176 с.

3. Брицке, М.Э. Атомно-абсорбционный спектрохимический анализ / М.Э. Брицке. — М.: Химия, 1982. — 224 с.

4. Вайнштейн, С.Г. Пищевые волокна и усвояемость нутриентов // С.Г. Вайнштейн, A.M. Масик // Вопросы питания, 1984. — №3. — С. 6—12.

5. Влияние окружающей среды на здоровье человека. — Женева, ВОЗ, 1974. —215 с.

6. Войнар, А.И. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека / А.И. Войнар. — М.: Высшая школа, 1960.—544 с.

7. Вредные вещества в промышленности / под ред. Н.В. Лазарева и И.Д. Гадаскиной. — Л.: Химия, 1977. — 607 с.

8. Гаев, П.А. Энтеросорбция как метод эфферентной терапии: Учеб. пособие / П.А. Гаев, О.Ф. Калев, А.В. Коробкин. Челябинск, ЧГМА. 2001.-44 с.

9. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. Свинец / ВОЗ. — М.: Медицина, 1980. — №3. — 193 с.

10. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов Сан ПиН 2.3.2.560— 98. —М., 1991. — 150 с.

11. Гладких, Е.Ю. Накопление свинца и кадмия в почве и овощах в зависимости от расстояния до автомагистрали / Е.Ю. Гладких. -Экология России и сопредельных территорий: матер. Межд. эколог, конф. Новосибирск: Новосибирский гос. университет, 2005. - С. 15.

12. Гланц, С. Медико-биологическая статистика / С. Гланц. — М.: Наука, 1999. — 185 с.

13. Горшков, В.В. Концентрирование и атомно-абсорбционное определение кадмия и свинца в природных объектах / В.В. Горшков, Л.П. Орлова, М.А. Воронкова // Журнал аналитической химии. — 1980. — Т. 35. — С. 1277—1282.

14. ГОСТ 26932-86. Сырье и продукты пищевые. Методы определения свинца. введ. 01.12.86. - М.: изд-во стандартов, 1999. - С. 50—60.

15. ГОСТ 26933-86. Сырье и продукты пищевые. Методы определения кадмия. введ. 01.12.86. - М.: изд-во стандартов, 1999. - С. 61—69.

16. Гришатова, Н.В. Криогенная технология переработки растительного и животного сырья / Н.В. Гришатова, А.Е. Груздева, Е.А. Тимофеева и др. // Питание и здоровье проблемы и пути решения: матер, конф. — Н.Новгород: изд-во Книги, 2004. - С. 20-23.

17. Груздева, А.Е. Реабилитация организма человека продуктами «Биофит» после воздействия техногенных загрязнений / А.Е. Груздева, В.Ф. Урьяш, Н.Б. Плетнева и др.. Контроль и реабилитация окружающей среды: тез. Докл. - Томск: СО Ран, 1998. - С. 158-159.

18. Губарева, Е.В. Влияние сульфида кадмия как фактора окружающей среды на состояние генеративной системы, течение и исход беременности самок крыс / Е.В. Губарева // Интеллект. Россия. Будущее: матер, конф. Ставрополь (изд-во СГУ), 1998. -50 с.

19. Давыдова, С. Л. О токсичности ионов металлов / С.Л. Давыдова. — М.: Знание, 1991. —32 с.

20. Дегтярева, Т.Д. Оценка эффективности средств биологической профилактики свинцовой интоксикации (экспериментальное исследование) / Т.Д. Дегтярева, Б.А. Кацнельсон, Л.И. Привалова и др. // Медицина труда — 2000. — № 3. — С. 40-^3.

21. Добротина, Н.А. Биология человека, экология и здоровье (антропологическая валеология): учебное пособие / Н.А. Добротина. -Н.Новгород, изд-во Нижегородского ун-та им. Н.И. Лобачевского, 1999. -247 с.

22. Доклад о свинцовом загрязнении окружающей среды Российской федерации и его влиянии на здоровье населения (Белая книга) / под ред. В.В. Снакина. — М.: РЭФИА, 1997.-233 с.

