Studiul Unor Compusi Naturali cu Structura Complexa Organometalica Prezenti In Namoluri Sapropelice

CUPRINS

INTRODUCERE 4

PARTEA TEORETICĂ

CAPITOLUL I. NOTIUNI GENERALE DESPRE COMPUSII CU STRUCTURĂ ORGANOMETALICĂ 6

Introducere 6

Structură și proprietați 8

Obținerea compușilor organometalici simpli 11

Utilizări generale ale compușilori organometalici 14

CAPITOLUL II NĂMOLURI 15

Noțiuni generale 15

Proprietătile fizico-chimice ale nămolurilor 18

Tipuri de nămol 19

Nămoluri sapropelice 21

Generalitați 21

Nămolul sapropelic din Lacul Sărat Brăila 22

Utilizări generale ale nămolurilor sapropelice 25

CAPITOLUL III. COMPUȘI NATURALI CU STRUCTURĂ ORGANOMETALICĂ 28

Noțiuni generale 28

Porfirina 29

Clorofila 32

Noțiuni generale 32

Structură și proprietăți 34

Importanță 38

Hemoglobina 39

Noțiuni generale 39

Structură și proprietăți 42

Importanța 49

Vitamina B12 51

Noțiuni generale 51

Structură și proprietăți 53

Importanța 57

PARTEA EXPERIMENTALĂ

CAPITOLUL IV ANALIZA NĂMOLULUI SAPROPELIC 60

Obiective 60

Determinarea reziduului uscat 61

Materiale și metode 61

Rezultate și discuții 62

Determinarea activității antioxidante 63

Materiale și metode 64

Rezultate și discuții 65

Identificarea și dozarea vitaminelor B6 și B12 67

Materiale și metode 67

Rezultate și discuții 71

CAPITOLUL V PREPARAREA UNUI PRODUS COSMETIC PE BAZA NĂMOLULUI SAPROPELIC 74

Materiale și metode 74

CONCLUZII 76

ANEXA I 77

ANEXA II 79

BIBLIOGRAFIE 80

INTRODUCERE

Conform definiției date de „Societatea Internațională de Hidrologie Medicală“, nămolurile sunt "substanțe formate în condiții naturale sub influența proceselor geologice și care în stare fin divizată și în amestec cu apa se folosesc în practica medicală sub formă de băi sau proceduri locale[6].

Astfel, încă din cele mai vechi timpuri oamenii au folosit nămolul pentru vindecare sau pentru înfrumusețare, ipoteză susținută atât prin descoperiri arheologice dar și din observarea comportamentul instinctiv al ”necuvantatoarelor„ de a căuta remedii de vindecare.

Cu toții cunoastem comportamentul porcului în a utiliza namolul (pentru termoreglare), însă mai puțin cunoscut este utilitatea acestuia în eliminarea paraziților, protector solar, sau în combaterea deshidratarii pielii la animale precum: rinoceri, elefanti sau mistreți.

Nămolul a căpătat valențe vindecătoare în mod instinctiv, fără a fi necesare dovezi științifice în acest sens, uzul rațiunii fiind suficient pentru a considera că nămolul are darul de a vindeca și de a aduce un beneficiu pentru sănătate. Nici astăzi nu se cunosc pe deplin mecanismele prin care nămolul acționeazã terapeutic asupra organismului nostru.

Folosirea nămolului, în mod special a celui de izvor, își are originea încă din antichitate. În Egiptul antic, bolnavii se ungeau cu nămolul adus de Nil în timpul revărsărilor. Romanii cunoșteau și foloseau nămolul ca agent terapeutic[36]. Într-una din lucrările sale, Plinius (23-79 e.n.), recomandă folosirea nămolului de izvor, recomandare pe care o face și Dioskorides (50 e.n.) în farmacologia sa și mai târziu și Galenos (131 – 201 e.n.) [2].

În antichitate este subliniat comportamentul Cleopatrei, considerată o frumusețe a timpului său, în privința întreținerii corporale, aspect corelat direct cu sănătatea pielii. Efectele binefăcătoare ale nămolului și sării de la Marea Moartă au determinat-o să îi ceara lui Marc Antoniu să cucereasă această regiune pentru a putea beneficia de acest remediu. Așadar utilizarea nămolului de la Marea Moartă în scop terapeutic dateazã de mii de ani, pornind din timpul imperiului Roman și până în zilele noastre[36].

În țara noastra există nenumarate povești și legende legate de utilizarea și descoperirea nămolurilor sapropelice, dintre cele mai cunoscute fiind legenda lui Tekir, un bătrân bolnav și olog ajuns odată cu magarul său din greseală, pe malul lacului Techirghiol(de azi). Mare a fost însa mirarea și bucuria bătrânului când, ieșind din lac, și-a dat seama că ochii săi puteau distinge din nou o geana de lumină, iar picioarele sale, de multa vreme neputincioase, începusera să-l asculte. Cât despre măgar plăgile urate de pe spate i se vindecaseră, iar corpul său parcă trăia o noua tinerețe.

De altfel și Lacul Sărat de la Brăila are propriile sale legende, printre care se spune că Vlad Țepeș a încercat să pedepsească mai mulți soldați turci care îndrăzniseră să calce pe pământ românesc punându-i la saramură. Soldații otomani au fost ținuți în apele sărate ale lacului vreme de o săptămână, iar când Țepeș a dat ordin să fie trași în țeapă, conform obiceiului, turcii au rezistat neașteptat de mult la tortură. Concluzia a fost că săptămâna de ”tratament” în saramură i-a întărit pe otomani și, de atunci, dându-și seama de miracol, voievodul a ordonat ca oștenii săi să își vindece în apele lacului trupurile și caii răniți în lupte.

În țara noastrã, utilizarea nămolurilor în terapie a început în a doua jumatate a secolului XIX-lea la Techirghiol (sapropelic) si Vatra Dornei (namol de turba de la Copaceni si Poiana Stampei), extinzându-se în timp la terapia practicată în diferite stațiuni balneo-climaterice de pe litoralul Mării Negre. Inițial au fost valorificate prin mijloace rudimentare, pentru ca astăzi oferta stațiunilor balneare să fie deosebit de diversificată și destinată atât turismului social și de masa, cât și celui de lux [36].

Lucrarea de față, intitulată: ”Studiul unor compuși naturali cu structură complexă organometalică prezenți în nămoluri sapropelice”, este structurată în două părți și urmăreste din punct de vedere teoretic și practic valoarea terapeutica a nămolurilor sapropelice și a compușilor chimici naturali prezenți în acesta.

Ca aplicație practică, s-au urmărit proprietătile antioxidante, determinarea de compuși organometalici existenți în nămol și creerea unui produs cosmetic pe baza nămolului sapropelic.

Această lucrare a fost realizată sub îndrumarea Conf. Dr. Rodica Mihaela Dinică și a asistent Dr. Otilia Ioana Ghinea. Pe această cale le mulțumesc pentru sprijinul acordat și pentru susținerea pe care am primit-o pe parcursul realizării lucrării de licență.

PARTEA TEORETICĂ

CAPITOLUL I. NOȚIUNI GENERALE DESPRE COMPUȘII ORGANOMETALICI

Noțiuni generale

Compușii care conțin o legătură de metal-carbon, sunt cunoscuți drept compuși organometalici. De obicei această legatură are un caracter intermediar între ionic și covalent. În primul rând legaturile ionice metal-carbon se întalnesc fie când metalul este puternic electropozitiv sau când ligandul purtator de carbon există ca un carbanion stabil. Exemple de astfel de compuși organometalici includ toți reactivii Gilman, care conțin litiu și cupru,

tetracarbonilul de nichel și ferocenii, sunt alte exemple de compusi conținând metale de tranziție, sau reactivii Grignard.

Reactivii Grignard sunt produșii de reactie, unde un alchil, vinil, sau halogenurile magneziu-aril se leagă de un grup carbonil de la o cetonă sau aldehidă[34]

Pe lânga metalele obișnuite, lantanide, actinide și semimetale, se consideră că și compușii precum boron, silicon, arsenic și seleniu pot forma compuși organometalici.[23]

Multe complexe prezintă legături de coordonare între un metal și liganzi organici. Liganzii organici deseori leagă metalul printr-un heteroatom cum ar fi oxigen sau azot, astfel de compuși fiind considerați compuși coordinativi. Cu toate acestea, dacă oricare dintre liganzi formează o legătură directă metal-carbon, acest complex este de obicei considerat a fi organometalic. În plus, mulți compuși lipofili cum ar fi acetilacetonații metalici și alcoxizi metalici sunt numiți "organometale."

Compușii organometalici sunt discutați în mod obișnuit și din punct de vedere al metalului, fie ca compuși ai principalelor grupe de metale sau compuși ai metalelor de tranziție. Principalele grupuri de metale ale compușilor organometalici sunt de obicei considerate a fi cele ale blocului s (grupele 1 și 2) și elementele mai grele ale blocului p (grupele 13-15) din tabelul periodic al elementelor. Metalele de tranziție includ acele elemente din blocurile d si f(grupele 3-12).[34]

Proprietățile fizice și chimice ale compușilor organometalici pot varia foarte mult. Cele mai multe sunt solide, în special cele ale căror grupări sunt aromatice sau în formă de inel, dar unele sunt lichide, iar altele sunt gaze. Căldura și stabilitatea la oxidare variază foarte mult. Unele sunt foarte stabile, dar un număr de compuși ai elementelor electropozitive cum ar fi litiu, sodiu, și aluminiu sunt spontan inflamabile. Mulți compuși organometalici sunt extrem de toxici, în special cei volatili.[34]

Proprietățile compușilor organometalici depind în mare măsură de tipul de legături de carbon-metal implicate. Unele sunt legături covalente obișnuite, în care perechi de electroni sunt partajate între atomi. Altele sunt legături covalente multicentrice, în care lipirea implică mai mult de doi atomi. Un al treilea tip sunt legături ionice, în care perechea de electroni este donată de un singur atom. În legaturile donor-acceptor, atomul de metal este conectat la hidrocarburi cu mai multe legături între atomii de carbon.[23]

În cazul în care atomii de metal formează legături covalente cu atomii de carbon, electronii sunt de obicei partajați inegal. Ca urmare, legătura este polarizată, astfel un capăt este mai negativ decât celălalt. Gradul de polarizare depinde de puterea cu care atomul de metal leaga electronii. Compușii organometalici variază în gama de putere, de la polar, metilpotasiu, în care legătura este aproape ca anumite legaturi ionice, la plumb, care leagă cu carbonul, cu foarte puțină polarizare.[23]

Structură și proprietăți

Mulți compuși organici coordinativi apar și în mod natural, de exemplu hemoglobina și mioglobina care conțin un centru de Fe legat la atomii de azot ai unui inel de porfirină. Clorofila are la bază același inel de porfirina ca și la hem însa ca ion central este Magneziul. Spre deosebire de acești compuși de coordonare, metilcobalamina (o formă de vitamina B12), cu o legătură cobalt-metil, este un adevărat complex organometalic, unul dintre puținele cunoscute în biologie.

Legătura metal-carbon în compușii organometalici are, în general, un caracter intermediar între ionic și covalent. Deseori legături ionice metal-carbon sunt întâlnite atunci când metalul este foarte electropozitiv (ca în cazul grupa 1 sau grupa 2 a metalelor) sau atunci când ligandul ce conține carbon există ca un carbanion stabil.

Carbanionii pot fi stabilizați prin rezonanță (ca în cazul anionului ciclopentadienil aromatic) sau prin prezența substituenților atrăgători de electroni (ca în cazul anionului trifenilmetil). Prin urmare, legăturile în compuși precum acetilida de sodiu și trimetilfenilpotasiu este în primul rând ionică. Pe de altă parte, caracterul ionic al legăturilor metal-carbon în compușii organometalici ai metalelor de tranziție, metale post-tranziție, și metaloidelor tinde să fie intermediar, datorită electronegativității de mijloc.

Grupe organice comune, folosite in chimia organometalică:

Tabelul I – Grupe organice comune folosite în chimia organometalică

Compușii organometalici cu legaturi cu caracter undeva între ionic și covalent sunt foarte importanți în industrie, deoarece acestia sunt relativ stabili în soluții. În anumiți compuși organometalici cum ar fi ferocenii sau dibenzencrom, orbitalii pi ale radicalului organic leaga metalul. În carbonil și alchene metalice, lipirea pi realizează legături sinergice puternice[23]

Mulți compusi organosodici sau organopotasici ard instantaneu la expunere la aer și reacționează violent în aproprierea apei și a dioxidului de carbon.

Un alt tip uzual de organometale o reprezinta ferocenii. Ferocenii sunt compuși organometalici cu formula Fe(C5H5)2. Este un tip de compus chimic organometalic format din două inele ciclopentadienil legate pe laturile opuse ale unui atom metalic central. Astfel de compuși organometalici sunt cunoscuți sub denumirea de compuși de tip sandwich.[20] Dezvoltarea rapidă a chimiei organometalicelor este adesea atribuită descoperirii de noi compuși de ferocen și ai analogilor acestuia.[44]

Obținerea compușilor organometalici simpli

Reacția unui metal cu o halogenură organică este o metodă convenabilă pentru prepararea compușilor organometalici ai metalelor rezonabil active, precum litiu, magneziu, și zinc. Eterii, în special dietileterul și oxaciclopentanul (tetrahidrofuran), furnizează medii inerte, ușor polare în care compușii organometalici de obicei sunt solubili. Este necesar evitarea umezelii, oxigenului, și a dioxidului de carbon, care ar reacționa cu compusul organometalic. Acest lucru poate fi realizat prin utilizarea unei atmosfere inerte de azot sau heliu.

Există și metode alternative de obținere a compusilor organometalici, care în general implică o reacție de schimb unde un metal este fie mutat în o nouă poziție sau schimbat cu un nou metal, cum ar fi B, Al, Ti, V, Fe, Ni, Cu, Mo, Ru, Pd, Sn, Pt, Hg sau Pb:

A: R_M + R'_H R_H + R'_M

Ecuația ilustrează cea mai comună metodă de conversie a alchinelor terminale în reactivi Grignard. Reactivii sodiu-alchil corespunzători sunt preparați în mod similar prin reacția cu NaNH2.

