|
ОРИГІНАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ УДК 616-036.2-084:614.7:614.876 ХАРЧОВІ ПРОДУКТИ З ВОДОРОСТЯМИ ЯК ЗАСІБ МІНІМІЗАЦІЇ ДІЇ РАДІАЦІЇ ТА ЕНДЕМІЇВ.Н. Корзун, доктор мед. наук, професор, Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва, м. Київ, Україна, РЕЗЮМЕ. С позиций радиационной гигиены научно обоснована целесообразность использования продуктов питания и биологически активных добавок из морских водорослей как высокоэффективных лечебно-профилактических средств минимизации дозы внутреннего облучения и предупреждения возникновения патологии тиреоидной системы у людей, проживающих на радиоактивно загрязненных и эндемических по йоду, селену и другим микроэлементам территориях Полесья. SUMMARY. From the point of view of radiation hygine scientific grounded expedient use food products and biological active suplement with sea-weeds as high effective curing and prophylactic means for minimizing of internfl radiation's dose and means for prevention of creation of thyroid system pathology for inhabitans who are living in radiation polluted and endemic on iodine, selenium and other microelements terretories in Polyssia. Випробування ядерної зброї та аварії на атомних об'єктах, що відбулися у 60—70 роках минулого століття, призвели до радіоактивного забруднення значних територій земної кулі. Крім того, військові аспекти використання ядерної зброї створили передумови виникнення ситуацій, при яких у біосферу може поступати величезна кількість продуктів ділення урану та плутонію. Двічі лауреат Нобелівської премії Лайнус Полінг у 1969 році з приводу цього писав: "Не виключено, що в таких ситуаціях великі контингенти населення будуть вимушені протягом тривалого часу вживати раціони з високим вмістом радіоактивних речовин". У зв'язку із цим вченими багатьох країн світу проводився інтенсивний пошук засобів профілактики накопичення радіонуклідів в організмі тварин та людей. Серед багатьох малоефективних речовин, вивчених як засіб зменшення всмоктування в шлунково-кишковому тракті та накопичення в організмі радіонуклідів стронцію, одного з найбільш радіотоксичних елементів, увагу дослідників привернула альгінова кислота та її солі, котрі при розумному вживанні здатні в 2—3 рази знизити абсорбування цього остеотропу. Альгінова кислота — полісахарид, що міститься у складі бурих морських водоростей [1]. Аварія на Чорнобильській АЕС спростувала поняття "мирний атом" та призвела до радіоактивного забруднення великих територій. У зв'язку із цим протягом тривалого часу радіонукліди переходять у сільськогосподарські культури, молочні, м'ясні та рибні харчові продукти. Із числа радіонуклідів (а їх понад 200), які витікали з ушкодженого реактора, найбільшу шкоду завдали ізотопи йоду, цезію та стронцію. Рівні забруднення ними харчових продуктів, особливо в перші місяці та роки після аварії, були значними, що створювало підвищені дози внутрішнього опромінення. І якщо Найбільш постраждалими виявилися райони білоруського та українського Полісся, грунти яких бідні на обмінний кальцій, калій та майже на всі біологічно значимі мікроелементи. Вапнування грунтів, внесення великих доз мінеральних добрив та меліорантів на цих землях у 2—4 рази знизили рівні радіоактивного забруднення харчових продуктів. Однак, при цьому зменшився перехід не тільки радіонуклідів, але й важливих для нормального розвитку і життєдіяльності організму макро- і мікроелементів — калію, кальцію, барію, магнію, кобальту, цинку, міді, заліза, йоду, селену та ін. [4]. Це зумовило значне збільшення коефіцієнтів накопичення радіонуклідів в організмі тварин та людей, що вживають такі продукти та раціони, погіршило забезпеченість необхідними нутрієнтами. Все спільно взяте: забруднення харчових продуктів радіонуклідами, недостатня кількість привізних "чистих" продуктів, бідність хімічного складу місцевих продуктів харчування та погіршення економічної ситуації — обумовило значну деформацію раціонів харчування, що разом з дією токсичних речовин (пестицидів, нітритів, промислових та транспортних отрут і т.