ГУМУСОВЫЕ КИСЛОТЫ КАК СРЕДСТВО ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ ИНТОКСИКАЦИЙ СВИНЦОМ И ЕГО СОЕДИНЕНИЯМИ

Авторы: 

Михайлова Эмилия Ауреловна

Доктор медицинских наук, профессор
Харьковский национальный медицинский университет
Руководитель отдела психиатрии
ГУ «Институт охраны здоровья детей и подростков»
Национальная Академия медицинских наук Украины

Локошко Денис Владимирович

Клинический ординатор
МДП «Институт проблем управления» Национальной Академии наук Украины

Большакова Елизавета Михайловна

Студент
Федеральное государственное бюджетное
Образовательное учреждение высшего образования
Новосибирский государственный медицинский университет
Министерство здравоохранения Российской Федерации

Аннотация:

В статье описаны современные научные взгляды на причины, проявления и последствия интоксикаций свинцом и свинец-содержащими соединениями. Рассмотрены основные способы детоксикации и, в частности, сорбирования соединений свинца в просвете кишечника и в кровеносном русле. Оценена возможность применения гумусовых кислот в форме функциональных продуктов здорового питания для хелатного комплексообразования с солями тяжелых металлов.

Ключевые слова:

свинец, интоксикация, сатурнизм, тяжелые металлы, гумусовые кислоты, гуматы, комплексообразователи.

Текст статьи:

На настоящий момент для гумусовых кислот уже был экспериментально подтвержден целый ряд терапевтических и профилактических эффектов. В частности исследователи отмечали их противовоспалительное [1], регенераторное [2], иммуностимулирующее [3] и противовирусное [4] действие. Но одним из наиболее изученных и интересных свойств гуматов является их способность нейтрализовывать и ускорять выведение из тканей тяжелых металлов. Эта, по сути, детоксикационная функция, основана на том, что с такими металлическими ионами гумусовые кислоты образуют прочные хелатные соединения [5]. Важной особенностью является также и то, что гуматы характеризуются повышенной аффинностью именно к тяжелым элементам. Это означает, что с цезием, ртутью или, например, стронцием они связываются намного интенсивнее, чем с более легкими кальцием или натрием. Результатом такой связи становятся прочные и одновременно биологически интактные хелатные комплексы, которые исключаются из метаболизма и выводятся либо через кишечник, либо через почки. [6].

В свете данных детоксицирующих свойств гумусовых кислот особенный интерес исследователей вызывает их взаимодействие со свинцом и его соединениями, а также перспективы использования гуматов в качестве неспецифической профилактики сатурнизма [7]. Интерес этот полностью оправдан с клинической точки зрения, поскольку отравления свинцом и свинец-содержащими веществами – наиболее частый тип отравлений тяжелыми металлами в мире [8]. А необходимость профилактики таких отравлений, особенно для жителей крупных мегаполисов, диктуется хотя бы тем фактом, что, согласно утверждению экспертов Всемирной организации здравоохранения, концентрации свинца, которая была бы безопасна для здоровья человека, не существует [9]. И одновременно сброс свинца только в воды мирового океана, не учитывая атмосферные выбросы и почвенные загрязнения, составляет от 450 до 650 тысяч тонн ежегодно [10].

В человеческий организм свинец и его соединения способны проникать несколькими путями: перорально, через дыхательную систему и транскутально [11]. Основным источником таких токсических загрязнений окружающей среды до недавнего времени были автомобильные выхлопы, содержащие тетраэтилсвинец в качестве антидетонационной присадки для топлива, так называемого, этилированного бензина. Однако, в конце XX и начале XXI века практически все страны мира под давлением научного сообщества запретили использование таких присадок. Например, в Российской Федерации этилированный бензин был запрещён с 15 ноября 2002 года [12].

Тем не менее, ситуацию пока рано считать исправленной. Тот тетраэтилсвинец из автомобильных выхлопов, который осаждался до этого времени на почве или попадал в водные резервуары, способен сохраняться там на протяжении десятков лет. Это означает, что у лиц, проживающих в местах с повышенной концентрацией транспортных средств (в крупных городах, около трасс с высоким уровнем трафика и т.д.) до сих пор сохраняется риск хронической свинцовой интоксикации [13].

