Івасівка С.В.,
Доктор медичних наук, професор, завідувач відділом експериментальної бальнеології Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАНУ, головний радник з наукових проблем ЗАТ “Трускавецькурорт”, головний редактор журналу “Медична гідрологія та реабілітація”
Вже 180 років користується .заслуженою популярністю трускавецька лікувальна мінеральна вода “Нафтуся”. Ця вода характеризується дуже низькою мінералізацією (“прісна”), внаслідок чого її лікувальна дія, встановлена клінічно, не може бути пояснена іонним, чи мікроелементним складом. Водночас вона містить органічні речовини (бітуми, гуміни, низькомолекулярні жирні кислоти, речовини типу фенолів і т.д.) в досить значних кількостях (10-20 мг/л і більше), а ще академік В.І. Вернадський в 1933 р. у своїй “Истории природных вод” писав: “Органічні речовини мінеральних вод в буквальному розумінні слова terra incognita. Не дивлячись на малі кількості, їх бальнеологічне значення може бути величезним” (1).
Починаючи вже з першої публікації про склад Нафтусі (2) її органічним компенентам приділялася велика увага. Наступні дослідники, вивчаючи хімічний склад води, постійно акцентували можливу роль органічних речовин (ОР) як лікувальних факторів. Діючими чинниками почергово називались розчинні компоненти нафти (3), що знайшло своє відображення навіть в назві мінеральної води, або органічні смолоподібні речовини (4), чи сірчисті та леткі вуглеводні і т.д. (5-9). Подальші дослідження показали наявність в Нафтусі фенолів, летких і нелетких органічних кислот (10), бітумів, гумінових речовин та аміносполук (11,12). Відповідно кожному з перерахованих класів органічних сполук без експериментальних доказів почергово приписувався статус діючого начала. Зверталась також увага на можливу роль автохтонної мікрофлори води Нафтуся як у створенні, так і асиміляції органічних компонентів мінеральної води (13-16).
Тепер загальновизнано, що діючим чинником Нафтусі є ОР, однак роль їх окремих компонентів в ефектах води залишається нез’ясованою. Це зумовленно, перш за все, недостатнім методологічним та методичним забезпеченням робіт в даній галузі, бо низька концентрація ОР в воді і недостатня чутливість відповідної апаратури не дозволяють проводити ідентифікацію індивідуальних ОР безпосередньо в нативній воді. Для виділення ОР використовувався головним чином метод екстракції різними неполярними або слабополярними органічними розчинниками. Такий підхід дозволив виділити тільки малорозчинні гідрофобні ОР типу бітумів і власне ця частка органіки хімічно вивчена досить добре (17).
Друга частка ОР, гідрофільних, полярних, залишалася поза можливостями екстракційного методу, наявність їх у воді тільки постулювалася, оскільки завжди мало місце розходження в балансних підрахунках органічного вуглецю нативної води та різноманітних екстрактів Нафтусі (18).
Такий стан питання з вивченням ОР Нафтусі зумовив необхідність пошуку нових підходів і методів їх отримання в нативному стані і кількостях, достатніх для хімічного аналізу та визначення біологічної, а по можливості, і фізіологічної активностей. У зв’язку з цим ми здійснили спробу використати альтернативні підходи для концентрування та накопичення ОР, суть яких полягала в ліофілізації глибокозамороженої води Нафтуся. Подальша екстракція порошку спочатку водою, а потім різними органічними розчинниками повинна б дозволити поділити органічні сполуки за їх розчинністю, хроматографічною рухливістю та використовувати їх не тільки для хімічного аналізу, але й для біотестування.
Аналіз отриманих результатів показав, що води типу Нафтуся різних родовищ дійсно володіють більш чи менш вираженою холеретичною, діуретичною та салуретичною дією, а також гальмівним впливом на спонтанні скорочення гладеньких м’язів. Комплексне дослідження дії на організм мінеральної води Нафтуся показало, що пусковими факторами її фізіологічної дії є гіпоосмотичність, неорганічні солі і органічні речовини. Власне ці фактори визначають перший і найважливіший вплив Нафтусі на ендокриноцити антрального відділу шлунку, що призводить до гіпергастринемії, а в подальшому до вивільнення інших пептидних регуляторних гормонів шлунково-кишкового тракту. Кінцеві фізіологічні ефекти, що спостерігаються на рівні організму, є, по суті, наслідком множинних гормон-пептидних взаємодій, які виникають під впливом неспецифічних і специфічних факторів мінеральної води Нафтуся.
