M IC H AŁ D RO BN IK
O C E N A W Ł A Ś C IW O Ś C I F A R M A K O D Y N A M IC Z N Y C H Ś R E D N I O Z M IN E R A L I Z O W A N E J W O D Y A L K A L IC Z N E J P R Z E Z N A C Z O N E J D O D Y S T R Y B U C J I JA K O B U T E L K O W A N A
N A T U R A L N A W O D A M I N E R A L N A
EV ALU A TIO N O F T H E PH A RM AC O D Y N A M IC PR O PER TIES
O F M ED IU M -M IN E R A L IZ E D ALKALINE W ATER D ESIG N ED F O R D ISTR IB U TIO N AS BO TTLED N A TU R AL M IN ER A L W A TER
Zakład Tworzyw Uzdrowiskowych Państwowy Zakład Higieny 60-821 Poznań, ul. Słowackiego 8/10
Kierownik: dr T. Latour
W doświadczeniach na zwierzętach zbadano właściwości farmakodynamiczne naturalnej średniozmineralizowanej wody alkalicznej z ujęcia „Paproć” w Tym barku. Stwierdzono, że badana woda działa moczopędnie, neutralizuje sok żołądkowy, wpływa istotnie na p H krwi i moczu, elementy gospodarki elektroli towej i równowagi kwasowo-zasadowej.
WSTĘP
W o sta tn ic h la ta c h n a s tą p ił w P olsce dynam iczny w zro st k o n su m p c ji b u te lk o w an y c h n a tu ra ln y c h w ód m in e ra ln y c h , tj. w ód p o d ziem n y c h ch a rak te ry z u jąc y ch się sta ło śc ią w łaściw ości fizyko-chem icznych, o b ec n o śc ią p ierw iastk ó w śladow ych, czystością p o d w zg lęd em m ik ro b io lo g icz n y m o ra z b a rd z o zró żn ico w an y m s tę ż e n ie m soli m in e ra ln y c h [7, 8].
P rzy sw ajaln o ść p rz e z o rg a n iz m skład n ik ó w m in e raln y c h zaw arty ch w w o d a c h u w a ru n k o w a n a je s t m .in. ich sw o istą p o sta c ią ch e m ic zn ą , sto su n k a m i ilościow ym i p o m ię d z y głów nym i sk ła d n ik a m i w ody, o b ec n o śc ią m ik ro e le m e n tó w i gazów . B io lo g iczn e d z ia ła n ie w ody m in e ra ln e j n ie stan o w i sum y d zia ła n ia b io lo g icz n eg o jej poszczeg ó ln y ch sk ła d n ik ó w chem icznych, d la te g o k o n ie cz n a je s t in d y w id u a ln a o c e n a k aż d ej wody.
C e le m p rac y było z b a d a n ie w łaściw ości farm ak o d y n a m ic zn y c h ś re d n io z m in e ra liz o w anej w ody alkalicznej p rz e z n a c z o n e j d o p o w sze ch n e g o spożycia ja k o w ody b u te lk o w an e j o ra z je j w pływu n a w y b ra n e p a ra m e try p rz e m ia n y m a te rii u z w ie rząt d o św ia d czalnych.
M A TERIA Ł I M ETODYKA
Do badań użyto naturalnej wody m ineralnej z ujęcia „P aproć” w Tym barku. W oda ta o pH = 9,0 zawierała 683,2 mg/l oznaczanych składników, w tym: 206,0 mg/l N a+, 385,2 mg/l Н С О з\ 53,4 mg/l C O 32', 28,2 mg/l S 0 42'.
380 M. Drobnik N r 4
M ateriałem badawczym (dla oceny wpływu badanej wody na wskaźniki przemiany materii), były szczury (45 szt.), samce szczepu Wistar o masie ciała 210-220 g. Szczury przez cały czas trwania doświadczenia przebywały po 5 sztuk w klatce, w optymalnych warunkach klimatycznych (12-godzinny cykl oświetlenia), z nieograniczonym dostępem do standardowej diety laboratoryj nej.