Figure 8.3 – Obținerea compușilor organometalici

B: R_M + M' R_M' + M

C: R_M + M'X R_M' + MX

D: R_M + R'_X R_X + R'_M

E: R_M + R'_M' R_M' + R'_M

Sinteza compușilor organometalici din blocurile s și p poate fi realizată prin una sau mai multe tipuri de reacții generale precum:

Formarea de alchillitiu și reactivi Grignard:

2Li + CH3Cl → LiCH3 + LiCl

Dublu schimb:

4Li(CH3)+SiCl4→4LiCl+Si(CH3)4 Al2(CH3)6+2BF3→2AlF3+2B(CH3)3

Redistribuție:

SiCl4 + (CH3)4Si → CH3SiCl + (CH3)2SiCl2 + (CH3)3SiH + …

Hidrometilare:

M−H + H2C=CH2 → MH2C−CH3

Utilizări generale ale compușilor organometalici

Compusii organometalici au utilizari în special ca reactivi sau catalizatori ai compușilor organici, cum ar fi produsele farmaceutice. Una din avantajele majore ale compusilor organometalici, în comparație cu compușii organici sau inorganici, o reprezinta reactivitatea lor înaltă, astfel, reacții care nu pot avea loc în prezența reactivilori organici comuni pot fi duse deseori la bun sfârsit utilizând reactivi organometalici.

Un al doilea avantaj il reprezinta selectivitatea înaltă pentru reacții, spre exemplu, polimerizarea obișnuită a etilenei produce o polietilenă de joasă densitate,ceroasă, dar utilizarea unui catalizator organometalic special produce o polietilenă liniară mai condensată cu o densitate mai mare, un punct de topire mai ridicat, și o rezistență mai mare. Un al treilea avantaj este faptul că mulți compuși din această gamă largă de substanțe sunt stabili, iar multe dintre aceștia au utilizari ca substanțe medicamentoase și pesticide.

Un al patrulea avantaj reprezintă recuperare metalelor. Izolarea unei mostre pure a unui compus organometalic care conține un metal dorit poate fi realizată cu ușurință și metalul poate fi apoi ușor de extras. (Aceasta se face în general prin prepararea unui carbonil metal pur, cum ar fi Fe[CO]5 sau Ni[CO]4, urmată de descompunerea termică.)[1]

În industrie procesul Monsanto utilizează un complex de rodiu-carbonil pentru fabricarea acidului acetic din metanol și monoxid de carbon industrial. Catalizatorul Ziegler-Natta este un compus organometalic pe bază de titan folosit în producerea de polietilenă și alți polimeri.

În producția de produse chimice fine și produse farmaceutice, complexul chiral de ruteniu-BINAP al lui Ryoji Noyori reduce catalitic beta-cetoesterii la alcooli secundari.[14]

Organometalele pot găsi utilizări practice în procesele stoichiometrice și catalitice, mai ales în procesele care implică monoxid de carbon și polimero-alchenă derivați. Polietilenă și polipropilenă sunt produse prin catalizatori organometalici. Cele mai multe aldehide sintetice sunt produse prin hidroformilare.[7]

CAPITOLUL II NĂMOLURI

Noțiuni generale

Nămolul este un amestec lichid sau semi-lichid de apă și unele combinații de pământ, argilă, etc.

Nămolul se prezintă ca un sediment moale, alcătuit din particule fine, de culoare închisă, cu miros caracteristic și uneori cu proprietăți radioactive, depus pe fundul bazinelor acvatice, mai ales al apelor stătătoare, sau rămas după inundație la malul unui râu.[19]

Densitatea tipică a nămolului este de aproximativ 1,3 g/cm3. Nămolurile au adesea un conținut organic ridicat, format din organisme aflate în descompunere la adâncimi mai mici, dar poate conține, de asemenea și creaturi vii, atunci când acestea apar în stratul de sol superior și devin expuse la maree; atunci, acestea sunt numite terase mlăștinoase.

Peloidele sau nămolurile terapeutice sunt substanțe formate în procese naturale sub influența fenomenelor geologice și care, în stare fin dizolvată și în amestec cu apa (nămoluri), se folosesc în practica medicală sub formă de băi sau proceduri locale.

Formarea nămolului mineral este legată de izvoarele minerale (Sângeorz-Băi, Săcelu), iar nămolurile vegetale tip turbă sunt reprezentate de turba marină (Mangalia), de turba slab mineralizată (Vatra Dornei) sau de turba zonei Borsec-Covasna.

Din punct de vedere al originii lor și al modului de formare, nămolurile pot fi sapropelice, de turbã sau minerale[37].

Din punct de vedere fizico-chimic, nămolul este un sistem fizico-chimic eterogen alcătuit dintr-o fază lichidă ce conține apă și săruri minerale solubile în apă, o fază solidă ce conține substanțe minerale și organice și o fază gazoasă care conține hidrogenul sulfurat.

Echilibrul ionic al unui nămol se reflectă și asupra pH-ului acestuia. În general nămolurile sunt alcaline pH= 9-10. Efectul terapeutic al nămolurilor este dat de combinația proprietăților fizice si chimice ale acestora. Faza solidă este generată de roca de bază a bazinului de fito și zooplanctonul existent, precum și de materialul organic sau mineral adus de vânt.

Se descriu 3 modalități de organizare a fazei solide: structura cristalină formată din săruri puțin solubile în apă, structură argiloasă formată din acid silicic endogen și structură coloidală ce conține complexe organo-minerale.

Faza solidă aparține preponderent domeniului ultramicroeterogen, coloidal-molecular de compoziție mixtă și anorganică[37]. Faza lichidă este soluția ce îmbibă nămolul și care provine din bazinul acvatic. Ea aderă intim la suprafața granulelor fazei solide prin adsorbție și umple interstițiile intergranulare. Între nămol și apa bazinului au loc permanent procese de difuziune care mențin echilibrul iono-electrolitic. Așadar, faza lichidă este reprezentată de soluția apoasă a substanțelor solubile organice și anorganice și constituie ca aspect structural soluția de îmbibație interstițială a particulelor solide. Faza gazoasă conține hidrogenul sulfurat care rezultă din procesele de putrefacție ale substanței organice vegetale și animale sau din reducerea chimică a sulfaților. Așadar, faza gazoasă reprezintă rezultatul proceselor biochimice si fizico-chimice derulate în timpul peloidogenezei naturale și constă în principal din fracțiunea de H2S2, CO2, hidrocarburi, O2, H2.[37]

Principalii indicatori de calitate sunt reprezentați de: proprietățile macroscopice, în special cele cu referințe la culoare și consistență fizică; gradul de hidratare a sedimentului heterogen de peloid funcție de ponderea de umiditate din compoziția globală(peloide slab hidratate < 37 %, peloide hidratate 37-40 %, peloide puternic hidratate 40-70% ). Stadiul peloidogenetic de evoluție ca peloid terapeutic corespunzător gradului de descompunere a substanțelor organice, în funcție de raportul cantitativ între principalele clase de substanțe organice (carbohidrați, substanțe humice, substanțe proteice, carbon organic / azot organic) și a nivelului consumului biologic de oxigen.

O turbă bine descompusã prezintã o masã omogenã cu conținut ridicat de umiditate condiționatã de cantitatea ridicată de coloizi și înzestrată în același timp cu o bună capacitate de absorbție și de reținere a căldurii și plasticitate. Gradul de descompunere al resturilor organice vegetale trebuie să depãșeascã 50%. Conținutul global de substanțe organice raportate la substanța uscată diferențiazã nămolurile cu caracter mineral de cele cu caracter organic dupã cum procentul acestora este situat sub sau peste limita de 10%.

Diferențele cantitative între principalele grupe de substanțe organice își pun amprenta asupra calitãții nămolului terapeutic. Mineralizarea și compoziția ionicã a soluției de îmbibație a peloizilor ca factori de interacțiune cu organismul uman la nivelul tegumentelor, urmeazã caracterizarea chimicã a apelor minerale. Se obișnuiește însã a se defini faza lichidã în primul rând prin conținutul global de săruri solubile(slab mineralizate, sub 15g/l, mineralizate, 15-35 g/l, puternic mineralizate, 35-150 g/l, saturatã în sãruri, peste 150 g/l).

Conținutul de hidrogen sulfurat și sulfuri, mai ales sulfură de fier , reprezintã un alt factor definitoriu pentru calitatea peloizilor astfel(peloizi nesulfuroși sub 0,02 % FeS, peloizi slab sulfuroși 0,02–0, 15 % FeS,peloizi sulfuroși peste 0,15 % FeS)

pH-ul peloizilor este un indicator cu un domeniu valoric de variație larg, funcție de condițiile mediului de formare, compoziție chimicã și microbiologicã. Din acest punct de vedere, peloizii pot fi caracterizați în: acizi (pH sub 5), slab acizi ( pH între 5 și 7), slab alcalini (pH între 7 și 8) și alcalini, cu pH-ul peste 8. [37]

Gradul de mineralizare al solutiei de nămol oscileaza de la 0,01 g/l in nămolurile sapropelice și turba, pana la 350g/l în cele sulfuroase. Între soluția de nămol și apele care o acoperă în permanență au loc procese de difuzie, a căror menire este de a menține un echilibru între ele, din punct de vedere al ionilor de sare. Gazele din nămoluri se gasesc mai ales în stare solubilă, în principal, sursa formării lor o constituie procesele biochimice în urma carora în soluția de nămol se acumuleaza hidrogen sulfurat, bioxid de carbon, azot,oxigen și metan.

Proprietătile fizico-chimice ale nămolurilor

Proprietățile fizice ale nămolurilor sunt determinate de plasticitatea, capacitatea hidricã (hidroxipexia), greutatea specifică, capacitatea lor de a reține căldura (termopexia) și granulația.Toate aceste proprietăți au o deosebită importanțã în stabilirea indicațiilor terapeutice și în utilizarea lor sub diferite forme [54].

Hidropexia reprezintă capacitatea de absorbție și de reținere a apei; astfel peloizii cu hidropexie redusă (nămolurile minerale) sunt utilizați doar pentru împachetări, cei cu hidropexie medie (nămolurile sapropelice) și mare (nămolurile de turbă) pot fi utilizați și pentru băi.

Plasticitatea reprezintă proprietatea de a-și schimba forma sub acțiunea unei forțe externe; este dată de substanțele solide din conținutul acestora, astfel, avem nămoluri cu plasticitate mică (nămoluri minerale), medie (de turbă) și mare (sapropelice).

Dispersia este dată de dimensiunea granulelor de peloid, valoarea terapeutică fiind direct proporțională cu dimensiunea granulelor. Densitatea sau greutatea specifică este dată de componentele acestuia. Valoarea terapeutică este invers proporțională cu densitatea nămolului.

Termopexia reprezintă capacitatea de a absorbi și reține căldura. Peloidele au o capacitate mare de a reține căldura[37]

Proprietățile chimice sunt date de cantitatea de apa din peloid, substanțele minerale și substanța organica.

În general, acțiunile chimice ale peloizilor sunt în mare măsură asemănătoare cu cele ale apelor minerale, la care se adaugã în plus diversele substanțe organice conținute, a căror efecte nu sunt pe deplin elucidate. Dintre componentele chimice ale nãmolului se acordã odeosebitã importanțã terapeuticã substanțelor humice, celor bituminoase, hidrosulfurii de fier coloidale, carbonatului de calciu și zeoliților. Substanțele humice, a căror structurã intimă nu a fost încã exact precizată, dar ale căror proprietăți, ca înaltul grad de gonflare, acțiunea de frânare enzimaticã, proprietatea de schimbători de ioni, sunt cunoscute și reprezintã un important factor fizico-chimic al nămolului.

Tipuri de nămol

După modul de formare, materiile organice și anorganice prezente în sedimente, nămolurile se împart în trei grupe:

Sapropelice, formate prin sedimentarea sub apă a materiilor organice și minerale sub influența proceselor biologice, microbiologice și fizico-chimice, având un conținut de substanțe organice în nămol uscat de peste 10%

Minerale, formate în acelați mod ca și cele sapropelice, dar având un conținut de substanțe organice în nămol de sub 10%.

De turba, rezultate din descompunerea materialului vegetal, conținutul de substanțe organice în nămol fiind de peste 10%[37]

Nămolurile minerale, iau nastere prin sedimentarea sărurilor unor izvoare carbogazoase, calcice, feruginoase sau sulfuroase[7]. În Romania în aceasta categorie intră namolurile aflate la izvoarele nesulfuroase de la Sângiorz-Băi și izvoarele sulfuroase de la Săcelu. În afara țarii nămolurile din Marea Moartă fac parte din această categorie. Atat namolurile si apa din acest tip de lacuri contin o gama largă de ioni și anume Sodiu, Magneziu, Potasiu, Brom, Bitumen(un catran natural ce acționează ca agent anti-inflamator), Clor, Iod, Calciu sau Zinc.[56]

Nămolurile de turbă se formează prin descompunerea resturilor vegetale de pe fundul lacurilor/mlastinilor sub acțiunea microorganismelor. Turbele sunt bogate în substanțe organice (peste 10% din nămolul uscat) și cu procente ridicate de acizi humici, bitumine, ceruri, pectine, celuloză, substanțe proteice. Pe teritoriul țării noastre aceste tipuri de nămoluri le întâlnim la Mangalia de Nord(turbă marină), Covasna sau Borsec[37]

Turba este forma de trecere de la un combustibil actual (lemn) la un combustibil fosil (cărbune). Aceasta este practic o rocă compusă din material vegetal semidescompus (humus) și resturi vegetale. În urma acumulării resturilor vegetale și a descompunerii lor incomplete are loc formarea propriu zisă a turbei.

O altă metodă de clasificare a nămolurilori este dupa modalitatea de formare. Astfel putem vorbi despre: formare naturala prin procese fizico-chimice și microbiologice la

contactul apei minerale cu patul argilos, formare dirijată prin procese microbiologice și fizico-chimice la contactul apei minerale cu patul argilos, transformare incompleta a materialului vegetal în conditii de umiditate, argile si marne sărate, sedimentate în condiții de teren arid, tufuri calcaroase, formate prin precipitare chimică – în jurul

emergențelor naturale carbogazoase.

Zonele unde se exploateazã nămolul în scop terapeutic sunt distribuite în multe regiuni din țarã; astfel în lacurile aflate în Câmpia Română se găsește nămol de tip sapropelic continental, iar nămolul sapropelic de liman se extrage din lacul Techirghiol, nămolul sapropelic-fosil apare în lacurile sãrate[37].

