Дії іонізуючого випромінювання властива кумуляція, що пов’язано з неповним відновленням ушкоджених структур організму.

Найчутливішими до опромінення є найбільш швидко проліферуючі і найменш диференційовані клітини (правило Бергоньє і Трібондо).

Збільшення парціального тиску кисню в опромінюваній тканині підвищує уражаючий ефект іонізуючих випромінювань, що пояснюється електронноакцепторними властивостями молекули кисню, яка є бірадикалом. Внаслідок цього кисень активно взаємодіє при дії іонізуючих випромінювань з радикалами біомолекул, що вже утворилися, фіксує ці пошкодження і робить їх недоступними для репарації.

Токсикологія радіоактивних речовин

Негативний вплив при надходженні (інкорпорації) радіонуклідів до організму зумовлений з одного боку фізичними властивостями (вид та енергія випромінювання, період напіврозпаду), і з іншого – біологічними особливостями (величинами коефіцієнту резорбції, характером розподілу в організмі, біологічним періодом напіввиведення із організму).

При надходженні в організм радіонуклідів з однаковою активністю найбільшу небезпеку несуть ті, які мають альфа-розпад, більший період напіврозпаду, добре всмоктуються в кров, вибірково накопичуються в певних органах та з більшим періодом біологічного напіввиведення.

Поняття про радіотоксичність та фактори, що її зумовлюють

Токсична дія радіонуклідів на організм має свої особливості:

На відміну від більшості хімічних речовин токсична дія радіонуклідів проявляється при незрівнянно малій їх ваговій кількості. Біологічно вагомі активності радіонуклідів, що надходять в організм, мають масу в межах 10-14-10-11 г/добу. Це в мільйони разів менше, ніж надходження в організм відповідних стабільних мікроелементів, межі надходження яких вимірюються величинами порядку 10-4-10-2 г/добу.

Токсична дія самих радіонуклідів зумовлена не стільки хімічними, скільки фізичними властивостями (здатність до іонізуючого випромінювання при їх радіоактивному розпаді). Хімічні ж властивості радіонуклідів впливають на їх надходження, розподіл та виведення з організму.

Механізм токсичної дії радіонуклідів суттєво відрізняється від дії хімічних отрут. Ця відмінність зумовлена дією іонізуючого випромінювання, джерелами якого є радіонукліди, що надійшли до організму.

Радіотоксичність характеризує ступінь важкості радіаційного ураження при надходженні радіонукліду до організму.

В медичній радіології та радіаційній гігієні за мінімально значимою активністю (МЗА) на робочому місці всі радіонукліди, як джерела внутрішнього опромінювання, прийнято поділяти на чотири групи радіаційної токсичності (небезпечності) – А, Б, В, Г.

Класифікація радіонуклідів, що входять до складу аварійних викидів

ядерних реакторів, за ступенем радіаційної токсичності (небезпечності)

Індекс групи | МЗА, Бк (мкКі) | Ступінь радіотоксичності | Радіонукліди

А | 3,7·103

(0,1) | Особливо токсична | Плутоній-239

Плутоній-240

Плутоній-241

Америцій-241

Кюрій-242

Б | 3,7·104

(1,0) | Висока | Стронцій-90

Рутеній-106

Йод-131

Церій-144

В | 3,7·105

(10) | Середня | Цирконій-95

Цезій-134

Цезій-137

Г | 3,7·106

(100) | Мала | Водень-3 (тритій)

Вуглець-14

Основними чинниками, що зумовлюють ступінь радіотоксичності нукліду, є: тип та схема радіоактивного розпаду, період напіврозпаду, вид та енергія випромінювання, шлях та тривалість надходження до організму, характер розподілу в організмі, час перебування та шлях виведення з організму.

Токсикокінетика радіонуклідів

Органи, через які радіонукліди надходять до організму, першими зазнають впливу ушкоджуючої дії радіонуклідів.

Надходження радіоактивних речовин до організму можливе через органи дихання, шлунково-кишковий тракт, неушкоджену шкіру та поверхню ран і опіків.

Надходження радіоактивних речовин через органи дихання найбільш небезпечне. Це пояснюється: по-перше, великою площею поверхні альвеол – 100 м2, через яку йде безпосереднє всмоктування радіонуклідів в кров, а також великим об’ємом легеневої вентиляції (2,2·106 л/рік); по-друге, досить високим значенням коефіцієнтів затримки радіоактивних речовин в бронхіальному дереві.

Надходження радіонуклідів через органи дихання має місце в період випадінь радіоактивних опадів при формуванні сліду, при перебуванні особового складу в шлейфі радіоактивної хмари, а також при сильному пилоутворенні на вже сформованому сліді.

Інгаляційно можуть надходити радіоактивні гази і випари, а також радіоактивні аерозолі.

Гази і випари легко проникають в альвеоли, де, в залежності від їх фізико-хімічних властивостей, можуть всмоктуватися.

Встановлено, що дрібнодисперсна фракція аерозолів з діаметром частинок від 0,001 мкм (дим) доходить до альвеол, фракції аерозолів з діаметром частинок від 0,1 до 10 мкм (туман) затримуються в трахеї чи бронхах, а великодисперсна фракція з діаметром частинок більше 10 мкм (пил) – в носоглотці.

Малорозчинні аерозолі, затримані в межах трахеобронхіальної ділянки, швидко виводяться війчастим епітелієм, але при ковтанні можуть надходити в організм через шлунково-кишковий тракт.

Надходження радіонуклідів через шлунково-кишковий тракт має найбільш важливе значення. Особливо в середню та пізню фази аварії, так як на забруднених радіонуклідами територіях таке надходження носить тривалий характер і дози внутрішнього опромінення людей, як правило, стають більшими, ніж зовнішнього.

Для оцінки наслідків надходження радіоактивних речовин через шлунково-кишковий тракт велике значення має величина коефіцієнту резорбції, що характеризує частку радіоактивної речовини, яка переходить безпосередньо в кров. В залежності від природи ізотопу та хімічної форми сполуки, що потрапила в організм, коефіцієнт резорбції змінюється в широких межах – від 0,01% (цирконій, ніобій, рідкоземельні елементи, актиноїди) до кількох відсотків (вуглець – 1%, барій – 5%, полоній – 6%), десятків відсотків (залізо – 10%, кобальт, стронцій, радій – 30%) і 100% (водень, лужноземельні елементи, йод, цезій).

Резорбція через неушкоджену шкіру в 200-300 разів менша, ніж через шлунково-кишковий тракт і як правило не відіграє суттєвої ролі. Виключення становить тритій, що легко проникає в кров через шкіряні покриви. Тривале надходження радіонуклідів в організм людини проходить шляхом так званих харчових ланцюжків:

рослина людина; рослина тварина м’ясо людина; рослина тварина молоко людина; вода гідробіонти людина.

Забруднення харчової продукції сільського господарства може бути поверхневим та структурним.

Поверхневе забруднення сільськогосподарських культур і тварин відбувається, в основному, у весняно-літній період під час випадання радіоактивних опадів із хмари, а також при вторинному підйому у повітрі радіоактивного пилу, що випав на грунт в процесі радіоактивного забруднення території аварійними викидами. При цьому нерозчинні