Zwierzęta podzielono losowo na 3 grupy liczące po 15 sztuk. Szczury dwóch grup otrzymywały przez okres 30 dni badaną wodę, przy czym szczurom jednej grupy podawano ją za pomocą metalowego zgłębnika żołądkowego w jednorazowej dawce dziennej 14,3 ml/kg m.c. (masy ciała); szczury drugiej grupy miały swobodny dostęp do tej wody. Zwierzęta trzeciej grupy, stanowiącej grupę kontrolną otrzymywały do picia wodę z sieci miejskiej ad libitum.
W trakcie trwania doświadczeń obserwowano zachowanie się zwierząt, kontrolowano objętość wypitej wody, a 1 raz w tygodniu kontrolowano przyrosty masy ciała.
Po zakończonym cyklu badań szczury usypiano podanym dootrzewnowo heksobarbitalem sodowym. D o oznaczeń równowagi kwasowo-zasadowej oraz morfologii pobierano krew z prawej komory serca, natom iast dla pozostałych oznaczeń biochemicznych - z koniuszka mięśnia ser cowego.
Wykonano następujące oznaczenia biochemiczne:
- gazometryczne we krwi za pomocą analizatora równowagi kwasowo-zasadowej typu OP- 206, firmy Plastomed;
- sodu i potasu za pomocą analizatora biologicznego zasad typu OP-266/1 firmy Radelkis; - frakcji białkowych m etodą elektroforezy żel-agaroza, odczyt densytometrem DS.-l firmy
Cormay;
- hem atokrytu m etodą mikrohematokrytową;
- rozmaz krwi obwodowej barwiono m etodą Pappenheima;
- kwasu mlekowego, kwasu pirogronowego, glukozy, cholesterolu całkowitego i frakcji H D L cholesterolu, lipidów całkowitych, trójglicerydów, magnezu, wapnia, białka całkowitego, hemoglobiny za pomocą odczynnikowych zestawów diagnostycznych różnych firm. O znaczenia biochemiczne wykonano we krwi lub uzyskanej z tej krwi surowicy.
Badania farmakodynamiczne wody objęły jej wpływ na sekrecję żółci i soku żołądkowego, na czynność mięśni gładkich jelita oraz właściwości diuretyczne.
1) Właściwości d i u r e t y c z n e badanej wody oceniano na 3 grupach szczurów po 12 sztuk. Przed badaniem zwierzęta głodzono przez 12 godzin przy nieograniczonym dostępie do wody wodociągowej. N astępnie zwierzętom poszczególnych grup podawano sondą dożołądkowo ba daną wodę w jednorazowych dawkach 3,6 oraz 10,7 ml/kg m.c. i umieszczano je w klatkach metabolicznych. G rupę kontrolną stanowiły szczury otrzymujące wodę wodociągową w takich samych dawkach. Badania przeprowadzono mierząc ilość moczu co godzinę przez okres 5 godzin.
2) Badania s e к г e с j i żółci przeprowadzono metodą Hano i Supniewskiego [6] na 2-miesięcznych świnkach morskich szczepu laboratoryjnego, płci obojga o ciężarze ciała 350-400 g.
Zwierzęta narkotyzowano uretanem etylowym w dawce 1,4 g/kg m.c., wstrzykując dom ięśnio wo 20% roztwór. Po wystąpieniu pełnej narkozy otwierano jam ę brzuszną i wprowadzano do światła przewodu żółciowego wspólnego kaniulę metalową. Ilość wypływającej żółci odczytywano co 15 minut w ciągu 1 godziny przed podaniem badanej wody. Następnie podawano igłą przez ścianę żołądka wodę w ilości 7,1 oraz 10,7 ml/kg m.c. i nadal mierzono ilość wydalanej żółci co 15 minut w ciągu 2 godzin. Wykonano także badanie nad działaniem żółciotwórczym tej wody u świnek z podwiązanym pęcherzykiem żółciowym.
Zwierzęta z grupy kontrolnej otrzymywały wodę wodociągową w takich samych dawkach jak zwierzęta grup badanych.
3) Wpływ na czynność m i ę ś n i ó w к i gładkiej przewodu pokarmowego badano na wyosob nionych odcinkach jelita cienkiego królika m etodą Magnusa [6].
