Примерное время чтения: 8 мин.
С древних времен люди знали, что серебро (Ag) обладает особыми свойствами, и называли его благородным металлом. Из серебра делали украшения, конкурирующие с изделиями из золота, но не это определило исключительно важную роль серебра в природе и в жизни человека.
Серебро обладает антибактериальными свойствами, поэтому его наночастицы применяются в медицине, текстильной и пищевой промышленности. Серебро как медицинский препарат существует с древних времен. Гиппократ, например, советовал использовать серебряный порошок для заживления ран. Из этого металла изготавливали посуду, в которой хранили воду и вино — бактерицидные свойства серебра не давали напиткам быстро испортиться. В XVI веке европейские врачи открыли способность нитрата серебра (lapis infernalis, или «адский камень») прижигать язвы и сводить с тела бородавки. Сейчас этот препарат известен как ляписный карандаш.
В XIX столетии нитрат серебра стали применять в виде раствора для обеззараживания ран. В конце XIX века было изобретено так называемое коллоидное серебро, которое стало одним из главных средств лечения раненых во время Первой мировой войны. После открытия пенициллина антибиотики стали вытеснять серебро из медицины, так как они боролись с бактериями лучше. Впрочем, колларгол и протаргол до сих пор используются в медицинской практике, хотя с момента их получения прошло более 130 лет. Сегодня этот ценный металл находит применение в противовирусных препаратах, косметической продукции, медицинских устройствах.
Основоположником научного изучения механизма действия серебра на микробную клетку считается швейцарский ботаник Карл Негели, который в 1880-е годы установил, что взаимодействие ионов серебра с клетками микроорганизмов вызывает их гибель. Это явление он назвал олигодинамией (от греч. «олигос» — малый, следовый, и «динамос» — действие, то есть действие следов). При этом ученый доказал, что серебро проявляет олигодинамическое действие только в растворенном (ионизированном) виде. В последующем его данные были подтверждены и другими исследователями. Сравнивая активность некоторых металлов, ученые установили, что наиболее сильным бактерицидным действием обладает серебро, меньшим — медь и золото.
Так, дифтерийная палочка погибала на серебряной пластинке через три дня, на медной — через шесть дней, на золотой — через восемь. Стафилококк погибал на серебре через два дня, на меди — через три, на золоте — через девять дней. Тифозная палочка на серебре и меди погибала через 18 часов, а на золоте — через шесть-семь дней. При сравнении противомикробных свойств ионизированного серебра и других препаратов было обнаружено, что его бактерицидный эффект в 1750 раз сильнее карболовой кислоты и в 3,5 раза сильнее сулемы (хлорид ртути (II) и хлорной извести. Причем спектр противомикробного действия серебра значительно шире многих антибиотиков и сульфаниламидов. А бактерицидный эффект создается минимальными дозами препарата.
Широкий спектр противомикробного действия серебра, отсутствие устойчивости к нему у большинства патогенных микроорганизмов, низкая токсичность, отсутствие в литературе данных об аллергенных свойствах серебра, а также хорошая переносимость больными привели к повышенному интересу к серебру во многих странах мира. Однако этот металл не всегда приносит пользу, так как частицы серебра убивают не только вредные, но и полезные микроорганизмы, и могут наносить вред почве.
Нельзя забывать также о том, что серебро — это тяжелый металл и отнюдь не безобидный. Недаром в санитарных нормах России — СанПиН 2.1.4.559-96 «Вода питьевая» — серебру присвоен класс опасности II, то есть «высокоопасное вещество». Официально установлено, что серебро стоит в одном ряду со свинцом, кобальтом, кадмием, мышьяком, цианидами и другими общепризнанными ядовитыми веществами, имеющими такой же класс опасности и близкие уровни допустимой концентрации.