23. Дудкин, М.С. Пищевые волокна и новые продукты питания / М.С. Дудкин, Л.Ф. Щелкунов // Вопросы питания. — 1998. — №1. — С. 3538.

24. Дудкин, М.С. Пищевые волокна новый раздел химии и технологии пищи / Дудкин, Л.Ф. Щелкунов // Вопросы питания. - 1998. — №2. - С. 36-38.

25. Дудкин, М.С. Пищевые волокна как энтеросорбенты экологически вредных веществ / М.С. Дудкин, Л.Ф. Щелкунов, Т.В. Сагайдак// Экология человека и проблемы воспитания молодых ученых: труды межд. конф. — Одесса: Астропринт, 1997. —Ч. И. — С. 215—217.

26. Ершов, Ю.А. Механизмы токсического действия неорганических соединений / Ю.А. Ершов, Т.В. Плетнева. — М.: Медицина, 1989. — 272 с.

27. Заридзе, Д.Г. Канцерогенность экотоксикантовв когортных исследованиях индустриальных популяций / Д.Г. Заридзе, С.А. Ильичева, О.В. Шаньгина // Гигиена и санитария. 2003. — №6. - С. 71.

28. Зеленин, К.Н. Комплексоны в медицине / К.Н. Зеленин // Соросовский образовательный журнал. 2001. - Т. 7. — № 1.— С. 45-50.

29. Золотарева, A.M. Исследование функциональных свойств облепихового пектина / A.M. Золотарева, Т.Ф. Чиркина, Д.Ц. Цибикова и др. // Химия растительного сырья. 1998. — № 1. — С. 29-21.

30. Израилет, Л.И. Гигиена профзаболеваний / Л.И. Израилет. — Рига: Мед. ин-т, 1980. —320 с.

31. Ипатова, Л.Г. Физиологические и технологические аспекты применения пищевых волокон / Л.Г. Ипатова, А.А. Кочеткова, О.Г. Шубина и др. // Пищевая промышленность. — 2004. — №1. С. 24-30.

32. Кацнельсон, Б.А. Биологическая профилактика интоксикаций неорганическими веществами и др. / Б.А. Кацнельсон, Т.Д. Дегтярева, Л.И. Привалова // Медицина труда и промышленная экология. — 2004. — №9. —С. 19-23.

33. Кацнельсон, Б.А. Принципы биологической профилактики профессиональной и экологически обусловленной патологии от воздействия неорганических веществ / Б.А. Кацнельсон, Т.Д. Дегтярева, Л.И. Привалова. — Екатеринбург, Б-и., 1999. — 106 с.

34. Кочетков Н.К., Химия углеводов / Н.К. Кочетков, А.Ф. Бочков, Б.А. Дмитриев и др.. М.: Химия, 1967. - 672 с.

35. Кретович, В.М. Биохимия растений / В.М. Кретович. — М.: Высш. шк., 1986. —503 с.

36. Куценко, Г.И. Заболеваемость рабочих болезнями органов пищеварения в условиях воздействия свинца / Г.И Куценко, Т.Д. Здольник // Гигиена и санитария, 2003. № 2. 31-34.

37. Лабораторные методы исследования в клинике. Справочник / под ред. В.В. Меньшикова. — М.: Медицина, 1987. — 364 с.

38. Лавина, С.А. Влияние ацетата свинца и нитрата кадмия на кинетику ферментативных реакций in vitro / С.А. Лавина // Всероссийский НИИ вет. санитарии, гигиены и экологии: сборник научных трудов. — М., 1998, —Т. 105. —С. 119-123.

39. Лужников, Е.А. Острые отравления. Руководство для врачей / Е.А. Лужников, Л.Г. Костомарова. — М.: Медицина, 1989. — 432 с.

40. Любченко, П.Н. Интоксикационные заболевания органов пищеварения / П.Н. Любченко. — Воронеж: изд-во ВГУ, 1990. — 220 с.

