Биологическое значение радиоактивных элементов

26 Января в 10:06 692 0


Естественные радиоактивные элементы калий, уран, торий, рубидий, углерод (С14) - широко распространены в природе и почти всегда встречаются в почвах, горных породах, водах и атмосфере. Эти радиоактивные элементы имеют большое значение в жизни и развитии животных и человека (А.А. Дробков, 1958).

Академик В.И. Вернадский (1940-1954) утверждал, что жизнь в биосфере обеспечивается двумя главными источниками энергии - солнечным излучением и атомной энергией естественных радиоактивных элементов.

Радиоактивные элементы постоянно в течение всей жизни поступают в организм растений, животных и человека с водой, пищей и воздухом, избирательно распределяются по органам и тканям.

Это так называемый фон естественной радиации, к которому организм не только привык, приспособился, но который является для него жизненно необходимым. Избыток радиоактивных изотопов выделяется с мочой, калом, слюной и йотом.

А.А. Дробков (1958) приводит интересные данные Anderson и Zibbi (1951), которые подсчитали, что общая радиоактивность организма человека весом 80 кг для калия составляет 475000, для радиоактивного углерода - 220 000 распадов в 1 минуту, т. е. всего 695000, а на 1 г веса 8,678 распада в 1 минуту.

Если к этому прибавить радиоактивность, обусловленную наличием в организме тяжелых радиоактивных элементов радия, урана и тория, то общая естественная радиоактивность организма человека составляет 10 000-12 000 распадов в 1 минуту на 1 г ткани. А.А. Дробков также отмечает, что под влиянием малых количеств радия, урана и тория в питательной смеси у растений усиливается обмен веществ, повышается содержание углеводов и белков, значительно увеличивается урожайность сахарной свеклы и бобовых растений.

Ничтожно малые концентрации тек же элементов в почвах заметно повышают жизнедеятельность полезной почвенной микрофлоры, что выражается, в частности, в усиленном синтезе биологически активных веществ - аминокислот, антибиотиков и др. Накапливание радиоактивных элементов в растениях носит отчетливый избирательный характер (Д.Э. Гродзенский, 1964).

Естественные радиоактивные элементы также избирательно накапливаются в организме животных и человека. В то же время значительная часть естественных радиоактивных изотопов выводится из организма.

Содержание радиоактивных изотопов в организме человека значительно колеблется в зависимости от условий жизни и питания. В среднем нормальное количество радия в «стандартном» человеке составляет (0,4-3,3)*10 -10 г (А.В. Козлова и Е.С. Щепотьева, 1962), причем 99% радия накапливается в костном скелете. В то же время установлено, что предельно допустимое количество радия в организме во много раз выше и принято равным 1*10 -7 г.

Н.А. Павловская на трупном материале, исследуя различные органы, определила содержание в них радиоактивного изотопа тория (Th232), наибольшее накопление его отмечено в костной ткани и в легких. Количество тория в печени, сердце, селезенке, мозге, мышцах и почках составляет в среднем 1*10-6 г на 100 г свежей ткани, что в 3 раза меньше, чем в легких, и в 5 раз меньше, чем в костной ткани.

Общее количество тория (Th232) во всем организме составляет 1,1*10-4 мк, что в сотни раз меньше его предельно допустимого количества, определенного Международной комиссией по радиационной защите. Торий (Th232) не только поступает в организм и накапливается в нем, но так же, как уран и радий, непрерывно выводится с мочой и калом.

А.И. Россошанская, изучая миграцию естественных радиоактивных элементов по звеньям биологических пищевых цепочек, определила естественную радиоактивность пищевых продуктов, употребляемых человеком, картофеля, лука, капусты, молока, рыбы, мяса. В числе прочих А.И. Россошанская изучала обмен урана в организме человека. За основу она взяла содержание урана в суточном рационе, включая воду (определение проводилось люминесцентным методом).

Затем содержание этого изотопа она определяла в суточном количестве мочи и кала. В результате было установлено, что с калом выводится в 12 раз больше урана, чем с мочой. Однако в 54 пробах из 68 уран был обнаружен и в моче, это свидетельствует о том, что часть его все же попадает в кровоток и разносится к органам и тканям.

