Научная статья на тему 'ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОРОТКОЖИВУЩИХ ДОЧЕРНИХ ПРОДУКТОВ РАДОНА В ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЯХ '

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОРОТКОЖИВУЩИХ ДОЧЕРНИХ ПРОДУКТОВ РАДОНА В ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЯХ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
10
4
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
Область наук
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — В.Н. Кириченко, Дж.Г. Хачиров, С.А. Дубровин, В.Е. Ключ, А.В. Быховский

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EXPERIMENTAL STUDY OF SHORT-LIVING DAUGHTER PRODUCTS OF RADON IN THE RESPIRATORY TRACT

One should know the nature of the isotopes distribution in order to asses the dosage load on basal cells of the bronchial epithelium in different lengths of the respiratory tract following inhalation of radon and of its daughter products. Experimental investigations carried out with the aid of a specially elaborated method of direct alpha-spectrometry of the preparations helped to clear up the nature of the radon daughter products distribution in the mucosa of bronchial epithelium of dogs and rabbits. These data enable dosage loads on the basal cells of the bronchial epithelium to be measured more exactly when the air containing RaA, RaB, RaC and RaC1 isotopes is inhaled by experimental animals.

Текст научной работы на тему «ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОРОТКОЖИВУЩИХ ДОЧЕРНИХ ПРОДУКТОВ РАДОНА В ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЯХ »

2. При введении в организм некомплексного соединения торий преимущественно связывается с глобулиновой фракцией плазмы (40% и более).

3. При поступлении прочного комплексного соединения связь тория с белками крови зависит от способа введения. При пероральном поступлении наибольшее количество тория находится в глобулиновой фракции плазмы, при внутривенном — в небелкоЕОЙ части крови.

4. При внутримышечном введении наиболее медленно торий исчезает из глобулиновой фракции крови.

ЛИТЕРАТУРА

Беляев Ю. А. Мед. радиол., 1959, № 9, с. 45. — П р е д т е ч е н с к и й В. Е. Руководство по клиническим и лаСсратсрным исследованиям. М., I960, с. 143. — Ф р а д-к и н Г. Е. Мед. радиол., 1S57, № 2, с. 13. — В о е с к е г В. В., Thomas R. I., Scott I. К., Hlth Phys., 1S63, v. 9, p. 165. — S с h u b e r t I., Nuclconics, 1951, v. 8, № 2, p. 13. — S t о v e г B. 1., Alherlon D. R. et al. Radiat. Res., 19tj0, v. 12, p. 657. — S t о v e г В. 1. et al. Ibid., 1965, v. 26, p. 226.

Поступила 30/X 1968 r.

COMBINATION OF THORIUM WITH BLOOD CONSTITUENTS DEPENDING UPON THE CHEMICAL NATURE OF THE COMPOUND INTRODUCED

N. A. Pavlovskaya, L. G. Makeeva, R. L. Orlyanskaya

The results of experimental investigations on albino rats produced evidence that thorium is primarily present in the blood plasma, regardless of the method of its administration, chemical nature of the compounds introduced and the time lapsed since their entrance into the organism. With entrance of a noncomplex thorium compound its main bulk in the blood is bound with globulins, while in the instance of a stable complex compound its distribution in the plasma depends upon the mode of its introduction. With intravenous administration thorium is found predominantly in the non-protein part of the blood.

УДК 613.632.4:546.2961:612.3

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОРОТКОЖИВУШИХ ДОЧЕРНИХ ПРОДУКТОВ РАДОНА В ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЯХ

В. Н. Кириченко, Дж. Г. Хачиров, С. А. Дубровин, В. Е. Ключ, А. В. Быховский

Институт медицинской радиологии АМН СССР

Исключительная даже для радиобиологических проблем сложность и недостаточная изученность физико-химических и биологических процессов, определяющих уровни облучения органов дыхания при ингаляционном воздействии эманаций и их дочерних продуктов, привели к тому, что в течение 1955—1959 гг. Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) дважды изменила ПДК радона в воздухе, вначале повысив ее в 30 раз (с 1 • Ю-11 до 3* 10"10 кюри!л), а в дальнейшем уменьшив в 10 раз (до 3-Ю"11 кюри/л). Несмотря на существование нормативов, рекомендованных МКРЗ, многие национальные комитеты радиационной защиты пользуются другими значениями ПДК. Так, в СССР для урановых рудников и базисных складов она равна 1 - Ю-10 кюри!л, в США степень опасности вдыхания дочерних продуктов выражается показателем скрытой энергии а-излучения, для которой установлен «рабочий уровень», составляющий 1,3-108 мэв/л. По мнению АН$1ш1ег и соавт., принимающих ОБЗ а-излу-чения равным 10, «рабочий уровень» является небезопасным.

