Поступление радионуклидов в организм человека и типы их распределения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

По дисциплине: Безопасность жизнедеятельности человека

На тему: "Поступление радионуклидов в организм человека и типы их распределения"

Введение

Выбранная мною тема для реферата очень актуальна для современного общества.

Каждый день, выходя на улицу, и даже находясь дома, наш организм может быть подвержен воздействию вредных для нас веществ - радионуклидов. Наверняка многие слышали это слова по телевизору, в программах о здоровье, но не заостряли на этом никакого внимания и не пытались узнать, что есть те самые "радионуклиды", которые так опасны для организма.

Возьмём определение данного слова из самого популярного источника информации сети интернет "Радионуклиды - нуклиды, ядра которых нестабильны и испытывают радиоактивный распад. Большинство известных нуклидов радиоактивны (стабильными являются лишь около 300 из более чем 3000 нуклидов, известных науке). Все нуклиды, имеющие зарядовое число, равное 43 или 61 или большее 82, радиоактивны; соответствующие элементы называются радиоактивными элементами" Мало, что можно понять из этого определения человеку, не имеющему специального образования. Я постараюсь более понятно изложить всю суть этого слова.

В своём реферате я расскажу о том, что представляют собой "радионуклиды", как они попадают в тело человека и чем опасно их появление в организме.

1. Пути поступления радионуклидов в организм человека

Радиоактивные вещества могут попадать в организм человека разными путями. Их существует три: через органы дыхания (при вдыхании загрязненного радиоактивными аэрозолями воздуха), через желудочно-кишечный тракт (с продуктами питания и водой), через кожу (резорбция через кожу). С воздухом в организм человека поступает несколько более 1% радиоактивности. Примерно 5% попадает с питьевой водой. Основной опасностью является поступление радионуклидов с пищей.

Наиболее важным и потенционально опасным является ингаляционное поступление радионуклидов. Этому содействует большая дыхательная поверхность альвеол, площадь которой достигает 100 м2 и более (более чем в 50 раз превышает площадь кожи). Кроме того, этот путь опасен и из-за более высокого коэффициента захвата и усвоения изотопов из воздуха.

Радиоактивность воздуха может быть обусловлена содержанием в нем радиоактивных газов или аэрозолей в виде пыли, тумана, дыма. Доля радионуклидов, которые задерживаются в дыхательной системе, зависит от размера частиц, минутного объема легких и частоты дыхания. Обмен радиоактивных элементов при поступлении их в легкие с выдыхаемым воздухом определяют три параметра:

1. Размер или диспертность вдыхаемых частиц (аэрозолей);

2. Склонность радионуклидов к гидролизу и комплексообразованию, от которых зависит путь и скорость их выведения из легких;

3. Период полураспада радионуклида.

При вдыхании воздуха радиоактивные вещества, содержащиеся в нем (частицы радиоактивной пыли), задерживаются на всем протяжении дыхательного тракта от преддверия носа, носоглотки, полости рта до глубоких альвеолярных отделов легких. При этом между размером частицы и глубиной ее проникновения имеется зависимость. Радиоактивные частицы с аэродинамическим диаметром 50 мкм могут достигать только носоглотки (откуда могут потом поступать в желудок), и в основном отхаркиваются. Частицы с диаметром 7,5-10 мкм задерживаются в верхних дыхательных путях на 70-90% (не проникают в альвеолы). Более мелкие частицы (0,05 мкм) задерживаются в альвеолярном отделе легких на 35-65%.

Чем меньший диаметр частиц, тем относительно меньше их задерживается в верхних дыхательных путях, бронхах и тем больше их проникает в альвеолярные отделы легких, т.е. в те области, где отсутствуют механизмы, которые способны выводить попавшие частицы в бронхи и трахею (т.е. наружу).

Дальнейшая судьба радионуклидов, отложившихся в дыхательных путях, также связана с размерами радиоактивных частиц, их физико-химическими свойствами и транспортабельностью в организме. Вещества, хорошо растворяющиеся, в основном быстро (за несколько десятков минут) всасываются в кровеносное русло, - этому содействует широкое развитие сети капилляров, через которые и происходит обмен газов в легких. Затем эти вещества в процессе обмена веществ откладываются в определенных органах и системах или выводятся из организма.

Вещества, слабо растворяющиеся или не растворяющиеся, оседают в верхних дыхательных путях и выделяются вместе со слизью, после чего с большой вероятностью попадают в ЖКТ, где всасываются кишечной стенкой.

Частицы, которые осели в альвеолярной части легочной ткани, или захватываются фагоцитами и удаляются, либо мигрируют в лимфатические узлы легких, трахеи, удаляясь из них в течение нескольких месяцев и даже лет. Второй по значимости путь -поступление радионуклидов с пищей и водой. Питательные вещества вместе с фоновыми концентрациями естественных радиоактивных веществ могут быть загрязнены искусственными радионуклидами, которые из внешней среды по биологическим пищевым цепочкам попадают в растения, организмы животных и, наконец, в продукты питания.

