Биологическая роль и применение в медицине

Редкоземельные металлы (Sc, Y, La, Lu) относят к элементам, биологическая роль которых для организма человека выяснена недостаточно полно. При этом есть сведения, что некоторые из них могут быть токсичными, особенно при длительном их поступлении в организм. Так, сульфат иттрия при его курсовом применении у экспериментальных животных оказывает на них токсическое действие, проявляющееся морфологическими и функциональными изменениями печени и почек. Высокие дозы карбоната лантана при его длительном применении у крыс кумулируют в различных тканях (в костях, печени и других органах), вызывают снижение массы тела потомства, а также задержку их полового созревания.

Возможность использования в медицине соединений на основе редкоземельных элементов изучается особенно пристально, а некоторые из них уже нашли применение в клинической практике. Например, оксид скандия рассматривают как перспективное соединение для создания высокопрочных зубных протезов. Выявлено, что некоторые соединения иттрия, такие как ортотанталат иттрия, обладают хорошими контрастными свойствами и могут применяться для рентгеноскопии половых органов, а также в качестве рентгенконтрастных покрытий. В настоящее время в медицине используют короткоживущие радиоизотопы иттрия-90 в составе противоопухолевых радиофармпрепаратов. Изотоп иттрия-90 является источником радиоактивного p-излучения, проникающая способность которого для живых тканей составляет около 5 мм. Примером использования иттрия-90 в клинической практике является противоопухолевый препарат ибритумомаб. Этот лекарственный препарат представляет собой меченные иттрием-90 рекомбинантные моноклональные антитела. Такие противоопухолевые препараты на основе моноклональных антител называют «таргетными» (мишеньнаправлениыми), гак как они связываются только с определенными структурами на клетках. Ибритумомаб связывается с белком, экспрессирующемся на мембранах некоторых опухолей и, таким образом, за счет радиоактивного излучения «убивает» злокачественные опухолевые клетки. В настоящее время ученые фармакологи с целью разработки новых противоопухолевых лекарственных препаратов также исследуют пептиды, меченные радиоактивным изотопом лютеция-177.

Высокое сродство ионов лантана к фосфат-иону нашло также свою клиническую нишу. В медицине применяется карбонат лантана как препарат, связывающий избыток фосфатов. Его назначают при повышенной концентрации фосфатов в крови (гиперфосфатемии), которая часто наблюдается при нарушении выделительной функции почек. Действие карбоната лантана основано на том, что в кислой среде желудка ионы лантана высвобождаются из связи с карбонат-анионом и образуют нерастворимый фосфат лантана. Таким образом, используемый препарат уменьшает всасывание фосфатов, содержащихся в пище, из желудочно-кишечного тракта в кровь.

Вопросы и задания для самоконтроля

• 1. Что является причиной лантаноидного сжатия?
• 2. Как изменяется склонность к гидролизу солей лантаноидов с увеличением порядкового номера элемента?
• 3. Как изменяются основные свойства гидроксидов с увеличением порядкового номера элемента?
• 4. Какое свойство соединений церия используется в качественном и количественном анализе?