CC BY
2
© М. Я. БОГОМАЗОВ, 1990
УД К 616.33/.34-008.6-02:615.849.1 1 -07
М. Я■ Богомазов
ВЛИЯНИЕ ОБЩЕГО РЕНТГЕНОВСКОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА ВСАСЫВАНИЕ НЕКОТОРЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ СТЕПЕНИ ИХ ОКИСЛЕНИЯ
%
ЦОЛИУВ, Москва
Участившиеся в последнее время случаи отравления тяжелыми металлами алиментарным путем (Киев, Черновцы, Эстония) требуют изучения их транспортных механизмов в организме с целью разработки рациональных санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий, с одной стороны, и определения биодоступности металлов и условий ее изменения — с другой. Для одно- и двухвалентных катионов металлов (натрий, калий, магний и др.) установлены каналы и транспортеры, однако для катионов с большей степенью окисления они практически неизвестны [5]. В связи с этим на радиобиологических моделях были проведены данные исследования.
В исследованиях использованы 288 белых беспородных крыс-самцов массой 250—300 г. Все животные были распределены на 6 групп (контрольную и опытные по 12 особей в каждой). Подопытных животных всех групп облучали на рентгеновском аппарате дозами, соответственно равными 0 (контроль), 0,25, 1, 8, 14 и 20 Гр. Источник излучения — РУМ-17, мощность экспозиционной дозы 0,7 Гр/мин. Через 0,5—1 ч после облучения животным вводили однократно перо-рально (6 крыс) и внутривенно (-6 крыс) соединение металла. В эксперименте применяли радионуклиды следующих металлов: 09Сс1 в форме
хлорида, 51Сг в форме нитрата, в форме
нитрата ванадила и 95ЫЬ в форме оксалата. Их количество составляло 0,3 мл (3,7 МБк) при внутрижелудочном и 0,2 мл (37 кБк) при внутривенном введении каждому животному. Через 1 и 3 сут после введения радионуклида животных умерщвляли под эфирным наркозом и радиометрически исследовали органы преимущественного накопления, а также плазму и эритроциты крови.
Подсчет радиоактивности проб проводили в колодезном счетчике с помощью одноканального анализатора ЫР-420 фирмы «Гамма» (ВНР). Все измерения осуществляли в спектрометрическом режиме с настройкой на фотопик соответствующего радионуклида. Коэффициент всасывания определяли по методу Ю. И. Москалева и соавт. [8]. Результаты исследования обработаны методами вариационной статистики.
Данные о всасывании исследованных металлов из желудочно-кишечного тракта представлены в таблице.
Как видно из таблицы, облучение крыс различными дозами рентгеновского излучения приводит к значительным не только количественным, но и качественным изменениям всасывания металлов. Так, в отношении Сс!2"1" имеет место вначале снижение всасывания с возрастанием дозы излучения, а затем при дозе 20 Гр, вызывающей кишечную форму лучевой болезни, происходит некоторое его увеличение. Характер такого изменения всасывания радионуклида указывает на участие в нем нескольких механизмов транспорта его через мембраны энтероцитов. Поскольку перенос двухвалентных металлов через мембраны клеток производится в основном двумя транспортными системами (Са2+-зависимым ионным каналом и АТФазой), то можно полагать, что уменьшение всасывания при дозах излучения до 20 Гр обусловлено снижением АТФазной активности энтероцитов вследствие угнетения окислительного фосфорилирования. Подтверждением этой гипотезы служат наши данные о снижении включения кадмия в эритроциты после внутривенного введения его с увеличением дозы облучения (контроль— 0,18 %, 0,25 Гр —0,07 %, Г Гр — 0,06 %, 8 Гр — 0,03 %, 14 Гр — 0,01 %). Некоторое увеличение всасывания металла при- дозе излучения 20 Гр обусловлено, возможно, усилением обменной диффузии в связи с обратным переносом электролитов, особенно натрия, из крови в кишечник. Кроме того, как нами установлено ранее [2], перенос ионов кадмия через мембраны клеток может осуществляться также с участием белкового переносчика, т. е. с помощью облегченной диффузии. Можно полагать, что доля этого механизма несколько возрастает при дозе 8 Гр, когда повышается сосудисто-тканевая проницаемость. Таким образом, воздействие ионизирующей радиации в широком диапазоне доз на организм вызывает относительно небольшие изменения во всасывании ионов двухвалентного кадмия из желудочно-кишечного тракта. Это обусловлено, возможно, существованием для него нескольких транспортных механизмов (активный транспорт, облегченная и обменная диффузии), значение которых может меняться при тех или иных условиях. Знание этих механизмов позволяет разработать рациональные меры по снижению поступления кадмия в организм алиментарным путем с помощью рационов, сбалансированных прежде
Всасывание некоторых металлов (в % от введенного количества радионуклида) из желудочно-кишечного тракта в кровь
у необлученных и облученных крыс (Л1±т)
Группа животных
Cd2+
Nb4 +
1-я (контроль)
2-я
3-я
4-я
5-я
6-я
Примечание. Звездочка
0
0,25
1 8
14 20
3,2±0,4 2,1 ±0,3 1,1 ±0,3* 1,8±0,2 1,1 ±0,2* 5,44=0,6
1,6±0,3
2,0±0,3
5,0±0,7*
1,9±0,3
3,0±0,5
0,8ч=0,1
3,4±0,4 5,3±0,6 5,5±0,7 28,0±3,0* 10,3± 1,5* 6,0ч=0,8
0,5±0,06 0,7=4=0,1 0,9±0,1 12,3=4=2,0* 3,0±0,5* 1,6=4=0,3
достоверные различия с контролем (р<Д05).
всего по белку и кальцию, с включением пектинов [2, 3].
Всасывание трехвалентного хрома увеличено примерно в 3 раза (р<С0,05) при воздействии дозы 1 Гр, в остальных группах его величина не претерпела существенных изменений. Вероятно, транспорт трехвалентного катиона через мембраны клеток желудочно-кишечного тракта осуществляется только с помощью облегченной диффузии, так как установлено, что хром в этой форме связывается только с белком [7], а биосинтез последнего активируется при данной дозе [6]. Подтверждением этого служат наши данные о том, что во всех исследованных группах через 1 сут после внутрижелудочного введения препарата метка обнаруживается только в плазме крови, т. е. связанной с белком.
Для ванадия и ниобия, находящихся в четырехвалентной форме, характерным является резкое увеличение переноса их через стенку желудочно-кишечного тракта при дозе 8 Гр, при которой развивается костномозговой синдром. В связи с тем что при различных дозах излучения характер изменения коэффициента всасывания и биораспределение в органах и тканях этих металлов практически одинаковы [1, 4], то можно заключить, что перенос их через мембраны клеток организма осуществляется одним и тем же транспортным процессом. Количественные различия обусловлены различиями в подвижности ионов. Аналогичные данные получены также, в отношении четырехвалентного 238Ри [10]. Авторы объясняют^ это явление увеличением проницаемости для комплекса плутоний — белок через клеточные барье-' ры. В ранее выполненной работе [1] с препаратами ДОКСА и ацетатом калия было установлено, что ретенция, органное распределение и выведение меченого ниобия зависят от содержания в организме только калия, причем эта зависимость носит обратный характер. Следовательно, транспорт ионов ниобия жестко сопряжен с переносом его в противоположном направлении. Вероятно, мощный обратный поток К4" при дозах 8 и 14 Гр создает на сопрягающихся мембранах органелл клеток диффузионные потенциалы, которые быстрее рассеиваются вследствие движения противоионов ниобия. Таким образом, биокинетика последнего осуществляется путем обменной диффузии (антипорта по классификации Д. Ни-
колса [9] ) Nb4+/K+. Поскольку стехиометрия обмена скорее всего равна 4, то можно предположительно говорить о синергетическом эффекте сочетанного действия ионизирующего излучения и ниобия. Вероятно, транспорт ванадия в организме также осуществляется с помощью такого механизма [4]. Поэтому одно из основных лечебно-профилактических мероприятий при воздействии на организм ионизирующего излучения и (или) тяжелых металлов ниобия и ванадия должно быть направлено на нормализацию метаболизма калия в организме, в частности минера-локортикоидной функции коры надпочечников.
Таким образом, полученные данные указывают на то, что всасывание ионов двух-, трех- и четырехвалентных металлов из желудочно-кишечного тракта в кровь осуществляется различными транспортными механизмами. Повреждение последних приводит к различным по характеру изменениям •поступления радионуклидов в организм. Знание этих механизмов необходимо для разработки рациональных лечебно-профилактических и санитарно-гигиенических мероприятий.
Выводы. 1. Всасывание двухвалентного радионуклида кадмия в форме хлорида из желу-дочно-кишечного тракта после общего рентгеновского облучения крыс различными дозами (0,25, 1,8, 14 и 20 Гр) снижается в 3 раза при дозах 1 и 14 Гр. Поступление его в кровь осуществляется преимущественно за счет активного транспорта и в меньшей степени за счет облегченной и обменной диффузий.
2. Трехвалентный радионуклид хром в катиона из желудочно-кишечного тракта общего рентгеновского облучения крыс в ком диапазоне доз всасывается в 3 раза сивнее при дозе 1 Гр. Транспорт его осуществляется с помощью облегченной диффузии.
3. Всасывание четырехвалентных радионуклидов ванадия и ниобия из желудочно-кишечного тракта резко возрастает (в 8,2 и 24,2 раза соответственно) после общего рентгеновского облучения крыс дозой 8 Гр. Транспорт этих веществ осуществляется за счет обменной диффузии.
