ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА И УСТОЙЧИВОСТИ РАСТВОРИМЫХ ПОЛИУРОНАТОВ МЕТАЛЛОВ (II) МЕТОДОМ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ КРИВЫХ

РЕЗЮМЕ. Поиск новых антидотов, обеспечивающих эффективное связывание токсичных металлов и сохраняющих содержание биогенных металлов, является актуальной проблемой фармации. Указанным требованиям не соответствуют известные группы детоксицирующих лекарственных средств: комплексоны, антидоты, содержащие сульфгидрильные группы, которые, образуя прочные соединения с металлами и их радиоактивными изотопами, приводят к выведению микроэлементов из ферментов клеток, а следовательно, к гемопоэзу, снижению содержания гемоглобина, Fe, витамина В12, мобилизации Ca из костной ткани. Высокая сорбционная активность характерна и для адсорбентов с неспецифическим детоксикационным действием, однако их действие, проявляемое только в желудочно-кишечном тракте, приводит к нарушению всасывания Ca, Fe, витаминов, гормонов, липидов, белков. Перспективными антидотами представляются кислотные полисахариды (полиурониды) – альгинаты (Alg) и пектины (Pec), имеющие следующие преимущества: биологически доступны (накапливаются в различных биологических тканях, включая костную ткань); усиливают антитоксическую функцию печени за счет повышения активности монооксигеназ; замедляют реакции пероксидного окисления липидов и активизируют защитные механизмы клеток, восстанавливая активность ферментов тканевого дыхания (каталазы, пероксидазы). 

Цель исследования – определение состава и устойчивости растворимых продуктов взаимодействия NaAlg и Pec с ионами токсичных (Pb(II), Cu(II)) и биогенных (Mn(II)) металлов для обоснования возможности использования полиуронидов в качестве антидотов. 

Материалы и методы. В качестве расчетного метода использован метод пересечения кривых. Методом анализа служил метод комплексонометрии. 

Результаты. Установлено образование в растворе продуктов различного состава (в пересчете на мономер полиуронида): PbAlg2, PbAlg3, PbPec2, CuAlg, CuPec, MnAlg, MnPec, что свидетельствует о ступенчатом комплексообразовании. Полиурониды существенно предпочтительнее связывают Pb(II) по сравнению с Cu(II) (на 3-5 порядков более устойчивы), Mn(II) (на 11-31 порядок более устойчивы). Металлические комплексы полиуронидов значительно менее устойчивы (на 4-24 порядка), чем биологические комплексы (аминокислоты, нуклеотиды, ферменты) с теми же металлами, поэтому полиурониды не могут разрушить биологические комплексы. 

Заключение. Относительно высокая эффективность связывания Alg и Pec ионов токсичных металлов при низкой селективности к биогенным металлам при прочих эффектах полиуронидов обусловливают преимущества полиуронидов как антидотов по сравнению с известными детоксикантами. 

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: альгинаты, пектинаты, ионы металлов (II), состав комплексов, устойчивость комплексов. 

Для цитирования: Кайшева Н.Ш. Изучение состава и устойчивости растворимых полиуронатов металлов (II) методом пересечения кривых. Микроэлементы в медицине. 2025;26(3):45−59. DOI: 10.19112/2413-6174-2025-26-3-45-59.  

ВВЕДЕНИЕ
Для осуществления металлами жизненно важных функций в организме человека существует оптимальный диапазон их концентраций. В настоящее время окружающая среда настолько загрязнена (Хавкина, 2013), что в организм человека многие металлы попадают в концентрациях, превышающих возможные для метаболизма количества. При избыточном накоплении металлов в организме (для Pb, Cd, Zn, Cu, Al это концентрации более 0,01%; для Hg, Cr это концентрации более 0,000001%) внутриклеточный уровень металлов превышает токсичный уровень, что ведет к нарушению клеточного гомеостаза и серьезным изменениям, обусловливающим нарушение активности прямо или косвенно зависящих от них ферментов (Ершов, Плетенева, 1989; Кайшева и др., 2016). Недостаток в организме необходимых металлов Са, К, Na, Mg (менее 0,01%), Fe, Zn, Mo, Cs, Mn, Rb (менее 0,00001%), попадание соединений других металлов (Pb, Hg, Cd и др.), вмешательство токсичных веществ и вирусов в конкуренцию лигандов за металл в условиях in vivo способствует протеканию патологических процессов (Лужников (ред.), 2014).

