Ученые ТПУ впервые установили взаимосвязь элементного состава воды в живых организмах с воздействием техногенных факторов

| 717

Ученые Томского политехнического университета изучили элементный состав «воды биологической», содержащейся в живых организмах. По словам исследователей, такие данные были получены впервые. Также научному коллективу удалось установить, какие именно химические элементы наиболее сконцентрированы в тех или иных органах и тканях организмов и установить взаимосвязь с экологией окружающей среды. 

Фото: Распространенность изученных химических элементов в "воде биологической", выделенной из органов и тканей свиньи

Статья «Элементный состав воды биологической как индикатор техногенеза» была опубликована в журнале «Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов». По словам руководителя исследования, профессора отделения геологии ТПУ Леонида Рихванова, ранее был изучен элементный состав практически всех типов вод, входящих в гидросферу: морской, речной, озерной, подземной и других. Однако данных по химическому составу воды в живых организмах получено не было.

«Мы изучили всю возможную литературу за достаточно долгий срок: оказалось, что элементный состав "воды биологической", как называл ее Владимир Иванович Вернадский, практически не изучен. Это касается всех уровней, начиная от бактерий. Да, существует достаточно много исследований, посвященных составу крови, плазмы, мочи и прочего. Но не воды, которая содержится в разных процентах в любой живой ткани. Например, в костях ее 5–10 %, в мозге — 30–40 %, а в крови — 70–80 %. Нам впервые удалось получить данные по наличию химических элементов в "воде биологической", их уровню накопления, концентрации»,

— говорит Леонид Рихванов.

Добавим, для отбора жидкости ученые использовали органы и ткани семимесячного поросенка, так как ранее проведенные исследования по содержанию химических элементов в органах и тканях свиньи показали почти полное совпадение с аналогичными данными по органам и тканям человека. Кроме того, по мнению физиологов, организм свиньи является очень близким к человеческому. Для исследования использовались кровь, селезенка, печень, почка, легкое, мышечная ткань и подкожный жир.

«Начиная работу, мы столкнулись со следующей проблемой, — как эту воду из крови, мышц и так далее выделить? И только найдя коллег из Павлодарского государственного педагогического университета (Казахстан), проблему удалось решить. Они подобрали методику по выделению воды, собрали установку для возгонки воды из живых тканей. Технология предполагает использование вакуумной возгонки при нагревании органов и тканей до ста градусов. Жидкость начинает испаряться и конденсируется в виде дистиллята. Эти работы проводились в Казахстане», — рассказывает ученый.

Затем в проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии ТПУ методом индуктивно-связанной плазмы с масс-спектрометрическим окончанием было выполнено определение максимально возможного количества химических элементов. Всего было обнаружено 70 химических элементов, 17 из которых — ниже предела обнаружения. Так, в «воде биологической» содержатся уран, торий, бром, свинец, железо, алюминий, редкоземельные элементы и т.д.

«Первый интересный вывод, который нам удалось сделать, это то, что вода в разных тканях и органах отличается по своему химическому составу и максимальной концентрации элементов. Например, в крови максимально по отношению к другим органам и тканям накапливаются 25 элементов, а в селезенке — 19. При этом, к примеру, почти максимально во всех изученных органах и тканях содержатся натрий, кальций, кремний, калий, магний. В селезенке высокий уровень калия, в мышцах много железа, в крови — бария, брома, свинца, висмута»,

— поясняет Леонид Рихванов.

Полученные результаты делают исследование элементного состава «воды биологической» очень интересным для физиологов и не только. Ученые считают, что вода в живых организмах может успешно использоваться для оценки влияния на окружающую среду и на здоровье человека техногенных процессов.

«В своем исследовании мы использовали органы и ткани свиньи из поселка Успенский Павлодарской области. Данный район — относительно чистый, его можно рассматривать в качестве благоприятного для проживания человека. Теперь дело за материалами из экологически неблагоприятного района той же Павлодарской области. Мы работаем над выделением такой воды. И я убежден, что вода и ее элементный состав будут отличаться от уже полученных результатов. Это позволит нам выявлять зоны экологического неблагополучия для человека. Сейчас для подобной оценки мы используем различные критерии, изучаем растения, почвы и другие компоненты. Но это все не прямые методы. А выявленные нами данные позволят определять то, как техногенез влияет на организм человека напрямую», — подчеркивает профессор ТПУ.


Также исследователи сравнили элементный состав «воды биологической» по отношению к морской воде и эталону чистой питьевой воды — образцам из озера Байкал. Оказалось, что в образцах из органов и тканей свиньи выше, чем в морской воде, содержание хрома, железа, бериллия, бария, свинца. При этом меньше, чем в байкальской воде, натрия, кальция, ванадия, молибдена и ряда других элементов.

Добавим, журнал «Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов» в настоящее время индексируется в ведущих мировых аналитических базах Scopus и Web of Science. На сегодня журнал входит в третий квартиль (Q3).