СРАВНИТЕЛЬНОЕ ПОВЕДЕНИЕ Sr89 И Ba140 В КОЖЕ ПОСЛЕ ИХ НАКОЖНОЙ АППЛИКАЦИИ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

те н бур г С. О. В кн.: Опыт изучения периодических изменений физиологических функций организма. М., 1949, с. 207. — Тарасов JI. А. Гиг. и сан., 1967, №4, с. 108. —Эдель-Смольников А. И. Врач, дело, 1934, № 10, с. 679. — L i n d-h а г d I. В кн.: Е. Dietrich, S. Kaminer. Handbuch der Balneologie medizinischen Klima-tologie und Belneographie. Leipzig, 1924, Bd 4, S. 326. — W i 1 s о n O., Metabolism., 1956, v. 5, p. 531.

Поступила 26/X 1970 г.

HYGIENIC STANDARDIZATION OF THE MICROCLIMATE IN ROOMS FOR

CHILDREN LIVING IN VARIOUS CLIMATIC ZONES

E. I. Korenevskaya, G. V. Terentieva, N. G. Diyachkova, M. P. Rozhina

The authors studied the thermal state of school children living in the first, second and fourth climatic zones. The investigations were carried out in class-rooms during a cold season. The limits of the microclimatic zone of thermal comfort and that of moderate strain of the thermoregulation in school pupils were determined in the above mentioned climatic zones.

УДК 612.791:[546.42.02.89 +546.431.02.140

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ПОВЕДЕНИЕ Sr89 И Ba140 В КОЖЕ

ПОСЛЕ ИХ НАКОЖНОЙ АППЛИКАЦИИ

И. С. Швыдко, JI. А. Ильин, Т. А. Норец, В. А. Антонова

Ленинградский научно-исследовательский институт радиационной гигиены Министерства

здравоохранения РСФСР

Мы ставили перед собой цель — выявить основные биокомпоненты кожи, ответственные за связывание радиоизотопов стронция и бария, и провести сравнительный анализ поведения в кожных структурах этих 2 щелочноземельных радионуклидов. Опыты поставлены на 4-недельных поросятах, на область живота которых наносили раствор, содержащий Ва140 и Sr89. Через 15 мин. и 24 часа аппликации радиоактивного раствора поросят забивали; очищенные альгезивным методом участки кожи резали на замораживающем микротоме на горизонтальные слои. Поскольку некоторые слои кожи (эпидермис, дерма и подкожная клетчатка) имеют различный биохимический состав, а поведение депонированных тканями радиоизотопов зависит от биологических особенностей среды, их исследовали отдельно. При этом эпидермис условно рассматривали как сумму отдельных слоев толщиной 90 мку дерму —толщиной 1500 мк\ подкожную клетчатку отделяли визуально. В каждом полученном слое кожи выделяли жирорастворимую, водорастворимую и «остаточную» фракции.

Разделение и определение Ва140 и Sr89 в выделенных фракциях проводили после предварительного «мокрого» сжигания проб смесью азотной кислоты и перекиси водорода для полного разрушения и удаления органических примесей, используя общепринятые радиохимические приемы (Ю. М. Толмачев).

Судьба нанесенных на кожу радионуклидов, в том числе и щелочноземельных, определяется не только их химическими свойствами и спецификой органа, но зависит также от физико-химического состояния радиоизотопов в исходном растворе. Используя методы диализа, электродиализа и ультрафильтрацию, мы установили, что практически Sr89 и Ва140 в рабочем растворе (рН 3,0—4,0) находились в виде положительно заряженных ионов. Эти химические формы нанесенных на кожу радионуклидов стронция и бария вряд ли будут резко изменены ее поверхностными структурами, так как известно, что кожа покрыта пленкой, имеющей кислую реакцию (Roth-man), которая сохраняется в роговом слое. Поэтому, анализируя полученный материал, мы будем считать, что преимущественной и исходной формой радиоизотопов, вступающих во взаимодействие с теми или иными соединениями кожи, были положительно заряженные катионы Sr++ и Ва++.

Таблица 1

Содержание Бг89 и Ва140 в отдельных фракциях кожи через 15 мин. и 24 часа после

их накожной аппликации (в % от суммы во всей коже)

Фракция Бг89 Ва*40

15 мин. 24 часа 1 5 мин. 24 часа

Жирорастворимая ....... Водорастворимая........ Остаточная........... 10,6±2.4 16,9±5,8 72,5±22,5 10,1±3,1 11,9±2,9 78,0±11 ,9 | 13,4±3,8 9,0±2,4 77,6±12,6 8,8±2,0 6,4±2,5 84,7± 10,0

Примечание. Каждое значение —среднее из 6 проб.

Полученные данные, характеризующие распределение Ва140 и Эг89 между отдельными биокомпонентами кожи, представлены в табл. 1.

