Основні закономірності поведінки в організмі
Закономірності поведінки сполук металів в організмі. Вивчення цього питання необхідне для правильного вибору методу ізолювання, об'єктів дослідження, для оцінки часу зберігання «отрут» в об'єкті дослідження. Надходження в організм «металевих» отрут:
1) ШКТ (через рот),
2) Органи дихання (характерно для летких сполук: сурм'янистий гідроген, сульфід сурми, меркурію і його сполуки, дрібнодисперсного стану речовин),
3) Через шкіру (препарати меркурію, талію, кадмію),
4) Через плаценту і слизові (миш'як)
Всмоктування іонів металів в основному відбувається у верхньому відділенні тонкого кишковика. Деякі сполуки металів не всмоктуються в травному тракті в зв'язку з їх малою розчинністю, наприклад, барію сульфат. Метали можуть бути в крові в іонному виді (тоді відбувається активний транспорт) або у вигляді комплексів (можливо неактивне всмоктування).
В процесі метаболічних перетворень «металеві» отрути в організмі піддаються процесам окислювання, відновлення, кон'югації, гідролізу.
Розподіляються метали в шлунку, кишковику, печінці і нирках. Для більшості металів характерне нагромадження в м'яких тканинах, особливо в тих, котрі багаті сульфгідрильними угрупуваннями (печінка, нирки); крім того, аргентум накопичується в шкірі; плюмбум, барій, кадмій, миш'як - в плоских кістках.
Має значення характер отруєнь, так миш'як, меркурій при гострих отруєннях виявляються в нирках, печінці, при хронічних - у нігтях, волоссі, кістках.
|
|
|
Виділяються з організму метали в основному нирками (із сечею), ШКТ (через кишковик), деякі метали (миш'як, меркурій) - потовими і молочними залозами.
Токсична дія обумовлена тим, що катіони металів зв'язуються з амінокислотами, пептидами і білками організму, утворюючи при цьому міцні комплекси за рахунок реакційноздатних функціональних груп (-SН.-NН2 -СООН, -ОН).
Токсична дія окремих «металевих» отрут:
Манган - протоплазматична отрута, поражає ЦНС, нирки, легені, органи кровообігу,
Хром - нефротоксична, припікаюча дія, блокує ряд ферментів,
Аргентум - припікаюча дія, поражає ряд капілярів,
Купрум - нейро-, гемо-, нефротоксична, місцева припікаюча дія,
Цинк -ентеротоксична дія,
Бісмут - метгемоглобіноутворююча, нейро-, гепотсксична дія,
Меркурій - нейро-, нефротоксична дія,
Арсен - підвищує проникність і викликає параліч капілярів, викликає гемоліз, блокує тіолові ферменти,
Талій - протоплазматична отрута, нейротоксична дія,
Барій - підвищує проникність клітинних мембран і капілярів (смерть від серцево-судинної недостатності),
Плюмбум - нефротоксична дія, блокує ряд ферментів.
Сучасні методи мінералізації
|
|
|
Вибір об'єкту хіміко-токсикологічного аналізу на «металеві» отрути залежить від їхнього розподілу і депонування в органах і тканинах. При ненаправленому аналізі на всі «металеві» отрути беруть шлунок з вмістом, тонку і товсту кишку з вмістом, печінку, нирки, сечу, селезінку. При направленому аналізі на деякі «металеві» отрути додатково до вищевказаних об'єктів досліджують :
· Пряму кишку, волосся (сполуки меркурію),
· Плоскі кістки (сполуки плюмбуму),
· Плоскі кістки і волосся (сполуки талію),
· Волосся, нігті, плоскі кістки (сполуки арсену);
· Мозок, легені (тетраетилсвинець)
Підготовка об'єкту до мінералізації:
Обрані об'єкти подрібнюють роздільно і піддають дослідженню. Рідкі об'єкти, наприклад сечу, вимірюють. Якщо об'єкт консервований етиловим спиртом (застосування в цих цілях формальдегіду або фенолу не допускається), його слабко підлужнюють карбонатом натрію (для розкладання летких хлоридів арсену і меркурію), поміщають у порцелянову чашку і спирт відганяють на водяній бані при температурі не вище 50° С.