К настоящему времени накоплен значительный экспериментальный материал, который может быть использован для обоснования нормативов радоновой опасности. Клини-ко-статистические наблюдения последних 8—10 лет представили убедительные свидетельства в пользу существования канцерогенного эффекта в результате длительного вдыхания воздуха, содержащего повышенные концентрации радона и его дочерних продуктов (Uillicrs и Vindish). Радоновая гипотеза происхождения рака легкого в условиях профессионального облучения горнорабочих имеет экспериментальные подтверждения (Ra-jewsky и соавт.; Rigler; В. С. Кушнева; Ф. Л. Лейтес и Л. С. Рузер, и др.).

Можно считать общепринятым представление о резкой неравномерности распределения дозы на различных участках органов дыхания при воздействии радона и его дочерних продуктов. Результаты экспериментальных исследований и дозиметрические расчеты сделали возможным переход от органного к клеточно-тканевому уровню оценки дозы облучения органов дыхания.

Клинико-морфологические, расчетные и экспериментальные данные позволили заключить, что критической тканью при воздействии радона и его дочерних продуктов является эпителий дыхательного тракта, причем в наибольшей мере — в долевых сегментарных бронхах. Однако до последнего времени остаются неизвестными важные параметры, необходимые для точного расчета уровня облучения базального эпителия воздухоносных путей как критической ткани, в частности детальная характеристика распределения дочерних продуктов радона в толще слизистой оболочки дыхательных путей. Расстояние от поверхности слоя слизи до базальных клеток бронхиального эпителия соизмеримо с величиной пробега а-частиц, испускаемых атомами короткоживущих дочерних продуктов эманаций. Так, Thomas приводит следующие данные о глобулине слизистого слоя дыхательного тракта человека: в трахее — 70 мкм. больших бронхах — 60 мкм, долевых — 50 мкм и сегментарных — 45 мкм. Величина пробега а-частиц RaA и RaC 1 составляет 47 и 71 мкм соответственно. Очевидно, при равной плотности содержания атомов дочерних продуктов радона в расчете на единицу поверхности дыхательных путей уровень облучения базальных клеток будет резко различен в зависимости от глубины проникновения осевших дочерних продуктов радона в толщу слизистого слоя и в подлежащий эпителий. Поэтому для оценки уровня облучения базальных клеток требуются точные сведения о характере распределения дочерних продуктов радона по глубине слизистой оболочки.

Осаждение дочерних продуктов радона в различных участках воздухоносных путей изучалось и оценка дозовых нагрузок на базальные клетки бронхиального эпителия проводилась в основном на моделях с использованием расчетных методов (Jacobi; Altshuler и соавт.; Haque и Collinson, и др.). Хотя авторы и пытались учесть возможно полнее анато-мо-физиологические особенности воздухоносных путей, точность их расчетов не может считаться достаточной ввиду модельного характера экспериментальных данных. Прямые данные о распределении дочерних продуктов радона в толще слизистой оболочки бронхиального эпителия, полученные в биологическом эксперименте, в литературе не приводились.

Для изучения характера распределения короткоживущих дочерних продуктов радона в дыхательном тракте мы провели эксперименты на собаках и кроликах. Ингаляции проводили в герметичной камере объемом 2000 л, куда животное могло помещаться целиком. Концентрацию в камере радона, суммарное и раздельное содержание его короткоживущих дочерних продуктов (RaA, RaB, RaC1), а также долю свободных атомов последних подвергали систематическому контролю. В камеру подавали радион из бутылки, куда он переводился ваккумным способом из барба-тера, содержащего 15 мг радия. После перемешивания воздуха и наступления стационарных условий содержания в воздухе дочерних продуктов радона через специальное шлюзовое устройство в камеру помещали животное на 4—6 часов. Извлекая животное из камеры, его тотчас забивали и иссекали участок трахеи или бронха, подлежащий исследованию с целью оценки распределения дочерних продуктов, находящихся в данном участке дыхательного тракта, в толще слизистой оболочки. Концентрация радона в камере варьировала от 1 -10"8 до 1 -10"® кюри/л при содержании 7—8% RaA и 1,5%RaB по отношению к равновесному количеству и доле свободных атомов от 35 до 85% (в среднем 60—70%).

Распределение активности по глубине в исследуемом участке слизистой оценивали с помощью а-спектрометрии на основе использования следующего принципа.

