CC BY
17
Рис. 2. Денситограмма, отражающая состояние массы мышц и жировой ткани в теле здоровой женщины
Таблица 1
Суточная потребность, мг Содержание в 100 г продукта, мг
Взрослого человека Грудных детей Молока пастеризо ванно го Творога жирного Сыра голландского
800 400-600 120 150 1040
Таблица 2
№ Наименование продукции Са2+, мг% П% Са2+, мг% %Са2+ от общего Са
Обратное титрование Прямое титрование потенциоме трия
1 Молоко пастеризованное 3,5% 115,42 120,37 4,1 22,7 19
2 Молоко охлаждённое 4% 126,32 128,52 2,2 40,3 32
3 Молоко концентрированное 7% 149,53 155,32 4,7 50,2 33
4 Сыворотка 133,46 135,90 2,4 66,3 45
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Возрастные особенности минеральной плотности костной ткани в детском возрасте / Л.А. Щеплягина, Т.Ю. Моисеева, А. О. Богатырёва и др. // Российский конгресс по остеопорозу: Науч. прогр. и тез. - Ярославль: Литера, 2003.-С.90.
2. Свешников, А.А. Пороговые значения минеральной плотности костей скелета, при которой происходят переломы // Возрастные изменения минеральной плотности костей скелета и проблемы профилактики переломов: Материалы первого Всерос. симпозиума. - Курган, 2002. - С. 86-91.
3. Ионоселективные электроды / Под. Ред. Р. Дарста. -М.: Мир, 1980. - 516 с.
4. Основы аналитической химии / Под ред. Академика Ю.А. Золотова. - М.: Высшая школа, 2001.
Л.В. Мосталыгина, С.Н. Елизарова, М.С. Гармаш, А.В. Федоренко
Курганский государственный университет
ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕДЕНИЯ КАЛЬЦИЯ В МОДЕЛЬНЫХ РАСТВОРАХ И ПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫХ СЕКРЕТАХ В ПРИСУТСТВИИ БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ
Аннотация: Кальций играет решающую роль в осуществлении многих физиологических и биохимических процессов. Он является активатором некоторых ферментов и гормонов.
Бентонитовая глина Зырянского месторождения, обладающая выраженными ионообменными (содержит в своем обменном комплексе ионы Са и Mg) и высокими сорбционными свойствами, может послужить источником кальция.
В данной работе выявлено, что активность липазы дуоденального содержимого и концентрация кальция в присутствии бентонитовой глины повышается во всех порциях (А, В, С) независимо от этиологии заболевания.
Исследование модельных растворов показало, что влияние бентонитовой глины на концентрацию кальция в солянокислом растворе неоднозначно и определяется временем контакта, величиной рН и массой навески глины.
Ключевые слова: дуоденальное содержимое, бентонитовая глина, липаза, кальций, модельные растворы
Наряду с пластической и структурной функциями кальций играет решающую роль в осуществлении многих физиологических и биохимических процессов. Он необходим для нормальной возбудимости нервной системы и сократимости мышц, является активатором некоторых ферментов и гормонов. Рядом исследований было показано немалое значение ионов кальция в осуществлении секреции экзокринных и эндокринных желез.
Секреторную деятельность считают важнейшей функцией желудочно-кишечного тракта. Так, одним из значимых показателей в дуоденальном содержимом является фермент липаза, активность которой обуславливает протекание процесса липолиза в организме человека. Известно, что активность энзима повышается в присутствии кальция, поэтому возникло предположение, что бентонитовая глина Зырянского месторождения, обладающая выраженными ионообменными (содержит в своем обменном комплексе ионы Са и Мд) и высокими сор-бционными свойствами, будет оказывать влияние на работу фермента.
Цель исследования: изучить влияние бентонитовой глины на активность липазы и содержание кальция в дуоденальном содержимом у больных с патологией ЖКТ с предварительным исследованием на модельных растворах влияния глины на концентрацию ионов кальция.
Задачи исследования:
- определить активность липазы и содержание кальция в дуоденальном содержимом у лиц с патологией ЖКТ;
- изучить влияние бентонитовой глины на активность липазы и содержание кальция дуоденального содержимого;
- оценить влияние бентонитовой глины на концентрацию ионов кальция в модельных растворах.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для анализа использовали глину Зырянского месторождения. Предварительно ее растирали в ступке и высушивали на воздухе в течение двадцати четырех часов, затем просеивали через сито с диаметром отверстий 0,5 мм.
После проведенной подготовки глину взвешивали на аналитических весах. Для анализа выбрали оптимальную навеску - 0, 02 г на 1 мл исследуемого дуоденального содержимого. Для изучения поведения глины в модельных растворах брали ее в количестве 1 г и 4 г Все навески помещали в заранее приготовленные бюксы или колбочки.
