CC BY
15ЭНЕРГЕТИКА И ЭКОЛОГИЯ
ENERGY AND ECOLOGY
Статья поступила в редакцию 15.05.10. Ред. рег. № 804 The article has entered in publishing office 15.05.10. Ed. reg. No. 804
УДК 691.001.4:006.354
АКТИВНОСТЬ РАДИОНУКЛИДОВ В СОСТАВЕ ЗМЕИНОГО ЯДА
1 2 2 2 Ш.А. Топчиева , М.А. Мехрабова , Г.А. Абиев , Дж.А. Нагиев ,
Н.И. Гусейнов2, Н.Г. Гасанов2
1Институт зоологии НАНА Азербайджан, AZ 1073, Баку, Пр.1128, бл. 504 e-mail: Shtopchiyeva@mail.ru
2Институт радиационных проблем НАНА Азербайджан, AZ1143, Баку, ул. Ф. Агаева, д. 9 Тел.: (+99412)4398318, e-mail: metanet-mehrabova@rambler.ru
Заключение совета рецензентов: 05.06.10 Заключение совета экспертов: 15.06.10 Принято к публикации: 20.06.10
Исследовано радиоэкологическое состояние местности обитания кавказской гюрзы Macrovipera lebetina obtusa. На гамма-спектрометре «Canberra» определена активность радионуклидов Ra228, Cs137, К40 , Ra226 в составе яда гюрз, отловленных на Апшеронском полуострове Азербайджана. Выявлено наличие радиоактивных элементов в пробах почв, воды и растений, взятых с мест отлова змей, что свидетельствует о влиянии окружающей среды на яд гюрзы Macrovipera lebetina obtusa.
Ключевые слова: радионуклид, активность, спектрометр, окружающая среда, почва, вода, растение, змеиный яд.
THE ACTIVITY OF RADIONUCLIDES IN A SNAKE VENOM COMPOSITION
Sh.A. Topchiyeva1, M.A. Mehrabova2, H.A. Abiyev2, J.A. Naghiyev2,
22 N.I. Huseynov , N.H. Hasanov
'Institute of Zoology, Azerbaijan National Academy of Sciences All. 1128, bl. 504, Baku, AZ 1073, Azerbaijan e-mail: shtopchiyeva@mail.ru
2Institute of Radiation Problems, Azerbaijan National Academy of Sciences 9 F. Aghayev str., Baku, AZ1143, Azerbaijan Tel.: (+99412)4398318, e-mail: metanet-mehrabova@rambler.ru
Referred: 05.06.10 Expertise: 15.06.10 Accepted: 20.06.10
The radioecological state of the habitation area of Caucasian Macrovipera lebetina obtusa venom was studied. The activity of Ra228, Cs137, K40, Ra226 radionuclides in the composition of the Lebetina viper venom captured in Absheron Peninsula of Azerbaijan was determined at Canberra y-spectrometer. The presence of radioactive elements was revealed in the soil, water and plant samples taken from the capturing area of snakes which testified the effect of the environment on Macrovipera lebetina obtuse venom.
Keywords: radionuclide, activity, spectrometer, environment, soil, water, plant, snake venom.
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 6 (86) 2010
© Scientific Technical Centre «TATA», 2010
Введение
Изучение последствий глобального антропогенного загрязнения биосферы и охрана окружающей среды находятся в ряду наиболее актуальных и насущных проблем современности. Возрастающее производство и использование радиоактивных элементов в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, медицине и биологии создают возможность непреднамеренного, случайного загрязнения биосферы радиоактивными продуктами. В промышленном производстве жидкие отходы со сравнительно невысоким содержанием радиоактивных веществ могут сбрасываться в замкнутые пресноводные водоемы-испарители, а иногда и в реки [1-6].
Бурное развитие атомной энергетики и расширение сфер ее применения в народном хозяйстве увеличивают вероятность возникновения случайных аварийных ситуаций, в результате которых могут образовываться локальные загрязнения суши и акватории с высоким уровнем искусственной радиоактивности.
Появление в биогеоценозах нового фактора внешней среды, небезразличного для популяций животных, может существенно изменить экологию организмов, подверженных постоянному, хроническому воздействию ионизирующих излучений.
Как известно, в первые минуты после загрязнения биогеоценоза радиоактивными веществами в организм животных, попавших в эту экосистему или находящихся в ней во время выпадения радиозагрязнителей, начинается поступление последних и их концентрирование. Скорость аккумуляции и предельные уровни накопления нуклидов зависят от их концентрации в воде водоемов или от плотности загрязнения почвы в сухопутном биогеоценозе.
