ZEOLIT KLINOPTILOLIT – SIGURNOST I MEDICINSKA PRIMJENA in vivo

Naziv "zeolit" potječe od grčkih riječi "zeo" (kipjeti) i "litos" (kamen).

Podrijetlom, zeoliti mogu biti prirodni ili sintetički materijali. Oni su alumosilikatni minerali s krutim anionskim okvirima koji sadrže dobro definirane kanale i šupljine. Te šupljine sadrže metalne katione koji su zamjenjivi ili mogu ugostiti neutralne molekule koje se također mogu ukloniti i zamijeniti. Većina prirodnih zeolita vulkanskog je podrijetla i imaju opću formulu, M2 / n: Al2O3: xSiO2: yH2O, pri čemu M predstavlja van-okvirni kation (Bogdanov i sur., 2009.). Mineralna struktura temelji se na tetraedrima AlO4 i SiO4, koji mogu dijeliti 1, 2 ili 3 atoma kisika, pa postoji široka paleta mogućih struktura dok se mreža proširuje u tri dimenzije. Ova jedinstvena strukturna značajka osnova je njihove dobro poznate mikroporozne strukture. Na temelju veličine pora i apsorpcijskih svojstava, zeoliti su među najvažnijim anorganskim izmjenjivačima kationova i koriste se u industrijskim primjenama za pročišćavanje vode i otpadnih voda, katalizu, nuklearni otpad, poljoprivredu, aditive za stočnu hranu i u biokemijskim primjenama (Bogdanov i sur. ., 2009).

Sklopovi minerala koji su najčešće pojave zeolita u prirodi su tufovi (vrsta sedimentne stijene vulkanskog podrijetla) koji sadrže klinoptilolit i mordenit, u kojima je udio zeolita klinoptilolita i mordenita visok (80% i više). Široko testirani zeolit pogodan za medicinsku primjenu in vivo je klinoptilolit. Do sada se riječ 'zeolit' koristila u literaturi za različite vrste zeolita, tufova i glina. Na primjer, i klinoptilolit i glina mogu se koristiti za reakcije ionske izmjene. Ipak, njihova strukturna svojstva i toksikološki profili mogu se razlikovati (Maisanaba i sur., 2015). Struktura mineralnih glina je organizirana u slojevima (listovima), dok klinoptilolit ima tetraedre raspoređene na način da čine velike količine pora u kristalima. Struktura kaolinita može se promijeniti tijekom procesa izmjene iona uslijed pomicanja H + iona ili zbog bubrenja strukture kao posljedice apsorpcije kationa Pb, Zn ili Cd, što je suprotno postojanosti klinoptilolita tijekom postupak ionske izmjene (Miranda-Trevino i Coles, 2003).

Sintetički materijal poznat kao Zeolit A, koji se široko koristi za izmjenu iona u industrijskim procesima, ima strukturni sastav s visokim udjelom Aluminija i molarnim omjerom Silicij / Aluminij od gotovo 1. To je najveći mogući udio aluminija u tetraedarskim alumosilikatnim okvirima (Payra i Dutta, 2003). U zeolitu A (sintetički zeolit), Al-okvir uravnotežen je maksimalnim brojem mjesta izmjene kationa; ima visok sadržaj kationa i vrhunske izmjenjivačke kapacitete. Međutim, to nije prikladno za in vivo primjene jer je, slično ostalim zeolitima s niskim udjelom silicijevog dioksida, zeolit A nestabilan u kiselinama. Suportno tome, zeoliti s većim sadržajem silicijevog dioksida, poput klinoptilolita, stabilni su u kiselinama (Payra i Dutta, 2003).

U ovom članku obrađujemo sveobuhvatan pregled primjene klinoptilolita u veterini i humanoj medicini. Razmatramo sva gore navedena svojstva klinoptilolita i predlažemo njegove mehanizme djelovanja in vivo i predlažemo neke sveobuhvatne, znanstveno utemeljene hipoteze o mogućim biološkim mehanizmima u osnovi uočenih učinaka na zdravlje i tjelesnu homeostazu.

