CC BY
6
УДК 615.849.2.015.25:668.393.54
ВЛИЯНИЕ АЛЬГИНОВОЙ КИСЛОТЫ НА ОТЛОЖЕНИЕ В ОРГАНИЗМЕ Sr90 И Са45 ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ПОСТУПЛЕНИИ
М. Ю. Долматова, 3. В. Дубровина
^следования ряда авторов (Paul и соавт.; Waldron-Edward и соавт., 1964, 1965; Skoryna и соавт.) показали защитное действие альгината натрия против отложения в организме радиоактивного стронция. В оптимальных условиях альгинат натрия снижал усвоение радиоактивного стронция в 4—5 раз и в значительно меньшей степени действовал на радиоактивный кальций, уменьшая его задержку в 1,2—1,6 раза. Наши исследования с «пищевым» альгинатом натрия отечественного производства подтвердили эти данные, а также убедили нас в том, что еще большей эффективностью обладает полученная из альгината альгиновая кислота; она снижала задержку Srs0 в скелете крыс в 10—16 раз по сравнению с контролем. Но более эффективно она связывала Са45, отложение которого в кости уменьшалось в 2—3 раза. Возникал вопрос, можно ли использовать альгиновую кислоту в случае хронического поступления Sr80, которое является характерным для этого радиоизотопа. Не приведет ли длительное потребление кислоты к нарушению кальциевого баланса в организме и как следствие к усилению включения Sr90 в кость и соответственно к снижению защитного эффекта кислоты с течением времени?
Результаты хронического эксперимента, проведенного Skoryna и соавт., не могли дать ответа на эти вопросы, во-первых, потому что ими использовался альгинат натрия, а не кислота и, во-вторых, связывание Sr90 и Са45 в их опыте было значительно ниже, поскольку доза альгината была очень мала (по 0,14 г на животное), поэтому отчетливый дефицит кальция мог и не развиться (эффект альгината натрия, по данным этих авторов, в течение 55 суток опыта был стабильным: задержка Sr60 снижалась в 1,3 раза, а отложение Са45 практически не изменялось).
Решение указанного вопроса явилось основной целью настоящей работы. Кроме того, мы попытались оценить возможное влияние длительного поступления кислоты на рост животных, кальциевый обмен, а также на содержание в органах и тканях некоторых биологически важных минеральных элементов, таких, как железо.
Методика опыта была следующей. 60 крыс-самцов со средним весом 179±6 г разделили на 2 группы; одна из них являлась контрольной, а вторая (опытная) получала в первые дни опыта альгиновую кислоту в дозе 1,2 г в сутки, что составляло около 7% сухого веса пищи. Рацион состоял из мяса, овсяной крупы, картофеля, пшена, хлеба, растительного масла, рыбьего жира, дрожжей и соли. Он давал 68 кал, отношение белки/жиры/углеводы равнялось 1:1:3,3, т. е. оказалось близким к оптимальному. С рационом в организм животных поступало 6 мг кальция. Недостающее до нормы количество его добавляли в корм в виде раствора СаС12 из расчета по 32 мг Са2+ на 1 животное в сутки. Поступление фосфора составляло 30 мг в сутки. Растворы SreoCl2 и Са*®С12 в дозе по 0,5 мкк на 1 животное в сутки вводили в корм вместе с хлоридом кальция. Каждые 10 дней количество корма, а вместе с ним все виды добавок увеличивали на 10%.
Животных забивали через 3, 10, 20, 30 и 43 суток от начала опыта. От каждого из них брали на анализ по 2 бедренные кости и кровь. Радиометрию проб осуществляли относительным методом на установке Б-2 со счетчиком типа БФЛ-Т-25 с толщиной окна 1,9 мг/см2. Отделение Sr90 от Са4Б осуществляли при помощи алюминиевого фильтра толщиной 82 мг/см2. Ошибка счета не превышала для Сг'° 5%, для Са45 10%. В качестве эталонов сравнения использовали золу активного рациона крыс.
Содержание кальция в золе бедренных костей и рационов определяли оксалатно-пер-манганатным методом. Общее содержание железа в крови анализировали по методу Лорбера.
Вес животных в течение всего опыта в обеих сравниваемых группах был одинаковым и составлял 176 + 3 и 179 + 2 г вначале и 282 + 6 и 285 + 7 г в конце.
В табл. 1 приведены данные о содержании в кости кальция, по которым можно рассчитать скорость прироста этого микроэлемента в 2 бедренных костях за время опыта. Так, средняя скорость прироста кальция в 2 бедренных костях с 3-х по 43-е сутки составляла 1,8 + 0,1 мг в сутки в 1-й группе и 1,7 + 0,1 мг в сутки во 2-й группе, т. е. была практически одинакова.
Если содержание кальция в 2 бедренных костях равно 10% общего количества его в скелете, то в соответствии с полученными данными прирост этого микроэлемента в целом скелете должен равняться 17—18 мг в сутки.