п.), зовнішнього іонізуючого опромінення та психоемоційних стресів призвело до росту захворюваності, інвалідизації та смертності населення постраждалих регіонів. Особливо непокоїть медиків (та і все населення) бурхливий ріст у післяаварійний період патології щитовидної залози зумовлений дією радіації (у першу чергу радіонуклідів йоду) та нестачею в раціонах харчування мікроелементів — йоду, селену й ін. Дифузна гіперплазія щитовидної залози 1—3 ступенів, аутоімунний тиреоїдит, гіпотиреоз, змішаний та вузловатий зоби, рак залози після аварії на ЧАЕС у десятки разів зросли у всіх забруднених радіонуклідами регіонах України, Білорусії та Росії [5, 6, 7]. Поліпшити стан здоров'я в цих умовах можливо за рахунок зменшення дози опромінення людей, використання спеціальних препаратів, харчових продуктів та добавок, правильного лікувально-профілактичного харчування, котрі здатні не тільки знизити накопичення радіонуклідів в організмі, але й підвищити його опірність до багатьох шкідливих факторів, у тому числі й до іонізуючого опромінення, нормалізувати стан ендокринної, імунної та кровотворної систем [8]. Аварія на ЧАЕС дала новий поштовх пошуку засобів зменшення всмоктування в шлунково-кишковому тракті та накопичення в організмі радіонуклідів. Вивчені всі харчові речовини (білки і окремі амінокислоти, жири і жирні кислоти, прості та складні вуглеводи (у тому числі харчові волокна, пектини), вітаміни, солі, хімічні сполуки (комплексони, хелати, цеоліти), глини, активоване вугілля, велика кількість лікарських речовин [9]. Аналіз даних літератури і наших раніше виконаних досліджень [10, 11, 12] показує, що в умовах довгострокового надходження радіонуклідів великим контингентам населення для зниження всмоктування та накопичення в організмі радіонуклідів стронцію, цезію, для нормалізації обміну йоду доцільно вживати морські продукти — рибу, молюски і, особливо, водорості та продукти їх переробки. Рослинний світ морів та океанів містить як мікроскопічні одноклітинні водорості, так і багатоклітинні, часто досить великі макрофіти. Останні використовуються людиною з давніх часів. Ще у 8 столітті в китайській медицині широко вживалися лікувальні препарати з водоростей. Із них часто добували соду, агар, маніт, йод, селен. Нині більш як 50 видів водоростей вживаються в їжу населенням Японії, Китаю, Ірландії, Норвегії, Шотландії, Франції та інших країн. Харчова цінність водоростей обумовлена вмістом білка, жиру, вуглеводів, вітамінів та мінеральних речовин. Біологічною особливістю різних гідробіонтів є виняткова різноманітність, специфічність та неповторність складу комплексів біологічно активних речовин (жиро- та водорозчинні вітаміни, ферменти, гормони, протаміни, сапоніни та ін.). Однак, основну цінність водоростей складають вуглеводи та мінеральні солі (макро- та мікроелементи) [12, 13]. Вуглеводи водоростей заслуговують особливої уваги — в них мало моно- та дисахаридів. Біохімічною властивістю водоростей є здатність синтезувати різноманітні полімерні речовини, котрі не синтезуються наземними вищими рослинами — полісахариди, маніт, ламінаран, фукоїдан та ін., дуже специфічного складу та властивостей. Ці складні речовини добре розчиняються або набрякають у воді зі створенням гелів (драглів). Для бурих водоростей характерний вміст полімерів мануронової та гулуронової кислот, ламінарану, маніту. Вуглеводи водоростей володіють не тільки технологічними, комерційними властивостями, але й являються біологічно активними речовинами. Так, альгінова кислота та її солі широко використовуються в різних галузях господарства, в тому числі в харчовій, текстильній промисловості, медицині. Але на сьогодні заслуговує на