Наважка об'єкту залежить від загальної ваги об'єкту дослідження, обставин справи й інших факторів Наприклад, якщо відомо, що померлий жив після отруєння порівняно довгий час, протягом якого відбувалося виділення прийнятої речовини, або маються дані на малу дозу прийнятої речовини, необхідно брати якможна більшу кількість об'єкту. Коли такі вказівки відсутні, в більшості випадків беруть 100 г органів .
|
|
|
При малих кількостях об'єктів буває необхідність у використанні для мінералізації також залишків після дистиляції з водяною парою, надлишок води видаляють обережним випаровуванням на водяній бані.
Паралельно з проведенням мінералізації досліджуваного об'єкта іноді виникає необхідність у сліпому досвіді для контролю чистоти реактивів.
Необхідність мінералізації об'єктів дослідження при ізолюванні «металевих» отрут викликається тим, що катіони металів мають здатність вступати в сполуки з білками, амінокислотами, пептидами й утворювати з ними досить міцні комплекси. Метали в таких комплексах знаходяться в зв'язаному стані і не можуть бути виявлені без попередньої мінералізації біологічного матеріалу.
Мінералізація являє собою окислювання (спалювання) органічної речовини, що складає об'єкт дослідження, з метою руйнування комплексів металів з білками, після чого «металеві» отрути переходять у розчин в іонному виді.
|
|
|
Існують методи «сухої» і «мокрої» мінералізації. До методів «мокрої» мінералізації відноситься рідиннофазне окислювання сумішами кислот (сірчаною й азотною; сірчаною, азотною і хлорною), до «сухої» мінералізації відносять спалювання, сплавлення із поташем та селітрою.
Методи мінералізації можна розділити на загальні і окремі До загальних методів звичайно відноситься мінералізація за допомогою кислот. Методи «сухої» мінералізації застосовуються головним чином як окремі методи. До окремих методів відноситься також деструктивна мінералізація, яка використовується для ізолювання неорганічних сполук меркурію.
Найбільш широке застосування в даний час одержав метод мінералізації сумішшю сірчаної й азотної кислот, за кордоном також широко використовується метод мінералізації сумішшю сірчаної, азотної і хлорної кислот. Обидва методи характеризуються відносною швидкістю, повнотою руйнування органічних речовин, дозволяють одержати досить малі об’єми мінералізату. Недоліком методів є значні втрати меркурію за рахунок летючості її сполук. Крім того, метод з використанням суміші сірчаної, азотної і хлорної кислот, будучи найбільш швидким, вибухонебезпечний.
Методи «сухої» мінералізації використовують як окремі при дослідженні на деякі «металеві» отрути (аргентум, плюмбум, марганець, цинк) у невеликих наважках об'єктів (волосся, шкіра, пігулки і т.д.). Недоліком методів є втрата сполук меркурію.
Мінералізація сумішшю сірчаної й азотної кислот.
У колбу Кьєльдаля місткістю 500-800 мл вносять 100 г подрібненого біологічного матеріалу, додають 75 мл суміші, що складається з рівних об’ємів концентрованих азотної і сірчаної кислот і води. Над колбою Кьєльдаля закріплюють ділильну лійку, у якій міститься концентрована азотна кислота, розведена рівним об’ємом води, нагрівання проводять за допомогою газового пальника.
На початку мінералізації концентрована сірчана кислота відіграє роль водовіднімаючого засобу, порушуючи структуру клітин і тканин. При підвищенні температури (вище 110° С) і концентрації (до 60-70 %) сірчаної кислоти, вона проявляє окисні властивості і розкладається з виділенням оксиду сірки (IV)
Спочатку азотна кислота виступає слабким окислювачем. З утворенням оксидів азоту й азотистої кислоти, а також з підвищенням температури азотна кислота проявляє себе як сильний окислювач
У процесі мінералізації утворюється деяка кількість нітрозілсірчаної кислоти, що заважає виявленню деяких металів
При нагріванні ароматичних речовин із сумішшю сірчаної й азотної кислот йдуть небажані побічні процеси нітрування і сульфування, що затруднює мінералізацію. Попереднє розведення водою сірчаної й азотної кислот перед мінералізацією значно зменшує ступінь нітрування і сульфування.
