Также по результатам настоящего исследования в НИИГБ была предложена гипотеза боратной буферной системы слезы (рис. 5). Борная кислота и ее соли в водных растворах находятся в форме не ортоборной кислоты, а тетраборной (то есть дегидратированной ортоборной). В буферных растворах тетрабораты присутствуют в виде гидратированного тетраборат-аниона. И борная кислота, и тетраборат-анионы при эвапорации образуют кристаллы в виде самостоятельной твердой фазы. В подтверждение последнему выступают наши данные РСМА и SEM-EDS об элементном составе слезы.
Полученные в настоящем исследовании результаты и выводы представляются весьма логичными.
Известно, что зона буферного действия боратной буферной системы составляет диапазон от 7,4 до 9,2 ед. pH.
Именно боратный буфер наиболее часто используют в офтальмологических препаратах (pH местнодействующих лекарственных препаратов находится в диапазоне 6,8-7,8, чаще — 7,0-7,6) и в реакциях биоорганической химии. Он не зависит от окружающей среды. А сами бораты обладают антисептическим действием и применяются в фармацевтической и косметической промышленности в качестве консерванта.
Более того, интересным фактом является и то, что наибольшие концентрации бора в организме человека были обнаружены в сыворотке крови у новорожденных младенцев в первые сутки жизни (Caglar G.S. et al., 2015; Friis-Hansen B. et al., 1982).
Роль боратов при отсутствии легочного дыхания также может заключаться в поддержании кислотно-основного баланса крови плода. Высокое содержание бора в костной ткани, нуждающейся в более высоких значениях pH для нормальной минерализации костей, также может быть обусловлено его буферной ролью (Arnett T., 2003; Arnett T.R., 2008).
Учитывая представленные в данной работе факты и наблюдения, можно рассматривать возможную боратную буферную систему как наиболее стабильную составляющую механизма, поддерживающего кислотно-основной баланс глазной поверхности.
В ранее проведенных исследованиях авторы уже отмечали, что сам по себе предполагаемый бикарбонатный буфер не может полностью выполнять функции механизма, поддерживающего кислотно-основное состояние глазной поверхности. Поэтому можно предполагать одновременное присутствие нескольких буферных растворов в составе слезы.
Известно, что буферные системы, поддерживающие кислотно-основное состояние сред организма, являются сложными и многокомпонентными. Буферные пары фактически дублируют друг друга. Это увеличивает общую буферную емкость раствора и является необходимым условием для устойчивости буферных систем ввиду исключительной значимости их функций в обеспечении гомеостаза. Как правило, буферы состоят из органических и неорганических компонентов. Биоорганические компоненты преимущественно представлены белковыми фракциями.
Муцины (мукопротеины) в составе слезы также выполняют функции буфера за счет белкового компонента в своем составе (белковый буфер) и особенностей межмолекулярных взаимодействий (гель-золь переходы). Трансформация растворенных муцинов в форму геля является pH-зависимым процессом. Агрегация молекул мукопротеинов происходит в кислой среде (при снижении уровня pH), что также компенсирует изменение кислотности.
Мы считаем, что в слезе имеет место сочетание как минимум двух минеральных буферных систем (рис. 6). Тогда главное назначение бикарбонатного буфера заключается в нейтрализации кислот, при дополнительном содействии биоорганического буфера в виде муцинов. А боратная буферная система обеспечивает стабильное щелочное «крыло» буфера. И в целом двухкомпонентная буферная система слезы представляется наиболее надежной и сбалансированной.
В заключение следует отметить, что полученные в результате настоящего исследования данные в значительной степени расширяют медицинские представления о буферной системе слезы, логически объясняют эмпирический выбор боратов в качестве буфера офтальмологических препаратов, раскрывают известное в биоорганической химии сродство боратного буфера к биологическим средам и расширяют возможности дальнейшей научно-исследовательской работы по изучению этиологии, патогенеза и методов лечения при заболеваниях глазной поверхности. Также разработанные в ходе настоящего исследования методики элементного анализа являются весьма перспективными для изучения химического состава биологических объектов и сред.