Кроме того, хоть любое использование свинца и его производных сейчас активно запрещается и регламентируется, до сих пор имеется большое количество сфер человеческой деятельности, где такие соединения находят свое применение. В частности – это [14]:

• добыча и выплавка различных руд;
• переработка вторсырья;
• использование свинцовых красок (в некоторых странах);
• использование свинцового припоя и добавок, например, при производстве витражей;
• изготовление посуды из свинцового хрусталя;
• производство боеприпасов;
• покрытие керамических изделий свинец-содержащей глазурью;
• изготовление ювелирных изделий;
• производство некоторых косметических средств;
• использование производных свинца в народной медицине;
• изготовление кровельных материалов;
• пайка, сварка, плавка и другая работа с металлами и сплавами.

Отдельно стоит использование свинца в бытовых батарейках, а также в свинец-кислотных аккумуляторах, предназначенных для моторного транспорта. На эти области промышленного производства приходится более 70% глобального мирового потребления свинца [15]. И если сама эксплуатация таких изделий относительно безопасна для человеческого здоровья, то их утилизация – острейшая экологическая проблема. Ведь оболочки батарей или аккумуляторов в естественной среде разрушаются достаточно быстро, а затем начинается выход соединений свинца в окружающую среду. И даже одиночный такой источник может действовать на протяжении многих лет, загрязняя значительное пространство вокруг себя [16].

Мировая статистика показывает, что наиболее часто свинцовые интоксикация в острой и подострой формах становятся результатом несоблюдения техники безопасности при работе с определенными профессиональными вредностями. С опасностью свинцового отравления, в частности, связывают такие профессии, как [17]:

• производство и обслуживание промышленных и транспортных аккумуляторов;
• ремонт и покраска домов и квартир;
• работа в авторемонтных мастерских;
• работа с предметами искусства;
• реставраторская деятельность;
• слесари-водопроводчики;
• шахтёры,
• металлурги;
• сварщики и резчики стали;
•  стекольщики.

Хронические формы свинцовых интоксикаций возникают чаще в быту. В большинстве своем они связаны всего с несколькими наиболее распространенными факторами [18]:

1. Загрязнение почв, в том числе и отложениями частицы свинца из этилированного бензина. Эта причина наиболее актуальна для людей, проживающих в местах активного передвижения автотранспорта. Кроме того, вносит свою лепту и сбор ягод, трав или грибов, произрастающих на таких почвах, например, вдоль трасс или около промышленных свалок.
2. Атмосферная пыль. В нее свинец попадает из старой краски, которая его содержит, из разрушенных аккумуляторов и батареек, а также из недостаточно очищенных выбросов промышленных производств. Соответственно, эта причина актуальна также, в первую очередь, для жителей мегаполисов.
3. Питьевая вода. Во многих относительно старых городских зданиях трубы, посредством которых осуществляется водоснабжение, изготовлены из свинец-содержащих сплавов или скреплены с использованием свинцового припоя. Со временем свинец вымывается из металлической основы, воздействуя на потребителей такой воды.
4. С пищей. Данная причина актуальна при использовании пищевых контейнеров, изготовленных с использованием свинцовой глазури или свинцового припоя. В частности, ранее такие присадки применялись при изготовлении консервов.
5. Керамическая посуда. Некоторые (особенно авторские) образцы керамических или фарфоровых изделий покрываются глазурью, содержащей свинцовые примеси. При контакте с продуктами, имеющими повышенную кислотность (например, фрукты, газированные напитки, томаты, вино, сидр) свинец может выщелачиваться, попадая в питье или пищу.
6. Курение. Сюда относятся как активные, так и пассивные его формы.

Особенно уязвимы к интоксикациям свинцом дети младшего возраста. В силу ускоренного метаболизма детского организма, свинец-содержащие соединения абсорбируются в их тканях на 40-50% интенсивнее, чем у взрослых [19]. Кроме того, играет негативную роль и присущее детям стремление класть в рот или даже проглатывать не предназначенные для употребления в пищу предметы, включая, например, загрязненную почву. Наконец, свинец по своему химизму служит в определенной степени аналогом кальция, а потому интенсивно накапливается в костной ткани в процессе активного развития опорного скелета у детей [20].

