.RU

Быстрые процессы короткой продолжительности в гомеостазе ru

УДК 612.015

Соков Л. А.

БЫСТРЫЕ ПРОЦЕССЫ КОРОТКОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ В ГОМЕОСТАЗЕ RU



Южно-Уральский научный центр РАМН, Уральский государственный университет физической культуры, Челябинск, 454092

ВВЕДЕНИЕ

Рутений открыт в 1844 г. русским химиком в остатке от производства платины. Рутений состоит из нескольких стабильных изотопов с A от 96 до 104, из которых наибольшую распространенность имеет Ru102 (31,63% от смеси). Известно девять радиоактивных изотопов рутения с A от 93 до 108. Наиболее устойчивые валентные состояния III и IV. Трехвалентный рутений легко образует нитрозосоли и многочисленные анионные комплексы, амины, пиридиновые комплексы и т. д. Комплексы четырехвалентного рутения также очень многочисленны. Ионные радиусы Ru3+ и Ru4+ равны 75 пм и 71 пм соответственно. В природе рутений встречается вместе с платиновыми металлами, среди которых он самый редкий. К семейству платины относятся: 44Ru, 45Rh, 46Pd, 76Os, 77Ir, 78Pt. Атомный радиус представителей семейства платины изменяется в небольшом интервале: от 134 пм (Ru) до 139 пм (Pt). Соединения этих металлов проявляют амфотерность, выраженную в разной степени. Комплексные соединения представителей платиновой группы могут быть катионные, анионные, нейтральные ([1], с. 158-160). Представители платиновой группы металлов, их сплавы находят применение в решении сложных технических проблем.

Биологическая роль рутения (и других представителей платиновой группы металлов) неизвестна. Поэтому изучение быстрых процессов короткой продолжительности и физиологических механизмов гомеостаза рутения в биологических объектах представляется целесообразной.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение проведено на белых крысах, самцах. Эксперименты проводили во все времена года. Содержание животных обычное, виварное. Состав рациона стандартный. Последнее кормление крыс за сутки до начала эксперимента. Вода без ограничений. Вес животных 250±7 грамм. 106Ru вводили однократно внутривенно [15], в виде соли RuCl3, в количестве 20 мкКи/крыса. Минимально возможная мощность дозы, определяемая достоверно в биосубстратах с помощью доступных экспериментатору методов измерения радиоактивности подбиралась заранее, в предварительных экспериментах. Количество изотопного носителя – «устойчивого» рутения было равно ~ 5,7·10-5 мкг/крыса и зависело от количества активности, введенной животному. Изучение динамики содержания радиоизотопа в крови и моче проводили в трех обменных клетках на одних и тех же группах крыс. Использовали спонтанное мочеотделение. Отбор проб крови в количестве 6 производили из хвоста [13, 14, 17], методом случайной выборки от 15 крыс. Пробы крови и мочи отбирали через 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8-11, 12, 13-23, 24 часа после введения изотопа. Выделенную крысами мочу измеряли, рассчитывали диурез, учитывая вес крыс (мл/мин/кг или мл/час/кг и т. п.). Изучение содержания Ru в форменных элементах, сыворотке и ультрафильтрате сыворотке крови проводили в параллельных экспериментах через 1, 3, 5, 7, 12, 24 часа после введения радиоизотопа в кровоток 54 крыс. В указанные часы группу крыс под эфирным наркозом забивали, получали сыворотку крови. Ультрафильтруемость рутения в сыворотке крови определяли методом диализа с ультрафильтрацией [8]. При расчете на средний организм объем крови принимали за 7 %, сыворотки (плазмы) – 3,8 % от веса тела животного [3].

Определение парциальных функций почек у 10 крыс проводили в отдельных экспериментах по инулину в цельной крови. Инулин вводили однократно, внутримышечно [16, 17] через 23 часа после введения изотопа. Период очищения был равен одному часу. Найденное количество инулина в 0,1 мл крови пересчитывали на единицу объема сыворотки крови с учетом объема крови и сыворотки крови крыс [3]. Для обездвиживания животных использовали индивидуальные клети-садки [12, 13, 14]. Для усиления диуреза использовали стандартную водную нагрузку: желудочным зондом per os вводили водопроводную воду – 5 % от веса тела животного [17]. Определение инулина в биосредах проводили по методу Гаррисона-Иванова [4, 7]. Кровь, сыворотку, ультрафильтрат сыворотки крови, мочу и соответствующим образом разведенный и приготовленный эталонный раствор в количестве 0,1 мл наносили на подложки-мишени. Для соблюдения геометрии счета на подложки-мишени в зависимости от субстрата вносили дополнительно 0,4 или 0,5 мл 20 % раствора декстрозы. После высушивания, вес готового к радиометрии образца составлял 103-110 мг. Радиометрию образцов 0,1 мл крови, сыворотки, ультрафильтрата сыворотки крови, мочи и эталонного раствора проводили по β-излучению на установке Б-2 со счетчиком СТБ-4. Показатели функционального состояния почек вычисляли согласно общепринятым методам [4, 6]. Полученные в результате работы данные обрабатывали статистически. Проводили группировку результатов, вычисляли среднее арифметическое, среднее квадратичное отклонение, среднюю ошибку среднего арифметического. Производили оценку разности средних величин по критерию Стьюдента. Для части результатов проведен корреляционный анализ [10].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Содержание рутения в крови быстро падает и через час после введения равно 3,076 % от введенного. Затем количество рутения в крови начинает нарастать: 2й час эксперимента содержание рутения равно 8,736 % от введенного, 3й – 9,180 %, 4й – 12,929 %, 5й – 13,181 %, 6й – 13,827 %, 7й – 14,523 %, 11й – 17,155 %, 12й – 17,263 %, 23 и 24й ~ 20,0 – 20,16 % соответственно. Повторное повышение содержание рутения в крови, вероятно, определяется связыванием (накоплением) в форменных элементах крови. К концу суток в плазме крови находится 85±9 % от содержания в крови, в форменных элементах 15±2 %, в ультрафильтрате плазмы крови – 1,8±0,3 % от содержания рутения в плазме крови – это данные для IV-валентного рутения [2]. Если рутений находится в III-валентном состоянии и вводится без изотопного носителя, то количество связанного рутения белками плазмы крови к концу суток равно ~ 95-98 % от содержания в плазме крови [5, 11]. Изменение содержания рутения в крови описывается уравнениями: Y=Atb, где коэффициент A=5,0551, b=0,4983, коэффициент корреляции r=0,9144, p<0,001 или Y=Aebt, где A=10,29, b=0,0204, r=0,6991, p<0,01, e – натуральный логарифм, t – в том и другом случае время эксперимента.

Содержание рутения в почках равно 7 % от содержания в организме. Коэффициент накопления рутения в почечной ткани равен ~ 16, при весе почек 0,44 % от веса тела «условного» человека. Период полувыведения рутения из организма (T½) равен 7,3 дня [9]. За сутки с мочой выводится 20 % от введенного внутривенно в организм крысы рутения. Концентрация рутения в моче в течение первых нескольких часов достоверно нарастает. Концентрация в моче в почасовой динамике равна: 1й час – 10,25±0,11 % от введенного в 1м мл мочи, 2й час – 21,8±0,2 %, а затем резко падает – 24й час – 0,75±0,033 %, отношение 1 час к 24 часу равно 13,7. Изменение концентрации рутения в моче в течение суток записано уравнением: Y=Atb, где A=19,93, b= –1,0500, r=0,869, p<0,01, t – время эксперимента. Клиренс ультрафильтруемой части плазмы крови рутения за 24й час после введения равен 96 мл/час/кг веса крысы. Скорость клубочковой фильтрации за этот же отрезок времени равна 0,1 % от введенного /час/кг веса крысы. За 24й час эксперимента с мочой из организма крысы выведено 0,11 %, а профильтровано через клубочки почек всего 0,025 % от введенного.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Таким образом, ряд фактов, обнаруженных экспериментально, указывает на то, что метаболизм рутения осуществляется с помощью активных транспортных структур: накопление изотопа клетками крови, интенсивное связывание белками плазмы крови. И, наконец, рутений выводится с мочой в 4,4 раза больших количествах, чем профильтровывается за этот же отрезок времени через клубочки почек. Клиренс ультрафильтруемой части плазмы рутения многократно превышает клиренс плазмы крови от инулина. А это значит, рутений выводится из организма с помощью секреторно-диффузионных механизмов, своих «собственных» или использует чьи-то транспортные структуры. Что маловероятно, так как рутений (как и элементы платиновой группы и вообще все изотопы химических элементов) присутствовал при самоорганизации живого вещества, поступал и поступает в биологические объекты в течение всего эволюционного процесса живого, около ~ 4.0·109 лет.

Итак, анализ быстрых процессов короткой продолжительности убедительно свидетельствует: гомеостаз изотопов рутения происходит за счет быстрых процессов короткой продолжительности, активными транспортными структурами (перемещение против градиента концентрации через клеточные мембраны клеток крови и канальцев почек), что косвенно указывает на биологическую значимость этих изотопов.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Гайсинский М., Адлов Ж. Радиохимический словарь элементов. Атомиздат, М.1968.

[2] Дубровина З. В., Соков Л. А. Зависимость поведения радиоактивных изотопов в организме от их физико-химических характеристик. Медицинская радиология. (10) : 41-47. 1970.

[3] Закутинский Д. И., Парфенов Ю. Д., Селиванова Л. Н. Справочник по токсикологии радиоактивных изотопов. М. 1962.

[4] Зарецкий И. И. Клиническая физиология и методы функциональной диагностики почек. Медгиз, М. 1963.

[5] Москалев Ю. И. Минеральный обмен. Медицина, М. 1985.

[6] Наточин Ю. В. Физиология почки. Формулы и расчеты. Наука, Л. 1974.

[7] Петрунькина А. И. Практическая биохимия. Медгиз, М. 1961.

[8] Пучкова С. М. Об использовании диализа с ультрафильтрацией, колоночного разделения на сефадексах для оценки связи белков с минеральными элементами. Материалы конференции физиологов, биохимиков фармакологов с участием практических врачей. Уфа : 320 – 321. 1966.

[9] Радиационная защита. Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите (вторая публикация). Госатомиздат, М. 1961.

[10] Рокитский П. Ф. Биологическая статистика. Издательство «Вышейшая школа», Минск. 1973.

[11] Соков Л. А. Почечный гомеостаз химических элементов (химическая элементология). Издательский центр «Уральская академия», Челябинск. 2006.

[12] Berglund F. A technique for renal clearance measurement in the rat. Scand. J. Clin. And Lab. Invest. 14 : 12-14. 1962.

[13] Berglund F. Renal clearance of inulin, polyfructosan-s and a polyethylene glycol (PeG 1000) in the rat. Acta Physiol. Scand. 64 (3) : 238-244. 1965.

[14] Cotlov E. Simple tail vein infusion method for renal clearance measurements in the rat. J. Appl. Physiol. 16 (4) : 764-766. 1961.

[15] Gunter N. H. Eie einfache technic der intravenosen injektion beider ratte. Pflugers Arch. Ges. Physiol. 267 (5) : 545-546.1958.

[16] Heller J., Vostal J. Renal excretion of calcium-disodium-ethylendiamine-tetraacetil acid – a new tubular secretory mechanism. Experientia. 20 (2) : 99-101. 1964.

[17] Peters G. Lowerulare clearancen, para – anionohippursaure clearanc und cliurese bei vershiedenen diureseformen der nicht narkotisen ratte. N – S Archiv. 235 (2) : 113-142. 1959. Дадаць дакумент у свой блог ці на сайт 2010-07-19 18:44 Читать похожую статью
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • © Помощь студентам
    Образовательные документы для студентов.