Odcinek jelita długości ok. 3 cm, po przepłukaniu zastępczym płynem odżywczym dla narządów izolowanych i uwolnieniu od krezki, umieszczano (w sposób umożliwiający rejestrację skurczów mięśniówki podłużnej) w przyrządzie do badania narządów izolowanych wg Palmera, zawierającym 50 ml płynu odżywczego Tyrode'a o temp. 37,0°C. Dla zaopatrzenia jelita w tlen przepuszczano przez płyn odżywczy bardzo wolno strumień powietrza i następnie dodawano do tego płynu badaną wodę w określonej ilości. Rytm ruchów perystaltycznych i napięcie mięśniówki rejestrowano na taśmie kimografu.
4) Oznaczenie kwasowości s o k u ż o ł ą d k o w e g o przeprowadzono u ludzi - ochotników m etodą testu acidanowego. Każda osoba poddana była trzem badaniom:
a) test acidanowy;
b) w drugiej grupie oznaczeń każda osoba otrzymywała 250 ml/70 kg m.c. wody wodociągowej zamiast kofeino-benzoesanu sodowego (grupa kontrolna);
c) trzecie oznaczenie polegało na podaniu w takiej samej ilości wody z ujęcia „Paproć” (grupa badana).
Uzyskane wyniki grup doświadczalnych porównano z wynikami grupy kontrolnej weryfikując statystycznie stwierdzone różnice za pomocą testu t-Studenta. Jako znamienność statystyczną przyjęto prawdopodobieństwo hipotezy zerowej P < 0,05.
WYNIKI I ICH O M Ó W IENIE
B a d a n a w o d a z u ję cia „ P a p ro ć ” p o d a n a szczurom w daw ce 10,7 m l/kg m .c., p o w o d o w ała statystycznie z n a m ie n n y w zro st w ydalan ia m oczu (o ok. 5 0 % ) w p o ró w n a n iu ze zw ie rz ę ta m i otrzy m u jący m i w o d ę w odociągow ą.
N ie stw ie rd z o n o d z ia ła n ia ż ó łc io p ę d n e g o i żó łcio tw ó rcz eg o u św inek m o rsk ic h po za sto so w a n iu b a d a n e j w ody w daw k ach 7,1 o ra z 10,7 m l/kg m.c.
W o d a ta za sto so w a n a w o k re ślo n e j daw ce u ludzi p o w o d o w ała z m n ie jsz e n ie k w aso w ości w y d zie lo n e g o soku żo łąd k o w eg o . R ó w n o c ze śn ie o b se rw o w an o w zro st (w g ra n i cach 4 5 -5 0 % ) w y d ala n ia m o czu w o k re sie trw a n ia d o św ia d cz en ia , tj. p o 1 o ra z 2,5 godziny od m o m e n tu w ypicia b a d a n e j w ody.
W o d a z u ję cia „ P a p ro ć ” za sto so w a n a w różnym ro zc ień c ze n iu p ły n e m odżyw czym , w pływ ała w ró żn y m sto p n iu n a sta n n ap ięc ia m ięśni g ład k ich o ra z a m p litu d ę i c z ę s to t liw ość skurczów je lita .
- W rozc. 1:9 pły n em odżyw czym w ywoływ ała w pierw szej m in u c ie d o św ia d cz en ia n ie zn a cz n y w zro st n a p ię c ia m ię śn i je lita izolo w an eg o z ró w n o czesn y m 20 % w zro ste m a m p litu d y skurczów je lita w p o ró w n a n iu ze sta n e m wyjściowym.
- W rozc. 1:4 o b se rw o w an o sto p n io w e z m n iejsza n ie się a m p litu d y sk u rczó w m ięśn i g ła d k ich . M iędzy p ierw szą a d ru g ą m in u tą od m o m e n tu p o d a n ia w ody, sp a d e k a m p li tu d y o sią g n ą ł 5 0 % w arto śc i w yjściowej i utrzym yw ał się n a tym p o z io m ie p rz e z cały czas d o św ia d cz en ia . C zęsto tliw o ść ruch ó w p erystaltycznych p o z o sta w a ła b ez zm ian .
- W rozc. 1:1,5 p o w o d o w ała b e z p o śre d n io p o jej p o d a n iu w zro st n a p ię c ia je lita z je d n o c z e sn y m całkow itym zn ie sie n ie m je g o ru ch ó w sp o n ta n ic zn y ch .