Представленные данные свидетельствуют о том, что временной фактор в изученном диапазоне не влияет на распределение Бг89 и Ва140 между отдельными составляющими кожи: в пределах ошибки эксперимента нет разницы между относительным количеством радионуклидов, обнаруженных в той или иной фракции через 15 мин. и 24 часа после их накожной аппликации. Отсюда следует, что процессы фиксации радиоактивных изотопов бария и стронция различными макрокомпонентами кожи происходят практически сразу после загрязнения ими кожных покровов.

Такой вывод позволяет привести усредненные по времени величины.

Ввиду того что стронций и барий как элементы основной подгруппы 2-й группы периодической системы, являясь химическими аналогами, обладают близкими химическими свойствами, а также, что закономерности обмена радиоизотопов в том или ином органе в значительной степени определяются их химическими свойствами, в частности растворимостью соединения, устойчивого при рН среды, склонностью к образованию комплексных соединений и т. д., ожидать резко отличного поведения в коже обоих радионуклидов не следовало. Однако известно, что в соответствии с уменьшением напряженности ионного поля и величины ионизационного потенциала способность к комплексообразованию у бария, например, меньше, чем у стронция. Хотя ни один из этих элементов не дает прочных комплексных соединений, константы нестойкости комплексов с аланином, щавелевой, молочной и другими кислотами больше у бария, чем у стронция (К. В. Яцмирова и В. И. Васильев).

По растворимости многие их соединения также значительно отличаются. Возможно поэтому было предположить, что при попадании их в кожу на фоне общности химических свойств будет проявляться химическая индивидуальность элемента. Из

^ Таблица 2

Среднее содержание 8г89 и Ва140 в различных фракциях кожи (в % от суммы во всей коже)

табл. 2 видно, что при таком «грубом» разделении кожи на отдельные фракции, каждая из которых содержит большое число различных активных биокомпонентов, специфика бария и стронция маскируется и на первый план высту п а ют г р у п повые свойства элементов. Тем не менее в водорастворимых экстрактах содержится примерно в 2 раза меньше Ва140, чем Бг89.

Мы полагаем, что этот факт, а также то, что в нерастворимых в воде белках обнаружено несколько большее по сравнению со Бг89 содержание Ва140, отчасти связаны с присутствием в остаточных фракциях кожи хондро-

Фракция 5г"» • Ва140

Жирорастворимая .... Водорастворимая..... Остаточная ....... Ю,3±2,7 14,4±4,3 75,3±17,2 11, 1±2,9 7,7±2,4 81,2±11,3

итинсульфатов, содержащих свободные для взаимодействия с катионами S04~" группы (McDonald и соавт.).

Принимая во внимание меньшую растворимость BaS04 (2,4-10"4 г на 100 г воды) по сравнению с растворимостью SrS04 (1,14-10~2 г на 100 г воды), можно полагать, что активные группы мукополисахаридов способны более прочно по сравнению со Sr++ фиксировать Ва++ (Ю. Ю. Лурье).

Сложный и многообразный набор липидов в коже не позволяет однозначно выделить ту или иную структуру, ответственную за связывание Sr89 и Ва140 этими компонентами. Очевидно, наиболее активными в этом

Таблица 3

• ____ _

Распределение Sr89 и Ва140 между составляющими слоев кожи

(в % от суммы в каждом слое)

Объект исследования Фракция • 0 Время контакта Sr" # t • Ва140

Жирорастворимая 15 МИН. 24 часа 11,1±3,2 19,8±3,9 • 1 12,6±3,5 9,1±3,4

Эпидермис Водорастворимая 15 мин. 24 часа • • 13,4±5,3 13,7±3,7 i> 12,9±4,8 9,9±4,9

• я Остаточная 15 мин. 24 часа 75,5±29,5 66,5±15,0 • 74,5±19,6 81,0±6,4

Жирорастворимая 15 мин. 24 часа 10,0±0,8 5,0±2,8 • \ 11,5±3,5 8,1±1,6

Дерма Водорастворимая 15 мин. 24 часа 20,5±7,2 10,5±3,1 4,5±2,1 3,5±0,9

Остаточная 15 мин. 24 часа 69,5±15,8 84,5±7,8 84,0±9,5 88,5±10,4

Жирорастворимая 15 мин. 24 часа 14,0±3,8 6,4±2,4 20,0±5,5 8,7±3,6

Подкожная клетчатка Водорастворимая 15 мин. 24 часа 20,5±6,4 10,9±3,8 6,0±1,5 4,3±1,1

Остаточная • 15 мин. 24 часа 65,5±5,9 82,5±15,3 74,0±5,8 87,0±18,4

отношении являются молекулы фосфорной кислоты, входящие в состав фос-фолипидов и, по-видимому, способные выступать в роли катионообменников, замещая Н+ на Ва++ и £>г++. Для подтверждения этого предположения требуются дополнительные исследования.

