Научная статья на тему 'Изучение вопроса о содержании радиоактивного изотопа К40 в человеческом организме в 50-е годы XX-го века: исторический обзор'

Изучение вопроса о содержании радиоактивного изотопа К40 в человеческом организме в 50-е годы XX-го века: исторический обзор Текст научной статьи по специальности «История и археология»

CC BY
398
38
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАДИОАКТИВНЫЕ ИЗОТОПЫ / ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ ИОНИЗАЦИОННЫЕ КАМЕРЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ / ДЕТЕКТОРЫ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ / RADIOACTIVE ISOTOPES / DIFFERENTIAL IONIZATION CHAMBER PRESSURE / GAMMA-RAY DETECTORS

Аннотация научной статьи по истории и археологии, автор научной работы — Шевченко Елена Викторовна, Коржуев Андрей Вячеславович

В статье обсуждаются результаты измерений концентраций радиоактивного изотопа К40 в организме человека с использованием различных детекторов радиоактивного излучения в 50-х гг. ХХ-го столетия.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по истории и археологии , автор научной работы — Шевченко Елена Викторовна, Коржуев Андрей Вячеславович

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

Measurement of radioactive isotope K concentration in human body in the middle of the XX century: hystorical aspects

Measurement of radioactive isotope K40 concentration in human body with the use of different radioactive detectors in the middle of the XX century is discussed in the article.

Текст научной работы на тему «Изучение вопроса о содержании радиоактивного изотопа К40 в человеческом организме в 50-е годы XX-го века: исторический обзор»

тельного давления, максимально приближая его к физиологическому, предотвращая атрофию и резорбцию окружающей костной ткани. Все выше отмеченное позволяет повысить эффективность реабилитации боль-

ных с частичной и полной адентией в условиях атрофии альвеолярных отростков и тел челюстей с использованием дентальных имплантатов.

THE ORTHOPEDIC TREATMENT OF THE PATIENTS WITH ADENTIA, ATROPHY OF ALVEOLAR PROCESSES AND BODIES OF JAWS WITH THE USE OF IMPLANTS, MADE OF NICKELIDE TITANIUM

A.A. Radkevich, V.G. Galonsky (Scientific Research Institute of the Medical Problems of North of SD RAMS)

The elaborated technology of dental prosthetics with the support on intraosseous implants made of nickeline titanium with porous neck has been presented. The results of this technology application in orthopedic treatment of 131 patients with partial and complete adentia, atrophy of alveolar processes and bodies of jaws are also shown. The advantages of the method presented haMy been demonstrated.

ЛИТЕРАТУРА

А. А. Радкевич, В. Э. Гюнтер. Заявл. от 31.10.2006.

Заявка на изобретение № 2006138545/20(041996), Рос- 2. Пат. № 2098043, Российская Федерация, МПК А 61 С сийская Федерация, МПК А 61 С 3/00, 8/00, 13/225. 8/00. Внутрикостный зубной имплантат / Заявители и

Способ зубного протезирования с опорой на внутри- патентообладатели Ф. Т. Темерханов, В. И. Итин, П. Г.

костные имплантаты и устройство для его осуществле- Сысолятин, В. Э. Гюнтер и др. Заявл. от 09.02.1995.

ния / Заявители и патентообладатели В. Г. Галонский, Опубл. 10.12.1997.

1.

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ НАУКИ И ЗДРАВООХРАНЕНИЯ__________

© ШЕВЧЕНКО Е.В., КОРЖУЕВ А.В. - 2007

ИЗУЧЕНИЕ ВОПРОСА О СОДЕРЖАНИИ РАДИОАКТИВНОГО ИЗОТОПА К40 В ЧЕЛОВЕЧЕСКОМ ОРГАНИЗМЕ В 50-Е ГОДЫ ХХ-ГО ВЕКА: ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Е.В. Шевченко, А.В. Коржуев

(Иркутский государственный медицинский университет, ректор — д.м.н.,проф. И.В. Малов, кафедра медицинской и

биологической физики, зав. — д.м.н., проф. Е.В. Шевченко)

Резюме. В статье обсуждаются результаты измерений концентраций радиоактивного изотопа К40 в организме человека с использованием различных детекторов радиоактивного излучения в 50-х гг. ХХ-го столетия.

