Инкорпорировланған радиоактивтік заттардың биологиялық әсері

Инкорпорироваланған радиоактивтік заттарға ағзаға ас қорыту, тыныс алу және тері арқылы түседі. Бұл мәселелерді комплекстік зерттеумен радиациялық гигиенистер, радиотоксикологтар және физиктер – дозиметристер арнайы шұғылданады.

Ағзаға қатерлісі – радионуклидтердің тыныс алу (ингаляция) жолы арқылы түсуі. Бұған себеп болатын альвеолдардың орасан зор тыныс алу аумағы, оның көлемі шамамен 100 м2 (терінің аумағынан 50 есе көп).

Ауаның радиоактивтілігі оның құрамында радиоактивтік газдар немесе шаң (аэрозолей), тұман, түтін түрінде болуына байланысты. Тыныс жүйесінде ұсталынып қалған радионуклидтің мөлшері оның түйіршіктерінің көлеміне, олардың физико – химиялық қасиеттеріне және ағзаның жүйелерінде тасымалдануына байланысты түрлі өзгерістер болады. Жақсы еритін түйіршіктер біренеше ондаған минут ішінде қан тамырлар жүйесіне өтіп, заттар алмасуының нәтижесінде белгілі бір мүшелерде және мүшелер жүйесінде жинақталады немесе ағзадан сыртқа бөлінеді. Ерімейтін немесе нашар еритін радиоактивтік заттар мұрын қуысында сілімей бөлігімен қарын – ішек жолына түсуі мүмкін, одан соң ішектердің қабырғасына жинақталады. өкпе ұлпасының альвеолдарына түскен түйіршіктерді фагоциттер залалсыздандырып, сыртқа бөлінуіне әсер етеді,немесе лимфа түйіндеріне өтеді. Лимфа түйіндері бұл бөлшектерден бірнеше айда, бірнеше жылға дейін арыла алмауы мүмкін.

Жоғарыда айтылғандай, аз және ұзақ өмір сүретін радиоактивтік заттар тыныс жүйесіне өтеді. Егер қысқа өмір сүретін және ағзада тасымалдана алмайтын радиоактивтік заттар тыныс мүшелеріне түссе, онда ол өте қатерлі жағдай тудырады. Ал ұзақ өмір сүретін және ағзада тасымалдана алатын радиоактивтік заттар өкпе ұлпасының өзінде жинақталады, ішектен сорылу кезінде біразы қан тамырларға өтеді.

Тамақ және су құрамымен түскен радионуклидтер ас қорыту жүйесінің әр бөлігіндегі РН қасиетіне қарай сұйықтық орталықта еритін немесе ерімейтін құрамдар түзеді. Мысалы, плутоний ішектің сілтілі РН орталығына ерімейтін гидрооксидтерге айналады.

Ішекке түскен радионуклидтердің тек біраз мөлшері ғана ағзаға өте алады, ал көп мөлшері тікелей сыртқа бөлінеді. Радиоактивтік заттардың ас қорыту жүйесінде болған кезінде ішектерге сәулелену әсерін тигізеді.Альфа және бета бөлшектері ішектің қабырғаларын сәулелендіреді, ал гамма –кванты ішкі мүшелерге (негізінен құрсақ) және кеуде қуысындағы мүшелерге сәулелену әсерін тигізеді. Егер тамақпен және сумен радиоактивтік заттар түскенде сәулеленуді шығаратын бөлшектердің энергясы ішектің кейбір бөлігі көбірек сіңірсе, онда қарын – шек жолы қатерлі мұшеге айналады.

Жануарлар және адам терісі арқылы сұйықтық және газ тәрізді қоспа құрамымен радионуклидтер өте жылдам және көп мөлшерде ағзаға өтеді. Тритий оксиді және газ түріндегі иод жарақаттанбаған теріден өтуі олардың тыныс жолынан өту жылдамдығына сай, ал тері кірлегенде плутонийдің судағы ерітіндісінен ағзаға өту мөлшерінің қарынға өту жылдамдығынан кем емес. Радон сеңгелін (ванна) 20 минут алғанда тері арқылы 4% Rn ағзаға өтеді.