Материал, характеризующий распределение Ва140 и Бг89 в отдельных фракциях эпидермиса, дермы и подкожной клетчатки, представлен в табл. 3. Два основных вывода следуют из анализа данных, приведенных в табл. 3. Во-первых, в каждом из 3 слоев кожи, как и в коже целиком, в течение суточной аппликации изотопов не происходит перераспределения Бг89 и Ва140 между отдельными фракциями. Во-вторых, в жирорастворимой и остаточной фракциях эпидермиса, дермы и подкожной клетчатки не наблюдается сепарации Бг89 и Ва140: 71—86% радионуклидов, инкорпорированных в каждом слое кожи, оказываются связанными с нерастворимыми в воде белками (в основном кератин, коллаген, эластин и мукоид), а 8—15% радиоизотопов находится в соединении с жирорастворимыми веществами.

Единственное обнаруженное различие касается соотношений радиоизотопов в водорастворимых фракциях дермы и подкожной клетчатки, в которых содержание Бг89 в 3—4 раза выше содержания Ва140.

Отмеченный факт мы ббъясняем высказанным выше предположением о более прочной фиксации ионов бария сульфатными группами мукополи-сахаридов. Отсутствие подобного явления в эпидермисе, для белковых структур которого мукоиды нехарактерны и поэтому имеется большая возможность для перехода Ва140 в водные вытяжки, дополнительно подтверждает правильность такого допущения.

Кроме того, возможен дополнительный механизм фиксации Ва140 твердой фазой за счет адсорбции коллоидных частиц на поверхности белков, так как известно, что следовые количества Ва++ в растворе могут реагировать с S04"~, образуя радиоколлоиды, даже если общая концентрация недостаточна, чтобы превысить произведение растворимости сульфата бария (Bligh и Taylur).

Относительно Sr89 такие данные отсутствуют.

Для того чтобы на основании полученных разультатов можно было хотя бы ориентировочно говорить о сравнительной степени сродства Sr89 и Ва14и к липидам и белкам, дополнительно определяли в каждой фракции количество общих липидов и общего азота. После этого, вычислив удельную активность Ва140 и Sr89 в белках (,мккюри: мг азота) и липидах {мккюри: мг липидов) остаточной и жирорастворимой фракций кожи и ее слоев, мы условно рассматривали значение отношений полученных величин как показатель, характеризующий степень сродства радионуклида к белкам и липидам. Рассчитанные данные представлены в табл. 4.

Выводы

1. После нанесения на кожные покровы Ва140 и Sr89 однотипно распределяются между жирорастворимой и остаточной фракциями эпидермиса, дермы и подкожной клетчатки.

2. В течение суток после загрязнения кожи перераспределения радионуклидов между изученными структурами не происходит.

3. Основное количество инкорпорированных кожей Ва140 и Sr89 фиксируется нерастворимыми в воде белками, к которым оба радиоизотопа проявляют больший, чем к липидам, аффинитет.

4. Количество Sr89, перешедшего в водные вытяжки дермы и подкожной клетчатки, в 3—4 раза выше количества обнаруженного в них Ва140.

ЛИТЕРАТУРА

Лурье Ю. Ю. Расчетные и справочные таблицы для химиков. M .—Л., 1947. — Толмачев Ю. М. Радиохимический анализ. М., 1958. —Bligh Р. Н., Taylor D. M., J. Biochem., 1963, v. 87, p. 612. — M с Donald R. S., Nusbaum G. V., E z m i г 1 i a n E. I., Arch. Biochem., 1953, v. 43, p. 118. — R о t h m a n S., Physiology and Biochemistry of the Skin. Chicago, 1955.

Поступила 20/X 1969 r.

COMPARATIVE CONDUCT OF SR89 AND Ba140 IN THE SKIN AFTER THEIR

CUTANEOUS APPLICATION

N. S. Shvydko, L. A. Iliin, T. A. Norets, V. A. Antonova

The paper presents quantitative data on the distribution of isotopes between lipoid soluble, water soluble and «residual» fractions of the epidermis, dermis and subcutaneous cellular tissue after application of isotopes on the skin for 15 and 24 hours. The author carried out a comparative analysis of the conduct of Sr89 and Ba140 in the skin and gave their view on the possible mechanism of fixation of these radionuclides in individual biostructures of the skin.

Таблица 4

Сравнительная степень сродства 5г89 и Ва140 к белкам и липидам кожи и ее составляющих

Объект исследования мккюри мг азота мккюри мглипидов

Sr8' Ва140

Кожа 95 105

Эпидермис 6 8

Дерма 30 23

Подкожная

клетчатка 420 350