23

Лекция 7. Токсикология радиоактивных веществ

1. Общие вопросы токсикологии радиоактивных веществ

2. Токсикология отдельных радиоактивных изотопов

3. Лучевые реакции тканей и органов

4. Действие инкорпорированных радионуклидов на половые железы, плод и потомство

1. Общие вопросы токсикологии радиоактивных веществ

Радиоактивные изотопы любого элемента Периодической системы при попадании в организм участвуют в обмене веществ точно так же, как и стабильные изотопы данного элемента. Облучая организм изнутри, радиоактивные изотопы могут создать опасность для здоровья.

Токсичность радионуклидов обусловливают следующие факторы:

• вид и энергия излучения, период полураспада;

• физико-химические свойства веществ, в составе которых радионуклиды попадают в организм;

• тип распределения по тканям и органам;

• скорость выведения из организма.

Существуют три основных пути поступления радиоактивных веществ в организм человека и животных:

• через органы дыхания – ингаляционный путь;

• через пищеварительный тракт – пероральный путь;

• через кожу – перкутанный путь.

При аварийных ситуациях возможно поступление радионуклидов через раневую или ожоговую поверхности. Для некоторых радионуклидов путь поступления существенно влияет на характер всасывания, распределения в организме, выведение и биологическое действие.

По значению коэффициента всасывания (резорбции) все радионуклиды подразделяются на четыре группы (табл. 11).

Таблица 11

Резорбция радионуклидов из легких и ЖКТ по отношению к введенному количеству (по Журавлеву, 1990)

Группа	Радионуклид	Коэффициент резорбции, %
		Легкие	ЖКТ
I, высокая степень резорбции	3H, 24Na, 35S, 40K,82Br, 86Rb, 131I, 137Cs, 222Rn	75 – 100	75 – 100
II, значительная степень резорбции	45Ca, 60Co, 89Sr, 90Sr, 127Te, 226Ra	25 – 50	10 – 30
III, умеренная резорбция в кишечнике и значительная в легких	54Mn, 59Fe, 65Zn, 76As, 106Ru, 111Ag, 198Au, 207Bi, 210Po, 238U	25 – 30	1 – 10
IV, практически не всасывающиеся в кишечнике и хорошо резорбируемые в легких	7Be, 91I, 140La, 144Ce, 147Pm, 143Pr, 231Pa, 234Th, 238Np, 239Pu, 241Am, 242Cm, 252Cf	20 – 25	0,1 – 0,00001

При ингаляционном пути поступления радионуклидов на величину коэффициента резорбции влияют следующие факторы: размер вдыхаемых частиц и их физико-химические свойства (прежде всего растворимость). При пероральном пути поступления на коэффициент резорбции влияют рН среды, физико-химический состав соединения, состояние пищеварительного тракта, характер пищи и скорость ее продвижения по кишечнику, исходное функциональное состояние организма. На резорбцию радионуклидов при перкутанном пути поступления влияют: наличие на коже механических, химических или термических повреждений (ссадин, трещин, царапин, ран), температура окружающей среды, физико-химические свойства радиоактивных веществ, рН среды.

Поступив в организм, радиоактивные вещества всасываются в кровь и лимфу и разносятся по различным тканям и органам. Концентрация радионуклида в данном органе характеризует удельную активность массовой доли органа и измеряется в Бк/кг или в процентах от введенного в организм количества нуклида. Содержание радионуклида в органе – это абсолютная активность в целом органе, измеряется в Бк. При хроническом поступлении радионуклида в организм в отдельном органе может накапливаться определенная доля поступившего за этот период количества. В этом случае говорят о кратности накопления, показывающей, во сколько раз содержание радионуклида в органе превышает введенную дозу.

Все радионуклиды по характеру распределения в организме делят на четыре группы:

1. остеотропные – ³²P, ⁴⁵Ca, ⁹⁰Sr, ⁹⁰Y, ¹⁴⁰Ba, ²²⁶Ra, ²³⁸U, ²³⁹Pu (цитрат);

2. преимущественно накапливающиеся в органах с ретикулоэндотелиальной тканью – ¹⁴⁰La, ¹⁴⁴Ce, ¹⁴⁷Pm, ²²⁷Ac, ²³⁹Th, ²³⁹Pu (нитрат);

3. избирательно накапливающиеся в отдельных органах и тканях - ¹³¹I в щитовидной железе, ⁵⁹Fe в эритроцитах, ⁶⁵Zn в поджелудочной железе, ⁹⁹Mo в радужной оболочке глаза;

4. равномерно распределяющиеся по всем органам и тканям – ³H, ⁴⁰K, ⁸⁶Rb, ⁹⁵Nb, ¹⁰⁶Ru, ¹³⁷Cs.

При хроническом поступлении радионуклидов в организм наблюдается постепенное накопление изотопов в органах и тканях. Органы с повышенным содержанием радионуклида будут получать большую дозу, что может сказаться на тяжести лучевого поражения.

Через определенное время наступает равновесное состояние, когда, несмотря на ежесуточное введение радионуклида, его содержание в организме остается постоянным. Это связано с тем, что количество радионуклида, ежесуточно поступающего в организм, становится равным количеству, выводящемуся из организма в результате обмена и физического распада.

Процессы выведения радионуклидов из организма протекают с различными скоростями и зависят множества факторов. Наибольшее количество радиоактивных веществ выводится через ЖКТ, особенно радионуклиды, которые плохо всасываются в пищеварительном тракте. Растворимые соединения, а также нуклиды, равномерно распределяющиеся по всем органам и тканям, хорошо выделяются через почки. Основное количество радиоактивных газов выделяется через легкие и кожу. Наибольшее количество радионуклидов выделяется в первые дни после их введения в организм. Длительно задерживаются в организме радионуклиды с большой атомной массой, некоторые остеотропы, а также нуклиды, находящиеся в организме в коллоидном состоянии.

Время, за которое из организма выделяется половина однократно поступившего радионуклида, называется биологическим периодом полувыведения (Т_б). Фактическая убыль радиоактивного изотопа в организме измеряется эффективным периодом полувыведения (Т_эф). Это время, за которое организм освобождается от половины депонированного в нем радионуклида как путем биологического выведения, так и вследствие радиоактивного распада.