CC BY
7
УДК в 12.016.2154«. II. 01. JJ-087.4
К■ М. Богданов, Е. В. Калинина, Г. В. Коссова, JI. Д. Романовская
ПРИЖИЗНЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ АКТИВНОСТИ ТРИТИЯ В ОРГАНИЗМЕ
«
Всесоюзный научно-исследовательский институт биотехники Главмикробиопрома Совета Министров СССР, Государственный университет им. М. В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт медицинской радиологии АМН СССР, Обнинск
В отличие от многих других радиоактивных изотопов токсичность трития вследствие малого пробега частиц в ткани (0,5—1 мкм) зависит от микрогеометрии распределения вводимого соединения излучателя в клетках органов и тканей. Инкорпорированный в молекулярные структуры изотоп может вызывать значительные повреждения клеток, иногда большие, чем внешнее облучение, сопровождающееся равномерным поглощением энергии в клетках тканей, так как среди различных изотопов тритий имеет наименьшую энергию излучения и создает большую плотность ионизации в единице объема ткани, чем р-излучатели с более высокой энергией излучения. Определенная доля трития во время водородного обмена включается в жизненно важные структуры клеток и тканей. Вследствие распада трития в биохимических молекулах вместо атома водорода появляется инертный атом гелия, что усиливает биологический эффект трития.
Для трития, как и для любого другого радиоактивного элемента, при попадании в организм закономерен характер распределения и выведения. Эта закономерность проявляется в равномерном распределении изотопа по водной фазе организма и выведении из организма человека с полупериодом 7—10 дней. Равномерное распределение трития в организме базируется на законе равномерного распределения изотопа в объеме однородного элемента. Для радиоактивного водорода распределение должно быть равномерным среди водорода воды организма (среды однородной). Для структурных элементов органов и тканей характерен последовательный переход водорода из одной структуры в другую с различным временем наступления равновесия в каждой из них. Поэтому изучение содержания трития в организме должно сводиться к определению его уровня в водной фазе последнего и структурных элементах органов и тканей или так называемом сухом остатке организма. Расчет общей активности трития в водной фазе организма производят по формуле:
Ав = К-ав, (1>
где Ав — общая активность трития в водной фазе организма (в Ки); К — количество воды в организме человека (в л)1; ав—удельная активность воды (в Ku/мл). Количество трития, содержащееся в структурных элементах органов и тканей или так называемом сухом остатке организма, определяют по формуле:
А0 = К,-а0, (2)
где Ас — общая активность трития в биохимических элементах (в Ки); Ki — количество биохимических структур в организме (в г)2; ас — удельная активность трития в биохимических структурах (в Ки/г).
Общая активность трития в организме является суммой общей активности изотопа водной фазы организма и общей активности трития биохимических структур последнего, т. е.:
■^общ = К-ав -г- К,-ас. (3)
Определение общего содержания трития в водной фазе организма основывается на равномерном распределении изотопа во всех водных пространствах организма. Это показано рядом исследователей (Edelman; Pinson
* В организме здорового человека около 65% воды, тогда как /(=0,65.
* У здоровых людей коэффициент /С,=0,35.
Результаты исследований здоровых людей
Фамилия испытуемого Вес (в кг) Количество введенной активности (в мкКн) ОВТ (в л) Удельная активность пробы (в мкКн) Общая активность водной фазы (в мкКн) Отношение Ав'Ао
Б-ко 85,5 100 54,6 0,0018 98,3 0,98
Б-ко 86,0 100 55,1 0,0018 99,2 0,99
Т-ев 79,5 100 48,4 0,0020 96,8 0,97
Л-ек 83,4 100 50,0 0,0020 100,0 1,00
Л-ек 85,0 100 46,2 0,0021 97.0 0,97
М 0,98
—ш 0,00
и Ьаг^Ьат). Таким образом, установив удельную активность в воде мочи, можно считать, что вода любых других жидкостей организма будет иметь ту же активность.
Известно, что общее количество воды в организме каждого человека строго индивидуально, поэтому для точного расчета общей активности трития в водной фазе необходимо определить, сколько воды в организме данного индивидуума. Это с высокой точностью можно произвести при помощи индикаторных доз трития. Методически общее количество воды в организме устанавливают следующим образом: у пациента отбирают пробу крови (1—3 мл) для выявления уровня активности в жидкостях организма. Затем ему вводят индикаторные количества тритиевой воды. Через 1, 1,5, 2 и Зч отбирают пробы биоматериала, которым могут служить пары выдыхаемого воздуха, моча, кровь, слюна и т. д. Определив удельную активность проб и построив график для нахождения плато, рассчитывают общую воду тела (ОВТ) по формуле разведения:
ОВТ = ¿рг^'О.Эв, (4)
где ОВТ — объем воды организма (в л); ах — введенная в организм активность (в Ки); I7! — объем, в котором вводится активность в организм (в л); а2 — удельная активность пробы на уровне равновесия (в Ки/мл); а0 — удельная активность фоновой пробы (Ки/мл); 0,98 — поправочный коэффициент, учитывающий количество трития, включившееся в водородный обмен биохимических структур.
Мы определяли общее количество воды в организме 87 пациентов с различными заболеваниями и здоровых людей. Результаты исследований здоровых людей, проведенных совместно с В. П. Кротовым, представлены в таблице.
Для прижизненного изучения содержания общей активности трития в биохимических структурах организма необходимо иметь легкодоступный биосубстрат, в котором изменение удельной активности изотопа соответствовало бы изменению удельной активности его в биохимических структурах целого организма. Один из авторов настоящей статьи (К. М. Богданов) высказал предположение, что таким биосубстратом могут быть биохимические структуры крови. Для доказательства правоты этого предположения была поставлена серия опытов на крысах-
самцах линии Вистар весом 0
1 оп _ „„„тпиЛшп. Зависимость от времени изменения удельной актив-
10и г» которым внутриорю- ности в сухом остатке всей тушки (Г) и сухом-шинио вводили тритиевую остатке крови (2) крыс.
воду (0,05 мкг) ежедневно в течение 60 сут. Через 1,5, 10, 20, 30, 45 и 60 дней животных забивали (по 3 особи на точку). Кровь отбирали в колбы Кьельдаля, а тушку животного растирали в ступке с жидким азотом и затем тоже помещали в колбы Кьельдаля. Пробы подвергали лиофильной сушке с улавливанием воды до постоянного веса. Полученный сухой остаток крови и тушки сжигали ретортным методом в токе кислорода до получения С02 и воды. Радиоактивность проб воды измеряли на жидкостно-сцинтил-ляционном счетчике.
Результаты работы могут быть вынесены на график (масштаб полулогарифмический). На оси абсцисс — сутки хронического эксперимента; на оси ординат — удельная активность в Ки на 1 мл (см. рисунок).
Методика определения общей активности трития в организме людей сводится к отбору 1—3 мл венозной крови, лиофильной сушке крови до постоянного веса с улавливанием воды в ловушке, определению количества общей воды в организме пациента и расчетам содержания общей активности трития в водной фазе организма по формуле:
Ав = ОВТав. (5)
Сухой остаток отобранной пробы крови сжигается до С02 и воды. Определяется удельная активность воды, полученной после сжигания пробы, и рассчитывается удельная активность биохимических структур организма по формуле:
Ас = 0,8-(Вес—ОВТ)-ос, (6)
где 0,8 — поправочный коэффициент, показывающий количество воды, полученное при сжигании 1 г сухого остатка крови.
Суммировав общую активность водной фазы организма с общей активностью трития, включенного в обмен биохимических структур организма, получают общее содержание изотопа в организме пациента:
Лобщ = ОВТ ав J- 0,8-(Вес—ОВТ)-вс. (7)
Прижизненное определение общей активности трития в организме позволит действенно контролировать состояние здоровья людей, работающих с радиоактивным водородом, а также даст возможность прямым методом диагностировать изменения водородного обмена и, следовательно, обмена белков, жиров в биохимических структурах человека в норме и при патологии.
ЛИТЕРАТУРА. Edelman J. S., Am. J. Physiol., 1952, v. 171, p. 279.— Pinson E. A., Langham W. H., J. appl. Physiol., 1957, v. 10, p. 108.
Поступила 17,'XII 1973 r.
За рубежом
УДК 614.73:061.3(100)«1973»
P.M. Бархударов, Б. К. Борисов, В. Д. Туровский
СИМПОЗИУМ ПО ПОВЕДЕНИЮ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ РАДИОИ ЗОТОПОВ, ВЫБРАСЫВАЕМЫХ ЯДЕРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТЬЮ (Экс-ан-Прованс, Франция, 14—18/V 1973 г.)
На IV Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии отмечалось, что удовлетворение энергетических потребностей общества, которые за последние 25 лет возрастают вдвое каждые 7 лет, только за счет традиционных видов топлива (уголь, нефть, газ) вызвало бы к 2000-му
