CC BY
3
ЛИТЕРАТУРА. Василенко И. Я, Классовский Ю. А.. Малахов А. Я. В кн.: Радиационная эндокринология. Обнинск, 1967, с. 16. — Василенко И. Я-, Классовский Ю. В., Малахов А. Я. и др. В кн.: Распределение, кинетика обмена и биологическое действие радиоактивных изотопов йода. М., 1970, с. 227. —Моек ал е в Ю. И., Егорова Г. М„ Шишкин В. Ф. Там же, с. 173.
Поступила 19/11 1973 года
CHARACTERISTICS OF COMBINED RADIATION AFFECTIONS DUE TO GENERAL Y-IRRADIATION AND INTERNAL IRRADIATION WITH SMALL DOSES OF I131
/. Ya. Vasilenko, Л'. N. Klemparskaya, Yu. A. Klassovsky, M. A. Lagun, V. M. Kaganov. A. P. Miloserdov, E. F. Ilchenko, A. A. Pavlenko, V. M. Krasnokutsky
Experimental data obtained show that general external v'rradiation in a dose of 50 г and local irradiation of the thyroid gland with I1J1 in a dose of 200 rad in case of separate and combined action produced no acute radiation disease in dogs and may be considered to be tolerable under extraordinary conditions.
УДК 612.015.2:546.799.4.02.239
Канд. хим. наук Г. В. Халтурин, Е. П. Севастьянова, А. К. Журавлева, доктор мед. наук JI. А. Булдаков
ВЛИЯНИЕ ВАЛЕНТНОСТИ И ВИДА ХИМИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ Ри239 НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО В ОРГАНИЗМЕ
Институт биофизики Министерства здравоохранения СССР, Москва
Несмотря на многочисленные исследования по распределению плутония (Ри) в организме (Ю. А. Беляев и соавт.; JI. А. Булдаков и соавт.; В. К. Лемберг и соавт.; Т. Н. Рысина и соавт.; Markley и соавт.), невозможно представить четкую картину зависимости поведения этого элемента в организме от физико-химического состояния в исходном растворе, так как в упомянутых выше работах Ри использовали в виде различных химических соединений и его валентное состояние часто было неопределенным. В данном сообщении представлены результаты исследований, касающихся распределения Ри в организме крыс в зависимости от валентности и вида химического соединения.
Опыты проводили на крысах-самцах линии Вистар весом 150— 200г. Распределение элемента исследовали после внутривенного введения нитратов Pu (III), рН 2,5, Ри (V), рН 2,75 и Pu (VI), рН 6,5; окса-латов Ри (IV), рН 6,5 и Pu (VI), рН 6,5; цитратов Pu (III), рН 2,5, Ри (IV), рН 6,5, Ри (VI), рН 6,5 и цитрата полимерного Pu (IV), рН 6,5. Азотнокислый раствор Ри (VI) готовили окислением низких валентных форм Ри 0,7 М раствора азотной кислоты при кипячении с обратным холодильником в течение 30 мин. После упаривания кристаллы нитрата плутонила растворяли в воде. Растворы оксалата и цитрата Pu (VI) готовили растворением кристаллов нитрата плутонила в растворах оксалата и цитрата натрия. Азотнокислый раствор Pu (V) получали восстановлением нитрата Pu (VI) при рН 3,5 перекисью водорода. Щавелево-и лимоннокислые растворы Pu (IV) готовили из азотнокислых, в которых Ри в четырехвалентном состоянии стабилизировали перекисью водорода в присутствии 4—5 М раствора азотной кислоты. Раствор упаривали до полного удаления свободной азотной кислоты и полученный остаток растворяли в оксалате или цитрате натрия. Цитрат полимерного Pu (IV) получали из азотнокислого раствора полимерного Pu (IV). Для получения последнего к раствору Ри в 4—5 М растворе азотной кислоты прибавляли перекись водорода и нитрат натрия, и раствор упаривали до образования кристаллов, которые растворяли в кипящей воде. После ка-тионообменной очистки в азотнокислый раствор полимерного Pu (IV) прибавляли рассчитанное количество цитрата натрия. Азотнокислый
I
N f
раствор Ри (III) готовили восстановлением азотнокислых растворов Ри (V) или Ри (VI) при рН 2 ронгалитом. Цитрат Ри (III) получен прибавлением рассчитанного количества цитрата натрия в азотнокислый раствор Ри (III). Мольное отношение оксалата и цит- ^ рата натрия к Ри во всех рас- £ творах составляло 4:1. Валент- I ность Ри контролировали спек- -"Ц трофотометрическим методом.
Ри вводили внутривенно в | количестве 2.5 нм на крысу. ^ Содержание элемента в крови, ^ скелете, печени, селезенке и почках определяли через 10— 15 мин, 1 ч, 1 сут и 7 сут. На каждую точку брали по 3 крысы. Мягкие ткани подвергали влажному сжиганию в азотной кислоте с перекисью водорода. Бедра озоляли, а золу растворяли в азотной кислоте. Ри в растворах определяли радиометрическим методом.
Содержание Ри в крови после введения исследованных растворов представлено на рис. 1.
Анализ кривых показывает, что наибольшие различия в содержании элемента в крови обнаруживаются в первые 6 ч. В случае нитратов Ри (VI) и Ри (V), оксалатов Ри (VI) и Ри (IV) и цитрата Ри (IV) составляло 10—30% и практически не изменялось к 6-му часу. В случае цитрата Ри (VI),
нитрата и цитрата Ри (III) содержание элемента составляло 45—70% и уменьшалось до 10—30%. В дальнейшем, независимо от валентности и вида химического соединения, Ри выводился из крови приблизительно с одинаковой скоростью, и через 7 сут содержание его для всех введенных соединений не превышало 1%.
Содержание Ри в органах представлено на рис. 2.
Содержание Ри в скелете (см. рис. 2, А) повышалось для всех растворов и через 7 сут составляло: для цитратов Ри (III), Ри (IV) и Ри (VI) 67—82%, для оксалата Ри (VI) и нитратов Ри (V) и Ри (VI) — 45—58%, для нитрата Ри (III) и оксалата Ри (IV)—26—34%. В случае полимерного Ри (IV) содержание Ри в скелете было наименьшим и составляло 3,5%.
Содержание Ри в печени (см. рис. 2, Б) достигало максимума к 6 ч или к 1 сут, а затем, как правило, снижалось. Наибольшее накопление в печени (90%) наблюдалось в случае полимерного Ри (IV), затем нитрата Ри (III) (70%) и оксалата Ри (IV) (50%). Для оксалата Ри (VI), нитрата Ри (VI) и цитрата Ри (III) максимальное содержание элемен-
-с-"«. J
___1 N
- 4.
—J ■ff!-^ \NN\
t 4- V\ 4V\
\\\\\ . =
4\\i
\\
\ \ \\AV
Ж
\\l
\\J
\
1 i
•
ту /5 мин.
1ч 6 ч. 1сут.
Время после Вйедения
7сут
Рис. 1. Содержание Ри в крови крыс-самцов в ранние сроки после внутривенного введения растворов.
/—нитрат Ри (III); рН 2,5; 2 — нитрат Ри (V), рН 2.75; 3 — нитрат Ри (VI). рН 6.5; 4 — оксалат Ри (IV), рН 6,5; 5 —оксалат Ри (VI), рН 6,5; 6 — цитрат Ри
(III), рН 2,5; 7 —цитрат Pu (IV). рН 6.5; i — цитрат Pu (VI). рН 6.5.
«V»
I 1
у
" // / ✓
у*1 л/-
— /
.У' /
-----
■
31
-/—-
у 7 '
VI г"**! ь—.
. га А
8
1015 мин.
6ч. 1сут.
Время после введения
7сит 10 ¡5 мин.
1ч.
6ч. 1сут. 7сут.
Рис. 2. Содержание Ри в скелете (-4), печени (5). почках (В) и селезенке (Г)
крыс-самцов в ранние сроки после внутривенного введения растворов. / — нитрат Ри (III). рН 2.5; 2—нитрат Ри (V). рН 2.75; 3 — нитрат Ри (VI). рН 6.5; 4-оксалат Ри (IV!. рН 6,5; 5 — оксалат Рв (VI), рН 6.5; « — цитрат Ри УН), рН 2.5; 7 —цитрат Ри (IV). рН 6.5; « — цитрат Ри (VI). рН 6,5; 9—цитрат полимерного Ри (IV), рН 6.5.
