Глава 3. Радиационные эффекты у человека

Радиоактивный цезий

Цезий-137 (¹³⁷Cs) является β-, γ-излучателем. Период его полураспада составляет 30 лет. Цезий-134 (¹³⁴Сs) имеет период полураспада около 2 лет, что и определяет его меньшую опасность по сравнению с ¹³⁷Cs. По проявлениям биологического действия оба изотопа существенно не различаются.

При любом пути поступления изотопы цезия легко проникают в организм и полностью всасываются из легких и в желудочно-кишечном тракте. Распределение в организме ¹³⁷Сs сравнительно равномерное. В печени накапливается 5–10 % инкорпорированного цезия (период полувыведения составляет 90 сут), в мышцах – до 50 % (период полувыведения, как и для других тканей организма, в частности, костного мозга – до 40 сут).

Характер распределения радиоцезия в организме определяет и клиническую симптоматику поражения. При достижении определенной дозы вначале обнаруживаются общие реакции со стороны системы крови, нервной системы, позже присоединяются нарушения функций мышц, печени. В результате поглощения значительных количеств радионуклида может развиться гипоплазия костного мозга, а при ингаляции изотопа – специфический радиационный интерстициальный пневмонит и пневмосклероз.

При одновременном поступлении в организм цезия и калия последний накапливается в 3 раза быстрее и может вытеснять цезий, в связи с чем при лечении поражений радиоцезием рекомендуется и с успехом применяется метод изотопного разбавления. Повышение содержания калия в пище и интенсификация водного обмена способствуют выведению цезия из организма.

Для профилактики и первой помощи при поступлении в организм радиоактивного цезия (а также рубидия) применяется ферроцин (калийжелезо гексацианоферрат) – неорганический катионит, механизм действия которого связан с обменом ионов калия, входящих в его состав, на ионы цезия в малорастворимом соединении. Ферроцин поглощает 95–99 % радиоактивного цезия, находящегося в желудочно-кишечном тракте, и сокращает время полувыведения изотопа у человека в два раза. Назначают ферроцин в дозе 1,0 г (2 таблетки по 0,5 г) 3 раза/сут ежедневно в течение 14–21 сут, сочетая с промыванием желудка, форсированным диурезом, приемом адсорбентов и парентеральным введением растворов солей калия. При ингаляционном поступлении радионуклида применяют также отхаркивающие препараты, муколитики, лечебные ингаляции, бронхопульмональный лаваж.

Радиоактивный стронций

Стронций-90 (⁹⁰Sr) – β-излучатель с периодом полураспада 29 лет. Определенную опасность может также представлять стронций-89 (⁸⁹Sr), который также является β-излучателем, а его период полураспада составляет 50,5 сут. Являясь аналогом кальция, изотопы стронция фиксируются в костной ткани: в костях, зубах и костном мозге, которые и оказываются критическими органами. Увеличение содержания в диете солей кальция снижает всасываемость соединений стронция, а при потреблении молока всасываемость стронция, напротив, повышается. Выводится стронций с калом и мочой. Эффективный период полувыведения ⁹⁰Sr из организма составляет 15,6 года.

В ранние сроки после поступления ⁹⁰Sr в большом количестве наблюдаются изменения в органах, через которые он поступает или выводится: слизистые оболочки рта, верхних дыхательных путей, кишечник. Позднее нарушаются функции печени. При ингаляционном поступлении малорастворимых соединений ⁹⁰Sr изотоп может достаточно прочно фиксироваться в легких, которые в этих случаях вместе с дыхательными путями являются критическими органами. Однако в отдаленные сроки и после ингаляционного поступления критическими органами становятся кости и костный мозг, в которых депонируются до 90 % всей активности.

При длительном поступлении ⁹⁰Sr постепенно развивается анемия, наблюдаются угнетение спермато- и овогенеза, нарушения иммунитета, функции печени и почек, нейроэндокринной системы, сокращается продолжительность жизни. В отдаленные сроки развиваются гипер- или гипопластические процессы в костном мозге, лейкозы, саркомы кости.