В этой связи действие антидотов должно быть достаточно селективно, чтобы приводить к удалению токсичного металла и не затрагивать биогенные металлы, необходимые для функционирования жизненно важных органов и систем. К выбору антидотов предъявляются следующие основные требования (Альберт, 1989):

молекула антидота должна образовывать достаточно прочное соединение с нежелательным металлом, чтобы быть способной связать и вывести его из организма;

повышение устойчивости комплексов с токсичными металлами обеспечивают лиганды с двумя и более электронодонорными атомами (предпочтительны O, N, S);

следует учитывать стереохимию металла: металлы, образующие тетраэдрические или октаэдрические комплексы, склонны координироваться с 5- или 6-членными циклами лигандов;

необходимо учитывать особенности среды (растворителя); в условиях in vivo встречаются среды трех типов: водные (кровь, лимфа), неводные (липиды в клеточных мембранах), свойства стенок полостей ферментов, ведущие к их активным центрам;

связывающий реагент и образуемые им комплексы не должны быть токсичными.

Согласно государственному реестру лекарственных средств (ЛС) (2024), указанным требованиям не вполне соответствуют известные группы детоксицирующих ЛС: комлексоны (пентацин, ферроцин), антидоты, содержащие сульфгидрильные группы (унитиол, натрия тиосульфат), адсорбенты (лигнин, полифепан), комбинированные энтеросорбенты (карбопект). Так, комплексоны и антидоты, содержащие SH-группы, образуют очень прочные продукты взаимодействия как с нежелательными, так и с биогенными металлами, способствуя дисфункции жизненно важных органов и систем организма. Чаще используются адсорбенты – соединения, нетоксичные и не влияющие на содержание биогенных металлов, однако они образуют неустойчивые соединения с токсичными металлами, десорбируя их со своей поверхности уже в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), что требует дополнительного назначения ЛС, ускоряющих перистальтику кишечника и эвакуацию кишечного содержимого.

Особое положение среди различных групп антидотов занимают растительные полисахариды кислотного характера, или полиурониды, – альгинаты (Alg) и пектины (Pec), на основе которых предложены ЛС, включенные в государсвенный реестр ЛС РФ: геморрекс, NaAlg, натальсид, венапрокт алиум, гевискон, гевискон форте, карбопект. Альгиновая кислота, получаемая из бурых водорослей, является линейным полимером (рис. 1 "Структурная формула Alg" в приложенном pdf-файле, с. 46 ), состоящим из остатков β-D-маннуроновой (m) и αL-гулуроновой (n) кислот, связанных друг с другом 1,4-О-гликозидной связью (Альгиновые кислоты…, 2023). Ввиду нерастворимости альгиновой кислоты в воде, чаще всего используют ее натриевую соль (NaAlg), способную к образованию растворов разной концентрации и вязкости.

Пектины получают из свекловичного жома, кожуры цитрусовых, яблочных выжимок; они имеют линейную форму, образованы остатками α-D-галактуроновой кислоты, связанными 1,4-Огликозидными связями, частично карбоксильные группы метилированы  (рис. 2 "Структурная формула Pec" в приложенном pdf-файле, с. 47) (Пектины…, 2023).

Перечисленным требованиям, предъявляемым к антидотам, соответствуют и NaAlg, и Pec (Кайшева, 2025), эти соединения:

содержат электронодонорные атомы кислорода (в составе –СООН, –ОН, пиранозных циклов, гликозидных центров);

состоят из 6-членных пиранозных циклов;

способны к образованию с ионами металлов растворимых и нерастворимых в воде комплексов;

будучи растительными пищевыми компонентами, не являются токсичными.

Кроме того, оба полиуронида проявляют физиологические эффекты, необходимые при детоксикации (усиливают обезвреживающую функцию печени, ускоряют эвакуацию кишечного содержимого), биологически доступны за счет распределения в различных тканях и жидкостях организма (костная ткань, кожа, печень, почки, моча), могут длительно применяться без нарушения водно-электролитного баланса (Кайшева, Кайшев, 2016; Кайшева, 2025). NaAlg и Pec, как фармацевтические субстанции, включены в Европейскую фармакопею (Перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов…) и фармакопею США (United States Pharmacopeia …).

