CC BY
32
Жолнин А.В.
Челябинская государственная медицинская академия
К ВОПРОСУ О БИОГЕННЫХ СВОЙСТВАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТИТАНА
Изучено биологическое действие многоядерных гетеровалентных фосфорсодержащих комплексо-натов титана (ФКТ) в функции их состава и строения в хроническом эксперименте на животных и растениях. Установлено 12 биоэффектов в результате взаимодействия ФКТ с биологическими системами. Биоэффекты носят универсальный дозо-, природозависимый, метаболический, иммунотропный, антиоксидантный, бактерицидный, буферный характер. Полученные данные доказывают жизненную необходимость элемента титана. На основе ФКТ разработаны технологии получения пяти биологически активных добавок (БАД)
С целью выявления биогенных свойств элемента титана было проведено системное исследование влияния фосфорсодержащих комплексона-тов титана (ФКТ) на биологические особенности животных (мышей, свиней, цыплят, пчёл) и растений. ФКТ - многоядерные гетеровалентные комплексы с полигетерофункциональными фосфорсодержащими комплексонами. По составу и физико-химическим свойствам ФКТ имеют много общего с белками, ферментами, витаминами и соответствуют всем требованиям, предъявляемым к соединениям, которые применяются в животноводстве и растениеводстве.
В биологических системах не действует изолированно ни один химический элемент. Значение имеет природа, концентрация и соотношение между элементами, прямая и обратная взаимосвязь между органической составляющей ФКТ и ионами титана: содержание металлов - комплексные соединения металлов - органические лиганды. Процессы жизнедеятельности протекают с их участием и зависят от их состава, содержания, соотношения иона металла и органической составляющей. В образовании комплексных соединений участвуют как макро-, так и микроэлементы и их свойства определяются строением и соотношением данных элементов, условиями их функционирования. По ряду веществ химический состав организма очень лабилен. Соотношение его органических составляющих (лигандов), образованных макроэлементами, и комплексообразователей - ионов металлов - заметно варьирует. Если в системе несколько лигандов с одним ионом металла или несколько ионов металла с одним лигандом, способных к образованию комплексных соединений, то наблюдаются равновесия: в первом случае лигандообменное - конкуренция за ион металла, во втором случае металлообменное - конкуренция между ионами металла за лиганд. Преобладающим будет процесс образования наиболее прочного комплекса. Установлено оптимальное
■ЕПШХЕ
соотношение №Р:Са и №Р:К, обеспечивающее интенсификацию метаболических процессов с участием титана, при этом гомеостатическая ёмкость других биогенных элементов повышается. В работе рассмотрены особенности взаимосвязи между составом, строением, природой комплексов и их биоэффектами. Биостимулирующее действие монолигандных ФКТ определяется в основном ионами титана, а разнолигандных - как ионами, так и лигандами.
При обосновании биогенности титана исходили из особенностей ответных реакций организма на введение ФКТ. Титан постоянно содержится в организме человека и животных (~10-6%). Суточное поступление титана в организм человека составляет 850 мкг. Отмечено возникновение заболеваний при нарушении обмена титана. Титан входит в состав плазмы крови, печени, желез внутренней секреции. Цельная кровь имеет 0,53 мкг%, до 1% содержится в гамма-глобулиновой фракции белков крови. В крови беременных женщин и у новорождённых повышенное содержание титана, в женском молоке 0,0136 мкг%. Титан постоянно содержится в эмбрионе. Соединения титана участвуют в процессах эмбриогенеза. При введении 0,05 мг титана многоплодие свиноматок повышается на 16%. Выживаемость поросят увеличивается на 37%, рост живой массы на 45%. Отмечена интенсификация анаболических процессов, повышается иммунобиохимический статус. Изучены особенности клинических, гематологических и морфологических параметров организма. ФКТ оказывает выраженное иммуностимулирующее и метаболическое действие.
Изучено влияние ФКТ на процесс фотосинтеза, антиоксидантные свойства, резистентность организма к неблагоприятным метеорологическим и экологическим факторам окружающей среды -морозостойкость, засухоустойчивость, устойчивость к вирусным и другим заболеваниям. Повышаются антиокислительные свойства, содержание
99
ВЕСТНИК ОГУ №12/ДЕКАБРЬ'2006 Приложение БИОЭЛЕМЕНТОЛОГИЯ
нитратов снижается на 20-40%. Малые дозы ФКТ 0,15 мг/кг обладают биостимулирующим действием, а большие дозы? 80 мг/кг - иммунодепрессив-ным. Биоактивность носит интегральный опосредованный характер и достигается влиянием на различные системы организма: ферментативные, кроветворные, иммунобиохимические, антиокси-дантные, кислотно-основные, бактерицидные, микро- и макроэлементный гомеостаз. Биологическое действие изучали в широких интервалах концентраций - от 10-7 до 10-3 моль/кг. Ответная реакция носит нелинейный немонотонный характер и может быть представлена в первом приближении как сочетание гиперболы и сигмоиды, которые отражают биорегуляторные свойства, и носит дозозависимый характер. Следовательно, титан обладает высокой гомеостатической ёмкостью. ФКТ отнесены к малотоксичным соединениям. Показана биологическая роль ФКТ в сохранении и коррекции элементного и молекулярного гомео-стаза. ФКТ повышают в крови содержание церу-лоплазмина в 1,4-1,7 раза. ФКТ обладают нейтра-
лизующим, элиминирующим действием на ксенобиотики, снижают в организме содержание свинца, никеля на 80-95%, обеспечивают сбалансированное минеральное питание.
Итак, ФКТ оказывают выраженное иммуностимулирующее и метаболическое действие, активно включаются в процессы повышения резистентности организма, сохранения антиокислительного гомеостаза. Ферментативное действие ФКТ аналогично действию пероксидазы и каталазы, но более эффективно. Представлен механизм их действия. Рассмотрена уникальная роль и возможность управления сопряженной редокс-системой Т14+/Т13+. Следовательно, ФКТ обладают полифункциональным действием. Установлено более 10 биоэффектов в результате взаимодействия ФКТ с биологическими системами: метаболический, иммунотропный, антиоксидантный, адаптоген-ный, стимулирующий, репродуктивный, бактерицидный, буферный, микроэлементный, детоксика-ционный, дозо- и природозависимый, которые указывают на биогенность элемента титана.
Список использованной литературы:
1. Жолнин A.B. Антиоксиданты на основе фосфорсодержащих комплексонатов металлов. Актуальные проблемы медицинской науки и практического здравоохранения. - Труды научной сессии, посвященной 60-летию медицинской академии. - Челябинск: Изд-во ЧелГМА, 2004. - 160 - C. - С. 131-132.
2. Жолнин A.B. Биологическое значение титана. Техногенез и биогеохимическая эволюция таксонов биосферы. М.: Наука, 2003 -351с. / Тр. биохим. лаб. - Т. 24 - С.289-300.
100 ВЕСТНИК ОГУ № 12/ДЕКАБРЬ 2006 Приложение БИОЭЛЕМЕНТОЛОГИЯ ТЛИ,LAB"
