Кинетика радионуклидов в организме

Проникновение РВ в организм может происходить при вдыхании (ингаляционно), при заглатывании (перорально), через раневые и ожоговые поверхности.

При контакте с аэрозолями РВ, радиоактивными газами и парами ингаляционный путь инкорпорации является основным.

Около 25% попавших в органы дыхания радионуклидов выдыхается. Если оставшиеся после выдоха РВ принять за 100%, то 50% из них подвергаются ретроградному выносу со слизью в результате деятельности мерцательного эпителия в глотку с последующим заглатыванием (отчасти, отхаркиванием). Около 25% РВ резорбируются в кровь через альвеолярные мембраны. Резорбции подвергаются преимущественно водорастворимые частицы. Приблизительно 25% частиц фагоцитируются макрофагами. Это нерастворимые частицы и коллоидные формы радионуклидов. Часть захвативших их фагоцитов возвращаются в глотку и заглатываются или отхаркиваются. Таким путем удаляется около 15% радионуклидов. Фагоциты, захватившие оставшиеся 10% радиоактивных веществ, перемещаются через альвеолярно-капиллярную мембрану и поступают в кровь.

Небольшая часть РВ задерживается в паренхиме легких, эпителиальных клетках с периодом полувыведения из них около 600 суток. Еще прочнее фиксация РВ осуществляется в бронхолегочных лимфатических узлах, куда они попадают с фагоцитами. Наибольшее практическое значение этот вид отложения имеет при ингаляционном поступлении нерастворимых или слабо растворимых соединений плутония, тория и некоторых других элементов.

Желудочно-кишечный тракт – второй основной путь поступления РВ в организм. Поражающее действие при этом варианте инкорпорации связано как с лучевой нагрузкой на стенку пищеварительного тракта, так и с всасыванием 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. Резорбция радионуклидов снижается при увеличении содержания в пище стабильных изотопов этих же элементов и наоборот.

Всасывание хорошо растворимых радионуклидов происходит в основном в тонкой кишке. Значительно меньше РВ всасывается в желудке. Всасывание радионуклидов в толстой кишке практического значения не имеет. Наиболее интенсивно и полно резорбируются растворимые радионуклиды, находящиеся в ионной форме. Радионуклиды щелочных металлов и галоидов после попадания в желудочно-кишечный тракт практически полностью всасываются в кровь. Изотопы редкоземельных элементов, плутония, трансурановых элементов вследствие склонности их солей к гидролизу и образованию труднорастворимых и нерастворимых соединений резорбируются в кишечнике в пределах нескольких сотых-десятитысячных долей процента от поступившего количества.

Нерастворимые и малорастворимые гамма-излучатели облучают кишечник и другие органы брюшной полости, а бета-излучатели – только слизистую оболочку кишки, в основном до выведения их с калом, в течение примерно 30 часов. Однако в криптах кишечника РВ могут задерживаться в течение длительного времени, формируя высокие локальные дозы облучения.

В крови радионуклиды могут находиться в свободном состоянии или в составе различного рода химических соединений и комплексов. Многие радионуклиды связываются протеинами. Часть РВ, попавших в кровь, сразу выводится из организма, другие поникают в различные органы и депонируются в них. Многие радионуклиды обладают определенным сродством к некоторым тканям и органам, откладываются в них, обеспечивая преимущественное их облучение. Органы, в которых преимущественно накапливается тот или иной радионуклид, получили наименование «критических» при загрязнении этим радионуклидом. Знание характера распределения, особенностей обмена и депонирования РВ, возможного перераспределения со временем необходимо для предвидения преимущественного поражения того или другого органа, дозы облучения этого критического органа, предсказания клинических проявлений и исхода поражения.

Концентрация РВ в органе после однократного поступления постепенно снижается, что зависит от радиоактивного распада изотопа и его биологического выведения. Время, за которое из органа выводится половина содержащегося в нем количества радионуклида, получило наименование периода биологического полувыведения (Тбиол.). Важное практическое значение имеет знание эффективного периода полувыведения (Тэфф.) – показателя, учитывающего уменьшение содержания радионуклида в органе за счет совместного влияния радиоактивного распада (Тфиз.) и биологического выведения.

Характер распределения радиоактивных изотопов в организме определяется их химическими и физическими свойствами. Изотопы в организме могут распределяться равномерно (цезий, ниобий, рутений) или избирательно:

- стронций, цирконий, иттрий, элементы II группы периодической системы Д.И.Менделева – в костной ткани;

- лантан, церий, цезий, торий, полоний – в органах ретикуло-эндотелиальной системы (печени, селезенке);

- йод – в щитовидной железе;

- уран – в почках.

Попавшие в организм РВ могут выводиться через почки, желудочно-кишечный тракт (в том числе с желчью), со слюной, молоком, потом, через легкие. В большинстве случаев основные количества радиоактивных веществ экскретируются с калом и мочой.

С калом преимущественно выводятся РВ, поступившие в организм алиментарным путем, а также при ингаляционном поступлении и вторичном заглатывании частиц, вынесенных ретроградно в глотку. Некоторые растворимые радионуклиды могут выделяться с желчью и другими пищеварительными соками и также выводиться с калом. В желудочно-кишечном тракте процессы экскреции РВ постоянно сопровождаются процессами их реабсорбции.

При выведении радионуклидов преимущественно с мочой, высокая доза облучения может быть получена почками.

Основная часть изотопов выводится из организма в первые 3-5 суток, затем скорость выделения снижается. Медленнее всего выводятся изотопы из костной ткани, так как скорость обменных процессов в костях относительно невелика. По содержанию РВ в выделениях можно судить о количестве их в организме как на момент определения, так и на момент поступления.

Таким образом, поражающее действие РВ определяется многими показателями:

- суммарной активностью радиоизотопов в их смеси;

- резорбцией в организме;

- периодом физического полураспада;

- периодом биологического полураспада;

- характером распределения в организме;

- величиной накопления в критическом органе;

- типом и энергией излучения;

- скоростью выведения из организма.