В табл. 2 представле-
ны данные о кратности накопления в скелете Бг90 и Са45 (отношение активности скелета к активности
Таблица 1
Содержание кальция в 2 бедренных костях животных за период опыта (М±т)
Таблица 2
Влияние альгиновой кислоты на отложение Sr90 и Ca*5
в скелете животных
(О = « ^ Содержание кальция
Н X на« ° с * (в мг)
2 ° >.
5я" 1-я 2-я
(контрольная) (опытная)
группа группа
3 128,2+2,5 116,8±9,0
10 129,0± 3,8 120,2± 7,3
20 140,0± 7,1 141,8±5,2
30 177,8± 10,7 161,0±3,1
43 199,8±2,8 184,2±5,3
Группа Время от начала опыта (в сутках) Кратность накопления КД Sr"/Ca«» в системе кость —рацион КЭф альгиновой кислоты на
Sr" Ca« Sr" Ca41
1-я (контрольная) 3 10 20 30 43 0,9 3,0 4,2 5,6 6,9 2,0 6,3 9,9 14,3 15,8 0,46 0,48 0,42 0,39 0,45
2-я (опыт- 3 0,09 1,1 0,09 9,7 1,9
ная) 10 0,37 4,0 0,09 8,2 1,6
20 0,62 7,4 0,09 6,7 1,3
30 0,95 11,5 0,08 5,9 1,2
43 1,29 15,8 0,12 5,4 1,0
ö
§
70 60 SO -40 -
^ f
суточного рациона), коэффициенте дискриминации Sr90 по отношению к Ca45 в системе кость—рацион (КД Sr90/Ca45) и коэффициенте эффективности действия альгиновой кислоты на отложение Sr90 и Ca45 (КЭф), рассчитанном как отношение задержки изотопа в контрольной и опытной группах.
Из представленных данных хорошо видно, что добавка альгиновой кислоты привела к значительному снижению отложения в скелете радиоактивного стронция (в 10 раз в первые дни) и в меньшей степени подействовала на Ca45, понизив его задержку только в 2 раза. Это привело к тому, что коэффициент депонирования (КД) Sr9°/Са45 в системе кость—рацион понизился в 4—5 раз по сравнению с контролем.
Вместе с тем обращает на себя внимание снижение эффективности действия кислоты с течением времени почти в 2 раза.
Существуют сведения, что влияние альгиновой кислоты на выведение натрия из организма людей и собак с течением времени снижается (А. Хеминг и Фланогон). Этот факт авторы предположительно объяснили расщеплением альгиновой кислоты в желудочно-кишечном тракте при длительном ее поступлении. Однако экспериментально такое предположение не подтверждено] (Feldman и соавт.).
го зо
Сутки
Отложение Бг80 и Са46 в скелете подопытных и контрольных животных в течение опыта (в % к поступившему количеству).
На оси ординат—отложение Зг"0 и Саи (в % к поступившему количеству); на оси абсцисс — время (в сутках).
Снижение эффективности действия альгиновой кислоты в нашем случае можно объяснить на основе анализа динамики накопления обоих изотопов и состояния кальциевого обмена кости.
Из рисунка, иллюстрирующего процент задержки в кости Sr80 и Са45 в течение опыта, видно, что в контроле наблюдается типичный ход кривой, показывающей отложение доли поступающего радиоактивного стронция в скелете и соответствующей литературным данным (Б. Н. Анненков, и соавт.; A. JI. Рубановская и В. Ф. Ушакова), с течением времени процент задержки снижается и примерно к концу месяца становится относительно постоянным. Как известно, это объясняется увеличением доли выводимой из скелета активности с течением времени. Совершенно иная картина наблюдается в опытной группе: в течение всего опыта задержка Sr90 в скелете была постоянной и составляла в среднем 3,2% (Sr90) и 37,5% (Са46). Это свидетельствует о практическом отсутствии выведения активности из скелета за весь срок опыта.
Мы рассчитали количество «пищевого» кальция, задерживающегося в скелете в различные периоды (по отношению Са45 в скелете:
Са46 в рационе . „ „
Са стаб- в рационе^- РезУльтаты расчетов приведены в табл. 3.
Как видно из табл. 3, в 1-й (контрольной) группе количество задерживающегося в кости «пищевого» кальция снижалось с течением времени и к концу наблюдения (когда в кости достигалось относительное равновесие с обменной фракцией) соответствовало приросту кальция в кости (18 мг в сутки). Во 2-й (опытной) группе в течение всего эксперимента в кость поступало 14—17 мг кальция в сутки и вся эта масса задерживалась там, образуя прирост. В этом случае наблюдается картина, типичная для животных с дефицитом кальция в рационе: весь усваивающийся кальций откладывается в кости, обусловливая прирост его, а выведение из организма кальция за счет нормальной резорбции кости, как видно, сильно подавлено. Практически полное отсутствие выведения Са45 из скелета крыс при дефиците кальция в рационе отмечали Palmer и Thompson. Это обстоятельство может в полной мере объяснить полученные данные о снижении эффективности альгиновой кислоты с течением времени: при длительном ее поступлении и достаточно высокой связующей способности развивается дефицит кальциевого обеспечения кости, который приводит к нарушению нормального процесса обмена и как следствие к уменьшению нормального выведения активности из скелета, а соответственно и к снижению защитного эффекта с течением времени. Этот результат, очевидно, будет наблюдаться и при применении любых других защитных препаратов, если они будут связывать не только стронций, но и кальций, уменьшая его отложение в скелете хотя бы только в 2 раза.
Исследование содержания железа в крови опытных и контрольных крыс за период опыта показало, что альгиновая кислота при длительной добавке ее к рациону практически не влияет на содержание этого микроэлемента в крови. Этот факт, по-видимому, может быть объяснен тем, что в содержимом желудочно-кишечного тракта железо находится в виде гидроокиси, которая не взаимодействует с альгиновой кислотой (при рН>3,0 образуется гидроокись железа), так как содержимое желудка имеет рН 3,0—5,0, а содержимое кишечника — еще более высокое рН. Кроме того, известно, что введение в желудочно-кишечный тракт органических кислот способствует всасыванию железа.
Из сказанного следует, что в случаях кратковременного поступления Sr80 альгиновая кислота может быть использована в дозах, рассматриваемых в данном эксперименте (весовое отношение Са2+ к препарату 1:30); при этом задержка Sr90 в скелете может понизиться в 8—10 раз. Для того чтобы препарат не повлиял на баланс кальция в организме, необходимо использовать кислоту в более низких дозах. В этих условиях она может
понизить отложение радиоактивного стронция в 4—5 раз. Количество препарата, которое понадобится для достижения такого эффекта, может быть рассчитано по данным о зависимости эффекта от дозы вещества.
Так, для получения кратности снижения задержки Sr90 в организме, равной 4—5 по сравнению с контролем, весовое отношение кальций/альги-новая кислота должно составлять 1:15—1:18.
ЛИТЕРАТУР А
Анненков Б. Н., Бахарева 3. А., Чухин С. Г. В кн.: Распределение, биологическое действие, ускорение выведения радиоактивных изотопов, 1964, с. 131. — РубановскаяА. А., Ушакова В. Ф. В кн.: Материалы по токсикологии радиоактивных веществ. М., 1957, с. 13. — X е м и н г А., Ф л а н а г а н Т. В кн.: Ионообменные смолы в медицине и биологии. М., 1956, с. 251. — Feldman Н., U г b а с h К., Naegele Ch. et al. Proc. Soc. exp. Biol. (N. Y.), 1952, v. 79, p. 439. —Palmer R., Thompson R., Am. J. Physiol., 1964, v. 207, p. 561. — P a u 1 Т., W a 1 d г о n -Edword D.,Skoryna S., Canad. med. Ass. J., 1964, v. 91, p. 553. — SkorynaS., Paul Т., Waldron-Edward D„ Ibid., 1965, v. 93, p. 404. — W a 1 d г о п -Edward D., P a u 1 Т., S k о г у n a S., Ibid, p. 1006. — Idem, Nature, 1965, v. 205, p. 1117.
Поступила 8/XII 1968 r.
EFFECT OF ALGINIC ACID ON THE DEPOSITION OF SR»o AND CA<» IN THE BODY IN CASE OF THEIR LONG INTAKE
M. Yu. Dolmatova, Z. V. Dubrovina
A long-term experiment carried out over adult rats showed alginic acid to have a ligh protecting effect against the action of radioactive strontium. However, this effect diminished eventually. Alginic acid was noted to affect selectively radioactive strontium in comparison with calcium.
УДК 612.751.1.015.31:546.421:612.799.1.015.31;546.421614.73
Бг90 В ВОЛОСАХ КАК ИНДИКАТОР СОДЕРЖАНИЯ ЕГО В КОСТНОЙ ТКАНИ ЧЕЛОВЕКА
В. А. Антонова, Н. С. Швыдко
Ленинградский научно-исследовательский институт радиационной гигиены Министерства здравоохранения РСФСР
В последние годы все чаще появляются сообщения о косвенных методах прижизненной оценки уровней загрязнения организма человека радиоактивными изотопами, в частности об анализе для этой цели волос. В 1963 г. Hopkins сообщил об аккумуляции значительного количества Sr90 в волосах крыс, которым вводили определенную дозу радиоактивного изотопа. Автором было высказано предположение, что анализ волос может служить методом измерения содержания Sr90 в организме. В дальнейшем эту гипотезу подтвердили в опытах на собаках Dela-Rose и соавт. Magno и Baratta, Moeller и соавт. представили предварительные данные, из которых следует, что содержание Sr90 глобального происхождения в волосах людей, по-видимому, коррелирует с уровнями изотопа в рационе, хотя недостаток материала не позволил авторам вычислить соответствующие отношения.
Нашей целью было изучить в динамике уровень загрязнения Sr90 волос и костной ткани человека и выяснить возможности прижизненной оценки заражения этим изотопом организма по анализу волос для условий хро-