Дальнейшая судьба радиоактивных веществ зависит от их растворимости в кислой среде желудка. Многие растворимые соединения, а именно редкоземельные и трансурановые элементы, в частности, соединения плутония, при щелочной среде кишечного сока превращаются в нерастворимые соединения. Возможно и обратное, когда плохо растворимые в воде вещества в жидкой среде ЖКТ превращаются в растворимые компоненты, которые хорошо всасываются в кровь через эпителий кишечника.

В организм поступает только некоторая часть радионуклидов, попавших в кишечник, большая часть их проходит "транзитом" и удаляется из кишечника. Коэффициент всасывания (резорбции) - это доля вещества, которая поступает из ЖКТ в кровь. Он равен для трития, натрия, криптона, йода, цезия, ксенона - 1,0; стронция - 0,3; теллура - 0,25; урана, радия - 0,2; бария, полония - 0,1; церия, висмута - 0,25; плутония - 0,0005. Радиоактивные вещества, которые в ЖКТ всасываются в количестве менее 1% (коэффициент всасывания менее 0,01) очень быстро удаляются с калом (в течение 1-4 суток). Так как продолжительность контакта таких веществ с организмом небольшая и осуществляется только в период транзита, то сколько-нибудь значительные дозы излучения не успевают образоваться. Кроме этого пробег альфа- и бета-частиц в биологических тканях небольшой (для альфа-частиц - десятки микрометров, для бета-частиц - несколько миллиметров). Поэтому поглощение излучения происходит в основном в содержимом ЖКТ, значительно меньше - в слизистой оболочке толстой кишки. Гамма-кванты достигают и других внутренних органов, которые размещаются в брюшной полости и грудной клетке.

Часть радиоактивных элементов (лантоноиды, актиноиды, все элементы 3 группы, часть 4 и 5 групп ПСМ) способны образовывать коллоиды и плохо растворимые гидроокислы, которые препятствуют всасыванию элементов в ЖКТ. Некоторые из этой группы связываются с внутренними органами и очень прочно удерживаются в тканях. Скорость их выведения из внутренних органов в основном обусловлена радиоактивным распадом.

Следовательно, в случае поступления радионуклидов в организм с продуктами питания и водой, когда отдельные участки кишечника поглощают значительную часть энергии излучаемых частиц, ЖКТ становится критическим органом.

2. Поступление радионуклидов через кожу

До недавнего времени считали, что неповрежденная кожа является эффективным барьером для радионуклидов. Резорбция через неповрежденную кожу в 200-300 раз меньшая, чем из ЖКТ. Сейчас известен целый ряд радионуклидов, которые проникают через кожу в составе жидких или газообразных соединений (особенно через порезы, царапины, ссадины). Так, скорость проникновения паров оксида трития и газообразного йода через неповрежденную кожу сравнивается со скоростью проникновения этих веществ через дыхательные пути, а количество плутония, проникающего через кожу в виде водорастворимых соединений, не меньше, чем при поступлении через ЖКТ. При приеме радоновой ванны на протяжении 20 минут в организм проникает через кожу до 4% радона, содержащегося в воде. Хорошо проникает через кожу молибден, церий, иттрий. Стронций, цезий, теллур через кожу всасывается медленно.

Проницаемость кожи резко увеличивается при воздействии многих химически активных веществ (бензина, обезжиривающих растворителей), при повреждении рогового слоя кожи, играющего главную роль в барьерной функции кожи. Значительное влияние на интенсивность поглощения радионуклидов кожей оказывает температура и влажность воздуха.

Проникая в потовые, жировые железы, а также волосяные фолликулы, радиоактивные вещества могут оставаться там достаточно длительное время. При проникновении в собственно кожу, радиоактивные вещества либо задерживаются в ней на длительное время, либо достигают кровеносных и лимфатических сосудов и течением лимфы и крови разносятся по организму. Тем самым они создают опасность облучения самой кожи и тех внутренних органов, куда они доставляются кровотоком. Радиационные повреждения внутренних органов радионуклидами, проникшими через кожу, не отличаются по характеру от поражений при проникновении их через ЖКТ, легкие и связаны, прежде всего, с дозой облучения и с распределением в организме. Поэтому необходимо обратить внимание на дезактивацию кожи, как на средство, предупреждающее накапливание радионуклидов во внутренних органах.

3. Типы распределения радионуклидов в организме человека

Будущее 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.

Поведение всосавшихся в кровь радионуклидов определяется:

биогенной значимостью для организма стабильных изотопов данных элементов, тропностью их к определенным тканям и органам, например, кальций выполняет специфическую роль, всегда входит в состав почти всех тканей, проявляет большую тропность к костной системе, йод имеет высокую тропность к щитовидной железе;

физико-химическими свойствами радионуклидов - положением элементов в периодической системе Д.И. Менделеева, валентностью радиоизотопа и растворимостью химического соединения, способностью образовывать коллоидные соединения в крови и тканях и другими факторами.

Существуют три основные типы распределения радионуклидов в организме: скелетный, ретикулоэндотелиальный, диффузный (равномерный). В основу 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.