Nămoluri sapropelice

Generalitați

Nămolul sapropelic este un tip de nămol bogat în substanțe organice aflate în diferite stadii de descompunere. Componenta sa de bază este sapropelul, un sediment mâlos, bogat în substanțe organice (resturi vegetale, alge, zooplancton etc.) − în curs de descompunere, neconsolidat, acumulat pe fundul unor locații cu dinamică redusă a apelor de profunzime: lacuri, limanuri, lagune și mări, format în ape sărace în oxigen din acțiunea microorganismelor asupra solului, florei și faunei acvatice, adică într-un mediu anoxigenic (euxinic). Au conținut în substanțe organice > 10 % raportat la greutatea substanței uscate.[37]

Nămolurile sapropelice sunt reprezentate de depozite de culoare neagră bogate în hidrosulfură de fier coloidală, au un aspect plastic și unsuros, se găsesc pe fundul apelor sărate având ca origine acțiunea microorganismelor asupra florei și faunei din bazinul acvatic la care se asociază și substanțe minerale sau anorganice ce provin din solul cuvetei lacustre.[7] Flora este constituită din alge de tip microfit și macrofit în care predomină Cladophora vagabunda, Cladophora cristalina, alge care cresc doar în apă sărată. Fauna acvatică este reprezentată de specia Artemia salina 10-12 mm, de culoare roșie. Cadavrele de Artemia salina(vezi fig. 10/11), prin descompunere bacteriană, împreună cu alga Cladophora cristalina, formează nămolul sapropelic.

Namolul sapropelic din Lacul Sărat Brăila

Stațiunea Lacu Sărat, situată pe malul lacului cu același nume este situată în Nord-Estul Câmpiei Bãrãganului, la 5 Km de Municipiul Brăila. Lacul este situat la 16 metri peste nivelul marii și înconjurat de 70 hectare de pădure care atenueaza climatul de stepă. Lacul cu o salinitate mare, este un vechi curs al Dunarii, blocat acum, iar fundul lacului este acoperit cu namol terapeutic sapropelic.

Acumulările submerse de nămol cu proprietăți terapeutice acoperă aproape întreaga suprafață a fundului lacului, cu grosimi medii de 0,17-0,18 metri și maxime de până la 0,25-0,3 metri

Nămolul terapeutic este de tip hidratat, sulfuros, cu conținut ridicat de substanțe minerale.

Analiza chimică a namolului a aratat un bogat conținut atât în compuși organici, cât și anorganici:

Tabelul II – Compoziția globală a nămolului sapropelic

Tabelul III – Compoziția in substanțe organice a nămolului sapropelic

Tabelul IV – Compuși cu sulf determinați în namolul sapropelic

Tabelul V Compoziția nămolului sapropelic în substanșe anorganice

De culoare neagră, lucios și onctuos, nămolul are un miros caracteristic (hidrogen sulfurat) și posedă proprietăți fizice care îl fac extrem de util în tratamentul diferitelor afecțiuni. Astfel, nămolul are proprietatea de a se întinde, a se mula pe suprafața corpului absoarbe apa ca un burete, fiind capabil totodată să se și amestece foarte bine cu ea înmagazinează ușor căldura când este încălzit și o cedează greu corpului nostru.

Se poate aprecia astfel că aici există unul dintre cele mai valoroase nămoluri sapropelice din țară și ape cu cea mai mare concentrație salină. Gradul de concentrație a apei lacului variază în funcție de cantitatea de ploi și zăpezi căzute în timpul unui sezon, având un grad de salinitate de 108-215 g/L, predominante fiind sărurile de sodiu, magneziu, calciu și iod

Unele lucrări efectuate au pus în evidență existența în nămolul a sterolilor, a unor substanțe estrogen-like și a vitaminei B12.

Nãmolul din lacurile sărate ale Câmpiei Bărăganului a constituit de secole o terapie naturală, materia organică a peloizilor sapropelici având calități vindecatoare și regeneratoare binecunoscute de populația indigenă.

Doctorul Ștefan Ionescu-Călinești este cunoscut drept părintele produselor Pell-Amar, produse ce au la bază extractul pur de nămol.

Extractul Pell-Amar este un principiu activ natural având o compoziție complexă mineral-organică și enzimatică, care exercită asupra organismului uman o serie de acțiuni demonstrate științific, precum efecte antiinflatorii, antialgice, sedative și decontractante, acțiuni biotrofic-stimulatoare, vasodilatatoare și de regenerare celulară.

Utilizarea nămolului în cosmetica facială și corporală are la bază proprietățile fizico-chimice ale acestuia, penetrabilitatea profundă la nivelul pielii, capacitatea de curățare a acesteia prin osmoză, hidratarea, aportul de elemente minerale stimulatoare și regeneratoare.

Utilizări generale ale nămolurilor sapropelice

Nãmolul se aplicã mai ales sub formã de bãi, împachetãri, cataplasme sau sub formã de oncțiuni . Oncțiunea cu nămol rece – este cea mai veche metodă care presupune aplicarea nămolului rece pe pielea pacientului în strat subțire, pe zone limitate sau întregul corp. Pacientul trebuie să se expună ulterior la soare, în poziție verticală, până când se usucă nămolul, aproximativ 30-60 de minute, după care urmează baia de 10-15 minute în apa mării sau a lacului însoțită de mișcare si un duș scurt cu apă rece și odihnă la pat de minim o oră. Este o metodă de solicitare a mecanismelor de termoreglare, stimulare neuroendocrină și a proceselor de adaptare prin alternarea factorilor contrastanți cald-rece. Procedura are un rol important în profilaxia primară, călind organismul și prevenind îmbolnãviri, ca și în profilaxia secundarã a unor afecțiuni în stadii incipiente.

Împachetările cu nămol cald constau în aplicarea de nămol în strat de 1-2 cm încălzit la 38-46ºC pe regiune limitată sau pe întreaga suprafață a corpului pentru 20-40 de minute. Valoarea terapeuticã a împachetãrilor calde cu nãmol în cadrul tratamentului complex balnear rezultã din ameliorarea tulburărilor circulatorii și trofice. Cataplasmele sunt aplicații cu nămol la diferite temperaturi pe regiuni limitate ale corpului.

Băile de nămol – în căzi cu apă încălzită în care se adaugă 10- 12 kg nămol, crescându-se progresiv concentrația acestuia până la 10-25%. Amestecul se poate încălzi până la 44ºC. În cazul pacienților cu afecțiuni cardiovasculare, temperatura nu trebuie să depășească 37 ºC, iar pentru cei cu afecțiuni reumatice inflamatorii sub 36ºC. Durata băii este de 20-40 de minute. Baia trebuie urmată de duș la 37-38ºC și odihnă de minim o oră. O cură este formată din 12-15 băi zilnice.

Aplicații ginecologice – sub formă de tampoane vaginale cu nămol la 39-40ºC timp de 2 ore sau irigații vaginale cu nămol dizolvat în apă de ghiol și încălzit la 37ºC.

Masajul cu nămol – întinderea și masarea cu nămol. Prin acțiunea de detoxifiere și exfoliere, masajul cu nămol curăță și purifică pielea, redându-i luminozitatea și catifelarea. Masajul cu nămol este destinat persoanelor care acuză dureri de spate, celor care suferă de artrită, osteoporoză sau reumatism, dar și celor care vor să se relaxeze pur și simplu.

Tabelul VI – Utilizări ale namolului sapropelic pentru diferite afecțiuni

Terapia cu nămol este contraindicată dacă pacientul suferă de astm, diabet, ulcer, orice formă de cancer sau de hepatită, dacă are afecțiuni renale sau cardiovasculare.

Alte contraindicații constau în afecțiunile acute febrile și cele cronice în puseu de exacerbare acută, boli infecțioase în timpul perioadei de contagiozitate și convalescențã, bolile venerice aflate în stadiul de contagiozitate (sifilis, gonoree), stări cașectice, indiferent de cauzã, tumori maligne, indiferent de formã, localizare sau stadiu evolutiv, stări hemoragice repetate și abundente de orice natură, purtătorii de germeni patogeni sau infestați cu paraziți, sarcină patologică în orice lună și sarcină normală peste 3 luni, epilepsie, boli de sânge sau de sistem cu alterarea stării generale (anemii, leucemii, limfoame), psihopatii cu tulburări de comportament social, alcoolismul cronic cu tulburări neuropsihice, toxicomanii, diabet zaharat decompensat, greu controlat prin dietă și tratament medicamentos, în special cel insulino-dependent, insuficiență cardiacă, hepatică sau renală.

Contraindicații speciale: sechelari valvulare după reumatism articular acut, poliartrita reumatoidă: forme febrile, sistemice, maligne, lupoide, spondilita anchilozantă cu insuficiență respiratorie avansată, leziuni sistemice, fracturile recente necalusate și fără contenție internă suficientă, fracturile instabile ale coloanei cu potențial lezional secundar medular, fracturile pe os patologic, polineuropatiile în stadiul acut, neuropatiile paraneoplazice, neuropatiile din cadrul colagenozelor, hemiplegii de etiologie infecțioasă tumorală malignã, cele de cauzã hemoragică cu valori ale tensiunii arteriale dificil de controlat, cardiopatia ischemică dureroasă cu crize frecvente, cea nedureroasă cu tulburări severe de ritm si de conducere, valvulopatiile decompensate, insuficiența cardiacă decompensată, pacienti cu potential emboligen, ateroscleroza cerebrală avansată cu tulburări de comportament social, tuberculoza pulmonarã activă, micozele pulmonare, bronsiectaziile cu forme hemoptoice severe, silicotuberculoza, insuficiența pulmonară manifestată prin dispnee de gradul IV și V indiferent de cauzã, astmul bronsic cu crize frecvente sau stările de rãu astmatic.

CAPITOLUL III COMPUȘI NATURALI CU STRUCTURĂ ORGANOMETALICĂ

Noțiuni generale

Compușii organometalici naturali reprezintă molecule biologic active, care conțin carbon legat direct la metale sau metaloizi. În această categorie de compuși intră și enzimele și proteinele senzor.[48]

Vitamina B12 este cel mai cunoscut compus organometalic natural fiind implicată în realizarea și ruperea legaturilor Carbon-Carbon și Carbon-Hidrogen. Alți compuși organometalici care apar în mod natural sunt clorofila și hemoglobina.

Mai multe enzime de natura organometalică efectuează reacții care implică monoxid de carbon. Monoxidul de carbon dehidrogenaza catalizează reacția de transformare gaz apă, care prevede monoxid de carbon pentru biosintezei acetilcoenzimei A.

Hidrogenazele sunt compuși organometalici în sensul că siturile lor active sunt formate din legături Fe-CO, deși liganzii CO sunt pasivi[11].

Proteinele senzor în special proteinele de tipul [NiFe] au capacitatea de a sesiza H2 și prin urmare reglează transcripția. Proteinele care conțin cupru sunt cunoscute a simți etilenă, care este cunoscut ca fiind un hormon relevant pentru coacerea fructelor. Monoxidul de carbon apare în mod natural și este un factor de transcripție prin creeare complexul său cu o proteină senzor bazat pe porfirine feroase.

Porfirine

Porfirinele sunt un grup de compuși organici macrociclici heterociclici, compuși din patru subunități de pirol interconectați la atomi de carbon α prin legaturi metin (=CH-). Porfina este cel mai simplu compus identificat în produși naturali, dar care a fost obținută și prin sinteză din 2-pirolaldehida, în prezența acidului formic.

În jurul perimetrului macrociclului, există un lanț ciclic de atomi de carboni hibridizați sp2 dând moleculei caracterul aromatic. Dacă cei 2 atomi de azot iși cedează hidrogenii, atunci, cei 4 atomi de azot centrali acționează ca liganzi pentru a lega ioni metalici în centrul moleculei. Acest lucru are loc des în cazul porfirinelor biologice, cel mai adesea fierul fiind metalul legat. [10]

Porfina este un compus cristalin de culoare roșie, care la 300oC începe să se descompună. Carbonul din grupele metin (, , , ) este hibridizat sp2, iar cele patru nuclee pirolice sunt echivalente și coplanare. Molecula porfinei reprezentată printr-un dianion, arată că cei doi protoni oscilează cu frecvență mare, între patru atomi de azot, ceea ce dovedește echivalența celor patru nuclee pirolice.

Anionul porfinei este un sistem macrociclic de 18 electroni (n= 4 în regula Hückel) și are caracter aromatic. În natură se găsesc derivați ai porfinei numiți porfirine, în care pozițiile 1,2,3…8 din nucleele pirolice sunt substituite cu diferiți radicali organici.

La eucariote, cum ar fi animale, insecte, fungi și protozoare precum și grupul α-proteobacteriilor, pentru biosinteza porfirinei este necesară formarea acidului δ-aminolevulinic (δ-ALA) prin reacția glicinei cu succinil-CoA din ciclul acidului citric. În plante, alge, bacterii (cu excepția grupului α-proteobacteriilor) și archaea (reprezinta un grup de microorganisme unicelulare aparte de cele cinci regnuri – pâna nu demult fiind considerate un grup de bacterii și erau numite „archaebacteria” [43] .), este produs din acidul glutamic prin glutamil-ARNt și glutamat-1-semialdehidă. Enzimele implicate în aceasta cale sunt glutamil-ARNt sintetaza, glutamil-ARNt reductaza, și glutamat-1-semialdehidă 2,1 aminomutaze. Aceasta cale este cunoscut drept C5 sau calea Beale.

Două molecule de δ-ALA sunt apoi combinate de porfobilinogen sintază pentru a da porfobilinogen (PBG), ce conține un ciclu pirol. Patru molecule de PBG sunt apoi combinate prin dezaminare în hidroximetil bilan (HMB) pentru a forma uroporfirinogen III. Aceasta molecula suferă o serie de modificări suplimentare. Intermediarii sunt utilizați de diferite specii, pentru a forma anumite substanțe, dar, la om principalul produs final este protoporfirina IX care, combinată cu fier, formează hemul, iar ca produși secundari, pigmenții biliari care sunt defapt produși de descompunere ai hemului.

Pe langă sinteza organică, porfirinele prezintă și forme în minerale. Astfel o geoporfirină sau petroporfirină este o porfirină de natura geologică. Acestea pot aparea in țiței, șisturi bituminoase, cărbune sau roci sedimentare. [61]

Principalul rol al porfirinelor este de a susține viața aerobă. Complexele tetrafenilporfirin catalizează o serie variată de reacții cu interes în sintezele organice. Porfirinele au fost studiate cu scopul de a fi folosite în terapia fotodinamică având în vedere că absorb puternic lumina, care este apoi convertită în energie si caldură. Această tehnică a fost folosita în afecțiuni precum degenerarea maculară. [62]

Deși necomercializate, complexele metalo-porfirină sunt larg studiate în calitate de catalizatori pentru oxidarea compușilor organici. Deosebit de populare pentru o astfel de cercetare de laborator sunt complexele de mezo-tetrafenilporfirin, de exemplu, complexul clor-fier (TPPFeCl), catalizează o varietate de reacții cu potențial interes în sintezele organice. Unele complexe imita acțiunea diferitelor enzime hem, precum cea a citocromul P450, lignină sau peroxidază.[63]

Porfirinele sunt des utilizate și în chimia supramoleculară, la constructia diferitelor structuri. Un astfel de exemplu este complexul ”gazda-oaspete„ , construit dintr-un macrociclu compus din patru porfirine, o baza liberă de porfirină (oaspete) care este legată de centrul de coordonare cu ajutorul celor 4 substituenți piridinici.[46]

Clorofila

Noțiuni generale

Clorofila, reprezintă pigmentul verde gasit în anumite cianobacterii, alge și mai ales plante, fiind cunoscută înca din 1817 în urma descoperirii acesteia de către farmacistul Joseph Bienaimé Caventou și chimistul Pierre Joseph Pelletier [32]. Numele său provine din grecescul chloros (verde) și phyllon (frunză). Clorofila este o moleculă extrem de importantă în procesul de fotosinteză ce permite plantelor să transforme lumina în energie.

