Радионуклиды в организме человека.

Различают 4 группы радиоактивных веществ по характеру их распределения внутри организма:

1. Равномерно распределяющиеся (²⁴Na, ⁴⁰K, ¹³⁷Cs и др.).

2. Скапливающиеся преимущественно в скелете (³²P, ⁹⁰Sr, ²²⁶Ra и др.).

3. Скапливающиеся преимущественно в паренхиматозных органах (почки, печень, сердце и т.п.) – ¹⁴⁴Ce, ¹⁴⁷Pm и др.

4. Имеющие смешанный тип распределения (скелет и печень и т.п.) – ²³⁹Pu, ²⁴¹Am, ²¹⁰Po и др.

Такие радионуклиды, как ³H, 14C (включаются в состав всех органических молекул), ⁴²K, ²⁴Na (входят в состав внутриклеточных и межклеточных растворов) равномерно распределяются во всех тканях человека. Такие радионуклиды как ¹³¹J тоже легко присоединяются к белкам клеток щитовидной железы, где они нужны для функционирования гормонов (регуляторов в организме процессов роста, развития, созревания и т.п.). В северном полушарии на Земле отмечается эндемия по йоду. Это обусловило отсутствие в организме ограничителей поглощения йода. На рисунке 26 представлена зависимость накопления и выведения ¹³¹J из щитовидной железы для жителей Гомельской области от времени, прошедшего с момента аварии.

В таблице 17 представлены дозовые нагрузки на щитовидную железу жителей Беларуси с 26.04.86 по 05.05.86, рассчитанные по сценарию с самыми консервативными значениями критических параметров (скорость осаждения ¹³¹J при ингаляционном поступлении в организм - примерно 3, 8*10^-4м/с, характерная для мелкодисперсного аэрозоля; коэффициент первичного удержания ¹³¹J растениями при пероральном поступления ¹³¹J в организм равен 25% для «влажных» и 75% для «сухих» выпадений).

Табл. 17 Дозовые нагрузки на щитовидную железу, чел-Зв.

Для всей страны рассчитанная дозовая нагрузка на щитовидную железу оказалась равной 2177681 чел-Зв. В момент прохождения облака, когда концентрация ¹³¹J в воздухе была минимальной, население Беларуси получило дозу от ингаляционного поступления ¹³¹J, сравнимую по величине с дозой от перорального поступления, однако за весь йодный период (от 80 до 100 дней) ингаляционный вклад в дозу будет около 28%. Основной вклад в дозу при пероральном поступлении для всех возрастных групп вносит употребление в пищу молока (около 54%), вклад в дозу при пероральном поступлении молочных продуктов и листовых овощей составляет около 22 и 24%, соответственно. Процентный вклад в дозу при пероральном поступлении перечисленных продуктов питания меняется для различных возрастных групп и зависит от типа населённого пункта. В таблице 18 приводится средние данные о вкладе в пероральную дозу от приёма в пищу некоторых продуктов питания для жителей Беларуси.

Табл. 18 Вклад в пероральную дозу от продуктов питания для жителей РБ.

В таблицах 19-21 представлены данные о средних и индивидуальных дозах облучения щитовидной железы для различных групп жителей РБ.

Табл. 19 Распределение средних доз облучения щитовидной железы по возрастным группам у жителей Хойникского района.

Табл. 20 Распределение средних доз облучения щитовидной железы по возрастным группам у жителей Гомеля и Минска.

Табл. 21 Процентное распределение индивидуальных доз облучения щитовидной железы для жителей РБ

Проведённый анализ радиационно-индуцированных злокачественных новообразований среди населения Беларуси свидетельствует о том, что в течение жизни облучённого населения различных областей возможно возникновение от 0, 9 до 39, 0 случаев опухолевых заболеваний на 10⁵ человек. Радиационная «прибавка» является минимальной по сравнению со спонтанным уровнем, характеризующимся ежегодным ростом.

Прогноз развития роста заболеваемости раком щитовидной железы среди детского населения Беларуси, облучившегося в возрасте до 14 лет, свидетельствует о том, что в этой группе можно ожидать развития 2840 случаев рака щитовидной железы в течение жизни, причём 72% ожидаемых случаев может реализоваться среди детей, которым на момент Чернобыльской аварии было до 6 лет.

В последующие периоды стало основным дозообразующим фактором накопление излучающих a-, b- и g-частицы радионуклидов ^{134, 137}Cs, ⁹⁰Sz, ²³⁹Pu, ²⁴¹Am. Эффект их воздействия зависит от баланса поступления и выведения из организма этих радионуклидов. Цезий выводится за 120-170 суток. Стронций, плутоний и америций, накапливаясь в скелете, выводятся очень медленно (~n∙ 10⁴ суток). Находясь вблизи красного костного мозга (ткани кроветворения), эти радионуклиды своим излучением обуславливают нарушения быстропротекающих процессов формирования клеток крови, в том числе и клеток иммунной системы. «Горячие» частицы, содержащие большое количество a-излучающих радионуклидов плутония, попадая в организм, выводят из строя его узловые структуры. Попадая в лёгкие, «горячие» частицы прожигают и омертвляют окололежащие ткани.

В каждом из входных депо механизм попадания радионуклидов в кровь имеет свои особенности. Важными факторами при этом являются химическая форма радионуклида, его растворимость в жидкой среде входного депо, время нахождения в депо, состояние организма, в частности, избыток или недостаток жизненно важного элемента, аналогом которого может быть то или иное радиоактивное вещество, а также функциональное назначение данного депо.

Дыхательные органы, например, обладают хорошей адсорбирующей способностью взвешенных частиц (аэрозолей). Через трахею и бронхи аэрозольные частицы попадают в альвеолярные ткани, а оттуда в лимфатическую систему или кровь. Частицы размером > (2 – 5)∙ 10^-4 см удаляются из лёгких мерцательным аппаратом (ресничками). Более мелкие частицы осаждаются в нижних отделах дыхательных путей.

В конечном счёте радиационная опасность определяется поглощённой в организме дозой излучения радионуклидов. Особенно опасны радиационно-индуцированные генетические последствия. Например, результаты исследования частоты структурных мутаций в лимфоцитах периферической крови подростков, проживающих на загрязнённых радионуклидами после аварии на ЧАЭС территориях, облучавшихся внутриутробно на разных стадиях онтогенеза (14 лет проводился цитогенетический мониторинг 149 детей в Калужской области России), показали, что суммарная частота хромосомных аберраций (дицентриков и центрических колец, являющихся маркерными аберрациями радиационного воздействия) в 4-5 раз выше у внутриутробно облучённых детей, чем в контрольной группе.