Мінералізація проходить у дві стадії:
У першій стадії, яка має назву «деструкція», відбувається порушення структури біологічного матеріалу під впливом кислот - окислювачів (без повного руйнування органічних речовин), а також руйнування комплексів металів з білками, в результаті чого метали переходять в розчин-деструктат у вигляді іонів. В деструктаті також знаходяться продукти розпаду органічних речовин : білкові молекули, пептиди, амінокислоти, ліпіди і деякі інші речовини, що входять до складу тканин організму Стадія деструкції закінчується за 30-40 хв, протікає при несильному нагріванні. Деструктат являє собою важку прозору рідину, що має жовтувате або буре забарвлення.
В другій стадії мінералізації відбувається повне руйнування органічних речовин. Ця стадія більш тривала (тривалість її лімітується руйнуванням жирів), протікає при більш сильному нагріванні (колба Кьєльдаля опущена на азбестову сітку) і при додаванні по краплях азотної кислоти.
Мінералізацію вважають завершеною, коли після припинення додавання азотної кислоти при нагріванні колби будуть виділятися білі пари сірчаної кислоти і не буде відбуватися почорніння мінералізату.
Денітрація - процес звільнення мінералізатів від азотної, азотистої, нітрозілсірчаної кислот і оксидів азоту. Ці речовини є окислювачами, які заважають подальшому аналізу на "металеві" отрути
Розроблено різні методи денітрації. Гідролізний метод (застосовується на перших етапах), заснований на розведенні мінералізатів водою з послідуючим нагріванням отриманих рідин. При цьому улетючуються азотна, азотиста кислоти, оксиди азоту, а нітрозілсірчана кислота піддається гідролізу
Метод тривалий, потрібно 15-17 годин.
|
|
Для денітрації мінералізатів пізніше запропоновані відновники (сечовина, сульфіт натрію, формальдегід). Кращим реагентом є формальдегід, оскільки руйнування окислювачів відбувається швидко (1-2 хв), надлишок відновника легко видаляється кип'ятінням на протязі декількох хвилин.
Хімізм процесів, що відбуваються:
|
|
Для руйнування нітрозілсірчаної кислоти попередньо мінералізат розбавляють водою і нагрівають до 110° С, а потім додають формалін.
Перевірку повноти денітрації проводять по реакції з дифеніламіном. При наявності окислювачів з'являється синє забарвлення.
|
|
Необхідний сліпий дослід, тому що в сірчаній кислоті (у якій розчиняють дифеніламін для досліду) може міститися азотна кислота.
По зовнішньому вигляді мінералізат в більшості випадків являє собою безбарвну, прозору і досить важку рідину. Іноді мінералізат буває забарвлений у жовтуватий (за рахунок катіонів заліза (III), що входять до складу тканин організму), зеленуватий (при наявності хрому (III)) або блакитний (за рахунок міді (II)) кольорів. Нерідко мінералізат містить білий (за рахунок сульфатів плюмбуму, барію або кальцію) або брудно-зелений (за рахунок співосаждення сульфату хрому (III)) осад.
4. Особливості деструктивної мінералізації біологічного матеріалу при дослідженні на меркурій.
Деструктивна мінералізація - окремий метод мінералізації, який застосовується при хіміко-токсикологічному аналізі на неорганічні сполуки меркурію. Необхідність використання окремого методу ізолювання зумовлена тим, що в процесі повної мінералізації меркурій втрачається, тому проводять не повне руйнування органічних речовин, а часткове, спрямоване на розрив зв'язку між меркурієм і білками. Мінералізацію закінчують на стадії деструкції.
Об'єктами дослідження на неорганічні сполуки меркурію є 20 г печінки, 20 г нирок. Ізолювання проводять роздільно. Як окислювачі використовують суміш с сірчаної й азотної (сірчаної, азотної і хлорної) кислот. Деструкцію проводять в присутності етилового спирту, що є каталізатором цього процесу. Нагрівання проводять на водяній бані протягом 10-15 хв. Таким чином, після деструкції біологічного матеріалу в деструктаті знаходяться іони ртуті, білки, пептиди, амінокислоти, ліпіди й ін.
Для видалення з деструктату окислювачів використовують сечовину.
|
|
Отриманий деструктат досліджують на наявність ртуті.
Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 419; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!