Lumina este absorbită în mod special în partea albastră a spectrului electromagnetic, urmată de partea roșie. În schimb, aceasta prezintă o absorbanță săraca în porțiunile verzi și aproape verzi ale spectrului, de unde și culoarea verde a țesuturilor care conțin clorofilă[49].

Moleculele de clorofilă sunt aranjate în mod specific în jurul fotosistemelor care sunt încorporate în membranele tilacoide ale cloroplastelor[39]. În aceste complexe, clorofila serveste doua functii principale, aceea de a absorbi lumina și transfera energia luminii prin transferul de energie de rezonanță a unei perechi de clorofilă specifică în centrul de reacție a fotosistemelor. Cele două unități fotosistemice acceptate în prezent sunt fotosistemul I și fotosistemul II, care au propriile centre de reacție distincte, numite P680 și P700. Aceste centre sunt numite după lungimea de undă (în nanometri) a maximului de absorbție în spectrul roșu.

Odată extrase într-un solvent (precum acetonă sau metanol) acești pigmenți de clorofilă pot fi separați prin cromatografie pe hârtie, astfel clorofila A si clorofila B, se vor separa în funcție de numărul de grupe polare.

Funcția centrului de reacție a clorofilei este de a utiliza energia absorbită si de a o transfera in fotosisteme pentru a suferi o separare, mai exact o reacție redox specifică, unde clorofila donează un electron către un lanț transportator de electroni intermediar (de aici plecând și bazele fotosintezei – practic lumina absorbită de către clorofilă determină eliminarea unui electron cu un potențial energetic foarte mare, electron care în final va reveni la clorofilă dar cu un potențial energetic mult mai mic. În cadrul acestei reacții clorofila joacă rol de catalizator, molecula de clorofilă oxidată, revenind din nou la forma inițială prin recaptarea unui electron.). Fluxul de electroni produs de centrul de reacție a pigmenților de clorofila este utilizat pentru a transfera ioni de H+, creând un potențial chemiosmotic folosit în principal pentru producerea de ATP; și pentru reducerea NADP+ la NADPH.

Centrul de reactie a complexelor clorofilo-proteice sunt capabile să absoarbă în mod direct lumină fără alți pigmenți de clorofilă, însă, probabilitatea de a absorbi un foton sub o intensitate a luminii date este mică. Astfel, clorofila rămase în fotosistem, pigmenții și complexele proteice asociate cu fotosistemul colaborează în vederea absorbției și transmiterii energiei luminoasă la centrul de reacție. Pe lângă clorofila A, există alți pigmenți, numite pigmenți accesorii, care apar în aceste complexe.[50]

Structură și proprietați

Clorofila este un amestec de clorofilă A și B cu nucleu porfinic, format din patru nuclee pirolice, în care elementul central este magneziu. In ciclul IV, spre deosebire de hemină, clorofilele au doi atomi de hidrogen în plus, la C7 și C8, trei atomi de carbon chiral, deci clorofila este optic activă. Intre pozițiile 6 și se închide un nou ciclu de cinci atomi, cetonic.

Clorofilele se sintetizează în frunze, din glicină și coenzima A, care prin condensare formează acidul aminocetoadipic. Acesta, prin decarboxilare, generează acidul α-aminolevulinic, prin condensarea căruia se constituie o porfirină din care iau naștere protoclorofilele A și B, ce se transformă la lumină în clorofile A și B.

Ambele tipuri de clorofilă absorb lumina în intervale diferite ale domeniului spectral, însa au rolul de a se completa una pe cealaltă, fiecare absorbind puternic în intervalul mai slab de absortie a celeilalte.[22]

Clorofila în stare pură este o substanță cristalină, insolubilă în apă, mai mult sau mai puțin solubilă în alți solvenți: alcool, eter, sulfură de carbon benzen și cloroform. Se dizolvă în lipidele lichide colorând solventul în verde-brun. În etanol și metanol se colorează în verde-albastru.

Moleculele clorofilelor sunt dipolare, astfel fitolul are caracter hidrofob, se prinde de stratul lipoidic al lamelelor tilacoidale și inelul tetrapirolic caracter hidrofil, se orientează înspre faza apoasă.

Clorofila B diferă de Clorofila A prin o grupă metil din poziția 3 oxidată la grupă aldehidică -CHO. În cloroplastele din frunze clorofila este însoțită de carotenoide, substanțe de culoare galbenă și de alți derivați. În prezența diferiților agenți chimici clorofila se transformă în clorofilide și alți derivați

Asa cum a fost amintit anterior, clorofila nu are doar o singură structură ci în decursul cercetarilor s-au descoperit diverse tipuri de clorofilă (cele mai importante fiind clorofilele A și B, pe lângă acestea și alte 4 tipuri de clorofilă notate C1, C2, D și F)

Tabelul VII – Structurile clorofilei A și B

Tabelul VIII – Structurile clorofilelor C1, C2, D și F

Când frunzele încep să îsi piarda culoarea caracteristica (verde) clorofila este transformată într-o grupare de tetrapirol lipsita de pigmenți, cunoscută sub numele de ”catabolit clorofilian nonfluorescent”. Acest tip de compuși au mai fost identificați și in componența fructelor coapte[27].

Tratând clorofila A cu acid se elimină ionul de magneziu înlocuindu-l cu doi atomi de hidrogen. Se obtine un compus de culoare brună, feoftina-a. Hidroliza acestuia scindează fitolul și rezultă feoforbida-a. Compuși similari se obțin dacă se utilizează clorofila B.

Figura 25 – Hidroliza clorofilei

Deasemenea clorofila poate reacționa si cu o baza, ceea ce rezulta fiind o serie de filine, compusi porfirinici cu magneziu. Tratarea filinelor cu acizi rezulta porfirine[25].

Figura 26 – Reactia cu bazele a clorofilei

Importanță

Clorofila prezintă efecte și asupra organismului uman. Extern, acționează ca dezodorizant, dezinfectant și tonic cutanat iar intern, stimulează respirația, ajută la epurarea reziduurilor și contribuie la combaterea anemiei.

Este folosită și în industria alimentară sub forma de aditiv alimentar (colorant) cu numele de E140. Bucătari folosesc clorofilă pentru a colora o varietate de alimente și băuturi ecologice, cum ar fi pastele și absint [2]. Clorofila nu este solubilă în apă, iar aceasta este mai întâi amestecată cu o cantitate mică de ulei vegetal pentru a obține soluția dorită. Clorofila lichidă extrasă a fost considerată a fi instabilă și întotdeauna a fost denaturată până în anul 1997, atunci când Frank și Lisa Sagliano au folosit liofilizarea clorofilei lichide , stabilizând-o sub formă de pulbere, putând fi pastrată pentru o utilizare viitoare [45].

Chiar dacă clorofila a fost mai mult utilizată în medicina alternativă, studii recente au descoperit faptul că, in stare naturală, a inhibat si a redus nivelurile factorilor carcinogeni și tumorali la pesti și rozătoare iar la om a modificat absorția si biodistribuția unor anumite tipuri de aflatoxine, inhibându-le efectul. S-a observat o oarecare chemoprotectie cancerigena[33], fapt datorat proprietatilor antioxidante, antimutagenice și a inhibării apoptozei[21]. Un studiu pe câini a evidențiat o scădere a riscului cancerului de colon, datorat absorției scazute la nivelul tractului digestiv. Se consideră astfel că, la nivel local, acești pigmenți exercită un efect chemopreventiv [38][53].

Practic în stomac sub actiunea acidului clorhidric, clorofilina se desprinde din clorofila în urma hidrolizei și are rol mineralizant. O parte din clorofilă nu este scindată și nu intră în circulația sangvina ci, traversează intregul sistem digestiv jucând rol de curațare și protecție.

Cercetări din 1940 indică faptul ca acesti compuși de clorofilă au încetinit dezvoltarea anumitor bacterii anaerobe în eprubeta și totodată au dus la accelerarea vindecării rănilor experimentale la animale, coonducând astfel la utilizarea de soluții și unguente de clorofilă în tratamentul rănilor deschise persistente la om [27].

Hemoglobina

Noțiuni generale

Hemoglobina este o substanță organică feruginoasă care constituie materia colorantă a globulelor roșii din sângele vertebratelor și care, datorită proprietății sale de a se oxida și de a se reduce cu ușurință, are rol în procesul respirator.

La mamifere, proteina constituie aproximativ 96% din conținutul uscat de celule rosii din sange (în greutate), iar aproximativ 35% a conținutul total (inclusiv apa). [58] Hemoglobina are o capacitate de legare a oxigenului de 1,34 ml O2 per gram [17], care creste capacitatea totală de oxigen din sange de șaptezeci ori mai mult decat daca oxigenul ar fi fost doar dizolvat în sânge. Molecula de hemoglobina poate lega până la patru molecule de oxigen. [13]

Hemoglobina este de asemenea găsită și în afara celulelor rosii din sange si liniile lor precursoare. Alte celule care conțin hemoglobină includ neuronilor dopaminergici A9 din substanța neagră, macrofage, celulele alveolare și celulele mezengiale din rinichi. În aceste țesuturi, hemoglobina are o funcție non-transportoare de oxigen ca antioxidant și reglator în metabolimului fierului [9].

Moleculele de hemoglobină și cele asemanătoare acesteia sunt, de asemenea, găsite în multe nevertebrate, ciuperci și plante. În aceste organisme, hemoglobină poate transporta oxigen, sau poate acționa pentru a transporta și reglementa alte lucruri, cum ar fi dioxidul de carbon, oxidul nitric, hidrogen sulfurat și sulfura. O variantă a moleculei, numită leghemoglobin, este folosită pentru a elimina oxigenul din sisteme anaerobe, cum ar fi nodulii fixatori de azot din plantele leguminoase, înainte ca oxigenul sa îi poate distruge.

Există mai multe tipuri de hemoglobină. Astfel hemoglobină umană cuprinde hemoglobina embrionară (Gower 1, Gower 2 și hemoglobina Portland), La fetus (hemoglobina F) și la adult (hemoglobina A – tipul cel mai des întînit, Hemglobina A2 – la adulți reprezentând cam 2,5%, hemoglobina F – la adulți este restrînsă la o populație limitată de hematii numite celule F, hemoglobina S – tipul de hemoglobină întîlnită la hematiile în formă de seceră (anemia falciformă).

Alte tipuri de hemoglobină:

Mioglobina: Este identificată în mușchi, întîlnindu-se la toate vertebratele, unde colorează mușchii în roșu sau cenușiu închis. Este foarte asemănătoare cu hemoglobina, însă diferă de aceasta prin faptul ca nu prezintă unități tetramerice. De regulă stochează oxigenul pentru a fi transportat mai departe.

Hemocinina: Este al 2-lea transportor de oxigen din mediul animal, identificat la artropode și moluște, avînd heteroatom ionul de Cu, iar culoarea sa datorită acestui fapt este albastră atunci cînd leagă oxigenul.

Hemeritrina: Întîlnită la unele nevertebrate marine și anumite specii de anelide, avînd heteroatom ionul de Fe, culoarea sa este roz/violet cînd este oxigenată, incoloră cînd oxigenul nu este legat.

Clorocruorina: Identificată la multe anelide, asemănătoare cu eritrocruorina, însă grupare hemică este diferită. Cînd nu leagă oxigenul are culoarea verde, în timp ce oxigenată are culoare roșie.

Vanabina: Întâlnită la urocordate, se pare că heteroatomul este ionul de vanadiu (ipoteză neconfirmată).

Eritrocruorina: Identificată la multe anelide, este un complex proteic cu masa de peste 3,5 milioane daltoni.

Pinaglobina: Identificată doar la molusca Pinna squamosa, heteroatomul fiind ionul de Mn.

Leghemoglobina: Identificată la specii de leguminoase (lucernă, soia), bacteriile fixatoare de azot sunt protejate de această proteină care are drept heteroatom ionul de Fe.[55]

Atunci cand celulele rosii ajung la sfârșitul duratei de viață ca urmare a îmbătrânirii sau a defectelor, acestea sunt dezintegrate în splină. Molecula de hemoglobina este ruptă și fierul va fi reciclat. Acest proces produce, de asemenea, o moleculă de monoxid de carbon pentru fiecare moleculă de hem degradată.

Degradarea hemului este unul dintre puținele surse naturale de monoxid de carbon în corpul uman, și este responsabil pentru nivelurile sangvine normale de monoxid de carbon, chiar și în cazul persoanelor ce respira aer pur.

Celălalt produsul al degradării hemului este bilirubina. Nivelurile crescute ale acestei substanțe chimice sunt detectate in sange. Dacă celulele rosii sunt distruse mai rapid decât de obicei atunci hemoglobina, care a fost eliberat din celulele sanguine prea rapid poate bloca vasele de sange mici, în special vasele de sange de filtrare ale rinichilor, provocând leziuni renale.

Fierul este eliminat din hem și salvat pentru o utilizare ulterioară, acesta este stocat ca hemosiderina sau feritină în țesuturi și transportat în plasmă de globulinele beta sub formă de transferine. Când inelul porfirinic este rupt, fragmentele sunt în mod normal secretate ca un pigment galben numit bilirubină, care la rândul său este secretat in intestine biliare sub formă de bilă. Intestinele metabolizează bilirubina în urobilinogen. Urobilinogen paraseste corpul prin fecale, într-un pigment numit stercobilin. Globulina este metabolizată în aminoacizi, care sunt apoi puse din nou în circulație.[28]

Valorile normale ale hemoglobinei în organism sunt:

Tabelul IX – Valori normale hemoglobină

Valorile crescute ale hemoglobinei pot fi explicate prin: boală pulmonară obstructivă, arsuri severe, deshidratare, boli cardiace congenitale, altitudini înalte etc. Când valorile sunt scăzute, acest lucru poate fi explicat prin: anemie, hemoragie severa, hemoragie cronica, afectiuni renale, neoplasme, limfoame, colagenoze etc.