увагу основна особливість полісахаридів водоростей — здатність виводити з організму токсичні речовини, солі важких металів, радіонукліди [14, 15]. Крім того, харчові продукти з водоростей мають такі цінні якості, котрих нема в рослинній сировині: У зв'язку із цим водорості в харчовому раціоні повинні розглядатися не як джерело енергії, а як дієтичний, лікувально-профілактичний інгредієнт. Найбільшу цінність мають бурі водорості, котрі отримали свою назву завдяки вмісту бурого пігменту фукоксантилу. Різне його співвідношення з хлорофілом та каротиноїдами обумовлює забарвлення — від оливково-зеленого до темно-бурого. В тканинах водоростей міститься 75—82% води та 18—25% сухих речовин (мінеральних та органічних). Із 53—74% органічних речовин (на суху масу) альгінова кислота складає 22—23%, маніт 7—22%, азотисті речовини — 4—15%. Мінеральні солі дають 26—47% сухих речовин. І особливо важливо, що 75—85% з них — водорозчинні солі. Якісною особливістю білків водоростей є й те, що вони містять значну кількість амінокислот у сполуці з мінеральними елементами (наприклад, моно-, дійодамінокислоти: дийодтиронін, дийодтирозин, тироксин) [12]. Водорості в таксономічному відношенні є унікальною та різноманітною групою рослин. Вони мають подібні риси з бактеріями, вищими рослинами, грибами та тваринами. Все це відбивається на різноманітності біологічно активних речовин, які продукуються водоростями:амінокислоти, пептиди, білки, вуглеводи, жирні кислоти, простагландини. До складу бурих водоростей входять мікро- та макроелементи, котрі містяться в морській воді, а також у крові та тканинах людини. Тому водорості можуть компенсувати недолік будь-яких елементів та сприяти обміну речовин. Серед мінералів особливої уваги заслуговують йод, бром, селен, калій, кальцій. Морські водорості — єдине природне джерело йоду та його органічних сполук. Особливо важливе те, що йод міститься у вигляді йодорганічних речовин, що сприяє його більш легкому та безпечному засвоєнню порівняно з неорганічним йодом. Вміст вітамінів у водоростях в 100—1000 разів більший, ніж у наземних рослинах [9]. Вченими різних країн всебічно вивчені солі альгінової кислоти (альгінат натрію та альгінат кальцію) з бурих водоростей, які зарекомендували себе як найкращі (з харчових продуктів) блокатори всмоктування радіонуклідів стронцію [1, 16, 19]. На першому етапі метою наших досліджень було вивчення впливу альгінату натрію з різних водоростей, виготовленого у Тихоокеанському інституті рибного господарства та океанографії (ТІНРО), на кратність накопичення радіоактивного стронцію в організмі щурів (таб. 1). Тварини протягом одного місяця щодобово з раціоном отримували індикаторну кількість Результати наших досліджень, що виконані раніше [11], а також дані інших авторів свідчать про те, що оптимальною добовою дозою альгінату для дорослої людини, яка не порушує обмін аналогу стронцію — кальцію є 6—9 г. Така кількість альгінату натрію знижує всмоктування та накопичення в організмі людини Крім того, в харчовій промисловості водорості використовують як загусник, наповнювач, стабілізатор, желююча добавка. Для кулінарного використання водорості заготовляють в мороженому, солоному та сухому вигляді. Продукти переробки водоростей урізноманітнюють смак хлібобулочних, рибних, виногорілчаних, кулінарних та інших продуктів. Розчини альгінатів використовують при виготовленні кондитерських виробів та для поліпшення структурних властивостей інших продуктів (майонезу, маргарину, соусів, сирів, морозива, згущеного молока, кави, какао), а також для заморожування м'яса, риби, морських безхребетних. Їх добавляють в соуси, майонези, креми (0,1—0,2%). У світі виготовляють понад 300 найменувань продуктів на основі альгінової кислоти та її солей [18]. Внесення альгінатів у тісто (0,5—2,0% від маси борошна), молочні, кондитерські вироби, м'ясо-рослинні, овочеві, фруктові