Наиболее близким к изучаемым полиуронидам является популярный комплексон кальция тринатрия пентетат (Ca-Na3-пентетат), который выбран в качестве препарата сравнения  (рис. 3 "Структурная формула Ca-Na3-пентетата" в приложенном pdf-файле, с. 47). Близость Ca-Na3-пентетата с NaAlg и Pec заключается в следующем (Лурье, 2013; Кайшева, Кайшев, 2016):

растворимы в воде, биологически доступны, равномерно распределяются в биологических жидкостях и тканях (даже костной);

продукты взаимодействия с ионами металлов (II) бесцветны, в определенных условиях растворимы в воде, малотоксичны, быстро выводятся из организма через мочевыводящие пути, не абсорбируются в ЖКТ;

ионами металлов (II) образуют малодиссоциируемые комплексы, так как центральный атом металла прочно связан полидентатным лигандом, хотя устойчивость комплексонатов на 3– 17 порядков выше устойчивости полиуронатов;

имеют однотипный механизм взаимодействия с ионами металлов (II): по типу кислотноосновного взаимодействия (образуют ковалентные связи за счет атомов кислорода карбоксильных групп) и комплексообразования (образуют координационные связи за счет атомов азота у Ca-Na3-пентетата и кислорода у Pec и Alg), что ведет к образованию относительно устойчивых продуктов взаимодействия (рис. 4 "Структурные формулы Pec металла (а), Alg металла (б)" в приложенном pdf-файле, с. 48).

 Перспективность использования NaAlg и Pec в качестве энтеросорбентов металлов экспериментально подтверждена доклиническими фармакологическими испытаниями (Кайшева и др., 2014, 2016; Кайшева, Кайшев, 2016; Кайшева, 2025), в результате которых доказаны:

возможность проникновения даже в малодоступные депо тяжелых металлов (костную ткань);

способность образования растворимых и нерастворимых комплексов с ионами Pb(II) и элиминирования их через различные биологические ткани (костную ткань, кожу, печень, почки) и жидкости (мочу);

активизация моторики ЖКТ, способствующая ускорению элиминации токсинов.

Кроме того, доказано влияние NaAlg и Pec на процессы биологического окисления, проявление ими антигипоксического, антиоксидантного, мембраностабилизирующего, анаболического действия (Кайшева, Кайшев, 2016). В опытах на крысах установлено, что после перорального приема NaAlg и Pec в течение двух месяцев растворимые комплексы этих веществ с металлами выводятся из костной ткани и бедренной мышцы. Так, снижение концентрации катионов Pb(II) в бедренной кости составило 76 и 80%, эпифизе – 77 и 82%, грудине – 68 и 77% соответственно; в бедренной мышце – 50 и 67% соответственно. Одновременно с этим наблюдалось выведение катионов Pb(II): их содержание под влиянием NaAlg и Pec увеличилось соответственно в печени – в 5 и 14 раз, почках – в 10 и 11 раз, крови – в 8 и 9 раз, моче – в 4 и 4 раза, коже с шерстью – в 2 и 5 раз (Кайшева, Кайшев, 2016). 

Предлагая полиурониды в качестве энтеросорбентов в терапии интоксикаций тяжелыми металлами, важно гарантировать, что они не приведут к снижению содержания Ca, что особенно важно для населения старших возрастных групп. В опытах in vivo (n=6, p=0,95) установлено, что после двухмесячного введения крысам NaAlg и Pec содержание Ca по сравнению с контрольной группой животных статистически достоверно не изменилось ни в одной биологической ткани (табл. 1 "Содержание естественно содержащихся Ca (·102, %) в тканях и жидкостях крыс, принимавших полиурониды в течение двух месяцев" в приложенном pdf-файле, с. 48). В отличие от полиуронидов, Ca-Na3-пентетат, по сравнению с контрольной группой крыс, после двухмесячного введения вызвал снижение содержания Ca: в костной ткани на 17,6–18,8%, в бедренной мышце – на 56,3%, в печени – на 36,5%, в почках – на 54,2%, в крови – на 59,4%, в моче – на 52,9%, в коже с шерстью – на 34,0%. Стабильность содержания Ca в костной ткани в результате введения полиуронидов, по-видимому, объясняется тем, что в костях Ca находится в виде фосфата, более прочного (Кайшева, Кайшев, 2016), чем полиуронаты Ca.

Выраженная эффективность связывания полиуронидами ионов Pb(II) при низкой селективности к ионам Ca обусловливает преимущества полиуронидов как антидотов по сравнению с наиболее универсальным, близким по детоксицирующему действию ЛС – кальция тринатрия пентетатом (Ca-Na3-пентетатом).

Однако из всех требований к антидотам открытым остается вопрос сравнительного состава и прочности продуктов взаимодействия полиуронидов с токсичными и биогенными металлами.

Цель исследования – определение состава и устойчивости растворимых продуктов взаимодействия NaAlg и Pec с ионами токсичных и биогенных металлов (полиуронатов металлов) для обоснования возможности использования полиуронидов в качестве перспективных антидотов. 