Теріні құрғататын, маймен сылануын жоятын ерітінділер эпидермис үсті жарақаттанғанда, жара пайда болғанда радионуклидтер жылдам және көптеп ағзаға өтеді. Сыртқы ортаның температурасы және ылғалдылығы радионуклидтердің тері арқылы өтуіне әсерін тигізеді. Тері сыртқы ортадан ағзаны қоршап қана қоймайды, ол үлкен және маңызды мүше. Тері – бірнеше сезім жасушаларының(температура, сипап – сезу, ауырсынуды сезу және т.б. сезетін), май және тер бөлетін бездер орталығы. Тері ішкі мүшелермен тікелей байланыс жасап, ағзаның физиолгиялық жағдайына әсер етіп отыратын мүше. Тері арқылы радиоактивтік заттардың өтіп, ішкі мүшелерге әсерін тигізетіні қарын — ішек және өкпе арқылы өткендегі әсерлерден кем болмайды. Бұл әсерлер заттардың және таралу аумағына тікелей байланысты. Ағзаға түскен радионуклидтер өздерінің қасиеттеріне және химиялық түріне қарай өзгеріске түседі. Радионуклидтер ағзада негізінен үш түрлі түрде таралады: қаңқалық түр, ретикулоэндотелиальді түр және диффузиялық (сіңіру) түр. Қаңқалық түрде нуклидтер (Ca, Sr, Ba, Ra) сүйектің минералды бөлігінде, ал плутоний және торий сүйек ұлпасында жиналады. Ретикулоэндотелиальді таралу түрінде – Ce, Pr, Pm, Zn, Th, Am және уран элементтері бар.диффузиялық түрде- K, Na, Cs, Rb, H, C, Po элементтері таралады.

Радионуклидтер тасымалдауға түсіп, таралғанда өздеріне ұқсас химиялық қасиеттерімен сипатталатын элементтер бар ұлпаларға жинақталады. Адам ағзасының химиялық құрамы аса жетік зерттелген. Сондықтан осы элементтердің қайсы қай ұлпада, мүшеде жинақталатынын болжап айтуға мүмкіндік бар.

Сәулелену әсерінен физиологилық және биохимиялық құбылыстардың бұзылуы. Жоғарыда айтылғандай, ДНК молекуласына сәулелену әсері тиген жағдайда ДНК түзілуінің тежелуі оның күрделі молекула болып жинақталу фазасында болады. Жасушада бұл құбылыс ферменттің қатысуымен өтеді. Сәулеленген жасушада ДНК түзілуіне жауапты фермент – полимерпезаның әсері тежеледі. ДНК синтезінің тежелуі жасушада тотығу құбылысы кезінде бейорганикалық фосфорды байланыстырып алуды тоқтатады.

Сәулелену жілік майында эритроциттердің түзілуін тежеуілдетеді. Сәулелену табиғи иммунитеттердің барлық түрін әлсіретеді. Үлкен мөлшермен сәулеленгенде жасуша жарғақшасының калий ионының өткізгіштігіне үлкейіп, калийдің жасушадан өтіп кетуіне себеп болады. Қалыпты жағдайда калий ақуызбен байланысты түрде болып, бұлшық еттің қозу құбылысына қатысады. Сәулеленген жануарлар ағзасының салмағы азаяды, ол ақуыздың ыдырауына, май қорығындағы май қорының азаюына байланысты.

Сәулелену әсерінен толып жатқан биохимиялық өзгерістер өтіп, ағзада әр жақты өзгерістер болады. Креатин құрамында азот бар, үш аминқышқылының қатысуымен (аргинин, глицин, метионин өз молекулаларын креатин құрамына береді) бауырда түзілетін күрделі зат. Бауырда түзілген креатин қанның құрамына өтіп, қанның ағымымен бұлшық етке жетеді. Креатин бұлшық етте фосфор қышқылымен қосылып фосфокреатинді құрады.

