18. Поступление искусственных радионуклидов в организм человека. Период полувыведения. Эффективный период.

1. Наиболее важным и потенциально опасным является ингаляционное поступление радионуклидов. Этому способствует огромная дыхательная поверхность альвеол. Радиоактивность воздуха может быть обусловлена содержанием … в нем радиоактивных газов или аэрозолей в виде пыли, тумана или дыма. Доля радионуклида, задержанная в дыхательной системе, зависит от размера частиц, минутного объема и частоты дыхания.Дальнейшая судьба отложившихся в дыхательных путях радионуклидов также связана с размерами радиоактивных частиц, их физико-химическими свойствами и транспортабельностью в организме. Хорошо растворимые вещества в основном быстро (за несколько десятков минут) резорбируются в кровеносное русло, а затем, в процессе обмена веществ, откладываются в определенных органах и системах организма или

2. Второй по значимости путь — поступление радионуклидов с пищей и водой. Питательные вещества наряду с фоновыми концентрациями естественных радиоактивных веществ могут быть загрязнены искусственными радионуклидами, которые из внешней среды по биологическим пищевым цепочкам попадают в сельскохозяйственные растения, организмы животных и, в конце концов, — в продукты питания. Дальнейшая судьба радиоактивных веществ зависит от их растворимости в жидкой среде желудочно-кишечного тракта, характеризующейся в различных его участках разными показателями рН

3. Наименее изучен путь поступления радиоактивных веществ через кожу, которая до недавнего времени считалась для них эффективным барьером, в связи с чем проникновением радионуклидов через неповрежденные покровы пренебрегали. Однако в последующем было установлено, что радионуклиды, как и другие вещества, в составе жидких и газообразных соединений проникают через кожу животных и человека достаточно быстро в измеримых, а иногда и в значительных количествах.

Попавшие в организм радионуклиды участвуют в обмене веществ по принципу, аналогичному тому, как это происходит для их стабильных изотопов: они выводятся из организма через те же самые выделительные системы, что и их стабильные носители.

Основное количество радиоактивных веществ выводится через желудочно-кишечный тракт и почки, в меньшей степени – через легкие и кожу. У кормящих матерей часть радионуклидов выделяется с молоком (йод-131). Скорость выведения радионуклидов зависит от их природы, возраста, функционального состояния организма, особенностей поступления и распределения в организме радионуклидов и от других факторов. Наиболее быстро выводятся радионуклиды, депонирующие в тканях, где скорость обмена веществ высокаяСвободные радионуклиды быстрее выводятся из организма (йод-131, рутений-106, цезий-137).

Различны также пути выведения. При хроническом поступлении большая часть йода-131 и цезия-137 выводится через почки, тогда как стронций-90, барий-140, кобальт-60, рутений-106 выводятся в основном через желудочно-кишечный тракт.

Поскольку различные ткани по-разному связывают один и тот же радионуклид, то и скорость выведения из этих тканей различна. Скорость выведения характеризуется периодом биологического полувыведения. Период биологического полувыведения – это время, за которое из организма выводится половина радионуклидов, поступивших в организм. Кроме биологического полувыведения на скорость освобождения организма от радионуклидов (а следовательно и на продолжительность облучения организма) влияет и период полураспада радионуклидов. Учитывая оба этих показателя пользуются эффективным периодом полувыведения. Эффективный период полувыведения – это время, в течение которого исходное количество радионуклидов уменьшается вдвое.

Эффективный период полувыведения долгоживущих изотопов определяется в основном биологическим периодом полувыведения, короткоживущих – периодом полураспада. Биологический период полувыведения разнообразен – от нескольких часов (криптон, ксенон, радон) до нескольких лет (скандий, иттрий, цирконий, актиний).

Период полувыведения эффективный – время половинного снижения радиоактивности в результате совместного действия факторов физического распада и биологического выведения радионуклида из организма.

18

19.Радиотоксикология йода-131,-132,-133,цезия -134,стронция-89,-90.

Радиотоксикология - предмет, который занимается изучением путей поступления, распределения радионуклидов, а также их выведения из организма человека и животных. Радиотоксикология изучает непосредственное действие радионуклидов на организм, их отдаленное последствие, методы и средства, препятствующие всасыванию радионуклидов и ускоряющие их выведение из организма, а также химию радионуклидов.

Йод  Находится в природе почти повсеместно, преимущественно в виде йодистых солей натрия, кальция, магния, но рассеянно. Содержание в организме среднего человека (масса тела 70 кг): 12-20 мг.Число изотопов (с учетом ядерных изомеров) 37. Природный йод состоит из одного стабильного изотопа – йод-127. Радиоактивных изотопов 24 – от йода-117 до йода-126 и от йода-128 до йода-139. Наиболее значимыми радиоактивными изотопами являются йод-129 и йод-131.

Йод-129 – это гамма- и бета-излучатель, период полураспада – 1,67^.10⁷ лет. Большую опасность представляет йод-131. Это также гамма- и бета- излучатель, период полураспада которого составляет 8,04 дня. По радиотоксичности относится к группе Б (высокая радиотоксичность).

Йод-131 обладает высокой летучестью и является химически активным элементом. Он включается в компоненты биосферы (почва – вода – флора –фауна) и принимает участие в биологическом цикле обмена веществ.В организм животных и человека йод-131 попадает через желудочно-кишечный тракт, через органы дыхания, кожу, конъюнктиву, раны. Он хорошо и быстро всасывается из желудочно-кишечного тракта (100%) в кровь и до 60% откладывается в щитовидной железе, которая является критическим органом для йодаИз организма радиоактивный йод, как и стабильный, выводится с мочой (до 70-80%), калом, молоком, а у птиц - с яйцом.

Цезий  Цезий как элемент представлен 40 изотопами (с учетом ядерных изомеров) с массоваыми числами 114-145, из них радиоактивных изотопов 34. Стабильный изотоп цезия-133. Основных радиоактивных изотопов три: Cs-134, 135, 137. Наиболее значимые радиоактивные изотопы: Cs-134 и Cs-137.

Cs-134 – бета- и гамма-излучатель, период полураспада – 2,065 лет. Цезий-137 имеет период полураспада 30,17 лет. Является продуктом деления тяжелых ядер. При распаде дает бета-излучение, но дочерний элемент Ва-137 (Т_½ = 2,55 мин) при распаде дает гамма-излучение. Поэтому цезий-137 считают бета - и гамма-излучающим радионуклидом. По степени токсичности относится к группе - В (средняя радиотоксичность). В настоящее время цезий-137 является основным дозо- образующим радионуклидом после аварии на ЧАЭС.

С почвой, кормом, водой, воздухом поступает в организм животных в основном через пищеварительный тракт и дыхательные пути. Степень всасыванияв желудочно-кишечном тракте достигает 100%. В обменных процессах подобен калию. Цезий-137 в организме распределяется в основном равномерно, но некоторые ткани и органы (мышцы, сердце, печень, почки) накапливают его больше.

Выводится из организма через желудочно-кишечный тракт, почки, а также с молоком, яйцом птицы (в основном через белок). Эффективный период полувыведения по цезию-137 у лактирующих коров составляет от 20 до 50 дней.

Стронций  Основных изотопов стронция восемь. Природный стронций состоит из четырех стабильных изотопов: Sr-84, 86, 87, 88. Стронций имеет четыре радиоактивных изотопа: Sr-82, 85, 89, 90. Наибольшее значение из них имеют два (стронций-89 и стронций-90), которые являются продуктами ядерного деления (деление урана в ядерных реакторах, взрывы атомных бомб).

Стронций-89 – бета- и гамма излучатель с периодом полураспада 50,52 дня. Группа токсичности – В (средняя токсичность). В первые месяцы после взрыва атомного заряда стронций-89 является одним из ведущих радионуклидов, определяющих суммарную бета-активность смеси продуктов деления.

Стронций-90 – бета-излучатель, имеющий период полураспада (Т_½) 29,1 года. Энергия бета-частиц 0,544 Мэв. Претерпевая бета-распад, стронций превращается в дочерний радиоактивный элемент иттрий-90 (Т_½ – 64,2 ч, бета-излучатель). Стронций-90 по токсичности относится к группе - Б (высокая радиотоксичность).

Попадая в атмосферу, стронций выпадает в виде сухих, влажных аэрозолей (осадков) на поверхность земли, на растения, в воду. Большая его часть остается в верхнем 3-5 см слое почвы (в песках проникает до 30-45 см в глубину

В организме животных и человека стронций всасывается в желудочно-кишечном тракте (5-100%). Величина всасывания зависит от рациона, возраста животного, функционального состояния кишечника, физико-химических свойств соединения и пр. Стронций является аналогом кальция, включается в минеральный обмен, имеет скелетный тип распределения. Концентрируется преимущественно в диафизах костей. Это создает прямое облучение всего скелета и костного мозга. При этом поражается система кроветворения, развиваются лейкозы, остеосаркомы, новообразования молочных желез, яичников, гипофиза. Нарушается функция печени, почек и снижается иммунная реактивность организма.

Выделяется стронций-90 из организма в основном с калом, мочой, молоком, а у птиц - с яйцом. Период полувыведения стронция-90 из мягких тканей составляет 2,5-8,5 суток, а из костей – 90-145 суток.

19