Structură și proprietăți

Hemoglobina este constituită dintr-o componentă proteică numită globină și o componentă prostetică, hemul. Molecula hemoglobinei este un ansamblu alcătuit din 4 subunități proteice, formate dintr-un lanț proteic strâns asociat cu grupul hemic. Fiecare lanț proteic adoptă o conformație de alfa helix identică cu globina din alte proteine.

Gruparea hemică are un atom de fier cuplat cu inelul porfirinic. Atomul de fier realizează o legătură puternică cu proteina globulară prin intermediul nucleului imidazolic al unei molecule de histidină.

In hem, cei doi atomi de hidrogen de la azotul nucleelor pirolice sunt înlocuiți cu ionul feros, FeII, care coordinează și ceilalți atomi de azot.

Hemul are masa moleculară 616, a 26-a parte a globinei. Este instabil. Fierul din hem este complexat cu patru atomi de azot, dar poate coordina și alte grupe.

Când hemoglobina este hidrolizată cu acid acetic și clorură de sodiu, eliberează grupa prostetică sub formă de complex cu FeIIICl-, cunoscut sub numele de hemina

sau clorohemina, sub formă de cristale roșii, iar globina (grupa proteică) precipită. Hemina este mai stabilă decât hemul.

Hidroxiderivatul, C34H32O4N4FeIII H, este cunoscut ca hematină.

Hemoglobina are rol de a transporta oxigenul din plămâni, prin circuitul sanguin, la celulele organismului.

Hemoglobină + O2 <−−−−−> Oxihemoglobină

Ca și oxihemoglobina se poate forma carboxihemoglobina, dar CO se leagă mai strîns de fier.

La anumite concentrații oxigenul deplasează grupa CO din carboxihemoglobina și hemoglobina își reia funcția normală.

Elucidarea structurii heminei s-a făcut prin degradări reductive și oxidative, prin sinteză și biosinteză. O contribuție însemnată au adus-o W. Küster, R. Willstätter și H.Fischer care în 1929 au primit premiul Nobel pentru sinteza heminei.

Prin degradare hemoglobinei s-au obținut patru derivați de pirol care în poziția conțin același radical etil: opsopirol, hemopirol, criptopirol și filopirol

Figura 30 – Sinteza heminei după H.Fischer

Structura a fost verificată ți dovedita și prin transformarea hematinei în biliverdina și în bilirubina (pigment brun-galben din fiere), prin rupere în .

Figura 31 – Structură biliverdină și bilirubină

În general hemoglobina poate fi saturată cu molecule de oxigen (oxihemoglobină) sau desaturată cu molecule de oxigen (carboxihemoglobină).

Oxihemoglobina se formează în timpul respirației fiziologice când oxigenul se leagă la componenta hem a hemoglobinei. Acest proces are loc în capilarele pulmonare adiacente alveolele plămânilor. Oxigenul se deplasează apoi prin fluxul sanguin pentru a fi cedat la nivel celular unde este folosită ca un acceptor de electroni terminal in producția de ATP prin procesul de fosforilare oxidativă.

Hemoglobină dezoxigenată este o forma de hemoglobina fără oxigen legat. Spectrele de absorbție ale oxihemoglobinei și dezoxihemoglobinei diferă. Oxihemoglobină are absorbție semnificativ mai mică. Această diferență este folosită pentru măsurarea cantității de oxigen în sânge al pacientului printr-un instrument numit Puls-oximetru. Această diferență determină de asemenea,prezentarea cianozei [3]

Hemoglobina exista în doua forme, una tensionata (T) și una relaxată (R). Diferiți factori, precum, pH scazut sau concentrații înalte de CO2 la nivelul țesuturilor favorizează forma tensionată, ce are afinitate scazută pentru oxigen și îl elibereaza în țesuturi. În schimb, un pH mare, și concentrații scazute de CO2 favorizează forma relaxată, care poate lega mult mai bine oxigenul. [29]

Chiar dacă transportul dioxidul de carbon se realizează tot prin hemoglobina, aceasta nu intră în competiție cu oxigenul pentru pozițiile de legare la fier, dar este legat de lanțurile de proteine ale structurii. Ionul de fier poate fi în starea de Fe2+ sau Fe3+, dar methemoglobină (Fe3+), nu se poate lega de oxigen. [31] În legare, oxigenul oxidează temporar și reversibil Fe2+ la Fe3+, în timp ce oxigenul se transformă temporar în superoxid, astfel încât fierul trebuie să existe în stare de oxidare +2 pentru a lega oxigenul. Dacă ionul de superoxid asociat cu Fe3+ este protonat, fierul hemoglobinei va rămâne oxidat și în incapacitatea de a lega oxigen. În astfel de cazuri, enzima methemoglobin-reductază va putea reactiva methemoglobina prin reducerea centrului de fier.

Fixarea O2 de hemoglobină se face la nivelul plămânilor, iar desfacerea sa are loc la nivel tisular în condițiile variației presiunii parțiale a O2, dar și a altor factori. Aceste procese au loc prin modificări ale configurației moleculei de hemoglobină și constituie așa numita respirație moleculară. Reprezentarea grafică a interrelației dintre saturația hemoglobinei și pO2 arată ca o curbă în formă de S ce caracterizează enzimele reglatoare.

Figura 33 – Curba de disociere a O2Hb

Forma aceasta explică de ce prima moleculă de O2 se fixează și se cedează mai greu. Saturația hemoglobinei, chiar la pO2 de 100 mmHg, nu este 100% ci doar 95-98% din cauza contaminării sângelui arterial cu sânge venos prin legăturile dintre circulația pulmonară și cea bronșică ca și prin vărsarea sângelui prin unele vene coronare în ventriculul stâng. O serie de factori influențează curba de disociere a oxihemoglobinei pe care o deplasează la stânga, ceea ce reprezintă o capacitate de fixare crescută a O2, sau spre dreapta însemnând o capacitate de cedare crescută

Creșterea temperaturii scade saturația hemoglobinei ceea ce favorizează cedarea O2 la țesuturi unde din cauza proceselor metabolice temperatura este mai mare. La plămâni unde temperatura este mai scăzută datorită pătrunderii aerului respirat este favorizată fixarea O2. Efectul CO2 este important la țesuturi unde creșterea sa ajută cedarea O2. La aceasta contribuie și scăderea pH sub influența acidului carbonic format prin hidratarea CO2. Prezența electroliților, a 2-3 difosfogliceratului, creșterea cantității de carboxihemoglobină și methemoglobină cresc afinitatea hemoglobinei pentru O2. Interrelația dintre capacitatea de fixare a O2 de hemoglobină, pCO2 și pH poartă denumirea de efect Bohr după numele celui care l-a descris încă în 1910. Astfel la presiuni parțiale crescute ale CO2 și valori scăzute de pH, afinitatea hemoglobinei pentru O2 se reduce.

Hemoglobina ca orice proteină are un caracter amfoter ceea ce face ca în mediul alcalin al sângelui (pH 7.4) să se încarce negativ și să se comporte ca un acid slab legând baze. Cum încărcarea electrică depinde de pH punctului izoelectric, oxihemoglobina este un acid mai puternic (pH izoelectric la 6.6) decât hemoglobina redusă (pH 6.8). Transformarea oxihemoglobinei în hemoglobină redusă la nivel tisular se face cu eliberarea de O2 și K+și legarea de H+: HBO2 ↔ HHb + O2+ K+.

In aceste condiții trecerea unui mol de oxihemoglobină la hemoglobină redusă va fi însoțită de legarea a 0.6-0.7 mEq H+ceea ce ajută la menținerea echilibrului acido-bazic. Fenomenele au loc invers la nivelul plămânilor iar H+ eliberat va reacționa cu HCO3- dând naștere la HCO3H care disociază la CO2 și apă. Cantitatea mare de hemoglobină din sânge face ca rolul său de tamponare să fie foarte important[47].

Importanță

Principala proprietate a hemoglobinei este de a transporta oxigenul din plămâni, prin circuitul sanguin, la celulele organismului. La hemoglobina umană legarea oxigenului este de tip cooperativ. Hemoglobina are afinitate pentru oxigen, afinitate crescută de saturarea moleculei cu oxigen; primul atom de oxigen legat influențează forma site-ului de legare pentru următorul atom. Acest lucru este posibil, cînd datorită oxigenării hemoglobinei, subunitățile proteice ale acesteia suferă modificări, lucru ce se traduce prin schimbări în întregul complex hemoglobinic determinând ca altor subunități să le crească afinitatea pentru oxigen.

Pe lânga variantele clasice de hemoglobină există si alte formațiuni mai puțin comune. Aceste variante sunt considerate ”tacute”, adica nu prezintă semne distinctive sau simptome. Formațiunile ”aberante” afecteaza funcționalitatea și stabilitatea moleculelor de hemoglobină. Majoritatea acestor variante au la baza o mutație la nivelul genei alfa-globinice ce duce la o crestere anormala a lantului alfa si astfel destabilizează molecula.

Hemoglobina F este hemoglobina primară produsă de făt. Acest tip de hemoglobina transporta oxigenul în mod eficient într-un mediu de oxigen scazut. Producția acesteia se oprește la naștere și scade constant din organism pana la varsta de 2 ani. Hemoglobina F crește frecvent la persoanele suferinde de talasemie.

Niveluri crescute de Hemoglobina F sunt de asemenea asociate cu leucemie. Hemoglobina H crește afinitatea pentru oxigen. Acest lucru înseamnă că reține oxigenul în loc sa îl elibereze in țesuturi și celule.

Structura și rolul hemoglobinei a inspirat creearea unor transportori de oxigen asemanatori structural cu aceasta. Datorită structurii aberante vasculare a tumorilor, hipoxia a fost factorul limitant în cresterea efectului citostaticelor si bine înteles a radioterapiei sau chimioterapiei. Experimentele anterioare au evidențiat faptul că acesti transportori de oxigen au îmbunatațit procesul de oxigenare la nivel tumoral. Astfel se concluzionează că într-o combinație cu un citostatic, s-ar imbunatați biodisponibilitatea și retenția a acestuia și ca urmare și senzitivitatea către radioterapie și chemoterapie[60].

Au fost dezvoltați transportori de oxigeni asemănător structural cu hemoglobina cu scopul de a oferi o alternativă la transfuzia de sânge. Odată cu realizarea faptului că soluțiile de hemoglobină nu reprezintă numai un substituient de globule roșii, dar au, de asemenea și o serie de proprietăți suplimentare, incluzând efecte hemodinamice[15].

În ceea ce privește siclemia(anemia falciformă – maladie ereditară autozomal recesivă, caracterizată printr-o formă anormală a hematiilor, acestea având o formă de seceră) s-au observat efectele benefice ale hemoglobinei F. Astfel până în momentul de dispariție completă a acestei forme de hemoglobină(formă ce e prezenta la nasterea individului) manifestările anemiei falciforme au fost limitate spre inexistente[4]

VITAMINA B12

Noțiuni generale

Vitamina B12 sau cobalamina este un complex organic ce contine un ion de cobalt în structura sa[30]. Este indispensabilă pentru viața omului și a animalelor. Ea are o importanță deosebită în ceea ce priveste creșterea, hematopoieza și funcționarea celulei nervoase. Reprezintă deasemenea un factor de crestere pentru numeroase microorganisme.

Este o importantă coenzimă pentru dezvoltarea celulară, jucând un rol decisiv în buna funcționare a sistemului nervos, ajutand la formarea tecii de mielina ce invelește fibrele nervoase, esentiale pentru transmiterea de impulsuri nervoase in tot corpul. Datorita acestei functii, vitamina B12 constituie un aliat prețios în mentinerea acuitații simțului tactil și auditiv, în perceptia durerii, în echilibru, cât și pentru sporirea capacitatii de învațare, împiedicând pierderile de memorie și pastrarea aplombului mental.

Participa la procesul de reînnoire celulara, la sinteza AND-ului, a fierului, a vitaminei C, a acidului pantotenic, folic si la sinteza vitaminei B15. Intervine în procesul de maturizare a globulelor rosii, înlaturand astfel oboseala și anemia. În plus, aceasta vitamina are un rol important și în protejarea celulelor hepatice, datorita proprietatii ei de a împiedica depunerea grasimilor în ficat.

Vitamina B12 a fost descoperită prin relația sa cu anemia pernicioasă (boală autoimună în care celulele parietale ale stomacului responsabile pentru secretarea factorului intrinsec sunt distruse – aceste celule sunt de asemenea responsabile pentru secretarea acidului din stomac). Deoarece factorul intrinsec este esențial pentru absorbția normală a vitaminei, lipsa acestuia în anemia pernicioasa, provoaca deficiența de B12[42].

Simptomele comune asociate cu deficiența de vitamina B12 pot include constipație, pierderi de memorie, dificultați în mersul pe jos, anemie, tulburari ale stării de spirit, amorțeală, inflamarea limbii, dezorientare, deteriorarea tecii de mielină până la demență. O cantitate insuficienta de vitamina B12 ar permite eliminarea unei substante numita homocistina care, atunci când depașește un anumit nivel, devine nociva pentru celulele cerebrale.

În acelasi timp, pe baza proprietatii sale procoagulante, care reprezinta un pericol pentru pereții arterelor, homocistina ar putea fi legată și de maladiile cardiovasculare. [8].

Acidul folic (vitamina B9) poate ascunde efectele carenței de B12, corectând anemia produsă de carență, dar nu și afecțiunile neurologice. Dacă nu sunt tratate, acestea pot produce pagube ireversibile sistemului nervos.

Deși vitamina B12 este esențială în alimentația de zi cu zi, aceasta nu poate fi produsă de organism. Doza necesară poate fi obținută doar din surse externe precum peste, lactate, oua sau carne. Totuși, comparativ cu alte vitamine, doza zilnică minim necesară de vitamina B12 este relativ scăzută [24][40].

Tabelul X – Doze zilnice recomandate de vitamina B12

Valori normale de referinta în sange: 191-663 pg/mL (141-489 pmol/L)

Structură și proprietăți

Structura vitaminei B12 cuprinde un nucleu de corină în care cei patru atomi de azot se leagă de cobalt trivalent, de care se leagă și o grupă cian.

Molecular se prezintă ca C68H90N14O14PCO , în care cobaltul este trivalent (CoIII) având o valență satisfăcută de o grupă –CN care poate fi ușor înlocuită cu –OH, -SCN, -Cl, –Br, -I, NO2.si masa moleculară 1490±140 în funcție de grupările funcționale legate de atomul de cobalt.

Din punct de vedere chimic vitamina B12 conține un nucleu porfirinic modificat numit nucleu corinic, o ribonucleotida ce are ca bază azotată 5,6-dimetilbenzimidazolul și aminopropanol [16].