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Объектами исследования явились: NaAlg, полученный из ламинарии сахаристой Laminaria saсcharina (L.) на Архангельском опытно-водорослевом комбинате, соответствующий по качеству требованиям ГОСТ 33331-2015 «Водоросли, травы морские и продукция из них. Методы определения массовой доли воды, золы и посторонних примесей»; NaAlg представляет собой белый аморфный порошок, медленно растворим в воде с образованием коллоидных растворов, характеризуется показателями: средняя молярная масса 89700 кг/моль, 10,0% –СООNa, 1,0% –СООСН3, степень метилирования 10,0%, рН (1% раствор) 6,00–8,00 (Кайшева, 2025); свекловичный Pec (ООО «Пекто», г. Нальчик), соответствующий по качеству требованиям ГОСТ 29186-91 «Pec»; Pec представляет собой аморфный порошок светло-коричневого цвета со слабым запахом, умеренно растворим в воде с образованием коллоидных растворов; характеризуется показателями: средняя молярная масса 3200 кг/моль, 14,4% –СООН, 9,2% –СООСН3, 5,2% –ОСОСН3, степень метилирования 64,0%, рН (2% раствор) 3,10–3,20, рКа 3,5, [α]D 20 (1% раствор) +134° (Кайшева, 2025); Pb(II) ацетат декагидрат, Cu(II) ацетат гидрат, Mn(II) сульфат пентагидрат с квалификацией чистоты «х.ч.». Pb(II) и Cu(II) рассмотрены как представители токсичных металлов, Mn(II) – биогенных металлов; комплексообразующее ЛС «Кальция тринатрия пентетат (пентацин) раствор 5% в ампулах по 5 мл», («Фармзащита» НПЦ ФГУП, Россия) (серия 2150223 от 30.10.2023). Для изучения комплексообразования полиуронидов с ионами металлов в растворе в качестве расчетного метода использовали метод пересечения кривых, в качестве метода анализа – метод комплексонометрического титрования. Выбор метода пересечения кривых обусловлен рядом причин: возможностью реакций комплексообразования в растворах, в том числе ступенчатой, протеканием кислотно-основных реакций между реагентами, отсутствием побочных процессов, возможностью определения параметров продуктов взаимодействия (состава, устойчивости) (Шевченко, 1965). Образование одноядерного комплексного соединения МLХ в растворе в общем виде можно представить уравнением М х + ↔L МLX , (1) где М – металл; L – лиганд.

* Формулы приведены в приложенном pdf-файле, стр. 49

По условиям опыта всегда известны общие (исходные) концентрации металла СМ и лиганда CL в исследуемых растворах. Экспериментально определяют равновесную концентрацию одного из компонентов реакции, в частности, металла [М]. Зная СМ и CL, а также [М], рассчитывают константу образования β комплекса (Шевченко, 1965).

В полученных выражениях содержится два неизвестных: β и х, которые находят графическим способом (Шевченко, 1965). Для этого готовят два раствора, отличающиеся по CL (СМ могу быть равны или различны), в которых определяют равновесную концентрацию одного из компонентов реакции. Найденное значение равновесной концентрации CL и СМ первого раствора подставляют в выражение (3). Задавая неизвестному «х» ряд значений (1, 2, 3 и т.д.), для каждого из них вычисляют величину β комплекса. По полученным значениям строят кривую зависимости lgβʹ=f(x).

Аналогичным образом проводят вычисления и построение кривой для второго раствора lgβʹʹ=f(x). Из ряда вычисленных значений для обоих растворов истинным будет лишь та величина β, когда заданное значение «х» действительно соответствует координационному числу комплекса, образующегося в этих растворах. Если состав комплекса в обоих растворах один и тот же, обе кривые пересекутся в некоторой точке, проекция которой на ось абсцисс покажет состав образующегося комплекса, а проекция на ось ординат – значение lgβ данного комплекса. Если же различие концентраций комплекса в сравниваемых растворах слишком мало, и линии пересекаются под таким острым углом, что надежное определение величины β комплекса становится затруднительным, поступают следующим образом. По одной из ординат откладывают значения lgβʹ, по другой – lg(βʹ/βʹʹ), где βʹ – константы, вычисленные для первого раствора, βʹʹ – для второго раствора при значениях «х», равных 1, 2, 3 и т.д. В этом случае кривая зависимости lg(βʹ/βʹʹ)=f(x) пересечет абсциссу в некоторой точке, которая укажет состав комплекса (lg(βʹ/βʹʹ)=0); перпендикуляр, восстановленный из этой точки до пересечения с кривой зависимости lgβʹ=f(x) даст значение lgβ комплекса (Шевченко, 1965).