P o p rz e p łu k a n iu je lita p ły n e m odżyw czym sta n n a p ię c ia je lita o ra z a m p litu d a i cz ęsto tliw o ść je g o skurczów w e w szystkich p rz y p a d k ach p o w ra ca ły d o s ta n u ja k p rz e d p o d a n ie m b a d a n e j w ody.
W tra k c ie 30-dniow ej o b se rw ac ji szczurów , nie stw ie rd z o n o w g ru p a c h b a d a n y c h z m ia n w z a ch o w a n iu , ruchliw ości, w yglądzie, w ilości w ypitej w ody o ra z w p rz y ro sta c h m asy ciała w p o ró w n a n iu z g ru p ą k o n tro ln ą zw ierząt.
382 M. Drobnik N r 4
W w yniku sto so w a n ia p e r os b a d a n e j w ody u szczurów , p rz e z ww. czas, n ie stw ie r d z o n o o d d ziały w a n ia tej w ody n a p o zio m h em o g lo b in y , h e m a to k ry tu , sk ła d n ik ó w m o rfo ty czn y ch o ra z ro z m a z krwi i o z n a c z o n e w skaźniki g o sp o d a rk i b iałkow ej i tłuszczow ej. W p rz e m ia n a c h w ęglow odanow ych o b se rw o w an o n a to m ia st te n d e n c je w zro stu p o z io m u m e ta b o litó w glukozy.
W ta b e li I p rz e d sta w io n o w yniki ilu stru jąc e wpływ b a d a n e j w ody n a p o z io m e le k tro litó w w surow icy krw i szczurów . J a k w ynika z te g o z e sta w ien ia , b a d a n a w o d a p o d a w a n a szczu ro m , w obydw u g ru p a c h b ad a n y ch p o w o d o w ała staty sty czn ie z n a m ie n n e o b n iż e n ie stę ż e n ia w a p n ia i p o ta su w surow icy krwi. Z m ia n y te były w y raźn iejsze w g ru p ie szczurów o trzy m u jący ch w o d ę za p o m o c ą sondy.
T a b e l a I . Poziom elektrolitów w surowicy krwi szczurów po 30-dniowym stosowaniu wody alkalicznej z ujęcia „Paproć” w Tymbarku (wartości średnie i odchylenia stan dardowe)
Level o f electrolytes in the blood serum of rats after a 30-day adm inistration of the alkaline water from „Paproć” source in Tymbark (mean values and standard deviations)
* - różnice statystycznie znamienne dla P<0,05
Z a c h o w a n ie się n ie k tó ry c h w skaźników rów now agi k w asow o-zasadow ej z a le ż a ło od daw ki b a d a n e j wody.
- P o daw ce 14,3 m l/kg m .c., co o d p o w ia d a 1000 m l p o d a n e j w ody je d n o ra z o w o d o ro s łe m u o so b n ik o w i o w ad z e 70 kg, p rz e z 30 d ni, stw ie rd z o n o statystyczny w zro st p H krw i, s tę ż e n ia n a d m ia ru za sa d , s ta n d a rd o w e g o n a d m ia ru za sa d , n a d m ia ru za sa d o so c za , za sa d b u forow ych o so c za o ra z s p a d e k p rę ż n o śc i d w u tle n k u w ęgla w p o ró w n a n iu z w arto śc ia m i uzyskanym i w g ru p ie k o n tro ln e j.
- P o sw o b o d n y m d o s tę p ie szczurów d o b a d a n e j w ody p rz e z ww. o k res, o b se rw o w an o sta ty sty c zn ie z n a m ie n n y w zro st p H krwi, p ręż n o ści tle n u , n a d m ia ru za sa d , sa tu ra c ji tle n e m , całk o w itej zaw arto ści tle n u , całk o w iteg o d w u tle n k u w ęgla o ra z o b n iż e n ie p rę ż n o śc i d w u tle n k u w ęg la i s tę ż e n ia w o d o ro w ęg lan ó w .
Z a is tn ia łe zm iany m ieszczą się w g ran ic ac h w arto śc i p rzyjętych d la n o rm fizjo lo gicznych.