Detalii despre structura vitaminei B12 au fost observate și prin reacții de hidroliza:

Denumirea de vitamina B12 sau cobalamină se refera sau reprezintă toate formele acestei vitamine. Pe larg vitamina B12 include o serie mai mare de molecule, precum ciancobalamină, hidroxicobalamină și bineînteles cei doi cofactori naturali ce se formează în organism și anume 5’-deoxiadenozin-cobalamină și metil-cobalamină. Aceștia se diferețiază prin ligandul superior al ionului de Cobalt.

Tabelul XI – Formele vitaminei B12

Se poate extrage din diferite surse naturale (ficat, bacterii, ciuperci, din apele unor culturi ce produc antibiotice etc. Dintr-o tona de ficat se poate obține 250-300 mg vitamina B12.

Producția industrială a B12 se realizează prin fermentarea microorganismelor selectate. Streptomyces griseus, o bacterie odată considerată a fi o drojdie, pentru multă vreme a fost sursa de obținere comercială a vitaminei B12, însă speciile Denitrificans Pseudomonas și Propionibacterium Freudenreichii subspecia Shermanii sunt mai frecvent utilizate astăzi[16].

La cobalamine, cobaltul există în mod normal în stare trivalentă, Co(III). Cu toate acestea, în urma reducerilor, centrul de cobalt ajunge la Co(II) sau chiar Co(I), care sunt de obicei notate ca B12r(forma redusă) și B12s(forma super redusă). B12r și B12s pot fi preparate din cianocobalamina prin reducerea controlată, sau reducere chimică utilizând borohidrură de sodiu în soluție alcalină, zinc în acid acetic, sau prin acțiunea tiolilor. Atât B12r și B12s sunt stabile pe termen nelimitat în condiții anaerobe. B12r apare portocaliu-brun în soluție, în timp ce B12s apare albastru-verde în lumină naturală, și violet în lumină artificială. [18]

Vitamina B12 se prezintă sub forma unor cristale aciculare, birefringente, de culoare roșu-închis, care conțin 8-12% apa de cristalizare, fără punct de topire bine determinat. Bazele și acizii tari reduc foarte mult activitatea vitaminei B12. Deasemenea lumina și razele ultraviolete descompun cobalamina aflată în soluție.

Este incompatibilă cu substanțele ce dau reacții puternice alcaline sau acide, cu agenții oxidanți sau reducatori, cu sărurile unor metale grele etc. Este incompatibilă cu tiamina, nicotinamida, care au efect inhibant la concentrații mari, deoarece produșii lor de descompunere au proprietăti reducătoare. Însa inactivarea cobalaminei de către tiamina poate fi evitată adăugând în soluție săruri de fier. Acidul ascorbic, cisteina sau glucoza, micșorează stabilitatea vitaminei în soluții, iar florurile și ionii de mangan accelerează descompunerea acesteia în prezența vitaminei C. Nu se recomanda utilizarea Vitaminei B12 concomitent cu Ca3(PO4)2, talc sau manitol deoarece aceste substanțe absorb și scot din circulație vitamina B12 din organism.[40]

Vitamina B12 poate interacționa sau interfera cu anumite medicamente cum ar fi. Cloramfenicolul, un antibiotic utilizat în tratamentul unor infecții, inhibitorii pompei de protoni, cum ar fi omeprazol, utilizați pentru a trata refluxul de acid din stomac și ulcerele peptice, antagoniști receptorilor H2 histaminici, cum ar fi cimetidina, famotidina, și ranitidină, metformin, un medicament utilizat pentru tratamentul diabetului zaharat.

În citosol forma obișnuită a vitaminei B12 este de metilcobalamina pe când în mitocondrie e de adenozilcobalamină Vitamina B12 devine inactivă în prezența acidului cianhidric(HCN),a oxidului de azot(NO) din fumul de țigară, protoxidul de azot N2O cunoscut și sub numele de gaz ilariant, folosit pentru anestezie. Toate acestea conduc la deficit de vitamina B12 și de boli grave, în special pentru copii și persoanele în vârstă[57].

În cazul in care apar tulburari de absorbtie intestinala, absorbtia vitaminei nu are loc. De asemenea, înglobarea cobalaminei mai poate fi împiedicată și de paraziți intestinali aflați în prima parte a intestinului, unde are loc procesul de captare.

Eliminarea vitaminei B12 se face prin fecale. În stare normala urina nu o contine.

Importanță

Vitamina B12 sau ciancobalamina, obtinuta din culturi de streptomyces, este considerata ca factorul extrinsec al lui Castle. Vitamina B12 are un rol important în metabolismul general. Fiind un agent important în procesele de transmetilare și participând la formarea metioninei și colinei, ciancobalamina este un factor lipotrop. Vitamina B12 este un factor specific antipernicios, care acționează la nivelul celulelor măduvei osoase și al celulelor hepatice. Ea participă la sinteza acizilor nucleici, la formarea eritroblastelor și, în general, a tuturor celulelor. Activitatea sa antipernicioasă se manifestă prin provocarea unei crize reticulocitare puternice, stimulând maturarea eritrocitelor și normalizând cu rapiditate formula sangvină. De asemenea, ameliorează achilia gastrică si tulburările neuro-anemice.

Este indicată în anemii pernicioase și parapernicioase, însoțite sau nu de tulburări neurologice. Anemie megaloblastică dupa gastrectomie sau asociată cu tulburari gastrointestinale. Anemii ale hepaticilor; anemii toxiinfectioase, debilitate, convalescentă, astenie, anorexie, denutritie, osteoporoza, osteoartrita, polinevrite alcoolice, diabetice, nevrite, nevralgii cervicobrahiale și faciale, zona zoster. Ciroze hepatice, hepatite cronice, oliguria hepaticilor.

Contraindicată în policitemii, boli precanceroase.

Se administrează intramuscular, în anemia pernicioasa 100 – 1000 µg zilnic, 2 saptamani, apoi o data pe luna (ca tratament de intretinere); in nevrite 1000 µg/zi.

Vitamina B12 împreună cu formele sale coenzimatice au un rol esențial pentru om și animale, în procesul de crestere, hematopoieză, menținerea integritații celulei nervoase, precum și în reacțiile metabolice ale proteinelor, lipidelor și glucidelor.

Este un factor de creștere indispensabil pentru unele microorganisme, alge copii și organismelor animalelor tinere.

Hipoavitaminoza, carenta de vitamina B12 apare prin aportul insuficient a acesteia, din cauza absenței factorului intrinsec, precum și prin inhibarea florei intestinale în urma administrarii prelungite de antibiotice.

Simptomele lipsei de cobalamina sunt: digestive (inapetență, grețuri, diaree) și generale (astenie).

O carență severă duce la anemie Biermer, numită și anemie pernicioasa. Ea se carecterizează prin lipsa de maturizare a hematiilor, datorita insuficienței sintezei factorului antianemic la nivelul mucoasei gastrice.

Anemia Biermer este de fapt un sindrom carențial complex consecutiv unei gastrite sau anaclorhidrie, în urma careia nu se utilizează nici proteinele, nici vitaminele din grupul B și uneori nici vitamina PP.

Figura 42 – Efectele generale ale anemiei

Cum cancerul a devenit una din cele mai dure, raspandite și necruțatoare maladie a acestui secol, cercetătorii au căutat încontinuu metode de prevenție și tratament. Vitamina B12 prin vastele sale proprietăți a dus la deschiderea unor portițe în ameliorarea acestei probleme.

Celulele canceroase necesită vitamina B12 pentru replicare. Astfel cobalamina poate fi utilizată ca marker pentru detecția de tumori și utilizată mai departe în terapii anti-tumorale și urmărirea eventualelor recidive [52].

Cateva studii experimentale anti-cancer, au relevat, ca metilcobalamina a inhibat cresterea tumorală la soareci injectați cu SC-3(linie celulară derivată de la o tumoră mamară la soareci) și a cauzat celulele mamare tumorale să treacă prin procesul de apoptoză, chiar și atunci când celulele canceroase au fost stimulate printr-un hormon de crestere androgen[41].

Un studiu efectuat pe câini, folosid nitrosil-cobalamină(NO-Cbl) a evidențiat cum acest agent antitumoral acțtioneaza ca un adevarat cal troian. Utilizând proteina de transport trans cobalamin II (TCII) și receptorii celulari transcobalamin II (TCII-R), aceasta atacă celulele canceroase. Odată ce NO-Cbl este internalizată prin endocitoză, mediată de receptorii TCII-R, oxidul nitric este eliberat din structura cobalaminei rezultând o scadere a metabolismului celular și declanșarea apoptozei în celulele canceroase. Cobalamina este usor absorbită în celulele canceroase datorita cresterii numarului de receptori TC-II, ducând la o acumulare de NO-Cbl. În plus eliberarea de NO din NO-Cbl are loc doar în medii intracelulare acide astfel la nivel sistemic efectele sunt minime. Avantajul NO-Cbl constituie specificitatea actiunii, acesta actionând doar pe celule tumorale [51].

Potențialul antioxidant si protector asupra ADN-ului al vitaminei B12 s-a observat prin administrare de Paclitaxel un drog anticancerigen devedit a duce la formare de radicali liberi și leziuni permanente la nivel celular. Preadministrarea de cobalamina a evidențiat o scadere a efectului vătămator a drogului [5].

Chiar daca nu a fost probat în totalitate, semnele inițiale indică un adevărat potențial al cobalaminei în lupta cu cancerul, aceasta fiind un important nutrient pentru stabilitatea genetică, repararea ADN-ului și stoparea etapelor carcinogenezei [35].

Studii recente prezintă noi abordări terapeutice ale vitaminei B12 în tratarea dermatitelor atopice prin aplicarea unei creme pe baza acestei vitamine. Tratamentul a condus la o scădere clară a pruritului și eritemului după 2-4 săptămâni de tratament[26]

PARTEA EXPERIMENTALĂ

CAPITOLUL IV ANALIZA NĂMOLULUI SAPROPELIC

Obiective

Cercetări științifice actuale caută să culeagă cât mai multe explicații ale acțiunii terapeutice a nămolului și să obțină un beneficiu economic maximal prin extracte de nămol ce pot fi apoi încorporate în creme și loțiuni ce pot fi utilizate terapeutic sau cosmetic. Sunt numeroase articole științifice și brevete care au ca obiect un nămol terapeutic sau altul și acest lucru subliniazã importanța economică, medicală și turistico-balneară a acestor resurse.

Utilizarea neprelucrată a nămolului doar după câteva sedințe poate curăța în profunzime pielea minimalizand aparitia ridurilor, revitalizand complexul la nivelul tesuturilor, eliminand toxinele, îndepartand grasimile, reduce aparitia celulitei, purifica, catifeleaza si readuce culoare si stralucire pielii;

Noi utilizări în medicină, balneologie, farmacologie și producția de cosmetice au deschis calea către dezvoltarea de noi terapii cu nămol sau dezvoltarea de noi produse cosmetice).

Săpunul cu nămol prelucrat industrial prezintă acțiuni terapeutice precum: regenerarea celulelor pielii, are un efect antiinflamator, absorbant, depurativ și dezintoxicant. Extrem de eficient în tratarea acneei, furunculelor sau erupțiilor.

Obiectivele acestui studiu au constat în:

Determinarea cantitativă și calitativă a namolului sapropelic din Lac

Determinarea potențialului antioxidant a unui extrat apos de nămol sapropelic din Lacul Sărat Braila.

Identificarea de compuși organanometalici(vitamina B12) în namolul sapropelic dar și alti compuși vitaminici utili în terapiile curente.

Prepararea unui produs cosmetic pe baza namolului sapropelic.

Compararea rezultatelor obținute cu date din literatura de specialitate.

Determinarea reziduului uscat

Materiale și metode

Pentru determinarea reziduului uscat s-au folosit:

capsulă termorezistentă,

nămol

clesti,

spatule de laborator,

balanță electronică cu patru zecimale,

etuvă.

Mod de lucru:

S-a facut tara balanței electronice (a fost adus la zero). Apoi cu un cleste am cântărit capsula goală pe balanță. Am cântărit o cantitate exactă de nămol cu ajutorul spatulei de laborator în capsula cu masă cunoscută. Folosind din nou clestele, capsula a fost recăntarită (pentru determinarea cantității exacte de nămol folosit), și introdusă la etuvă pentru 2 ore la 121˚ C. Capsula s-a racit în exicator și s-a recântărit. S-au repetat operațiile până când s-a ajuns la amsă constantă

Rezultate și discuții

Capsula goală = 22,0119 g

Capsulă + nămol = 27,8220 g

Capsulă dupa uscare = 25,9516 g

27,0119 – 22,0119 = 5,8101 g de nămol + apa

25,9515 – 22,0119 = 3,9379 g reziduu uscat

5,8101 – 3,9379 = 1,8704 g apă

Procentual s-a obținut:

Comparativ cu datele prezente în tabelul II(capitolul 2.4.2) se observă scăderea concentratiei de apă (în datele din literatura de specialitate cantitatea de apă este de 55,61 % față de 32,19 % obținut de noi în laborator) Acest fapt duce la cresterea valorii terapeutice a nămolului comparând datele din literatura unde valorile apei din alte lacuri cu nămol sapropelic, ex lacul Amara se situeaza la aproximativ de 20%

Totodată cunoasterea cantității de apa din nămol va fi necesară în momentul preparării săpunului pe bază de nămol.

Determinarea activității antioxidante

Antioxidanții pot fi definiți simplu astfel: un complex de elemente nutritive (vitamine și minerale) și enzime specifice care au rolul de a reduce efectele toxice ale radicalilor liberi, adică de a neutraliza moleculele de oxigen instabile, ajutând corpul să nu-și distrugă propriile celule. Antioxidanții mai sunt cunoscuți ca niște compuși ce au capacitatea de a opri oxidarea altor substanțe.

Radicalii liberi reprezintă atomi sau grupuri de atomi care, dacă nu sunt ținuți sub control de antioxidanți, pot afecta sistemul imunitar și pot duce la boli de inimă, pulmonare, mentale, degenerative, cancer și îmbătrânirea prematură a organismului.

Este imposibil pentru noi să evităm complet acțiunea radicalilor liberi. Aceștia provin atât din surse interne corpului nostru (ca urmare a proceselor respiratorii, de metabolism și inflamatorii) cât și din surse externe, datorită factorilor de mediu (poluarea, radiațiile, fumatul, stresul, lumina solară, alcoolul).

Sistemul nostru de luptă împotriva radicalilor liberi nu este perfect, de aceea pe măsură ce îmbătrânim celulele se deteriorează prin oxidare. De aceea trebuie să suplinim această verigă slabă cu o alimentație corespunzătoare, bogată în renumiții antioxidanți.

