Органические вещества лечебных грязей

В последнее время популярность приобретает косметика на основе лечебных грязей, минеральных комплексов, воды минеральных источников. Наиболее широко представлена косметика на основе продуктов Мертвого моря. В России имеется также продукция с грязью Крымских месторождений (Сакское озеро), континентальных озер — Тамбуканского озера, озер Эльтон, Тинаки и др., сапропелевых грязей [4, 14, 17, 18, 20].

Существует определенная специфика технологии различных форм грязевых косметических средств, обусловленная несколькими факторами. Грязи являются комплексными био-физико-химические системами, которые чувствительны к внешним воздействиям, оказываемым в процессе производства продукции (температура, давление и т.д.) [1, 9]. Грязи содержат сообщество микроорганизмов, поэтому трудно предсказать соответствие продукции с нативной грязью нормам качества после приготовления и в процессе хранения. Грязи характеризуются определенным запахом, например, для илово-сульфидных лечебных грязей характерен выраженный запах сероводорода [9].

Часто в качестве косметического средства предлагается собственно лечебная грязь. Так, грязь Мертвого моря входит в отдельную линию в продукции большинства израильских фирм, а отечественные, чей ассортимент не содержит большого числа позиций, часто предлагают нативную грязь как базовый продукт [4, 7, 18]. Это объясняется тем, что лечебная грязь во многом в химическом и биологическом отношении — самодостаточная субстанция, имеющая удобную для применения мазеподобную консистенцию, которая регламентируется таким показателем, как сопротивление сдвигу (для грязей, подготовленных к процедурам). Грязи должны быть вязко-пластичными, поэтому текучеобразная (разжиженная) или, наоборот, твердая консистенция не допускаются НД [9].

Однако грязелечение имеет ряд противопоказаний, а бесконтрольное применение лечебной грязи даже в косметических целях может привести к осложнениям. Собственно чистая лечебная грязь не может считаться косметическим средством, т.к. это подразумевает безопасность при самостоятельном применении. А к тепловым обертываниям всего тела, которые являются этапом многих антицеллюлитных программ, необходимо подходить крайне осторожно. Эти процедуры имеют тот же спектр противопоказаний, что и традиционные грязевые аппликации, т.к. идентичны им по интенсивности нагрузки на организм. Вследствие того, что иловая грязь представляет собой гипертоническую массу, ее назначают для подсушивания кожи. Способность грязи сушить кожу также является побочным эффектом, что наиболее проявляется у высокоминерализованных грязей [1, 7, 13].

Исходя из сказанного, более оптимальными для использования в качестве косметических средств являются композиции, где лечебная грязь равномерно распределена в какой-либо основе. В качестве основы (наполнителя) используются различные минеральные компоненты — глины, магния алюминия силикат, тальк, кремния диоксид и гелеобразователи природного происхождения. Вода и глинистый остов являются составными частями грязи, поэтому вполне с ней совместимы. А гелеобразователи растительного происхождения, такие как полисахариды (ксантан, альгинаты, производные целлюлозы), образуют гели с несвязанной водой.

В таких композициях грязь комбинируется, как правило, с растительным сырьем, растительными экстрактами, солями и минералами, которые содержатся в самой грязи или в природной ассоциации, с которой грязевое месторождение контактирует. Так, грязи Мертвого моря комбинируют с экстрактами средиземноморской флоры — алоэ, лаванды, шалфея, ромашки аптечной, апельсина, а Балдонские грязи (Прибалтийское месторождение) — с тысячелистником, чередой, календулой. Добавленные в лечебную грязь фитокомпоненты сообщают ей дополнительные свойства, усиливающие противовоспалительное, тонизирующее и другие виды воздействия грязи на организм [1, 4].

Другая группа косметических средств разработана на основе сочетания лечебной грязи с водорослями. В морской капусте, фукусе, аларии, ундарии, зостере, спирулине, дуналиеллесолоноводной находится широкий спектр микроэлементов. Морские водоросли чрезвычайно богаты йодом и содержат полисахариды, обладающие увлажняющим действием. Такие комбинации особенно популярны в грязевых масках для антицеллюлитных программ [1, 4,21].