Для выяснения, образуется ли в первом растворе комплекс, или комплексообразование имеет ступенчатый характер, достаточно исследовать три раствора, значительно отличающихся по концентрации компонентов реакции. При наличии в растворах только одного комплекса все три кривые пересекутся в одной точке; при ступенчатом комплексообразовании кривые общей точки пересечения иметь не будут. Необходимым условием установления ступенчатого комплексообразования является доминирование в обоих сравниваемых растворах комплекса одинакового состава (Шевченко, 1965).

 Изучение состава и прочности комплексонатов Pb(II)
Изучение продуктов взаимодействия NaAlg с Pb(II). К трем различным навескам NaAlg массой от 0,06 до 0,14 г приливают по 100 мл 2·10-4 моль/л раствора Pb(II), перемешивают, выдерживают 24 ч при температуре 20 ºC для установления равновесия. Образовавшиеся нерастворимые соединения пропускают через бумажный фильтр «синяя лента». В фильтрате методом комплексонометрии определяют [Pb(II)] (Шварценбах, Флашка, 1970): к 10 мл фильтрата приливают 10 мл 0,05 моль/л раствора Na-эдетата, 15 мл аммиачного буферного раствора, 0,05 г сухой смеси эриохрома черного с NaCl (1:100), 70 мл воды, титруют 0,05 моль/л раствором ZnSO4 до резкого перехода окраски раствора от синей к красно-фиолетовой.

Изучение продуктов взаимодействия Pec с Pb(II). К трем различным навескам Pec массой от 0,05 до 0,09 г приливают по 100 мл 1·10-3 моль/л раствора иона Pb(II). Далее поступают, как и в случае с NaAlg.

Изучение продуктов взаимодействия CaNa3-пентетата с Pb(II). К трем различным навескам 5% раствора Ca-Na3-пентетата объемом от 0,06 до 0,18 мл приливают по 100 мл 1·10-3 моль/л раствора иона Pb(II). Далее поступают, как и в случае с NaAlg.

Изучение состава и прочности комплексонатов Cu(II) 
К различным навескам NaAlg и Pec (массой от 0,10 до 0,20 г) или различным объемам 5%-ного раствора Ca-Na3-пентетата (от 0,20 до 0,40 мл) приливают по 100 мл 2,4·10-2 моль/л раствора Cu(II), перемешивают, выдерживают при температуре 20 ºC (24 ч) для установления равновесия. После этого образовавшиеся нерастворимые соединения пропускают через бумажный фильтр «синяя лента».

В фильтрате методом комплексонометрии определяют [Cu(II)] (Шварценбах, Флашка, 1970): к 20 мл фильтрата приливают 1 моль/л раствора NH3 до рН 8, затем 2 мл 1 моль/л раствора NH4Cl, 0,05 г мурексида, титруют 0,01 моль/л раствором Na-эдетата до резкого перехода окраски раствора от желтой к фиолетовой.

Изучение состава и прочности комплексонатов Mn(II) 
К различным навескам NaAlg и Pec (массой от 0,10 до 0,20 г) или различным объемам 5% раствора Ca-Na3-пентетата (от 0,20 до 0,40 мл) приливают по 100 мл 2,2·10-2 моль/л раствора Mn(II), перемешивают, выдерживают при температуре 20 ºC (24 ч) для установления равновесия. Образовавшиеся нерастворимые соединения пропускают через бумажный фильтр «синяя лента».

В фильтрате методом комплексонометрии определяют [Mn(II)] (Шварценбах, Флашка, 1970): к 10 мл фильтрата приливают 10 мл раствора солянокислого триэтаноламина, 0,05 г аскорбиновой кислоты, 5 мл аммиачного буферного раствора до рН 10, 0,05 г сухой смеси эриохрома черного с NaCl (1:100), 70 мл воды, титруют 0,01 моль/л раствором Na-эдетата до изменения окраски раствора от красной к синей.

Результаты экспериментальных исследований (при n=6, р=0,95) статистически обработаны (ОФС.1.1.0013. Статистическая обработка…, 2023). 

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты изучения состава и прочности полиуронатов Pb(II)
Результаты изучения продуктов взаимодействия NaAlg с Pb(II). Величины β (n=6), рассчитанные по уравнению (3) при заданных значениях «х», приведены в табл. 2 (табл. 2 "Опытные и расчетные данные для определения β(PbAlg) (СPb(II)=2,0·10-4 моль/л)" в приложенном pdf-файле, с. 51).