S tw ie rd z o n o , w sto s u n k u d o zw ie rząt gru p y k o n tro ln e j, w zro st p H m o czu ś re d n io o 0,90 je d n o s tk i w g ru p ie szczurów o trzym ujących so n d ą b a d a n ą w o d ę o ra z o 1,81 je d n o s tk i w g ru p ie z w ie rząt m ających tylko d o stę p d o w ody alkalicznej.
O b se rw o w a n o ta k ż e w zro st, w g ran ic ac h 4 8 -5 0 % , p o z io m u kw asu m oczow ego w m o czu w g ru p a c h b a d a n y c h w p o ró w n a n iu z g ru p ą k o n tro ln ą zw ierząt.
OCENA W YNIKÓW BADAŃ
W o d ę z u ję cia „ P a p r o ć ” w T y m b a rk u z uw agi n a jej skład chem iczny sklasy fik o w an o ja k o 0,07% w o d ę w o d o ro w ę g lan o w o -w ę g la n o w o -so d o w ą, alkaliczną.
P rz e p ro w a d z o n e b a d a n ia tej w ody wykazały, że za sto so w a n a w o d p o w ie d n ie j daw ce d ziała o n a m o c z o p ę d n ie , co w efe k cie p ro w a d zić m o że d o m e c h a n ic z n e g o oczyszczania n e re k i d ró g m oczow ych z d ro b n y ch złogów k am ien i, śluzu, b ak terii.
Z uw agi n a z m ia n ę p H m oczu d o ch o d z ić m o że ta k ż e d o w zm o żo n ej elim in acji n erk o w ej n ie k tó ry c h sk ła d n ik ó w m oczu p o p rz e z zw iększenie ich ro zp u sz cz aln o śc i tj. kw asu m oczow ego, m o czan ó w , cystyny [5].
Z m ia n y w arto śc i p a ra m e tró w rów now agi k w asow o-zasadow ej w p o w iąz an iu z o b s e r w ow anym niew ielkim zw ię k sz en ie m w ytw arzan ia kw asu p iro g ro n o w e g o i m le k o w eg o o ra z sp a d k ie m p o z io m u w a p n ia św iadczyć m o g ą, że d łu g o trw a łe i n ie k o n tro lo w a n e sto so w a n ie b a d a n e j w ody m o ż e p ro w a d zić do p o w sta n ia n ie k o rz y stn e g o zjaw iska ja k im je s t zasa d o w ica o d d e c h o w a o c h a ra k te rz e niew yrów nanym lub w yrów nanym [1], z a le ż
n ie o d ilości spożytej b a d a n e j w ody alkalicznej.
S ta łe p ic ie b a d a n e j w ody w o d o ro w ęg lan o w ej alkalicznej p rz e d i p o d c z a s posiłków p rz e z o soby zd ro w e n ie je s t w sk az an e ze w zględu n a ciągłe z o b o ję tn ia n ie so k u ż o łą d k o w ego. S tąd w ydaje się celow e nasycenie tej w ody d w u tle n k iem w ęgla, k tó ry z n e u tr a li z u je p H wody.
B ana szkiew icz i w sp. o bserw ow ali, p o z a sto so w a n iu p e r os szczaw w o- d o ro w ęg la n o w c h -a lk alicz n y ch , w zro st w y d ala n ia m o czu [3], w zro st kw asow ości i w y d z ie la n ia so k u ż o łąd k o w eg o [4], d ziała n ie c h o lek in e ty c zn e [2, 4] o ra z p o b u d z a ją c e m o to ry k ę je lita cien k ie g o [9]. Z fak tu , że zaw arty w w o d zie C O 2 sprzyja re so rp c ji sk ła d n ik ó w m in e raln y c h ro zp u szczo n y ch w w odzie [5] m o ż n a sądzić, że n asy ce n ie w ody z u ję cia „ P a p r o ć ” , k tó ra je s t w o d ą o niskiej tw ard o ści zw iązanej z n ie zn a cz n y m s tę ż e n ie m C a 2+ i M g2+, w płynie korzy stn iej na g o sp o d a rk ę ele k tro lito w ą .
