реферат радионуклиды. Инкорпорация радиоактивных веществ. Кинетика радионуклидов в организме. Классификация радионуклидов по органотропности. Определение инкорпорированных радиоактивных веществ
 Скачать 25.39 Kb.
|
|
С Кафедра токсикологии, экстремальной и водолазной медицины Дисциплина: безопасность жизнедеятельности Реферат Тема: «Инкорпорация радиоактивных веществ. Кинетика радионуклидов в организме. Классификация радионуклидов по органотропности. Определение инкорпорированных радиоактивных веществ» Студент группы 240 ЛФ Мансурова Софья Георгиевна Преподаватель Рязанцева Лариса Тихоновна Санкт-Петербург 2022 ОглавлениеВведение 2 Инкорпорация радиоактивных веществ 4 Кинетика радионуклидов в организме 6 Правила поведения и действия населения в очаге бактериологического поражения 8 Заключение 8 Список литературы: 9 ВведениеСистемные исследования в области биологического действия радиоактивных веществ как нового антропогенного фактора возможного воздействия на людей и влияния на биоту стали развёртываться в 40-50 годах ХХ века после открытия в 1934 году Ирен и Фредериком Жолио-Кюри искусственной радиоактивности и осуществления Энрико Ферми 2 декабря 1942 года управляемой цепной реакции деления тяжёлых ядер на первом экспериментальном атомном реакторе, размещённом под трибунами Чикагского стадиона. В рамках новаций ХХ века атомная наука и техника заняли особое место в истории человечества. Открытие нового вида энергии – энергии, высвобождаемой в результате внутриядерных превращений, и её практическое освоение в феноменально короткие временные сроки явили собой уникальный исторический прецедент. Это, в свою очередь, радикально изменило геополитическую обстановку в мире и психологию человечества в связи с появлением атомного и водородного оружия. Создание ядерного оружия было немыслимо без создания принципиально новой промышленно-технологической отрасли – радиационно-опасной атомной индустрии, конечным продуктам которой являлось получение обогащенного урана и плутония. Применение США атомных бомб по мирному населению японских городов Хиросима (6 августа 1945 г.) и Нагасаки (9 августа 1945 г.) стали беспрецедентным импульсом для экстенсивного расширения исследовательских работ во всём мире в области радиобиологии и радиотоксикологии, радиационной медицины и радиационной безопасности. Последовавшие затем широкомасштабные испытания атомного и водородного оружия в трёх средах, которые привели к глобальному радиоактивному загрязнению биосферы, а также отдельные радиационные инциденты и аварии в научных лабораториях и на объектах атомной промышленности лишь акцентировали проблему. Актуальность: Знание закономерностей распределения, особенностей обмена и депонирования радионуклидов, их перераспределение в организме имеет исключительно важное значение, так как дает представление о преимущественном лучевом поражении тех или иных органов, позволяет понять механизм действия радионуклида, установить критический орган, оценить величину облучения критического органа и дать заключение о прогнозе лучевого поражения. Цель работы: описать влияние инкорпорированных радиоактивных веществ на организм человека. В соответствии с целью были поставлены следующие задачи: - описать кинетику радионуклидов в организме; - перечислить методы их определения; - привести классификацию радионуклидов по органотропности. В процессе исследования были использованы следующие методы: - аналитический; - логический; - системно-структурный. Материалы: книги, научные статьи. Инкорпорация радиоактивных веществЖивой организм может получить дополнительное облучение не только за счет внешних источников излучения, но и при воздействии инкорпорированных радионуклидов, т.е. радионуклидов поступивших внутрь организма. Характер распределения радионуклидов в организме зависит от химических свойств элемента, формы вводимого химического соединения, от физиологического состояния организма. В организм человека и животных радионуклиды могут попасть тремя путями: через легкие, через желудочно-кишечный тракт, через кожу. Наиболее опасным для человека является поступление радиоактивных нуклидов через дыхательные пути, так как большая часть поступивших по этому пути нуклидов задерживается в организме на длительное время. Этому способствует большая поглощающая поверхность легочной ткани. Так, размеры поверхности альвеол у взрослого человека составляет примерно 100 м2. Радиоактивность вдыхаемого воздуха обуславливается наличием в ее составе радиоактивных газов, радиоактивной пыли, аэрозолей, дыма. Доля радионуклидов, задержанная в дыхательной системе, зависит от природы и размера частиц, от объема легких, частоты дыхания. Хорошо растворимые в воде вещества быстро попадают в кровь (в течение нескольких минут), транспортируются по всему организму, откладываются в различных участках организма или выводятся. Нерастворимые частицы размером менее 0,5 мкм легко попадают в легкие и быстро выводятся с выдыхаемыми газами. Частицы размером 0,5 – 1 мкм почти полностью задерживаются в легочной ткани. Более крупные частицы, оседают в верхней части дыхательных путей, удаляются вместе со слизью в ротовую полость и поступают в желудочно-кишечный тракт. Частицы, осевшие в альвеолах, могут также захватываться фагоцитами и удаляться или мигрировать в лимфатические узлы, где могут находиться в течение нескольких месяцев или даже лет. Очень быстро всасываются в легких растворимые соединения трития, щелочных и щелочноземельных металлов. Плохо всасываются соединения тяжелых металлов: свинца, амереция, церия, германия и т.