Файл: Занятие 12 поражения в результате внутреннего радиоактивного заражения.pptx

Практическое занятие № 12

ПОРАЖЕНИЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ

ВНУТРЕННЕГО РАДИОАКТИВНОГО

ЗАРАЖЕНИЯ.

Поступление радионуклидов в организм

Во внутреннюю среду РВ могут проникать ингаляционно, через стенки желудочно-кишечного тракта, через травматические и ожоговые повреждения, через неповрежденную кожу. Через лимфу и кровь РВ попадают в ткани и органы, фиксируются в них; проникая внутрь клеток, связываются с внутриклеточными структурами.

Ингаляционное поступление радиоактивных веществ.

Общая поверхность альвеол составляет около 100 м2, что приблизительно в 50 раз превышает поверхность кожи, и при контакте с аэрозолями РВ, радиоактивными газами и парами ингаляционный путь заражения является основным. Радионуклиды, попавшие в органы дыхания, в различной степени могут задерживаться в легких и верхних дыхательных путях.

• На количество РВ, остающееся в органах дыхания после выдоха, влияют аэродинамические свойства аэрозоля, зависящие от:

- размера,

- плотности,

- формы частиц,

- влажности,

- гигроскопичности,

- растворимости,

- химической природы.

Откладываются в легких, преимущественно, частицы диаметром 0,01-1мкм.

Метаболизм радионуклидов, оставшихся после выдоха в органах дыхания, определяется следующими основными процессами:

– ретроградным выносом частиц со слизью в результате деятельности мерцательного эпителия в глотку с последующим их заглатыванием (отчасти, отхаркиванием);

– резорбцией РВ в кровь через альвеолярные мембраны с последующим отложением в органах или выведением. Резорбции подвергаются преимущественно растворимые частицы. В зависимости от их растворимости время резорбции может составлять от нескольких минут до нескольких дней и более.

– фагоцитозом макрофагами нерастворимых частиц и коллоидных форм радионуклидов.

Часть захвативших радионуклиды фагоцитов ретроградно удаляется в глотку и заглатывается или отхаркивается. Другая часть транспортируется лимфой и откладывается в бронхо-легочных узлах. Наибольшее практическое значение этот вид отложения имеет при ингаляционном поступлении нерастворимых или слаборастворимых соединений

---

плутония, тория, цезия. Для расчета дозовых нагрузок на органы дыхания при ингаляции РВ применяется следующая модель: считается, что выдыхается до 25% попавших в органы дыхания частиц. Если оставшиеся после выдоха РВ принять за 100 %, то ретроградному выносу подвергается 50% из них: эффективный период полувыведения этим путем (Т1/2 эфф.) составляет 20 суток. На долю резорбции растворимых частиц приходится 25% (Т1/2эфф. = 1 ч). Радионуклиды, захваченные макрофагами и ретроградно вынесенные в глотку, составляют 15% (Т1/2 эфф. = 6 мес). Около 10 % радионуклидов, захваченных фагоцитами, перемещаются через альвеолярную мембрану с периодом полувыведения в несколько дней. Небольшая часть РВ задерживается в паренхиме легких, эпителиальных клетках; для них период полувыведения примерно 600 суток. Еще прочнее фиксация РВ в бронхо-легочных лимфатических узлах, куда они попадают с фагоцитами.

При оценке опасности ингаляционного поступления РВ учитывают лучевую нагрузку на:

• легкие,
• эпителий бронхов,
• регионарные лимфатические узлы,
• стенку желудочно-кишечного тракта.
Значения допустимых уровней определены для стандартных условий, которые характеризуются величиной объема воздуха V, с которым радионуклид поступает в организм на протяжении календарного года. Для лиц из персонала (Vперс.) он составляет 2,5 • 106 л в год, для лиц из населения (Vнас.) - 7,3 • 106 л в год.

Выделяют три ингаляционных класса химических соединений радионуклидов в зависимости от длительности эффективного периода полувыведения (Тэфф.) из легких:

• класс "М" (медленный) для соединений с Тэфф. более 100 суток,
• класс "П" (промежуточный) с Тэфф. от 10 - 100 суток,
• класс "Б" (быстрый) с Тэфф. менее 10 суток.

Заражение радиоактивными веществами алиментарным путем.

Желудочно-кишечный тракт – второй основной путь поступления РВ в организм. Поражающее действие при алиментарном поступлении РВ связано:

• С лучевой нагрузкой на стенку пищеварительного тракта,
• С резорбцией РВ в кровь и лимфу.

Резорбция РВ зависит от:

• химических свойств вещества (главным образом, растворимости),
• физиологического состояния желудочно-кишечного тракта (рН среды, моторная функция),
• состава пищевого рациона.

Поступление радиоактивных веществ через неповрежденный кожный покров, раневые и ожоговые поверхности.

