Радиация не имеет ни вкуса, ни запаха, её нельзя увидеть, услышать или почувствовать. Радиоактивные вещества могут попасть в наш организм с пищей, водой или воздухом. Все мы в современном мире в той или иной степени подвержены ионизирующему излучению. Источники его могут быть самые различные. Так, например, человек подвергается облучению при рентгеновских обследованиях, некоторых диагностических процедурах, основанных на использовании короткоживущих радиоактивных элементов, при испытаниях ядерного оружия, авиапутешествиях, курении (табачный дым содержит ряд радиоактивных веществ) и даже в своём доме, так как стройматериалы могут являться источниками слабой радиации. Мы постоянно находимся под воздействием естественного радиоактивного фона.
Радиация может вести к генетическим мутациям, разрушать клетки и ткани организма, способствовать образованию канцерогенных веществ и химически активных свободных радикалов, повреждающих клетки организма. Известно, что свободные радикалы в небольших дозах всегда присутствуют в нашем организме, образуясь, например, при различных биохимических реакциях. Однако при воздействии радиации и химических загрязнений процесс образования свободных радикалов становится очень интенсивным. На защитные системы организма при этом падает непосильная нагрузка. Иммунные реакции подавляются и создаются благоприятные условия для размножения вирусов, микробов и опухолевых клеток. Организм утрачивает способность сопротивляться разнообразным заболеваниям.
Непросто сегодня сохранить своё здоровье, выжить и вырастить здоровых детей. Для этого нужно уметь защищаться от вредного воздействия радиоактивных веществ, что во многом зависит от нас самих.
Помочь себе в борьбе с загрязнением радиоактивными веществами мы можем, в частности, с помощью соответствующего питания. Очень важно, чтобы в рационе было достаточно антиокислителей (витаминов С, Е, А), которые обезжиривают свободные радикалы и тем самым противодействуют внутриклеточному окислению жиров, возрастающему при ионизирующем облучении.
Пища должна быть также богата грубыми волокнами — целлюлоза (овощи, зерновые, отруби), пектин (фрукты, овощи, бобовые). Грубые волокна способны связывать токсические вещества (в том числе стронций, цезий, свинец и др.), образуя с ними стойкие соединения, которые не всасываются и удаляются из организма. Это их важное свойство применяется в лечебных и профилактических целях, например, при воздействии радиации на человека.
В зонах радиоактивного загрязнения внешней среды как работающие, так и население могут подвергаться внешнему и внутреннему (от попавших внутрь радионуклидов) облучению. Радионуклиды (радиоактивные изотопы металлов) способны аккумулироваться в продуктах растительного и животного происхождения, откуда они вместе с пищей могут попадать в организм человека. После всасывания из пищеварительного тракта и лёгочной ткани радионуклиды накапливаются в органах и тканях. Поэтому применение мер профилактики должно быть своевременным.
Выведение радионуклидов, циркулирующих в крови, в значительной степени происходит через кишечник, где они связываются с пектинами и другими пищевыми волокнами.
Пищевые волокна содействуют выведению радионуклидов, они являются ценным компонентом продуктов. Много пищевых волокон в необработанном зерне, овощах и фруктах (столовая свёкла, редис, морковь, сладкий перец, тыква, зелёный горох, яблоки, абрикосы, цитрусовые, чёрная смородина).
В ежедневном рационе должно быть в достаточном количестве минеральных солей калия, кальция и фосфора (насыщение ими организма препятствует накоплению радионуклидов). Хорошим источником калия являются курага, картофель, горох, томаты, чёрная смородина и др. Много кальция содержится в фасоли, капусте и моркови. Достаточно большое количество фосфора имеется в яйцах, крупах, ржаном хлебе.