Определение активности фермента липазы в дуоденальном содержимом проводили с использованием метода Бонди в модификации М.С. Рожковой.
Так, 1 мл дуоденального сока смешивали в колбочке с 1 мл оливкового масла и энергично взбалтывали до получения эмульсии. В контрольном опыте вместо сока брали 1 мл дистиллированной воды. Колбочки помещали в термостат при 38° на 1 час, после чего в них добавляли по 6 мл 96° спирта и 1-2 капли фенолфталеина и проводили титрование 0,1 н ЫаОН до появления стойкого красного окрашивания.
По количеству мл едкой щелочи, пошедшей на титрование продуктов расщепления касторового масла, судят о липолитической силе.
Расчет ведут по формуле: Е=С* V* 10ОО/ 60, где
С - концентрация ЫаОН, моль/ л;
\/-обьем пошедшего на титрование ЫаОН, мл;
(Е) = ммоль/ л* мин.
Для определения содержания кальция в дуоденальном содержимом использовали комплексономет-рическое титрование с раствором ЭДТА до появления фиолетовой окраски.
Содержание кальция рассчитывали по формуле:
с (Са) = с (ЭДТА) * У(ЭДТА) *А( Са) *УМ У2* 1000* 2,
где
с (ЭДТА) - концентрация ЭДТА, моль/ л; V (ЭДТА) -обьем ЭДТА, пошедший на титрование, мл ; V.,- обьем колбы, мл; \/2- обьем пипетки, мл; 1/ 2- фактор пересчета.
Для определения кальция в модельном растворе желудочного сока в исходный раствор, содержащий соляную кислоту определенной концентрации и соль кальция объемом 50 мл, помещали 1г или 4 г глины. Время контакта глины с модельным раствором составляло от 1 до 24 часов.
Отбирали пипеткой 20,00 мл анализируемого раствора в коническую колбу вместимостью 50 мл, прибавляли 2-3 мл 20%-ого раствора ЫаОН, разбавляли водой объемом 15 мл, 20-30 мг индикатора мурексида и титровали 0.01 М раствором ЭДТА до изменения окраски раствора от одной капли раствора ЭДТА. Окраска изменялась из розовой в фиолетовую.
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАИ ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В данной работе была определена активность липазы по методу Бонди в модификации М.С. Рожковой и содержание кальция в дуоденальном содержимом у больных и здоровых лиц. Также исследовались модельные растворы с целью выявления закономерностей влияния бентонитовой глины на концентрацию ионов кальция.
Проведен анализ дуоденадьного содержимого больных и здоровых лиц порций А, В, С.
В ходе исследования было установлено, что активность липазы и содержание кальция в порции В значительно выше, чем в порциях А и С. По-видимому, это связано с высоким содержанием в пузырной желчи кальция и солей желчных кислот.
При оценке влияния бентонитовой глины на активность липазы и содержание кальция в дуоденальном содержимом у лиц с патологией ЖКТ выявлено, что у больных панкреатитом (была сделана выборка по 7 результатам) во всех 3 порциях (А, В, С) наблюдалось достоверное увеличение активности липазы за счет внесения порции бентонитовой глины. Средний процент уве-
личения был равен 13 (рис. 1).
Рис.1. Влияние бентонитовой глины на активность липазы в дуоденальном содержимом у больных панкреатитом
При исследовании дуоденального содержимого больных с гастритом (также была сделана выборка по 7 результатам) установлено, что в порции А наблюдалась тенденция к росту активности, а в порциях В и С было замечено ее
достоверное увеличение под воздействием глины (рис. 2).
Во всех 3 порциях дуоденального содержимого больных холециститом (выборка 5 человек) наблюдалась тенденция к увеличению активности липазы. Средний процент увеличения составил 13 (рис. 3).
Содержание кальция определяли комплексономет-рическим титрованием. Нами также набиралась статистика по 3 заболеваниям: панкреатит, гастрит, холецистит (порции А, В, С).
I I
чем в исходном растворе, что может быть связано с выходом ионов из глины в раствор.
□ исход р-р ■ рИ=0
□ рИ=1 И рИ=2
□ рИ=3
1 час 2 часа
3 часа 4 часа время
5 часов 6 часов
Рис. 4. Содержание ионов кальция в системе: раствор соляной кислоты объемом 50 мл - бентонитовая глина массой 1 г
Рис.2. Влияние бентонитовой глины на активность липазы в дуоденальном содержимом у больных гастритом
Рис.3. Влияние бентонитовой глины на активность липазы в дуоденальном содержимом у больных холецеститом
Было отмечено, что во всех порциях дуоденального содержимого больных панкреатитом наблюдалось достоверное увеличение содержания кальция при внесении бентонитовой глины. Средний процент увеличения составил 48.
Улиц, больных гастритом, также наблюдали увеличение содержания кальция во всех 3 порциях (А, В, С) за счет внесения бентонитовой глины. В этом случае средний процент увеличения составил 50.
По холециститу также было выявлено достоверное различие в концентрации кальция до и после добавления глины. Средний процент увеличения был равен 26.
Поскольку ионы кальция влияют на активность липазы, то было интересным рассмотреть закономерности распределения Са2+ в системе "раствор соляной кислоты - бентонитовая глина" на модельных смесях.
Был приготовлен модельный раствор, состоящий из соляной кислоты определенной концентрации и нитрата кальция (Са(Ы03)2'4Н20). Значение рН изменялось в диапазоне от 1 до 6. Время контактирования модельного раствора с глиной массой 1 гвыбрано в интервале от 1 часа до 6 часов, а с навеской глины массой 4 г - 1, 3, 24 часа. Для каждой концентрации кальция проводили два параллельных опыта. Общее число экспериментов составило 168.
На диаграмме (рис. 4) (рН 0) для модельного раствора с массой навески глины 1 г наблюдается интенсивный выход ионов кальция в раствор из бентонитовой глины, содержание ионов на протяжении 6 часов практически не изменяется и достигает значения 7,5 ммоль/л.
Для модельного раствора (рН 1) имеет максимум (при времени контакта 4 часа), содержание ионов кальция в анализируемых растворах при данном рН выше,
Для модельного раствора (рН 2, время контакта -1 час) наблюдается поглащение ионов кальция из раствора, затем через 2 часа, по-видимому, происходит выход ионов кальция из глины и медленный рост концентрации этих ионов.
На рис. 5 (рН 0) для модельного раствора с навеской глины массой 4 г также наблюдается выход ионов кальция, увеличивающийся со временем до 19 ммоль/л через сутки.
Содержание ионов кальция в растворе (рН 3) (рис. 5) со временем снижается до 3,5 ммоль/л через 24 часа контактирования глины с раствором.
На рис. 5 (рН 6) концентрация ионов кальция в растворе ниже исходных значений и через 3 часа достигает постоянной величины.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При внесении бентонитовой глины в пищеварительный секрет наблюдается выход кальция в раствор, его концентрация увеличивается, что непосредственно влияет и на активность фермента липазы.
Таким образом, было подтверждено, что активность панкриотической липазы повышается в присутствии ионов кальция, которые увеличивают ее стабильность.
В ходе проведенной работы нами были сделаны следущие выводы:
активность липазы дуоденального содержимого и концентрация кальция в присутствии бентонитовой глины повышается во всех порциях (А, В, С) независимо от этиологии заболевания;
исследование модельных растворов показало, что влияние бентонитовой глины на концентрацию кальция в солянокислом растворе неоднозначно и определяется временем контакта, величиной рН и массой навески глины.
20
л 15 с;
0
1 Ю
1
1
1 11 11 т
□ исход р-р ■ рИ=0
□ рИ=3 В рИ=6
3
время
Рис. 5. Содержание ионов кальция в системе: раствор соляной кислоты объемом 50 мл - бентонитовая глина массой 4 г
Таким образом, являясь мощным природным сорбентом и ионообменником, бентонитовая глина Зырянского месторождения Курганской области способна влиять на биохимичесие процессы в желудочно-кишечном тракте. Ее можно использовать для коррекции ряда биохимических показателей с целью профилактики различных заболеваний желудочно-кишечного тракта.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бернхард С. Структура и функция ферментов. - М.: Изд-во «Мир», 1971,- 330 с.
2. Брокерхоф X., Дженсен Р. Липолитические ферменты/ Под ред. А.Е.Браунштейна, Е.В.Горяченковой- М.: Изд-во «Мир», 1978,- 396 с.
3. Буклис ЭР. Патологические основы болезней поджелудочной железы и секреция желудка // Росс, журнал Гастроэнтерологии, Гепатологии, Колопроктологии.-2004. - №4.
4. Гоим Р., Минералогия и практическое использование глин. - М.: Мир, 1967.
5. Камышников B.C. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика: Справочник: в 2 т. -Т.2. - 2-е изд. - М.: Ин-терпресссервис, 2003. - 463 с.
6. Шатерников В. А.,Медкова И. Л. Метод определения активности панкреатической липазы в сыворотке крови, моче, дуоденальном содержимом и ткани поджелудочной железы //Лабораторное дело,- 1978. - №1,- С.142- 144.
7. Шманько В.И., Критерий оценки биохимического состава желчи. - М.: Лабораторное дело, 1991.
