Результаты лабораторных исследований и их обсуждение
Результаты лабораторных исследований и их обсуждение
Для проверки своих теоретических воззрений автором была проведена серия экспериментов по изучению скорости размножения различных плесневых грибов в питательной среде с добавками соединений серебра и без них.
Первый из исследованных штаммов плесневых грибов был получен на заваренных сладким кипятком листьях черного чая после их трехдневной выдержки при нормальной температуре в нестерильных условиях обычного жилого помещения. В дальнейшем, один из листочков с плесенью был пересажен в емкость с 10% раствором глюкозы, где через неделю образовалась целая колония плесневых грибов. Колония представляла собой скопление объемных, студнеобразных образований белого цвета различной формы и размеров. Удельный вес образований лишь незначительно превышал плотность раствора глюкозы (образования в состоянии покоя плавали у дна емкости). Одно из полученных образований было препарировано автором с помощью скальпеля на несколько образцов размерами 1 – 2 мм. В дальнейшем, два примерно одинаковых образца плесени были помещены в небольшие прозрачные емкости с 10% раствором глюкозы. На дне одной из емкости находился осадок хлористого серебра. Ежедневно в одно и то же время проводилось визуальное обследование емкостей и фиксация геометрических размеров помещенных в питательную среду образцов плесени.
Размножение плесневых грибов происходило следующим образом. При визуальном обследовании через сутки было зафиксировано образование на поверхности образцов нитевидных отростков и увеличение геометрических размеров самих образцов. Через двое суток было замечено появление дочерних колоний плесени небольшого размера (за счет их отделения от первоначального образца). Тогда же было замечено, что скорость размножения плесневых грибов в емкости с осадком хлористого серебра заметно меньше, чем в емкости с чистым питательным раствором (эталонной емкости).
Общая масса всей колонии плесневых грибов оценивалась как сумма кубов усредненных диаметров всех образований, находящихся в исследуемой емкости. Общее время наблюдения – одна неделя. За это время практически весь свободный объем эталонной емкости зарос плесенью. Все время наблюдения общая масса колонии плесневых грибов в емкости с осадком AgCl была значительно (примерно в два раза) меньше, чем в эталонной.
Математическая обработка полученных результатов показала, что рост биомассы колонии исследуемых плесневых грибов (в период наблюдения за ней) подчиняется экспоненциальному закону: dN/dτ = kN (N = N0 exp kτ).
В общем случае, при описании развития различных микроорганизмов выделяют следующие фазы роста:
— стационарную фазу, когда внесенные в питательную среду клетки адаптируются к условиям и временно прекращают процесс деления;
— фазу ускоренного роста, когда клетки уже адаптировались и начали активно размножаться;
— экспоненциальная фазу, когда отмечается постоянная продолжительность существования поколений микроорганизмов до их следующего деления;
— фазу уменьшения скорости роста, когда продолжительность существования поколений микроорганизмов начинает увеличиваться. Скорость роста микроорганизмов снижается в результате истощения питательной среды, накопления продуктов обмена и других факторов;
— заключительную стационарную фазу, когда общее число микроорганизмов растущей колонии достигает своего максимума;
— фазу отмирания, когда в основном за счет автолитических процессов биомасса микроорганизмов колонии начинает сокращаться.
В нашем случае колония плесневых грибов находилась в экспоненциальной фазе роста все время наблюдения (1 неделю).
Из скорости роста эталонной колонии можно определить величину коэффициента k = τм/ τмц τжц. Очевидно, что k = ln (Nτэт/ N0эт). Экспериментально определенная величина k составила для исследуемой плесени ~ 0,0185 час-1. По величине замедления роста плесневых грибов в емкости с осадком AgCl можно оценить и величину вероятности гибели делящихся клеток при воздействии на них серебра (РAg= Const (τм/τмц)). Из теории (смотри раздел с математическим описанием процесса) следует: РAg= 0,5 — ln (Nτ/ N0)/2kτ. Подставляя в это выражение экспериментальные данные, получаем искомую величину РAg= 0,25. Из представленных данных следует, что у клеток исследованной колонии плесневых грибов, помещенной в 10% раствор глюкозы с осадком AgCl, наблюдается заметное уменьшение времени их жизненного цикла. В результате действия на них серебра они погибают (с вероятностью, равной 0,25), при этом вся колония плесневых грибов продолжает активно развиваться.
