M ICHAŁ DROBN1K
O C E N A D Z IA Ł A N IA B IO L O G IC Z N E G O W Ó D F L U O R K O W Y C H S T O S O W A N Y C H W PO STA C I K U R A C JI P IT N Y C H U Z W IE R Z Ą T
D O Ś W IA D C Z A L N Y C H
EV ALU A TIO N O F T H E BIO LOG ICA L ACTION O F T H E F L U O R ID E W ATERS APPLIED IN T H E FO R M O F T H E POTABLE C U R E IN E X PER IM EN TA L ANIMALS
Zakład Tworzy Uzdrowiskowych Państwowy Zakład Higieny 60-82) Poznań, ul. Słowackiego 8/10
Kierownik: dr T. Latour
W badaniach doświadczalnych na zwierzętach określono niektóre właściwości farmakodynamiczne naturalnej wody fluorkowej oraz wodnego roztworu NaF. Stwierdzono oddziaływanie tych wód na gospodarkę lipidową i wodno-elektroli- tową, równowagę kwasowo-zasadową oraz perystaltykę jelita cienkiego.
WSTĘP
Z n a c z n a z a w arto ść flu o rk ó w w n ie k tó ry ch w o d ach leczniczych stosow anych d o k u racji p itnych w ym aga o ce n y ich wpływu n a o rg an iz m [1, 11]. O d d zia ły w an ie to m o że być zw ią za n e m .in. ze zd o ln o śc ią flu o rk ó w d o tw o rze n ia tr u d n o ro zp u szczaln y ch zw iązków lub k o m p le k so w a n ia w ielu p ie rw ia stk ó w odgryw ających w aż n ą ro lę w p r o c e sach fizjologicznych, zw łasdzcza C a, M g, C u, F e, Z n , a tym sam ym zm ian y siły lub k ie ru n k u ich d ziała n ia , a ta k ż e przysw ajalności flu o ru w u stro ju [2, 3, 9, 10, 12].
P o sta n o w io n o z a te m p o ró w n a ć w w a ru n k a c h dośw iadczalnych n a zw ie rz ę ta c h , wpływ n a p o d sta w o w e p ro c e sy p rze m ian y m a te rii flu o ru , o b e c n e g o w n a tu ra ln e j w o d zie fluorkow ej o ra z w ody z a w ierając ej czysty flu o re k so d u , zasto so w an y ch w fo rm ie k u rac ji pitn ej.
M A TERIA Ł I M ETODYKA M a t e r i a ł
1. Słabo mineralizowana woda ze źródła „Zdzisław” w Lądku Zdroju, zawierająca 10 mg F'/I (0,02% woda hiperterm alna, fluorkowa, radoczynna, siarczkowa).
2. Wodny roztwór fluorku sodu cz.d.a. o stężeniu 10 mg F /l. 3. Zwierzęta doświadczalne:
- szczury rasy Wistar, samce wagi 210-230 g,
- świnki morskie szczepu laboratoryjnego, płci obojga, wagi 350-400g, - króliki.
Z a k r e s b a d a ń
1) W trakcie trwania badań obserwowano zachowanie się szczurów, kontrolowano ilość wypitej wody oraz co 5 dni przyrosty masy ciała.
2) Działanie m o c z o p ę d n e oceniano na 4 grupach szczurów po 12 sztuk. Przed badaniem zwierzęta głodzono przez 12 godzin, przy dostępie do wody wodociągowej ad libitum. Zwierzętom poszczególnych grup podawano sondą dożołądkowo badaną wodę 1 w jednorazowych dawkach 3, 6 i 10 ml/kg m.c. (masy ciała) i umieszczano w klatkach metabolicznych. G rupę kontrolną stanowiły szczury otrzymujące wodę wodociągową w takich samych dawkach. Objętość wydalo nego moczu mierzono co godzinę, przez okres 5 godzin.