Dintre acești antioxidanți, cei mai importanți sunt reprezentați de 4 enzime: superoxid dismutaza (SOD), glutation peroxidaza, catalaza și metionina reductaza, pe care organismul le poate produce singur.

Există însă și vitamine și nutrienți care se găsesc în anumite plante, care joacă rol antioxidant deosebit de puternic, printre acestea amintind: vitamina A (morcovi, spanac, verdeață), betacarotenul și alte carotenoide (spanac, roșii, cartofi dulci, morcovi, pepenen galben, porumb, mango, dovleac, sfeclă, piersici), flavonoizii, vitamina C (ardei gras, căpșuni, roșii, fructe de pădure, conopidă, broccoli,citrice), vitamina E (legume de culoare verde, ouă, ficat, nuci, germeni de grâu, semințe de floarea-soarelui), zincul ( carne roșie, fasole, fructe de mare, cereale integrale, carne de pasăre) și seleniul (carne de vită, ton, carne de pui, cereale, țelină, usturoi, mazăre, pește).

Materiale și metode

S-a observat potențialul antioxidant al probelor prin reacția cu DPPH. DPPH reprezintă abrevierea comună a compusului 2,2-difenil-1-picrilhidrazil, o pulbere cristalină de culoare închisă, compusă din molecule de radicali liberi stabili

În urma unei reacție cu antioxidanți soluția de DPPH își modifică culoarea de la o tentă roșiatică la o nuanță mai deschisă de galben pai.

Figura 45 – Reacția de reducere a DPPH-ului

Pentru determinarea acțiunii antioxidante s-au folosit:

Eprubete și eprubrete gradate

Eprubete Eppendorf

Pahar berzelius

Pipete și micropipete

Baghetă sticlă

Centrifugă

Spectrofotometrul UV-VIS

Microplaci utilizate pentru spectrofotometru UV-VIS

Soluție standard de 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH)

Metanol

Apă distilată

Extract apos nămol

Mod de lucru:

Pentru realizarea extractului apos de nămol s-a folosit aproximativ 5g nămol sapropelic care a fost introdus intr-un pahar Berzelius, peste care s-au adaugat aproximativ 50 ml apă distilată. Amestecul s-a omogenizat timp de o oră și apoi a fost lăsat în repaos la decantat. Dupa limpezirea soluției faza apoasă a fost separată si introdusă în eprubete Eppendorf si centrifugate pentru eliminarea impuritaților. Soluțiile clare s-au reunit și au fost folosite ca probă de analizat.

Proba s-a amestecat cu 1 mL de solutie DPPH de concentratie 3,5 mg/100 mL în soluție de metanol 95% și s-a adus la un volum final de 4 mL cu soluție de metanol de aceeași concentrație. Proba control a fost preparată din 1 mL DPPH plus 3 mL metanol.

Proba a fost lăsată în repaos timp de o oră după care împreună cu proba martor au fost analizate din punct de vedere vizual. La spectofotometru s-au citit absorbanțele probei control și probei de analizat la lungimea de undă de 515 nm.

Rezultate și discuții

Vizual s-a observat decolorarea soluției de DPPH de la violet la galben pal

Figura 46 – Decolorarea soluției de DPPH: faza inițială(stănga), faza finală(dreapta)

Spectrofotometrul a indicat o absorbanța pentru proba control(Acontrol) de 0,320 si pentru proba de analizat(Aprobă) de 0,153. Se calculează RSC%(capacitatea de captare a radicalilor – Radical Scavanging Capacity) reprezentănd cantitatea de radicali liberi legați și inactivați de către proba de nămol, aplicând formula:

În urma calculelor colaborat și cu examenul vizual se poate determina faptul că potențialul antioxidant al namolului sapropelic este foarte bun având un potențial de peste 50% de inactivare a radicalilor liberi, acest lucru datorându-se compușilor bioactivi prezenți.

Comparând potențialul antioxidant al nămolului cu a altor antioxidanți cunoscuți, precum Vitamina C sau Ruteniu(RSC%vitC=85% RSC%Ru=80%)[59] se poate observa potențialul acestuia în terapie.

Figura 47 – Activitatea antioxidantă a nămolului, comparativ cu compuși etalon

Rezultatul atestă utilitatea tratamentelor cu nămol pentru reducerea riscului apariției de boli precum cancerul, cataractele și bolile cardiovasculare, practic de îmbatranire a celulelor și deci de îmbatranirea întregului organism.

Spre exemplu o masca cu nămol poate aduce un aport de antioxidanti naturali ce reduc aparitia ridurilor si efectul nociv al radiatiilor U.V, cresc rezistenta tenului fața de alergeni, aplicațiile cu nãmol, singure sau în combinație cu alte metode balneoterapeutice au capacitatea efectivã de a interveni terapeutic asupra proceselor dureroase artrozice[12]

Identificarea și dozarea vitaminelor B6 și B12

Materiale și metode

Acest experiment a căutat identificarea compușilor organometalici din nămolul sapropelic, in special a vitaminei B12, dar si a altor vitamine din complexul B.

Pentru această aplicație practică am avut nevoie de:

Eprubete (simple, gradate eppendorf)

Pipete și micropipete

Baloane cotate

Pahare de laborator(Berzelius, Erlenmeyer)

Centrifugă

Microplatereader

Balanța analitică

Apă distilată

Nămol sapropelic

Soluții tampon pH 3,2 și pH 7

Soluții stoc 0,2 n Na2HPO4 si acid citric

Probe stoc de vitamina B6 și B12(soluții injectabile gasite în farmacie sub formă de fiole)

Mod de lucru:

Extracția vitaminelor B6 și B12 s-a realizat cu apă la cald și la rece. Se ia o probă de nămol sapropelic din Lacul Sărat Brăila. Se realizează o extracție la cald, 10 g de nămol se aduc într-un pahar Berzelius peste care se adaugă apă distilată 50 ml. Amestecul se autoclavează la 121˚C timp de 2 ore. Omogenatul se centrifughează timp de 10 minute la 1500 rotații/minut.

În paralel se realizează și extracția la rece care urmăreste aceeași pași ca și extracția la cald; 10 g nămol se omogenizează cu 50 mL apă distilată într-un pahar berzelius. Soluția se lasă în repaos timp de 2 ore după care se centrifughează timp de 10 minute la 1500 rotații/minut.

Între timp se prepară soluțiile tampon fosfat de pH 3,2 respectiv pH 7. Pentru prepararea soluțiilor tampon sunt necesare soluții stoc de 0,2n Na2HPO4 *12H2O(71,8 *L-1) si 0,1n acid citric(21,04 L-1). Astfel pentru soluția stoc de Na2HPO4 la 1 litru de soluție sunt necesare 71,8 g Na2HPO4, folosind regula de trei simplă reiese că pentru 50mL solutie stoc sunt necesare 3,59 g Na2HPO4. Pentru soluția stoc de acid citric la 1 litru de soluție sunt necesare 21,014 g acid citric, folosind regula de trei simplă reiese că pentru 50 mL soluție stoc sunt necesare 1,0507 g acid citric. Soluțiile stoc se prepară în baloane cotate omogenizăndu-le si completând cu apă până la semn. Din soluțiile nou preparate se prepară tampoanele, astfel, pentru tamponul de pH 3,2 se folosesc 12,350 mL Na2HPO4 și 37,650 mL acid citric, se aduc intr-un balon cotat si se omogenizează. Pentru tamponul de pH 7 se folosesc 41,175 mL Na2HPO4 și 8,825 mL acid citric.

Se prepară două soluții etalon una pentru vitamina B12 și una pentru vitamina B6.

Tabelul XII – Cantități scară etalon vitamina B6

Tabelul XIII – Cantități scară etalon vitamina B12

Soluțiile etalon se analizează la spectofotometru prin metoda fluorimetrică la microplate reader-ul TECAN Infinite 200 PRO

Probele preparate anterior(la rece si cald) se reunesc în fiole separate și se se pregătesc soluțiile de analizat.

Astfel pentru dozarea vitaminei B12 cu o micro pipetă se iau 100 µg probă si se adaugă 100 µg tampon pH 7 și se măsoara intensitatea la fluorimetru. Pentru dozarea vitaminei B6 se procedează similar ca și în cazul dozării vitaminei B12

Probele de analizat se introduc în godeurile microplate-ului si sunt analizate microplate reader-ul TECAN Infinite 200 PRO

Rezultate și discuții

Rezultatele se calculează folosind curbele de calibrare construite anterior.

Tabelul XIV – Vitamina B12 extracție la cald

Tabelul XV – Vitamina B12 extracție la rece

Conform formulei obținute în urma construirii curbei de calibrare rezultă că în proba la cald avem o concentrație de 46,98 µg/mL vitamina B12 iar proba la rece prezinta o concentrație de 1,71 µg/mL vitamina B12. Diferența vizibilă între cele două metode arată preferința utilizării extracției la cald în obținerea vitaminei B12 și rezultatele terapeutice îmbunătațite ale nămolului terapeutic folosit în băi la temperaturi ridicate.

Rezultatele arată o concentrație bună în vitamina B12, atestând valorile terapeutice ale nămolului insă din punct de vedere al unei eventuale noi metode de extracție, namolul nu se ridică la un randament bun fața de originile consacrate de obținere a B12 precum midii, stridii, scoici, ficat.

Pentru vitamina B6 rezultatele au fost mai apropriate

Tabelul XVI – Vitamina B6 extracție la cald

Tabelul XVII – Vitamina B6 extracție la rece

Cuantificat rezultă că la cald vitamina B6 este prezentă într-o concentrație de 3,88µg/mL iar la rece 6,11µg/mL

Figura 52 – Dozarea vitaminelor B6 și B12 la rece si la cald

Vitamina B6 este importanta pentru organismul uman, deoarece îi asigura energia de care are nevoie, producand anticorpi si regenerand globulele rosii. De asemenea aceasta vitamina contribuie la degradarea si sinteza aminoacizilor, buna functionare a sistemului nervos și calmeaza și reduce apariția cârceilor sau spasmelor. Împreună cu vitamina B12 asigură un echilibru vital organismului iar prezența acestor vitamine în nămolul sapropelic oferă acestuia valențe terapeutice ridicate.

Asa se pot explica beneficiile tratamentului cu nămol, cobalamina asistând la beneficii precum: tratarea eczemelor, prevenirea leziunii uscării si vindecării pielii, previne vitiligo, previne căderea prematura si revitalizează parul și unghiile.

Figura 53- Ciancobalamina imagine obtinută prin scanare la microscopul electronic

CAPITOLUL V PREPARAREA UNUI PRODUS COSMETIC PE BAZA NĂMOLULUI SAPROPELIC

Un produs cosmetic pe baza nămolului sapropelic conține minerale extrem de benefice pentru piele și organismul uman. Are și proprietăți termale, ceea ce înseamnă că atunci când este aplicat pe piele îmbunătățește absorbția mineralelor în piele.

Materiale si metode

Pentru prepararea săpunului am folosit:

Pahare de laborator(pahar Berzelius)

Balanță analitică

Grasime animală(untura de porc)

Nămol Sapropelic

Hidroxid de sodiu(NaOH)

Apă distilată

Aromatizant – pachouli

Ceai pe bază de maceșe

Mod de lucru:

La balanța analitică s-au cântărit 150g de grasime animală. Intr-un pahar berzeliuss-au cantărit 50g de nămol. Apa totală necesară a fost adusă intr-un pahar (83,33 mL, dar tinînd cont de cantitatea de apa deja existentă în namol 32,19% rezulta că în 50g nămol avem 16,045 mL apa, astfel cantitatea de apă necesară rămâne 67,285 mL). În alt pahar s-au cântărit 25,33g NaOH.

S-a preparat o infuzie din măceșe, cantitate egală cu necesarul de apă calculat anterior(apa fiind înlocuită cu această infuzie). După răcire hidroxidul de sodiu a fost omogenizat(la rece sau sub gheața) în infuzia proaspăt preparată – când are loc o reacție cu degajare de caldură. După omogenizare se adaugă grasimea animala și nămolul, se continuă omogenizarea și se adauga un aromatizant(pachouli) până când totul devine ca o pasta consistentă. Săpunul se toarnă în forme si se lasă la rece timp de 2 saptămâni după care se scoate și se lasă la temperatura camerei pâna când se întăreste și poate fi folosit.

Figura 54 – Sapunul pe bază de namol

Săpunul obținut regenerează celulele pielii, are un efect antiinflamator, absorbant, depurativ și dezintoxicant. Este extrem de eficient în tratarea acneei, furunculelor sau erupțiilor, în afecțiuni dermatologice (psoriazis, eczeme cronice). Acest sapun cu proprietati cosmetice si medicinale actioneaza prin curatarea profunda, împrospatand și revitalizând pielea.

Figura 55 – Săpun cu nămol obținut industrial

CONCLUZII GENERALE

Lucrarea de licență intitulată ” Studiul unor compuși naturali cu structură organometalică prezenți în nămoluri sapropelice”, a avut ca scop caracterizarea și identificarea principalilor compuși organometalici din nămolurile sapropelice, observarea proprietătilor terapeutice și creerea unui produs cosmetic în corelație cu utilizările farmaceutice.

Lucrarea cuprinde două părți, o parte teoretică și una experimentală.

Partea teoretică a constat în prezentarea noțiunilor generale și particulare legate de caracteristicile nămolurilor și a compușilor organometalici, compozișie chimică și utilizari terapeutice

Partea experimentală a căutat identificarea principalilor compuși organometalici existenți în nămol plus dovedirea acțiunii antioxidante a acestuia. Astfel s-au identificat și dozat două vitamine importante din grupul B (B6 și B12). Ambele vitamine au fost identificate în nămolul sapropelic, conținutul variind în funcție de metoda de extracție.

Evaluarea activității antioxidante s evidențiat capacitatea relativ mare a nămolului (53,18 %) de a inactiva radicalii liberi.