В результате высокой концентрации стронция в организме детей наблюдаются задержка роста, деформация суставов и костей, такое заболевание получило название стронциевый рахит.

Для ускорения выведения радиоактивного стронция из желудочно-кишечного тракта применяют полисурьмин – неорганический ионообменный полимер, по химической структуре являющийся кремнесурьмяно-кислым катионитом. Полисурьмин обладает высокой избирательностью к ионам стронция и бария. Связывающая способность полисурьмина по отношению к ионам стронция в 2 раза выше, чем к ионам кальция, в 5 раз выше, чем к ионам натрия, и в 7 раз больше, чем к ионам калия, в связи с чем препарат способен извлекать микроколичества ионов стронция при наличии больших количеств других щелочно-земельных элементов. Полисурьмин нерастворим в воде и не всасывается в пищеварительном тракте, обеспечивая снижение резорбции радиоактивного стронция из кишечника на 95–97 %. Препарат применяют внутрь в дозе 4 г в ¹/₂ стакана воды 3 раза/сут в течение 7 сут.

Кроме полисурьмина, для профилактики резорбции изотопов стронция и бария применяют адсобар (сульфат бария с повышенными адсорбционными свойствами) в дозе 25 г в ^1/₂ стакана воды, альгинат кальция или его соединение с гиалуроновой кислотой – альгисорб. Защитный эффект альгината кальция и альгисорба по отношению к радиоактивному стронцию составляет 90 %. Препараты применяют при приеме пищи в дозе 5,0 г (10 таблеток по 0,5 г) 3 раза/сут, а при остром отравлении ⁹⁰Sr – в дозе 20 г однократно.

Весьма эффективно (до 87 %) резорбцию стронция предотвращает также фосфалюгель (100–200 мл внутрь).

Перечисленные препараты применяют в сочетании с промыванием желудка, приемом слабительных средств и назначением очистительных клизм, водных нагрузок и диуретиков (при пероральном поступлении радионуклида) или на фоне использования муколитиков, отхаркивающих препаратов, бронхопульмонального лаважа (при ингаляционном пути поглощения изотопа).

Радиоактивный плутоний

Плутоний-239 (²³⁹Pu) – трансурановый элемент, α- и γ-излучатель с периодом полураспада 24 360 лет.

Внешнее облучение ²³⁹Pu мало опасно для человека, а поступление этого изотопа внутрь организма, которое может произойти алиментарным, ингаляционным путем, через поврежденную и даже неповрежденную кожу, требует проведения немедленных и весьма активных лечебных мероприятий. Поступивший в организм плутоний откладывается в печени (45 %), в скелете (45 %), остальное его количество – в других органах и тканях и выводится с экскретами в ранние сроки после поступления. Биологический период полувыведения ²³⁹Pu из скелета составляет 100 лет, а из печени – 40 лет.

После энтерального поступления плутония в клинической картине преобладают проявления поражения функций кроветворения и кровообращения. Даже после поступления в организм малых доз этого радионуклида развивается хроническая форма поражения, проявлявшаяся возникновением гипо- и гиперпластических процессов в системе крови, развитием остеодисплазии, цирроза печени, нефросклероза, злокачественными новообразованиями в различных органах, наиболее часто в костях. При поступлении плутония через органы дыхания развиваются интерстициальный пневмонит, фибринозная пневмония и пневмосклероз, для поздних сроков характерно возникновение опухолей легких.

К числу наиболее эффективных средств, ускоряющих выведение из организма радиоактивного плутония (а также изотопов америция, иттрия, церия, циркония и смеси продуктов деления урана), относится пентацин (кальций-тринатриевая соль диэтилентриаминопентауксусной кислоты).