д. При вдыхании радиоактивных элементов, которые аккумулируются в легочной ткани, легкие могут стать критическим органом. Второй путь поступления радионуклидов в организм – попадание их с питьевой водой и с пищей. Вода и пищевые продукты могут быть загрязнены искусственными радиоактивными соединениями, которые могут включаться в состав пищевых продуктов и по биологическим цепям. Судьба попавших в желудочно-кишечный тракт радионуклидов зависит от их растворимости в жидкой среде. Например, многие растворимые соединения редкоземельных и трансурановых элементов при щелочном значении рН тонкого кишечника превращаются нерастворимые гидрооксиды. Наоборот, плохо растворимые в воде вещества в желудочно-кишечном тракте превращаются в растворимые соединения и активно всасываются в кровь через кишечник. Поэтому в радиационной защите и радиоэкологии, критерием радиотоксичности того или иного нуклида является не его растворимость, а «транспортабельность» этого элемента в организме. Этот термин означает способность попавшего в организм нуклида всасываться в кровь и распространяться по всему организму. По скорости всасывания в желудочно-кишечном тракте радионуклиды можно расположить в следующий ряд: 22Na > 131I > 137Cs > 45Ca > 89,90Sr > 65Zr > 60Co > 59Fe> 54Mn >140Ba >106Ru >95Zr 144Ce >90Y > 239Pu. Как видно из таблицы 3, галогены, щелочные и щелочноземельные металлы всасываются очень хорошо, в кровь поступает до 100 % попавших в желудочно-кишечный тракт элементов. Тяжелые и редькоземельные элементы в кишечнике образуют трудно растворимые соединения с фосфатами и жирными кислотами и поэтому всасываются очень слабо ( до 2 % поступивших радионуклидов). Первоначальный тип распределения радионуклидов в организме может изменяться, так как со временем, вследствие обмена, происходит перераспределение нуклидов в организме. Одни органы прочно удерживают на длительный срок радионуклиды, другие относительно быстро освобождаются от них. Кинетика радионуклидов в организмеПоступив в организм, радиоактивные вещества всасываются в кровь и лимфу и разносятся по различным органам и тканям. Знание закономерностей распределения, особенностей обмена и депонирования радионуклидов, их перераспределение в организме имеет исключительно важное значение, так как дает представление о преимущественном лучевом поражении тех или иных органов, позволяет понять механизм действия радионуклида, установить критический орган, оценить величину облучения критического органа и дать заключение о прогнозе лучевого поражения. В кинетике поступивших в организм радионуклидов можно выделить 4 этапа: 1) образование на месте поступления первичного депо (кожа, раны, слизистые желудочно-кишечного тракта, верхних дыхательных путей); 2) всасывание с мест поступления в кровь или лимфу; 3) инкорпорирование в критическом органе (образование вторичных депо); 4) выведение различными путями, в том числе и с явлениями рециркуляции. Продолжительность перечисленных этапов существенно различается для различных радионуклидов, их соединений, путей поступления. Поступив в организм, радиоактивные вещества всасываются в кровь и лимфу и разносятся по различным органам и тканям. Характер распределения радиоактивных веществ в организме не является неизменным. Имеется целый ряд факторов, которые могут существенно менять характер распределения радионуклидов. Распределение радионуклидов в организме обусловлено их химическими свойствами, способностью образовывать коллоиды и легко гидролизоваться. Ю. И. Москалев показал, что существует определенная связь между валентностью элементов и их распределением. Автор установил, что одновалентные катионы (Li, Na, К, Rb и Cs) равномерно распределяются в организме, двухвалентные (Be, Са, Sr, Ba и Ra) преимущественно накапливаются в скелете. Трех- и четырехвалентные катионы (La, Ce, Pm, Hf, Th, Am)—в печени. Пяти-, шести- и семивалентные элементы (F, CI, Вr, Te, Nb, Sb, Ро) откладываются в почках или распределяются равномерно. Первоначальный тип распределения радионуклидов в организме может изменяться, так как со временем, вследствие обмена, происходит перераспределение нуклидов в организме. Одни органы прочно удерживают на длительный срок радионуклиды, другие относительно быстро освобождаются от них. На распределение радиоактивных веществ в организме влияет дисперсность вводимого соединения. Крупные коллоидные частицы задерживаются в печени, мелкодисперсные накапливаются в костной ткани. Величина и скорость депонирования некоторых радионуклидов зависят от возраста животного, пола, дозы вводимого соединения и состава пищевого рациона. В молодом, растущем организме вследствие большой интенсивности обмена веществ радионуклиды откладываются в большем количестве, чем во взрослом. Длительное введение 90Sr в малых дозах способствует большему отложению его в скелете подопытных животных. Наличие в пищевом рационе дефицита кальция способствует большей резорбции изотопов стронция [119]. Распределение радионуклидов в организме может изменяться в зависимости от исходного состояния центральной нервной системы. Угнетение центральной нервной системы способствует накоплению, а возбуждение, наоборот, снижению содержания нуклидов Sr и Со в органах и тканях. При возбуждении центральной нервной системы кардиозолом увеличивается накопление радиоактивных веществ во внутренних органах. Угнетение нервной системы люминалом вызывает снижение содержания некоторых радионуклидов в паренхиматозных органах и увеличивает отложение их в костях [109]. Некоторые радионуклиды (210Ро) способны накапливаться в значительном количестве в воспалительном очаге и опухолевой ткани. Распределение и накопление радиоактивных веществ может изменяться под влиянием внешнего облучения организма. По данным И. С Кацапова внешнее облучение в дозах 7,74; 15,48 и 30,92-10-2 Кл/кг способствует задержке окиси трития в организме крыс. Эффективный период полувыведения окиси трития увеличивается от 2,9 сут. у необлученных животных до 3,0; 3,4 и 5,8 сут. соответственно через 1 сут. после введения окиси трития. Предварительное γ-облучение в этих же дозах увеличивает содержание окиси трития в сухом остатке печени крыс в 2—6 раз. При хроническом поступлении радионуклидов в организм наблюдается постепенное накопление изотопов в органах и тканях. Через определенное время в зависимости от скорости обменных процессов, периода полураспада, эффективного периода полувыведения, наступает равновесное состояние, когда, несмотря на ежесуточное введение радионуклида, содержание его в организме остается постоянным. Это связано с тем, что количество радионуклида, ежесуточно поступающего в организм, становится равным количеству, выводящемуся из организма в результате обмена и физического распада. Равновесное состояние изотопов в организме может сохраняться при наличии постоянства скорости обменных процессов. Факторы, влияющие на обменные процессы, могут нарушить равновесное состояние. Так, с возрастом у крыс может изменяться равновесный уровень содержания 90Sr в костях, так как меняется интенсивность минерального обмена. Равновесное состояние может быть нарушено вследствие изменения величины и ритма поступления изотопа, а также при нарушении структуры и функции органа при лучевом повреждении. Распределение радионуклидов внутри одного и того же органа может быть неравномерным. Установлено, что 90Sr и 326 Ra при однократном введении в организм концентрируются в определенных участках скелета, а именно: в растущей части трубчатых костей — метафизах и эпифизах. При ингаляции 23,Pu неравномерно распределяется в ткани легкого. Вокруг бронхов наблюдаются очаговые скопления 239Pu, такие же скопления обнаружены в лимфатических узлах средостения, в стенке альвеол и альвеолярных макрофагах [97]. При введении 131I также наблюдается неравномерное распределение его в микроструктурных элементах щитовидной железы [9]. Микрораспределение радионуклидов имеет важное значение в тканевой дозиметрии при оценке мощности тканевой дозы, а также в определенной мере может помочь в выяснении патогенеза лучевого поражения отдельных органов и систем. Органы с повышенным содержанием радионуклидов будут получать большую дозу облучения, что может сказаться на тяжести лучевого поражения. Накопление радионуклида в зоне роста костной ткани приводит к образованию «горячих пятен», где количество его может превышать в 5— 20 раз содержание нуклида в ближайших тканях. Рекомендации МКРЗ предлагают учитывать фактор неравномерного распределения при расчете дозы облучения, увеличивая значение эффективной энергии в пять раз для остеотропных а и β-излучателей, за исключением 226Ra. Это связано с тем, что большинство остеотропных радионуклидов распределяются в костях слишком неравномерно, больше, чем 226Ra, и способны вызывать значительные биологические повреждения. В табл. 1.3 приведены данные по распределению некоторых радионуклидов в организме человека [107]. Процессы выведения радионуклидов из организма протекают с различными скоростями и зависят от многих факторов, а также от функционального состояния выделительных систем. Наибольшее количество радиоактивных веществ выделяется через ЖКТ, особенно радионуклиды, которые плохо всасываются в пищеварительном тракте: трансурановые элементы, лантаноиды. Растворимые соединения радионуклидов, а также НТО, 137Cs хорошо выделяются через почки. Величина и скорость выведения радиоактивных веществ из организма зависят от их физико-химических свойств. Быстро выводятся из организма газообразные 3Н, 222Rn, 133Xe, 83Kr. Основное количество радиоактивных газов выделяется через легкие и кожу. Известен ряд радионуклидов (131I. НТО, 137Cs), которые выводятся через потовые, слюнные железы и с молоком. Наибольшее число радионуклидов выделяется в первые дни после введения их в организм. Длительно задерживаются в органах и тканях изотопы элементов с большой атомной массой, а также радионуклиды, находящиеся в организме в коллоидном состоянии (210Ро, 226Ra, 238U и РЗЭ). Относительно быстро выводятся из организма 24Na, 137Cs, 131I и др. Радионуклиды, образующие коллоидные комплексы с белками, поступают в печень и выделяются с желчью в кишечник. Одним из основных органов выделения радиоактивных веществ из организма являются почки. Большинство растворимых радионуклидов выделяется через почки в течение первых суток. Радиоактивные аэрозоли, а также продукты распада Ra, Th, Rn могут выделяться из организма через органы дыхания. Процессы экскреции радиоактивных веществ из легких, кишечника, почек неразрывно связаны с явлениями реабсорбции. Величина реабсорбции радионуклидов при выделении из организма может быть различной, поэтому эти данные необходимо учитывать при оценке величины депонирования радионуклидов. Уменьшение содержания радиоактивного вещества в организме может происходить не только вследствие его выведения, но н благодаря радиоактивному распаду, что особенно характерно для короткоживущих радионуклидов: 131I, 24Na, 32Р и др. Биологическое выведение и радиоактивный распад — это два независимых процесса. Время, в течение которого из организма выделяется половина однократно поступившего радионуклида, называют биологическим периодом полувыведения (Тб). Фактическая же убыль радиоактивного изотопа в организме измеряется эффективным периодом полувыведения (Тэф). Это время, в течение которого организм освобождается от половины депонированного в нем вещества как путем биологического выведения, так и вследствие радиоактивного распада. Для долгоживущих радионуклидов эффективный период полувыведения в основном определяется биологическим выведением. Эффективный период полувыведения зависит от вида химического соединения радионуклида, особенностей его распределения, поступившего количества, функционального состояния органов выделения, вида и возраста животного и времени, прошедшего после поступления радионуклида в организм. Правила поведения и действия населения в очаге бактериологического пораженияЗаключениеБиологическое оружие имеет высокую поражающую эффективность, что ведет к эпидемиям и экологическим катастрофам. В дальнейшем это может послужить причиной развития хронических заболеваний у большого количества людей. Использование такого орудия массового поражения влияет на психическое состояние населения. В современном мире в условиях довольно сложной военно–политической обстановке возможно применение различным способом биологических средств. Биологическое оружие относится к оружию массового поражения и поэтому мероприятия проводимые системе биологической защиты имеют важное значение жизни населения страны. В организации и проведении этой работы заняты медицинские работники практически всех специальностей и от того насколько грамотно и своевременно будут проведены полноценные противоэпидемические мероприятия зависит число как безвозвратных, так и санитарных потерь. Поэтому для каждого человека важно знать основные положения защиты от биологического оружия. Сегодня же, как никогда актуально стоит вопрос о том, как минимизировать то зло, которое несет с собой прогресс в сфере наукоемких технологий, в частности, в области молекулярной биологии и генной инженерии. Ликвидация всех выше перечисленных последствий требует огромных усилий и времени. А, следовательно, биологическое оружие – самый опасный вид оружия, и страны обязаны понимать всю ответственность за его применение и соблюдать международные договоры о запрете его использования. Список литературы:1. Бондаренко Г.А, Сычев А.П. Биологическое оружие. Учебное пособие/ ГУУ.-М., 2016. 2. К. В. Бунин. Инфекционные болезни: «Медицина», 1972. 3. Дудко М.Н., Шишкин Н.К. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: Учебник/ ГУУ. М., 2018. 4. А. М. Архангельский. Бактериологическое оружие и защита от него. Москва, 1971 5. Ю. В. Боровский, Р. Ф. Галиев. Бактериологическое оружие вероятного противника и защита от него, Москва, 1990. 6. Беляков В.Д., Яфаев Р.Х. Эпидемиология. - М.: Медицина, 1989. 7. Безопасность и защита населения в чрезвычайных ситуациях./Под ред. Кириллова Г.Н. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2016. 8. Супотницкий М. В. Биологическая война: Введение в эпидемиологию искусственных эпидемических процессов и биологических поражений. — М.: Русская панорама, 2019. 9. Анофриков В.Е., Бобок С.А., Дудко М.Н., Елистратов Г.Д. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. М: Финстатинформ, 2017. 10. Муравей Л.А. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. М: ЮНИТИ-Дана, 2017. |