Кравців Р.Й., Салата В.З., Семанюк В. І., Фреюк Д.В., Ярошович І. Г. Ветеринарна радіологія

Подождите немного. Документ загружается.

Ветеринарна радіологія

130

з’єднується з радикалом водню і утворюється гідропероксид – ду-

же сильний окиснювач. У стані гіпоксії організм менше чутливий

до іонізуючого випромінювання. Наприклад, щоб посилити дію

радіації на злоякісні пухлини, протягом або до лікування наси-

чують організм киснем чи опромінюють у барокамерах з підви-

щеним атмосферним тиском. Для захисту здорових тканин або

всього організму викликають гіпоксію: вводять препарати (серо-

тонін), дають вдихати гіпоксичну суміш (азот з 10-12% кисню) або

стискують периферичні судини (об кладання здорових тканин по-

душками з просвинцьованої гуми).

Температура – у пойкілотропних тварин її підвищення бу-

де по силювати дію іонізуючого випромінювання, а зменшення

– ослабля ти. Наприклад, ховрахи, хом’яки, сови під час зимової

сплячки менше чутливі до іонізуючого випромінювання, тому що

їх температура зни жується. Опромінені абсолютно смертельною

дозою в стані сплячки, вони продовжують спати протягом тиж-

нів і місяців, не проявляючи ознак захворювання. Після пробуд-

ження вони гинуть від променевої хвороби через 2-3 тижні. Дуже

показовий дослід на жабах. Якщо жабу опромінити смертельною

дозою і витримувати при температурі 0°С, то в неї не з’являються

ознаки променевої хвороби. А якщо її помісти ти в умови кімнат-

ної температури, то у неї підвищиться температура і, відповідно,

обмін речовин та розвинеться променева хвороба. На людину і

підвищення, і зниження температури впливає негативно, тому що

і те й інше сприяє підвищенню обміну речовин, що, у свою чергу,

призво дить до утворення радіотоксинів.

6. Радіотоксикологія

Особливості радіотоксикології, її проблеми і завдання

Що представляє собою радіотоксикологія, які її проблеми і завдання?

Токсикологія свою назву одержала від двох грецьких слів:

tоxicon – отрута та logos – вчення. Отже, це наука про дію отрут.

Сформовані також основні її напрямки, зокрема: токсикологія от-

руйних речовин, токсикологія лікарських форм, токсикологія пе-

стицидів та мінеральних добрив, промислова токсикологія, хар-

чова токсикологія тощо. З розвитком радіології розвивається і

новий напрямок токсикології – токсикологія радіоактивних речо-

вин (радіотоксикологія).

Предметом вивчення радіотоксикології є:

шляхи надходження, всмоктування, закономірності мігра-

ції в організмі, депонування в різних органах та включення

в молекулярні структури (інкорпорування);

особливості дії інкорпорованих радіонуклідів;

розробка методів і засобів запобігання розробці (всмоктуван-

ню) радіонуклідів та прискорення виведення їх з організму.

У чому різниця між поняттями токсинності радіонуклідів та дією отрут?

Поняття токсичності радіонуклідів не співпадає з фармако-

логічним розумінням дії отрут. Під хімічною токсичністю радіо-

нукліда розуміють дію лише хімічного елемента як такого при йо-

го надходженні в організм у складі радіонукліда. Оскільки в дії

останнього домінує прояв іонізації, що супроводжується ком-

плексною реакцією-відповіддю цілого організму, яка виражаєть-

ся певними клінічними ознаками, то ступінь прояву біологічного

ефекту на дію радіонукліда визначається його радіотоксичністю.

Мірою токсичності радіонуклідів служать їх гранично допу-

стимі концентрації в повітрі та воді відкритих водойм.

Мінімальна токсична доза – це найменша активність радіо-

нукліда, яка викликає початкові ознаки ураження.

Особливістю інкорпорованих радіонуклідів є їх включен-

Ветеринарна радіологія

132

ня в обмін речовин, а уражуюча дія прямо пропорційна енергії

випромінювання: чим вища енергія і коротший пробіг, тим біль-

ша густина іонізації, тим значніший радіобіологічний ефект. З ці-

єї точки зору найбільшу небезпеку представляють альфа-частин-

ки, меншу – бета- і найменшу – гамма-кванти. Якщо ефективність

токсичної дії останніх прийнято за 1, то ефективність бета-части-

нок приблизно в 100 разів, альфа-частинок – в 1000 разів більша.