Пути поступления их в организм осуществляются главным образом алиментарным путем и при вдыхании радиоактивных аэрозолей. Не исключено поступление радионуклидов диффузией через покровы кожи, особенно для земноводных и змей, обитающих в данной среде [1].
Проблема биологического действия ионизирующей радиации, особенно малых доз, на живые организмы, и в том числе на яды змей, а также защита от ее воздействия продолжает по-прежнему оставаться одной из фундаментальных и актуальных проблем в комплексе медико-биологических наук. Змеиные яды представляют большую ценность для медицины и биологии. Специфика действия змеиных ядов определяется особенностью входящих в их состав биологически активных веществ. Ферментативная активность яда змей зависит и от количества металлов, в том числе активности радионуклидов, которые попадают в организм змей с пищей из окружающей среды.
Радиоактивные продукты техногенного происхождения, поступая на земную поверхность, включаются в биохимические и другие процессы, протекающие в почвах. Радионуклиды могут различными
способами накапливаться в живых организмах, концентрируясь при движении по пищевым цепям. Радионуклиды по биологической цепочке передаются живым организмам, и в том числе змеям, обитающим в данной местности.
В связи с интенсивным изучением яда змей как источника лекарственных препаратов, являющегося сырьем для фармацевтической промышленности, значительный интерес представляет изучение влияния экологических факторов на змеиный яд [7-9]. Змеиные яды инактивируются под действием некоторых физических факторов: УФ-облучения, рентгеновских лучей и т.д. [10]. На изменчивость ядов змей в значительной мере влияют абиотические и биотические факторы [11, 12]. Через 7 дней после облучения яда филиппинской кобры Со60 в дозах 0,25, 0,5, 1 мрад его токсичность составила, соответственно, 83, 66 и 43% от необлученного яда [13, 14].
На сегодняшний день не вызывает сомнения признание актуальности теоретического и практического изучения действия экологических факторов в период усиления воздействия человека на биосферу.
Основной целью исследования было определение активности радиоактивных элементов в составе яда гюрзы Macrovipera lebetina obtusa, обитающей на Апшеронском полуострове Азербайджана. Для достижения поставленной цели было необходимо оценить радиоэкологическое состояние местности обитания исследуемых змей. Проведен отлов гюрз со взятием яда, а также взяты пробы почв, воды и растений с мест отлова змей для определения активности радионуклидов. Выявлена степень воздействия экологических факторов, а именно ионизирующей радиации, на змеиный яд.
Материалы и методы исследования
Проведены экспедиции в места отлова змей с последующей их дойкой для сбора змеиного яда, проб почвы, растений и воды на территории Апшеронско-го полуострова Азербайджана. Змеи были после дойки отпущены в природу, яд помещен в эксикатор, высушен для проведения анализа на определение радионуклидов в составе кристаллов змеиного яда.
Материал исследований - яд гюрз (Macrovipera lebetina obtusa) и образцы почв, растительности и воды, собранных с территории отлова гюрз.
Активность гамма-излучающих радионуклидов в пробах определяли на гамма-спектрометре «Canberra» с планарным Ge-детектором. Для проведения измерения активности образцов выполняли следующие операции: 1) взвешивали чашки Петри; 2) взвешивали чашки Петри с образцом; 3) по разности масс находили массу счетного образца; 4) химическую посуду с образцом помещали в прибор гамма-спектрометра «Canberra», закрывали крышку со свинцовой защитой и проводили измерение активности образцов.
Результаты и их обсуждение
Были сняты спектры радионуклидов в составе образцов змеиного яда (рис. 1). Определены активности радионуклидов в составе исследуемых образцов яда, почв, растительности и воды.
В табл. 1 представлены данные активности радиоактивных элементов, имеющихся в составе исследуемых образцов змеиного яда.
