Радиоактивные изотопы и их применение - [35]
В течение часа бóльшая часть попавшего в желудок хлористого натрия проникает в кровь. Затем хлористый натрий разносится кровью по всему телу и из нее попадает в так называемую межклеточную жидкость, далее постепенно уходит в почки и выделяется из организма. В моче с помощью счетчика можно обнаружить небольшие количества радиоактивного натрия уже через 10 минут после того, как он попал в желудок. Хлористый натрий всегда находится в живом организме; вновь поступающий хлористый натрий заменяет собой тот, который был в организме раньше.
Куда идет фосфор. Попробуем теперь проследить с помощью меченых атомов за движением фосфора в организме животного и установить его роль в питании. Для этого необходимо соединение фосфора — соль фосфорной кислоты, содержащую радиоактивный фосфор, — ввести в желудок. Можно ввести соль фосфорной кислоты и путем подкожного впрыскивания. Она быстро всасывается в кровь и распределяется по всему организму. Для опыта используют животных, например мышей или крыс. Через некоторое время после подкожного впрыскивания крысу умерщвляют.
От различных частей ее тела отделяют по одному грамму ткани и сжигают. Затем с помощью счетчика определяют величину радиоактивности золы, полученной после сжигания каждого вида ткани. Радиоактивность, или, как мы будем говорить в дальнейшем, активность выражают числом импульсов, отмеченных счетчиком в единицу времени. Зная вес и активность 1 грамма ткани, вычисляют активность всей ткани. Полученные активности складывают и, приняв их за 100%, рассчитывают процент активности в каждом виде ткани. Результаты одного из таких опытов приведены в таблице.
| Распределение меченого фосфора в различных органах крысы через 4 часа после подкожного введения | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Ткань | Вес ткани в граммах | Вес фосфора в ткани в миллиграммах | Активность в % | Отношение активности к весу фосфора | Относительная активность на миллиграмм фосфора |
| Кость | 21,6 | 931 | 18,6 | 0,020 | 1 |
| Мышцы | 75,2 | 118 | 15,4 | 0,131 | 6,6 |
| Печень | 7,5 | 29,5 | 14,0 | 0,475 | 23,8 |
| Кожа | 29,7 | 45,8 | 8,8 | 0,192 | 9,6 |
| Легкие | 9,1 | 15,8 | 5,0 | 0,317 | 15,9 |
| Кровь | 9,0 | 3,58 | 2,0 | 0,558 | 27,9 |
| Почки | 1,9 | 5,05 | 1,84 | 0,370 | 18,5 |
Общая активность оказывается наибольшей у костей, но активность на миллиграмм фосфора гораздо бóльшая у мышц и других мягких тканей, где, очевидно, идет наиболее сильный обмен фосфора.
Повторяя подобные опыты с другими крысами, умерщвляя их через различное время, можно проследить изменение этого соотношения со временем. Фосфор постепенно уносится из организма с мочой и калом. Убывание его из мягких тканей идет быстро, а в костях он медленно накопляется. Это изменение можно характеризовать следующей таблицей, построенной на основании одного из опытов.
| Ткань | Время после введения радиофосфора | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| часы | Дни | ||||||
| 0,5 | 4 | 10 | 20 | 30 | 50 | 98 | |
| Мышцы | 18,3 | 19,4 | 25,8 | 28,8 | 25,2 | 12,1 | 3,6 |
| Скелет | 19,1 | 23,4 | 43,1 | 49,1 | 51,8 | 76,5 | 92,0 |
Значительная часть введенного под кожу крысы радиоактивного фосфора уже через полчаса оказывается в костях; далее процесс накопления фосфора в костях замедляется, но идет непрерывно. В мышцах содержание радиоактивного фосфора доходит до максимума через 20 дней, а затем начинает падать.
Со временем в костях происходит биологическая перекристаллизация. Кровь приносит фосфор, который образует кристаллы фосфата кальция, а старые кристаллы растворяются и уносятся кровью, кости обновляются. 97,8% фосфора, введенного в кровь, как показывают меченые атомы, уже через два часа уходит из нее.
Радиоактивный фосфор в теле животного легко также обнаружить путем радиографии, если приложить его разрез к фотографической пластинке и выдержать некоторое время. Излучение радиоактивного фосфора вызовет засвечивание фотографической пластинки. На рис. 27 показан отпечаток радиоавтографа разреза мыши, под кожу которой был введен радиоактивный фосфор.
Стронций, попавший в организм животного, так же как и фосфор, накапливается в костях.
В организме происходит непрерывный обмен одних атомов на другие и не только в костях, но и в любых других тканях тела животного.
Обмен атомов фосфора происходит во всех частях тела, особенно интенсивно обмен происходит в мозгу. Используя меченый фосфор, удалось показать, что в различных частях мозга обмен усиливается при различного рода раздражениях (световых, звуковых и т. п.). Например, при звуковом раздражении наблюдается усиление обмена фосфором в корковой части слухового анализатора мозга.
Любопытным является тот факт, что фосфор, внесенный в воду в виде солей, проникает в тело рыб через их поверхность, что дает возможность производить подкормку рыб фосфором.
Можно ли было проследить за движением фосфора или других атомов в живых тканях без метода меченых атомов? Конечно, нет.
Откуда берется кальций. В состав скорлупы яиц входит кальций. Предполагали, что кальций непосредственно из пищи поступает в кровь, а из крови в скорлупу яиц. Однако опыты с применением радиоактивного кальция показали, что из пищи весь кальций поступает в скелет, не попадая непосредственно в скорлупу яиц. Из скелета он расходуется, в частности, и на построение скорлупы яиц. Его расходование тем самым регулируется. Оно идет у кур, например, в соответствии с их продуктивностью. У кур, которые за 2 месяца снесли 25 яиц, происходит обновление костяка на 95%, в то время как у ненесущихся кур за то же время костяк обновляется лишь на 25%.