У токсикологічній практиці при дослідженні порівняльної

токсичності радіонуклідів користуються абсолютно-летальною,

мінімально-летальною дозою та дозою, що викликає загибель 50%

тварин за певний період і позначається ЛД

50/30

або ЛД

100/30

. Радіо-

токсичність оцінюється не в одиницях активності, а за поглину-

тою тканиною організму енергією, яка виражається поглинутою

дозою. Поглинута доза Д – це середня енергія d

E, що передана ви-

промінюванням речовині в елементарному об’ємі, поділена на ма-

су dm в цьому об’ємі: Д = d

E/dm. За одиницю поглинутої дози в СІ

прийнято Гр. 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад. Для оцінки радіотоксиколо-

гічної дії важливе значення має потужність поглинутої дози, тоб-

то розподілу енергії випромінювання в часі. Біологічний ефект дії

радіонукліда при дозованому (малими порціями) введенні в ор-

ганізм проявляється меншою мірою, ніж при його введенні одно-

разово в цій же, але сумарній дозі. В результаті довготривалого

опромінення організму при інкорпорації радіонуклідів можуть

розвиватися віддалені наслідки у вигляді пухлин різних органів і

тканин, розвивається так званий радіаційний канцерогенез, лей-

кози, анемії тощо радіаційної етіології.

Отже, радіотоксичність характеризується сукупністю вла-

стивостей радіонукліда, а саме:

вид випромінювання та його енергія;

період піврозпаду радіоелемента;

фізичні та хімічні властивості сполук, до складу яких вхо-

дить радіонуклід, потрапляючи в організм;

тип розподілу в організмі та особливості мікророзподілу в

окремих органах і тканинах;

чутливість критичних органів;

термін дії та швидкість виведення радіонукліду з організму.

133

Шляхи надходження радіонуклідів в організми

сільськогосподарських тварин

Які чинники впливають на радіотоксикологічний ефект?

На радіотоксикологічний ефект суттєво впливає ритмічність

надходження радіонукліда, швидкість репарації пошкоджень,

стан організму та характер годівлі.

Як за ступенем радіотоксичності поділяються нукліди?

За ступенем радіотоксичності нукліди, як потенційні джере-

ла внутрішнього опромінення, поділяються на такі групи:

1. Група А – радіонукліди з особливо високою радіотоксичні-

стю. Цю групу складають 15 елементів, у тому числі: свинець-210,

полоній-210, радій-226, торій-230, уран-232, плутоній-238 та ін.

Середньорічна допустима концентрація (Бк/л) для них у воді

відкритих водойм складає в межах 3,7 Бк/л-37 МБк/л.

2. Група Б – радіонукліди з високою радіотоксичністю. Цю

групу складають 15 елементів, у тому числі: стронцій-90, йод-131,

торій-234, уран-235, плутоній-241, рутеній-106, церій-144, вісмут-210

та ін.

Середньорічна допустима концентрація у воді відкритих во-

дойм складає 0,037-3,7 кБк/л. Для стронцію-90 – 14,8 Бк/л.

3. Група В – радіонукліди з середньою радіотоксичністю,

складається з 66 елементів, у тому числі: натрій-22,24, фосфор-32,

сірка-35, калій-40,42, кальцій-45,47, залізо-59, кобальт-60, цезій-137,

хлор-36, стронцій-89, ітрій-90, молібден-99, сурма-125, барій-140,

золото-196 та ін.

Середньорічна допустима концентрація у воді відкритих во-

дойм для даної групи радіонуклідів складає 0,37-3,7 кБк/л.

4. Група Г – радіонукліди з малою радіотоксичністю, скла-

дається з 23 елементів, серед яких: вуглець-14, залізо-55, мідь-64,

цинк-69, берилій-7, фтор-18, хром-51, телур-129, платина-197,

ртуть-197, талій-200 та ін.

Середньорічна допустима концентрація у воді відкритих во-

дойм для даної групи радіонуклідів складає 3,7-37 кБк/л.

Радіотоксикологія

Ветеринарна радіологія

134

5. Група Д – радіонукліди з найменшою радіотоксичністю.

Цю групу складає тритій та його хімічні сполуки, зокрема окис три-

тію та важка вода. Допустима концентрація тритію у воді складає

148 кБк/л.

На основі ступеня радіотоксичності формуються вимоги що-

до роботи з радіонуклідами та радіологічної експертизи об’єктів

ветеринарного нагляду.

Які шляхи надходження радіонуклідів в організм сільськогосподарських

тварин?

Для сільськогосподарських тварин основним шляхом над-

ходження радіонуклідів в організм слід вважати травний тракт,

особливо при пасовищному утриманні. При цьому більшість ра-

діонуклідів надходить з кормом, меншість – з пійлом. Не виклю-

чається при цьому і злизування радіонуклідів з поверхні шкіри

тварин, що знаходились у зоні підвищеної радіоактивності.

Важливим і потенційно небезпечним є інгаляційне надход-

ження радіонуклідів та через шкіру.

Інші шляхи надходження радіонуклідів, зокрема: підшкір-

ний, внутрівенний та внутрічеревний реалізуються в експеримен-

ті або при комбінованих ураженнях.

Яка доля радіонуклідів, що надійшли в організм сільськогосподарських

тварин через травний тракт?

Подальша доля радіоактивних речовин, що надійшли в орга-

нізм сільськогосподарських тварин, залежить від їх розчинності

в рідкому середовищі шлунково-кишкового тракту, який, як ві-

домо, характеризується різним рН в окремих його ділянках. Так,

наприклад, значна кількість розчинних сполук нуклідів рідкозе-

мельних і трансуранових елементів, зокрема плутоній при лужно-

му рН кишечнику утворює нерозчинні гідроокиси, що ускладнює

всмоктування.

Можливе також зворотне, коли відносно погано розчинні у

воді нукліди в рідкому середовищі травного тракту перетворю-

ються в розчинні компоненти і добре всмоктуються в кров через

епітелій кишечнику. Саме тому Міжнародна комісія із радіаційно-

135

го захисту рекомендує відмовитись від терміну “розчинність”, за-

мінивши його терміном “транспортабельність”.

В організм всмоктується незначна частина радіонуклідів, що

потрапили в шлунково-кишковий тракт, оскільки більша їх частина

проходить “транзитом” за його межі. Проте, знаходячись в шлунко-

во-кишковому тракті, радіонукліди здійснюють опромінення стінки

кишечнику альфа- і бета-частинками, а гамма-кванти досягають ін-

ших органів, розташованих у черевній порожнині та грудній клітці.

Так, наприклад, експериментальним шляхом на козах встановлено,

що стронцій-90, введений в організм оральним шляхом, активністю

3,7 кБк, створює таку поглинуту дозу опромінення: в стінці рубця

– 0,95 Гр, сітці – 0,9 Гр, сичуга – 0,4 Гр, тонкого кишечнику – 1,0 Гр,

сліпої кишки 3,3 Гр, ободової – 1,8 Гр та прямої кишки – 4,3 Гр, що

узгоджується із швидкістю проходження вмісту та його консистенції

в згаданих відділах шлунково-кишкового тракту жуйних.

Яка доля радіонуклідів, що надійшли в організм сільськогоспо-дарських

тварин через органи дихання?

Інгаляційному надходженню радіонуклідів сприяє величезна

дихальна поверхня альвеол, площа якої складає приблизно 100 м

що в 50 разів більше, ніж поверхня шкіри. Радіоактивність повітря

може бути обумовлена вмістом у ньому радіоактивних газів чи ае-

розолів у вигляді пилинок, туману або диму. Ступінь проникнення

радіоактивного аерозолю в дихальну систему залежить від заря-

ду та розміру частинок і частоти дихання. Газоподібні радіонуклі-

ди досить швидко всмоктуються з поверхні легенів у кров. Добре

розчинні радіонукліди швидко, за декілька хвилин, резорбуються

в кров’яне русло. Нерозчинні або слабо розчинні, що осіли в ди-

хальних шляхах, видаляються з їх поверхні разом із слизом, після

чого надходять у шлунково-кишковий тракт, де й резорбуються

його стінкою. Частинки, що осіли в альвеолярній частині легене-

вої тканини, або захоплюються фагоцитами і видаляються, або мі-

грують в лімфатичні вузли, де перебувають протягом кількох мі-

сяців чи років, викликають певний біологічний ефект.

При вдиханні нетранспортабельних або короткоживучих ра-

діонуклідів, органи дихання стають критичними.

Радіотоксикологія

Ветеринарна радіологія

136

Яка доля радіонуклідів, що надійшли в організм сільськогосподарських

тварин через шкіру?

Найменш вивченим є шлях надходження радіонуклідів че-

рез шкіру, яка до недавнього часу вважалась для них ефективним

бар’єром, а тому проникненням радіонуклідів через пошкодже-

ні покриви нехтували. Однак на сьогоднішній день встановлено,

що радіонукліди, як і інші речовини в складі рідких та газоподіб-

них сполук, проникають через шкіру тварин досить швидко й у

значних кількостях. Так, наприклад, швидкість проникнення па-

рів окису тритію та газоподібного йоду через непошкоджену шкі-

ру прирівнюється до швидкості проникнення цих речовин через

органи дихання, а кількість плутонію, що проникає в організм

внаслідок забруднення шкіри його водорозчинними сполука-

ми, не менша, ніж надходження його оральним шляхом. Проник-

ність для шкіри різко зростає при дії хімічно активних речовин,

зокрема тих, що знежирюють шкіру, особливо при проходженні

рогового шару епідермісу, що відіграє головну роль в її бар’єрній

функції. Значний вплив на інтенсивність підшкірного поглинан-

ня радіонуклідів мають температура та вологість зовнішнього се-

редовища. При наявності на шкірі механічних, хімічних або тер-

мічних пошкоджень, проникність радіонуклідів різко зростає і це

пояснюється тим, що головну роль в бар’єрній функції шкіри ві-

діграє роговий шар епідермісу. Суттєвий вплив на всмоктування

радіонуклідів через шкіру має зовнішня температура середовища.

При підвищенні останньої кровоносні судини шкіри розширю-

ються, розкриваються сальні та потові залози, що сприяє проник-

ненню радіонуклідів.

137

Метаболізм радіонуклідів

Як радіонукліди, що надійшли в організм сільськогосподарських тварин,

всмоктуються у кров?

Всмоктування радіонуклідів у кров, що потрапили тим чи ін-

шим шляхом в організм тварин, здійснюється:

1) шляхом пасивної дифузії;

2) шляхом активного транспорту системами клітин.

На різних ділянках шлунково-кишкового тракту ці процеси

здійснюються по-різному, але найкраще – в ділянці тонкого ки-

шечнику, що у відсотковому відношенні складає понад 60%, при

цьому найбільш інтенсивно в 12-палій кишці з поступовим зни-

женням в голодній. У товстому відділі кишечнику та шлунку вони

становлять лише 20% від усіх нуклідів, що потрапили в організм.

Динаміка вмісту радіонуклідів у крові сільськогосподарських

тварин різних видів та віку неоднакова. Так, наприклад, у тварин з

однокамерним шлунком концентрація радіоактивних речовин у кро-

ві після одноразового орального надходження швидко зростає і до-

сягає свого максимуму в найближчі 2-4 години, а тоді знову швидко

знижується до мінімального значення. Для жуйних тварин, у зв’язку

з перемішуванням радіонуклідів у складі корму, що поступає ораль-

ним шляхом, досить типове повільне наростання концентрації раді-

онуклідів у крові і таке ж поступове її зниження. Серед фізіологіч-

них особливостей організму, що впливають на процес всмоктування

радіонукліда, в першу чергу слід вказати на вік тварини – в молодих

тварин відсоток резорбції завжди вищий, ніж у старих.

Радіоактивні ізотопи стронцію, цезію, йоду, полонію та дея-

ких інших продуктів поділу при надходженні в кров не утворю-

ють з компонентами крові стійких комплексів. Перебування раді-

онуклідів у крові у вільному або легко дисоційованому стані має

важливе значення для їх подальших перетворень. Так, наприклад,

плазма крові звільняється від стронцію та кальцію, що переходять

в кісткову тканину за 4-10 годин. Йод виявляється в щитоподібній

залозі вже через декілька хвилин після внутрівенного введення,

проте повний його перехід завершується протягом 10-15 годин.

Уран виводиться з крові через 12 годин.

Радіотоксикологія

Ветеринарна радіологія

138

Поведінка радіонуклідів, що всмокталися в кров та лімфу,

визначається:

1) біогенним значенням для організму стабільних ізотопів да-

них елементів і тропністю їх до певних органів та тканин;

2) фізико-хімічними властивостями радіонуклідів – валентна

форма радіоізотопу та розчинність сполук, особливість утворю-

вати колоїдні сполуки в крові і тканинах та іншими факторами.

Як поділяються радіонукліди за типом їх розподілу в організмі?

За типом розподілу радіонуклідів в організмі їх поділяють на

такі основні групи:

1. Рівномірний або дифузний. За цим типом розподіляються

такі лужні елементи: калій, натрій, цезій, рубідій, а також нукліди

водню, азоту, вуглецю, полонію.

2. Ретикуло-ендотеліальний. Цей тип розподілу характерний

нуклідам рідкоземельних елементів, а також цинку, торію, амери-

цію, трансурановим елементам.

3. Остеотропний, або скелетний. Цей тип розподілу харак-

терний для нуклідів лужноземельної групи елементів: кальцію,

стронцію, радію, барію, які нагромаджуються в мінеральній ча-

стині кісткової тканини скелету, а також для деяких сполук плу-

тонію і торію, що затримуються в кістковій тканині.

4. Тиреотропний. Характеризується високим вибірковим роз-

поділом і характерний виключно для ізотопів йоду, що нагромад-

жуються в щитоподібній залозі.

5. Печінковий. Характеризується концентрацією торію та

плутонію.

6. Нирковий. Характеризується концентрацією урану.

Очевидно, що органотропні радіонукліди більш небезпечні

ніж дифузні оскільки їх концентрація, а, як наслідок, і тканинна

доза при інших рівних умовах завжди мають більшу величину, за

винятком гострої інтоксикації, коли дифузний тип розподілу при-

водить до гострої форми променевої хвороби зі всіма наступни-

ми наслідками.

139

Чому слід враховувати мікророзподіл радіонуклідів в організмі?

Крім вказаного макророзподілу радіонуклідів в організмі,

необхідно враховувати їх мікророзподіл. Так, наприклад, методом

авторадіографії показано, що остеотропні елементи нагромаджу-

ються переважно в тих ділянках трубчастих кісток, які ростуть –

метафізах та епіфізах – розподіляючись там нерівномірно, утво-

рюючи так звані “гарячі” точки. Аналогічні локальні неоднорідні

розподіли спостерігаються також для інших радіонуклідів, напри-

клад плутонію і торію – в легенях, скелеті, печінці, нирках; йоду –

в щитоподібній залозі. Неоднорідність розподілу джерела випро-

мінювання в тканині впливає на характер розподілу, величину і

потужність тканинної дози, що особливо суттєво, якщо тканин-

ні мікроструктури з підвищеною концентрацією випромінюван-

ня мають високу радіочутливість.

Результатом значних нерівномірностей мікророзподілу ра-

діонуклідів у тканині є специфічним формуванням патологічних

процесів, як, наприклад, цироз печінки, вогнища склерозу в леге-

нях та зміни в кістковій тканині в т. ч. утворення остеосарком.

Нерівномірність розподілу радіонуклідів у тканинах може

спостерігатись при запальних процесах. Зокрема, у запальному

вогнищі спостерігається підвищена їх кількість відкладання, іноді

в десятки разів. Прикладом може бути радіоізотоп полонію-210.

Ембріотоксична дія радіонуклідів: фосфору, натрію, радію,

полонію, цезію – полягає в тому, що, потрапляючи в організм ма-

тері, радіонукліди через плаценту проникають в зародок, викли-

каючи при цьому як пряму, так і опосередковану через організм

матері дію на плід, що розвивається.

Які органи належать до критичних?

При надходженні радіонуклідів через органи дихання, трав-

лення, шкіру тощо, критичними органами будуть, відповідно, ле-

гені, травний тракт, шкіра тощо. Однак, для всіх радіонуклідів, що

потрапляють в організм, критичними органами будуть кровот-

ворна система і статеві залози, оскільки вони є найбільше вразли-

вими (чутливими), навіть при низьких дозах радіації в них відбу-

ваються суттєві зміни.

Радіотоксикологія