Как известно, распределение энергии а-частиц, испускаемых каждым изотопом, является строго определенным и дискретным. Проходя через вещество, такие а-частицы передают ему часть своей энергии, причем часть энергии, потерянная частицей, находится в прямой зависимости от величины пройденного ею слоя вещества; благодаря этому по убыли начальной

энергии можно количественно оценить величину этого слоя. Если источник частиц расположен под слоем вещества, то в результате частичного поглощения энергии всех а-частиц каждая дискретная линия в энергетическом спекторе будет смещена в сторону меньшей энергии. Это смещение выражается соотношением:

¿£1

где —^--удельная передача энергии для а-частиц с энергией Е\-,

Лх — толщина слоя вещества.

Если атомы а-излучающего изотопа распределены в толще вещества, то вместо каждой дискретной линии в энергетическом спектре получается некоторое распределение по энергии в интервале от максимального значения, которое соответствует атомам, распадающимся на обращенной к детектору поверхности вещества, и до некоторого минимального. При толщине слоя вещества, превышающей пробег а-частиц, эта минимальная энергия зависит от порога их регистрации, а при меньшей толщине соответствует атомам, распадающимся на противоположной стороне слоя. Таким образом, по характеру энергетического спектра оказывается возможным оценить распределение атомов а-излучающих изотопов по глубине в различных объектах, в том числе в слизистой оболочке дыхательных путей. Однако для реализации этого принципиально простого метода требуется соблюдение ряда условий, усложняющих проведение эксперимента.

Во-первых, необходимо обеспечить такие геометрические условия измерения образца ткани, при которых регистрируются а-частицы, вылетающие преимущественно перпендикулярно поверхности слоя и, следовательно, пересекающие толщину слоя ткани по кратчайшему направлению. Поэтому измеряемый объект не может помещаться вплотную к поверхности детектора и должен быть отнесен на достаточное расстояние от него. Во-вторых, между образцом и поверхностью детектора не должно происходить дополнительной потери энергии а-частиц, способной исказить их энергетический спектр, в связи с чем необходимо обеспечить вакуум в измерительной камере. В-третьих, при помещении образца в вакуум требуется исключить интенсивное испарение влаги с его поверхности, способное изменить морфологию слизистого слоя. Для этого образец замораживается до —20° с помощью специального охлаждающего стержня, опущенного в жидкий азот.

Измерения мы проводили на установке, в которой использовался полупроводниковый диффузионно-дрейфовый детектор ДКД Псд с рабочей поверхностью 0,5 см2 и толщиной чувствительной зоны 300 мкм. Сигналы детектора через малошумящий предусилитель и усилитель УШ-10 поступали на 60-канальный амплитудный анализатор импульсов АМ-60 с экспандером. Информация из анализатора выводилась на цифропечатаю-щее устройство. Образец и детектор помещали в измерительную камеру с охлаждающим и вакуумным устройствами. Использование полупроводникового детектора, имеющего низкий фон (менее 10 имп/час) и хорошее разрешение (2,5%), позволило обеспечить сравнительно высокую точность определения глубины залегания источника а-излучения. Для оценки этой точности была проведена калибровка установки с помощью эталонного а-излучателя, содержащего 1?аС'. Прикрывая эталон териленовыми пленками толщиной от 0,34 до 1,12 мг/см2, мы получили калибровочный график зависимости положения максимума энергетического распределения спектра а-частиц от толщины пленки. На основании этих данных и анализа спектров а-частиц, прошедших через различные слои поглотителя, точность локализации источника а-излучения по глубине была оценена величиной около 2 мкм, что составляет примерно 3% пробега а-частицы ИаС'.

До и после опыта проводили калибровку установки по эталону, содержащему ИаС', и определяли энергетическую шкалу каналов анализатора.

Рис. 1. Усредненный результаты обработки аппаратурных спектров а-излучения ЯаС1 для трахеи кроли-ка (а), трахеи собаки (б) и бронха

собаки (в). На оси ординат — значения числа импульсов, зарегистрированных в отдельных каналах анализатора, по отношению к суммарному количеству импульсов.

» ^

л

а*

^¡^Овоо'оос

¿е ю 64

•г«"«

ОО»

J_1_

*л о

о а

68 72 76 каналы

ьб

_1_

_1_

80 84 3? 86

Полученный экспериментальный материал относится к 3 группам измерений: 1-я группа (трахея кролика) включала 4 опыта, 2-я (трахея собаки) — 3 опыта, 3-я (главный бронх собаки) — 4 опыта. Измерения проводили через 30— 40 мин. после извлечения животного из камеры.