Многие продукты на основе нативной грязи — грязь косметическая, маски для лица, тела дополнительно содержат консерванты и антимикробные вещества (феноксиэтанол, хлорфенезин, триклозан, метилизотиазолинон, иодопропинилбутилкарбамат) во избежание неконтролируемого роста микроорганизмов и ухудшения качества продукции [21].

Кроме того, косметические серии израильских фирм (AHAVA, Talia, Seaofspa и др.) содержат крема и кремообразные маски с нативной грязью. В литературе описано получение и исследование крема с лечебной грязью Адриатического побережья, Черногория, согласно следующей схеме: грязь нагревали до 75 °С с водой и гомогенизировали, фильтровали, охлаждали и вводили в крем по типу масло/вода. Далее проводили исследования влияния крема на кожу: уровень гидратации кожи, уровень трансэпидермальной потери воды, индекс выраженности эритемы [22].

Следующая группа косметической продукции содержит компоненты природных грязей — солевой раствор, богатый микроэлементами и извлечения из грязи [7, 11, 20]. При этом использование продуктов переработки (экстракты-концентраты) в косметических средствах имеет целый ряд преимуществ в сравнении с нативной грязью:

концентраты имеют более стабильный химический состав;
их использование более технологично, т.к. позволяет избежать проблем, связанных с физико-химической совместимостью грязи и основ, коллоидной и термостабильностью косметических средств;
концентраты получают по технологии, исключающей переход нежелательных примесей (тяжелые металлы, радионуклиды);
концентратов характеризуются большей микробиологической стабильностью;
введение в состав комбинаций экстрактов пелоидов позволяет дифференцировано получать косметические продукты с заданными свойствами;
экстракты позволяют значительно улучшить внешний вид и органолептические свойства косметических средств, уйти от характерного запаха, присущего нативным грязям;
их использование позволяет расширить ассортимент косметических средств, введя в серию лосьоны, косметическое молочко, кремы, в то время как использование нативной грязи ограничивает ассортимент преимущественно масками, обертываниями, аппликациями.

Примеры косметических средств с извлечениями из лечебных грязей

Вытяжка из иловой сульфидной грязи Краснодарского края (Ейский курорт)

Крем дневной увлажняющий

крем от морщин для ухода за кожей вокруг глаз, крем для рук

Источник

Структура лечебной грязи

Общее представление о пеллоидах
Лечебные грязи, или пелоиды, относятся к числу полезных ископаемых. К лечебным грязям относятся природные органоминеральные коллоидальные образования различного генезиса, обладающие большой пластичностью, высокой теплоемкостью и медленной теплоотдачей, содержащие терапевтически активные вещества (соли, газы, микроэлементы, биостимуляторы, гормоно-, антибиотико- и витаминоподобные) и живые микроорганизмы.
Формирование органо-минерального комплекса лечебной грязи сложный многоэтапный процесс, в котором участвует вся экосистема региона. Солнечный свет, свойства водной среды, многообразие фауны и флоры, активность микроорганизмов, взаимодействие между составными элементами в различных условия на протяжении длительного времени формирует определенный тип пелоида.
Во всех видах лечебных грязей находится огромное количество микроорганизмов — миллиарды в 1г пелоида, которым отводится главная роль поддержания процессов формирования и регенерации пелоида, обеспечивая устойчивое содержание гуминовых веществ, битумов, сероводорода, аммиака, углекислоты и других газов, таких нестойких микрокомпонентов, как витамины, ферменты и гормоны, через разложение органических и животных остатков.
Одним из параметров, позволяющих оценить высокую терапевтическую активность лечебных грязей и перспективность их использования в практической медицине, является биологическая активность. Это интегральное понятие, которое включает ряд таких критериев, как ферментативная активность пелоида, напряженность микробиологических процессов, антимикробные свойства в отношении ряда условно-патогенных и патогенных для человека микробов, наличие фармакодинамических компонентов. Установлена прямая связь биологической активности пелоидов с их антиокислительными свойствами.