Особое внимание необходимо уделять достаточному потреблению витаминов и микроэлементов:
- Витамин А защищает от свободных радикалов, предупреждает раковые заболевания, укрепляет иммунную системы
- Витамин В12 способствует образованию эритроцитов и блокирует поглощение радиоактивного кобальта-60
- Витамин С оказывает антитоксическое действие, защищает от свободных радикалов, укрепляет иммунную систему
- Витамин Е защищает от свободных радикалов, улучшает кроветворение
- Кальций укрепляет костную ткань, блокирует поглощение радиоактивного стронция-90, который может откладываться в костях при недостатке кальция
- Калий регулирует деятельность сердца, улучшает функцию печени, блокирует всасывание радиоактивного цезия-137
- Йод необходим для нормальной функции щитовидной железы. Если с пищей поступает недостаточно йода, то организм поглощает радиоактивный йод-131. Он аккумулируется в щитовидной железе, нарушает её функцию и со временем может привести к её раковому перерождению. Если в щитовидную железу будет поступать достаточно обычного йода, то его радиоактивный изотоп быстро выводится из организма
- Железо способствует образованию эритроцитов, блокирует поглощение радиоактивного плутония, который схож по структуре с железом
- Селен укрепляет иммунную систему, защищает организм от радионуклидов
- Сера повышает устойчивость к радиации, блокирует поглощение радиоактивного изотопа — серы-35
- Цинк необходим для образования Т-лимфоцитов. При нехватке его в костях и органах размножения может откладываться радиоактивный цинк-65.
Читайте также: Ткани с расцветкой под
Кроме пищевых продуктов есть целый ряд растений, способных повышать устойчивость человека к радиации — женьшень, родиола розовая, элеутерококк, лимонник китайский. Защищают организм от радиации также ромашка аптечная, одуванчик, подорожник.
Большую помощь в повышении сопротивляемости организма воздействию радиации могут оказывать продукты пчеловодства (мёд, перга, маточное молочко, прополис). При воздействии повышенных доз радиации хорошо принимать по 1 ст. ложке мёда, растворяя его в стакане тёплой воды, 3 — 4 раза в день. Пергу следует принимать по половине чайной ложки 2 — 3 раза в день. Препарат маточного молочка Апилак нужно держать по 1 — 2 таблетки под языком до полного растворения, суточная доза — 3-6 таблеток. Что касается прополиса, то рекомендуется приём его водного экстракта по 1 — 2 ст. ложки 3 раза в день.
Распределение радионуклидов в организме
Судьба радионуклидов, попавших в организм, зависит от их свойств и химической природы. Различные вещества по разному накапливаются и выводятся из организма. Одни из них в виде растворов выводятся с мочой, другие могут задерживаться в организме на различные сроки.
Существуют основные типы распределения радионуклидов в организме: скелетный, ретикулоэндотелиальный, диффузный (равномерный). В основу которых, положены принципы максимального или преимущественного содержания радионуклида в органе. Распределение считается скелетным, если более половины радионуклидов сконцентрировано в скелете. Распределение считается равномерным, если более половины радионуклидов, обнаруженных в организме, распределяются равномерно.
В процессе транспортировки радионуклиды задерживаются в тех тканях, в составе которых имеются стабильные элементы, аналогичные им по химическим свойствам.
Процесс перехода радионуклидов из межклеточной жидкости в органы завершается в течение непродолжительного времени. Так, плазма крови очищается от стронция и кальция за 4-10 часов (последние переходят в скелет). Полный переход йода из крови в щитовидную железу заканчивается в течение 10-15 часов. Уран выводится из крови в ткани за 12 часов.
Наиболее важным и потенциально опасным является скелетный тип (остеотропные вещества). Он характерен для щелочноземельных металлов — кальция, стронция, бария, радия, а также иттрия, циркония, цитратов плутония. Эти радионуклиды накапливаются в минеральной части скелета, т.е. в костной ткани, концентрируются по соседству с красным костным мозгом, самым радиочувствительным органом человеческого тела. При этом поражается система кроветворения, страдает иммунитет и могут развиться злокачественные перерождения крови — лейкозы.
