Радиотоксикология

Радиотоксикология изучает свойства радионуклидов и вызываемые ими патологические изменения в организме животных и человека с целью изыскания средств для ограничения их всасывания, ускорения выведения и печения радиационных поражений, а также регламентации безопасных концентраций радионуклидов в организме.

    Как показывает опыт, в т.ч. приобретенный в процессе ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС, клиническая картина интоксикаций радионуклидами может быть весьма разнообразной, что зависит от вида и характера излучения радионуклида, путей его поступления в организм.

    Ингаляционный путь поступления радионуклидов является наиболее распространенным, причем количество и время их задержки в легких зависят от агрегатного состояния вещества (газ или аэрозоль).

    Газообразные радионуклиды легко проникают в легкие, но быстро выводятся. Поэтому поглощенные дозы (см. Доза ионизирующего излучения) в легких формируются только в период нахождения человека в «облаке». При длительном вдыхании, например ²²²Rn, создаются поглощенные дозы, приводящие к развитию бронхита, пневмосклероза и даже рака легкого.

    Проникновение в легкие и осаждение аэрозолей в альвеолах зависят от степени их дисперсности и увеличиваются с повышением последней. Максимальное проникновение и осаждение (от 70 до 100%) наблюдаются при вдыхании аэрозолей с диаметром 0,01 мкм. При дисперсности более 10 мкм аэрозоли в легкие не попадают, а осаждаются в трахее, бронхах и носоглотке, откуда переносятся мерцательным эпителием и макрофагами в полость рта. Выведение радионуклидов из легких осуществляется выдыханием (инертные газы, тритий, углерод, азот) путем диффузии через альвеолярный эпителий и эндотелий в кровеносные и лимфатические сосуды, с помощью мерцательного эпителия в полость рта и далее в желудок. Задержавшиеся в легких радионуклиды, особенно труднорастворимые или гидролизующиеся соединения, очень редко и относительно короткое время остаются диффузно распределенными в легочной ткани. Постепенно с помощью макрофагов они концентрируются в своеобразные островки и размещаются вдоль бронхов, около висцеральной плевры, по ходу лимфатических сосудов.

    Радионуклиды, поступающие в пищеварительный тракт с водой, загрязненными пищевыми продуктами или реадсорбирующиеся из легких, всасываются в кишечнике в зависимости от степени растворимости и др. физико-химических свойств.

    В практике достаточно часто происходит инкорпорация радионуклидов через неповрежденную кожу, слизистые оболочки, колотые или резаные раны, ссадины и царапины. Ряд радионуклидов одинаково хорошо проникает через неповрежденную кожу и легкие, например инертные радиоактивные газы и тритий. Растворы всех радионуклидов диффундируют через эпидермис, достигая базального слоя. Радионуклиды, гидролизуясь, остаются в коже, где создают основную дозу излучения, а в случае комплексообразования проникают в лимфу и кровь, разносятся по органам и тканям, создавая основную дозу излучения в органах депонирования. Величина всасывания радионуклидов через кожный покров может быть оценена как 0,01—1% для неповрежденной кожи и до 100% при наколах.

    Элементы 1-й группы периодической системы элементов в основном труднорастворимые, распределяются по всем органам и тканям равномерно независимо от пути проникновения в кровь. Для элементов 2-й группы характерен так называемый скелетный тип распределения. Элементы 3-й группы склонны как к гидролизу, так и к комплексообразованию. Гидролизованные формы задерживаются в печени и других органах, содержащих элементы системы мононуклеарных фагоцитов. Некоторые радионуклиды концентрируются в корковом веществе почек (¹⁰⁶Ru, ²¹⁰Pb, ²⁰⁷Bi, ²⁰³Hg), в красном костном мозге (³²Р, ⁹⁰Sr, ²⁴¹Am). Различают равномерное и неравномерное распределение радионуклидов на тканевом уровне. Неравномерное распределение отмечается в легочной ткани, печени, почках, щитовидной железе и в скелете, где обнаруживаются так называемые горячие пятна, т. е. зоны с повышенной концентрацией радионуклидов. В этих участках поглощенные дозы могут быть в 5—20 раз выше, чем в целом органе.

    Выведение радионуклидов из организма количественно принято выражать величиной Т_эфф, определяющей время уменьшения вдвое содержания их в организме или критическом органе с учетом распада.

Таблица

Эффективные периоды полувыведения некоторых радионуклидов из органов депонирования

    Токсичность радионуклида зависит от таких параметров,

    Наиболее токсичны альфа-излучатели, т.к. вызванные ими повреждения трудно поддаются восстановлению (см. Ионизирующие излучения). Поэтому их токсичность примерно в 10—100 раз выше по сравнению с аналогично распределяющимися в организме b-, g-излучающими радионуклидами.

    Токсичность радионуклидов проявляется по-разному. При наружном загрязнении возможны ожоги кожи и слизистых оболочек. При пероральном или ингаляционном поступлении в зависимости от количества и качества радионуклида возникают соответствующие изменения желудочно-кишечного тракта или легких. При хроническом поступлении развиваются атрофические гастриты и энтероколиты, а при ингаляционном поражении — пневмосклерозы. Отдаленные последствия в виде злокачественных новообразований возникают после инкорпорации радионуклидов, создающих поглощенные дозы в этих органах более чем 0,5—1 Зв (50—100 бэр) за счет b-излучения. Минимальные канцерогенные дозы после инкорпорации a-излучателей составляют 2,5 сГр, а с учетом коэффициента качества для a-излучения, равного 20, бластомогенная доза равна 0,5 Зв (50 бэр).

    Клинические проявления поражений при поступлении растворимых форм радионуклидов напоминают острую лучевую болезнь, вызванную внешним облучением. При поступлении нерастворимых соединений превалирует симптоматика повреждения органов дыхания и пищеварения.

    Лечение и профилактика поражений, вызванных поступлением в организм радионуклидов, направлены прежде всего на быстрое и возможно полное удаление радионуклидов из организма за счет предотвращения их всасывания через кожу, легкие и кишечник, удаления всосавшегося в кровь количества с помощью комплексообразователей, в ряде случаев увеличения водной нагрузки, предупреждения реабсорбции в кишечнике, применения комплексонов на всех стадиях инкорпорации и безотлагательной блокадой стабильным аналогом радионуклида критических органов, например стабильным йодом — щитовидной железы.

    Поступление и содержание радионуклидов в организме регламентируются нормами радиационной безопасности, обеспечивающими защиту от поражения профессиональных контингентов и населения.