консерви (0,5—2,5%), кулінарні страви та інші продукти харчування покращує фізико-хімічні властивості готового продукту і забезпечує 2—3 кратне зменшення всмоктування радіостронцію при використанні таких продуктів [8]. Враховуючи бідність грунтів Полісся на мікроелементи, яка підсилюється вапнуванням грунтів та внесенням цеолітів, а також відомості про багатий хімічний склад водоростей, метою наших досліджень на другому етапі було вивчення в експериментах на тваринах і в клінічних спостереженнях на людях радіозахисної та загальнотерапевтичної дії продуктів із морською капустою, які розроблені нами спільно з технологами або випускаються промисловістю (салат "Далекосхідний", "Здоров'я", салат з кукумарії, палочки "Пікантні", джем морський, хліб з морською капустою та ін.). Встановлено, що внесення цих продуктів в раціон тварин знижує накопичення в організмі В умовах розпаду СРСР ламінарія стала дорогим, майже недоступним імпортним продуктом. Тому нами протягом 1996—2003 років проведені дослідження морських водоростей Азовського та Чорного морів. Чорне море є одним з найбільш багатих промислових водоростевих морів СНД. В ньому іхтіологи нараховують понад 290 видів водоростей — макрофітів. Із них зелених — 84, бурих — 74, червоних — 132. Серед досліджених найбільш перспективними, корисними виявилися водорость цистозіра чорноморська та квіткова рослина зостера. Не вдаючись детально в аналіз хімічного складу, відзначимо, що 1 г (на суху речовину) їх забезпечує добову потребу людини в йоді, марганці, селені. У Чорному морі росте два види цистозіри (цистозіра бородата — Cystosira barbata і цистозіра космата — Cystosira crinica bory). Вона росте у прибережній зоні моря на глибині 0,5—15 м. Середня біомаса цистозіри в Чорному морі складає 3,4 кг/м2, максимальна — 21 кг/м2. В межах шельфної зони України найбільш значні зарості її зосереджені уздовж берегів Криму, де біомаса водорості сягає 6 кг/м2. Вміст йоду (75—115 мг/100 г), селену (65—95 мг), заліза (60—95 мг), кобальту (3,3—3,5 мг) та інших мікроелементів ставить цистозіру за цими показниками на перше місце серед інших харчових продуктів України. Встановлено, що при використанні в їжу цистозіри дітьми з патологією щитовидної залози відмічається позитивний ефект — зменшується об'єм залози, нормалізується структура тканини, зникають симптоми вегетосудинної дистонії, стабілізується тиск, зменшуються головні болі, зникає пітливість [9]. У співдружності медиків та технологів в Україні розроблені рецептури харчових продуктів з добавками бурих водоростей (ламінарії, цистозіри), альгінатів натрію та кальцію. Квіткова рослина зостера — одна з найбільш поширених рослин Чорного моря. Вона багата на полісахариди та мінеральні речовини. Особливо цінним є наявність у зостері заліза (73,0 мг%), селену (65—75 мг%), йоду (100—110 мг%). Зостера також багата на полісахарид пектин — зостерин. Це природний поліаніон. На відміну від відомих пектинів (бурякового, цитрусового, яблучного) до складу зостерину входить унікальний фермент апігоалуран, що обумовлює його відносну стійкість до позаклітинних пектиназ. Встановлено, що зостерин в 2—2,5 рази посилює накопичення в селезінці тварин імунних клітин, що дає підставу стверджувати імуностимулюючі властивості пектину — зостерину. Зостерин має виражені антимікробні властивості, завдяки чому його використовують для лікування ран, опіків, хронічних неспецифічних гепатитів. Лікування гастродуоденальних захворювань стравами із зостерином сприяло нормалізації ендоскопічних та гістологічних змін слизових оболонок шлунку та дванадцятипалої кишки [19]. Одним із найбільш серйозних медичних наслідків аварії на Чорнобильській АЕС вважається значний ріст патології щитовидної залози, яка піддалась дії радіоактивного йоду (в меншій мірі, інших радіонуклідів) у перші дні і місяці післяаварійного періоду. В результаті