 По вычисленным величинам β построена кривая зависимости lgβ=f(x) для каждого раствора (рис. 5 "Кривая зависимости lgβ=f(x) для PbAlg" в приложенном pdf-файле, с. 51).

Из рис. 5 видно, что три кривые не имеют общей точки пересечения, значит, состав комплексов в изученных растворах различный, то есть комплексообразование имеет ступенчатый характер. Точка пересечения первого и второго растворов лежит вблизи значения «х», равного 2. Для надежного определения β комплекса строили график зависимости, где по одной оси ординат откладывали значения lgβʹ , а по другой оси ординат – lg(βʹ/βʹʹ) при различных значениях «х» на оси абсцисс. В табл. 3 (табл. 3 "Логарифмы констант образования комплекса PbAlg в первом и втором растворах" в приложенном pdf-файле, с. 51) приведены все данные для графического определения  (рис. 6 "График зависимости lgβʹ и lg(βʹ/β") от х для PbAlg" в приложенном pdf-файле, с. 51) β комплекса PbAlg (n=6, р=0,95).

Как видно из рис. 6, состав комплекса PbAlg выражается соотношением 1:2 (в пересчете на мономер), lgβ составляет 5,60±0,20; значит β = (3,98±0,14)·I05 .

Поскольку из рис. 5 следовало, что точка пересечения второго и третьего растворов лежит вблизи значения х, равного 3, то для надежного определения β другого комплекса строили график зависимости lg β" и lg(βʹʹ/βʹʹʹ) от «х»  (рис. 7 "Зависимость lgβʹʹ и lg(βʹʹ/βʹʹʹ) от х для PbAlg" в приложенном pdf-файле, с. 52); данные для его построения при n=6 приведены в табл. 4 (табл. 4 "Логарифмы констант образования комплекса PbAlg во втором и третьем растворах" в приложенном pdf-файле, с. 52). 

Как видно из рис. 7, состав комплекса PbAlg выражается соотношением 1:3, lgβ составляет 7,90±0,20, значит β=(7,94±0,32)·107 .

Таким образом, при взаимодействии NaAlg с ионами Pb(II) происходит ступенчатое комплексообразование, в результате которого доминируют комплексы состава Pb(II): мономер Alg 1:2 (β=(3,98±0,14)·105 , lgβ=5,60±0,20) и 1:3 (β=(7,94±0,32)·107 , lgβ=7,90±0,20).

Результаты изучения продуктов взаимодействия Pec с Pb(II). Величины β, рассчитанные по уравнению (3) при заданных значениях «х», приведены в табл. 5 (n=6, р=0,95) (в приложенном pdf-файле, с.52).

По вычисленным величинам β построена кривая зависимости lgβ=f(x) для каждого раствора  (рис. 8 "Кривая зависимости lgβ=f(x) для PbPec" в приложенном pdf-файле, с.52).

Из рис. 8 видно, что все три кривые пересекаются в одной общей точке, значит в растворах образуется комплекс PbPec только одного состава 1:1,84 или 1:2, lgβ=7,80±0,20; константа образования β=(6,31±0,20)·107.

Результаты изучения продуктов взаимодействия Ca-Na3-пентетата с Pb(II). Кривые зависимости lgβ=f(x) для каждого раствора комплекса, образующегося при взаимодействии CaNa3-пентетата с Pb(II) (n=6, р=0,95)  (рис. 9 "Кривая зависимости lgβ=f(x) для Pb-Na3-пентетата" в приложенном pdf-файле, с.53) четко пересекаются в одной точке х, равной 1, следовательно, в растворе образуется один комплекс состава 1:1 Pb-Na3-пентетата со значением β=(1,32±0,05)·1018 (lgβ=18,12±0,63).

 Результаты изучения состава и прочности полиуронатов Cu (II)
Результаты изучения продуктов взаимодействия NaAlg и Pec с Cu(II). Величины β, рассчитанные по уравнению (3) при заданных значениях «х», приведены в табл. 6 (n=6, р=0,95) (в приложенном pdf-файле, с.53). 

По вычисленным величинам β построены кривые зависимости lgβ=f(x) для комплексов CuAlg (рис. 10, с. 53) и CuPec (рис. 10,б).

