В хроническом эксперименте на мышах (53) установлен ряд элементов, расположенных в порядке снижения скорости их элиминации из организма: TiAlCr. Следовательно, титан можно отнести к неаккумулирующим элементам. Диетологической комиссией Национальной академии США ежедневное поступление титана с пищей должно находиться на уровне 0,85 мг (77).
Титан преимущественно накапливается в эпителиальных образованиях, волосах, хрусталике глаза, поверхностном слое кожи. Накопление его отмечено в бронхиальных железах и легочной ткани. Этот процесс нарастает с возрастом. Количество титана в лимфатических узлах в среднем в 5 раз превышает его содержание в легком (34).
По данным различных авторов (46,50,61,124), содержание титана в крови человека колеблется от 2,3 до 15 мкг на 100 мл и от 3,0 до 20,7 мг% - в золе.
В последние годы отмечается важность применения биологически активных комплексонов для регулирования процессов жизнедеятельности растительных и животных организмов. Применение в растениеводстве и животноводстве этих комплексов имеет ряд преимуществ перед неорганическими соединениями, т.к. они намного активнее и неагрессивны к биосистемам и витаминам (64).
А.В. Жолнин, Л.Н. Василенко, Р.Л. Носова, Б.Т. Иванов (58) считают, что комплексонаты переходных элементов являются источниками микроэлементов в биологически активной форме.
Они используются в качестве лекарственных препаратов для борьбы с вирусными заболеваниями, отравлениями тяжелыми металлами, при эндемических заболеваниях и при нарушении микроэлементного гомеостаза в организме (68).
Результаты исследований А.В. Жолнина и др. (56) позволили охарактеризовать комплексонат титана не только как фагоцитоз-стимулирующий агент, но и как вещество активирующее реакции клеточного и гуморального иммунитета.
Биологическая активность комплексонатов объясняется, в основном, ионными процессами, происходящих на поверхности плазматической мембраны, градиентом концентрации s- элементов по обе стороны мембраны. S-элементы выступают в роли эффекторов: гормоны, медиаторы, витамины, ферменты, факторы роста (41,49).
Важное достоинство комплексонов и комплексонатов заключается в их малой токсичности и способности превращать токсичные частицы в малотоксичные или даже нетоксичные. Продукты разрушения комплексонатов не накапливаются в организме и безвредны (46).
Дозы комплексоната, вызывающие физиологические и, тем более, морфологические изменения в организме, как правило, выше, чем доза не связанных в комплекс ионов металлов. Ионы металлов в комплексе имеют более низкую токсичность (52).
Комплексонаты в меньшей степени, чем ионы металлов, сорбируются почвой, устойчивы против ее микробиологического воздействия, что позволяет им длительное время удерживаться в почвенном растворе. Они хорошо сочетаются с различными ядохимикатами. Эффект после действия сохраняется 3-4 года (77).
По мнению Н. М. Дятловой и др. (42), комплексонаты и комплексные соединения на их основе можно отнести к наиболее перспективным биологически активным соединениям. Комплексонаты металлов легко усваиваются растениями и животными, что открывает широкие возможности их использования для повышения продуктивности растениеводства, животноводства и в медицине.
В.Т. Самохин (126) считает, что недостаток биологически активных микроэлементов в рационе животных приводит к замедлению роста, уменьшению мясоотдачи, а часто и к тяжелым заболеваниям. Применение комплексонатов для повышения продуктивности крупного рогатого скота, свиней, овец и птицы дало весьма положительные результаты.
Работами В.К. Недзвецкого, Р.У. Бикташева (107) доказано, что хелатирующие комплексы микроэлементов с аминокислотами лучше усваиваются организмом животного.
По данным P.H. Lanrange (172), при совместном включении в рацион метионината цинка и пиколовой кислоты интенсивность роста молодняка заметно повышается.
Положительное влияние на биохимические и продуктивные показатели получил А.И. Горобец (33) при включении в рацион бройлеров в качестве кормовой добавки хелатных соединений меди, железа и цинка с глицином, метионином и т.д.
Комплексные соединения биогенных металлов с микро- и макромолекулярными соединениями биологического происхождения положительно влияют на иммунологические свойства организма и его резистентность (119).
Хелатные комплексы цинка с метионином, цистином и цистеином нашли широкое применение при лечении паракератоза и других заболеваний, связанных с цинковой недостаточностью (124). Подкожное введение животным после острой кровопотери меди в хелатной форме с аминокислотами стимулирует процессы эритропоэза, лейкопоэза и повышает уровень содержания гемоглобина в крови (65).
Таким образом, благодаря высокой биологической активности хелатные соединения биогенных металлов находят все более широкое применение для профилактики, лечения как животных, так и птиц.
1.5 Заключение по обзору литературы
В организме можно обнаружить почти все элементы, которые есть в земной коре и морской воде. Согласно биохимической теории В. И. Вернадского существует биогенная миграция атомов по цепочке: почваводапищачеловек.
Для 30 элементов биогенность установлена, а остальные элементы отнесены к примесным. К их числу отнесен и титан.