Ретикулоэндотелиальный тип распределения характерен для радионуклидов редкоземельных элементов — лантана, церия, празеодима, прометия, а также цинка, америция, тория, плутония, калифорния и др. Все они концентрируются в селезенке, лимфатических узлах, где образуются лейкоциты (лимфоциты). В результате уменьшения количества лимфоцитов снижается иммунитет.
Равномерное (диффузное) распределение характерно для щелочных элементов — лития, калия, натрия, цезия, рубидия, а также для трития, азота, углерода, полония и некоторых других элементов. Такие радионуклиды, как цезий, калий, рубидий накапливаются в основном в мышечной ткани.
Для изотопов германия, висмута, урана, кадмия, мышьяка, платины, рутения и других характерен почечный тип распределения радионуклидов. В почках откладывается до 5% от общего количества радионуклидов, поступивших в организм человека.
По печеночному типу распределяются такие радионуклиды, как лантан, церий, прометий, нитраты плутония и др. В печени накапливается до 60% этих радионуклидов.
Известны случаи высокой избирательности накопления радионуклидов. Так по тиреотропному (щитовидному) типу накапливается йод, астат, рений, теллур, технеций. Йод избирательно накапливается в щитовидной железе, концентрация его в железе в 100-200 раз больше, чем в других тканях. При облучении в больших дозах происходит дегерация, потеря функции щитовидной железы и склероз сосудов ее. В дальнейшем увеличивается частота доброкачественных и злокачественных опухолей железы.
Неоднородность распределения излучателя в тканях влияет на характер распределения, величину и мощность тканевой дозы, что особенно существенно, когда тканевые микро структуры с повышенной концентрацией излучателя имеют высокую радиочувствительность, а пробеги излучаемых частиц сравнимы с линейными параметрами (размером) этих микроструктур.
Указанные типы распределения в организме касаются только той части радионуклидов, которые поступают в кровь. Совсем другой тип распределения в организме радионуклидов наблюдается при их ингаляционном поступлении. В этом случае, как правило, содержание и концентрация радионуклидов максимальны в легких. Это обусловлено тем, что поступившие в организм радионуклиды медленно удаляются из легких, а при всасывании задерживаются в лимфатических узлах (стронций-89, цирконий-95, уран-235).
Следствием большой неоднородности накопления радионуклидов в тканях являются специфически формирующиеся патологические процессы, например, цирроз печени, очаги склероза в легких и изменения в костной ткани, в том числе образование остеосарком.
Читайте также: Что такое плотная костная ткань
Накопление радионуклидов в органах и тканях
Основными источниками поступления радионуклидов в организм животных являются корм, вода, почва, радиоактивные частицы, аэрозоли. Радионуклиды поступают в организм животных через пищеварительный тракт с кормом и водой, через легкие с загрязненным воздухом, через поверхность кожи, через слизистые оболочки и раны. При радиационных инцидентах основное количество радионуклидов поступает через легкие, кожу и слизистые оболочки. Газообразные радионуклиды быстро всасываются с поверхности легких в кровь и разносятся по организму. Частицы размером 0,5-1 мкм задерживаются на 90% в легких, где всасываются в кровь. Часть частиц поглощается в легких макровагами и надолго остается в легочной ткани. Более крупные частицы оседают в верхних дыхательных путях. Из легких быстро всасываются в кровь хорошо растворимые соединения щелочных и щелочно-земельных элементов. Поступления через кожу может составлять 0,13-2,1%, при этом максимальное поступление у щелочных элементов, инертных газов, галогенов, а также у водорастворимых и жирорастворимых соединений. Через слизистые оболочки раны поступает менее 1% радионуклидов.
В настоящее время 95-98% радионуклидов поступает через желудочно-кишечный тракт с кормами и водой. Поступление зависит от характера кормопроизводства хозяйства (вид и набор кормов, содержание радионуклидов в корма или суточная активность рациона, от продуктивности и окультуренности кормовых угодий, а также от способа содержания животных, при этом минимальное поступление при стойловом содержании животных с кормлением скошенным зеленым кормом окультуренных угодий.