Как видно из рис. 10 (рис. 10 "Кривые зависимости lgβ=f(x) для CuAlg (а) и CuPec (б)" в приложенном pdf-файле), все три кривые пересекаются в одной точке (вблизи значения х, равного 1), следовательно, в растворах CuAlg и CuPec находится по одному комплексу.

Следует отметить, что различие концентраций в сравниваемых растворах мало и линии пересекаются так, что надежное определение величины β комплексов затруднительно. Поэтому использовали прием, описанный ранее для комплекса PbAlg: по данным, приведенным в табл. 7  (в приложенном pdf-файле, с.54), строили графики зависимости lgβʹ и lg(βʹ/βʹʹ) от х (рис. 11 в приложенном pdf-файле, с. 54).  

Как видно из рис. 11, оба комплекса имеют состав 1:1, однако lgβ(CuAlg)=1,95±0,06, β(CuAlg)=89,13±2,70, lgβ(CuPec)=1,50±0,05, β(CuPec)=31,62±1,00.

Результаты изучения продуктов взаимодействия Ca-Na3-пентетата с Cu(II). Кривые зависимости lgβ=f(x) для каждого раствора комплекса, образующегося при взаимодействии CaNa3-пентетата с Cu(II) (рис. 12 в приложенном pdf-файле, с. 54), однозначно пересекаются в одной точке х, равной 1, следовательно, в растворе образуется один комплекс состава 1:1 Cu-Na3-пентетат со значением β=(7,08±0,25)·1018 (lgβ=18,85±0,66).

Результаты изучения состава и прочности полиуронатов Mn(II)  
Результаты изучения продуктов взаимодействия NaAlg и Pec с Mn(II). Величины β, рассчитанные по уравнению (3) при заданных значениях «х», приведены в табл. 8 (n=6, р=0,95)  (в приложенном pdf-файле, с.55).

По вычисленным величинам β построены кривые зависимости gβ=f(x) для комплексов MnAlg (рис. 13,а в приложенном pdf-файле, с.55) и MnPec (рис. 13,б).

Как следует из рис. 13, все три кривые пересекаются в одной точке, следовательно, в растворах MnAlg и MnPec находится по одному комплексу; при этом точки пересечения лежат вблизи значения х, равного 1. Однако в рассматриваемых случаях различие концентраций в сравниваемых растворах мало и линии пересекаются под таким углом, что надежное определение величины β комплексов затруднительно. Поэтому используем ранее описанный прием: по данным, приведенным в табл. 9 (n=6, р=0,95) (в приложенном pdf-файле, с.56), строим графики зависимости lg βʹ и lg (βʹ/βʹʹ) от х (рис. 14 в приложенном pdf-файле, с.56).

Как видно из рис. 14, оба комплекса имеют состав 1:1, однако lgβ(MnAlg)=0,50±0,02, β(MnAlg)=3,16±0,10, lgβ(MnPec)=0,25±0,01, β(MnPec)=1,78±0,06.

Результаты изучения продуктов взаимодействия Ca-Na3-пентетата с Mn(II). Кривые зависимости lgβ=f(x) для каждого раствора комплекса, образующегося при взаимодействии CaNa3-пентетата с Mn(II) (рис. 15 в приложенном pdf-файле, с. 56) четко пересекаются в одной точке х, равной 1, следовательно, в растворе образуется один комплекс состава 1:1 Mn-Na3-пентетат со значением β=(1,41±0,05)·1014 (lgβ=14,15±0,50).

Относительная погрешность результатов определений не превышает ±5,0%.

Сравнительные данные полученных результатов приведены в табл. 10  (в приложенном pdf-файле, с.57).

В результате сравнительного изучения взаимодействия полиуронидов с ионами токсичных и биогенных металлов методом пересечения кривых установлено образование (доминирование) в растворе продуктов различного состава, выражающегося формулами (в пересчете на мономер полиуронида): PbAlg2, PbAlg3, PbPec2, CuAlg, CuPec, MnAlg, MnPec, что свидетельствует о ступенчатом комплексообразовании.