PRIMJENA ZEOLITA U VETERINI I HUMANOJ MEDICINI

Studije provedene u posljednjim desetljećima pokazale su visoku snagu klinoptilolita u različitim medicinskim primjenama in vitro i in vivo (Jurkić i sur., 2013.). Veliki broj dokumentiranih pozitivnih medicinskih učinaka klinoptilolita pripisan je osnovnim svojstvima materijala klinoptilolita, posebno reverzibilnoj sposobnosti izmjene iona i adsorpcije (Mumpton, 1999; Pavelić i sur., 2001a; Jurkić i sur., 2013). Ova glavna karakteristika klinoptilolita povezana s uklanjanjem toksičnih sredstava, koja se može smatrati potporom "homeostazi tijela", mogla bi se široko iskoristiti u brojnim medicinskim primjenama. Na primjer, visok afinitet klinoptilolita prema amonijaku dokazan je u različitim sustavima za uklanjanje amonijaka iz vode (Demir i sur., 2002.; Sprynskyy i sur., 2005.; Zabochnichka-Światek i Malinska, 2010.). Zbog toga se klinoptilolit godinama koristi u životinjskoj proizvodnji kao dodatak hrani za životinje ili za uklanjanje amonijaka u životinjskom gnoju (Auerbach i sur., 2003.). Ovaj afinitet prema amonijaku zanimljiva je značajka i za medicinsku primjenu kod ljudi. Na primjer, štetne uloge krajnjih produkata fermentacije proteina, poput amonijaka, prepoznate su na mikrobioti debelog crijeva i zdravlju epitela, posebno na životnom vijeku i funkciji kolonocita (Hughes i Magee, 2000; Yao i sur., 2016; Hamid Said, 2018).

SPORT I ZEOLIT KLINOPTILOLIT

Prekomjerna proizvodnja amonijaka, ali i drugih plinovitih proizvoda, uključujući CO2 i H2S, može se pojaviti kao posljedica prehrane bogate proteinima ili neuravnotežene prehrane ili kod različitih patogena u kojima dolazi do prekomjerne fermentacije proteina, uključujući sindrom iritabilnog crijeva, ulcerozni kolitis i kolorektalna karcinogeneza (Hughes i Magee, 2000; Yao i sur., 2016). Klinoptilolit ima visok afinitet prema amonijaku i može se pokazati korisnim u tim slučajevima kao pomoćno sredstvo standardnoj terapiji (Yao i sur., 2016.). Iz ove perspektive, klinoptilolit je testiran u ispitivanju provedenom na aerobno treniranim ispitanicima (Lamprecht i sur., 2015). U ovom istraživanju ispitanici koji su trenirali izdržljivost su suplementirani proizvodom na bazi klinoptilolita. Sportaši, doista, često prijavljuju crijevne simptome, uključujući mučninu, grčeve u želucu i crijevima, povraćanje i proljev. Ovi simptomi mogu biti posljedica uobičajene prehrane sportaša s visokim udjelom proteina jer se u takvim okolnostima može dogoditi prekomjerna fermentacija proteina, a praćena je većim oslobađanjem amonijaka i u crijevima. Ovi ispitanici također imaju povećanu propusnost crijevnog zida. Poznati i složeni odnos između vježbanja i oksidativnog stresa ovisi o mnogim različitim čimbenicima. Na primjer, redovita umjerena tjelovježba povećava otpornost na oksidativni stres, dok akutna i snažna vježba može stvoriti višak slobodnih radikala. Posljedice vježbanja na visokoj profesionalnoj razini (do granice iscrpljenosti) su između ostalog povećani broj leukocita zbog oštećenja mišićnih vlakana i vezivnog tkiva (Morillas-Ruiz i Hernández-Sánchez, 2015), kao i povišeni lipidni peroksidacijski marker MDA u plazmi (Pingitore i sur., 2015). Stoga ne čudi da brojni profesionalni sportaši pokazuju gastrointestinalne simptome, što može rezultirati medicinskim problemima, infekcijama i autoimunim bolestima (Waterman i Kapur, 2012; Oliveira i sur., 2014).

Zanimljivo je da je dodatak zeolita pozitivno utjecao na integritet crijevne stijenke, što je rezultiralo smanjenim koncentracijama modulatora zonulina uskog spoja, markera povećane crijevne propusnosti (Lamprecht i sur., 2015.).

UČINCI ZEOLITA NA OKSIDATIVNI STRES I IMUNOLOŠKI SUSTAV

U aerobnim organizmima kontinuirano se događa proizvodnja malih količina ROS-a (reaktivna vrsta kisika), uključujući perokside, superokside, hidroksilne radikale i singletni kisik (Hayyan i sur., 2016.). Kontrolirana proizvodnja ROS-a doista je bitna za tjelesnu homeostazu (Covarrubias, 2008), dok je poznato da prekomjerna proizvodnja ROS-a uzrokuje oštećenje DNA, proteina i lipida (Gulam i Ahsan, 2006). Neki se ROS proizvode endogeno, dok se drugi izvode egzogeno, poput onih nastalih ionizirajućim zračenjem. Podrazumijeva se da homeostaza u normalnim stanicama uključuje ravnotežu između proizvodnje ROS-a i antioksidativne obrambene aktivnosti. Zapravo, antioksidativni mehanizmi u ljudskom tijelu, koji su glavni regulatori razine ROS-a, temelje se na enzimskim i neenzimskim sustavima. Enzimski sustavi uglavnom se oslanjaju na aktivnost enzima SOD, katalaze, peroksireksina (Prx), tioredoksina (Trx) i glutation (GSH), dok neenzimatski sustavi sadrže flavonoide, vitamin A, vitamin C, vitamin E i melatonin (Rahman, 2007.). Pored ovih antioksidativnih sustava svojstvenih tijelu, i drugi egzogeni antioksidanti važni su u regulaciji stalne homeostaze ROS-a u tijelu.

