Радиоактивные изотопы и их применение

Питание растений азотом и фосфором также осуществляется за счет углекислоты, извлекаемой корнями растения из почвы. Это происходит следующим путем: углекислота превращается в щавелево-уксусную кислоту, которая соединяется с почвенным аммиаком, содержащим азот, и превращается в аспаргиновую кислоту. Образование щавелево-уксусной кислоты идет только в присутствии фосфора, поэтому при недостатке фосфора питание растений азотом не осуществляется.

Советские ученые установили также, что свет с различной длиной волны вызывает различное действие. Так, красный свет вызывает образование углеводов, а синий — белков.

Движение поваренной соли в организме. Путь различных веществ в организме животных еще более сложен, чем путь их в растениях. С пищей различные элементы попадают в желудок и кишечник животного, а из него в кровь. Кровь поставляет их во все уголки тела. Проследить за движением веществ, путь которых интересует исследователя, невозможно без радиоактивных элементов. Метод меченых атомов дает возможность отличить вновь пришедшие в организм атомы от тех, которые в нем были ранее.

Вы выпили стакан воды, в которой растворена столовая соль, то есть хлористый натрий (соединение натрия и хлора). Куда же попадают молекулы хлористого натрия из желудка? Ответ может дать радиоактивный натрий, который легко ввести в состав молекул соли.

Если вы выпьете раствор такой соли и зажмете в руке счетчик, то уже через несколько минут он покажет, что в руке появились атомы радиоактивного натрия, которые распадаются с испусканием электронов и гамма-лучей. Радиоактивный натрий принесла в вашу руку кровь, что легко доказать, взяв пробу крови и проверив в ней присутствие радиоактивного натрия с помощью того же счетчика.

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.