41. Маймулов, В.Г. Гигиеническая оценка влияния химического загрязнения окружающей среды на состояние здоровья детей / В.Г. Маймулов, Г.А. Пацюк, Г.А. Баскович // Гигиена и санитария. — 2004.—№2.-С. 12-14.

42. Маслий, О.Г. Оценка возможности использования криоконцентратов как пищевых сорбентов лечебно-профилактического действия / О.Г.

43. Маслий, Н.П. Титова, К.В. Свидло // Сорбенты как фактор качества жизни и здоровья: материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. — Белгород: изд-во БелГУ, 2004. 190 с.

44. Методические рекомендации по использованию поведенческих реакций животных в токсикологических исследованиях для целей генетического нормирования / ред. Е. Н. Бурхецкая, В. Ф. Вейф. — Киев: Радижська Украина, 1980. —47 с.

45. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. / Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. — М.: Медицина, 1991,-496 с.

46. Мочалов А.Н. Влияние степени кристалличности целлюлозы на ее теплоемкость / А.Н. Мочалов, Т.Б. Хлюстова, М.Я. Иелович // Химия древесины. — 1982. №4. — С.66 - 68.

47. Мудрый, И.В. Эколого-гигиенические аспекты загрязнения почвы кадмием / И.В. Мудрый // Гигиена и санитария. — 2003. — №1. — С. 32-35.

48. Ноздрюхина, Л.Р. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека / Л.Р. Ноздрюхина. —М.: Наука, 1977. 183 с.

49. Ноздрюхина, Л.Р. Нарушение микроэлементного обмена и пути его коррекции / Л.Р. Ноздрюхина, Н.И. Гринкевич. — М.: Наука, 1980. -279 с.

50. О санатарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2003 году: Государственный доклад. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. - 239 с.

51. Оксенгендлер, Г. И. Яды и противоядия / Г.И. Оксенгендлдер. — Л.: Наука, 1982. —191 с.

52. Определение химических соединений в биологических средах: сборник методических указаний. МУК 4.1. 763-4.1. 779.-99. М., 2000. С. 150.

53. Пат. 2110194 РФ. Способ получения пищевой добавки из растительного сырья / А.Е. Груздева, Е.В. Потемкина, Н.В. Гришатова, А.Р. Крот. — № 97108428; заявлено 03.06.1997; опубл. 10.05.1998, Бюл. 13. 10 с.

54. Пат. 2124300 РФ. Пищевая добавка в таблетках / А.Е. Груздева, Е.В. Потемкина, Н.В. Гришатова. — № 97121072; заявлено 26.12.1997; опубл. 10.01.1999, Бюл. 1. 8 с.

55. Пат. 2129393 РФ. Биологически активная пищевая добавка в дозированной форме / А.Е. Груздева, Е.В. Потемкина, Н.В. Гришатова, Кульчицкая М.А. — № 98107741; заявлено 23.04.1998; опубл. 27.04.1999, Бюл. 12.-10 с.

56. Погожаева, А.В. Пищевые волокна в лечебно-профилактическом питании / А.В. Погожаева // Лечебное питание. 1998. — №3. - с. 20— 22.

57. Потенциометрия: Методические рекомендации. Н. Новгород, НГПУ, 1995.-54 с

58. Прайс, В. Атомно—абсорбционная спектрометрия / В. Прайс. — М.: Мир, 1976. —355 с.

59. Привалова, Л.И. Свинец в среде обитания как фактор риска для здоровья населения / Л.И. Привалова, Б.А. Кацнельсон, С.А. Воронин и др. // Российский химический журнал. — 2004. — Т. XLVIII. — №2. — С. 87-93.

60. Привалова, Л.И. Эколого-эпидемиологические исследования в системе социально-гигиенического мониторинга (опыт Свердловской области) / Л.И. Привалова, С.В. Кузьмин, Б.А. Кацнельсон и др. // Гигиена и санитария. 2001. - №5. - с. 69-71.

61. Пурмаль, А.П. Антропогенная токсикация планеты / А.П. Пурмаль // Соросовский Образовательный Журнал. -1998. — Т. 4. — №9. — С. 39—45.