При выпасе скота одновременно с травой поступают радиоактивные частицы, почвенный грунт и отмершие части растений, содержащие радионуклиды. В организм крупного рогатого скота может поступать 300-600 г почвы. С водой поступление радионуклидов на несколько порядков ниже, чем с кормом.
В желудочно-кишечный тракт с кормом и почвой радионуклиды поступают в различных формах: 1) ионы, входящие в состав травянистого корма; 2) аэрозоли, адсорбированные на поверхности растений; 3) структурные и химические соединения, входящие в состав кормов; 4) силикатные и карбонатные частицы различной растворимости и др. Радионуклиды, попавшие в организм с кормом, включаются в основные процессы обмена веществ, т.е. всасывание в кровь, транспорт с кровью по организму, поступление и накопление в органах и тканях организма и выведение из организма. Основное место всасывания радионуклидов — кишечник, отделы которого по интенсивности всасывания располагаются в убывающем порядке.
На величину и скорость всасывания влияет концентрация радионуклидов в корме (прямая связь) и количество поступивших радионуклидов (чем больше видовой состав радионуклидов, тем меньше всасывается каждый отдельный радионуклид.
Из физиологических особенностей животных наибольшее влияние на всасывание оказывает строение пищеварительного тракта (у животных с однокамерным желудком всасывание выше, чем у животных с четырехкамерным желудком); возраст животных (у молодых животных интенсивный обмен веществ и высокая проницаемость мембран клеток кишечника, поэтому всасывание радионуклидов в 2-10 раз выше, чем у старых животных); масса животных (у мелких животных активный обмен веществ и активное всасывание радионуклидов с последующим распределением на меньшую массу); режимы организма (подвижные, активные животные имеют большие коэффициенты всасывания, чем пассивные); продолжительность контакта радионуклидов с клетками желудочно-кишечного тракта и скорость переваримости корма, чем быстрее переваривается корм и чем меньше времени он находится в ЖКТ, тем меньше всасывание); степень заполненности ЖКТ кормом до поступления радионуклидов (натощак всасывание в 2-5 раз выше). На всасывание радионуклидов влияет качество корма, особенно содержание в кормах клетчатки, которая хорошо поглощает радионуклиды, снижая их всасывание, а также содержание калия, кальция, микроэлементов, витаминов и веществ, связывающих радионуклиды в трудно доступные соединения. В звене клетки кишечника – кровь имеет место дискриминация стронция относительно кальция. При дефиците усвояемого кальция активно всасывается стронций. Всасывание стронция-90 в кишечнике уменьшается в 1,5–5 и более раз при введении в рацион трикальцийфосфата, а также кормового мела или доломитовой муки. Препараты на основе ферроцина содержат обменные катионы алюминия, которые вступают в ионно-обменные реакции с одновалентными ионами, особенно активно с ионами цезия. Благодаря этим реакциям цезий связывается в коллоидные соединения и значительно меньше всасывается. Известно, что 1г ферроцина связывает 9,7·1010 Бк. Цезий поглощается ферроцином в 1000 раз сильнее, чем натрий и в 100 раз сильнее, чем калий, поэтому введение ферроцина, с одной стороны, уменьшает всасывание цезия-137 и переход его в мясо в 2–5 раз, а в молоко – в 5-7 раз, а с другой стороны, – не уменьшает в организме содержание натрия и калия и не разрушает процессы обмена веществ в организме. Поступившие в кровь радионуклиды разносятся по организму, откладываются в органах и выводятся из организма.
Поведение всосавшихся в кровь радионуклидов зависит от физико-химических свойств радионуклидов и их биологического значения для организма, возраста и физиологического состояния животных, кратности и длительности поступления радионуклидов в организм. Радионуклиды I группы периодической системы, относящиеся к щелочным элементам, т.е. натрий, калий, цезий не связываются с белками крови, мышц, печени, почек, поэтому 90 и более процентов их находится в свободном состоянии. В связи с этим для них характерна высокая скорость обмена в организме и сравнительно равномерное распределение. Цезий-137 накапливается преимущественно в мышечной ткани и во внутренних органах.