Prehrambeni spojevi su vrlo važni za eliminaciju prekomjernog ROS-a uzrokovanog vanjskim podražajima i uključuju, na primjer, karotenoide, tokoferole, bioflavonoide, antocijanine i fenolnu kiselinu (Smilin Bell Aseervatham i sur., 2013). Kad proizvodnja ROS-a premaši antioksidativni kapacitet, postupak obično doživljavamo kao „oksidativni stres“ koji dovodi do organskih oštećenja.

Povećana oksidativna oštećenja stanica i tkiva i modulacija ROS-reguliranih signalnih putova nedavno su prepoznati u patogenezi velikog broja bolesti, uključujući pretilost, aterosklerozu, zatajenje srca, uremičnu kardiomiopatiju, bubrežne patologije, hipertenziju, neurološke bolesti, i karcinom (Chen i sur., 2016.; Miranda-Díaz i sur., 2016.; Patel, 2016.; Srikanthan i sur., 2016.; Ding i sur., 2017.). Treba imati na umu da su za pravilan rad tijela također potrebne antioksidativne obrane, ko-faktori ili molekule koje aktiviraju enzime vezanjem na njihova katalitička mjesta. U slučaju antioksidativnih enzima, ovi ko-faktori mogu uključivati koenzim Q10, vitamine B1 i B2, karnitin, selen i često prijelazne metale Cu, Mn, Fe i Zn (Khalid, 2007).

Nedavno je preliminarno ispitivanje učinkovitosti provedeno na bolesnicima s dislipidemijom također pokazalo pozitivan učinak suplementacije klinoptilolitom na smanjenje ukupnog broja lipida i LDL (lipoproteini male gustoće), što također može biti neizravno povezano s njegovim općim antioksidativnim učinkom (Cutovic et al. , 2017.).

Zbog određene količine unaprijed opterećenih elemenata, moguće je pretpostaviti da klinoptilolit može pozitivno utjecati na tjelesnu homeostazu metala, uključujući ili razinu ili dostupnost nekih fizioloških metalnih iona koji su unaprijed opterećeni u materijalu na signalnim putovima odgovorni za proizvodnju endogenih antioksidativnih enzima. Ipak, niti jedan izravni podatak ne podupire ove pretpostavke koje mogu djelomično objasniti opažene učinke na mehanizme obrane od oksidativnog stresa, a koji su vidljivi kao aktiviranje ili obnavljanje aktivnosti i razina prirodnih antioksidativnih enzima. Ipak, ovaj učinak treba procijeniti zajedno s čimbenicima kao što su, na primjer, primijenjena dnevna doza, zdravstveno stanje ili način života.

Zanimljiv učinak klinoptilolita uočen je kod štakora intoksiniranim fluorom (Madhusudhan i sur., 2009.). Fluor je neurotoksičan pri prodiranju kroz krvno-moždanu barijeru tijekom razdoblja trudnoće i nakon trudnoće. Kao posljedica intoksikacije fluorom, kod mladunaca se dogodila inhibicija antioksidativnih enzima, zajedno s peroksidacijom lipida. Unosom klinoptilolita kod mladunaca obnovljeno je oksidativno oštećenje i razine GSH-Prx značajno su poboljšane u kori velikog mozga i produljenoj meduli. Slični su rezultati, međutim, primijećeni i na životinjama koje su također suplementirani vitaminima E i C (Madhusudhan i sur., 2009.). U skladu s tim rezultatima, također treba pretpostaviti da klinoptilolit može imati potencijal za borbu protiv akutne intoksikacije fluorom kod životinja, kao i kod ljudi. U želučanom soku fluoridni anioni se pretvaraju u hidrofluoridnu kiselinu. Takva slaba hidrofluoridna kiselina može stvoriti vodikove veze s okvirom klinoptilolita i ukloniti se iz tijela stolicom.

Vjerujemo da točni mehanizmi učinka klinoptilolita na sistemsko obnavljanje homeostaze i povećani antioksidativni kapacitet još uvijek nisu u potpunosti shvaćeni, jer su ti učinci po našem mišljenju vjerojatno povezani i s općim učincima detoksikacije koji se javljaju u crijevima, s imunomodulatornim učincima ili čak s oslobađanje fiziološki relevantnih kationa iz okvira klinoptilolita tijekom procesa izmjene iona, npr. Ca, Mn, Zn i Mg, koji su tada lako dostupni organizmu i antioksidacijskom mehanizmu. Slični neizravni učinci klinoptilolita na antioksidativne mehanizme u tijelu primijećeni su i kod različitih patologija i modela bolesti. Primjerice, tribomehanički mikronizirani zeolit povećao je aktivnost SOD-a u transgenom mišjem modelu Alzheimerove bolesti u hipokampusu i kori, dok je istodobno smanjio razinu beta (x-42) amiloida u hipokampusu (Montinaro i sur., 2013.).