62. Ревич, Б.А. Биомониторинг тяжелых металлов и других химических элементов у населения промышленных городов. Доклады II Межд. Симпозиума ученых СССР-ЕЭС «Окружающая среда и здоровье. Наука и практика». М., 1991. - С. 18—32.

63. Ревич, Б.А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения / Б.А. Ревич. — М.: МНЭПУ, 2001. 263 с.

64. Ревич, Б.А. Свинец в биосубстратах жителей промышленных городов Б.А, Ревич // Гигиена и санитария, 1990.— №4.— С. 28—32.

65. Ревич, Б.А. Химические элементы в волосах человека как индикатор воздействия загрязнения производственной и окружающей среды / Б.А, Ревич // Гигиена и санитария, 1990.— №3.— С. 30—32.

66. Розанов В.А. (1999) Насущные проблемы нейротоксического влияния свинца на детей (международный опыт контроля и предупреждения неблагоприятного воздействия) / В.А. Розанов // Метеорология, климатология и гидрология, 1999, Т. 37. С. 6—14.

67. Розанов, В.А. Нейротоксичность свинца в детском возрасте: эпидемиологические, клинические и нейрохимические аспекты / А.В. Розанов // Украинский медицинский журнал. 2000. — №5(19). - С. 30—38.

68. Савченко, О.В. Энтеросорбция свинца Детоксалом у детей / О.В. Савченко, Ю.С. Хотимченко // Педиатрия. 2002. — №2. — С. 76—80.

69. Сан.-эпидемиол. заключение 52.НЦ.06.916.Т.000820.04.02 от 23.04.2002 «Продукты "Биофит"» смеси криопорошков»

70. Свинец и здоровье детей: Материалы симпозиума / Под ред. Н.Д. Антипова и др. М.: МФОЗ М и Р., 1998, 57 с

71. Скальный, А.В. Микроэлементозы человека (диагностика и лечение) / А.В. Скальный. — М.: изд-во КМК, 1997. — 96 с.

72. Скальный, А.В. Свинец основной поллютант - металл у детей в Российской Федерации / А.В. Скальный. - Влияние свинца и других тяжелых металлов на здоровье детей: тез. докл. Межд. совещания. - М., 1995.-С. 31-36.

73. Скальный, А.В. Мониторинг и оценка риска воздействия свинца на человека и окружающую среду с использованием биосубстратов человека / А.В. Скальный, А.В. Есенин // Токсикологический вестник, 1997. —№6. —С. 16—23.

74. Смирнова, Л.Г. Синтез исследование и применение адсорбентов на основе целлюлозы для концентрирования ионов металлов / Л.Г. Смирнова // Междунар. Форум «Аналитика и аналитики»: Каталог реф. и статей / Воронеж: ВГТА. 2003. Т.2. 521 с.

75. Снакин, В.В. Загрязнение биосферы свинцом: масштабы и перспективы для России / В.В. Снакин // Медицина труда и пром. экология, 1999. Т. 5.-С. 21—27.

76. Спектральный анализ чистых веществ // под ред. Х.И. Зильберштейна. СПб. :Химия. 1994. 336 с.

77. Стежка A.M. Сравнительное исследование токсических эффектов свинца и кадмия на селезенку и спленоциты крыс / A.M. Стежка // СучасЫ проблеми токсикологи, 2003. №3. - С. 15-23.

78. Стрелко, В.В. Принципы рационального использования сорбентов для детоксикации организма/В.В. Стрелко, Ж.Л. Гудзенко, Ю.А. Тарасенко // XV Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. -Республика Беларусь, Минск, 1993. Т.З. - 447 с.

79. Стукан, В.В. Интенсивная терапия при острых отравлениях солями тяжелых металлов (реферат), Минск, БелМАПО, 2004.

80. Суханов, Б.П. Экспериментальное изучение протекторной роли кальция при свинцовой интоксикации / Б.П. Суханов, А.А. Королев, А.Н. Марнинчик и др. // Гигиена и санитария, 1990. — №12. — С. 47-49.