радионуклид химический радиоактивный организм

Заключение

Ознакомившись с вышеприведенной информацией, каждый наверняка задастся вопросом: "Есть ли какие-нибудь способы защитить себя от того вреда, который могут нанести нашему организму радионуклиды?"

Такие способы есть.

Для того чтобы значительно снизить внутреннее облучение, следует:

1. Уменьшить поступление радионуклидов в организм.

Для этого необходимо тщательно мыть овощи и фрукты, снимать кожуру, а овощи предварительно замачивать в воде на несколько часов. С кочанов капусты нужно снять 2--3 верхних листа. Мясо также необходимо вымачивать 2--4 часа в подсоленной воде.

У рыб и птиц перед приготовлением следует удалять внутренности, сухожилия и головы, так как в них происходит наибольшее накопление радионуклидов. Нужно исключить из рациона мясокостные бульоны, особенно с кислыми продуктами, так как стронций в основном переходит в бульон в кислой среде..

Продукты должны подвергаться специальной кулинарной обработке, снижающей содержание радионуклидов в готовом блюде. С этой целью надо ограничить употребление тушеных и жареных блюд, поскольку и этом случае радиоактивные вещества в основном остаются в пище. При варке в продуктах снижается количество радионуклидов, которые переходят в воду. Исключением является только варка яиц, поскольку из скорлупы радионуклиды переходят в белок, поэтому яйца необходимо употреблять в жареном виде.

При варке картошки, свеклы, грибов воду, доведя до кипения, нужно слить и заменить на свежую. Таким образом мы удаляем 50--80 % цезия-137. Так же нужно поступать и в ходе приготовления мясных и рыбных блюд, но после первой воды необходимо удалить из кастрюли и отделенные от мяса кости. Так мы выведем до 50 % радиоактивного цезия.

При засолке и мариновании овощей и грибов можно уменьшить содержание радионуклидов в них в 1,5-- 2 раза.

2. Усилить выведение радиоактивных веществ.

При помощи вышеперечисленных мер мы не защитим полностью организм от попадания радионуклидов внутрь. Поэтому следующим этапом является активизация выведения радиоактивных веществ. Этого можно добиться, регулярно употребляя большое количество жидкости -- соков, морсов, компотов. Следует пить настои трав, обладающих слабым мочегонным действием (ромашки, шиповника, мяты, бессмертника, зверобоя, зеленого чая). Необходимо регулярно опорожнять кишечник.

Существуют продукты, содержащие пектины, которые "связывают" радионуклиды и затем выводят их из организма. К таким продуктам относятся соки с мякотью, клюква, слива, черная смородина, яблоки, вишня, клубника, а также мармелад, джемы и зефир.

3. Использовать радиопротекторные свойства пищи.

Радиопротектор -- вещество, которое снижает поглощение радионуклидов и повышает устойчивость организма к облучению. Этими свойствами обладают и некоторые продукты питания: растительные масла, орехи, семена тыквы и подсолнуха, молочные продукты, рыба, мясо, яйца, морепродукты и бобовые. Ярко выраженными радиопротекторными свойствами обладает грецкий орех. Толченые ядра ореха с медом к тому же способствуют выведению из организма радионуклидов, особенно цезия.

Необходимо добавить, что радиопротекторы наиболее эффективны, если принимаются до момента радиоактивного воздействия.

4. Обогащать рацион минеральными солями.

У химических элементов есть свои двойники -- аналоги. Аналогом радиоактивного цезия является калий, а стронция -- кальций. Если в организме будет недостаток калия и кальция, то их место сразу же займут известные нам радионуклиды: цезий появится в мягких тканях и органах человека, стронций -- в костном аппарате. Чтобы не допустить этого, необходимо обогащать рацион минеральными солями. В первую очередь надо потреблять продукты, содержащие калий и кальций. Богаты калием изюм, курага, чернослив, фасоль, горох, картофель, свинина, сливочное масло. Усвоению кальция способствуют молочные продукты, яйца и бобовые.

Ионизирующие излучения могут привести к генетическим изменениям. Это означает, что у практически здоровых родителей рождаются дети с физическими или умственными недостатками. В начале 50-х годов ученые установили, что при употреблении в пищу некоторых веществ количество мутаций значительно снижается. Эти вещества стали называть антимутагенами. Свойствами антимутагенов обладают витамины А, С, Е, К. Этих витаминов много в капусте, мятном листе, зеленом перце, баклажанах. Естественно, что все вышеперечисленные продукты помогут справиться с радиацией, если они выращены на "чистой" почве.

Список используемых источников

1. http://uchilok.net/biologia/983-raspredelenie-radionuklidov-v-organizme.html

2. http://neznaniya.net/agrojekologija/radiacionnaja-bezopasnost/920-puti-postupleniya-i-osobennosti-raspredeleniya-radionuklidov-v-organizme-zhivotnyh-i-pticy.html

3. http://uchilok.net/biologia/978-puti-postuplenija-radionuklidov-v-organizm.html

4.http://ic.pics.livejournal.com/alenka_moscva/3161272/10045/10045_original.jpg

5. http://rad-x2008.narod.ru/protection.htm

Размещено на Allbest.ru