Клинические эффекты сатурнизма – это, в основном, поражения головного мозга, печени, почек. А при хроническом отравлении этот элемент также накапливается в зубах, ногтевых пластинах и волосяных стержнях. Острая интоксикация проявляется болями в животе, артралгиями, судорожными и синкопальными состояниями. У детей эти проявления выражены еще более ярко, причем нередко с превалированием нейротоксичности в виде эпилептиформных судорог, стойкой неукротимой рвоты, атаксии и нарушений сознания, вплоть до комы [21].

Однако, в среднесрочной перспективе более значимую угрозу представляет именно хроническое, а не острое отравление свинцом. Острая интоксикация всегда имеет активную симптоматику, которая, вкупе с анализом anamnesis vitae и anamnesis morbi позволяет достаточно быстро установить причину патологии и начать адекватное лечение. При хроническом, субклиническом сатурнизме, который иногда может продолжаться годами, выявить причину нарушения состояния человека непросто. У взрослых такие отравления проявляются [22]:

• когнитивными нарушениями в виде ухудшения памяти и концентрации внимания;
• психоэмоциональной лабильностью и раздражительностью;
• депрессивными нарушениями;
• повышенной утомляемостью;
• головными болями;
• нарушениями нормальных циклов сна и бодрствования;
• невыраженными, смазанными и периодическими болями в животе, мышечными и суставными болями;
• повышением артериального давления;
• снижением полового влечения.

У детей при длительном воздействии свинец приводит к нарушениям умственного развития, а также к хроническим патологиям мозга [23]. Кроме того, для интоксикации свинцом характерен кумулятивный эффект. У женщин во время беременности он покидает костные депо, где накапливался благодаря этому эффекту, и оказывает тератогенное действие на плод, а также может приводит к ее преждевременному прерыванию [24].

В целом, по оценке Института измерения показателей и оценки здоровья (IHME), ежегодно более 1 млн. летальных случаев в мире так или иначе связаны со отравлениями свинцом. С ними же связано более 60% от всех форм задержки умственного развития в детском возрасте, до 10% артериальных гипертоний, около 5% случаев ишемической болезни сердца и более 6% инсультов [25]. А Всемирная организация здравоохранения назвала свинец одним из 10 химических веществ, которые вызывают наибольшее количество проблем со здоровьем [26].

Терапия сатурнизма складывается преимущественно из двух компонентов: прекращение контактов с источником свинцовых соединений и как можно более быстрое и полное выведение токсинов. Для элиминации свинца из тканей при остром отравлении применяют в основном активные комплексообразователи, например, сукцимер [мезо-2,3-димеркаптоянтарная кислота], димеркапрол, CaNa2ЭДТА [динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты] и др. [27] Однако у такой хелатной терапии имеются довольно выраженные побочные эффекты. Разумеется, при острой интоксикации ими можно пренебречь, поскольку вред от массивных доз свинца является намного большим. Однако в случае хронических и субклинических форм, а особенно с профилактической целью такие комплексообразователи применять нецелесообразно [28]. Тем не менее, всем, кто находится в зоне риска по развитию сатурнизма (а это, как минимум, большинство населения современных мегаполисов) такая профилактика необходима.

В качестве такой минимально требуемой профилактики ряд исследователей предлагает использовать гумусовые кислоты, аргументируя это их аффинностью к тяжелым металлам. Дополнительным преимуществом является также их высокая сорбционная емкость: всего 1 грамм гуматов способен хелатировать до 150 мг свинца [29]. Кроме того, гумусовые кислоты имеют очень благоприятный профиль безопасности – они практически не дают побочных эффектов, безопасны для применения в детском возрасте и даже в период беременности [30]. Наконец, ряд исследователей указывает на то, что гуматы с профилактическими детоксикационными целями можно применять в форме функциональных продуктов здорового питания. В нашей стране их производит, например, компания VILAVI INT LTD. В ее ассортименте продукция, построенная на основе гумусовых кислот, объединена в линейку под названием FulXP. В 2020 году эта разработка получила патент Государственного реестра изобретений Российской Федерации [31].