Таблица1
Удельная активность радионуклидов в составе образцов змеиного яда
Table 1
The specific activity of radionuclides in the composition of the snake venom sample
Анализируемые элементы Удельная активность, mBk/g
K40 23,4 ± 1,8
Ra228 0,174 ± 0,090
Ra226 2,48 ± 0,05
Cs137 MDA=0,315
Рис. 1. Спектр радионуклидов в образце змеиного яда Fig. 1. Spectra of radionuclides in snake venom sample
В исследуемых образцах были выявлены только
натуральные радиоактивные элементы. Эти радио-
226 228
нуклиды - изотопы Яа и Яа (вместе с продуктами распада), входящие в ряды натуральных радиоактивов
238 232
и и ТЪ , и не входящие в эти ряды изотопы натурального радиоактива К40. Удельную активность радионуклида Яа226 рассчитывали по 352 кэВ гамма-линиям изотопа РЬ214, являющегося продуктом его распада после 18-дневного сохранения образцов в герметических условиях. Радионуклид Яа226 имеет 186 кэВ гамма-линию. Из-за наличия радионуклида И235 в объектах окружающей среды и совпадения 185,7 кэВ гамма-линии этого изотопа с 186 кэВ гамма-линией радионуклида Яа226 (или создания спектральной помехи) мы не определяли радионуклид Яа226 по гамма-линиям прямым методом. Мы определяли удельную активность радионуклида Яа228 в основном по 338,4
кэВ, 911 кэВ и 968,9 кэВ гамма-линиям изотопа Ас , являющегося продуктом его распада. Изотоп К40 определяли по 1461 кэВ фотопику.
После испарения 20 л исследуемой воды сухой остаток был проанализирован гамма-спектроскопическим методом (рис. 2).
После сушки образцов исследуемых растений массой 3 кг обугливали их в течение 5 часов при температуре 270-300 °С, далее гомогенизировали и помещали в чашки Петри. Исследуемые образцы в течение 30 дней хранили в герметических условиях с последующим проведением анализа их на ИРве спектрометре (рис. 3).
На рис. 2 и рис. 3 представлены спектры радионуклидов в образцах растений и воды. Как видно из спектров, активность элемента РЬ212 в составе исследуемых растений и воды незначительна.
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 6 (86) 2010
© Scientific Technical Centre «TATA», 2010
Рис. 2. Спектры радионуклидов в образцах воды Fig. 2. The spectra of radionuclides in the water sample
Рис. 3. Спектры радионуклидов в образцах растений Fig. 3. The spectra of radionuclides in the plant sample
Выявлены локально загрязненные участки. В результате проведенных исследований установлено, что наиболее загрязнен естественными радионуклидами верхний слой почвы (0-5 см). В образцах почв
выявлена значительная активность изотопа К , на основе чего можно предполагать, что наличие радиоактивных элементов в составе змеиного яда связана с их наличием в почвах, где обитают змеи (рис. 4).
а
Рис. 4. Спектры радионуклидов в образцах почв: а) контрольная почва; b) исследуемая почва Fig. 4. The spectra of radionuclides in the soil samples: a) pure soil; b) investigated soil
b
В табл. 2 представлена активность радиоактивных элементов, имеющихся в составе исследуемых образцов почв, растений и воды.
Наличие малой активности радионуклидов в исследуемых образцах яда свидетельствует о влиянии окружающей среды на продукты жизнедеятельности змей.
С эколого-физиологических позиций была выявлена изменчивость физико-химических и биофизических параметров яда кавказской гюрзы (Macrovipera lebetina оЫша) под воздействием экологических факторов.
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 6 (86) 2010
© Scientific Technical Centre «TATA», 2010
Таблица 2
Активность радионуклидов в составе образцов почв, растений и воды
Table 2
Radionuclide activity in the composition of the pure soil and contaminated soil samples as well as plant and water samples taken from the field of study
Радионуклид Активность (Bk/kg)
Почва 1 (контрольная) Почва 2 (исследуемая) Растение Вода
Cs137 - - MDA = 6,5 MDA = 0,22
Ra226 - - 3,2 ± 0,2 0,077 ± 0,009
Ra228 - - 5,60 ± 0,2 0,013 ± 0,002
Bi212 MDA = 0,12 - - -
К40 3,47844 Bq 78,5 ± 8,0 3,2 ± 0,8
Pb212 - - 0,0782774 MDA = 0,23
На основе проведенных исследований можно констатировать, что появление в биогеоценозах нового фактора внешней среды, небезразличного для популяций животных, может существенно изменить экологию организмов, подверженных постоянному, хроническому воздействию ионизирующих излучений. Однако их влияние на продукты биосинтеза змей, как показали результаты наших исследований, незначительно. Несомненно, что эти изменения влекут за собой существенные сдвиги в популяциях и сообществах некоторых видов животных, населяющих эти биогеоценозы. Различия в действии этого фактора на животных разных видов, и в том числе на ядовитых змей, обитающих в радиационном биогеоценозе, зависят не столько от плотности загрязнения, сколько от сезонных и видоспецифичных особенностей экологии животных и их поведения и частоты контактов с загрязнителями. В результате этого отмечается концентрирование радиоактивных веществ в органах и тканях, что непременно находит отражение и в концентрации радионуклидов в продукте биосинтеза гюрз, то есть в змеином яде.