Как показал анализ спектров а-излучения, во всех опытах существует аналогичная закономерность распределения атомов ИаС' по глубине слизистой оболочки; а-частицы атомов ИаА не обнаруживались ввиду того, что ко времени начала измерения проходило около 10 периодов полураспада. Усредненные результаты обработки аппаратурных спектров а-из-лучения по 3 группам измерений приведены на рис. 1. Как показывает форма кривых, основная доля а-частиц имеет энергию, близкую к максимальной и, следовательно, потеря их энергии в связи с прохождением через слой слизистой оболочки сравнительно невелика.

Для количественной оценки распределения атомов ИаС1 по глубине слизистой оболочки аппаратурные спектры были обработаны с учетом тех искаже-

40

30

го /о

%

40 30 -20 -Ю -

■ТТТги-тг-»

ТТПГгтг^

4 8 /г /6 го 24/ннм

У.

4о]—

30-

го

Рис. 2. Распределение атомов РаС1 по глубине слизистой оболочки трахеи кролика (вверху). В таком же масштабе (внизу) схема бронхиального эпителия: слизистый слой (/), цилиндрические клетки (2), бокаловидные (3) и базальные клетки (4).

Рис. 3. Распределение атомов ИаС1 по глубине слизистой оболочки трахеи (а) и бронха собаки (б).

ний, которые связаны с существующим разрешением спектрометра и геометрией взаимного расположения детектора и измеряемого образца. Как показано на рис. 2, 70% активности, осевшей на слизистой оболочке трахеи кролика, заключена в пределах первых 10 мкм, причем около 38% — в пределах 2 мкм. Аналогичное соотношение получено в опытах с измерением распределения активности в трахее и главном бронхе собаки (рис. 3).

В ряде опытов нами изучена гистологическая картина слизистой оболочки соответствующих участков с измерением толщины слизи и слизистой оболочки. Сопоставление результатов этих морфологических исследований с картиной распределения, изученной методом а-спектрометрии, позволяет заключить, что основное количество атомов дочерних продуктов радона заключено в слое слизи, имеющем в среднем толщину до 10 мкм.

ЛИТЕРАТУРА

КушневаВ. С. В кн.: Материалы по токсикологии радиоактивных веществ. М., 1957, в. 1, с. 130. — Л е й т е с Ф. Л., Р у з е р Л. С. Арх. пат., 1959, в. 1, с. 20. — А 1 t s h u I e г В. et al. Hlth. Phys., 1964, v. 10, p. 1137. —DeVilliersA. J., Vindish J. P., Brit. J. industr. Med., 1964, v. 21, p. 94. — H a q u e A., Colli n s о n A., Helth. Phys., 1967, v. 13, p. 431.—J a cob i W., Ibid., 1964, Bd 10, S. 1163. — R a j e w s k у В. et al. Naturwissenschaften, 1943, v Bd 31, S. 170. — R i g I e r R , Wien. med. Wschr., 1952, Bd 102, S. 29. - Thomas J„ A method for calculation the dose absorbed to the epitelium of the respiratary tract of inhalation of daughter products of radon. Praha, 1965.

Поступила I8/XI 1968 г.

EXPERIMENTAL STUDY OF SHORT-LIVING DAUGHTER PRODUCTS OF RADON IN THE RESPIRATORY TRACT

V. N. Kirichenko, Dzh. G. Khachirov, S. A. Dubrovin, V. E. Klyuch, A. V. Bykhovsky

One should know the nature of the isotopes distribution in order to asses the dosage load on basal cells of the bronchial epithelium in different lengths of the respiratory tract following inhalation of radon and of its daughter products. Experimental investigations carried out with the aid of a specially elaborated method of direct alpha-spectrometry of the preparations helped to clear up the nature of the radon daughter products distribution in the mucosa of bronchial epithelium of dogs and rabbits. These data enable dosage loads on the basal cells of the bronchial epithelium to be measured more exactly when the air containing RaA, RaB, RaC and RaC1 isotopes is inhaled by experimental animals.

СОЦИАЛЬНАЯ ГИГИЕНА, ИСТОРИЯ ГИГИЕНЫ, ОРГАНИЗАЦИЯ САНИТАРНОГО АЕАА

УДК 614.2.07(079.1)

ОБЩЕСОЮЗНЫЙ СМОТР САНИТАРНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ

УЧРЕЖДЕНИЙ

К■ И. Лучина, Т. Д. Чернаенко

Главное санитарно-эпидемиологическое управление Министерства здравоохранения СССР

Работники санитарно-профилактичес ких учреждений вместе со всей медицинской общественностью готовятся достойно встретить 100-летие со дня рождения В. И. Ленина. Они считают своим долгом обеспечить эффективную помощь населению. Специалисты и технический персонал

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.