81. Трахтенберг, И.М. Приоритетные аспекты фундаментальных исследований в токсикологии / И.М. Трахтенберг: Тез. докл. I съезда Токсикологов Украины. —Киев, 2001. — С. 6.

82. ТУ 9164-042-39232318-02. Продукты «Биофит» смеси криопорошков «Соловей», Сонет», «Калейдоскоп», «Черносмородиновый», «Абрикосовый»; введ. 23.04.2002. - М., 2002. - 10 с.

83. ТУ 9197-048-39232318-02. Биологически активная добавка к пище «Витасорб»; введ. 16.04.2003. М., 2003. - 10 с.

84. Урьяш, В. Ф. Калориметрическое исследование хитина из грибов и его смесей с водой / В.Ф. Урьяш, Н.Ю. Кокурина, В.А. Маслова // Вестник Нижегородского гос. универ-та. Серия химия / Нижний Новгород: Изд-воННГУ, 1998. —Вып. 1. — С.165—170.

85. Феофилова, Е.П. Хитин грибов: распространение, биосинтез, физико-химические свойства и перспективы использования // Хитин и хитозан:

86. Получение, свойства и применение / Под ред. К.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В .П. Варламова,- М.: Наука. 2002. - С. 107 - 109.

87. Феофилова, Е.П. Мицелиальные грибы как источник для получения полисахаридов / Е.П. Феофилова, В.М. Терешина, В.П. Козлов и др.. — Производство и применение хитина и хитозана: тез. докл. IV Всероссийской конференции, М.: изд-во ВНИРО, 1995. — с. 6—8.

88. Химический состав пищевых продуктов / под. ред. И.М. Скурихина и М.Н. Волгарева. -М.: Агропромиздат, 1987. 360 с.

89. Хотимченко, Ю.С. Применение энтеросорбентов в медицине / Хотимченко, А.В. Кропотов // Тихоокеанский медицинский журнал, 1999.—№2. —с. 84—89.

90. Хотимченко, Ю.С. Энтеросорбенты для больных и здоровых / Ю.С. Хотимченко, А.В. Кропотов // Медикофармацевтический вестник Приморья, 1998. — №4. — с. 99—107.

91. Черняева, Т.К. Гигиеническая оценка накопления тяжелых металлов в организме детей 7-10 лет крупного промышленного города: автореф. дисс. . канд.мед.наук: 00.00.00. / Черняева Татьяна Константиновна. -Н.Новгород, 1995. — 22 с.

92. Щелкунов, Л.Ф. Экология человека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания / Л.Ф. Щелкунов, М.С. Дудкин, Е.И. Данилова и др.: тез. докл. II Межд. семинара, Пятигорск, 11—14 мая 1993 г. — Пятигорск, 1993. — С. 31—32.

93. Экологический мониторинг. Методы биомониторинга. Учебное пособие: В 4-ч. / под. ред. Д.Б. Гелашвили. Н.Новгород: изд-во Нижегородского гос. университета, 1995. — 4.2. — С.388—441.

94. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). The nature and exrend of lead poisoning in children in the Unated States: A report to Confress, 1988.- 150 p.

95. Aposhian, H.V. Meso-2,3-dimercaptosuccinic acid; pharmacological and toxicological properties of an orally effective chelating agent / H.V. Aposhian, M.M. Aposhian. — Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol., 1990. Vol. 30. —P. 279—306.

96. Bellinger, D. Low level lead exposure, intelligence, and academic achievment: a long-term follow-up study / D. Bellinger, K. Stiles, H.L. Needleman // Pediatrics. — 1992. — Vol. 90. — P. 855— 861.

97. Benguella, B. Cadmium removal from aqueous solutions by hitin: kinetic and equilibrium studies / B. Benguella, H. Benaissa // Water research, 2004. — Vol. 36. — Issue 10. — P. 2463—2474.

98. Byattacharya, A. (1993) Functional implication of postural disequilibrium due to lead exposure / A. Byattacharya, R. Shukla, K. N. Dietrich et al. // J. Neurotoxicol. — Vol. 14(2—3).— P. 179—189.