Također je moguće da bi antibakterijski i antivirusni učinci klinoptilolita mogli biti u korelaciji s imunomodulatornim svojstvima. Na primjer, u dugotrajnoj suplementaciji s klinoptilolitom dokumentirana je smanjena prevalencija E. coli koja nosi određene antimikrobne gene i gene za virulenciju (Jahanbakhsh i sur., 2015). Utjecaj prirodnog klinoptilolita na E. coli također je dokumentiran u drugoj studiji in vivo (Wu Y. i sur., 2013). U ovoj studiji izmjeren je blagotvoran učinak na crijevne parametre za koji se pretpostavljalo da se temelji na izravnom učinku na mikrobnu populaciju u crijevima. Iako je ukupan broj E. coli značajno smanjen, paralelno se dogodio porast Lactobacillus acidophilus (Zarković i sur., 2003). Slično tome, dodatak klinoptilolita Enterexu, odobren od strane Kubanske agencije za kontrolu kvalitete lijekova, pokazao se vrlo učinkovitim u ublažavanju simptoma proljeva u nekoliko kliničkih studija na ljudima s akutnim proljevom različite etiologije. Nedavno se pokazalo da pozitivan učinak potenciranog klinoptilolitnog materijala smanjuje simptome povezane s endoskopski negativnom gastroezofagealnom refluksnom bolešću i nesteroidnim protuupalnim gastritisom izazvanim lijekovima, gdje je značajno spriječio ozbiljnost erozije sluznice (Potgieter i sur. ., 2014).

Antivirusna svojstva klinoptilolita in vitro prikazana su na humanom adenovirusu 5, herpes simplex virusu tipa 1 i humanim enterovirusima coxsackievirus B5 i echovirus 7 (Grce i Pavelić, 2005.). Ovaj se učinak vjerojatno može pripisati izravnom prianjanju virusnih čestica na klinoptilolit in vitro, koji zatim inhibira ulazak virusa u stanice i replikaciju virusa. Iako do sada nisu objavljene studije in vivo o antivirusnom djelovanju klinoptilolita, pozitivni imunomodulatorni učinci primijećeni su kod pacijenata liječenih od poremećaja imunodeficijencije. U studiji koju su izveli Ivković i sur. (2004), značajan porast broja specifičnih imunih stanica, B limfocita CD19 +, T-pomoćnih stanica CD4 + i aktiviranih T-limfocita HLA-DR + primijećen je u ispitanika liječenih tribomehanički mikroniziranim klinoptilolitom. Taj je učinak popraćen značajno smanjenim brojem stanica NK CD56 + prirodnog imuniteta. Opet, standardni parametri krvne slike pacijenata ostali su unutar normalnih referentnih vrijednosti (Ivković i sur., 2004.).

Hipoteza za opaženi imunomodulatorni učinak klinoptilolita može biti modulacija tjelesnih obrambenih mehanizama prema ROS-u. Zapravo, ROS inducira oštećenje stanica i tkiva kada se upala pokrene kao mehanizam za obnavljanje tjelesne homeostaze. Svako oštećenje imunoloških i upalnih mehanizama domaćina dugoročno može uzrokovati druge upalne poremećaje, npr. Kronični sinusitis, otitis media i osteomijelitis, ili sindrome prekomjernog rasta mikroba, poput bakterijske vaginoze ili upalnih poremećaja crijeva. Stoga je vjerodostojno pretpostaviti da je takvim poremećajima zajedničko stvaranje biofilmova zbog oslabljene imunološke reakcije organizma domaćina (Pincus, 2005.). Doista, prethodna istraživanja pokazala su vezu između antioksidativnog učinka i stimulacije imunološkog sustava (Knight, 2000; Brambilla i sur., 2008)

Većina studija na klinoptilolitu rađena je uporabom različitih, aktiviranih materijala, aktivacija služi poboljšanju opće adsorpcije ili sposobnosti izmjene iona klinoptilolita. Aktivacija se može provesti bilo kemijskom obradom, npr. kiselinom, zamjenom stabilizirajućih kationa ili mehaničkim modifikacijama različitim metodama mikronizacije, što sve može povećati površinu i promijeniti svojstva izmjene iona i adsorpcijski kapacitet (Abdulkerim , 2012; Akimkhan, 2012; Canli i sur., 2013b). U radu Kraljević Pavelić i sur. (2017), posebno je pokazano da različite metode mikronizacije mijenjaju svojstva klinoptilolita utječući na površinu, veličinu pora i omjer silicija i aluminija na površini materijala. Štoviše, klorovodična kiselina (HCl) koja je također prisutna u želucu može promijeniti fizikalno-kemijska svojstva klinoptilolita, a dokazano je da pojačava sposobnost ionske izmjene klinoptilolita za Cu2 + i Co2 + u sintetičkoj otopini Cu-Co u koncentracijama relevantnim za želudac u vivo (0,1 M) (MambaI i sur., 2010). Ipak, učinci ionske izmjene klinoptilolita in vivo složeni su i ne mogu se linearno objasniti, jer na njih ne utječu samo uvjeti okoliša (pH, temperatura, itd.), već i svojstva materijala i svojstva afiniteta kationa.

