Шкідлива дія різноманітних ксенобіотиків, у тому числі й важких металів, інтенсивність їх впливу на біоту виходить за межі біологічної адаптації екосистем до змін середовища і створює безпосередню загрозу життю та здоров'ю людини і тварин. Зростаюче антропогенне навантаження на об'єкти довкілля у вигляді мутагенно-активних сполук хімічної, фізичної й біологічної природи на сьогодні має достатньо серйозний характер [1-3].
При тривалому надходженні ксенобіотиків, що не піддалися метаболічним перетворенням в організмі, створюються умови для їх накопичення (у печінці, нирках, кістках), отже призводить до формування хронічних захворювань. Ураження (ЦНС, печінки, нирок, системи крові) можуть проявлятися синдромами ксеногенної інтоксикації. Хронічна патологія в таких випадках може бути безпосередньо пов'язана з нейро-, гепато- та нефротоксичною дією конкретних ксенобіотиків та індивідуальною чутливістю [4, 5].
Системність ураження, що викликається екологічними факторами, зумовлена накопиченням ендогенних токсинів в організмі людини і тварин, які чутливі до екопатогенних факторів і стресових впливів, що призводить до обмінних порушень [6, 7].
Незважаючи на численні дослідження в галузі біології, екології, токсикології, виявлення екологічно залежних відхилень у стані здоров'я є складним завданням через велику різноманітність дії екологічних факторів на стан здоров'я людини і тварин, а також і складність з'ясування причинно-наслідкових зв'язків [8, 9].
Рентгенофлуоресцентний аналіз є одним із сучасних фізичних методів вимірювань і застосовується для якісного та кількісного визначення елементного складу різних речовин та біологічних матеріалів. Серед переваг рентгенофлуоресцентного аналізу слід відзначити універсальність, експрес-метод, неруйнівну здатність, простоту або відсутність взагалі пробопідготовки, можливість дослідження зразків у різних агрегатних станах, широкі діапазони елементів, що визначаються [10 — 12].
Метою нашої роботи було проведення експресного дослідження важких металів (Cu, Zn, Cd, Pb) у тканинах щурів методом ренгенофлуоресцентного аналізу і порівняння одержаних результатів з результатами атомно-абсорбційної спектрофотометрії.
Матеріали та методи
Дослідження проводили на білих нелінійних щурах-самцях однакового віку, масою 180-200 г. , яких утримували у звичайних умовах віварію. Було утворено п'ять груп тварин: перша — інтактні (контроль), друга — тваринам перорально вводили розчин міді сульфату в дозі 3 мг/кг, що становить 1/10 від ЛД50, третя — щурам перороально вводили розчин цинку сульфату в дозі 2 мг/кг, що становить 1/20 від ЛД50, четверта — тваринам перорально вводили розчин кадмію сульфату в дозі 1,5 мг/кг, що становить 1/30 від ЛД50, п'ята — тваринам перорально вводили розчин свинцю азотнокислого в дозі 1,7 мг/кг, що становить 1/50 від ЛД50. Інтоксикацію проводили впродовж 14 діб, потім щурів декапітували під ефірним наркозом і відбирали тканини печінки і нирок для подальших досліджень. Робота проводилась відповідно до конвенції Ради Європи щодо захисту тварин, яких використовують у наукових цілях.
Для досліджень зразків використовували лабораторний енергодисперсійний рентгенофлуоресцентний спектрометр "ElvaX", виробництва компанії "Елватех". Розрахунок вмісту елементу виконували згідно з калібрувальними характеристиками аналізатора. Дослідження важких металів методом атомно-абсорбційної спектрофотометрії проводили на спектрометрі "VARIAN 55B".
Результати досліджень піддавали статистичному аналізу. Достовірність результатів визначали, використовуючи критерій Стьюдента. Статистичні розрахунки робили з використанням програми "Microsoft Excel 2007".
Результати та обговорення
У процесі досліджень нами проаналізовано 40 проб тканин печінки та нирок і 40 проб озоленого залишку цих тканин. Для усіх проб знято відповідні спектри (рис. 1-4).
Рис. 1. Спектри тканин печінки.
Рис. 2. Спектри тканин нирок.
Рис. 4. Спектри озоленого залишку тканин нирок.
Спектр флуоресценції складається із аналітичних ліній. Кожній лінії відповідає енергія флуоресцентного випромінювання, що є характерною для атомів певного елементу. Інтенсивність спектральних ліній залежить від вмісту елементу в пробі.
Результати вмісту важких металів у досліджуваних тканинах методом рентгено-флуоресцентної спектроскопії та атомно-абсорбційної спектроскопії порівнювали (табл.), щоб виявити відхилення.
Таблиця
Порівняння одержаних результатів визначення важких металів у тканинах печінки і нирок щурів, досліджуваних методами рентгенівської флуоресцентної і атомно-абсорбційної спектроскопії
Як видно з таблиці, відхилення щодо досліджуваних важких металів знаходилось у межах: для тканин печінки 10-14%, а для тканин нирок 12-15%.
Висновок. Рентгенофлуоресцентний метод дозволяє проводити експресний багатоелементний аналіз. Враховуючи одержані дані, дійшли висновку, що метод ренгенофлуоресцентного аналізу можна використовувати для дослідження біологічного матеріалу.
ЛІТЕРАТУРА
1. Профілактична токсикологія та медична екологія [за ред. І.М. Трахтенберга]. — К.: Авіценна, 2010. — 248 с.