99. CDC (Centers for Disease Control) Strategic Plan for the Elimination of Childhood Lead Poisoning. Washington: D.C.: U.S. Department of Health and Human Services, 1991. 55 p.

100. Copius-Peerebom-Stegeman, J.H. The intake of cadmium in the Kepmen / J.H. Copius-Peerebom-Stegeman // Ecotoxicology and enviromental Safety, 1989.— Vol.18. — №1.— P. 93—108.

101. Dietrich, K.N. Lead exposure and the motor developmental status of urban six-year-old children in the Cincinnati prospective study / K.N. Dietrich, O.G. Berger, P.A. Succop // Pediatrics, 1993. — Vol. 91(2). P. 301—307.

102. Edelson, S.B. Chelation therapy / S.B. Edelson. — Environmental and Preventive Health Center of Atlanta, 1999. 52 p.

103. Elinder, C.G. Biological monitoring of metals / C.G. Elinder. — Geneva, WHO, 1994,— 80 p.

104. Ernhart, C.B. Low level lead exposure in the prenatal and early preschool periods: Early preschool development/ C.B. Ernhart, M. Morrow-Tluchak, M.R. Marler et al. //Neurotoxicol. Teratol., 1987. Vol. 9. - P. 259—270.

105. Friberg, L. Cadmium in environment / L. Friberg, M. Piscator, G. Nordberg.

106. Stockholm, Karolinska institute, 1971. 180 p.

107. Graciano, J.C. Controlled study of meso-2,3-dimercaptosuccinic acid for the management of childhood lead intoxication / J.C. Graciano, N.L. Lolacono, T. Moulton et al. // J. Pediatr., 1992. Vol. 120. - P. 133—139.

108. Graziano J.H. Conceptual and Practical Advances in the Measurment and Clinical Management of Lead Toxicity / J.H. Graziano // Neurotoxicology, 1993, Vol.14. — №2.-P. 219-224.

109. Grandjean, P. International perspectives of lead exposure and lead toxicity / P. J. Grandjean // Neurochem., 1993. Vol. 14(2—3). - P. 9—14.

110. Hartwig, A. Role of DNA Repair inhibition in lead and cadmium-induced genotoxicity: a review / A. Hartwig // Environ. Health Perspect. —1994. — Vol. 102.— Suppl. 3. — P. 45—50.

111. Jin, A. Blood lead levels in children aged 24 to 36 months in Vancouver / A. Jin, C. Herzman, S.H. Peck et al. // Can. Med. Assoc. J. —1995 — Vol. 152. —№7. —P. 1077—1086.

112. Kar, A.B., Acta boil / A.B. Kar, R.P. Das // Med. German., 1960. Vol. 5. -P. 153.

113. Kawai, M. Variation of blood-lead levels with age in childhood / M. Kawai, Y. Okamoto, Y. Katagiri. Int. Arch. Occup.environ. health. 1987, Vol. 59.1.-P. 91—94.

114. Klaassen, C.D. Biliari excretion of lead in rats, rabbits and dogs / C.D. Klaassen, D.W. Shoeman // Toxicil. appl. Pharm. —1978. —Vol. 29. — №3. —P. 434-446.

115. Knoll, H. Uber ein digitales Verfahren zur empirischen Bestimmung der Rontgenkristallinitat cellulosehaltiger Stoff und sein Anwendung / H. Knoll, G. Jayme // Papier, 1965. Jg. 19. - H. 3. - S. 106-110.

116. Koo, W.W. Serum vitamin D metabolites and bone mineralization in young children with chronic low to moderate lead exposure / W.W. Koo, P.A. Succop, R.L. Bornstein et al.. // Pediatrics, 1991. Vol. 87(5). - P. 680— 687.

117. Laraque, D. Blood lead, calcium status and behavior in preschool children / D. Laraque, M. McCormick, M. Norman et al. // Am. J. Dis. Child., 1990. -Vol. 144(2).-P. 186— 189.