Ключевые слова: радиоактивные изотопы, дифференциальные ионизационные камеры высокого давления, детекторы гамма-излучения. ___________________________________________________________

Долгое время вопрос о содержании калия в человеческом организме оставался спорным — лишь в середине 50-х гг. ХХ-го столетия при помощи метода меченых атомов стало возможным сделать достаточно точные оценки. Измерения проводились методом регистрации гамма-излучения с помощью дифференциальных ионизационных камер высокого давления. Первоначальная модификация этой аппаратуры имела чувствительность, не достаточную для измерений естественной активности тела человека, поскольку не было возможности снизить фон от космических лучей и гамма-квантов естественных радиоактивных веществ в почве и строительных материалах. Этому же способствовала и значительная концентрация радона и продуктов его распада в окружающем воздухе, колебания которой вносили в результаты измерений существенные ошибки.

Для устранения этих недостатков в районе Стокгольма Институтом радиофизики была выстроена специальная лаборатория с низким фоном [1], для чего были использованы обширные неэксплуатируемые выработки в скальном грунте. Большая толщина грунта (55 м) обеспечивала практически полное поглощение косми-

ческих лучей. Благодаря мощной вентиляции, содержание радона и продуктов его распада в воздухе подземной лаборатории было резко уменьшено по сравнению с обычным, а для снижения интенсивности гамма-излучения горных пород стены, пол и потолок были выложены стальными баками, наполненными водой. Минимальная толщина защитных баков составляла 1 м. Из Англии для баков было привезено 160 т воды р. Темзы, поскольку оказалось, что ее естественная активность существенно ниже природной активности шведских вод. В результате фон в подземной лаборатории был снижен до 0,07 пар ионов/см3сек по сравнению с 2-2,5 пар ионов/см3сек, характерным для плотности ионизации на уровне моря. В помещении этой лаборатории были смонтированы две установки, каждая из которых состояла из 12 цилиндрических ионизационных камер высокого давления, расположенных горизонтально по образующей цилиндра диаметром 50 см. Каждая из камер размерами 200х40 см и объемом около 250 л была наполнена азотом или углекислым газом до давления 20 атм. Центральные электроды имели охранные кольца и были соединены со входом электро-

метрической схемы измерения малых токов компенсированного типа.

Для измерения радиоактивности человеческого организма исследуемого располагали на носилках, которые вкатывали внутрь установки и определяли величину ионизации, вызываемой гамма-излучением тела человека в 70 кг газа, содержащихся в ионизационных камерах одной экспериментальной установки. Применение этой аппаратуры позволило получить новые принципиально важные результаты об уровне и источниках естественной радиоактивности тела человека. В частности, работами этой лаборатории было установлено, что гамма-излучение тела человека обусловлено преимущественно естественным радиоактивным изотопом К40, присутствующим в мышцах, и что содержание радия в организме лиц, не связанных с работами по применению атомной энергии, значительно ниже 1- 10-9 г.

В 1953 г. сотрудники Лидского университета (Англия) Спаирс и Бэрч [3] упростили методику аналогичных измерений путем применения дифференциальных ионизационных камер высокого давления, что практически позволило, не уменьшая чувствительности, отказаться от дорогостоящего размещения лаборатории на большой глубине. В созданной ими установке для уменьшения фона космического излучения и гамма-лучей естественных радиоактивных веществ в почве и строительных материалах был использован не принцип поглощения фонового излучения в большой массе вещества, а метод двух детекторов, один из которых измерял ионизацию как от фона, так и от измеряемого субъекта, а другой — только от фона. Включение этих детекторов по схеме вычитания позволило резко увеличить чувствительность установки к измеряемому эффекту. Позднее эта аппаратура была модифицирована [2] введением дополнительной стальной защиты непосредственно под носилками, на которых лежал исследуемый, с целью уменьшения поправки на поглощение фонового гамма-излучения телом. Градуировка установки при помощи известного количества КС1 в фантоме позволила установить, что току 5-10-15 А соответствует содержание в теле примерно 100 г калия или приблизительно 8,9'10-9 г радия в равновесии с продуктами его распада. Эта установка была применена для определения количества радиоактивных веществ в теле человека, длительное время работавшего с радием [3].

В 1955 г. сотрудник Физической лаборатории (Копенгаген, Дания) Рэндо применил метод дифференциальных ионизационных камер высокого давления для исследований отравления двуокисью тория [4], которая применялась в довоенные годы рядом радиологов в качестве контрастного вещества при исследовании сосудистой системы и других мягких тканей человеческого организма. Изучение тела исследуемого измерялось при помощи четырех ионизационных камер длиной 1,8 м, расположенных над пациентом, лежащим на носилках. В отличие от описанной выше Стокгольмской лаборатории в данном случае защита водой применялась не только для снижения фона от гамма-излучения почвы и строительных материалов, но и для поглощения «мягкой» компоненты космических лучей. Благодаря использованию бака размером 360х240х360 см, толщина слоя воды в любом направлении составляла не менее 60 см. Над измерительными камерами были размещены четыре дополнительные ионизационные камеры больших размеров, отделенные от первых слоем воды толщиной 0,6 м и использовавшиеся для регистрации интенсивности космических лучей. Включение двух упомянутых групп ионизационных камер навстречу друг другу позволяло свести фоновый (так называемый «темновой») ток всей установки почти к нулю. Дифференциальный ионизационный ток от гамма-излучения тела порядка 10-14 А измеряли динамическим электрометром и регистрировали на самописце [4]. Несмотря на сложность количественной интерпретации результатов измерений, связанную с неизвестным вкладом

гамма-излучения дочерних продуктов распада тория в суммарный эффект, остроумный метод градуировки позволил получить вполне определенные и точные выводы о количестве и возрасте коллоидальной двуокиси тория, введенной пациентам. Чувствительность установки была такова, что при двухчасовой продолжительности однократного измерения при ее помощи можно было определить с точностью 15-20% ток, обусловленный гамма-излучением К40, присутствующий в мышцах человеческого тела.

Полученная чувствительность измерения гамма-излучения была исключительно велика и для большинства радиоактивных изотопов оказалась значительно ниже предельно допустимого их содержания в теле человека. При помощи описанных ионизационных камер высокого давления для измерения естественной активности тела человека удалось, в частности, измерить в нем абсолютное значение гамма-излучателей: оно оказалось равным (1-3)-10-9 г-экв радия. Отсюда нельзя еще было сделать необходимых выводов о количестве К40 в организме, так как наряду с ним в теле присутствует также радий, дающий гамма-излучение. Однако, как доказал в 1955 г. Зиверт, гамма-излучение радия лишь незначительно повышает общую интенсивность гамма-излучения человеческого организма (население, постоянно потреблявшее водопроводную воду, содержащую в пять раз больше радия, чем в другой местности, имело всего лишь на 10% более интенсивное гамма-излучение). Методика измерений спектров гамма-излучения человеческого тела при помощи сцинтилляцион-ных счетчиков, разработанная группой сотрудников Лос-Аламосской национальной лаборатории США [5], подтвердила это заключение Зиверта.