2. Давидова С.Л. Тяжелые металлы как супертоксиканты ХХI века. / С.Л. Давидова, В.И. Тагасов — М.: Изд-во РУДН, 2002. — 140 с.
3. Кундиев Ю.И. Химическая опасность в Украине и меры по её предупреждению / Ю.А. Кундиев, И.М. Трахтенберг //Журн. АМН України. — 2004. — Т.10, №2. — С. 259—267.
4. Влияние тяжелых металлов на старение / И.М. Трахтен-берг, Н.А. Утко, Т.К. Короленко [и др.] // Токсикологический вестник. — 2003. — № 3. — С. 9—14.
5. Дмитриев Д.А. Современные методы изучения влияния загрязнения окружающей среды на иммунную систему / А.Д. Дмитриев, Е.Г. Румянцев // Гигиена и санитария. — 2002. — № 3. — С. 68—71.
6. Другов Ю.С. Анализ загрязненных биосред и пищевых продуктов. / Ю.С. Другов, А.А. Родин — М.: Бином, 2007. — 294 с.
7. Сидорин Г.И. Об адаптации к действию химических веществ / Г.И. Сидорин, Л.В. Луковникова // 2-й съезд токсикологов России: Тез. докл., 10-13 ноября 2003 г. — М., 2003. — С. 240—242.
8. Трахтенберг И.М. Тяжелые металлы во внешней среде: современные гигиенические и токсикологические аспекты. / И.М. Трахтенберг, В.С. Колесник, В.П. Луковенко — Минск: Наука и техника, 1994. — 258 с.
9. Ксенобіотики: накопичення, детоксикація та виведення з живих організмів / Б.О. Цудзевич, О.Б. Столяр, І.В. Калінін [та ін.] — Тернопіль, 2012. — 384 с.
10. Tsuji K. X-Ray Spectrometry: Recent Technological Advances / K. Tsuji, J. Injuk, R. Van Grieken. England: Wiley. 2004. 603 p.
11. Методика виконання вимірювань вмісту хімічних елементів в плазмі крові рентгенофлуоресцентним методом. — № 081/12-0468-07 від 12.10.2007.
12. X-ray fluorescence analysis: preparation of liquid samples: Preprint / K.N. Belikov, A.B. Blank, L.P. Eksperiandova [et al.] / Nat. Acad. Sci. of Ukraine. Institute for single crystals; ISC-2000-1. — Kharkov: 2000. — 14 p.
REFERENCES
1. Profilaktychna toksykologiya ta medychna ekologiya [za red. I.M. Trakhtenberga]. — K.: Avicenna, 2010. — 248 s.
2. Davidova S.L. Tyazhelye metally kak supertoksikanty KhKhI veka. / S.L. Davidova, V.I. Tagasov — M.: Izd-vo RUDN, 2002. — 140 s.
3. Kundiev Yu.I. Khimicheskaya opasnost' v Ukraine i mery po eyo preduprezhdeniyu / Yu.A. Kundiev, I.M. Trakhtenberg //Zhurn. AMN Ukraїni. — 2004. — T.10, №2. — S. 259—267.
4. Vliyanie tyazhelykh metallov na starenie / I.M. Trakhtenberg, N.A. Utko, T.K. Korolenko [i dr.] // Toksikologicheskij vestnik. — 2003. — № 3. — S. 9—14.
5. Dmitriev D.A. Sovremennye metody izucheniya vliyaniya zagryazneniya okruzhayuschej sredy na immunnuyu sistemu / A.D. Dmitriev, E.G. Rumyancev // Gigiena i sanitariya. — 2002. — № 3. — S. 68—71.
6. Drugov Yu.S. Analiz zagryaznennykh biosred i pischevykh produktov. / Yu.S. Drugov, A.A. Rodin — M.: Binom, 2007. — 294 s.
7. Sidorin G.I. Ob adaptacii k dejstviyu khimicheskikh veschestv / G.I. Sidorin, L.V. Lukovnikova // 2-j s'ezd toksikologov Rossii: Tez. dokl., 10-13 noyabrya 2003 g. — M., 2003. — S. 240—242.
8. Trakhtenberg I.M. Tyazhelye metally vo vneshnej srede: sovremennye gigienicheskie i toksikologicheskie aspekty. / I.M. Trakhtenberg, V.S. Kolesnik, V.P. Lukovenko — Minsk: Nauka i tekhnika, 1994. — 258 s.
9. Ksenobiotyky: nakopychennya, detoksykaciya ta vyvedennya z zhyvykh organizmiv / B.O. Cudzevych, O.B. Stolyar, I.V. Kalinin [ta in.] — Ternopil', 2012. — 384 s.
10. Tsuji K. X-Ray Spectrometry: Recent Technological Advances / K. Tsuji, J. Injuk, R. Van Grieken. England: Wiley. 2004. 603 p.
11. Metodyka vykonannya vymiryuvan' vmistu khimichnykh elementiv v plazmi krovi rentgenofluorescentnym metodom. — № 081/12-0468-07 vid 12.10.2007.
12. X-ray fluorescence analysis: preparation of liquid samples: Preprint / K.N. Belikov, A.B. Blank, L.P. Eksperiandova [et al.] / Nat. Acad. Sci. of Ukraine. Institute for single crystals; ISC-2000-1. — Kharkov: 2000. — 14 p.
Надійшла до редакції 27.06.2012 р.