118. Linakis, J.G. Childhood lead poisoning / J.G. Linakis // R. I. Med., 1995. -Vol. 78(1).-P. 22—26.

119. Markowitz, M.E. Effects of calcium disodium versenate (CaNa2EDTA) chelation in moderate childhood lead poisoning / M.E. Markowitz, P.E. Bijur, H. Ruff et al. // Pediatrics, 1992. Vol. 99 (2). - P. 265—270.

120. Mendelson, A.L. Low-level lead exposure and behavior in early childhood / A.L. Mendelson, B.P. Dreyer, A.H. Fierman et al. // Pediatrics, 1998. -Vol. 101(3).-P. 10—18.

121. Muzzarelli, R.A.A. Chitin / R.A.A. Muzzarelli. — Oxford: Pergamon press, 1977.— 305 p.

122. Needleman, H.L. Deficits in psychologic and classroom performance of children with elevated dentine lead level. New.Engl. / H.L. Needleman, C. Gunnoe, A. Leviton et al. // J. Med., 1979. Vol. 300. - P. 689— 695.

123. Needleman, H.L. The long-term effects of exposure to low doses of lead in childhood: An 11-year follow-up report. / H.L. Needleman, A. Shell, D. Bellinger et al. // New Engl. J. Med., 1990. V. 322(2). - P. 83—88.

124. Palido P., Kagi J., Vallee B.L. 1966. Biochemistry. № 5. - P. 1768.

125. Pangborn, J.B. Mechanisms of Detoxication and Procedures for Detoxication Doctor s Data/J.B. Pangborn. — 1994. 143 p.

126. Perry, H.M. Jr. Hypertension and trace metals with particular emphasis on cadmium / H.M. Perry Jr. II Proceedings of the of the university of Missouri s 2nd Annual Conference, 1968 / Ed. D. Hemphill, Columbia: Univ. Missouri, P. 101.

127. Rosen, J.F. Trends in the management of childhood lead poisoning / J. F. Rosen, M.E. Markowitz // Neurotoxicol., 1993. Vol. 14 (2—3). - P. 211— 217.

128. Scalnyi, A.V. Multi-element analysis of human samples in assessment of chemical pollution / A.V. Scalnyi. — Abstr. EERO Symposium on Chemical risk assessment, 1994. — M. — P. 55.

129. Simons, T.J.B. Lead-calcium interactions in cellular lead toxicity / T.J.B. Simons // J. Neurotoxicol., 1994. Vol. 14(2—3). - P. 77—85.

130. Steffen, B. Citotoxity of heavy metals in the human small intestinal epithelial cell line 1-407: the rote of glutathione /В. Steffen, J.P. Keogh, C.P. Siegers // J. Med, 1994. — Vol. 43. — № 3 — P. 351— 359.

131. Shukla, R. Lead exposure and growth in the early preschool child: a follow up report from the Cincinnati lead study / R. Shukla, K.N. Dietrich, R.L. Bornstein et al. // Pediatrics, 1991. Vol. 88(5). - P. 886—892.

132. Todd, A.C. Unravelling the chronic toxicity of lead: an essential priority for environmental health / A.C. Todd, J.G. Wetmur, J.M. Moline et al. // Environ. Health Perspect., 1996. Vol. 104(1). - P.141—146.

133. Venugopal, B. Metaltoxicity in mammals / B. Venugopal, T.D. Luckey. — New York: Plenum press. 1978. — Vol. 2. — 409 p.

134. Wasserman, G. Indepedent effects of lead exposure and iron deficiency on developmental outcome at age two / G. Wasserman, J.H. Graziano, P. Factor-Litvak et al. // J. Pediatrics, 1992. Vol. 121. - P. 695— 703.

135. WHO (World Health Organization). Air QualityGuidelines for Europe. Copenhagen: WHO Regional Office for Europe, 1987. 150 pp.

Информация о работе

Степанова, Екатерина Алексеевна
кандидата биологических наук
Нижний Новгород, 2006
ВАК 03.00.16

Диссертация

Сорбция свинца и кадмия биологически активными добавками к пище из растительного сырья в биопрофилактике загрязнения среды обитания человека тяжелыми металлами - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы