Пути поступления, распределения в организме и выделения радиоактивных изотопов - Концепция взаимодействия энтеросорбентов с внутренней средой организма
Пути поступления радионуклидов в организм. Радиоактивные вещества могут проникать в организм животных через легкие при вдыхании загрязненного воздуха; через пищеварительный тракт с кормом и водой, содержащими радиоактивные вещества; через неповрежденную кожу, слизистые оболочки и раны. Характер распределения радионуклидов в организме зависит от основных химических свойств элемента, формы вводимого соединения, пути поступления и физиологического состояния организма.
Степень проникновения радиоактивного аэрозоля и задержка его в легких зависят от заряда частиц и их размеров. Газообразные радиоактивные вещества быстро всасываются с поверхности легких в кровь и разносятся по всему организму. Частицы диаметром менее 0,5 мкм легко проникают в легкие и так же легко покидают их, не задерживаясь. Частицы размером от 0 5 до 1 мкм задерживаются в легких на 90%, пылинки размером более 5 мкм -- до 20 %. Более крупные частицы оседают в верхних дыхательных путях, отхаркиваются и затем заглатываются и поступают в желудок.
Задержавшиеся в легких радиоактивные частицы быстро всасываются в кровь, однако определенная часть их фагоцитируется макрофагами, в результате чего в легочной ткани может создаваться большая радиоактивность на длительное время.
Медленно покидают легкие плохо растворимые соединения. Высокая концентрация таких радионуклидов часто обнаруживается в лимфатических узлах корней легких. Очень быстро всасываются в легких оксид трития, растворимые соединения щелочных и щелочноземельных элементов, медленно -- плутоний, амерций, церий, кюрий и другие тяжелые металлы.
Основным путем поступления радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных следует считать пищеварительный тракт, особенно при пастбищном содержании.
Всасывание радионуклидов у животных. Характер всасывания радиоактивных веществ в желудочно-кишечном тракте животных определяется многими факторами и зависит от пути поступления, физико-химических свойств радионуклидов, вида, возраста, физиологического состояния организма и многих других факторов. Принципиально всасывание подразделяется на активное и пассивное. При активном всасывании радионуклиды избирательно проникают через клеточную мембрану подобно обычным макро - или микроэлементам, при пассивном -- радионуклиды проникают за счет диффузии.
Наиболее важное место активного всасывания -- желудочно-кишечный тракт, а при воздушном пути поступления -- легкие.
У животных с однокамерным желудком скорость резорбции радионуклидов выше, чем у жвачных, имеющих многокамерный желудок. Галогены, щелочные и щелочноземельные элементы всасываются в максимальных количествах (от 5 до 100 %), а тяжелые и редкоземельные элементы (в результате образования в кишечнике слабо растворимых соединений с фосфатами и жирными кислотами) всасываются очень слабо (от 0,001 до 2,3 %).
Трансурановые и редкоземельные элементы в кишечнике образуют труднорастворимые соединения, поэтому степень всасывания их очень низкая. Большинство радионуклидов наиболее интенсивно всасываются в двенадцатиперстной, тощей, ободочной и подвздошной кишках, минимально -- в желудке.
У растущих животных всасывание радионуклидов протекает более активно, чем у взрослых. Возраст организма -- наиболее существенный фактор, изменяющий скорость всасывания радионуклидов в желудочно-кишечном тракте животных. У новорожденных животных вследствие интенсивного обмена веществ и большей скорости их роста всасывание радионуклидов в несколько раз выше.
На величину и скорость всасывания существенно влияет количество поступивших веществ. Чем больше их поступает, тем меньшее процентное количество всасывается.
Распределение радионуклидов в организме. 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.
По типу распределения радионуклидов в организме их разделяют на 4 основные группы, в особую группу выделяют изотопы йода. (Таблица 1)
Таблица 1 - Группы изотопов по типу распределения
Тип распределения |
Элементы |
Равномерный |
Элементы первой основной группы периодической системы - водород, литий, натрий, калий, рубидий, цезий, рутений, хлор, бром и др. |
Скелетный |
Щелочноземельные элементы - бериллий, кальций, стронций, барий, радий, цирконий, иттрий, фтор и др. |
Печеночный |
Лантан, церий, прометий, плутоний, торий |
Почечный |
Висмут, сурьма, мышьяк, уран, селен и др. |
Тиреотропный |
Йод, астат, бром |
Распределение кислорода, азота, водорода и углерода зависит от тех химических соединений, в составе которых они поступают в организм.