A.B. Демьяненко, Т.А. Шингаренко, H.H. Матвеев, О.М. Плотникова
Региональный центр мониторинга окружающей среды и контроля в зоне защитных мероприятий объекта УХО в Щучанском районе, Курган
МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ почв ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ В ЗОНЕ ЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ОБЪЕКТА УНИЧТОЖЕНИЯ ХИМОРУЖИЯ
Аннотация: В рамках экологического мониторинга территории зоны защитных мероприятий объекта хранения химического оружия в Щучанском районе Курганской области проведены исследования почв в 81 контрольной точке. В пробах почв определялись тяжелые металлы (цинк, медь, марганец, железо). Всего рентгенофлуоресцентным методом на приборе "Спектроскан МАКС G" проанализировано 140 проб. В почвах зоны защитных мероприятий объекта хранения химического оружия в 90% контрольных точек не обнаруживается превышение содержания цинка, меди, марганца и железа. Среди обследованных проб выделяется почва из точки 83 (пойма р. Масс, на границе ЗЗМ со стороны Челябинской области), в которых обнаружено превышение цинка и меди в 1,3 раза в сравнении с ОДК, а железа в 2 раза в сравнении со средним значением района ЗЗМ. Влияние строящегося объекта УХО на загрязнение почв ЗЗМ тяжелыми металлами не отмечается.
Ключевые слова: загрязнение почв тяжелыми металлами, объекты уничтожения химического оружия
ВВЕДЕНИЕ
Экологическая безопасность является неотъемлемой составляющей при хранении и уничтожении химических отравляющих веществ. Основным инструментом обеспечения экологической безопасности выступает система экологического мониторинга компонентов окружающей природной среды: атмосферного воздуха, почв, поверхностных и подземных вод. Наблюдения, проводимые на стадии строительства объекта уничтожения химического оружия (ОУХО), позволяют получить исходные (фо-
новые) данные о состоянии окружающей среды в зоне защитных мероприятий (ЗЗМ). В дальнейшем это поможет правильно оценить влияние объекта по уничтожению химических отравляющих веществ и сделать прогноз экологической устойчивости природного комплекса в зоне защитных мероприятий.
Влияние загрязнения почв, как правило, менее заметно, нежели влияние загрязнения воздуха или воды. В почве, в отличие от атмосферы и гидросферы, токсические уровни загрязняющих веществ накапливаются медленнее, но в тоже время они долго в ней и сохраняются, негативно влияя на экологическую обстановку целых регионов [3, 10].
Загрязнение почв тяжелыми металлами является наиболее распространенным и актуальным явлением. Тяжелые металлы - химические элементы с атомной массой больше 40 - являются составной частью биосферы. При низкой концентрации в природной среде они определяются как микроэлементы, а при избыточной - как тяжелые металлы [1]. Из наиболее типичных тяжелых металлов (ТМ) высоко опасными являются мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, титан, бериллий, селен, цинк (1 класс по степени опасности веществ), умеренно опасными - кобальт, никель, молибден, хром, бор, сурьма, медь (2 класс опасности) и мало опасными - барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций (3 класс). Тяжелые металлы опасны тем, что они могут изменять формы при переходе из одной природной среды в другую без биологического разложения, накапливаться в живых организмах и включаться в метаболизм.
В почву тяжелые металлы поступают преимущественно из атмосферы. В природных условиях под воздействием почвенно-кпиматических факторов и особенностей рельефа могут формироваться зоны с повышенным содержанием тяжелых металлов [3, 10]. В верхних плодородных слоях почв концентрация тяжелых металлов связана с её типом, кислотностью и количеством органического вещества. Высокогумусные или глинистые почвы прочно удерживают ТМ, что предохраняет от загрязнения грунтовые воды и растения, но сама почва становится все более загрязненной, и возможен переход тяжелых металлов в почвенный раствор. Песчаные или малогумусные почвы сами устойчивы к загрязнению, так как слабо связывают ТМ, но они легко отдают их растениям и в грунтовые воды, становясь источником загрязнения. В кислых почвах стронций, барий, медь, кадмий существуют в подвижных формах, а в нейтральных и щелочных почвах - в слабоподвижных или неподвижных; молибден, ванадий, хром, мышьяк, никель в кислых почвах присутствуют в неподвижных формах, а в щелочной среде переходят в токсичные растворимые формы [9].
При мониторинговых наблюдениях проводится изучение фонового содержания тяжелых металлов, их трансформации и миграционной способности в почвенном покрове. Результаты экологических исследований позволят прогнозировать развитие экологической обстановки в ЗЗМ, что немаловажно для принятия рациональных решений при проведении природоохранных, хозяйственных, социальных мероприятий.
ОБЪЕКТЫ, МЕТОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Нормирование содержания тяжелых металлов в почве является сложным из-за невозможности полного учета всех факторов природной среды (рН, гумус, степень насыщенности основаниями, гранулометрический состав и т.д.), которые могут существенно влиять на количество тяжелых металлов в почвах.
Предложено множество шкал экологического нормирования тяжелых металлов. Валовое содержание тя-