TOKSIKOLOGIJA KLINOPTILOLITA KOD ŽIVOTINJA I LJUDI

Smatra se da je osnovna struktura klinoptilolita biološki neutralna i netoksična (Auerbach i sur., 2003). EFSA je nedavno objavila stručno mišljenje o sigurnosti prirodnog zeolita klinoptilolita in vivo (EFSA Panel o aditivima i proizvodima ili tvarima koji se koriste u hrani za životinje, 2013). EFSA je procijenila i dokazala netoksičnost zeolita i klinoptilolita za stočnu hranu u dozama od 10000 mg / kg. Oralna konzumacija ove vrste zeolita, zbog iznimne kemijske stabilnosti, prema mišljenju EFSA-e, ne predstavlja potencijalni rizik za in vivo primjene (EFSA Panel o aditivima i proizvodima ili tvarima koji se koriste u hrani za životinje, 2013). Prvu sveobuhvatnu akutnu, subkroničnu i kroničnu toksikološku procjenu materijala klinoptilolita in vivo izveli su Pavelić i sur. (2001b). U ovom predkliničkom toksikološkom istraživanju tribomehanički mikronizirani klinoptilolit ispitivan je na Institutu Ruđer Bošković u Zagrebu, Hrvatska, prema standardima i propisima koje je u to vrijeme zahtijevao OECD. U toj su studiji učinci povezani s povećanjem vremena izloženosti analizirani u tri kategorije:

(1) akutni toksični odgovori do 1 mjeseca kod miševa i štakora,
(2) subkronični toksični odgovori do 3 mjeseca kod miševa i štakora, i
(3 ) kronični toksični odgovori do 1 godine kod štakora i 6 mjeseci kod miševa.

Klinoptilolit je davan životinjama u obliku praha koji nadopunjuje njihovu uobičajenu prehranu. Studijama toksičnosti pristupilo se postavljanjem „graničnog“ testa, što znači da su se visoke doze tvari primjenjivale tijekom 15 ili više dana. Dvije su doze odabrane iz "graničnog" testa, 400 mg / miševa dnevno (3,2 puta više od doze koju je odredila regulatorna agencija) i 1000 mg / miševa / dan (8 puta veća).

Preračunato u ljudsku uporabu, bile su 10 i 25 puta veće od predviđenih mogućih doza izlaganja ljudima (60 g / 75 kg tjelesne težine i 150 g / 75 kg tjelesne težine). Rezultati su pokazali da "granične" test doze tvari nisu uzrokovale smrt miševa. Stoga je test na miševima proveden s dozama u rasponu od 60 do 400 mg / miševima / dan. Opet, nije primijećena toksičnost.

Klinička studija koja je obuhvaćala 22 ljudska ispitanika procjenjivala je učinke liječenja klinoptilolitom na kronične bolesti nastale zbog trovanja teškim metalima. Tijekom liječenja aktiviranim klinoptilolitom od 7 do 30 dana prikupljeni su urin i krvni serum koji su testirani na teške metale i elektrolite. U ovoj je studiji dnevni unos aktivirane suspenzije klinoptilolita bio učinkovit u uklanjanju toksičnih teških metala iz tijela putem urina (Flowers i sur., 2009.). Urin je doista važan za eliminaciju olova koji se oslobađa iz kostiju ili dijelova tijela, tj. u helacijskoj terapiji gdje se nakon gašenja olova s različitih mjesta u tijelu izbacuje kroz mokraću (Flora i sur., 2012.). Još jedna klinička studija na ljudima pokazala je detoksikacijsku učinkovitost klinoptilolita. Istraženo je ukupno 102 muškarca kontaminiranih teškim metalima i izmjerene su koncentracije štetnih metala (Cd, Pb, Cu, Cr i Ni) u njihovoj kosi nakon 30-dnevnog dodavanja klinoptilolitom. Ovo smanjenje koncentracije štetnih metala rezultat je funkcije detoksikacije klinoptilolita i vjerojatne obnove homeostaze metabolizma minerala u tijelu (Zhakov, 2003). Važno je da, iako postoji velika opasnost u uklanjanju fiziološki važnih elektrolita iz seruma u klasičnom procesu detoksikacije, to nije primijećeno u ispitivanjima s klinoptilolitom na ljudima i životinjama, gdje nisu primijećene značajne promjene u fiziološki važnim elementima u tragovima ili vitaminima ni nakon dugotrajna primjena (Papaioannou i sur., 2002.; Katsoulos i sur., 2005.b .; Flowers i sur., 2009.).

