Основные пути проникновения радионуклидов в организм, типы их распределения в организме

Попадание радиоактивных веществ внутрь организма человека представляет особую опасность, т.к. концентрация их в органах может во много раз превысить таковую в окружающей среде. Поведение радионуклидов в организме (пути и способы поступления, распределения по органам и системам, скорость и пути выведения) обусловлены их химическими свойствами.

Основные пути поступления радиоактивных изотопов в организм:

1) ингаляционный путь - при вдыхании загрязненного радиоактивными аэрозолями воздуха. Радиоактивные вещества задерживаются на всем протяжении дыхательного тракта от преддверия носа до глубоких, альвеолярных отделов легких. Чем меньше диаметр вдыхаемых частиц, тем относительно меньше их задерживается в верхних дыхательных путях, в бронхах и тем больше проникает в альвеолярные отделы легких, где отсутствуют механизмы, способные выводить попавшие частицы в бронхи и трахею.

а) растворимые или труднорастворимые радионуклиды, осевшие на слизистой верхних дыхательных путей, трахеи, бронхов быстро с помощью мерцательного эпителия переводятся в глотку и ротовую полость, откуда поступают в желудок

б) растворимые радионуклиды, попавшие в альвеолярный отдел легких, хорошо и быстро всасываются в кровоток, чему способствует широко развитая сеть капилляров

в) радионуклиды, образующие радиоколлоиды или труднорастворимые гидроксиды и попавшие в альвеолярный отдел легких, фагоцитируются и распределяются неравномерно в легочной ткани; после проникновения в лимфатические сосуды они медленно поступают в лимфатические узлы легкого, трахеи и средостения, затем еще медленнее - в кровеносные сосуды. Общая величина труднорастворимых радиоактивных веществ, поступающих в организм через легкие, гораздо выше, чем через кишечник, из-за большой поверхности всасывания легких.

По скорости выведения из легких все радионуклиды разделяются по времени биологического полувыведения (Т_б) на три класса:

1. Д (дни) - растворимые соединения радиоактивных элементов 1 группы, а также соединения элементов 1-го, 2-го и отчасти 3-го периодов Периодической системы.

Н (недели)

3. Г (годы) - соединения меди, серебра, золота, цинка, кадмия, иттрия, актиния, циркония и металлы платиновой группы.

2) алиментарный - через желудочно-кишечный тракт с водой и пищей. Данным путем в организм поступают хорошо растворимые радионуклиды (водород, щелочные металлы, галогены, благородные газы, все элементы второго периода, кроме берилия). Хуже всасываются щелочноземельные элементы, а также цинк, кадмий и ртуть. Плохорастворимые радионуклиды покидают кишечник в течение 1-4 дней, не успевая создать значительные дозы облучения (элементы третьей группы, частично четвертой, пятой, лантаноиды, актиноиды), они способны образовывать коллоиды и труднорастворимые гидроксиды, которые препятствуют их всасыванию в желудочно-кишечном тракте. Зато та часть радионуклидов, которая попала в организм, по типу коллоидальной адсорбции очень прочно удерживается в тканях и период биологического полувыведения из организма для таких радионуклидов составляет десятки лет.

3) через кожу - проницаемость кожи для радиоактивных веществ зависит от:

1. агрегатного состояния радионуклидов, склонности их к гидролизу и комплексообразованию - водорастворимые и жирорастворимые соединения радионуклидов всасываются через кожу быстро, скорость их проникновения сравнима со скоростью всасывания в кишечнике (наибольшая скорость проникновения у йода-131, также активно проникают в кожу изотопы молибдена, трития и элементов I и VI групп).

2. кислотности раствора, в котором находятся радиоактивные вещества

3. состояния кожного барьера и длительности контакта с ним радионуклидов - при повреждении кожи ее проницаемость для радионуклидов увеличивается. Для уменьшения контакта радионуклидов с кожей необходима своевременная дезактивация кожных покровов (например, обильная обработка кожных покровов водой и моющими средствами).

Особенность поведения в организме химических элементов - достаточно постоянное и строгое распределение их по системам, органам и тканям. Стабильные и радиоактивные изотопы одних и тех же элементов абсолютно одинаково ведут себя в организме, поэтому накапливаются они в одних и тех же органах и тканях.

В основу распределения положены принципы максимального или преимущественного содержания радионуклида в органе.

Типы распределения радионуклидов в организме:

а) равномерный - более половины обнаруженного в организме радионуклида распределено равномерно, характерен для химических элементов I группы, II побочной группы, III главной подгруппы Периодической системы, за исключением серебра, поступающего преимущественно в печень вследствие коллоидообразования (Сs-137, С-14, Н-3, Ru-106)

б) скелетный - характерен для всех элементов II главной подгруппы и III побочной подгруппы (Sr-90, Zr-95, Сe-144, Рu-239, Аm-241, Ra-226,Pb-210)

в) щитовидный (I-131)

г) ретикуло-эндотелиальный - характерен для лантаноидов и актиноидов (Рu-239, Аm-241, Zn-65, Fe-55)

д) почечный - характерен для висмута, урана, кадмия, мышьяка (U-238, Pb-210, Be-7)

Данные типы распределения в организме касаются только той доли радионуклидов, которые поступают в кровь; при ингаляционном поступлении радионуклидов, их содержание и концентрация, как правило, максимальны в легких.