Иллюстративный материал
1. Рис. 1. Зависимость доза—эффект: каждый эссенциальный элемент имеет диапазон оптимальных концентраций, обеспечивающий нормальную жизнедеятельность организма (3 — область МЛ Г).
Доза
1 — Недостаточность МЭ 2, 4 — Пограничные зоны 3 — Оптитмальный эффект 5 — Токсическое действие
Рис. 2. Синергическое и антагонистическое влияние элементов на различные биохимические процессы и физиологические показатели.
Литература
Токсикологическая химия: метаболизм и анализ токсикантов: учебное пособие + СD/ под ред. Н.И. Калетиной. – М., 2008. – 1016 с. Переплет.
Токсикологическая химия: учебник / под ред. Т.В. Плетеневой. – 2-ое изд. – М., 2008. – 512 с. Переплет.
Крамаренко В. Ф. Токсикологическая химия / В. Ф. Крамаренко. - Киев, «Высшая школа», 1989.- 272 с.
Швайкова М.Д. Токсикологическая химия/ М.Д. Швайкова. - М., «Медицина», 1975.-376 с.
Контрольные вопросы (обратная связь)
Общая характеристика группы веществ, изолируемых из биологических объектов минерализацией.
Роль и значение макро- и микроэлементов в регулировании жизненных функций организма.
Физико-химические свойства и механизмы токсичности.
Вопросы токсикокинетики: всасывание, распределение, выведение
Тема 2 - Методы изолирования соединений тяжелых металлов и мышьяка из биологических объектов.
Цель: Ознакомить студентов с методами выделения из биологического материала соединений тяжелых металлов.
Тезисы лекции
В химико-токсикологическом анализе метод минерализации применяется при исследовании биологического материала (органов трупов, биологических жидкостей, растений, пищевых продуктов и др.) на наличие так называемых «металлических ядов».
Оценка элементного статуса человека важна для определения влияния на здоровье человека дефицита, избытка или нарушения тканевого перераспределения макро- и микроэлементов.
Чтобы получить адекватные результаты анализа и избежать артефактов, необходимо выбрать наиболее подходящие для цели исследования биообъекты. Часто для определения элементов используют кровь, мочу, волосы, ткани органов, например костную. Концентрации элементов в моче и крови указывают на недавнее прямое или косвенное воздействие токсиканта, либо нарушение металолигандного гомеостаза вследствие других причин. Для выявления состояния обмена элементов в организме и/или хронического токсичного воздействия отдельных металлов широко применяют исследование волос, содержание макро- и микроэлементов в которых отражается элементный статус организма в целом. Диагностическим тестом может служить содержание металла в конкретной форме. Изменение содержания элементов, кратковременное по экспозиции и значительное по степени отклонения элементного статуса, отражается на концентрации элементов в жидких средах организма, которые являются информативными биосредами для целей как клинико-токсикологического, так и судебно-химического анализа. Сложность определения микроэлементов в биосистемах связана с чрезвычайно низкими концентрациями элементов в тканях и биожидкостях при условии их постоянного присутствия в организме, необходимого для обеспечения жизнедеятельности. Определение собственно химических элементов брутто проводят после полной деструкции органической матрицы. Для исследования биологического материала на наличие «металлических ядов» необходимо разрушить органические вещества, с которыми связаны металлы, и перевести их в ионное состояние. Методы, применяемые для этой цели, можно подразделить на две группы: методы сухого озоления и методы мокрого озоления, или мокрой минерализации. Выбор метода минерализации органических веществ зависит от свойств исследуемых элементов, количества пробы биологического материала, поступившего на анализ, и т. д.
Пробоподготовка к определению элементов в биообъекте состоит из 2 этапов: извлечения элементов из биологических проб путем деструкции биомолекул и перевода их в форму, удобную для выполнения определения, обычно в раствор. Биосубстраты человека, используемые для элементного анализа, и способы пробоподготовки образцов приведены в табл. 1. Стадия пробоподготовки, которая называется минерализацией, одна из самых ответственных. Цель минерализации — ликвидировать органическую матрицу, не потеряв при этом определяемые элементы. Традиционный (сухой) способ минерализации — прокаливание в муфельных печах (нагревание возможно до температуры 1150 СС). Мокрое озоление. наиболее распространенный способ минерализации, это обработка образца концентрированными кислотами-окислителями, например азотной, серной, иногда хлорной. При определении макроэлементов используют классические методы в современном автоматизированном варианте с помощью устройств, оснащенных микропроцессорами. В биомедицинских исследованиях, как правило, определяют общее количество элемента, содержащееся в различных биологических объектах. В зависимости от выбора метода измерения аналитического сигнала эффективной может быть пробоподготовка не только с полной, но и с частичной деструкцией матрицы.
С позиций ХТА общие подходы к преданалитической пробоподготовке определяются:
• типом анализа (направленный или ненаправленный. КТА или допинг-контроль и т.д.):
• типом биологической матрицы образца (биологические жидкости, ткани органов и др.);
• физико-химическими свойствами анализируемых веществ для выбора способа их изолирования (экстракция, сорбция, перегонка с водяным паром, дистилляция, возгонка и др.):
• частными задачами ХТА (изолирование летучих и металлических ядов, пестицидов и др.):
• техникой проведения процедуры (лиофилизация, диализ и др.).
В практической деятельности химик-токсиколог при выборе наиболее рациональной техники изолирования (схемы изолирования), как правило, должен учитывать все 5 позиций.
Соединения мышьяка относятся к числу веществ, проявляющих сильное токсическое действие на организм людей и животных. Отмечены случаи отравлений ангидридом мышьяковистой кислоты, арсенитами, арсенатами, хлоридом мышьяка (III), мышьяковистым водородом, органическими препаратами мышьяка и другими. В настоящее время неорганические соединения мышьяка в незначительных количествах входят в состав общеукрепляющих и тонизирующих средств, содержатся в лечебных минеральных водах и грязях, а органические соединения мышьяка используются как противомикробные и противопротозойные препараты. Мышьяк, поступающий с пищей, легко всасывается в кровь и быстро выводится в равных количествах с мочой и калом. Мышьяк накапливается в печени, почках, селезенке, легких, стенке пищеварительного тракта. Основное депо мышьяка — эритроциты и селезенка. Мышьяк долго сохраняется в костях и волосах. При отравлении определяется содержание мышьяка в моче, волосах, ногтях. Применяемые в химико-токсикологическом анализе методы обнаружения мышьяка основаны на переведении его в мышьяковистый водород и на последующем определении мышьяковистого водорода при помощи реакции Зангер — Блека, реакции с раствором диэтилдитиокарбамата серебра в пиридине и реакции Марша. При всех этих реакциях из соединений мышьяка выделяется летучий и очень ядовитый мышьяковистый водород. Две первые реакции являются предварительными. При их отрицательном результате дальнейшее исследование минерализата на наличие мышьяка не производится. При положительном результате указанных реакций на мышьяк дополнительно выполняют реакцию Марша.
Достарыңызбен бөлісу: |