CC BY
71
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2005
РАДИОСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ОКСИДАТА ТОРФА
КОЗИН В.М., СЕМЕНОВ В.М., ЯНУШЕВСКИЙ Д.С., КОЗИНА Ю.В.
УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет»
Резюме. Оксидат торфа (ОТ) способен сорбировать in vitro и in vivo Cs - 137. Максимальная сорбционная емкость препарата in vitro проявляется при нейтральном pH среды и равна 15 Бк/мг. Введение ОТ перед затравкой крыс цезием-137 частично блокирует (на 44%) всасывание изотопа в желудочно-кишечном тракте животных. Многократное введение ОТ затравленным Cs-137 крысам снижает на 10% содержание радиоизотопа в организме животных.
Ключевые слова: оксидат торфа, радиоцезий, радиосорбционные свойства, эксперимент.
Abstract. Peat oxidate is able to absorb Cs - 137 in vitro and in vivo. Maximum absorptive capacity of the preparation in vitro manifests itself when medium pH is neutral and equals 15 Bq/mg. The introduction of peat oxidate before the priming of rats with Cs-137 partially blocks up (by 44%) isotope absorption in animal gastrointestinal tract. Repeated peat oxidate introduction to Cs-137 primed rats decreases by 10% the content of radioisotope in animal organism.
Радиоэкологическая обстановка, сложившаяся на территории нашей республики, требует поиска эффективных путей и способов профилактики хронического воздействия на организм человека малых доз внешнего и инкорпорированного излучения за счет радионуклидов, потребляемых преимущественно с пищей и водой. В этой связи разработка препаратов, препятствующих поступлению радионуклидов в организм, а также способствующих их выведению, приобретает важное значение.
В настоящее время для выведения радионуклидов из организма испытаны многие синтетические органические и неорганические иониты, а также сорбенты типа угля СКН и др. В то же время особое внимание привлекают препараты, полученные на основе природ-
Адрес для корреспонденции: 210035, г. Витебск, ул. Смоленская, д.5, корп. 1, кв. 11, р. тел. 37-28-02, д. тел. 27-65-45. - Козин В.М.
ного сырья, способные эффективно связывать радионуклиды. К группе природных сорбентов относят, например, пектины. Можно предположить, что радиопротекторными свойствами могут обладать также гуминовые соединения, содержащиеся в препарате «Оксидат торфа» («ОТ»), технология получения которого разработана в Институте проблем использования природных ресурсов и экологии НАН Беларуси.
Известно, что гуминовые вещества хе-латируют соли тяжелых металлов, подавляя их гистоповреждающее действие (В. М. Боголюбов, Г.Н. Пономаренко, 1996). «ОТ» применяется в качестве биостимулятора в растениеводстве, для увеличения привесов в животноводстве (Г.В. Наумова и соавт., 1999), наружного лечения дерматозов (В.М. Козин, 1998, Э.С. Кашицкий и соавт., 1999), заболеваний желудочно-кишечного тракта (Н.Е. Федоров и соавт., 1994).
Целью настоящего исследования явилось экспериментальное изучение радиосор-бентных свойств оксидата торфа.
Для достижения намеченной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Провести изучение радиосорбцион-ных свойств препарата «ОТ» в пробирочных опытах.
2. Изучить способность препарата «ОТ» выводить радионуклиды из организма животных.
Методы
За основу была взята следующая схема испытания:
1. Опыты «in vitro»
1.1. Общая схема испытания:
- 0,4 мл водного раствора препарата «ОТ» соединяли с 0,1 мл хлористого цезия-137 и инкубировали 1 ч при 250С;
- суспензию осаждали спиртом (конечная концентрация - 75-80%) и дважды центрифугировали при 5000 g в течение 15 мин;
- далее промывали осадок 75% спиртом и суспензию повторно центрифугировали;
- проводили суспензирование экстракта и перенос во флаконы (объем раствора 1 мл);
- замеряли активность образцов на многоканальном анализаторе.
1.2. Проводили определение действующей дозы и емкости препарата «ОТ» при различных рН водного раствора хлорида цезия-137 и влияние рН содержимого кишечника и желудка на эти показатели.
1.2.1. Действующую дозу препарата «ОТ» определяли при добавлении к 0,4 мл раствора, содержащем в пробах 3,5; 7,5; 15 и 30 мг препарата, по 0,1 мл хлорида цезия-137 (100 Бк).
1.2.2. Сорбционную емкость препарата «ОТ» определяли добавлением к 0,4 мл раствора препарата «ОТ» (15 мг) по 0,1 мл хлорида цезия-137 с активностью 50, 100 и 500 Бк в образце и последующим измерением радиоактивности.
1.2.3. Влияние рН среды изучали в серии опытов (с учетом рН желудочного сока 2,1, нейтральном рН 6,8 и рН кишечника 7,7) путем добавления к 0,4 мл, содержащем 15 мг
препарата «ОТ», 0,1 мл хлорида цезия-137 с активностью 500 Бк.
2. Опыты «in vivo»
Исследования проведены на 6-месячных крысах массой 200г в серии опытов:
- контроль: введение животным по 1 мл хлорида цезия-137 с конечной активностью 2,5 кБк;
- введение крысам per os 500 мг/кг препарата «ОТ», через 10 мин 2,5 кБк цезия-137 и измерение радиоактивности спустя 24 часа (препарат «ОТ» + цезий-137);
- введение крысам 2,5 кБк хлорида цезия-137 и далее через сутки по 500 мг/кг препарата «ОТ» на протяжении 7 суток с замером радиоактивности на 2-, 5-, 10-, 14- и 17-е сутки (цезий-137 + «ОТ»).
3. Определение радиоактивности образцов
Определение радиоактивности образцов препарата осуществляли на программируемом многоканальном анализаторе «NOKIA» IP 490013 с германиевым диффузно-дрейфовым детектором ДГФК-80Б-3. Данная аппаратура позволяет регистрировать гамма-излучение в диапазоне энергий от 0,05 до 10,0 Мэв.
Чувствительность регистрации для энергии 1332 кэв - не менее 80%, энергетическое разрешение - не более 3,3 кэв. Количественное определение радионуклидов в исследуемых образцах с вычитанием естественного фона осуществляли пакетом программ «ASPRO». Результаты исследования выводили на принтер в следующем виде:
1) название радионуклида;
2) общее количество гамма-линий спектра, отнесенных к данному нуклиду, в т. ч. свободных от интерференции;
3) средневзвешенное значение абсолютных активностей нуклидов в Бк по всем линиям нуклидов, найденных в спектре, и по линиям, свободным от интерференции;
4) среднеквадратичное отклонение средневзвешенных значений абсолютных активностей в Бк и в %.
Уменьшение внешнего гамма-излучения достигалось свинцовым экраном толщиной 100 мм.
Таблица 1
Динамика сорбции цезия-137 при различных концентрациях препарата «ОТ» в пробе (п=9)
Количество препарата «ОТ» в пробе (мг) Связывающая доза (Бк)
3,5 59,0 ± 13,0
7,5 72,0 ± 8,0
15,0 94,0 ±10,0*
30,0 91,0 ± 11,0*
Примечание: *Достоверные различия с пробой, содержащей 3,5 мг препарата «ОТ».
Таблица 2
Сорбционная емкость препарата «ОТ» (n=9)
Активность цезия-137 (Бк) Сорбционная емкость препарата «ОТ» (Бк)
50 54,0 ± 12,0
100 94,0 ± 10,0*
500 259,0 ± 68,0**
Примечание: * Достоверные различия с пробами, содержащими 50 Бк.
** Достоверные различия с пробами, содержащими 100 Бк.
Таблица 3
Влияние рН среды на сорбцию препаратом «ОТ» Cs-137 (n=9)
pH в пробах Сорбционная емкость (Бк)
2,1 175,0 ±43,0
6,8 259,0 ±63,0
7,7 106,0 ± 25,0*
Примечание: * Достоверные различия с р Н в пробах 6,8.
Результаты и обсуждение
Оптимальное связывание препаратом «ОТ», вносимых 100 Бк цезия-137, может быть достигнуто в пределах концентраций первого в пробе от 7,5 до 15 мг (табл. 1).
Полученные результаты подтверждаются материалами другой серии опытов по изучению сорбционной емкости препарата «ОТ» (табл. 2). Так, внесение к заданному количеству «ОТ» (15 мг) хлорида цезия с активностью 50, 100 и 500 Бк показало, что 1 мг препарата может связывать не менее 15 Бк радионуклида.
Выраженная сорбционная активность препарата «ОТ» выявляется преимущественно при нейтральном рН среды (табл. 3). Такая реакция, вероятно, обусловлена непрочностью связи цезия с сорбирующими компонентами препарата, т. к. дальнейшее подщелачивание среды до pH 7,7 существенно снижает сорбционную активность препарата «ОТ».
Опыты на животных (табл. 4) показали, что препарат «ОТ» препятствует всасыванию радиоцезия. Так, спустя сутки после применения крысам «per os» препарата «ОТ» (из расчета 500 мг/кг) за 10 мин до введения цезия-137 содержание этого радиоизотопа в организ-
Таблица 4
Влияние препарата «ОТ» на динамику накопления и выведения радионуклида С8-137 из организма крыс (кБк)
Динамика исследований Группы животных
Контроль (п=8) Препарат «ОТ» + цезий-137 (п=8) Цезий-137 + «ОТ» (п=8)
2-е сутки 2,0 ± 0,5 1,39 ± 0,9* 1,90 ± 0,63
5-е сутки 1,9 ± 0,38 - 2,10 ± 0,45
10-е сутки 1,80 ± 0,50 - 1,30 ± 0,36
14-е сутки 1,50 ± 0,29 - 1,20 ± 0,32
17-е сутки 1,10 ± 0,21** - 0,90 ± 0,20**
Примечание: *Достоверные различия с исходной введенной активностью цезия-137 2,5 кБк. ** Достоверные различия с результатами на 2-й день опыта.
ме животных снижалось на 44,4% (если принять за 100% исходную активность 2,5 кБк).
Как показывает анализ результатов табл. 4, полученный препарат из торфа способствует выведению из организма радионуклидов, проявляя определенные энтеросорбентные свойства. Так, у животных, которым вводили препарат «ОТ» в течение 7 дней после затравки цезием-137, к 17-му дню опыта в организме оставалось около 36% исходного количества радионуклида, что на 10% ниже, чем у крыс, не получавших препарат.
Выводы
1. Оксидат торфа способен сорбировать радионуклиды (цезий-137).
2. Максимальная сорбционная емкость оксидата торфа проявляется при нейтральном рН среды и равна 15 Бк/мг. Сдвиг рН среды в щелочную среду значительно снижает сорбционные свойства данного препарата.
3. Введение оксидата торфа животным накануне затравки радиоцезием из расчета 500 мг/кг частично блокирует всасывание в желудочно-кишечном тракте цезия-137.
4. Введение оксидата торфа затравленным цезием-137 животным стимулирует процесс выведения из организма радиоцезия.
5. Проведенные исследования являются основанием для дальнейшего изучения возможностей применения препарата «Оксидат торфа» в качестве радиосорбента с целью снижения уровня поступления и выведения из организма человека радионуклидов.
Литература
1. Боголюбов, В.М. Общая физиотерапия/ В.М. Боголюбов, Г.Н. Пономаренко. - М.: СПб., СЛП, 1996.- С.433- 437.
2. Технологические аспекты получения и использования лечебных препаратов из торфов и сапро-пелей / Э.С. Кашицкий [и др.] // Известия Белорусской Инженерной Академии. - 1999. - №2(8). -С.53-56.
3. Козин, В.М. Технология применения оксидата торфа для наружной терапии дерматозов/ В.М. Козин // Вестник фармации. - 1998. - №2-3. - С. 59-62.
4. Использование оксидата торфа в растениеводстве и в рационах молодняка крупного рогатого скота / Г.В. Наумова [и др.] // Известия Белорусской Инженерной Академии. - 1999. - №2(8). - С. 49-53.
Лечение язвенной болезни вытяжкой из торфа / Н.Е. Федоров [ и др.] // Сборник научных статей сотрудников отделенческой клинической больницы ст. Витебск, кафедр общей хирургии и пропедевтики внутренних болезней ВМИ. - Витебск, 1994. - С. 189-194.
Поступила 07.10.2005 г. Принята в печать 28.12.2005 г.
