Токсикология радиоактивных веществ

Лучевые поражения животных

Основные вопросы. Классификация лучевых поражений при внешнем и внутреннем облучении. Острая лучевая болезнь, вызванная внешним облучением, ее периоды и степени тяжести. Патогенез, клинические признаки, динамика количественных и качественных показателей крови, патологоанатомические изменения, прогноз.

Особенности клинической и патологической картины острой лучевой болезни, вызванной внутренним облучением.

Хроническая лучевая болезнь. Особенности развития и течение заболевания.

Видовые особенности течения лучевой болезни у животных.

Лучевые ожоги. Комбинированные лучевые поражения. Клиника. Генетические эффекты. Радиационный мутагенез. Отдаленные последствия облучения: возникновение злокачественных новообразований, дисгормональные состояния и др.

выполнение работы

При изучении острой лучевой болезни следует обратить внимание на развитие различной степени тяжести, фазность ее течения.

Необходимо рассказать о развитии основных синдромов ОЛБ: костномозгового и изменениях со стороны желудочно –кишечного тракта и других органов и систем.

Следует обратить внимание на профилактику острой лучевой болезни животных, подвергшихся воздействию продуктов распада в результате аварий на предприятиях атомной промышленности или ядерных взрывов.

вопросы для самопроверки

1. Перечислите факторы, влияющие на тяжесть лучевых поражений.

2. Дайте классификацию лучевых поражений сельскохозяйственных животных.

3. Назовите периоды ОЛБ (острой лучевой болезни) животных и охарактеризуйте их.

4. Расскажите об особенностях течения острой лучевой болезни при внутреннем облучении животных.

5. Причины развития лучевых ожогов. Профилактика.

Раздел 6

Основные вопросы. предмет и задачи радиотоксикологии. Классификация радиоактивных изотопов по их токсичности. Пути поступления радиоактивных изотопов в организм. Типы распределения их в организме: равномерный, остеотропный, печеночный, почечный, тиреотропный. Накопление и выведение радионуклидов из организма. Понятие о критическом органе. Эффективный период полувыведения. Ускорение выведения радиоактивных веществ из организма.

Факторы, определяющие степень биологического действия радиоактивных веществ на организм.

Биологическое действие и особенности поведения в организме наиболее радиотоксичных радионуклидов: стронция-90, цезия –137, йода-131, полония-210, плутония-239.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Лучевые поражения могут возникнуть при попадании радиоактивных изотопов в организм, при этом развивается инкорпорированное (внутреннее) облучение биологических объектов. Поэтому необходимо знать пути поступления радиоактивных веществ, а также поведение их в организме животного, характер распространения, накопления и пути выведения. Следует уяснить, что метаболизм радиоизотопов в организме зависит от физико-химических свойств элемента, от физиологического состояния организма. Важное значение имеют формы соединений радиоактивных веществ, образующихся в организме. Известно, что радиоактивные изотопы при взаимодействии с водой тканей образуют диссо­цируемые и плохо диссоцируемые соединения, которые под­вергаются фагоцитозу и поэтому накапливаются в организме в тканях и органах, богатых ретикуло-эндотелиальными клетками.

Необходимо отметить избирательную способность накопле­ния радиоактивных элементов некоторыми органами, которые называются критическими из-за того, что подвергаются наибольшему радиационному повреждению.

Для оценки дозы внутреннего облучения, тяжести радиа­ционного поражения и прогнозирования исхода важное значе­ние имеет продолжительность периода полувыве­дения радиоактивного изотопа - Т_биол. Т _биол. - время, в течение которого из организма выделяется половина попавшего в него радиоактивного вещества за счет метаболических процессов..

Уменьшение радиоактивности в организме происходит не только за счет выделения изотопа, но и в результате процесса физического распада его (Т _физ.). Эти два процесса протекают одновременно и составляют эффективный период полувыведения, продолжительность которого определяется формулой:

Т_{эфф. =} (Т_биол. × Т_биол) / (Т_биол. + Т_физ.)

В зависимости от продолжительности периода полураспада изотопа определяют его значение при подсчете эффективного периода полувыведения. Для долгоживущих изотопов Т_эфф. определяется, главным образом, периодом полувыведения – Т_биол., а для короткоживущих изотопов решающее значение имеет Т _физ.