Препарат уменьшает содержание фиксированных в тканях радионуклидов в печени на 60–65 %, почках – в 2–3 раза, костях скелета – на 20–35 %. Препарат в виде раствора 50 мг/мл для внутривенного введения выпускается в ампулах по 5 мл и применяется внутривенно и ингаляционно. Ингаляцию (аэрозоль из 5 мл 5 % раствора препарата) применяют в первые сутки (желательно – в первые 30 мин) после поступления плутония в легкие. Затем (спустя 1 сут) переходят на внутривенный путь введения: курсовая (10–20 инъекций) терапия 5 мл 5 % раствора через каждые 1–2 дня. После внутривенного введения пентацина скорость экскреции плутония увеличивается в 50–100 раз. Наиболее эффективен ранний курс терапии комплексоном: в первые часы после заражения он позволяет вывести из организма 50–60 % плутония.

Тримефацин (гексанатриевая дикальциевая соль диэтилентриаминпентаметилфосфоновой кислоты) также препятствует резорбции плутония, однако наиболее эффективно этот комплексон способствует выведению из организма урана и бериллия. Препарат применяют ингаляционно и внутривенно в виде 5 % раствора. При остром отравлении ураном и бериллием в первый день тримефацин вводят однократно в дозе 40 мл 5 % раствора, в последующие 2–3 дня дозу снижают до 20 мл/сут. При поступлении радионуклидов в дыхательные пути препарат применяют как внутривенно, так и ингаляционно (20 мл раствора, время ингаляции 15–20 мин).

Как и при поступлении в организм других радионуклидов, при пероральном отравлении плутонием, ураном, бериллием, наряду с применением специфических антидотов, необходимо промывание желудка, прием адсорбентов, слабительных средств, форсированный диурез, поддержание рН мочи в пределах 8 с помощью внутривенного введения бикарбоната натрия. При ингаляционном поступлении указанных радионуклидов применяются отхаркивающие препараты, муколитики, а в тяжелых случаях – бронхопульмональный лаваж раствором пентацина.

Радиоактивный полоний

Полоний-210 (²¹⁰Ро) представляет собой α-излучатель с периодом полураспада 138,3 дня.

В организм человека ²¹⁰Ро может проникнуть ингаляционно, алиментарным путем, через поврежденную и даже неповрежденную кожу. В связи с высокой удельной активностью (4500 Ки в 1 г) и токсичностью серьезную опасность представляет инкорпорация даже небольших по весу и объему количеств ²¹⁰Ро.

Распределение полония в организме сравнительно равномерное, однако преимущественно он накапливается в органах, богатых ретикулоэндотелиальной тканью. В ранние сроки после заражения полоний выводится преимущественно (до 90 %) с калом, позже – с мочой. Эффективный период полувыведения ²¹⁰Ро составляет 30–40 сут.

Тканевая доза в критических органах формируется быстро (до 80 % дозы за 100 дней), поэтому клинические проявления (а они наблюдаются уже при превышении допустимой дозы всего в 10–50 раз) развиваются сравнительно рано. Первичные признаки – это изменения в капиллярах, в системе кровообращения в целом, в состоянии ферментных систем и желчеотделительной функции печени, преходящая билирубинемия, увеличение содержания альдолаз в сыворотке, нарушения почечного плазмотока и пр.

При алиментарном поступлении больших количеств ²¹⁰Ро наблюдаются признаки, характерные для периода первичной реакции на облучение, после чего развивается скрытый период продолжительностью около 1 нед.

Для периода разгара характерны костномозговой синдром и печено-почечная недостаточность, на фоне которой наступает летальный исход.

Для связывания и ускорения элиминации из организма ²¹⁰Ро можно использовать близкий к комплексонам препарат унитиол (2,3-димеркаптопропарнсульфонат, димеркапрол), образующий с полонием комплексы и предотвращающий таким образом накопление этого радионуклида в почках, печени и костном мозге. Препарат выпускается в виде 5 % раствора для инъекций в ампулах по 5 мл. Унитиол применяют внутримышечно из расчета 1 мл 5 % раствора на 10 кг массы тела как можно в более ранние сроки после поступления ²¹⁰Po в организм.