Дальнейшее изучение показало, что так как отдельные органы и ткани обладают избирательной способностью фиксировать радиоактивные элементы, то и радиоактивный распад происходит в них гораздо интенсивнее.



Hoffmann (1943) определил, что уран накапливается в почках, селезенке, печени, щитовидной железе и яичниках, где его содержание в 10 раз больше, чем в крови, и в 100 раз больше, чем в мышцах.

С.В. Андреев (1970) приводит интересные сведения о количестве радия и урана, которые могут накопиться в организме человека при внутреннем (питьевом) лечении радиоактивными водами, содержащими, кроме радона, эти радиоактивные изотопы.

Для расчета автор принимает в соответствии с рекомендацией А.А. Моисеева и В.И. Иванова максимальное содержание радия в природных питьевых минеральных водах, которое составляет 1*10 9 кюри/л и урана 1*10 3 г/л, что равно 0,33*10 -3 кюри/л.

Затем, исходя из принятой на курортах схемы питьевого лечения, он принимает, что за 30-дневный курс лечения (по одному стакану 3 раза в день) больной получает около 20 л радиоактивной воды. В результате, по данным С.В. Андреева (1970), за курс лечения в организме может накопиться определенное количество изотопов (табл. 1).

Таблица 1. Количество изотопов которое может накопиться в организме за курс лечения
Количество изотопов которое может накопиться в организме за курс лечения

Как видно из табл. 1, даже при таком интенсивном применении радиоактивных вод в организме может накопиться незначительная доля предельно допустимого количества этих изотопов.

Необходимо отметить, что многие врачи-бальнеологи рекомендуют не давать внутрь радиоактивные воды, содержащие в значительных количествах радий, уран и торий. Очевидно, необходимы дополнительные экспериментальные исследования как по поступлению, накоплению и выведению этих изотопов, так и по их биологическому действию.

Говоря о биологическом действии радиоактивных изотопов, надо также упомянуть, что немалое значение имеет и избирательная чувствительность отдельных органов и тканей к ионизирующему излучению. В литературе описаны факты, указывающие на высокую чувствительность к излучению щитовидной железы (Г.М. Шерешевский, 1939), половых желез у женщин (А.В. Эмануэль, 1962) и др. Хотя эти вопросы требуют дальнейшего изучения, все же в практической работе с ними необходимо считаться.

При поглощении радиоактивных изотопов живым веществом, они наряду с химическим воздействием производят физиологическое действие вследствие ионизации и возбуждения нейтральных атомов и молекул. В результате последнего активизируемся само живое вещество. Под влиянием а-, в-излучений и у-квантов в живых клетках непрерывно возникают активизированные молекулы и атомы в виде свободных радикалов, которые играют основную роль в жизнедеятельности организма и особенно в обмене веществ.

Недостаток или отсутствие того или иного естественного радиоактивного элемента в пище может привести к нарушению некоторых обменных процессов и даже к заболеванию. Вот почему неверным является утверждение, что любая доза радиоактивности приносит вред организму.

Научные наблюдения говорят об обратном. Наличие естественных радиоактивных элементов в воздухе, воде, почвах и организме в обычных количествах создает тот естественный радиоактивный фон, который не только не приносит вреда, но и является необходимым и полезным для нормальной жизнедеятельности.

В настоящее время накопилось достаточное количество наблюдений, указывающих, что естественный радиационный фон колеблется в различных географических зонах и в различные сезоны года. Средний уровень фонового облучения, которое получает человек за год за счет внешнего и внутреннего облучения, составляет около 100 миллибэр. Однако человек и животные могут без вреда переносить и значительно большие дозы.

Применяя природные радоновые воды с лечебной целью как один из видов а-излучения, мы незначительно и относительно кратковременно повышаем естественный радиоактивный фон и этим стимулируем обмен веществ и другие стороны жизнедеятельности организма.

Е.А. Смирнов-Каменский, С.М. Петелин
Похожие статьи
показать еще
 
Общее в медицине