В модельном эксперименте пероральный прием гуматов ингибировал депонизацию свинца в костной ткани даже на фоне его введения в повышенных дозах. Такой же эффект наблюдался и при уже имеющихся субклинических формах сатурнизма. Содержание свинца в органах-мишенях достоверно снижалась всего через 5 недель приема гумусовых кислот [32]. Также отмечалось одновременное антиоксидантное действие гуматов – концентрация маркеров оксидативного клеточного стресса достоверно уменьшалась уже ко второй неделе эксперимента [33]. Авторы подчеркивают важность этого параметра, поскольку ряд негативных биохимических эффектов свинца как раз и связывают с повышенной выработкой активных форм кислорода и истощением возможностей редокс-систем, в частности, использующих глутатион и глутатионредуктазу [34].

Подводя итог анализа научной литературы последних лет, посвященной проблеме сатурнизма, можно сделать вывод о том, что функциональные продукты на основе гумусовых кислот являются перспективным и эффективным способом каждодневной профилактики даже бессимптомных, субклинических форм интоксикации свинцом. Такая профилактика показана большинству жителей крупных современных городов и все тем, кто находится в зоне риска по контакту с соединениями свинца. А применение гуматов в форме здорового питания сделает такую профилактику максимально необременительной. Так, компания VILAVI уже сегодня предлагает два функциональных продукта на основе комплекса FulXP: T8 Stone, дополнительно содержащий богатый микроэлементый комплекс, и Т8 ТЕО, усиленный рядом биоактивных фитопрепаратов. Оба этих продукта обладают как подтвержденной эффективностью, так и привлекательными органолептическими качествами.

Список литературы:

1. Аввакумова Н.П., Лимаре­ва Л.В., Семионова М.А., Катунина Е.Е.. Интегральная оценка влияния гуминовых пелоидопрепаратов на острое экссудативное воспаление / // Человек и лекарство: Тезисы докладов XI российского национального конгресса - М., 2004. - С. 753.
2. Van Rensburg С. Е. J., Snyman J. R., Mokoele T., and Cromarty A. D.. Brown Coal Derived Humate Inhibits Contact Hypersensitivity; An Efficacy, Toxicity and Teratogenicity Study. Inflammation, 30(5), 148 - 152 (2007).
3. Vaclav Vetvicka, Roberto Baigorri, Angel M. Zamarreno, Jose M. Garcia-Mina, Jean-Claude Yvin. Glucan and humic acid: Synergistic Effects on the Immune System // Journal of medicinal food, 13 (4), 2010, 863-869.
4. Jignesh Kotwal, Jennifer N. Kaczmarek, Steven Leivers, Yohannes T. Ghebremariam. Anti-HIV, Anti-Poxvirus, and Anti-SARS Activity of a Nontoxic, Acidic Plant Extract from the Trifollium Species. Annals of the New York Academy of Sciences, November, 2005.
5. de Melo B.A., Motta F.L., Santana M.H.. Humic acids: Structural properties and multiple functionalities for novel technological developments. Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications. 2016 May;62:967-74.
6. Бузлама А.В., Чернов Ю.Н. Анализ фармакологических свойств, механизмов действия и перспективы применения гуминовых веществ в медицине // Экспериментальная и клиническая фармакология - 2010. - Т. 73, №9. - С. 43-48.
7. Krempaská K., Vaško L., Vašková J. Humic Acids as Therapeutic Compounds in Lead Intoxication. Current Clinical Pharmacology. 2016;11(3):159-167.
8. Patrick L. Lead toxicity, a review of the literature. Exposure, evaluation, and treatment. Alternative Medicine Review. 2006 Mar;11(1):2-22.
9. Vorvolakos T., Arseniou S., Samakouri M. There is no safe threshold for lead exposure: Α literature review. Psychiatriki. 2016 Jul-Sep;27(3):204-214.
10. Global Health Observatory (GHO) data. Chemicals. Regulations and controls on lead paint. Geneva: World Health Organization, 31 December, 2020.
11. Kalia K., Flora S.J. Strategies for safe and effective therapeutic measures for chronic arsenic and lead poisoning. Journal of Occupational Health. 2005 Jan;47(1):1-21.
12. Постановление ГД ФС РФ от 15.11.2002 N 3302-III ГД "О проекте Федерального закона N 209067-3 "Об ограничении оборота этилированного бензина в Российской Федерации"
13. Amadi C.N., Offor S.J., Frazzoli C., Orisakwe O.E. Natural antidotes and management of metal toxicity. Environmental Science and Pollution Research. 2019 Jun;26(18):18032-18052.
14. "Lead Information for Workers". CDC. 30 September 2013. Archived from the original on 18 October 2016. Retrieved 14 October 2016.
15. Agency for Toxic Substances and Disease Registry (August 20, 2007). "Lead Toxicity: Who Is at Risk of Lead Exposure?". Environmental Health and Medicine Education. U.S. Department of Health and Human Services. Course: WB 1105. Archived from the original on February 4, 2016.
16. Navas-Acien A., Guallar E., Silbergeld E.K., Rothenberg S.J. (March 2007). "Lead exposure and cardiovascular disease--a systematic review". Environmental Health Perspectives. 115 (3): 472–82.
17. Allaouat S.  "Educational interventions for preventing lead poisoning in workers. Cochrane Database of Systematic Reviews 2020". Cochrane Database of Systematic Reviews. 2020, 8: CD013097.
18. ФГБУ «Всероссийский центр экстренной и радиационной медицины имени А.М. Никифорова» МЧС России. Болезни и состояния. Отравление свинцом.
19. Mayans L. Lead Poisoning in Children. American Family Physician. 2019 Jul., 1;100(1):24-30.
20. Hon K.L., Fung C.K., Leung A.K. Childhood lead poisoning: an overview. Hong Kong Medicine Journal. 2017, Dec., 23(6):616-21.
21. White L.D., Cory-Slechta D.A., Gilbert M.E., Tiffany-Castiglioni E., Zawia N.H., Virgolini M., et al. (November 2007). "New and evolving concepts in the neurotoxicology of lead". Toxicology and Applied Pharmacology. 225 (1): 1–27.
22. Gerald F. O’Malley, Rika O’Malley. Lead Poisoning (Plumbism). MSD Manual, professional version. Last full review/revision: Apr 2020.
23. Reuben A. Childhood Lead Exposure and Adult Neurodegenerative Disease. Journal of Alzheimer's Disease. 2018;64(1):17-42.
24. Bellinger D.C. (June 2005). "Teratogen update: lead and pregnancy". Birth Defects Research. Part A, Clinical and Molecular Teratology. 73 (6): 409–20.
25. Institute for Health Metrics and Evaluation (IHME). GBD Compare. Seattle, WA: IHME, University of Washington; 2017.
26. Всемирная организация здравоохранения. Центр СМИ. Информационные бюллетени. Отравление свинцом и здоровье. 23 августа 2019 г.
27. Blanusa M., Varnai V.M., Piasek M., Kostial K.. Chelators as antidotes of metal toxicity: therapeutic and experimental aspects. Current Medicinal Chemistry. 2005;12(23):2771-94.
28. Sinicropi M.S., Amantea D., Caruso A., Saturnino C. Chemical and biological properties of toxic metals and use of chelating agents for the pharmacological treatment of metal poisoning. Archives of Toxicology. 2010 Jul;84(7):501-20.
29. Vašková J., Vaško L., Mudroň P., Haus M., Žatko D., Krempaská K., Stupák M. Effect of humic acids on lead poisoning in bones and on a subcellular level in mitochondria. Environmental Science and Pollution Research. 2020 Nov;27(32):40679-40689.
30. Парфенов В.В., Салмина З.А. Продукт окислительно-щелочной деструкции органических отходов биогенного происхождения. Токсиколого-гигиеническая характеристика // Медицина труда и промышленная экология, 1994. № 3.
31. Михайлова Е.А., Локошко Д.В., Большакова Е.М. Детоксикационные свойства гумусовых кислот. Инновационно-технологическое развитие науки и образования в XXI веке. Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции. Москва, 31 июля 2020, Страницы: 168-176.
32. Vašková J., Krempaská K., Žatko D., Mudroň P., Glinská G., Vaško L. Effects of Humic Acids in Chronic Lead Poisoning. Biological Trace Element Research. 2019 Jan;187(1):230-242.
33. Flora S.J., Mittal M., Mehta A. Heavy metal induced oxidative stress & its possible reversal by chelation therapy. Indian Journal of Medical Research. 2008 Oct., 128(4):501-23.

Gurer H., Ercal N. Can antioxidants be beneficial in the treatment of lead poisoning? Free Radical Biology and Medicine. 2000 Nov., 15;29(10):927-45.