Полученные результаты подтверждают описанный выше механизм действия серебра на делящиеся клетки. Эксперименты, проведенные с другими штаммами плесневых грибов, показали практически одинаковую картину их развития (сходную с картиной, представленной выше) в самых различных питательных средах (растворы глюкозы и сахара, мясной бульон и пр.). Скорость роста всех обследованных колоний плесневых грибов значительно сокращается при добавлении в питательную среду серебра. Расчетные значения вероятности гибели делящихся клеток при воздействии на них насыщенного раствора хлорида серебра изменяются в достаточно узком диапазоне (РAg= 0,15 – 0,35). По-видимому, такие значения РAg характерны для всех гетеротрофных микроорганизмов, в том числе и для плесневых грибов.
Совершенно другая картина наблюдается при добавлении в питательную среду гидроокиси серебра. Гидроокись серебра готовилась непосредственно перед опытом при помощи анодного растворения серебряного электрода (99,99 % вес.) в дистиллированной воде до образования в растворе ~ 10 мг Ag/л. Контроль за содержанием серебра осуществлялся кулонометрически. После добавления в емкость с питательной средой необходимого количества коллоидного раствора AgOH (для получения общей концентрации серебра ~ 1 – 2 мг/л) и образца заранее выращенного штамма плесневых грибов, за ней начинали вести визуальное наблюдение. Эксперименты показали, что все испытанные штаммы плесневых грибов погибали в такой питательной среде через несколько часов (максимум – в течение суток), т.е. вероятность их гибели (РAg) в коллоидном растворе гидроокиси серебра с концентрацией серебра ~ 1 – 2 мг/л превысила значения 0,5. Данные эксперименты подтверждают сделанное ранее предположение о гидроокиси серебра, как об основном действующем агенте серебросодержащих препаратов.
Примерно также будут действовать препараты серебра и при их дозировании внутрь человеческого организма. Очевидно, что наиболее чувствительными к серебру являются митотические (в том числе и стволовые) клетки организма. Степень воздействия серебра на стволовые клетки зависит в первую очередь от установившейся в результате приема серебросодержащих препаратов равновесной концентрации серебра в плазме крови и лимфе. Если равновесная концентрация серебра такова, что вероятность гибели митотических клеток (РAg) меньше 0,5, то эти клетки будут продолжать активно размножаться и развиваться, при этом их количество должно увеличиться. Если вероятность гибели стволовых клеток превысит значение 0,5, то их количество начнет сокращаться, что в конце концов приведет к гибели организма.
Концентрация истинно растворенных (ионных и молекулярных) форм серебра в насыщенном водном растворе AgCl составляет ~ 0,7 мг/л, в насыщенном растворе AgOH – около 20 мг/л. В серии опытов с гидроокисью серебра использовался ненасыщенный водный раствор AgOH с концентрацией серебра ~ 1 – 2 мг/л. Таким образом, концентрация истинно растворенных форм серебра в питательном растворе с AgOH, была в 2 – 3 раза выше, чем в растворе с осадком AgCl. Такое увеличение концентрации серебра в питательном растворе с AgOH привело к гибели всех испытанных штаммов плесневых грибов.
Для получения позитивных сдвигов в функционировании человеческого организма при условии постоянного приема серебросодержащих препаратов необходимо поддерживать концентрацию серебра на таком уровне, чтобы вероятность гибели различных стволовых клеток организма не превысила значения 0,5. Уменьшения концентрации серебра в плазме крови и лимфе можно добиться двумя путями: сокращением ежедневно принимаемой дозы серебра и введением в организм химических реагентов, образующих с серебром более труднорастворимые соли, чем AgCl, например — йода. При этом необходимо помнить, что реально действующая концентрация серебра в плазме крови и лимфе может быть значительно выше, чем концентрация истинно растворенных форм серебра. Растворенные формы серебра легко и обратимо взаимодействуют по реакции замещения с различными белками, присутствующими в крови и лимфе. Продукты их взаимодействия являются достаточно активными химическими веществами и принимают в биохимии человеческого организма такое же участие, как и истинно растворенные (ионные и молекулярные) формы серебра.
Моделирование в лабораторных условиях процессов, происходящих с различными химическими соединениями серебра в жидких средах какого-либо живого организма, с достаточной для практических целей точностью, вряд ли возможно. Для корректного прогнозирования поведения серебра в жидких средах человеческого организма необходимо проведение клинических испытаний.