Креатиннен су молекуласының ыдырап бөлінуінен креатинин пайда болады. Қалыпты жағдайда креатинин зәрдің құрамымен ағзадан бөлінеді. Сәулелену әсерінен креатининнің ағзадан бөлінуі көбейеді. Сәулеленген бұлшық ет бауырда көптеп түзілген креатининді жеткілікті пайдалана алмауы мүмкін.

Фосфокреатин бұлшық еттің жиырылуында маңызы ерекше – ол химиялық энергияны механикалық жұмысқа айналдыруға қатысады.

  1. Адамның тіршілік ету ортасының жағдайына байланысты сәулелену

Адамның өмір сүріп отырған жеріне, ішкен судың сапасына, тұрған үйінің құрылыс материалына сай сәулелену әр деңгейде болады. Теңіз беті деңгейіне сай жазық далада ағзаны қоршаған орта ғарыштың жоғары энергялы электрондардан, фотондардан,нейтрондардан тұрады. Таулы жердің 1500 м биіктігінде теңіз беті деңгейімен салыстырғанда сәулелену мөлшері жылына 160-240 миллиард. Өзеннің түбіндегі топырақ құрамына байланысты судың радиациялану деңгейі әр түрлі болады.

Ауаның құрамында радон және торон мөлшері адамның өмір сүріп тұрған жеріне, жыл мерзіміне, геологиялық және метеорологиялық жағдайларына байланысты. Радон – 222 адамның денесінің құрамында болатын радий элементінің ыдырауының продуктысы. Ауасы шаң – тозаң қалаларда радон концнтрациясы ауылдық жерге қарағанда шамамен 3 есе жоғары. Радон және торон, олардың ыдырауынан пайда болатын продуктылары ашық кеңістік жерден салыстырғанда үйде жоғары. Үйдің ауасында радон және торон концентрациясының жоғары болуының себебі – топырақ. Топырақтың құрамындағы ауа подвалға жиналады, содан соң үйге өтеді. Олардың ең үлкен концнтрациясы қысқы айларда, топырақ пен ауаның арасында ауа алмасуы бұзылған кезде байқалады.

Егер адамның өмірі 70 жасқа тең болса, оның өкпесінің дозасы 16 рентген (тек атмосфера ауасымен тыныс алған жағдайда) және “терең” жерде салынған бөлмеде ұзақ уақыт болғанда 150-160 рентген. Бұдан ауылдық жердегі тұрғындармен салыстырғанда қала тұрғындарының өкпесінің сәулелену дозасы анағұрлым жоғары.

Тұрғын үйлер және өндіріс үйлерінің қабырғасы сыртқы гаммарадиациядан сақтағанымен, үй қабырғаларының өзі гамма – сәулелену әсерінің бұлағы болып саналады.

Үлкен қалаларда сәулелену әсерінің деңгейі құрылыс материалдарда радиоактивтік элементтердің мөлшеріне байланысты деген ғылыми болжам бар. Бұл әсіресе үйлердің сыртын гранитпен қаптағанда, арықтардың жағалауын гранитпен әсемдегенде үйдің ауасындағы радиоактивтілік атмосфераға қарағанда 1-2 есе жоғары. Үйдің ауасын терезені, есікті ашып желдеткенде 20 минут ішіінде ауаның радиоактивтілігі 1,5-3 есе төмендейді.

Көрсеткіш сызықтарының тұсындағы сандар радиацияның миллиард мөлшері. Көрсеткіш төмен болса, ғарыштық сәулеленудің мөлшері, ал жоғары болса, Жердің радиоактивтілігінің әсер ететін мөлшері. Қисық көрсеткіш ағзаның өзіндегі изотоптардың радиоактивтік мөлшері.