3.2.2. Биологическое действие инкорпорированного j131

Биологическая эффективность радиоизотопов йода зависит от их физико-химических свойств, определяющих величины поглощенных доз на единицу поступающей в организм активности, времени их формирования и характера распределения. До инкорпорации нуклида в щитовидной железе он некоторое время с кровью проходит через все органы в ткани. А также, включившись в тиреоидные гормоны, он с ними также циркулирует по организму. Однако информации о влиянии ¹³¹I на другие органы и ткани значительно меньше, чем о непосредственном влиянии радионуклида на щитовидную железу.

Радиоактивный йод избирательно накапливается в щитовидной железе. Так, при пероральном поступлении ¹³¹1 в количестве 37 кБк в щитовидной железе взрослого человека создается тканевая доза, равная 2,1 Гр. Имеет значение и масса органа. В меньшей по массе железе тканевая доза значительно выше. Депонирующийся ¹³¹1 в щитовидной железе концентрируется в ее центральной части, локализуясь в коллоиде и фолликулах эпителия. Более 90% изотопа находится в связанном с белком состоянии и входит в состав моно-, дийодтирозина (примерно 53%) и тиронинов (примерно 40%).

При воздействии радиации на щитовидную железу развивается тиреоидит, гипотиреоидизм, доброкачественные и злокачественные опухоли. Изменения в щитовидной железе, связанные с гипотиреоидизмом, обусловлены дегенерацией и фиброзом тонких сосудов и межфолликулярной стромы, а также вторичной дегенерацией фолликулярного эпителия. Проведенное обследование лиц, находившихся в зоне ЧАЭС после аварии и получивших сравнительно небольшие дозы общего облучения (5 сГр и выше), выявило нарушение функции гипофизарно-тиреоидной системы с повышением заболеваемости щитовидной железы, в том числе изменением метаболизма кальция и развитием опухолей щитовидной и паращитовидных желез.

Аналогичный всплеск заболеваемости раком щитовидной железы выявлен ранее у лиц, перенесших атомную бомбардировку и получивших сравнительно небольшую общую дозу облучения. У животных, содержавшихся в зоне ЧАЭС в послеаварийный период, также выявлены нарушения функции щитовидной и паращитовидных желез при общем облучении в несколько сГр. У этих животных развивались атрофические, дистрофические и гиперпластические процессы в ткани желез, сопровождавшиеся нарушением их функции.

Большое значение в развитии поражения щитовидной и паращитовидных желез у лиц, находившихся во время аварии и в ранние сроки после нее в зоне рассеяния радионуклидов, принадлежит радиоактивным изотопам йода. Среди них наибольшее значение в развитии радиобиологического эффекта отводится йоду-131. Это связано, во-первых, со значительным количеством данного изотопа в продуктах выброса из зоны реактора (50–60%), а во-вторых, с тем, что йод-131 является одним из наиболее долгоживущих (8 сут. период полураспада) и поэтому формирует значительную долю дозы облучения в основном на щитовидную железу. В частности, при сравнении действия йода-131 и йода-125 было установлено, что поглощенная доза от йода-131 в 5–6 раз выше, чем от йода-125. Содержание долгоживущего изотопа йода-129 в выбросах из реактора ничтожно, столь же мала и доля облучения, получаемая от него.

Йод является тиреотропным элементом вследствие того, что он необходим для синтеза тиреоидных гормонов – тироксина (Т₄) и трийодтиронина (Т₃), важнейших гормонов, регулирующих рост и развитие организма, обеспечивающих жизнедеятельность организма и постоянно присутствующих в различных количествах в его тканях и жидкостях. Суточная потребность в йоде для человека составляет 2–4 мкг/кг массы, т.е. в среднем 200 мкг для взрослого человека. Общее количество йода в организме достигает 20–30 мг, причем третья часть его сконцентрирована в щитовидной железе, а остальное количество примерно равномерно рассредоточено по всем тканям.