Zaključno, pokazalo se da su klinoptilolitni materijali testirani u znanstvenoj literaturi općenito sigurni za in vivo primjene, iako se čini da svaki materijal zadržava vlastita fizikalno-kemijska svojstva i ima specifične biološke učinke koji se ne mogu lako prenijeti na druge materijale. Različite veličine čestica, površine i sastavi kationa mogu inducirati različite biološke učinke i imati različitu razinu učinkovitosti. Biološke učinke i toksikološke podatke stoga treba pažljivo procijeniti prema vrsti materijala klinoptilolita ili pripravaka na bazi klinoptilolita koji se koriste u određenoj studiji ili primjeni. U ovom radu citirana literatura o učincima klinoptilolita in vitro i in vivo daje podatke o materijalima klinoptilolita iz različitih izvora / kontinenata, različite čistoće, kemijskog sastava i koji su pripremljeni za oralnu primjenu različitim metodama mljevenja. Ciljevi istraživanja i eksperimentalni nacrti bili su različiti. Zbog toga se u ovom trenutku ne može provesti apsolutno uopćavanje mehanizama djelovanja klinoptilolitnih materijala (tufova). Ipak, predstavljene studije pružaju intrigantne podatke o pozitivnim medicinskim učincima klinoptilolita, posebno učincima na imunološki sustav i detoksikaciju.

STUDIJE UTJECAJA ZEOLITA KOD ŽIVOTINJA

Druge provedene druge studije o svojstvima detoksikacije klinoptilolitnih materijala in vivo uglavnom su rađene na životinjama i pružaju snažne dokaze o ublažavanju učinaka tijekom izlaganja različitim toksikantima nakon dodavanja klinoptilolita. Na primjer, poznato je da produljena konzumacija vode s povećanom razinom nitrata kod mliječnih goveda narušava metabolizam proteina i korištenje glukoze. U ovih je krava dijetalna primjena klinoptilolita ublažila teret nitrata u tijelu i smanjila negativne sistemske učinke nitrata (Katsoulos i sur., 2015.). Slično tome, prehrambena smjesa koja sadrži 3% proizvoda na bazi klinoptilolita pokazala je povećanje izlučivanja dušika u fecesu i smanjenje izlučivanja dušika u mokraći kod rastućih svinja. Važno je da nisu primijećeni učinci na vrijednosti zadržavanja proteina, a taloženje proteina nije promijenjeno (Poulsen i Oksbjerg, 1995; Laurino i Palmieri, 2015).

Štoviše, klinoptilolit dodan u prehranu može biti učinkovit u borbi protiv mikotoksina izravnom apsorpcijom. Srodnost prema aflatoksinima, zearalenonu, ohratoksinu i T2 toksinu dokazano je in vitro u prisutnosti aminokiselina i vitamina, pri čemu potonji materijal klinoptilolitom nije apsorbiran (Tomašević-Čanović i sur., 1996). Specifičnost za aflatoksin M1 također je pokazana in vivo, a dijetalna primjena klinoptilolita, posebno materijala s najmanjom veličinom čestica u iznosu od 200 g po kravi dnevno, učinkovito je smanjila koncentraciju aflatoksina M1 u mlijeku kod mliječnih goveda (Katsoulos i sur., 2016.).

Važno je napomenuti da dodatak klinoptilolitom kod mliječnih krava može imati dodatne koristi, poput smanjenja porođajne pareze. Studija Katsoulosa i sur. (2005), na primjer, pokazala je da dodatak klinoptilolita smanjuje njegovu učestalost i ne utječe na serumske koncentracije ukupnog kalcija, fosfata, magnezija, kalija i natrija. Ova veterinarska aplikacija pokazala je da dodatak klinoptilolita ne utječe na razinu minerala u krvi, što može biti važno i za primjenu kod ljudi. Doista, potražnja za zdravijim prehrambenim proizvodima i uravnoteženom prehranom sve se više prepoznaje kao središnja paradigma za očuvanje tjelesne homeostaze i zdravlja. Štoviše, opće je poznato da se onečišćenje peradi patogenima koji se prenose hranom smatra glavnim problemom u industriji peradi. Zbog toga se antibiotici standardno koriste u proizvodnji mesa peradi. Tako široka upotreba antibiotika u peradi, ali i u proizvodnji drugog mesa, nedavno je prihvaćena kao glavni uzrok razvoja bakterija otpornih na antibiotike (Aminov i Mackie, 2007). Stoga se često raspravlja o novim, prirodnim mogućnostima za poboljšanje zdravlja životinja u proizvodnji mesa (Diaz-Sanchez i sur., 2015.), a klinoptilolit može biti prirodna alternativa.