аварії на ЧАЕС в навколишнє середовище викинуто 1,3—1,8 ЕБк Вживання йодованих продуктів (солі, хліба, сирків, дріжджів та ін.) не повністю вирішує проблему. Доведено, що засвоєння йоду щитовидною залозою з крові залежить від забезпеченості організму селеном, міддю, цинком та іншими мікроелементами. Міжнародний симпозіум (серпень 1992 рік, Франція) підтвердив, що "водорості необхідні людству для екологічного балансу життя". Тому метою третього етапу досліджень було: Так, в начинку (яблучна, макова, із сирого чи відвареного м'яса), пиріжків, вареників та пельменів додавали різну кількість порошковидної зостери, готували страви і провели їх органолептичну оцінку. Встановлено, що оптимальна концентрація добавки у виробах з яблучною та м'ясною начинками становить 1%, у виробах із маковою — 10%. При вивченні мінерального складу начинок та готових виробів виявлено, що додавання 1% добавки, тобто 1 г на 100 г продукту, забезпечує добову потребу людини в йоді, селені та, в значній мірі, збагачує раціон харчування іншими мікроелементами [20]. Спільно з фірмою "Фортуна" (м. Каховка) розроблена харчова добавка "Біостар. Продукт із зостери" (ТУ У 19225003. 001—99). За нашої участі ТОВ "ЕкоМедПродукт" (м. Київ) створена харчова добавка із цистозіри "Барба-йод" (ТУ У 23193639. 001—99). Добавки випробувані на хворих в НЦРМ, в Тернопільській обласній лікарні, Рівненському спецдиспансері, Інституті ендокринології та обміну речовин. Встановлено, що вони дають позитивний лікувально-терапевтичний ефект у хворих із патологією травної, ендокринної систем, нормалізують обмін йоду, селену, заліза та інших мікроелементів, що забезпечує хорошу функцію щитовидної залози та сприяє зменшенню дози внутрішнього опромінення радіонуклідами цезію. Так, при вивченні стану обміну йоду у дітей із Рівненщини, що були госпіталізовані в клініку НЦРМ, виведення йоду із сечею було низьким — 37,9±5,3 мкг/л (при нормі 100—120 мкг/л). Вживання на протязі 30 днів добавки "Барба-йод" (2 таблетки, 1 г на добу) нормалізувало обмін йоду — виведення із сечею становило 167,3±15,2 мкг/л. Такий же позитивний результат отримано і в інших лікарнях [21]. Ці харчові добавки були впроваджені в харчування дітей двох шкіл Рівненської області. При скринінговому обстеженні школярів було відібрано по 50 учнів Через 3 місяці з початку прийому добавок виїздною бригадою був проведений огляд, опитування дітей, відібрана кров та сеча для повторного дослідження. Дані опитування показали, що в домашніх умовах, у зв'язку з халатністю дітей та батьків, вживання добавок було не завжди регулярним. Тому в окремих дітей показники виведення йоду із сечею в кінці спостереження мало відрізнялися від попередніх. Однак, середні дані по групі були хороші (табл. 2, 3). Так, при вживанні добавки "Біостар" зменшилася кількість дітей з "тяжким" (за класифікацією ВОЗ) дефіцитом йоду від 11 до 3, збільшилося число учнів з "легким" дефіцитом — від 3 до 17 чол. Середній вміст йоду в сечі збільшився майже вдвічі — від 33,6 до 56,3 мкг/л. У групі дітей, що вживали "Барба-йод", картина краща. Також змешилося число дітей із "тяжким" дефіцитом — від 13 до 3, збільшилося — з "легким" дефіцитом — від 4 до 23, у 12 дітей виявлено "нормальний" обмін йоду, а середній вміст йоду в сечі по групі зріс від 29,96 до 83,75 мкг/л. Висновки: 1. Морські водорості (ламінарія, зостера, цистозіра), що містять солі альгінової кислоти, зменшують накопичення стронцію та цезію в організмі дослідних тварин та людей. 2. Морські водорості — багаті на мікроелементи, позитивно впливають на функцію щитовидної залози та стан травлення. 3. Харчові продукти та БАД із водоростями при технологічній обробці не втрачають своїх біологічних властивостей, тому доцільно використовувати їх для оздоролення населення України, яке проживає на радіоактивно забруднених та ендемічних територіях. Література |