3) Działanie ż ó ł c i o p ę d n e oceniano na świnkach morskich m etodą Supniewskiego i Hano. Zwierzęta narkotyzowano uretanem etylowym w dawce 1,4 g/kg m.c. Ilość żółci wypływającej z przewodu żółciowego odczytywano co 15 minut w ciągu godziny przed podaniem wody. Następ nie zwierzętom podano dożołądkowo badane wody w ilości 3,6, 7,1 i 14,3 ml/kg m.c. i nadal mierzono ilość wydalanej żółci co 15 minut w ciągu dwóch godzin. G rupę kontrolną stanowiły świnki morskie otrzymujące wodę wodociągową w tych samych dawkach jak zwierzęta grup badanych.
4) Wpływ na m i ę ś n i e g ł a d k i e przewodu pokarmowego badano na izolowanych wycin kach jelita cienkiego królika m etodą Magnusa. Wycinki jelita długości ok. 3 cm umieszczano w aparacie do narządów izolowanych, w 50 ml płynu odżywczego Tyrode’a o tem peraturze 38°C. Ruchy perystaltyczne jelita rejestrowano na okopconej taśmie kimografu. Badane wody doda wano do stale napowietrzanego płynu odżywczego w stosunku 1:9, 1:4 oraz 2:3.
5) Niżej przedstawione badania podstawowe we krwi przeprowadzono na szczurach, które otrzymywały karm ę bezfluorkową. Przed badaniem zwierzęta podzielono na 5 grup po 15 sztuk. Szczurom dwóch grup podawano badane wody sondą dożołądkowo, w jednorazowej dawce dziennej 14,3 ml/kg m.c., przez okres 20 dni. Zwierzęta następnych dwóch grup otrzymywały te wody do picia ad libitum w tym samym okresie czasu. Szczury ostatniej grupy (kontrolnej) otrzymywały wodę wodociągową, zawierającą 0,3 mg F /l.
Po zakończeniu cyklu badań, do oznaczeń biochemicznych pobierano krew z prawej komory serca zwierząt znajdujących się w narkozie wywołanej pentobarbitalem sodowym.
W ykonano oznaczenia:
- gazometryczne krwi za pomocą analizatora równowagi kwasowo-zasadowej typu 206 firmy Plastomed;
- sodu i potasu za pomocą m ikroanalizatora biologicznego zasad typu OP-266/1 firmy Radelkis;
- frakcji białkowych m etodą elektroforezy żel-aragoza, odczyt densytometrem DS-1 firmy Cormay;
- hem atokrytu m etodą mikrohematokrytową;
- oraz za pomocą zestawów diagnostycznych: kwasu mlekowego (firmy „Boehringer- M annheim ”), kwasu pirogronowego („Sermognost”), cholesterolu całkowitego, frakcji H D L cholesterolu, lipidów całkowitych, glukozy, magnezu, wapnia, białka całkowitego („POCh-Gliwice”), trójkglicerydów („Lachem a”), hemoglobiny (Wytwórnia Surowic i Szczepionek - Kraków);
- rozmaz krwi obwodowej i szpiku kostnego barwiono m etodą Pappenheima.
- Otrzymane wyniki weryfikowano statystycznie dla poziomu istotności P < 0,05, stosując dla
oceny rożnie pomiędzy poszczególnymi średnimi test t-Studenta.
WYNIKI I ICH O M Ó W IEN IE
W trakcie 20-dniowej obserwacji nie stw ierdzono w żadnej grupie badanych szczurów zm ian w ruchliwości oraz wyglądzie zewnętrznym . W grupach szczurów, mających swobodny do stęp do badanych wód, obserw ow ano w pierwszych 10 dniach badań, stopniowy w zrost (80-100% ) ilości spożywanej wody, który utrzymywał się na stałym poziom ie przez dalszą część doświadczenia. Zw iększone pragnienie u szczurów wyniku podaw ania do picia wody zawierającej fluorki stw ierdzono rów nież w innych pracach [4, 5]. U szczurów otrzymujących w odę ze źródła „Zdzisław ” obserw ow ano także zmianę konsystencji kału. Występujące zaburzenia w obrębie przewodu pokarm o wego można wiązać z obecnością w tej wodzie siarkowodoru, który jest czynnikiem przyspieszającym motorykę jelita grubego, co w efekcie prowadzi do częstszych wypróżnień.