Радионуклиды II группы периодической системы, относящиеся к щелочно-земельным элементам, т.е. кальций, барий, стронций связываются в организме с белками крови и тканей. Кальций связывается в 2 раза больше, чем стронций. Установлено, что кальций и стронций связываются с альбуминами, иттрий и церий – с глобулинами. Естественные комплексообразователи организма – молочная, глутаминовая и лимонная кислоты – легко «отрывают» стронций от белка, образуя со стронцием комплексы. В тканях под действием ферментов или фосфатных анионов (РО4-3) комплексы разрушаются, при этом возникают свободные катионы стронция и фосфаты стронция, которые включаются в процессы формирования костной ткани. По химическому составу кость – это фосфат кальция с примесью ионов магния, натрия, карбоната кальция. Костные кристаллы очень мелкие. Они окружены органическим веществом – каллогеном и слоем воды, через который происходит обмен между ионами поверхности кристалла и внеклеточной жидкостью организма. Чем шире этот слой (например, у молодых животных), тем больше скорость обмена ионами и тем больше накопление стронция в кости. Стронций вначале накапливается в каллогене, откуда путем диффузии переходит в кристаллы, т.е. в костную ткань. Максимальная концентрация стронция в губчатых и компактных костях, минимальная – в трубчатых, с разницей в 1,7-2,6 раз. Кальций может вытеснять стронций из каллогена, т.е. имеет место дискриминация, что следует помнить при составлении рациона кормления животных. Накопление стронция-90 в мышечной ткани и внутренних органах в сотни раз ниже, чем в костной ткани, потому что его отложению в мышечной ткани препятствует молочная кислота. По способности связываться с белками крови и тканей радионуклиды образуют следующий ряд: 22Na = 137Cs = 40K 137 Cs) тоже наиболее интенсивно откладывается у кур и в меньшей степени в органах овец и крупного рогатого скота. С возрастом кратность накопления радионуклидов заметно снижается.
Читайте также: Покровная ткань растений строение устьиц
Всасывание 144 Се, 106 Ru в желудочно-кишечном тракте животных происходит очень слабо. Поэтому отложение их в органах и тканях животных незначительное. Напротив, продукты нейтронной активации ( 59 Fe, 60 Co, 65 Zn) интенсивно резорбируются в желудочно-кишечном тракте и накапливаются в паренхиматозных органах, тканях и скелете, при этом в печени откладывается максимальное количество.
Во время длительного поступления радионуклидов в организм животных скорость их накопления существенно меняется. Вначале оно происходит интенсивно, а затем, по мере насыщения тканей, постепенно замедляется, и наконец наступает равновесие между вновь поступающими радионуклидами и выводимыми. С этого периода дальнейшего увеличения содержания их в организме животных не происходит. Однако если животное станет получать большее количество радионуклидов, то они вновь начнут накапливаться до установления нового равновесия, но уже на более высоком уровне. Напротив, если животные станут принимать с кормом меньшее количество радионуклидов, то они начнут выводиться из организма. Это явление имеет важнейшее практическое значение для получения пригодной в пищу продукции на загрязненных территориях.
Время, в течение которого устанавливается равновесие, определяется природой радионуклида, а также сильно зависит от вида, возраста и физиологического состояния животных и напрямую связано с уровнем обмена веществ в организме. В мышечной ткани и паренхиматозных органах состояние равновесия для цезия устанавливается у крупного рогатого скота в интервале между 60-ми и 150-ми сутками, а у овец через 105 суток. Стронций в мягких тканях достигает своего равновесия намного быстрее — на 5—7-е сутки. Однако в костной ткани он продолжает интенсивно откладываться вследствие своего выраженного к ней тропизма.
(источник: Темы лекционной программы по дисциплине «радиобиология» для специальности «Стандартизация и сертификация в пищевой промышленности»)
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом