Влияние на развитие поражения активности инкорпорированных радионуклидов и продолжительности их пребывания в организме

Характер патологического процесса при внутреннем заражении РВ существенно зависит от количества поступившей активности и времени пребывания ее в организме. Темп накопления поглощенной дозы определяется как режимом поступления радионуклида (однократное, длительное), так и периодом эффективного полувыведения.

Если инкорпорация радионуклидов произошла в количествах, обеспечивающих накопление в течение короткого срока (несколь­ко дней) среднетканевой дозы, эквивалентной 1 Гр гамма- облу­чения и выше, развивается острое лучевое поражение. При этом в значительной степени утрачивается специфичность действия раз­личных радионуклидов и поражение во многих чертах напоминает острую лучевую болезнь от внешнего облучения.

Более вероятны ситуации, в которых количество инкорпорированного РВ не может обеспечить накопление достаточно высокой дозы в течение короткого времени и следствием внутреннего радиоактивного заражения является развитие хронической лучевой болезни или злокачественного новообразования.

Последствия поступления в организм отдельных радионуклидов

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. Отдельные радионуклиды (цезий, стронций, йод, плутоний) имеют наибольшую биологическую значимость при загрязнении внешней среды продуктами ядерных взрывов и аварий ядерных энергетических установок.

Цезий -137

¹³⁷Cs- смешанный b,g- излучатель с периодом полураспада около 30 лет. Основное количество ¹³⁷Cs 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 практически полностью. Распределение в организме ¹³⁷Сs сравнительно равномерное. До 50 % этого радионуклида концентрируется в мышечной ткани, причем чем интенсив­нее работает мышца, тем больше в ней откладывается радиоцезия. Наибольшее содержание ¹³⁷Cs обнаруживается в миокарде. В более поздние сроки довольно большое количество ¹³⁷Cs 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 мере подвергается реабсорбции. Эффективный период полувыведения ¹³⁷Cs у человека составляет от 50 до 150, в среднем 110 сут.

При длительном поступлении ¹³⁷Cs в организм происходит его накопление. Через плаценту радиоактивный цезий легко проникает в орга­низм плода.

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,

При одновременном поступлении в организм цезия и калия, ка­лий накапливается в 3 раза быстрее и может вытеснять цезий. В связи с этим при лечении поражений радиоактивным цезием рекомендуется и с успехом применяется метод изотопного разбавления. Повышение содержания калия в пище и интенсификация водного обмена спо­собствуют выведению цезия из организма.

Содержание ¹³⁷Cs в организме может быть измерено как пря­мыми (измерение мощности дозы g-излучения от тела), так и кос­венными (измерение b- и g- излучений от выделений) методами.

Стронций-90

⁹⁰Sr- b-излучатель с периодом полураспада 28,6 лет.

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 11 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. Эффективный период полувыведения составляет ~ 17,5 лет.

В ранние сроки после поступления ⁹⁰Sr в большом количестве наблюдаются изменения в органах, через которые он поступает или выводится: слизистые рта, верх­них дыхательных путей, кишечник. Позднее нарушаются функции печени. При ингаляционном поступлении мало растворимых 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.

В процессе реакции кроветворной ткани на радиостронций в течение длительного времени морфологический состав крови меняется мало. Лишь при поступлении больших количеств развивается и прогрессирует цитопения. При длительном поступлении радиостронция и подостром тече­нии болезни постепенно развивается анемия, наблюдается угнетение спермато- и овогенеза, нарушения имму­нитета, функции печени и почек, нейроэндокринной системы, сокращается продолжительность жизни.

В отдаленные сроки развиваются гипер- или гипопластические процессы в костном мозге, лейкозы, саркомы кости.

Большой период полураспада ⁹⁰Sr определяет длительное сох­ранение высоких уровней загрязнения территорий и объектов среды после загрязнения этим радионуклидом.

Йод-131

¹³¹I - b, g-излучатель с периодом полураспада 8,05 сут. 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 сут. Остальные 70% всосавшегося йода равно­мерно распределяются по остальным органам и тканям. 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.

У взрослого человека при алиментарном поступлении 1 мкКи ¹³¹I ожидаемая эквивалентная доза облучения щитовидной же­лезы составляет 1,8 бэр. При ингаляционном поступлении соотношение составляет 1,1 бэр/мкКи. После однократного поступления ¹³¹I доза облучения щито­видной железы накапливается очень быстро: 50% дозы за 7,5 дней, а 90%- уже за 25.

Пороговой дозой для развития гипотиреоза у человека назы­вают 45 Гр. Эта доза соответствует результату однократного поступления в организм примерно 3 мКи ¹³¹I. Наибольшая опасность при поступлении в организм радиоактивного йода связана с возможностью возникновения рака щитовидной железы.

Плутоний-239

²³⁹Pu- трансурановый элемент, обладающий высокой радио­токсичностью. Это смешанный a- и g- излучатель. Период полураспада ²³⁹Pu -24 360 лет.

Среди продуктов, участвующих в формировании зон радиоак­тивного заражения после ядерных взрывов или аварий ЯЭУ присутс­твует часть нераспавшегося ядерного горючего или заряда, в частности плутоний. Обычно его количества малозначимы, однако в случаях механического разрушения ядерных боеприпасов зараже­ние плутонием может быть достаточно существенно.

Плутоний легко гидратируется и склонен к комплексообразованию. Образующиеся в результате соединения в большинстве очень плохо растворимы.

Внешнее облучение ²³⁹Pu не опасно для человека. Поступление же этого изотопа внутрь организма, которое может произойти алиментарным, ингаляционным путем или через повреж­денную и даже неповрежденную кожу требует проведения немедлен­ных и весьма активных лечебных мероприятий.

Абсорбция плутония из ЖКТ в кровь очень мала. На абсорбцию существенно влияет состав пищевого рацио­на.

При ингаляционном поступлении значительное количество плу­тония надолго оседает в легких, позднее частично перемещается в бронхолегочные лимфатические узлы, а затем и в кровь.

Всасывание плутония через кожу зависит от ее состояния. Наличие ссадин и царапин, воздействие растворителей, кислот резко повышают резорбцию плутония через кожу. Если кожа не пов­реждена, плутоний поступает в основном через волосяные фолли­кулы.

Поступивший в кровь плутоний откладывается в печени (45%), в скелете (45%), остальное его количество - в других органах и тканях и выводится с экскретами в ранние сроки после поступления.

Биологический период полувыведения плутония из скелета составляет 100 лет, а из печени - 40 лет.

Время накопления дозы медленное - 50% дозы в скелете и печени реализуются в течение 27-100 лет.