Выведение радионуклидов из организма

Распределение радионуклидов в организме

Распределение радионуклидов в организме человека и животных носит неоднородный характер. По характеру распределения все радионуклиды подразделяются на шесть групп:

1. Равномерный (Na, Li, K, Cs, Cl, Br и др.);

2. Скелетный (Mg, Ca, Sr, Ra, Ba, U, P и др.);

3. Ретикуло-эндотелиальный (актиний, кадмий, лантан, медь);

4. Почечный (германий, кадмий, уран, таллий и др.);

5. Щитовидный (йод, теллур, рений и др.);

6. Печеночный (лантан, церий, плутоний, торий, марганец).

Распределение считается равномерным, когда более половины обнаруженного в организме радионуклида распределено в нем равномерно. Скелетным считается распределение, когда более половины радиоактивного вещества сосредоточено в скелете и т.д. В ряде случаев типы распределения условны, так для ряда элементов они могут меняться.

В процессе транспорта радионуклиды задерживаются в тех тканях, в составе которых имеются стабильные элементы, аналогичные им по химическим свойствам. Орган, в котором происходит избирательная концентрация радионуклида и вследствие чего он подвергается наибольшему облучению и повреждению называется критическим. Для изотопов йода критическим органом является щитовидная железа (коэффициент накопления ¹³¹I щитовидной железой по сравнению с другими органами примерно в 100 раз больше). Для таких радиоактивных изотопов как стронций, кальций и радий критический орган – кости.

Кроме макрораспределения необходимо учитывать и микрораспределе-ние радионуклидов в организме. Методом авторадиографии было установ-лено, что остеотропные элементы стронций и радий накапливаются преимущественно в растущих участках трубных костей – метафизах и эпифизах, образуя так называемые «горячие» пятна. Следствием больших неоднородностей микрораспределения радионуклидов в тканях являются такие патологические процессы как цирроз печени, очаги склероза в легких и изменения в костной ткани, в том числе остеосаркомы.

После поступления радиоактивных веществ в организм практически сразу начинается их выведение (примерно через 30 мин). Радиоактивные продукты деления выводятся из организма в основном через желудочно-кишечный тракт. Большая часть радиоактивных веществ из организма животных выводится с калом за 2-4 дня, что создает определенную опасность для животноводов и обслуживающего персонала. Это характерно для абсолютного большинства радионуклидов. За 7 дней с калом выводится до 90%, с мочой - 9%, с молоком менее 1% радионуклидов. Вначале радиоак-тивные вещества выводятся более интенсивно, а затем медленнее. Радиоизотопы йода выводятся в основном через почки. Кроме этих двух путей из организма радионуклиды могут выделяться через органы дыхания, через потовые железы, со слюной, желчью, и с продукцией – молоком, яйцами и др.

Размеры выведения радионуклидов из организма после длительного поступления у каждого вида животных постоянные. Суточное выведение цезия-137 с калом и мочой у кроликов составляет 3-5%, у овец – 2-5% (у человека – 0,6-1%), от общего количества находящегося в организме. В процессе метаболизма часть радионуклидов переходит в продукцию животноводства. Это определяется физико-химическими свойствами радионуклидов. А также видовыми особенностями животных. У коров с молоком с суточным удоем выводится от 0,4 до 2,2% радиоактивных веществ. Это может в свою очередь быть использовано для оценки размеров содержания радионуклидов в организме.

Время пребывания радионуклидов в организме определяется периодом полураспада и скоростью процессов их выведения. Для количественного описания скорости выведения вводится понятие биологического периода полувыведения.

Биологический период полувыведения – время, за которое из организма выводится половина находящихся в нем атомов рассматриваемого радиоактивного элемента. Биологический период полувыведения для различных радионуклидов изменяется в очень широких пределах: от нескольких часов (инертные газы) и практически до бесконечности (плутоний).

Кроме биологического периода полувыведения различают эффективный период полувыведения. Эффективный период полувыведения – время, в течение которого активность радионуклида или его части в организме уменьшается в два раза за счет биологического выведения и радиоактивного распада нуклида. Он определяется по формуле:

Т_э = Т_б · Т_½ : (Т_б + Т_½),

где Т_э- эффективный период полувыведения; Т_б - биологический период полувыведения; Т_½- период полувыведения.

Для йода-131 эффективный период полувыведения составляет 6,4 суток: Т_э = 32 · 8,04 : (32 + 8,04) = 6,4 (сут).

При отсутствии поступления извне радионуклиды удаляются из мышечной и нервной ткани за 5-70 дней, из печени, почек, селезенки – за 1-2 месяца, из лимфатических узлов – за 2-3 года.

Чем меньше радиоактивные вещества будут находиться в организме, тем меньше будет дозовая нагрузка и следовательно общий биологический эффект действия излучения. Ускорить выведение радионуклидов из организма можно разными способами. Прежде всего, следует принять адсорбенты - вещества, способные сорбировать радионуклиды или образовывать соединения с ними в прочные комплексы, которые не растворяются и тем самым происходит снижение кишечной резорбции. Для предотвращения всасывания стронция-90 при поступлении его в желудочно-кишечный тракт эффективны следующие адсорбенты: полисурьмин, адсобар, вокацит (высокоочищенная карбоксицеллюлоза), альгинаты натрия и фосфорнокислого кальция. Для предовращения всасывания цезия-137 наиболее эффективны адсорбенты: ферроцин, вермикулит, берлинская лазурь. К ним также относятся 12,5% раствор двузамещенного натрия фосфата (динатрийфосфат - Na₂HPO₄), 5% суспензия трикалийфосфат (К₃PO₄), магния сульфат и др. после применения адсорбентов необходимо использовать средства для очищения желудочно-кишечного тракта: очистительные клизмы, солевые слабительные. Для уменьшения резорбции стронция-90 рекомендуется в рационы вводить большое количество кальция, являющегося в организме антагонистом стронция.

Применяют комплексообразователи, которые с радиоактивными веще-ствами образуют прочные соединения и не депонируются в организме, а легко выводятся. Например, этилендиаминотетрауксусная кислота (ЭДТУ). Применение ее способствует удалению из организма радиоизотопов итрия почти полностью. В последнее время из комплексообразователей широко используется пентацин.

Для уменьшения действия на организм радиационного фактора применяют изотопное разведение, когда в организм вводят избыток стабильных изотопов, что создает разведение радиоактивного изотопа. Так, в организм вводят стабильные изотопы йода, и это уменьшает концентрацию радиоактивного йода.

Уменьшить содержание радионуклидов в организме можно путем очищения от них крови. Кровь пропускают через специальные сорбирующие фильтры. В качестве сорбента наиболее чаще используют ионообменные смолы.

Есть непрямые способы уменьшения содержания радиоактивных веществ в организме, связанные с реабсорбцией и уменьшением обратного всасывания. Например, декальцинирование. Назначают рацион с низким содержанием кальция, что приводит в конечном итоге к использованию организмом имеющегося в нем кальция (из костной ткани). При этом из костной ткани с кальцием «изымаются» и остеотропные радионуклиды и они выводятся с мочой (требуется применение мочегонных средств).

Способствуют выведению из организма радиоактивных веществ овощи, фрукты, ягоды, содержащие пектиновые вещества.