Таким образом, выявлено незначительное влияние экологических факторов, а именно радиации, на змеиный яд. В образцах яда обнаружено незначительное содержание радиоактивных элементов Яа 228, С* 137, К40 , Яа226.
Выявлено, что загрязнение радиоактивными веществами биогеоценозов можно рассматривать как новый экологический фактор среды обитания живых организмов, действующий на продукты биосинтеза ядовитой железы гюрзы.
Итак, в данной работе были определены природные радионуклиды низкой активности в образцах змеиного яда, почв, растений, а также воды, взятых с территории, где был проведен отлов змей. Выявленная активность элемента радия в спектре яда является результатом радиационного фона, который образуется при воздействии ионизирующей радиации на окружающую среду. Наличие малой активности ра-
дионуклидов в исследуемых образцах яда свидетельствует о влиянии окружающей среды на продукты жизнедеятельности змей.
На основе полученных данных анализов можно констатировать, что исследуемый яд может быть использован в фармацевтической промышленности для приготовления лекарственных препаратов, а также противоядий на основе зоотоксинов. Полученные нами данные могут быть применены при хранении препаратов на основе змеиного яда, а также для радиационной стерилизации зоотоксинов и их препаратов.
Список литературы
1. Ильенко А.И., Крапивко Т.П. Экология животных в радиационном биогеоценозе. М.: Наука, 1989.
2. Марей А.Н. Некоторые данные о радиоактивном стронции как факторе загрязнения внешней среды // Распределение, биологическое действие и миграция радиоактивных изотопов. М.: Медгиз, 1961. С. 298-306.
3. Марей А.Н., Сауров М.М., Лебедева Г. Д. К вопросу о передаче радиоактивного стронция по пищевой цепи из открытого водоема в организм человека // Мед. Радиология. 1958. Т. 3, № 1. С. 69-76.
4. Передельский А.А., Богатырев И.О. Загрязнение радиоактивностью сухопутных пространств насекомыми, вылетающими из загрязненных водоемов // Изв. АНСССР. Сер. Биол. 1959.
5. Anderson J.B., Tsivoglou E.C., Shearer S.D. Effects of uranum mill wastes on biological fauna of the Animas River (Colorado-New Mexico) // Radioecologyl. N.Y.: Reinhold; Was. (D.C.): Amer. Inst. Biol. Sci., 1963. P. 373-383.
6. Krumholz L.A. Observations on the fish population of a lake contaminated by radioactive wastes// Bull. Mus. Matur. Hist. 1956. Vol. 110, No. 4. P. 281-367.
7. Siigur J., Tonismagy K., Trummal K., Samel M. Vipera lebetina venom contains all types of snake venom metalloproteases // Pathophysiol. Haemost. Thromb. 2005. Vol. 34, No. 4-5, 209-214.
8. Tonismagi K., Samel M., Trunmal K. l-Amino acid oxidase from Vipera lebetina venom: Isolation, characterization, effects on platelets and bacteria // J. Toxicon. 2006. Vol. 48, No. 2. P. 227-237.
9. Topchiyeva Sh.A., Mehrabova M.A., Abiyev H.A., Babayev E.T. Application of ionizing radiation of sterilization on the basis of snake venom The Fifth Eurasian Conference on Nuclear Science and its Application, 2008, 14-17 October, Ankara-Turkey, P. 268-269.
10. Погуда А.А. Стабильность растворов ядов змей - гюрзы, эфы, кобры при хранении. Научные доклады высшей школы, биологические науки. 1972. № 3. С. 52-55.
11. Топчиева Ш.А., Абиев Г.А. Сравнительное влияние загрязненности почв Апшеронского полуострова Азербайджана на химический состав яда закавказской гюрзы Vipera lebetina obtusa // Bilgf'dargisi, Baki. 2004. № 4. С. 74-78.
12. Топчиева Ш.А., Абиев Г.А. Действие гамма-облучения на спектральные характеристики яда гюрзы // Известия НАНА, Серия биологические науки. Баку. 2006. № 5-6. С. 138-143.
13. Орлов Б.Н., Вальцева И.А. Яды змей. Ташкент: Медицина, 1977.
14. Salafranca E.S. Irradiated cobra (Naja naja philippinensis) venom // Int. J. Appl. Radiatand Isotop. 1973. Vol. 24, No. 1. P. 60.
rxn
— TATA —
IXJ
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 6 (86) 2010
© Scientific Technical Centre «TATA», 2010