WNIOSKI
1) N a tu ra ln a śre d n io z m in e ra liz o w a n a w o d a alk alicz n a z u ję cia „ P a p r o ć ” w T y m b a r ku sto so w a n a d o ż o łą d k o w o u szczurów p rze z o k re s 30 dni, p o w o d o w ała staty sty czn ie z n a m ie n n y w zro st p H m o c zu , p H krwi o ra z o b n iż e n ie p o z io m u w a p n ia i p o ta su w surow icy krwi.
2) D łu g o trw a łe sto so w a n ie b a d a n e j w ody m o ż e p ro w a d zić do p o w sta n ia zasadow icy o d d e c h o w e j o różnym c h a ra k te rz e .
3) B a d a n a w o d a w o k re ślo n e j daw ce w ykazuje d z ia ła n ie m o c z o p ę d n e , n e u tra liz u je sok żołąd k o w y o ra z h a m u je je g o w ydzielanie, wpływa te ż h a m u ją c o n a m o to ry k ę m ięśni g ła d k ich je lita .
4) W p ro w a d z e n ie C 0 2 do b a d a n e j w ody m o ż e p ro w a d zić d o korzystnych zm ian w jej d z ia ła n iu biologicznym .
384 M. Drobnik N r 4
EV ALU A TIO N O F T H E PHA RM AC O DY N A M IC PR O PER TIES
O F M ED IU M -M IN E R A L IZ E D ALKALINE W ATER D ESIG N ED FO R D ISTRIBU TIO N AS BO TTLED N A TU R A L M IN ER A L W ATER
Summary
Basing on the carried-out investigations it has been shown that the alkaline w ater from „Paproć” source in Tymbark indicates a biological activity.
A pplied in rats orally, in an appropriate dose through the period of 30 days, it causes a statistically significant increase of the pH of urine and blood, of the level of uric acid in urine and a statistic lowering o f the levels of calcium and potassium in the blood serum.
The investigated water shows diuretic activity, neutralizes and inhibits gastric juice secretion in people, affects the peristaltic movements of the smooth muscles o f the small intestine of the rabbit.
No effect of that w ater on the elements of the protein metabolism, the fat metabolism, on the sm ear and the morphological composition of the peripheral blood of rats, on the excretion of bile in guinea pigs has been observed.
PIŚM IENNICTW O
1. Angielski S.: Biochemia kliniczna i analityka. PZW L, Wydanie III, Warszawa 1990. 2. Banaszkiewicz W., Straburzyński G.: Badania porównawcze działania żółciopędnego nie
których wód leczniczych w warunkach doświadczalnych. Baln. Pol. 1980/1981, 26, 1-4, 87-91. 3. Banaszkiewicz W., Straburzyński G., Drobnik М., Piszczorowicz М.: Badania porównawcze
działania m oczopędnego wybranych wód leczniczych. Baln. Pol. 1982/1983, 27, 1-4, 33-38. 4. Banaszkiewicz W., Straburzyński G .: N iektóre właściwości farmakodynamiczne wody leczniczej
„Jan” z Krynicy oraz „Piwniczanka 1” z Piwnicznej. Baln. Pol 1987, 30, 1-4, 37-51. 5. Jankowiak J.\ Balneologia kliniczna. PZWL, Wydanie II, Warszawa 1971.
6. Jeske J.\ Farmakologiczne metody badania leków. PZW L, Wydanie I, Warszawa 1955. 7. Latour Т., Czajka K.: Możliwości wykorzystania mineralnych wód leczniczych ze znaczną
zawartością wapnia i magnezu do kuracji uzdrowiskowych i pozauzdrowiskowych. Biul. Magnezol. 1999, 4, 1, 128-134.
8. Rozporządzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej z dnia 8.7.1997 r. w sprawie szczegól nych warunków sanitarnych przy produkcji i w obrocie naturalnych wód mineralnych, m ine ralnych wód mieszanych, naturalnych wód źródlanych oraz wód stołowych (Dz.U. Nr 85 z dn. 28 lipca 1997 r.).
9. Straburzyński G., Banaszkiewicz W.: Wpływ niektórych szczaw alkalicznych oraz ich skła dników jonowych na motorykę jelita cienkiego. Probl. Uzdr. 1979, 11, 41-49.
Otrzymano: 2000.02.04 M . D r o b n i k
