CC BY
165
ПОСЛЕДСТВИЯ ПОСТУПЛЕНИЯ В ОРГАНИЗМ ОТДЕЛЬНЫХ РАДИОНУКЛИДОВ
С.А. Гладков, А.И. Болдинов, Е.А. Попов Воронежский государственный технический университет
Патологические процессы, развивающиеся в результате инкорпорации различных радионуклидов, отличаются большим своеобразием, зависящим от ряда факторов, из которых главными являются вид испускаемого излучения, особенности кинетики в организме, скорости распада и выведения, органотропность. Ниже будут приведены примеры, характеризующие специфику действия отдельных радионуклидов, имеющих наибольшую биологическую значимость при загрязнении внешней среды продуктами ядерных взрывов и аварий ядерных энергетических установок, — радиоактивных цезия, стронция, йода, плутония.
Цезий-137, 134
137
Сб — смешанный в-излучатель с периодом полураспада около 30 лет. Максимальная энергия в-частиц составляет 0,51 МэВ; энергия у-квантов —
137
0,662 МэВ. Основное количество Сб поступает в организм человека с пищей, до 25 % — через органы дыхания.
Большинство солей цезия хорошо растворимы, и поэтому всасывание их из легких и желудочно-кишечного тракта осуществляется быстро и практиче-
137
ски полностью. Распределение в организме Сб сравнительно равномерное. До 50 % этого радионуклида концентрируется в мышечной ткани, причем, чем интенсивнее работает мышца, тем больше в ней откладывается радиоцезия. Наи-
137
большее содержание Сб обнаруживается в миокарде. В более поздние сроки
137
довольно большое количество Сб содержится в печени и почках. В скелете задерживается не более 5 % поступившего в организм изотопа.
Выведение цезия, независимо от пути его поступления, на 3/5 происходит с мочой и на 2/5 с калом. Выводимый через кишечник цезий в значительной
137
мере подвергается реабсорбции. Эффективный период полувыведения Сб у человека составляет от 50 до 150 сут.
137
При длительном поступлении Сб в организм происходит его накопление. Через плаценту радиоактивный цезий легко проникает в организм плода. У
137
лактирующих животных около 10% Сб поступает в молоко.
Характер распределения радиоцезия в организме во многом определяет клиническую симптоматику при его поступлении. При достижении определенной дозы вначале обнаруживаются общие реакции со стороны системы крови, нервной системы. Позже присоединяются нарушения функций критических органов: мышц, печени. Они проявляются нарушениями некоторых ферментных систем в клетках этих органов, изменениями ЭКГ, электромиограммы.
Изотопы цезия включаются в биологический круговорот и свободно мигрируют по биологическим цепочкам. Сейчас (как следствие ядерных испытаний
137
и радиационных аварий) Сб повсеместно обнаруживают в организмах разных животных и у человека.
Содержание Cs в организме может быть измерено как прямыми (измерение мощности дозы у-излучения от тела), так и косвенными (измерение ß - и у- излучений от выделений) методами. С помощью стационарных СИЧ с защитной ка-
137
мерой удается зарегистрировать присутствие в организме 1,0 нКи Cs (40 Бк). В пробах мочи определяются концентрации порядка 15 пКи/л (0,6 Бк/л).
Изотоп 134Cs имеет период полураспада около 2 лет, что и определяет его
137 134
меньшую опасность по сравнению с Cs. Мощность дозы от Cs на зараженной территории снижается значительно быстрее. По проявлениям биологического действия оба изотопа существенно не различаются.
Стронций-90
90Sr — ß-излучатель с периодом полураспада 28,6 лет. Энергия испускаемых при его распаде ß-частиц составляет 0,54 МэВ. В результате распада 90Sr образуется 90Y, тоже ß-излучатель с максимальной энергией В-частиц 2,18 МэВ. Период полураспада 90Y составляет 64,2 ч.
Выпадающие на поверхность Земли изотопы стронция мигрируют по биологическим цепочкам и в конце концов могут поступить в организм человека.
Степень и скорость всасывания радиостронция из желудочно-кишечного тракта зависит от того, в состав какого химического соединения он входит, от возраста человека и функционального состояния организма, от состава пищевого рациона. Так, у лиц молодого возраста стронций всасывается быстрее и полнее. Увеличение содержания в диете солей кальция снижает всасываемость соединений стронция. При потреблении молока всасываемость стронция повышается. В разных условиях всасываемость стронция из желудочно-кишечного тракта человека колеблется от 25 до 99 %.
Всосавшийся стронций активно включается в минеральный обмен. Являясь аналогом кальция, радиоактивный стронций депонируется преимущественно в костях и в костном мозге, которые и оказываются критическими органами.
Выводится стронций с калом и мочой, а как установлено в эксперименте, у лактирующих самок - и с молоком. В ранние сроки после поступления 90Sr в большом количестве наблюдаются изменения в органах, через которые он поступает или выводится: слизистые оболочки рта, верхних дыхательных путей, кишечник. Позднее нарушаются функции печени. При ингаляционном поступлении малорастворимых соединений стронция изотоп может достаточно прочно фиксироваться в легких, которые в этих случаях вместе с дыхательными путями являются критическими органами. Однако в отдаленные сроки и после ингаляционного поступления критическими органами становятся кости и костный мозг, в которых депонируются до 90 % всей активности.
Большой период полураспада 90Sr определяет длительное сохранение высоких уровней заражения территорий и объектов среды после загрязнения этим радионуклидом.
89
Среди продуктов ядерного деления присутствует и Sr, который также является ß-излучателем; энергия ß-частиц у него составляет 1,5 МэВ. Однако период полураспада 89Sr короче — 53 сут, поэтому степень радиоактивного загрязнения объектов в этом случае снижается гораздо быстрее.
Йод-131
I — Р,у-излучатель с периодом полураспада 8,05 сут. Энергия в-частиц составляет 0,25—0,812 МэВ, энергия у-квантов — 0,08—0,722 МэВ. Соединения йода хорошо растворимы и при алиментарном поступлении практически полностью всасываются в кровь. Большая часть йода всасывается и при ингаляционном поступлении.
Около 30 % поступившего в кровь йода откладывается в щитовидной железе и выводится из нее с биологическим периодом полувыведения 120 сут. Эффективный период полувыведения из щитовидной железы равен 7,5 суткам. Остальные 70 % всосавшегося йода равномерно распределяются по другим органам и тканям. Биологический период полувыведения этой фракции составляет 12 суток; эффективный — 4,8 суток. Примерно 10 % от этой органически связанной формы йода выводится с калом. Основное же количество радиоактивного йода выводится с мочой. Незначительное количество — через легкие, а также с потом, слюной, молоком.
131
У взрослого человека при алиментарном поступлении 1мкКи I ожидаемая эквивалентная доза облучения щитовидной железы составляет 1,8 бэр. При ингаляционном поступлении соотношение составляет 1,1 бэр/мкКи. Доза облучения щитовидной железы детей и подростков при поступлении такого же ко-
131
личества I больше из-за меньшей массы щитовидной железы. После одно-
131
кратного поступления I доза облучения щитовидной железы накапливается очень быстро: 50 % дозы за 7,5 дней, а 90 % — уже за 25.
Список использованной литературы:
1. Военная токсикология, радиобиология и химическая защита / под ред. С.А.Куценко. СПб.: «Фолиант», 2004.
2. Василенко И.Я. Токсикология продуктов ядерного деления. М.: Медицина, 1999.