Организмы человека и животных 90% йода получают с пищей. При этом основным источником его поступления является растительная пища. В районах эндемического зоба содержание йода в пищевых продуктах существенно ниже, чем в других, неэндемичных по зобу регионах. Следует отметить, что поступивший с питьевой водой йод в его балансе в организме составляет ничтожную долю. Поступая с продуктами питания, йод быстро всасывается из желудочно-кишечного тракта. Уже в течение 1 часа слизистой оболочкой желудка и верхнего отдела кишечника поглощается около 99% поступившего йода. Всосавшись в кровь, йод содержится там в количестве менее 1% от всего иода, содержащегося в организме. При этом йод находится в двух видах: неорганический йод (чаще всего в виде KI или Nal) и белковосвязанный йод. Органический йод содержится в значительно большем количестве и представлен в виде Т₃ и Т₄, участвующих в регуляции разнообразных функций в организме. Накопление йода в щитовидной железе происходит сравнительно быстро. Уже через 2 часа после введения йода в щитовидной железе фиксируется около 10%, а через 24 ч – около 30% от поступившего в организм элемента. Избирательно фиксируясь и активно включаясь в синтез тиреоидных гормонов (ТГ), йод достигает в щитовидной железе концентрации в 10000 раз более высокой, чем его концентрация в цельной крови. Наряду с органически связанным йодом в ткани щитовидной железы определяется около 7% неорганического йода, за счет которого пополняется потеря элемента при выведении в кровь тиреоидных гормонов. В обычных условиях щитовидная железа ежесуточно выделяет от 55–70 до 200–400 мкг йода в составе ТГ. Это же количество гормонов ежесуточно распадается в процессе катаболизма в тканях. Тем не менее, основное количество йода щитовидная железа поглощает из йодидов, а не из продуктов распада ТГ. Следовательно, поступивший в организм йод и его радиоактивные изотопы активно включаются в метаболизм тиреоидных гормонов и достаточно длительное время оказывают воздействие на окружающую ткань, прежде всего на ткань щитовидной железы, вызывая ее повреждение с последующим изменением функции. При использовании высоких активностей изотопа йода-131 (4 мкКи/г) происходит распад ткани щитовидной железы с заменой тироцитов соединительнотканными элементами. При этом повреждаются и паращитовидные железы, получающие около 50% поглощенной дозы щитовидной железой. Сопровождающий облучение распад ткани приводит к снижению функции, а в последующем и к полному выключению щитовидной железы. При получении более низкой дозы на щитовидную железу (5 Гр и менее) имеет место постепенное снижение гормонообразующей функции. При этом в щитовидной железе образуются молекулярные сшивки продуктов пероксидации тироидной ткани с мембранными белками, что, вероятно, является причиной нарушения йодфиксирующей функции щитовидной железы. Изотопы йода оказывают бластомогенное действие на ткань щитовидной железы при дозе 1-2 Гр, а также приводят к нарушению иммуноферментных реакций у плодов тех беременных животных, которые получали йод-131. Защитным эффектом для щитовидной железы от изотопов йода обладают тиреостатические препараты. Снижают поглощенную дозу в щитовидной железе йодиды, притом наибольшей эффективностью обладает KI.

К настоящему времени накоплен большой клинический и экспериментальный материал о действии ¹³¹1 на организм. Однако значительная часть исследований касается непосредственного влияния радионуклида на щитовидную железу. Значительно меньше информации о реакции в других тканях и органах на поступление ¹³¹1. Тем не менее, до инкорпорации нуклида в щитовидной железе он некоторое время с кровью проходит через все органы и ткани. Кроме того, включившись в тиреоидные гормоны, он с ними также циркулирует по организму. Сведения о нарушении биохимических процессов в ответ на инкорпорированный ¹³¹1 немногочисленны и фрагментарны. В уровне холестерина наблюдалась фазность изменений в ответ на поступление радионуклида. С ростом поглощенной дозы фаза снижения концентрации холестерина сменялась восстановлением и повышением его в крови.