Вот почему ставшее в последнее время модным использование «серебряной воды» как средства борьбы со многими заболеваниями не является безопасным. Если принимать его внутрь, в том числе в виде пероральных препаратов, оно будет накапливаться в печени, почках и других внутренних органах.
Накопление серебра в организме человека вызывает специфическое заболевание, называемое «аргироз» или «аргирия», проявляющееся в изменении цвета глаз, слизистых и кожи, которые могут приобретать цвет от серовато-голубоватого до аспидно-серого. По данным Агентства по охране окружающей среды США (USEPA), аргироз вызывается накоплением в организме в среднем 1 грамма серебра. Разовая доза солей серебра в 10 грамм (6,35 г в пересчете на чистое серебро) оценивается ВОЗ как смертельная.
Как и большинство тяжелых металлов, серебро очень медленно выводится из организма и при постоянном поступлении накапливается. Попадая в желудочно-кишечный тракт, серебро легко проникает в кровь и разносится по организму, главным образом в печень. Часть серебра всасывается и очень быстро откладывается в виде мельчайших частиц, окрашивая эти участки тканей в серый цвет. У человека больше всего серебра откладывается в подкожной клетчатке и в мальпигиевом слое кожи, отчего она приобретает серый цвет (аргирия). Аргирия также наблюдается и у животных. Кожная и кишечная аргирия остаются на всю жизнь. Аргироз может проявляться в отложении серебра в глазных яблоках с появлением лимбических колец, напоминающих кольца Kayser-Fleischer.
Производство серебряных препаратов контролируется в США с 1999 года. Зарегистрированных медицинских препаратов на основе наносеребра пока нет. В первую очередь это связано с тем, что большинство предлагаемых препаратов наносеребра не соответствует требованиям к медицинским лекарственным препаратам по стабильности, воспроизводимости, токсичности, эффективности. В Европе коллоидное серебро классифицируется как биоцид, то есть противомикробный препарат, который следует использовать только для наружной дезинфекции.
Что касается воздействия на окружающую среду, то учеными было выявлено, что, попадая в почву, серебро может навредить микроорганизмам, привести к гибели дождевых червей и даже испортить урожай. Наибольшая степень техногенного загрязнения почв серебром представлена в промышленных зонах крупных городских агломераций. В них основными источниками загрязнения серебром становятся теплоэлектростанции с сжиганием угля, предприятия цветной и черной металлургии, цементные заводы, полигоны твердых бытовых отходов, производство фото‐ и электротехнических материалов, применение пестицидов, использование осадков сточных вод в качестве удобрений и др. Известно, что при сжигании угля в атмосферу поступает 50% от общей массы, содержащегося в нем серебра. За полувековой период в Китае путем сжигания угля произведено около 3864 тонн серебра.
Накапливаясь в почве в больших количествах, серебро, как и другие тяжелые металлы, способно оказывать токсическое действие на ее физические, химические и биологические свойства. Высокие концентрации серебра вызывают изменение и более консервативных признаков почвы, таких как гумусное состояние, структура, pH среды и др. Существенные изменения затрагивают биологические свойства почвы: снижается общая численность микроорганизмов, сужается их видовой состав, изменяется структура микробиоценозов, падает интенсивность основных микробиологических процессов и активность почвенных ферментов и т.д.
Учеными установлено, что при загрязнении серебром черноземов, бурых лесных почв и серопесков в большинстве случаев происходило ингибирование активности каталазы (каталаза является ключевым ферментом антиоксидантной защиты организма, обусловливающей естественную защиту клеток от воздействия свободных радикалов и сильных окислителей, присутствует в клетках всех растительных и животных организмов, грибов, в том числе и дрожжей, а также аэробных бактерий, — прим. ред.). Степень уменьшения этого показателя зависела от дозы вносимого в почву серебра.
Ученые выяснили, что наибольший вред серебро наносит в первый месяц после 4,4 мг/кг попадания в землю. Затем экологические функции почвы постепенно восстанавливаются.
Москва