Литература
1. Богомазов М. Я. 11 Мед. реф. жури. VII.— 1981.— № 11.— публ. 3501.
2. Богомазов М. Я., В е раня и О. А. // Bon р. питания.—
форме после широ-интен-
*
*
в
%
*
1985.— № 4.— С. 25—26.
3. Богомазов М. Я., Веранян О. А. // Там же.— 1986.— № 3.— С. 38—40.
4. Богомазов М. Я., Дубынин П. Т. // Деп. рукописи (ВИНИТИ).— 1988.—№ 6.—б/о 198.
5. Веренинов А. А., Марахова И. И. Транспорт ионов у клеток в культуре.— Л., 1986.— С. 7—49.
6. Комар В. Е., Хансон К. П. Информационные макромолекулы при лучевом поражении клеток.— М., 1980.— С. 131 — 133.
7. Москалев Ю. И. Минеральный обмен.— М., 1985.— С. 186—190.
8. Москалев Ю. И., Заликин Г. А., Трифонов В. И. // Радиобиология.— 1973.— № 4.— С. 160.
9. Николе Д. Дж. Биоэнергетика: Введение в хемиосмоти-ческую теорию: Пер. с англ.— М., 1985.— С. 30—34.
10. Sullivan M. F., Gorham L. S., Miller В. M. // Radiat. Res.— 1983.— Vol. 94, N 1.— P. 89—96.
Поступила 23.05.89
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1990 УДК 615.838.7/.9.014.453:615.849.1 14.03
Ю. А. Ивановский, Р. Ф. Полищук, Н. М. Кулинич
О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 7-ОБЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ДОННЫХ ИЛОВ И МОРСКОЙ ВОДЫ
В БАЛЬНЕОЛОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ
Дальневосточный университет, Владивосток
В наши дни широко практикуется удаление сточных вод в морскую среду без предварительной очистки, в результате чего в нее попадают потенциально опасные для человека вещества и микроорганизмы. В прибрежных рекреационных районах промышленных зон наблюдается превышение нормативных показателей содержания ряда ингредиентов в донных осадках и морской воде, что ограничивает возможности лечения некоторых заболеваний в условиях курорта.
Обеззараживание воды и морских илов (лечебная грязь) хлором и хлорсодержащими веществами с целью дальнейшего применения их в лечебной практике нельзя считать оптимальным ввиду того, что для уничтожения спорообразующих бактерий и вирусов требуются повышенные дозы хлора, использование которых может приводить к образованию хлорорганических соединений в токсических для организма концентрациях [1].
Альтернативным методом очистки, лишенным указанного недостатка, может стать метод радиационной стерилизации, широко применяющийся в различных областях промышленности: для консервирования продуктов питания, стерилизации фармакологических препаратов и хирургических материалов, обеззараживания и дегельминтизации отходов скотных дворов и ферм [2, 4, 5]. Многочисленные исследования показали полную безвредность этого метода для организма, он разрешен к применению в вышеуказанных целях ВОЗ и Минздравом СССР [4].
В настоящей работе поставлена задача исследовать возможность улучшения качества лечебных грязей и морской воды по микробиологическим показателям с помощью у-излучения. Пробы донных илов и морской воды отбирали на курорте Сад-город в стерильные стеклянные бюк-сы, крышки которых парафинировали. Облучение проводили в этих же бюксах у-лучами ь0Со на установке РХ-у-ЗО с мощностью дозы 8,55 Гр/мин.
После облучения осуществляли микробиологический анализ проб с определением микробного числа и бактерий группы кишечных палочек (ко-ли-индекс), согласно требованиям ГОСТа 18963—73 [6]. Пробы донных илов исследовали также на наличие анаэробов (титр С1. регГпг^епз) [6].
Результаты исследования показали, что для морской воды доза у-облучения 10 Гр (минимальная из использованных) снижала микробное число и коли-индекс до нормативного уровня и, таким образом, являлась достаточной для подавления патогенной микрофлоры. Облучение этой же дозой донных илов приводило к снижению содержания бактерий группы кишечных палочек до величины гигиенического норматива.
Изучение загрязнения донных илов патогенной микрофлорой, характеризующегося микробным числом (см. рисунок, кривая А) и титром С1. рег-Мпдепэ (кривая Б), выявило большую устойчивость микроорганизмов к у-облучению. Кривая Л, построенная по результатам определения
;
о,1
o,oi -
Q007 -
Кривые доза — эффект при у-стерилизации проб донного ила.
По оси абсцисс — доза (п Гр); по оси ординат — 5=1пл7*о. где хо — первоначальный уровень загрязнения, л: — уровень загрязнения после облучения. А — кривая, отражающая изменение микробного числа; В — кривая изменения величины, обратной значению титра С1. реНпг^епБ.