В лечебных грязях выделяют органическую и минеральную основу, которая находится в твердом, жидком и газообразном состояниях. Количественные и качественный состава пелоида зависит от происхождения. Органическая часть обнаруживается в твердой и коллоидной части лечебной грязи и представлена в основном гуминовыми веществами, битумами, жирными кислотами, лигнином, аминокислотами. Смолообразные вещества обладают антибактериальными свойствами. Разложившееся органическое вещество входит в гидрофильно-коллоидный комплекс лечебной грязи и обеспечивает хорошие тепловые и вязкопластические свойства. Органическое вещество служит энергетической базой такого важного процесса, как сульфатредукция, в результате которого образуются сероводород и гидротроилит (FeS·nH₂O). Минеральная часть пелоида состоит из нерастворимых в воде минералов и труднорастворимых соединений солей, включая ионы и соединения железа, серы, марганца, фосфора, азота, а также такие микроэлементы, как йод, бром, свинец, молибден и др. Минеральные вещества находятся как в грязевом растворе, так и в виде выпавшего в осадок пелоида. Они существенно влияют на биологическую активность лечебной грязи.
В растворе грязи содержатся в небольшом количестве газы – сероводород, углекислый газ, азот, метан, кислород, которые находятся в растворенном состоянии, в небольшом количестве — в свободном виде. Они образуются за счет биологических процессов и химических реакций. Пелоиды имеют различный газовый состав, что связано с неодинаковой интенсивностью течения бактериальных процессов.
В последние годы интенсивное антропогенное вмешательство в природный гидрогеологический режим многих грязевых озер повлекло за собой кардинальные изменения в гидрохимическом и гидробиологическом режимах, вследствие чего существенно снизилась скорость грязеобразования. Так скорость грязеобразования в Сакском озере снизилась с 1,5 до 0,8 мм в год. Наиболее чувствительны к увеличению антропогенной нагрузки на водоем витамины группы В (рибофлавин и тиамин). Изменения в процессе трансформации биогенного азота, присутствие ряда тяжелых металлов способствуют их активному разрушению.
В условиях жесткого зарегулирования озер главной задачей становится поддержание оптимального водно-солевого режима, создающего максимально благоприятствующие условия для процветания галобной флоры и фауны — основного источника органики для грязеформирования.

Структура грязи
Структура лечебной грязи представляет собой сложную физико-химическую динамическую систему, которая состоит из трех взаимосвязанных компонентов:

грязевой раствор — жидкая часть
остов (скелет) — грубодисперсная часть
коллоидный комплекс — тонкодисперсная часть

Структура лечебных грязей неодинакова, что имеет важное значение для ее лечебных свойств.

Сравнительная характеристика структур лечебных грязей

Наименование лечебной грязи

Составные части грязи, %

скелет

коллоиды

раствор

Сакская иловая сульфидная

Старорусская иловая сульфидная

Тамбуканская иловая сульфидная

Анапская иловая сульфидная
(Кизилташский лиман)

Анапская сопочная (Азовская сопка)

Из приведенных данных видно, что анапская иловая сульфидная грязь обладает большей прочностью скелета и насыщенностью коллоидным комплексом, сравнительно с сакской и тамбуканской, в которых, однако, регистрируется более высокое содержание жидкой части. Анапская сопочная грязь сочетает в себе преимущества тамбуканской, обладая схожей пластичностью и содержанием жидкой части, и анапской иловой по насыщенности коллоидным комплексом.

Кристаллический скелет
В зависимости от преобладания силикатных или карбонатных частиц скелет грязи может быть силикатным, карбонатным или смешанного состава. Помимо грубодисперсных обломков силикатных материалов, гипса, кальцита, может включать доломит, арагонит, фосфат и иногда обломков органических остатков растительного или животного происхождения.
Содержание в структуре грязевого скелета частиц диаметром более 0,25 мм не должно превышать 2—3%, что обеспечивает оптимальные вязкопластические свойства полноценной лечебной грязи. Их отсутствие придает ей чрезмерную текучесть, неспособность удерживать форму грязевой аппликации, а преобладание частиц диаметром более 0,05 и 0,1 мм отрицательно влияет на общие свойства грязи.