---

Проникновение РВ через кожу зависит от:

• площади участка,
• физико-химических свойств соединения,
• растворимости в воде и липидах,
• рН среды,
• физиологического состояния кожи.
Резорбция радионуклидов повышается при возрастании температуры среды из-за расширения кровеносных и лимфатических сосудов, раскрытия сальных и потовых желез. Поступление из раны труднорастворимых РВ происходит медленнее и в значительно меньшем количестве, но все же в сотни раз интенсивнее, чем через интактную кожу. Малорастворимые РВ резорбируются преимущественно в лимфатических путях, накапливаясь в лимфатических узлах. В месте нахождения малорастворимого радионуклида могут возникнуть опухоли (чаще – остеогенные саркомы).

Воздействие ионизирующего излучения на течение

раневого процесса:

• развитие гнойных, анаэробных, дегенеративных и некротических процессов,
• замедление отторжения некротизированных тканей,
• снижение способности клеток к размножению, нарушение регенерации.

После поступлении радионуклидов в кровь:

• часть связывается протеинами,
• часть выводится из организма,
• часть проникает в органы, и депонируется в них.

Концентрация радионуклида – это его удельную активность, выражаемая в Бк/г.

Содержание радионуклида – это абсолютное значение активности РВ во всем органе.

После однократного поступления концентрация РВ в нем постепенно снижается, что зависит от радиоактивного распада изотопа и его биологического выведения.

При расчетах пользуются понятием эффективного периода полувыведения. Он связан с периодом полураспада и периодом биологического полувыведения соотношением:

Тэфф. = Тфиз. • Тбиол. / (Тфиз. + Тбиол.)

Показателем накопления радионуклида в «критическом органе» служит величина, называемая «кратностью накопления». Она показывает, во сколько раз содержание радионуклида превышает величину его ежедневного поступления. Так, если к концу поступления РВ в организме содержится 150% от величины суточного поступления, кратность накопления составит 1,5.

Выведение радиоактивных веществ из организма.

Попавшие в организм РВ могут выводиться через почки, желудочно - кишечный тракт (в т. ч. с желчью), легкие, а также со слюной, молоком, потом. В большинстве случаев основные количества радиоактивных веществ экскретируются с калом (поступившие алиментарным путем, а также и при ингаляционном заражении и вторичном заглатывании частиц) и мочой. При выведении радионуклидов преимущественно с мочой, высокая доза облучения может быть получена почками. Выведение с выдыхаемым воздухом имеет существенное значение дня трития, паров окиси трития, радона и торона, образующихся при распаде поступивших в организм радия и тория.

---

По содержанию РВ в выделениях можно судить о количестве их в организме как на момент определения, так и на момент поступления.

Выделяют четыре стадии в обмене поступивших в организм радионуклидов :

– образование на месте поступления первичного депо (кожа, раны, слизистые ЖКТ, верхних дыхательных путей);

– резорбция из очага и поступления в лимфу (кровь);

– депонирование в критическом органе (вторичные депо);

– выведение различными путями (в т. ч. с явлениями рециркуляции).

Продолжительность данных стадий существенно различается для различных радионуклидов и их соединений, а также для разных путей поступления РВ в организм.

Биологическое действие радиоактивных веществ.

Преимущественно поражаемые при внутреннем заражении органы принято называть критическими. В этом случае особое значение имеет характер распределения радионуклидов в органах и тканях (тропность радионуклидов).

По способности преимущественно накапливаться в тех или иных органах выделяют следующие основные группы радиоактивных элементов:

• Радионуклиды, избирательно откладывающиеся в костях («остеотропные»). Это - щелочноземельные элементы: радий, стронций, барий, кальций. Остеотропность проявляют некоторые соединения плутония и тория.

3. Радионуклиды, равномерно распределяющиеся в организме. Это - изотопы щелочных металлов (цезия, калия, натрия, рубидия), водорода, углерода, азота, а также некоторые другие (например, полония).

4. Радиоактивные изотопы йода, избирательно накапливающиеся в щитовидной железе.

При поступлении радионуклидов в организм в количествах, обеспечивающих накопление в течение короткого срока среднетканевой дозы, эквивалентной 1Гр гамма-облучения и выше, развивается острое лучевое поражение.

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

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

---

• Основная доля суммарной дозы облучения от таких сравнительно короткоживущих нуклидов как 131I, 32P, 198Au накапливается за сравнительно короткий срок, что определяет в случае попадания в организм поражающих количеств острый или подострый характер патологического процесса.
• При поступлении 226Ra, 239Pu, и других радиоактивных элементов, характеризующихся очень длительными периодами полураспада и медленным выведением из организма имеет место длительное облучение с постоянной мощностью дозы и, соответственно, хроническое течение.
• 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.
• Наибольшую биологическую значимость при загрязнении внешней среды продуктами ядерных взрывов и аварий ядерных энергетических установок имеют радиоактивные изотопы цезия, стронция, йода, плутония.

Цезий -137, 134

• 137Cs - смешанный бета- и гамма- 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 его обнаруживается в миокарде. В более поздние сроки довольно большое количество 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. У лактирующих животных около 10 % 137Cs поступает в молоко.

---