B adane wody, p odane szczurom w dawce 3,6 ml/kg m.c., nie powodowały istotnych zmian w ilości w ydalanego moczu w porów naniu ze zw ierzętam i grupy kontrolnej. Statystycznie znam ienny w zrost wydalania moczu powodowały obydwie wody zastoso wane w dawce 10,7 ml/kg m.c., przy czym silniejsze działanie m oczopędne wykazuje woda ze źródła „Zdzisław ”.
Podanie badanych wód w dawce 3,6 oraz 7,1 ml/kg m.c. świnkom m orskim nie powodowało różnic w ilości wydalonej żółci w porów naniu z grupą kontrolną zwierząt. Badane wody, zastosow ane w dawce 14,3 ml/kg m.c. w jednakow ym stopniu wpływały na nieznaczny wzrost w ydalania żółci.
W oda ze źródła „Zdzisław ” i roztw ór N aF, zastosow ane w rozcieńczeniu 1:9 oraz 1:4 płynem odżywczym, wywoływały bezpośrednio po podaniu nieznaczny w zrost n a pięcia tonicznego mięśni z równoczesnym zm niejszeniem średnio o 50% am plitudy skurczów m ięśni gładkich jelita izolowanego. A m plituda skurczów w m iarę trw ania doświadczenia ulegała stopniow em u zm niejszaniu, a w trzeciej m inucie od p odania badanej wody zanikała zupełnie. W ody zastosow ane w rozcieńczeniu 2:3, pow odowały natychmiast po podaniu skurcz spastyczny jelita z równoczesnym i całkowitym zniesie niem jego ruchów perystaltycznych. W e wszystkich przypadkach, po przem yciu jelita płynem odżywczym Tyrode’a, stan napięcia jelita oraz am plituda jego skurczów pow ra cały do stanu wyjściowego.
W artości oznaczonych wskaźników gospodarki tłuszczowej zestaw iono w tabeli I. Jak wynika z tego zestaw ienia, badane wody podaw ane szczurom , przez okres 20 dni, niezależnie od wielkości dawki, wpływały w sposób istotny na gospodarkę tłuszczową ustroju. Powodowały one statystycznie znam ienny spadek poziom u ch o leste rolu, trójglicerydów i lipidów całkowitych w surowicy krwi szczurów, przy czym większe zmiany obserw ow ano po zastosow aniu wód w ilości ad libitum. Po obydwu w odach, Poziom frakcji H D L cholesterolu obniżył się do ok. 75% wartości oznaczonej w grupie kontrolnej zwierząt. Należy zwrócić uwagę, że w zrastał jed n ak stosunek stężenia li- Poprotein o wysokiej gęstości do stężenia cholesterolu całkowitego (z w artości 0,45 w grupie kontrolnej zwierząt do 0,55 przy zastosowaniu wody ze źródła „Z dzisław ” oraz 0,65 po roztw orze N aF). Zm iany te świadczą o korzystnym wpływie badanych wód zawierających fluorki na m etabolizm tłuszczy. O bserw ow ane silniejsze oddziaływ anie Wody ze źródła „Zdzisław ” na poziom trójglicerydów i lipidów całkowitych tłumaczyć niożna zawartymi w naturalnej wodzie fluorkowej innymi składnikam i. Markiewicz i
T a b e l a I. Poziom tłuszczów w surowicy krwi szczurów po 20-dniowym stosowaniu wody fluorkowej ze źródła „Zdzisław” oraz roztworu N aF (wartości średnie i odchy lenia standardowe).
The level of fats in the blood serum of rats after 20-day application of fluoride w ater from the spring „Zdzisław” and of the N aF solution (mean values and standard deviations).
* różnice statystycznie znamienne dla P < 0,05
T a b e l a I I . Poziom elektrolitów w surowicy krwi szczurów po 20-dniowym stosowaniu wody fluorkowej ze źródła „Zdzisław” oraz roztworu N aF (wartości średnie i odchy lenia standardowe).