Курсові навантаження мінеральною водою Нафтуся супроводжуються змінами, які можна розцінити як робочу гіпертрофію внаслідок багаторазового додаткового подразнення ендокринних клітин понад фізіологічне їх подразнення прийманням їжі. Підвищення рівня гастрину в крові, що виникає після кожного вживання Нафтусі, невиправдане з точки зору актуальної травної ситуації, та, до речі, не супроводжується стимуляцією кислотоут-ворення (19), сприяє прояву трофічного ефекту гормону.
Завдяки своїй холеретичній та, можливо, діуретичній діям, мінеральна вода Нафтуся значно зменшує холестатичний ефект альфа-нафтил-ізотіоцианату, тобто володіє протекторною дією по відношенню до цього гепатотропного ксенобіотика. Виходячи з припущення, що органічні речовини Нафтусі – ксенобіотики, для детоксикації та елімінації котрих в результаті еволюції сформувалися два механізми: механізм моноок-сигеназної системи печінки і секреторний механізм проксимальних канальців нирок, досліджували вплив мінеральної води на такі інтегральні показники, як тривалість барбітуратного сну і максимальна екскреція кардіотрасту.
Отримані результати дозволяють вважати, що в механізмі діуретичної дії мінеральних вод типу Нафтуся, окрім підсилення клубочкової фільтрації та зниження реабсорбції (20), відіграє певну роль і активація секреції всмоктаних ОР води. Що стосується механізму гепатопротекторної дії Нафтусі, то він полягяє в субстратній індукції монооксигеназної системи печінки та транспортносекреторного апарату нирок всмоктаними ОР з шлунково-кишкового тракту. Внаслідок “перехресності” індукції ці системи в стані підвищеної функціональної активності здатні набагато ефективніше знешкоджувати і виводити екзогенні отрути та відповідні ендогенні метаболіти, у зв’язку з чим спостерігається протекторний ефект мінеральної води. На основі результатів, які свідчать про наявність ОР в водах різної мінералізації більш ніж 300 досліджених джерел та свердловин (21), можна передбачати, що описаний неспецифічний механізм в більшій чи меншій мірі притаманний практично всім мінеральним водам.
Одним з найважливіших аспектів впливу на організм Нафтусі є її ксенобіотичність. Показано, що повторне введення в організм як Нафтусі, так і виділених з неї гідрофобних органічних речовин, супроводжується скороченням тривалості барбітуратного сну, що свідчить про індукцію (стимуляцію) ними монооксигеназної ферментної системи печінки. Водночас Нафтуся і її гідрофільні органічні речовини здатні стимулювати транспорт органіки (кардіотрасту та фенолроту) секреторним апаратом нирок. Тому співвідношення у водах типу Нафтуся гідрофобних і гідрофільних речовин визначає їх переважний вплив на функції печінки чи нирок.
Застосування ліофільної сушки для недеструктивного виділення ОР з води не потребує якогось особливого обгрунтування, оскільки цей метод широко використовується з метою отримання високоактивних препаратів ферментів, плазми і сироватки крові та їх білкових компонентів, сухих вакцин та ін. З допомогою цього методу нами було ліофілізовано більше 100 л води Нафтуся. Результати проведених досліджень показали, що ліофілізований залишок, отриманий з попередньо підкисленої Нафтусі, відтворює загалом її фізіологічну дію на організм. Сухий залишок з непідкисленої Нафтусі не зберігає повністю її вихідної активності. Ці дані дозволяють зробити висновок, що біологічна активність води Нафтуся визначається, головним чином, вмісними в ній аміносполуками, котрі можуть частково вивітрюватися при вакуумуванні води. Отримані результати також свідчать про те, що ліофілізація є коректним методом одержання та накопичення біологічно і фізіологічно активних органічних речовин з слабомінералізованої води Нафтуся.