Таким образом, полиурониды, как детоксицирующие вещества, в сравнении с ЛС подобного действия Ca-Na3-пентетатом, имеют следующие преимущества:

полиурониды существенно предпочтительнее связывают Pb(II) по сравнению с Cu(II) (на 3- 5 порядков более устойчивые), Mn(II) (на 11–31 порядок более устойчивые), в отличие от Ca-Na3- пентетата, одинаково прочно связывающего и токсичные и биогенные металлы;

металлические комплексы полиуронидов, в отличие от комплексов с Ca-Na3-пентетатом, значительно менее устойчивы (на 4–24 порядка), чем биологические комплексы (аминокислоты, нуклеотиды, ферменты) с теми же металлами (Досон и др., 1991), поэтому полиурониды, в отличие от Ca-Na3-пентетата (Лурье, 2013), не могут разрушить эти комплексы; 

полиурониды оказывают прочие положительные эффекты, потенцирующие детоксикацию: активируют обезвреживающую функцию печени, ускоряют эвакуацию кишечного содержимого, стимулируют биологическое окисление (Кайшева и др., 2014), в отличие Ca-Na3- пентетата, при парентеральном применении которого нарушаются функции ЖКТ и почек, снижается содержание гемоглобина, Fe, Zn, цианокобаламина, что требует дополнительного назначения симптоматических ЛС и исключает возможность перорального применения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 
Результаты исследования демонстрируют, что относительно высокая эффективность связывания Alg и Pec ионов токсичных металлов при низкой селективности к биогенным металлам при прочих эффектах полиуронидов обусловливают преимущества полиуронидов как антидотов по сравнению с известным ЛС – кальция тринатрия пентетатом (Ca-Na3-пентетатом).

Следует отметить, что в перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов, входит другое соединение – кальция тринатрия пентетат.

ЛИТЕРАТУРА
Альберт А. Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии: в 2 т.: пер. с англ. Москва: Медицина. 1989; 400 с. 
Альгиновые кислоты. Химическая энциклопедия. Москва. 2023; https://gufo.me/dict/chemistry_encyclopedia/альгиновые_кислоты.
Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У. и др. Справочник биохимика. Пер. с англ. В.Л. Друцы, О.Н. Королевой. Москва: Мир. 1991; 543 с.
Ершов Ю.А., Плетенева Т.В., Механизмы токсического действия неорганических соединений. Москва: Медицина. 1989; 271 с.
Ершов Ю.А., Плетенева Т.В., Механизмы токсического действия неорганических соединений. Москва: Медицина. 1989; 271 с.
Кайшева Н.Ш., Василенко Ю.К., Кайшев А.Ш. Влияние полиуронидов на выведение некоторых металлов. Фармация. 2014; 2: 41–45.
Кайшева Н.Ш., Василенко Ю.К., Кайшев А.Ш. Процессы биологического окисления, детоксицирующие функции печени и состояние мембран эритроцитов после введения свекловичного пектина и полисахаридно-аминокислотного комплекса «Ламинарид СБ» при свинцовой интоксикации у крыс. Химико-фармацевтический журнал. 2016; 50(10); 3–9.
Кайшева Н.Ш., Кайшев А.Ш. Фармакохимические основы применения пектинов и альгинатов. Пятигорск: РИАКМВ. 2016; 260 с.
Лужников Е.А. (ред.). Медицинская токсикология. Национальное руководство. Москва: ГЭОТАР-Медиа. 2014;928 с.
Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии: Справочное издание, 6 изд., перераб. и доп. Москва: Химия. 2013; 448 с.
ОФС.1.1.0013. Статистическая обработка результатов физических, физико-химических и химических испытаний. Государственная фармакопея Российской Федерации XV. 2023. Т. 1. Москва. https://pharmacopoeia.regmed.ru/pharmacopoeia/izdanie-15/1/1-1/statisticheskaya-obrabotka-rezultatov-fizicheskikh-fiziko-khimicheskikh-i-khimicheskikh-ispytaniy/(дата обращения 18.04.2025).
Пектины. Химическая энциклопедия. Москва. 2023. https://gufo.me/dict/chemistry_encyclopedia/пектины.
Хавкина Т.К. Химико-физическое загрязнение окружающей среды и его последствия для человека (терато-мутаканцерогенез). Саратов: СП-Принт. 2013; 320 с.
Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. Пер. с нем. Ю.И. Вайнштейн. Москва: Химия. 1970; 360 с.
Шевченко Ф.Д. Расчет состава и прочности комплексов методом пересечения кривых. Украинский химический журнал. 1965; 31(2): 229–232.
European Pharmacopoeia: Tenth Edition, Strasbourg. https: // www.pharmaceuticalsky.com.
United States Pharmacopeia: USP29-NF24 Pectin [9000-69-5], NewYork, 1647. [Электронный ресурс] https: // www.pharmacopeia.cn.

Информация об авторе:
Кайшева Нелли Шаликовна – д.фарм.н., профессор, профессор кафедры фармацевтической химии E-mail: caisheva2010@yandex.ru;
ORCID: 0000-0002-1277-0825; SPIN: 6389-6826