T he level of electrolytes in the blood serum of rats after 20-day application of fluoride water from the spring „Zdzisław” and of the NaF solution (mean values and standard deviations).
wsp. [6, 7, 8] o bserw ow ali o b n iż e n ie p o zio m u tłuszczy całkow itych u ch o ry ch , u k tó ry ch stosow ano k u ra c ję p itn ą w o d am i radoczynnym i.
W ta b e li II p rz e d sta w io n o wyniki ilu stru jąc e o c e n ę w pływ u b a d a n y c h w ód n a p o zio m elektrolitów w surow icy krw i szczurów .
P rz e d sta w io n e d a n e w skazują, że w ody te p o w odow ały o b n iż e n ie p o z io m u so d u i m agnezu o ra z w zro st p o ta s u i w ap n ia w surow icy. P o w stałe zm iany (z w y jątk iem N a F w daw ce 14,3 m l/kg m .c.) były statystycznie z n a m ie n n e . W ięk sze zm iany w stę ż e n ia c h oznaczanych k a tio n ó w o b se rw o w an o p o w odzie ze ź ró d ła „ Z d z isła w ” .
B a d a n e w ody, n ie z a le ż n ie o d w ielkości za sto so w a n ej daw ki, w sp o só b za sad n iczy niekorzystnie w pływ ały n a rów n o w ag ę kw aso w o -zasad o w ą krwi. P o d w pływ em w ody ze źródła „ Z d z isła w ” o b se rw o w an o zm iany św iadczące o w y stą p ien iu niew y ró w n an ej k w a sicy o d d ec h o w ej, n a to m ia s t p o zasto so w a n iu N a F , zm iany o c h a ra k te rz e n ie w y ró w n an e j zasadow icy o d d ec h o w ej.
W o z n a c z e n ia c h p o z io m u glukozy i jej m e tab o litó w , b ia łk a całk o w iteg o , alb u m in i globulin, sk ła d u m o rfo lo g icz n eg o krwi o ra z w ro z m a z ie krw i o b w odow ej i szpiku k ostnego szczurów , w w yniku p o d a w a n ia b ad a n y ch w ód w sp o só b , daw k ach i czasie ja k wyżej, n ie o b se rw o w an o isto tn y ch ró żnic p o m ięd zy uzyskanym i w arto śc ia m i g ru p b a danych, a g ru p ą k o n tro ln ą zw ierząt.
W p o d su m o w a n iu w ykonanych b a d a ń należy stw ierdzić, że z a ró w n o w o d a leczn icza fluorkow a, ja k ró w n ież ro z tw ó r N a F o stę ż e n iu 10 m g F /l w pływ ają is to tn ie n a p a ra m e try g o sp o d a rk i tłuszczow ej, e lek tro lito w e j, n a m ię śn ie g ła d k ie je lita cien k ie g o . D ziałają ró w n ież m o c z o p ę d n ie , p o w o d o w u ją w zro st o b ro tu w ody w o rg a n iz m ie .
M im o z b ież n eg o k ie ru n k u oddziaływ ania n a u stró j b ad a n y ch w ód, w ięk sze zm ian y w ystąpiły w g ru p ie zw ie rząt m ających d o stę p d o n a tu ra ln e j w ody flu o rk o w ej, niż ro z tw oru N aF .
W NIOSKI
1. N a tu r a ln a w o d a flu o rk o w a ze ź ró d ła „Z d z isła w ” o ra z ro z tw ó r N a F , sto so w a n e d o ż o łą d k o w o u szczurów p rzez o k re s 20 dn i, p o w odow ały staty sty czn ie z n a m ie n ny s p a d e k p o zio m u c h o le ste ro lu całkow itego, frakcji H D L c h o le ste ro lu , lipidów całkow itych, trójg licery d ó w , so d u , m a g n ez u o ra z w zro st p o zio m u p o ta su i w a p n ia w surow icy krwi.
2. S to so w an ie b ad a n y c h w ód w daw ce a d libitum zw iększa o b ró t w ody w o rg a n iz m ie.
3. D łu g o trw a łe sto so w a n ie w ody ze ź ró d ła „Z d z isła w ” m o ż e p ro w a d zić d o p o w sta n ia kw asicy o d d ec h o w ej n iew yrów nanej, a ro z tw o ru N a F - zasadow icy o d d e c h o w e j niew yrów nanej.