Ca aplicație farmaceutică, am realizat un sapun cu nămol sapropelic cu acțiune protectoare și regenerativă, dezintoxică si exfoliază celulele moarte, hrăneste și energizează pielea

ANEXA I

Lista Figurilor

Figura 1 Structură generala a reactivilor Gilman

Figura 2 Compusi organometalici diversi

Figura 3 Structura Hemoglobinei

Figura 4 Structura Mioglobinei

Figura 5 Structura Clorofilei

Figura 6 Structura Metilcobalaminei

Figura 7 Structura generală a ferocenilor

Figura 8.1 – 8.7 Obtinerea de compusi organometalici

Figura 9 Nămol terapeutic

Figura 10 Artemia salina(grup) artropod acvatic specific lacurilor sarate

Figura 11 Artemia salina(imagine microscopică)

Figura 12 Alge Cladophora vagabunda(stanga) și Cladophora cristalina(dreapta)

Figura 13 Borcan de nămol terapeutic sapropelic

Figura 14 Structura cristalină a proteinelor senzor de tipul [NiFe]

Figura 15 Reacția de obținere a porfirinei

Figura 16 Oscilația protonilor în molecula de porfină

Figura 17 Sinteza de obținere a hemului

Figura 18 Porfirina implicată în complex „gazda-oaspete

Figura 19 Absortia luminii de catre clorofilă

Figura 20 Clorofilă văzuta la microscop

Figura 21 Structura Clorofila A

Figura 22 Structura Clorofila B

Figura 23 Transformările Clorofilei

Figura 24 Structura clorofilei inactivate

Figura 25 Hidroliza clorofilei

Figura 26 Reactia cu bazele a clorofilei

Figura 27 Structura tridimensionala a hemoglobinei

Figura 28 Transformare Hem-Hemină

Figura 29 Derivați de pirol

Figura 30 Sinteza heminei după H.Fischer

Figura 31 Structură biliverdină și bilirubină

Figura 32 Structura chimică a hemoglobinei

Figura 33 Curba de disociere a O2Hb

Figura 34 Acțiunea de tamponare a hemoglobinei

Figura 35 Legarea oxigenului de hemoglobină

Figura 36 Surse principale de vitamina B12

Figura 37 Structura vitaminei B12

Figura 38 Reacțiile de hidroliză ale vitaminei B12

Figura 39 Poziția ligandului la ionul de Co

Figura 40 Formele reduse ale cobalaminei

Figura 41 Vitamian B12 forma injectabilă

Figura 42 Efectele generale ale anemiei

Figura 43 Capsulă cu nămol

Figura 44 Etuva setată la 121˚ C

Figura 45 Reacția de reducere a DPPH-ului

Figura 46 Decolorarea soluției de DPPH

Figura 47 Activitatea antioxidantă a nămolului, comparativ cu compuși etalon

Figura 48 Curba de calibrare vitamina B6

Figura 49 Curba de calibrare vitamina B12

Figura 50 Microplacă

Figura 51 Microplate reader-ul TECAN Infinite 200 PRO

Figura 52 Dozarea vitaminelor B6 și B12 la rece si la cald

Figura 53 Ciancobalamina imagine obtinută prin scanare la microscopul electronic

Figura 54 Sapunul pe bază de namol

Figura 55 Săpun cu nămol obținut industrial

ANEXA II

Lista tabelelor

Tabelul I Grupe organice comune folosite în chimia organometalică

Tabelul II Compoziția globală a nămolului sapropelic

Tabelul III Compoziția in substanțe organice a nămolului sapropelic

Tabelul IV Compuși cu sulf determinați în namolul sapropelic

Tabelul V Compoziția nămolului sapropelic în substanșe anorganice

Tabelul VI Utilizări ale namolului sapropelic pentru diferite afecțiuni

Tabelul VII Structurile clorofilei A și B

Tabelul VIII Structurile clorofilelor C1, C2, D și F

Tabelul IX Valori normale hemoglobină

Tabelul X Doze zilnice recomandate de vitamina B12

Tabelul XI Formele vitaminei B12

Tabelul XII Cantități scară etalon vitamina B6

Tabelul XIII Cantități scară etalon vitamina B12

Tabelul XIV Vitamina B12 extracție la cald

Tabelul XV Vitamina B12 extracție la rece

Tabelul XVI Vitamina B6 extracție la cald

Tabelul XVII Vitamina B6 extracție la rece

BIBILIOGRAFIE

Abel E.F., Stone F.G.A., and Wilkinson G., – Comprehensive Organometallic Chemistry II: A Review of the Literature, Cumulative Indexes, Vol. 14. New York: Pergamon 1995

Adams J. – Hideous absinthe: a history of the devil in a bottle. Madison, Wisconsin: University of Wisconsin Press. 2004

Ahrens T., Basham T. – Essentials of Oxygenation: Implication for Clinical Practice. Jones & Bartlett Learning. p.194. 2002

Alan N. Schechter – Blood.; ASH 50th Anniversary Reviews Hemoglobin research and the origins of molecular medicine 112(10): p. 3927–3938. 2008.

Alzoubi K, Khabour O, Khader M, Mhaidat N, Al-Azzam S. – Evaluation of vitamin B12 effects on DNA damage induced by paclitaxel. Drug Chem Toxicol. 2014 Epub 2013

Aniței L., Baican I., Chirvasie L., Conu A., Degeratu C., et all – Cura Balneoclimatică- indicații și contraindicații. Ministerul Sãnãtãții – Institutul de Medicinã Fizicã, Balneoclimatologie și Recuperare Medicalã. Editura Medicalã. București. 1986.

Astruc D. – Organometallic Chemistry and Catalysis. Berlin: Springer. 2007.

Bernard M. A., Nakonezny P. A. and. Kashner T. M, J Am Geriatr Soc., p. 1199-1206, 2005

Biagioli M, Pinto M, Cesselli D et al. (2009). "Unexpected expression of alpha- and beta-globin in mesencephalic dopaminergic neurons and glial cells". Proc. Natl. Acad. Sci. 2008

Budavari, S. – "7574. Porphine". The Merck Index (11th ed.). Merck & Co. 1989.

Cammack R., Frey M., Robson R., – Hydrogen as a Fuel: Learning from Nature. Taylor & Francis. London. 2001.

Chadzopulu A., Adraniotis J., Theodosopoulou – The therapeutic effects of mud Progress in Health Sciences, Vol. 1(2), p.132-136. 2011

Costanzo L.S. Hagerstwon, MD – Physiology Lippincott Williams & Wilkins. 2007.

Crabtree R.H. – The Organometallic Chemistry of the Transition Metals Hoboken, NJ: Wiley. 2005.

Creteur J, Vincent JL. – Table of Contents. Potential uses of hemoglobin-based oxygen carriers in critical care medicine.vol 25 (issue 2):p. 311-24, 2009.

De Baets S, Vandedrinck S, Vandamme EJ – "Vitamins and Related Biofactors, Microbial Production". In Lederberg J. Encyclopedia of Microbiology 4 (2nd ed.). New York: Academic Press. p.837–853. 2010

Dominguez de Villota ED, Ruiz Carmona MT, Rubio JJ – Equality of the in vivo and in vitro oxygen-binding capacity of haemoglobin in patients with severe respiratory disease". Br J Anaesth 53 (12), 2000

Dophin D. – Preparation of the Reduced Forms of Vitamin B12 and of Some Analogs of the Vitamin B12 Coenzyme Containing a Cobalt-Carbon Bond. D.B. McCormick and L.D. Wright, Eds. 1971;Vol. XVIII:34-54.

Farzad N. – The Seismic Design Handbook, Kluwer Academic Publishers, 2003

Federman N.A., Pelegrino, A.C., Darin V.A. – "Ferrocene: 50 Years of Transition Metal Organometallic Chemistry – From Organic and Inorganic to Supramolecular Chemistry". ChemInform 35 (43). 2007.

Ferruzzi M.G., Blakeslee J. – Digestion, absorption, and cancer preventative activity of dietary chlorophyll derivatives. Nutrition Research Volume 27, Issue 1 Pages 1–12, January 2007.

Gross J – Pigments in vegetables: chlorophylls and carotenoids. 1991.

Gupta B. D., Elias Anil J. – Basic Organometallic Chemistry: Concepts, Syntheses and Applications. Universities Press, CRC Press. 2013

Hudson T. S., Subramanian S. and Allen R. J., Assoc J.. Off. Anal.Chem., 1984, 67, 994-998, 2000

Jabr F. – A New Form of Chlorophyll?. Scientific American. 2010.

Januchowski R. – Evaluation of topical vitamin B(12) for the treatment of childhood eczema.J Altern Complement Med. Apr;15(4):387-9..2009.

Kephart, J.C. – "Chlorophyll derivatives—Their chemistry? Commercial preparation and uses". Journal of Ecological Botany, 2001

Kikuchi G.; Yoshida T.; Noguchi M. – "Heme oxygenase and heme degradation". Biochemical and Biophysical Research Communications 338 (1): 558–567. 2005.

King M.W. "The Medical Biochemistry Page” 2000

Kumar S.S., Chouhan R. S. Thakur M. S., Analytical Biochemistry, 398, 139-149, 2010

Linberg R, Conover CD, Shum KL, Shorr RG – "Hemoglobin based oxygen carriers: how much methemoglobin is too much?". Artif Cells Blood Substit Immobil Biotechnol 26 (2): p. 133–48. 1990

May P. – "Chlorophyll". University of Bristol. 2015

McQuistan T.J., Simonich M.T., Pratt M.M., Pereira C.B., Hendricks J.D., Dashwood R.H., Williams D.E., Bailey G.S. – Cancer chemoprevention by dietary chlorophylls: A 12,000-animal dose–dose matrix biomarker and tumor study Food Chem Toxicol. 2012

Michael B., March, J. – Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (6th ed.), New York: Wiley-Interscience. 2007.

Michael S Donaldson Nutrition and cancer: A review of the evidence for an anti-cancer diet Nutr J. 3: 19. 2004.

Ministerul Sãnãtãții – Institutul de Balneologie și Fizioterapie – Apele Minerale și nămolurile terapeutice din R.P./R.S.ROMÂNÃ. Editura medicalã, București Vo1 II –1965; Vol III – 1970; Vol. IV – 1973

Munteanu C., Dumitrașcu M. – Nãmoluri terapeutice Balneo – Research Journal, Vol 2 nr. 3, Editura Balneară. 2011.

Nagini S, Palitti F, Natarajan AT – Chemopreventive potential of chlorophyllin: a review of the mechanisms of action and molecular targets. Department of Biochemistry and Biotechnology, Faculty of Science , Annamalai University , Tamil Nadu , India. Epub 2015

Nature – "Unit 1.3. Photosynthetic Cells". Essentials of Cell Biology. nature.com. 2013,

Neamțu G. – Substanțe naturale biologic active, Ed Ceres 1996, 250-275

Nishizawa Y, Yamamoto T, Terada N, Fushiki S, Matsumoto K. – Effects of methylcobalamin on the proliferation of androgen-sensitive or estrogen-sensitive malignant cells in culture and in vivo. Int J Vitam Nutr Res. 67:164–170.2000

Office of Dietary Supplements – Dietary Supplement Fact Sheet: ”Vitamin B12" National Institutes of Health. 2011.

Pace NR, – "Time for a change". Nature 441 (7091): p. 289. 2006.

Pauson P. L. – "Ferrocene-how it all began". J. Organomet. Chem. 637–639: 637–639. 2001

Sagliano F.S., Sagliano E.A., – "Method for growing and preserving wheat grass nutrients and products thereof". 1998.

Sally A., Harry L., Bashall A.A., McPartlin M., Sanders J.K.M. – "Assembly and Crystal Structure of a Photoactive Array of Five Porphyrins". Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 34 (10): 1096–1099. 1995.

Schiopu A. – Elemente de fiziologie Editura University Press Târgu-Mureș. p 36-41, 2005.

Sigel A., Sigel H., Sigel R.K.O, – Metal-carbon bonds in enzymes and cofactors. Metal Ions in Life Sciences. Royal Society of Chemistry. 2009,

Speer B.R. -."Photosynthetic Pigments". UCMP Glossary (online). University of California Museum of Paleontology. Retrieved 2010-07-17. 1997,

Stein C.J. – "Photosynthesis". University of Cincinnati. 1996.

Sysel AM, Horne WI, Steiner JM, Suchodolski JS, Bauer J – Pharmacokinetics of intravenous nitrosylcobalamin, an antitumor agent, in healthy Beagle dogs: a pilot study. A. Anticancer Res. ;32(9):3749-52. 2012.

Sysel AM, Valli VE , Nagle RB , Bauer JA – Immunohistochemical quantification of the vitamin B12 transport protein (TCII), cell surface receptor (TCII-R) and Ki-67 in human tumor xenografts.2013

Taís M.F., Gomes B.B., Lanfer-Marquez U.M. – Apparent absorption of chlorophyll from spinach in an assay with dogs, Innovative Food Science & Emerging Technologies Volume 8, Issue 3, Pages 426–432. 2007

Teodoreanu E., Grigore L., Stoicescu C., Munteanu L., Teleki N. – Cura balneoclimatică în România. Editura Sport-Turism. București. 1984

University of Massachusetts Amherst. Web – "Hemoglobin Tutorial.". Oct. 2009.

Uriel K., Yehuda S., Varda Z., – Scientific Evidence of the Therapeutic Effects of Dead Sea Treatments: A Systematic Review. Maccabi Healthcare Services, Tel Aviv, Israel. 2012

Watanabe, F; Abe, K; Fujita, T; Goto, M; Hiemori, M; Nakano, Y – "Effects of Microwave Heating on the Loss of Vitamin B(12) in Foods". J Agric Food Chem. 46(1): 206–210.Retrieved 3 March 2015.

Weed R.I.; Reed C. F., Berg G. "Is hemoglobin an essential structural component of human erythrocyte membranes?". J Clin Invest. 42 (4): 581–8. 2002

Weeks BS, Perez PP. -. Absorption rates and free radical scavenging values of vitamin C-lipid metabolites in human lymphoblastic cells. Med Sci Monit. 2007 Oct;13(10):BR205-10

Wei Wu, Qian Yang, Wei Wu, Qian Yang, Tao Li, Pu Zhang, Ronghua Zhou, and Chengmin Yang – Hemoglobin-based Oxygen Carriers Combined with Anticancer Drugs May Enhance Sensitivity of Radiotherapy and Chemotherapy to Solid Tumors, Vol. 37, No. 4 , Pages 163-165 2009

Wormald R, Evans J, Smeeth L, Henshaw K. – "Photodynamic therapy for neovascular age-related macular degeneration". Cochrane Database Syst Rev (3). 2007.

Zhang B., Lash T.D. "Total synthesis of the porphyrin mineral abelsonite and related petroporphyrins with five-membered exocyclic rings". Tetrahedron Letters 44 (39): 7253. 2003

Zucca P., Rescigno A., Rinaldi A.C., Sanjust E. – "Biomimetic metalloporphines and metalloporphyrins as potential tools for delignification: Molecular mechanisms and application perspectives". Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 388-389: 2–34. 2014.

*** Farmacopeea Română, Ed. A X-a, Editura Medicală, Bucuresti, 2011.

*** Furdui B., Dinică R., Georgescu M., Chimie organică. Noțiuni teoretice și practice, Editura Galați University Press, 2010.

*** http://en.wikipedia.org

*** https://www.emolecules.com/