Необходимо уяснить, что по степени биологической опасно­сти радионуклиды разделяются на 4 группы.

Необходимо хорошо изучить материалы по радиотоксиколо­гии йода-131, стронция-90, цезия-137, полония-210, плутония-239 и др., являющихся наиболее опасными радионуклидами для животных и человека.

Для закрепления материала необходимо решить задачи по расчету доз при внутреннем облучении.

Расчет поглощенных доз при внутреннем облучении:

Поглощенная доза за счет гамма-излучения, накапливающаяся от момента поступления изотопа до полного его распада, может быть рассчитана по следующей формуле:

Д_g = 0,032 ´ К_g ´ А ´ Т_эфф., (1)

а на момент времени t по формуле:

Д_g = 0,032 ´ К_g ´ А ´ Т_эфф. ´ (1-e^{-0,693 ´ t / Tэфф}), (2)

где Д_g – поглощенная доза облучения, рад;

0,032 – постоянный расчетный коэффициент поглощенных доз;

К_g – гамма-постоянная радиоизотопа;

А – количество радиоизотопа в ткани, мКи;

Т_эфф. – эффективный период полувыведения радиоизотопа из организма или органа;

E – основание натуральных логарифмов (Е = 2,72).

Поглощенная доза за счет бета-излучения, накапливающаяся от момента поступления радиоизотопа до полного его распада, может быть рассчитана по следующей формуле:

Д_b = 73,8 ´ А ´ Е_b ´ Т_эфф, (3)

а на момент времени t по формуле:

Д_b=73,8 ´ А ´ Е_b ´ Т_эфф ´ (1-e^{-0,693´t/Tэфф}), (4)

где Д_b – поглощенная доза облучения, рад;

73,8 – постоянный расчетный коэффициент поглощенных доз;

А – количество радиоизотопа в ткани, мКи;

Е_b – средняя энергия бета-частиц, МэВ;

Т_эфф. – эффективный период полувыведения радиоизотопа из организма.

Поглощенная доза за счет альфа-излучения, накапливающаяся от момента поступления изотопа до полного распада, может быть рассчитана по следующей формуле:

Д_a = 73,8 ´ А ´ Е_a ´ Т_эфф. ´ КК (ОБЭ), (5)

а на момент времени t по формуле:

Д_a=73,8 ´ А ´ Е_a ´ Т_эфф. ´ КК ´ (1-e^{-0,693´t/Tэфф}), (6)

где Д_а – поглощенная доза облучения, бэр;

А – количество радиоизотопа в ткани, мКи;

Е_а – энергия альфа-частиц, МэВ;

КК(ОБЭ) – относительная биологическая эффективность излучения.

Т_эфф. – эффективный период полувыведения радиоизотопа.

Если организм одновременно подвергается внутреннему облучению различными видами облучения, то рассчитанные дозы от каждого вида суммируются.

Показатель степени (-0,693 ´ t/Т_эфф.) основания натуральных логарифмов е вычисляется, а затем находят значение e по специальным таблицам значений функций e^x и e^-x (Приложение Г).

Задание. Вычислить поглощенные дозы облучения по вариантам. Данные оформить в виде таблицы 3.

Таблица 3

Расчет поглощенных доз облучения РВ

Радио-изотоп	Кол-во радиоизо-топа	Вид излу- чения	Гамма-постоянная или энергия излучения	Критич. орган	Тэфф. сут.	Доза, бэр
макс.	сред

Таблица 4

Варианты задач

Вариан-ты	Радио-изотоп	Кол-во радиоизо-топа	Вид излу- чения	Гамма-постоянная или энергия излучения	Критич. орган	Тэфф. сут.
1.	Аu-198	1 мКи	гамма	К= 2,3	все тело	2,6
Ро-210	1 мкКи	альфа	Е= 5,3	все тело	25,0
Р-32	1 мКи	бета	Е=1,73	все тело кости	13,5 14,1
2.	Со-60 Ро-210 S-35	1 мКи 1 мкКи 1 мКи	гамма альфа бета	К=12,9 Е = 5,3 Е= 0,17	все тело почки все тело кожа	9,5 46,0 44,3 82,4
3.	Сs-137 Ро-210 Ва-140	1 мКи 1 мкКи 1 мКи	гамма альфа бета	К=3,1 Е=5,3 Е= 1,02	все тело селезенка все тело мышцы	70,0 42,0 10,07
4.	I-131 Ро-210 Се-144	1 мКи 1 мкКи 1 мКи	гамма альфа бета	К=2,3 Е= 5,3 Е= 0,32	все тело печень все тело кости	7,6 32,0 191,0 243,0
5.	Nа-24 Ро-210 Ru-106	1 мКи 1 мкКи 1 мКи	гамма альфа бета	К= 18,5 Е=5,3 Е=3,7	все тело кости все тело кости	0,6 20,0 7,2 15,0

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ и контрольной работы:

1. Пути поступления РВ в организм с.-х. животных и человека. Их характеристика.