Коллоидная фракция
Связывает отдельные частицы скелета и заполняет все его промежутки. Это наиболее тонкодисперсная часть грязевого скелета, включающая в себя частицы размером менее 0,001 мм органические вещества, органоминеральные соединения, гидротроиллит, кремниевую кислоту, серу, гидраты окиси алюминия, закиси и окиси железа, марганца. Большое значение в этой фракции имеет коллоидный гидросульфид железа, который и обуславливает черный цвет грязи.
В коллоиде содержатся также органические кислоты, липоиды, ферменто- и гормоноподобные вещества, хлорофилл, пигменты и др Содержание коллоидов в различных типах пелоида неодинаково в иловых сульфидных от 4 до 20%, в торфяных и сапропелях — до 80%. Наличие в лечебной грязи обилия коллоидов и мелкодисперсных частиц имеет существенное значение в формировании ее пластичности, то есть способности сохранить ту форму, которую ей придают. Коллоиды грязи сохраняют ее лечебные свойства. От коллоидного комплекса зависит пластичность грязей, обеспечивающая влагоемкость, а значит, и тепловые свойства грязи.

FeS·nH₂O. Черный. Пластичен. Иногда с запахом H₂S. Распространен в придонных частях водоемов, природный гидрогель, существующий в восстановительной среде. Со временем переходит в пирит. Возникает в осадках при взаимодействии гидроокислов железа со свободным сероводородом, являющимся продуктом метаболизма сульфатредуцирующих бактерий. Широко распространен в алевритовых и пелитовых восстановленных, обогащенных орг. веществом осадках шельфа, материкового склона и в некоторых глубоководных котловинах и океанских желобах. Особенно много его в осадках Черного моря, фиордов и некоторых лагун, где затруднена циркуляция и недостаточен приток кислорода в придонные слои воды.

Жидкая фракция
Грязевой раствор, получаемый с помощью отжима, центрифугирования или фильтрования, который состоит из растворенных в воде солей, органических веществ и газов и, преимущественно, соответствует химическому составу рапы водоема, в которой образовалась данная лечебная грязь. Его состав непостоянен и оказывает активное влияние на лечебные свойства пелоидов, но прежде всего, содержит хлорид натрия, сернокислую магнезию и сернистый натрий.
В любой грязи содержится достаточно большое количество микроорганизмов, чаще всего относящихся к группе сапрофитов. В грязи присутствуют также гнилостные аэробы и анаэробы, сульфатредуцирующие и денитрифицирующие бактерии, плесени, лучистые и дрожжевые грибы. Многие из них вырабатывают пенициллиноподобные и другие вещества, обладающие антибиотической активностью и бактерицидным действием.
Концентрация солей (минерализация) содержащихся в грязевом растворе и коллоидном комплексе грязи зависит от её типа и находится в пределах от 0,01 г/л (в торфах и сапропелях) до 400 г/л и более (в иловых сульфидных грязях). Основная масса растворенных в водах солей состоит из шести ионов трех анионов (хлора — С1, сульфата — SO4 и гидрокарбоната -НСО3) и трех катионов (натрия — Na, магния — Mg, кальция — Са). Помимо них в коллоидной и жидкой фракции содержатся многие биологически активные вещества (витамины группы В, С и Д, рибофлавин, фолиевая кислота, гормоноподобные соединения), а также сумма микроэлементов бром, йод, бор, марганец, медь, железо и др.
Химическую структуру грязевого раствора представляют в виде формулы, где перед дробью указывается величина минерализации в г/л (М г/л), в числителе помещают анионный состав, в знаменателе — катионный Справа от формулы приводят величину рН. При этом во внимание принимают содержание ионов более 20 экв%, но не менее двух анионов и двух катионов.

Рапа-среда пелоида.
Донные отложения иловых и сапропелевых грязей образуются на дне соленых и пресноводных водоемов. Вода соленых озер, морских заливов и лиманов, покрывающая слой грязи, носит название рапы, или рассола. Количество, концентрация и состав рапы могут изменяться в зависимости от гидрометеорологических условий и времени года. Минерализация рапы может быть очень большой и нередко доходит до 300-350 г/л. Если рапа из мелководного водоема испаряется, то прилегающие к берегу участки озера покрываются солью. При жарком лете с малым количеством осадков рапа полностью высыхает, а оставшийся слой соли ослепительно сверкает на солнце.
В состав рапы входят различные ионы минеральных солей, преимущественно сульфатный, гидрокарбонатный, хлоридный анионы и катионы натрия, кальция, магния, калия и другие. Рапа, то есть высокоминерализованный водный раствор, представляет собой слегка мутноватую, маслянистую на ощупь жидкость слабощелочной реакции, горько-соленого вкуса с едва уловимым и, в общем, ароматным запахом. В таблице наглядно представлен солевой состав рапы Тинакского озера.

Источник