Было выявлено также, что мужчины имели более высокое содержание калия, чем женщины, причем интенсивность гамма-излучения убывает с возрастом обследуемого. Оба факта, по мнению Зиверта, легко объясняются тем, что, как известно из результатов химических анализов тканей организма человека, большая часть калия находится в мышечной ткани, в то время как жировая ткань бедна им. Поэтому люди пожилого возраста с атрофированными мышцами, а также лица, имеющие повышенное количество подкожного жира, характеризуются меньшей интенсивностью гамма-излучения. В 1956 г. этот вывод был подтвержден Андерсоном [7], который показал, что измерения содержания калия в организме по гамма-излучению хорошо коррелируют с массой мышечной ткани, определенной методом изотопного разбавления воды, меченой тритием. Из представленных в работе данных совершенно очевидно следовало, что активность К40 в теле человека находится в прямой зависимости от его веса. Намечающийся к старости сдвиг точек в сторону меньшей активности связан с характерной для этого возраста заменой мышечной ткани подкожным жиром. В последней работе Андерсона и Лангхема [7], специально посвященной анализу средней концентрации калия в теле человека как функции возраста, представлены результаты измерений 1590 человек в возрасте от 1 года до 79 лет, приведших к обнаружению своеобразной «тонкой структуры» этой зависимости.

Из представленных в статье данных следовало также то, что концентрация калия в первые годы жизни детей как мужского, так и женского пола быстро возрастает от 1,6-1,7 г К/кг массы тела (характерно для грудного возраста) до 2,2 г К/кг массы в возрасте 8-9 лет. После достижения этого острого максимума концентрация падает до 2,0 г К/кг массы, найденного у подростков 10-11 лет. Снижение концентрации калия могло быть частично объяснено значительным ускорением в эти годы роста скелета, содержащего относительно низкие количества этого вещества. В возрасте 10-11 лет начинают впервые проявляться половые различия в анализируемой зависимости: в то время как у девочек концентрация калия продолжает быстро снижаться и дос-

тигает к 16 годам исходного значения 1,7 г К/кг массы тела, у мальчиков в связи с ускорением роста мускулатуры (значительно превосходящим рост скелета) в этом возрасте наблюдается второй максимум (2,35 г К/кг массы тела), из-за чего половое различие концентраций калия в организме в этом возрасте является наибольшим. Спад концентрации калия в теле юношей

между 16 и 21 годами подобен такому же процессу у девушек в период их половой зрелости (12-16 лет) и приписывается тому, что в эти годы организм, по образному выражению авторов исследования, «наливается» другими тканями — соединительными тканями, жировой клетчаткой и т. п. — при относительно малом росте мышечной ткани.

MEASUREMENT OF RADIOACTIVE ISOTOPE K CONCENTRATION IN HUMAN BODY IN THE MIDDLE OF THE XX-CENTURY: HYSTORICAL ASPECTS

E.V. Shevchenko, A.V. Korzuev (Irkutsk State Medical University)

Measurement of radioactive isotope K40 concentration in human body with the use of different radioactive detectors in the middle of the XX-th century is discussed in the article.

ЛИТЕРАТУРА

1. Sievert R. M., Hultgvist B. Some swedish investigations of the radioactivity of the human body // Brit.J.Radiol. — 1957. — Suppl., № 7. — P. 1-12.

2. Burch P.R.J., Sriers F. W. Measurement of the gamma-radi-ation from the human being // Nature. — 1953. — Vol. 172, № 4377. — P.519-521.

3. Spiers F.W., Burch P.R.J. Measurement of the normal radioactivity of the body. Paper read at the conference on the biological hazards of atomic energy in October, 1850 // “Biological Hazards of Atomic Energy”. — Oxford, Clatendom Press, 1952 — P.203-213.

4. Rundo J. The use of the Copenhagen ionization chamber apparatus in the study of thonum dioxide poisoning // Brit.J. Radiol. - 1957. - Suppl., № 7. - P. 13-1*9.

5. Miller C.E., Marinetti L.D. The gamma-rag spectrum of normal human beings // Radiology. — 1956. — Vol. 66, № 1. — P. 104-105.

6. Reines F., Schuch R.L. Determination of total body radioactivity using liquid scintillation detectors // Nature. — 1953.

— Vol. 172, № 4377. — P.521-523.

7. Anderson E.C., Schuch R.L., Perrings J.D., Lagnham W.H. The Los Alamos human counter //Nucleonics. — 1956. — Vol. 14, № 1. — P.26-29.

