Радиотоксикология
Аз
изучава свойствата на радионуклидите и патологичните промени, които причиняват в организма на животните и хората, за да намери средства за ограничаване на тяхното усвояване, ускоряване на отстраняването и заздравяването на радиационните увреждания, както и регулиране на безопасни концентрации на радионуклиди в организма.
Както показва опитът, вкл. Придобита по време на ликвидацията на аварията в Чернобилската атомна електроцентрала, клиничната картина на интоксикация с радионуклиди може да бъде много разнообразна в зависимост от вида и естеството на излъчването на радионуклида, начините, по които той навлиза в тялото.
Инхалаторният път на постъпване на радионуклиди е най-често срещаният, а количеството и времето на задържането им в белите дробове зависи от агрегатното състояние на веществото (газ или аерозол).
Газообразните радионуклиди лесно проникват в белите дробове, но бързо се екскретират. Следователно погълнатите дози (виж Дозата на йонизиращото лъчение) в белите дробове се образуват само през периода, когато човек е в "облака". При продължително вдишване, например 222 Rn, се създават абсорбирани дози, водещи до развитие на бронхит, пневмосклероза и дори рак на белия дроб.
Проникването в белите дробове и отлагането на аерозоли в алвеолите зависят от степента на тяхното разпръскване и се увеличават с увеличаването на последното. Максимално проникване и отлагане (от 70 до 100%) се наблюдава при вдишване на аерозоли с диаметър 0,01 µm. С дисперсия над 10 микрона аерозолите не навлизат в белите дробове, а се отлагат в трахеята, бронхите и назофаринкса, откъдето се пренасят от ресничестия епител и макрофагите в устната кухина. Екскрецията на радионуклиди от белите дробове се осъществява чрез издишване (инертни газове, тритий, въглерод, азот) чрез дифузия през алвеоларния епител и ендотел в кръвоносните и лимфните съдове, с помощта на ресничестия епител в устната кухина ипо-навътре в стомаха. Задържаните в белите дробове радионуклиди, особено слабо разтворимите или хидролизируемите съединения, много рядко и за относително кратко време остават дифузно разпределени в белодробната тъкан. Постепенно, с помощта на макрофаги, те се концентрират в своеобразни острови и се разполагат по бронхите, близо до висцералната плевра, по протежение на лимфните съдове.
Радионуклидите, влизащи в храносмилателния тракт с вода, замърсена храна или ресорбирани от белите дробове, се абсорбират в червата в зависимост от степента на разтворимост и други физични и химични свойства.
На практика инкорпорирането на радионуклиди често става чрез непокътната кожа, лигавици, прободни или порезни рани, ожулвания и драскотини. Редица радионуклиди проникват еднакво добре през непокътната кожа и бели дробове, като инертни радиоактивни газове и тритий. Разтворите на всички радионуклиди дифундират през епидермиса, достигайки до базалния слой. Радионуклидите, като се хидролизират, остават в кожата, където създават основната доза радиация, а в случай на комплексно образуване проникват в лимфата и кръвта, пренасят се през органи и тъкани, създавайки основната доза радиация в отлагащите органи. Степента на абсорбция на радионуклиди през кожата може да се оцени като 0,01-1% за непокътната кожа и до 100% за убождания.
Елементите от 1-ва група на Периодичната таблица на елементите са предимно слабо разтворими, разпределени са равномерно във всички органи и тъкани, независимо от пътя на проникване в кръвта. Елементите от 2-ра група се характеризират с така наречения скелетен тип разпространение. Елементите от 3-та група са склонни както към хидролиза, така и към комплексообразуване. Хидролизираните форми се задържат в черния дроб и други органи, съдържащи елементи на мононуклеарната фагоцитна система.Някои радионуклиди са концентрирани в кората на бъбреците (106 Ru, 210 Pb, 207 Bi, 203 Hg), в червения костен мозък (32 P, 90 Sr, 241 Am). Разграничете равномерното и неравномерното разпределение на радионуклидите на тъканно ниво. Отбелязва се неравномерно разпределение в белодробната тъкан, черния дроб, бъбреците, щитовидната жлеза и в скелета, където се откриват така наречените горещи точки, т.е. зони с повишена концентрация на радионуклиди. В тези области погълнатите дози могат да бъдат 5-20 пъти по-високи, отколкото в целия орган.
Отстраняването на радионуклидите от тялото обикновено се изразява количествено чрез стойността на Teff, която определя времето за намаляване наполовина на съдържанието им в тялото или в критичен орган, като се вземе предвид разпадането.
Ефективни периоди на полуразпад на някои радионуклиди от депозитни органи
Орган за отлагане на радионуклиди Teff, дни
3 H Водна фаза 12
32 P Кости 14.1
45 Ca Кости 164
90 Sr кости 6400
131 I Щитовидна жлеза 7.6
134 Cs Мускули 120
137 Cs Мускули 138
210 Po бъбрек 46
226 Ra Bones 16 000
228 Th Bones 693
233V Кости 300
239 Pu Bones 72 000
Токсичността на радионуклида зависи от такива параметри като интензитет, абсорбция, стойности на Teff, вид и енергия на радиация, които определят погълнатата радиационна доза на активния токсичен фактор.
Най-токсични са алфа излъчвателите, т.к. щетите, причинени от тях, трудно се възстановяват (виж Йонизиращо лъчение). Следователно тяхната токсичност е около 10-100 пъти по-висока в сравнение с аналогично разпределените в организма β-, γ-излъчващи радионуклиди.
Токсичността на радионуклидите се проявява по различни начини. За замърсяване на откритовъзможни изгаряния на кожата и лигавиците. При перорален или инхалаторен прием, в зависимост от количеството и качеството на радионуклида, настъпват съответните промени в стомашно-чревния тракт или белите дробове. При хроничен прием се развиват атрофичен гастрит и ентероколит, а при вдишване - пневмосклероза. Дългосрочните последици под формата на злокачествени новообразувания възникват след включването на радионуклиди, които създават погълнати дози в тези органи над 0,5-1 Sv (50-100 rem) поради β-лъчение. Минималните канцерогенни дози след вграждане на α-излъчватели са 2,5 cGy, а при качествен фактор за α-лъчение, равен на 20, бластомогенната доза е 0,5 Sv (50 rem).
Клиничните прояви на лезии при поглъщане на разтворими форми на радионуклиди приличат на остра лъчева болест (лъчева болест), причинена от външно облъчване. При получаване на неразтворими съединения преобладават симптомите на увреждане на дихателните и храносмилателните органи.
Лечението и профилактиката на увреждания, причинени от приема на радионуклиди в тялото, са насочени основно към бързото и евентуално пълно отстраняване на радионуклидите от тялото чрез предотвратяване на абсорбцията им през кожата, белите дробове и червата, отстраняване на абсорбираното количество в кръвта с помощта на комплексообразуващи агенти, в някои случаи увеличаване на водното натоварване, предотвратяване на реабсорбция в червата, използване на комплексообразуващи агенти на всички етапи на включване и незабавна блокада от стабилен аналог на радионуклида на критични органи, например стабилен йод - щитовидни жлези.
II
Радиотоксикологияogy (Радио + токсикология)