та в печени составляло 20—35%. Наимельшее накопление в печени (5— 10%) отмечалось в случае нитрата Ри (V), цитрата Ри (IV) и цитрата Ри (VI).
Сравнительную оценку склонности Ри накапливаться в основных органах депонирования в зависимости от валентного состояния и вида химического соединения можно получить из отношения содержания элемента в печени к содержанию его в скелете, приведенного в табл. 1.
Из табл. 1 видно, что Ри, введенный в виде цитратов Ри (VI), Ри (IV) и Ри (III) и нитратов Ри (VI) и Ри (V), распределяется по скелетному типу, а в виде оксалатов Ри (VI) иРи(1\0, нитрата Ри (III) и особенно цитрата .полимерного Ри (IV) — по печеночному типу. Известно, что тип распределения определяется физико-химическим состоянием элемента в крови, которое в свою очередь зависит от состояния его в исходном растворе (ионное, коллоидальное, комплексное).
Таблица 1
Отношение содержания Ри в печени и в скелете после внутривенного введения его различных
соединений
Цитрат Оксалат Нитрат
Время после введения Ри (VI) Ри (IV) Ри (III) полимерный Ри (IV) Ри(У1) Ри (IV) Ри (VI) Ри (V) Ри (III)
10—15 мин 1 Ч 6 ч 1 сут...... 7 сут 0,4 0,4 0,2 0,1 0,1 1,2 0,6 0,3 0,2 0,1 0,8 0,8 0,4 0,3 0,2 36,9 32,8 22,8 18,5 18,1 2.3 2,1 1,5 1.4 0.5 14,6 12,0 5,1 3.4 1,4 0,8 0,8 1,0 0.5 0.2 0,6 0,5 0,4 0,2 0,1 4,5 6,4 8,0 3.4 1,0
По способности к гидролизу и комплексообразованию исследованные валентные формы Ри располагаются в ряд1: Ри (1У)>Ри (VI) > >Ри (III) >Ри (V). Если бы распределение Ри зависело только от гидролитических свойств его ионов, то в том же ряду уменьшалось бы и отложение элемента в печени.
Если рассматривать распределение Ри только в зависимости от вида химического соединения, то в соответствии с увеличением прочности образующихся комплексов следовало бы ожидать уменьшения накопления элемента в печени в ряду: нитраты>оксалаты>цитраты. В действительности на распределение Ри в организме одновременно влияет ряд факторов: гидролитические свойства и склонность катионов элемента к комплексообразованию, комплексующие свойства аддендов, переход одной валентной формы Ри в другую и т. д. Поэтому закономерности распределения Ри не всегда четко прослеживаются, однако все отклонения могут быть объяснены на основании химии его растворов.
Экспериментальные ряды, иллюстрирующие распределение Ри в органах в зависимости от его валентности и вида химического соединения, представлены в табл. 2 и 3.
Ряды, представленные в табл. 2 и 3, можно объяснить химическими свойствами Ри. Так, для нитратов отложение в печени уменьшается в ряду Ри (III), Ри (VI) и Ри (V), хотя -по склонности к гидролизу Ри (III) стоит после Ри (VI). Это можно объяснить тем, что Ри (III) окисляется до Ри (IV), который в среде организма легко гидролизуется. Данные, касающиеся накопления в печени Ри (VI) в зависимости от вида химического соединения (оксалат>нитрат>цитрат; см. табл. 3), объясняются тем, что в азотнокислой среде Ри (VI) достаточно устойчив и находится в ионном состоянии.
Ри (VI) в лимонно- и щавелевокислом растворе частично восстанавливается до Ри (IV), который в первом растворе находится в виде прочного комплекса, а во втором может гидролизоваться.
Табляца 2
Склонность Ри к накоплению в органах и тканях крыс в зависимости от валентности *
Орган и ткань Цитраты Оксалаты Нитраты
Кровь . . . Печень . . . Скелет . . . Селезенка . . Почки . . . Ри(П1)2=Ри(1\05£Ри(У0 Ри(Ш)>Ри(1У)>Ри(У1) Ри(У1)>Ри(Ш)>Ри(1У) Ри(Ш) = Ри(1У) = Ри(У1) Ри(У1)<Ри(Ш) = Ри(1У) Ри(1У)^Ри(У1) Ри(1У)>Ри(У1) Ри(У1)>Ри(1У) Ри(1У)з=Ри(У1) Ри(1У)>Ри(1У) Ри(Ш)ёРи(1У)%Ри(У1) Ри(Ш)>Ри(У1)>Ри(\0 Ри(У)>Ри(У1)>Ри(Ш) Ри(У1)>Ри(\0>Ри(Ш) Ри(У)<Ри(У1)>Ри(Ш)
1 При двойном знаке верхний относится к 6 ч, нижний — к~вреыенн_от 1 до 7 сут.
1 Плутоний. Справочник под ред. О. Вина. М., 1971.
, Таблица 3
Склонность различных валентных форм Ри к накоплению в органах и тканях крыс в зависимости от вида химического соединения
Орган и ткань Pu (III) Ри (IV) Ри (VI)
Кровь Печень Скелет Селезенка Почки Цитрат> Нитрат Цитрат< Нитрат Цитр ат> Нитрат Цитрат< Нитрат Цитрат> Нитрат Цитрат>Оксалат Цитрат<Оксалат Циттрат>Оксалат Цитрат<Оксалат Цитрат>Оксалат Цнтрат>Оксалат> Нитрат Оксалат> Нитарт> Цитрат Цитрат>Нитрат>Оксалат Оксалат> Нитрат> Цитрат Нитрат>Оксалат> Цитрат
Таким образом, распределение Ри в организме зависит от валентности и вида химического соединения. Чем больше склонность элемента к гидролизу, тем больше он накапливается в печени и селезенке и мен; ше — в скелете и почках. Комплексующие вещества подавляют гидролиз Ри, вызывая соответствующие изменения в характере распределения. Все исследованные нами соединения по накоплению в печени можно расположить в ряд: цитрат полимерного Ри (1У)>оксалат Ри (IV) ^нитрат Pu (III) >оксалат Ри (IV) >оксалат Ри (У1)>нитрат Ри (VI) ^ ¡^цитрат Pu (III) >цитрат Ри (IV) ^нитрат Pu (V)>UHTpaT Ри (VI).
Выводы
1. Распределение Ри в организме зависит от его валентности. В ряду Pu (III)—Ри (IV)—Ри (VI) — Ри (V) отложение элёмента в печени уменьшается, а в скелете увеличивается.
2. Вид химического соединения оказывает существенное влияние на распределение Ри. Для всех валентных форм элемента отложение его в печени увеличивается, а в скелете уменьшается в £>яду: цитраты — нитраты—оксалаты. Иначе говоря, чем прочнее комплексное соединение, тем больше накапливается Ри в скелете и меньше — в печени.
ЛИТЕРАТУРА. Беляев Ю. А., Елкина Н. И., Константинова В. В. и др. В кн.: Плутоний-239. Распределение, биологическое действие, ускорение выведения. М., 1962, с. 19. — Беляев Ю. А., Константинова В. В., Елки на Н. И. Там же, с. 7. — Булдаков Л. А., Любчанский Э. Р., Москалев Ю. И. и др. Проблемы токсикологии плутония. М., 1969. — Лемберг В. К-, Нифатов А. П. В кн.: Плу гоний-239. Распределение, биологическое действие, ускорение выведения. М., 1962, с. 23. —Рыси на Т. Н., Ерохин Р. А. Там же, с. 12. — М а г k 1 е у J. F., Rosenthal М. W., Lindenbaum A., Int. J. Radiat. Biol., 1964, v. 8, p. 271.
Поступила 15/V 1973 года
THE EFFECT OF VALENCY AND TYPE OF Pu"9 CHEMICAL COMPOUND ON ITS DISTRIBUTION IN THE BODY
G. V. Khalturin, E. P. Sevostiyanova, A. K. Zhuravleva, L. A. Buldakov
In case of intravenous introduction of various compounds of Pu its distribution in the body depends on its physicochemical state in the solution, i. e. valency, tendency to hydrolysis and to formation of complexes, etc. The more stable is the complex compound and the less is its tendency-to hydrolysis, the less Pu accumulates in the liver and spleen and the more — in the skeleton and kidneys.