© КУЗНЕЦОВ С.И. ЗОБНИН Ю.В. - 2OO7

ПАЦИЕНТ СИРАИ СИГЭНОРИ - ОДНА ИЗ СУДЕБ ВОЙНЫ

С.И. Кузнецов, Ю.В. Зобнин1

(Университет Хоккайдо, Президент (ректор) — профессор Саэки Хироси, Япония; Иркутский государственный медицинский университет, ректор — д.м.н., проф. И.В. Малов, кафедра внутренних болезней с курсами ПП и ВПТ,

зав. — к.м.н., доц. С.К. Седов, Россия)

Резюме. В историческом очерке на материалах Учетного дела на младшего сержанта Сираи Сигэнори2, умершего в центральном лазарете лагеря № 386 (Ташкент) 7 декабря 1946 г. от милиарного туберкулеза, обсуждаются некото-рые^особенности клинического течения заболевания и организации медицинской помощи японским военнопленным в

Ключевые слова: СССР, японские военнопленные, медицинское обеспечение, милиарный туберкулез.

Осенью 1945 г. вскоре после окончания советско-японской войны в СССР были интернированы по разным оценкам от 500 до 540 тысяч солдат и офицеров бывшей японской Квантунской армии. Они были взяты в плен войсками Красной армии в Китае, Корее, на Южном Сахалине и Курильских островах — территориях, подконтрольных Японии до августа 1945 г.

Постановлением Государственного Комитета Обороны (ГКО) от 23 августа 1945 г. военнопленные японцы были распределены по многочисленным лагерным управлениям и отдельным рабочим батальонам военнопленных, рассеянным по территории всего Советского Союза — от Дальнего Востока до Средней Азии. Наибольшее их количество было направлено в районы Дальнего Востока и Восточной Сибири, туда, где предполагались крупные стройки, и требовалась многочисленные молодые и физически крепкие рабочие. Лагеря военнопленных подчинялись специально созданному в составе НКВД СССР Главному управлению по делам военнопленных и интернированных [1].

Подготовиться к принятию многотысячной армии военнопленных, не было ни времени, ни возможности

— 23 августа было издано постановление ГКО, а буквально на следующий день в СССР пошли первые эшелоны с японцами. Не удивительно, поэтому, что во многих местах военнопленные оказались без крыши над головой — в Тайшетском лагере, например, они сами

строили себе дощатые бараки, а приближающуюся морозную зиму 1945 года еще встречали в палатках. Потребность в медицинских учреждениях, госпиталях для японских военнопленных возникла сразу же по прибытии первых эшелонов из Маньчжурии, ибо многие японцы еще не оправились от ран, полученных на фронте, другие заболели в пути. С трудом налаживалось снабжение их продовольствием, теплой одеждой, медикаментами. Положение усугубляло недостаточно оперативное и качественное медицинское обслуживание. Сами японцы рассказывали, что санитарно-гигиеническое состояние лагерей было таким, что заболевания тифом, сыпной лихорадкой, пневмонией были обычным явлением. В поселке Спасский Приморского края в 1-м лаготделении, где в июле 1947 г. находилось около 1000 японцев и 1000 румын и немцев, большая их часть страдали от малярии, усугубляемой плохим питанием [2]. Ослабленные тяжелой работой и недостаточным питанием, они легко заболевали и умирали даже от таких болезней, которые в нормальных условиях считаются легко излечимыми [5]. Закономерным итогом этого была очень высокая смертность среди военнопленных зимой 1945-1946 гг. (до 10% даже в наиболее благополучных лагерях) [1].

В несколько лучшем положении оказались те из военнопленных, кто был по постановлению ГКО направлен в южные районы СССР — Казахстан (50 тыс. чел.)

1 Авторы выражают благодарность Райне и Людмиле Фидлер (Германия) за помощь в расшифровке и переводе записей на немецком языке.

! В документах — Сигенори.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.