Его местонахождение в периодической системе Д. И. Менделеева позволяет предположить, что по своему биологическому действию на живой организм он близок к железу, цинку, кобальту и меди, биогенность которых установлена и имеется большой экспериментальный материал по их положительному влиянию на организм как в виде солей неорганических соединений, так и в виде хелатообразующих комплексов.
Синтезированный на кафедре общей и биоорганической химии ЧГМА комплексонат титана марки Т-3 имеет ЛД50 в широком интервале - 1500 - 2400 мг/кг живой массы. В опытах на лабораторных животных, с дозировкой 10 мг/кг, он повышает фагоцитарную активность клеток.
Свойства ионов титана в водных биологических средах определяются электронным строением его атомов. Высокий заряд ионов, их малый радиус, большое число свободных орбиталей способны образовывать устойчивые степени окисления (+3) и (+4). поэтому микроэлемент титана способен образовывать комплексонаты с аминокислотами, пептидами, белками и гормонами, является катализатором окислительных процессов у растений и в животном организме, участвует в кроветворении, повышает эритропоэз, катализирует синтез гемоглобина.
Комплексонат титана не раздражает слизистую оболочку глаз и неповрежденную кожу. Сенсибилизированные свойства не выявлены, кумулятивные свойства не выражены. Коэффициент кумуляции 0.9-3.0, что указывает на низкую потенциальную опасность химического отравления препаратами.
Анализ полученных результатов позволяет констатировать, что титансодержащие соединения оказывают дозозависимое влияние на иммунный ответ живого организма.
Итак, определенной дозировки применения комплексоната титана в качестве кормовой добавки в имеющейся литературе нет, а самой низкой рекомендуемой дозировкой является 0,1% от живой массы, но она требует уточнения. Неполные данные о биологической роли титана в организме и возможности его применения в качестве стимулятора роста требуют дальнейшего изучения.
2. Собственные исследования
2.1 Состав и свойства разнолигандного фосфорсодержащего комплексоната титана марки Т-4.
Разнолигандный фосфорсодержащий комплексонат титана марки Т-4 представляет собой 20,0% водный раствор в виде прозрачной опалесцирующей жидкости зеленоватого цвета, без запаха, устойчивый при хранении. Раствор хорошо смешивается с водой.
В качестве первичного лиганда выступает гидроксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ):
СН3
(НО)2ОР---------- С ----------- РО(ОН)2
ОН
ОЭДФ содержит две фосфоновые группы и кислотный центр СН2РО3Н2. Оригинальность этой группы заключается в том, что в его своеобразной стереохимии, которая отличается от стереохимии карбоксильной группы, фосфонат-ион имеет форму искаженного тетраэдра с осью симметрии третьего порядка. Этот ион обладает большею электроотрицательностью и потенциально большей дентатностью. Имеет большое разнообразие протонированных форм: РО32-, НРО3-, Н2РО3.
Наличие в молекуле комплексона -ОН группы определяет способность его взаимодействия с переходными металлами в широком интервале и образование устойчивых полиядерных комплексонатов, которые не токсичны, достаточно растворяемы в воде, способны превращать переходные металлы в биологически активные формы, обладающие высокой мембранопроницаемостью.
ОЭДФ обладает эффектом субстехиометрического взаимодействия, сильными нуклеофильными свойствами. Введение в комплексонат вторичного неорганического лиганда повышает устойчивость, растворимость и электрофильные свойства лигандной составляющей комплексоната, а микроэлемент переводит в биологически активную форму, обладающий высокой мембранопроницаемостью.
Спектрофотометрическим методом изучен состав и оптические характеристики комплексоната, доказано образование разнолигандного комплекса, показано наличие в спектрах двух характерных полос поглощения в ультрафиолетовых и видимых областях спектра. Мольное соотношение компонентов в комплексоне Ti - L1 - L2 = 1: 1: 1. Увеличение концентрации титана более 10-4 моль/л способствует образованию полимерных форм и устойчивых комплексов lgКу=10,15, тогда как у однолигандного комплекса титана с ОЭДФ - lgКу=6,3.
Координация лигандов титаном создает дополнительные условия для окислительно-восстановительного взаимодействия между центральным ионом и лигандами, т.к. имеется непосредственная связь между окислителем и восстановителем, обеспечивающая переход электронов. ФКТ склонен к образованию гетеровалентных и гетероядерных соединений, при этом мостиковую функцию выполняет комплексон. В растворе данный тип комплекса играет роль своеобразного «черного ящика», наполненного электронами и протонами. В зависимости от условий он может отдавать их другим компонентам или пополнять свои «запасы», что определяется восстановительной способностью лигандов, расстоянием передачи электрона.
Комплексонат титана марки Т-4 отличается от разнолигандного ФКТ-3 составом вторичного неорганического лиганда L2, в котором основополагающий элемент не атом кислорода, а элемент значительно усиливающий восстановительные свойства лигандов. В условиях применения в теологических системах он проявляет низкую степень окисления, что обеспечивает более высокую восстановительную активность неорганического лиганда.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23