Različita su ispitivanja pokazala klinoptilolit ima mogućnost izravne detoksikacijske učinke in vivo. Na primjer, u miševa intoksikovanim olovom, sorbent klinoptilolit je smanjio nakupljanje olova u crijevima za više od 70% (Beltcheva i sur., 2012., 2015.). Štoviše, kod štakora koji su bili izloženi trovanju organofosfatima, zeolitni tuf koji je sadržavao 61% klinoptilolita i dodan 5 minuta prije intoksiniranja u dozi od 1 g / kg, pokazao se učinkovitim u obnavljanju aktivnosti kolinesteraze u mozgu, jetri, slezeni, mišiću bedrene kosti, srcu , želudcu, dvanaesniku, debelom crijevu i eritrocitima životinja (Mojzis i sur., 1994.).

Izgledno je da ovaj detoksikacijski učinak može imati dodatne sistemske učinke. Uloga klinoptilolita prepoznata je u medicinskoj primjeni, gdje je njegova uporaba u zootehnologiji i veterini pružila snažne dokaze o poboljšanju kondicije i učinkovitosti kućnih ljubimaca u uklanjanju brojnih štetnih tvari iz organizma, uključujući radioaktivne elemente, mikotoksine i otrove (Laurino i Palmieri, 2015). Uz to, dodatak EDTA i klinoptilolita izvršio je zaštitni učinak na moždano tkivo miševa koji su bili intoksinirani olovom inducirajući antioksidativne mehanizme i veće razine aktivnosti katalaze, SOD-a, glutation-peroksidaze i glutationa (Basha i sur., 2013.). Štoviše, studija na ljudima pokazala je sposobnost tribomehanički mikroniziranog klinoptilolita da smanji apsorpciju unesenog etanola smanjenjem razine alkohola u krvi u dozi od 5 g (Federico i sur., 2015.). Klinoptilolit se pokazao vrlo učinkovitim u smanjenju simptoma i znakova mamurluka do 40-50%.

Zeolit klinoptilolit ima zanimljiva antioksidativna, hemostatska i antidijareična svojstva koja se mogu iskoristiti u humanoj medicini, posebno kao pomoćna sredstva standardnim terapijama (Pavelić i Hadžija, 2003). Međutim, broj kliničkih studija s materijalima klinoptilolita na ljudima i dalje je nizak, a prethodno opisane imunomodulatorne, antikancerogene i antioksidativne učinke klinoptilolita in vivo trebalo bi detaljnije proučiti.

Iako se djelotvornost i potencijal klinoptilolitnih materijala u medicini čine visokima, postavljena su pitanja o mogućim učincima klinoptilolita na fiziološki relevantne elemente, tj. mikroelemente i elemente u tragovima, ili učinke na važne procese u organizmu. Do sada objavljeni rezultati pokazuju da klinoptilolit ne utječe na homeostazu elemenata u tragovima i mikroelemenata, već djeluje selektivno na teške metale i toksične tvari.

Na primjer, mliječne koze tretirane klinoptilolitom nisu pokazale promjene u serumskim koncentracijama vitamina topivih u mastima, makroelemenata i elemenata u tragovima, niti aktivnosti jetrenih enzima. Uz to, dodatak klinoptilolita poboljšao je postotak mliječne masti i higijenu mlijeka (Katsoulos i sur., 2009.). U krava nisu uočeni učinci klinoptilolita na fiziološku razinu minerala (Katsoulos i sur., 2005.a; Valpotić i sur., 2017.).

ZAKLJUČAK

U skladu s dosadašnjim znanstvenim dokazima u literaturi, općenito se može reći da se materijali na bazi klinoptilolita, uključujući takozvane aktivirane materijale, mogu smatrati sigurnima za konzumaciju in vivo. Do sada su za materijale na bazi klinoptilolita dokumentirani različiti visoko pozitivni učinci na zdravlje životinja i ljudi. Zahvaljujući izvanrednim svojstvima izmjene i adsorpcije ionskog razmjena i adsorpcije klinoptilolita, a pokazao se korisnim u uklanjanju raznih onečišćenja iz tijela ili u poboljšanju crijevnog statusa. Neizravni sistemski učinak detoksikacije pripisan dodavanju materijala na bazi klinoptilolita u prehrani i životinja i ljudi zabilježen je i u drugim organima, npr. jetri. Međutim, uočeni pozitivni sistemski mehanizmi još uvijek nisu u potpunosti shvaćeni. Uočeni lokalni imunomodulatorni učinci klinoptilolita uključuju indukciju imunoloških odgovora putem Peyerovih flastera i / ili moguće pozitivne učinke na mikrobne crijevne populacije kroz još uvijek nepoznate mehanizme. Ovi lokalni učinci mogu imati sistemski utjecaj i na cjelokupni imunološki status, kao što je uočeno u nekim studijama.

Konačno, antioksidativni učinci klinoptilolita i obnavljanje antioksidativnih obrambenih mehanizama mogu se također povezati s pozitivnim općim sustavnim učinkom. Konačne studije o točnoj primjeni i blagodatima materijala na bazi klinoptilolita kod ljudi treba pažljivo istražiti i analizirati za svaki određeni materijal klinoptilolita, jer mehanizmi djelovanja mogu imati korelacije s fizičkim i kemijskim svojstvima određenog materijala. Trenutno se različiti materijali koji sadrže klinoptilolit koriste u medicinskoj primjeni širom svijeta. Ti materijali sadrže različite postotke klinoptilolita i različite sastave. Također, prirodni tufovi koji sadrže klinoptilolit dolaze s malim količinama drugih elemenata u tragovima, a klinoptilolit je uvijek prethodno napunjen raznim kationima. Neki od alkalnih iona sadržanih u kristalnoj rešetki, uglavnom Na +, Ca2 +, Mg2 i K +, mogu se lako osloboditi tijekom postupka izmjene iona. Iako ovi parametri možda nisu toliko relevantni za poljoprivrednu ili industrijsku primjenu, veterinarske i humane primjene zahtijevale bi višu razinu kontrole putem sustava kontrole kvalitete u proizvodnji, kako sirovina tako i konačnih proizvoda. Na primjer, pravilan rudarski postupak s odgovarajućim postupcima čišćenja, prosijevanja, odvlaživanja i predmljevenja, zajedno s elementarnim i mikrobiološkim ispitivanjem materijala klinoptilolita, mogao bi se uzeti u obzir među bitnim zahtjevima za osiguravanje čistoće i kvalitete klinoptilolita za konzumaciju in vivo.

Kratice
5-HT (1A) i 5-HT (1B) serotonergični 5-hidroksitriptamin receptori u mozgu
3H-8-OH-DPAT 3 [H] 8-hidroksi-2- (di-n-propilamino) tetralin
Al aluminij
Al3 + aluminij (III) -kacija
ALT aspartat aminotransferaza
AST alanin aminotransferaza
Ba barij
Ca kalcij
Kobalt
CO2 ugljični dioksid
Cd kadmij
Cr krom
Cs cezij
Cu bakar
EDTA etilendiamintetraoctena kiselina
EFSA Europska agencija za sigurnost hrane
EGF-R receptor za epidermalni faktor rasta
Fe željezo
Limfno tkivo povezano s crijevima GALT-a
GGT gama-glutamil transferaza
GSH glutation
HEU klinoptilolit
Hg žive
H2S sumporovodik
H2O2 vodikov peroksid
K kalij
Mn mangan
MALT limfoidno tkivo povezano sa sluznicom
MDA malondialdehid
Na natrij
NfkB nuklearni faktor kB
Nikal
O ∙ −2 superoksid anion
⋅OH hidroksilni radikal
Pb olovo
(PKB) / Akt protein kinaza B / Akt kinaza
PMA mikronizirani klinoptilolitni materijal
Prx peroksiredoksin
ROS reaktivne vrste kisika
Si silicij
SOD superoksid dismutaza
Sr stroncij
TCLP / EPA / RCRA Toksičnost Karakterističan postupak ispiranja / Agencija za zaštitu okoliša / Zakon o očuvanju i oporavku resursa
Trx tioredoksin
Zn cink

Izvor: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ Nacionalni centar za biotehnološke informacije

Nacionalni centar za biotehnološke informacije (eng. National Center for Biotechnology Information, NCBI) je istraživački institut iz SAD koji je dio Nacionalne knjižnice medicine SAD (NLM), koja je ogranak Nacionalnih instituta zdravstva. Nalazi se u Bethesdi u američkoj saveznoj državi Marylandu. Osnovan je 1988. godine. Pokrovitelj zakonskih mjera kojima je uspostavljen ovaj institut bio je senator Claude Pepper.

NCBI udomljava niz baza podataka relevantnih za biotehnologiju i biomedicinu. Velike baze koje obuhvaća su GenBank koja je baza podataka sekvencija DNK i PubMed, bibliografska tražilica koja primarno pristupa Medlineu, bazi podataka referencija i sažetaka bioznanostvenih i biomedicinskih tema. Među ostalim bazama podataka su NCBI Epigenomics, baza epigenetskih podataka.[1] Sve su baze dostupne internetskim putem putem sustava traženja informacija Entrez.

NCBI vodi visoko cijenjeni bionformatičar David Lipman, jedan od izvornih autora algoritma BLAST. Lipman također vodi unutarnji istraživački program u kojem su radne skupine koje vode Stephen Altschul (još jedan od izvornih autora Blasta), David Landsman, Eugene Koonin (plodni autor iz područja komparativne genomike), John Wilbur, Teresa Przytycka i Zhiyong Lu.