4. B a d a n e w ody w o k re ślo n e j daw ce w ykazują d z ia ła n ie m o p c z o p ę d n e u szczurów , d ziała ją sp asty czn ie n a m ię śn ie g ład k ie je lita cien k ieg o .
5. W yniki b a d a ń p orów naw czych d zia ła n ia flu o ru za w a rte g o w sła b o z m in e ra liz o - w anej w o d zie flu o rk o w e j o ra z je g o soli sodow ej, stosow anych w fo rm ie k u racji p itn e j na z w ie rzętac h , w ykazały zbieżny k ie ru n e k je g o d z ia ła n ia b io lo g icz n eg o .
E V A LU A TIO N O F T H E BIO LOG ICA L ACTION O F F L U O R ID E W A TERS A PPLIED IN T H E FO R M O F T H E POTABLE C U R E IN E X PER IM EN TA L ANIM ALS
Summary
Basing on the carried out investigations it has been shown that the fluoride water from the spring „Zdzisław” from Lądek Zdrój and the aqueous solution of N aF in the F concentration like that in the curative water, used in rats intragastrically in a single daily dose of 14.3 ml/kg o f body weight or ad libitum for a period o f 20 days, brought about a statistically significant decrease of whole cholesterol, of the H D L fraction of cholesterol, of whole lipids, triglicerydes, sodium and magnesium and about an increase of potassium and calcium in the blood serum as com pared with the control group of animals. Observed at the same time were changes that testified to the occurence of respiratory decompensated acidosis and alkalosis.
No essential influence of the investigated waters on the protein, carbohydrate metabolism, sm ear and the morphological composition of the peripheral blood and on the bone marrow sm ear could be stated.
The investigated waters acted spastically on the smooth muscles of the small intestine of the rabbit, they were showing diuretic action in the rats and caused an increased water turnover in the organism.
PIŚM IENNICTW O
1. Banaszkiewicz W., Drobnik М.: Niektóre właściwości farmakodynamiczne wody „M arysieńka” ze źródła w Cieplicach Zdroju. Roczn. PZH 1998, 49, 213-218.
2. Gumińska М.: Biochemiczne mechanizmy działania fluoru na żywy organizm. Folia Med. Cracov. 1981, 23, 305-321.
3. Kabata-Pendias A ., Pendias H.\ Biogeneza pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa, 1993, 266.
4. Kahl S.: Wpływ fluoru na fizjologię tarczycy. Metabolizm fluoru (red. Z. Machoy). PWN, Warszawa, 1982, 14.
5. Machoy Z.: Fluor - pytania oczekujące na odpowiedź. Roczn. PZH 1984, 35, 499-503. 6. Markiewicz K : Wpływ leczenia balneologicznego w Lądku Zdroju na lipidy surowicy krwi u
chorych na chorobę wieńcową serca. Baln. Pol. 1975, 20, 9-13.
7. Markiewicz K , Grabowski D., Szatkowski J.\ Wpływ leczenia balneologicznego w Lądku Zdroju na stężenie cholesterolu dyfuzyjnego w surowicy krwi chorych na miażdżycę. Baln. Pol. 1975, 20, 323-326.
8. Markiewicz K : Badania nad balneologicznym i klimatycznym leczeniem miażdżycy w uzdro wisku Lądku. Probl. Uzdr. 1978, 3, 59-63.
9. Nikonorow М., Urbanek-Karłowska B.\ Toksykologia żywności. PZW L, wyd. II, Warszawa, 1989, 393.
10. Seńczuk W.: Toksykologia. PZWL, Wyd. II, Warszawa, 1994, 379.
11. Waldbotta G.L.: Fluoride in clinical medicine. Int. Archives of Allergy and Applied Immu nology. Supl. 1962, 1, 20-24.
12. Witkowska J., Czerwińska D., Kiepurski A ., Roszkowski W.: Pierwiastki szkodliwe a żelazo, cynk i miedź. Cz. I. Rtęć, cyna, nikiel, selen, fluor, glin. Roczn. PZH, 1991, 42, 15-23. W . D r o b n i k