Дані про збереження ліофілізатами активності, властивої водам типу Нафтуся, спонукали нас провести порівняльне хроматографічне дослідження водорозчинних (гідрофільних) ОР вод різних родовищ. Ліофільне висушування, в результаті якого ми отримали сухі залишки, дало змогу екстрагувати гідрофільні ОР дистильованою водою, сконцентрувавши їх при цьому в 500 разів, і в такому вигляді використати для хроматографії. Результати досліджень свідчать про те, що методом рідинної гель-хроматографії можна ідентифікувати мінеральні води типу Нафтуся після їх попередньої ліофілізації. Застосування такого підходу для оцінки режиму експлуатації трускавецького родовища Нафтусі наочно показало, що затверджені запаси цієї води явно завищені, бо добові відбори на рівні 25-30 м куб/добу вже призводять до зниження її кондиційності, і водночас дозволило визначити простий шлях рекреації родовища – репаспортизацію всіх свердловин з науково обгрунтованим максимальним дебітом і режимом його втілення.
Проте паралельно виникла потреба пошуку нового еталону. Цим еталоном була вибрана вода самовиливної свердловини 18-КД Східницького родовища, яка характеризується найбільш багатим в якісному та кількісному відношеннях комплексом гідрофільних ОР та високою біологічною і фізіологічною активністю. Проведене порівняльне хроматографічне дослідження ліофілізатів різних джерел мінеральних вод типу Нафтуся показало, що вода свердловини 18-КД селища Східниця має найбільш багатий у якісному і кількісному відношеннях комплекс гідрофільних органічних речовин і це співпадає з її високою фізіологічною та терапевтичною ефективністю. Встановлено, що з допомогою виділених нами з води Нафтуся органічних речовин можна моделювати основні ефекти іі фізіологічної дії. При порівняльному дослідженні показано, що гідрофільні органічні речовини відтворюють вплив Нафтусі на всмоктування води в шлунково-кишковому тракті, швидкість секреції жовчі, сечі, натрію та кардіотрасту. Таким чином гідрофільні органічні речовини визначають дуже значну частку в ефекті нативної мінеральної води.
Встановлено, що при інкубації з озокеритом вуглеводеньокислюючих та сульфатредукуючих мікрорганізмів, виділених з Нафтусі, у культуральному середовищі з’являються гідрофільні органічні речовини, що хроматографічно подібні до полярних сполук мінеральної води. Мікробні метаболіти озокериту мають різноманітні спектри біологічної активності і відтворюють деякі ефекти, що притаманні як натуральній воді, так і її окремим компонентам.
Зокрема, вони стимулюють холерез, скорочують тривалість барбітуратного сну та індукують максимальний секреторний транспорт в нирках.
На основі усіх проведених досліджень створена лабораторна модель біотехнологічного отримання фізіологічно активних речовин, притаманних воді Нафтуся, з використанням аутохтонної мікрофлори води Нафтуся та вуглеводневої сировини у вигляді озокериту. З нашої точки зору, вона відтворює реальні природні процеси, котрі відбуваються в надрах під час формування мінеральної води.
Проведені дослідження продемонстрували важливі аспекти впливу на організм Нафтусі та роль окремих її компонентів в гормонмодулюючих властивостях, змінах морфології та трофіки шлунково-кишкового тракту, індукції монооксигеназної ферментної системи печінки та секреторного ниркового транспорту, що дозволило сформулювати так звану ксенобіотично-адаптогенну концепцію механізму дії мінеральних вод типу Нафтуся. Разом з тим, отримані знання стосовно деяких механізмів дії органічних складових вод типу Нафтуся дозволяють розширити показання для їх застосування на всі патологічні стани, що супроводжуються пригніченням показників неспецифічної резистентності організму. Крім цього, за співвідношенням гідрофобних та гідрофільних речовин у воді кожного конкретного водозабору можливе диференційоване застосування окремих вод при патології печінки чи нирок.
ЛИТЕРАТУРА:
- Вернадский В.И. История минералов земной коры. Т. 2. История природных вод. Ч. – М.: Медгиз.- 1933-1936.- ОНТИ.- вып. 1,2,3.
- Torosiewicz T. Physikalisch-Chemische Untersuchung der Mineralquellen zu Truskawiec bei Drohobycz im der Phar-macie Konigreiche Galizien // Aus dem Repertomum der Pharmacie.- 1836.-Bd. 4.- S. 55. 3.
- TorosiewiczT. ZrodlamineralnewKrolewstwieGalicyiinaBukowiniepodwzgledemfizyczno-chemicznychwlasciwosci.-Lwow, 1849.- S. 3-17.
- RadziszewskiB. Wynikrozbioruchemiczne-goniektorychzrodelmineralnychwTruskawcu // Czas. tow. aptekarskiego.- 1881.-rocz. 1.- S. 3-12.
- Бабинец А.Е., Сулейманов С.П., Ясевич А.П., Кутереба М.О. О роли летучих органических веществ в минеральной воде “Нафтуся” // Геол. >курн.- 1978.- т. 38, N 1.- С. 122-124.
- Билык Н.А. Новое направление в исследовании химического состава минеральных вод малой минерализации. (Сера и ее органические и неорганические соединения) // Физ. и курорт. факторы и их лечеб. применение. -К.: Здоров’я, 1975.- Вып. 9.- С. 3-7.
- Быкова Е.Л. Изучение микрокомпонентного состава и органического вещества минеральных вод курорта Трускавец // Тр. ВНИИ гидрогеологии и инж. геологии.- М., 1965.- С. 67-68.
- Быкова Е.Л., Голева Г.А. Изучение микрокомпонентного состава органических веществ минеральных вод Прикарпатья // Генезис минеральных и термальных вод.- М.: Наука, 1968.- С. 127-132.
- Гаюн К.Г., Левченко Т.Ф. Условия формирования химического состава воды Нафтуся на курорте Трускавец // Гидрохимические материалы.- 1957.- т. 27.-С. 66-72.
- Бабинец А.Е., Гордиенко Е.Е., Денисова В.Р. Лечебные минеральные воды и курорты Украины.- К.: Изд-во АН УССР, 1963.- С. 67-163.
- Невраев Е.А., Вадковская А.Д., Бахман В.И. Органические вещества в слабоминерализованных источниках курорта Трускавец и села Малая Сходница // Матер. по изучению лечебных минеральных вод и грязей и бальнеотехни-ке.- М., 1964.- Сс. 64-68.
- Ясевич А.П. Исследование химической природы органических веществ и условий их изменения в минеральной воде Нафтуся : Автореф. дис. … канд. хим. наук.- Ростов н/Д, 1982.- 22 с.
- Квасников Е.И., Клюшникова Т.М. Микроорганизмы – деструкторы нефти в водных бассейнах.- К.: Наукова думка, 1981.- 131 с.
- Квасников Е.И., Клюшникова Т.М., Конотоп Г.И., Касаткина Т.П., Митропольская Н.Ю. Микрофлора минеральной воды “Нафтуся” и ее аналогов // Состав и свойства минеральной воды “Нафтуся” / Под ред. Б.Е. Есипенко.- К.: Наукова думка, 1978.- С. 78-92.
- Конотоп Г.И. Изучение микрофлоры минеральной воды Нафтуся в процессе эксплуатации Трускавецкого месторождения : Автореф. дис. … канд. биол. наук.- Киев, 1983.- 20 с.
- Максимович К.А. Микробиологическая характеристика минеральных вод // Курорт Трускавец / И.Т. Шимонко.- К.: Здоров’я, 1978.- С. 28-44.
- Бегунова Г.С., Сердан А.А., Клячко Ю.А. Качественный анализ углеводородов минеральной воды Нафтуся // Вопр. курортол.- 1985.-N 6.- С. 15-19.
- Сулейманов С.П. Спектрометрическая идентификация органических веществ вод // Лечебные минеральные воды типа “Нафтуся”.- К.: Наукова думка, 1986.-С. 141-156.
- Попович И.Л. Механизм действия минеральной воды Нафтуся на секреторную функцию желудка (экспериментально-клиническое исследование) : Автореф. дис. … канд. мед. наук.- К., 1987.- 22 с.
- Капская Е.И., Гаске О.Д. Влияние минеральных вод новых скважин трускавецкого месторождения на выделительную функцию почек // Курортология и физиотерапия.- К.: Здоров’я, 1980.- Вып. 13.- С. 90-93.
- Царфис П.Г., Данилов Ю.Е. Основные принципы лечения больных на курортах СССР.- М.: Медицина, 1975.- 312 с.