2. Типы распределения радионуклидов в организме с.-х. животных. Метаболизм радионуклидов.

3. Группы радиотоксичности РВ. От каких факторов зависит радиотоксичность?

4. Радиотоксикологическая характеристика ¹³¹ I .

5. Радиотоксикологическая характеристика ¹³⁷ Cs.

6. Радиотоксикологическая характеристика ⁹⁰ Sr.

7. Острая лучевая болезнь с.-х. животных (ОЛБ) при внутреннем облучении.

8. ОЛБ с.-х.. животных при внешнем облучении. Краткая характеристика.

9. Отдаленные последствия радиационного поражения.

Раздел 7

ПРОГНОЗ ПОСТУПЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ
В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННУЮ ПРОДУКЦИЮ

Основные вопросы. При рассмотрении вопросов этого раздела необходимо изучить методику прогноза поступления радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию, уметь составлять прогноз и дать рекомендацию по использованию сельскохозяйственной продукции.

Следует обратить внимание на то, что прогноз загрязнения растениеводческой продукции позволяет заблаговременно планировать севооборот культур для возделывания на загрязненных радионуклидами угодьях, их размещение по полям и отдельным участкам с учетом плотности загрязнения почв и возможности использования получаемой продукции.

Для прогнозирования поступления радионуклидов в корма и продукцию животноводства необходимо, прежде всего, установить, какими радионуклидами загрязнены воздух и территории сельскохозяйственных угодий и каковы плотность и равномерность этих загрязнений. Другие важнейшие показатели – биологическая доступность и способность радионуклидов мигрировать по пищевым цепочкам.

Следует обратить внимание, что содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции зависит как от плотности загрязнений, так и от типа почв, от их гранулометрического состава и агрохимических свойств. При повышении содержания в почве физической глины от 5 до 30 %, гумуса от 1 до 3, 5 %, переход радионуклидов в растения снижается в 1,5-2 раза. При увеличении содержания в почве подвижных форм калия и фосфора от низкого (K₂O менее 100 мг^/кг почвы) до оптимального (200-300 мг^/кг) и изменении реакции почвы от кислой (рН 4,5-5,0) к нейтральной (рН 6,5-7,0) переход радионуклидов возрастает в 2-3 раза (См. приложения 8,9).

Еще в большей степени на накопление радионуклидов влияет режим увлажнения почвы. Минимальное накопление Cs-137 в многолетних травах обеспечивается при поддержании уровня грунтовых вод на глубине 90-120 см от поверхности осушенных торфяных и торфяно-глеевых почв. На переувлажненных песчаных и торфяных почвах высокая степень загрязнения кормов и молока наблюдается даже при относительно низких плотностях загрязнения Cs-137 (2-5 Ки/ км²) и Sr-90 (0,3 – 1 Ки/км²).
В то же время на окультуренных участках дерново-подзолистых суглинистых почв продукция с допустимым содержанием радионуклидов была получена при плотности загрязнения Cs-137 до 20-30 Ки/км². На переход Cs-137 из почвы в растение существенно влияет содержание в ней органического вещества. Поступление этого радионуклида в растения из торфяных почв превышает его поглощение из минеральных в несколько раз.

Сортовые различия в накоплении радионуклидов значительно меньше (до 1,5-3 раз).

Для прогноза накопления радионуклидов в продукции растениеводства используются:

а) коэффициенты перехода из почвы в урожай в расчете на 1 Ки/км², которые дифференцированы в зависимости от типа и гранулометрического состава почв, содержания обменного калия и реакции почвенной среды (см. данные Приложений 7 и 8);

б) результаты агрохимического и радиологического обследований почв.

Дата добавления: 2015-05-09