"МИС-РТ" - 2000. Сборник №17-2

Бактерицидное действие анолита в аспекте
биологии и экологии микроорганизмов.

Казанкин Д. С. Удмуртский Государственный Университет, Биолого-химический факультет.

----Анодно активированная вода (анолит) характеризуется электронно-акцепторными свойствами, обладает биоцидной активностью, стимулирует биологическое окисление, способствует непрямой электрохимической детоксикации организма путем окислительного гидроксилирования токсинов и шлаков гидрофобной природы. Оптимум терапевтической активности ЭХА воды в организме достигается при концентрации стабильных продуктов электролиза в тканевых средах в области 10-4 - 10-3 моль/л.

----Действующими веществами электрохимически активированных растворов, синтезированных в установках Изумруд-СИ из водопроводной питьевой воды с добавкой поваренной соли, в анолите являются:

----ClO2, ClO, HO2, O3, H3O, Cl*, H, H2O2, Cl2O, ClO2, HCl, Cl2O7, C2O6, S2O8, O2, HO, O-, HClO, H2SO4, HSO3Cl и т.п.;

----Эти анионы и радикалы в обычных условиях нестабильны и самопроизвольно разлагаются при взаимодействии с компонентами раствора и другими молекулами. В анолите, под влиянием униполярного (анодного) электрохимического воздействия, устанавливается термодинамически неравновесное состояние, которое стабилизирует анионы и радикалы даже при добавлении в раствор антикоррозионных веществ[1] или лекарств[2].

----Медико - биологические исследования стабилизированных продуктов электролиза воды показали ряд преимуществ по сравнению с традиционно используемыми лечебными средствами. Это полная биологическая совместимость и безвредность. На 50 - 90% анионы и радикалы, присутствующие в анолите представлены промежуточными соединениями оксидазных реакций, которые происходят в живых соматических клетках. Они не содержат чужеродных организму человека химических элементов и соединений. В то же время это самые мощные из известных регуляторов [3] окислительно-восстановительных и биокаталитических процессов в живых организмах. Есть данные, что анолит нейтральный снижает болезненные ощущения, т.к. обладает анальгезирующим [4]действием.

----Преимущества нейтрального анолита: высокая бактерицидная активность при сравнительно низкой концентрации гипохлорит-иона[5], уникальная комбинация отмывающих свойств и широкий диапазон антибактериального действия, высокая биокаталитическая активность, обусловленная метастабильными характеристиками и структурной перестройкой воды, возможность отказа от дорогостоящих антибиотиков.

----Лечение принятыми на данный момент средствами не всегда приносит результат. Это связано с высокой степенью приспособляемости микроорганизмов к условиям внешней среды в частности к антибиотикам. Благодаря большой численности микроорганизмов и высокой скорости размножения, а также гибкости ферментативных путей метаболизма в некоторых случаях выживает небольшая часть исходной популяции, которая дает начало новым резистентным штаммам не чувствительных к данному препарату.

----Бактерицидное действие нейтрального анолита основано на окислении веществ бактериальной клетки особенно липопротеидных мембран, которые являются единственным местом биосинтеза. В соматических клетках эукариот [6] существуют специальные средства защиты от окисления, они появились в ходе эволюции в результате крупного ароморфоза, который в значительной степени определил их дальнейшее развитие и освоение новых экологических ниш. Повторение такого крупного эволюционного скачка совершенно нереально, тем более для факультативных и облигатных паразитов, которые утратили некоторые ферменты и нуждаются в сложных питательных средах для осуществления своего метаболизма. Таким образом, бактерицидное действие анолита освобождено от адаптации к нему и при многократном применении не требует увеличения доз или концентраций.

----Полости организма (толстый кишечник, дыхательные пути, половые пути, ротовая полость и т.п.) представляют удобную экологическую нишу для различных микроорганизмов. В норме преобладает эндогенная микрофлора, которая представлена непатогенными штаммами микроорганизмов.

----Тип взаимоотношений микроорганизмов с хозяином симбиоз (взаимовыгодное сожительство) или комменсализм (организм живет за счет хозяина, не причиняя ему при этом какого-либо вреда). При различных заболеваниях, а так же при ослаблении иммунитета наблюдается преимущественное размножение патогенной и условно-патогенной микрофлоры, которая представлена паразитическими микроорганизмами, требовательными к субстрату и внешним условиям. Питаясь тканями хозяина и обладая высокой скоростью размножения, они вытесняют эндогенную микрофлору из микробиоценоза.

----Кроме этого, применение неизбирательных антибиотиков приводит к почти полному ее уничтожению, это отражается в изменении индекса дисбактериоза (отношение патогенной микрофлоры к эндогенной). У больного, после перенесенной болезни, ослаблен иммунитет, поэтому, в освободившейся экологической нише, возможно преимущественное размножение условно-патогенной микрофлоры, что приводит к рецидиву болезни и ее затяжному характеру.

----Нейтральный анолит избирательно действует на микробиоценоз уничтожая преимущественно патогенную и условно-патогенную микрофлору. Это подтверждается исследованиями на крысах (дисбактериоз кишечника) [7] и на человеке (кольпит) [8]

----Помимо этого, лекарственные препараты оказывают влияние на организм больного, т.к. могут обладать слабо избирательным биоцидным действием, иметь побочные эффекты, противопоказания. В данном случае действует принцип "одно лечим, другое калечим".

----Принцип действия анолита нейтрального заключается в фундаментальных различиях между колонией микроорганизмов и соматическими клетками высших эукариот:

Фундаментальные различия. Прокариоты. Эукариоты.
Взаимодействие клеток и регуляция. Микроорганизмы - это автономные системы. Все функции обеспечиваются за счет ферментативных реакций единственной клетки. Метаболизм зависит от их собственной энергетической активности, т.е. если ферментативные процессы подавлены, то компенсировать их нечем. Соматические клетки высших эукариот (в том числе и человека) представляют полуавтономные единицы, биологическое благополучие которых зависит от места, которое они занимают в процессе распределения трофических функций всех элементов многоклеточной системы. При нарушении трофики отдельных клеток происходит регуляция на уровне нервной и гуморальной систем, а так же за счет межклеточного взаимодействия.
Наличие антиоксидантных систем. Нет мощных антиоксидантных систем. Эволюция прокариот шла по трем направлениям: 1) Осваивание безкислородных экологических ниш. 2) Образование примитивных антиоксидантных систем для существования в аэробных условиях, при этом кислород не используется в качестве акцептора электронов. 3) Использование кислорода в качестве конечного акцептора электронов в анаболизме. При всем многообразии способов избегания кислорода они недостаточно эффективны. Характерно наличие мощных антиоксидантных систем. Эволюция эукариот пошла по пути целенаправленного использования этих высокоэффективных окислителей для нужд клетки. Оксигеназные реакции клетки производят целый ряд высокопродуктивных оксидантов О2, О-, О2-, Н2О2, НО2*, НО*, ClO- и т.д. Цитохром Р450 и некоторые другие ферментные комплексы используют эти оксиданты, например для реакций окислительного фосфорилирования. Помимо этих комплексов, в мощной 3-х слойной клеточной липопротеиновой оболочке, существуют диеновые коньюганты (- С = С -), обладающие электродонорными свойствами и способные обезвреживать радикалы, образующиеся в клетках.
Проницаемость клеток. У прокариот осмотический перенос оксидантов выше. Ускоренному электроосмотическому переносу способствует многочисленные заряженные пузырьки электролизных газов создающих в зонах контакта с биополимерами мощные локальные электрические поля с высокой степенью неоднородности. Сниженная проницаемость соматических клеток для переноса веществ по осмотическому градиенту. Благодаря наличию 3-х слойной клеточной оболочки осмотический перенос оксидантов для соматических клеток затруднен. Кроме того, наличие различных веществ в межклеточной жидкости контролируется системами поддержания гомеостаза организма.

 

----Выводы: При действии нейтрального анолита на соматические клетки эукариот происходит его частичное поглощение, и обезвреживание активной части системой антиоксидантной защиты клетки. Некоторая часть радикалов включается в биохимические реакции (например, реакции окислительного фосфорилирования), что приводит к повышению обменных процессов клетки, и в частности к усилению неспецифического иммунитета.

----При действии на прокариот происходит значительное поглощение нейтрального анолита клеткой. Обезвреживание радикалов посредством окисления различных молекул (липидов мембран, ферментных комплексов и т.п.) приводит к замедлению и полному прекращению метаболизма. Высокая скорость проникновения и сильная окислительная способность анолита обеспечивает уничтожение не только вегетативных клеток (обеззараживание), но и спор (стерилизацию)[9]

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Оценка бактерицидных свойств анолита при добавлении антикоррозионных веществ
    Л.И. Арефьева, Л.В. Аристовская, Л.Г. Пантелеева (сборник МИС-РТ №14, статья #47)
  2. Электрохимическая униполярная обработка воды как метод управления активностью антимикробных препаратов
    С.А. Паничева (сборник МИС-РТ №14, статья #32)
  3. Исследование стимулирующего и угнетающего воздействия ЭХА-воды на метаболические процессы
  4. Лечение болезней вымени коров нейтральным анолитом, полученным в установке СТЭЛ-МТ-2-60
    С.А. Паничева (сборник МИС-РТ №14, статья #34)
  5. Экспресс-методика определения концентрации активного хлора
    С.А.Паничева, Е.П.Суханова (сборник МИС-РТ №12, статья #38)
  6. Устойчивость эритроцитов крови человека при действии электрохимически активированных сред (ЭХА)
    В.И. Прилуцкий (сборник МИС-РТ №14, статья #73)
  7. Коррекция микробтоценоза толстого кишечника крыс при помощи электроактивированного водного раствора анолита
    Д.С. Гительман, И.Э. Норбаева (сборник МИС-РТ №14, статья #37)
  8. Применение электроактивированных растворов при лечении кольпитов (клинические и микробиологические исследования)
    С.А.Алехин, Ю.К.Джаббарова, И.Э.Норбаева, Д.С.Гительман, Ж.Е.Пахомова (сборник МИС-РТ №12, статья #12)
  9. Исследования антихолерного действия анолита, полученного на аппаратах типа "ЭСПЕРО"
    С.А. Алехин, Д.С. Гительман, И.Б. Островский (сборник МИС-РТ №14, статья #75)