Распределение в организме элементов, относящихся к определенной группе периодической системы Менделеева, имеет много общего. Элементы первой основной группы (Li, Na, K, Rb, Cs ) полностью всасываются из кишечника, сравнительно равномерно распределяются по органам и выделяются преимущественно с мочой. Элементы второй основной группы (Са, Sr, Ва, Ра) хорошо всасываются из кишечника, избирательно откладываются в скелете, выделяются в несколько больших количествах с калом. Элементы третьей основной и четвертой побочной групп, в том числе легкие лантаноиды, актиноиды и трансурановые элементы, практически не всасываются из кишечника, откладываются в печени и в меньшей мере в скелете, выделяются преимущественно с калом. Элементы пятой и шестой основных групп периодической системы, за исключением Ро, сравнительно хорошо всасываются из кишечника и выводятся почти исключительно с мочой в течение первых суток, благодаря чему в органах обнаруживаются в сравнительно небольших количествах.
Орган, в котором происходит избирательная концентрация радионуклида и вследствие чего он подвергается наибольшему облучению и повреждению, называют критическим. При поступлении нерастворимых соединений радионуклидов через органы дыхания, пищеварения и кожу критическими органами будут соответственно легкие, желудочно-кишечный тракт и кожа. Для некоторых радионуклидов критическими всегда являются одни и те же органы: например, для йода -- щитовидная железа, для стронция, кальция и радия -- кости. Для всех радионуклидов критическими органами будут кроветворная система и половые железы. Эти органы выделены как критические потому, что они являются наиболее уязвимыми, даже при малых дозах радиации в них происходят существенные изменения.
Попавшие в организм радионуклиды участвуют в обмене веществ по принципу, аналогичному тому, как это происходит для их стабильных изотопов: они выводятся из организма через те же самые выделительные системы, что и их стабильные носители.
Основное количество радиоактивных веществ выводится через желудочно-кишечный тракт и почки, в меньшей степени - через легкие и кожу. У беременных и лактирующих животных часть радионуклидов выделяется с плодом и молоком.
Скорость выведения радионуклидов зависит от их природы, а так - же от вида, возраста, физиологического состояния животных и ряда других факторов.
Наиболее быстро из организма выводятся радионуклиды, депонирующиеся в тканях, где скорость обмена веществ высокая. Существенно влияет на этот процесс состояние радионуклидов в тканях, т. е. находятся ли они в свободном состоянии или связаны с тканевыми структурами. Свободные радионуклиды быстрее выводятся из организма, связанные с тканевым белком и находящиеся в коллоидном состоянии радионуклиды выводятся медленнее. В зависимости от вида химического соединения, пути и длительности поступления радионуклидов в организм животных может изменяться скорость их выведения из организма и изменяться роль выделительных систем в этом процессе.
Однако основным фактором, определяющим пути выведения радио нуклидов из организма, являются их физико-химические свойства. Так, радионуклиды редкоземельных элементов независимо от пути поступления выводятся через желудочно-кишечный тракт и незначительно с мочой.
При хроническом поступлении радионуклидов пути их экскреции у животных также различны. Во многом они определяются теми же факторами, что и при однократном поступлении. Однако при хроническом поступлении большое значение начинают приобретать характер кормления животных, полноценность и качество кормов, наличие кормовых добавок и другие факторы. При хроническом поступлении большая часть изотопов йода выводится через почки, тогда как изотопы кобальта, стронция, рутения, бария, вольфрама удаляются из организма в основном через желудочно-кишечный тракт.
Введение в рацион животных стабильного изотопа изменяет не только скорость экскреции радионуклида, но и роль выделительных систем в этом процессе. Так, добавление в корм поросятам стабильного стронция уменьшает количество выводимого с мочой Sr 89 в 2 раза. Напротив, увеличение в рационе животных кальция примерно в 10 раз усиливало выведение Sr 89 с мочой.
У мелких животных интенсивность поглощения йода щитовидной и молочной железами значительно выше, чем у крупных.
Поскольку различные ткани организма по-разному связывают один и тот же радионуклид, то и скорость выведения из этих тканей будет различна. Время, в течение которого исходное количество радионуклида уменьшится вдвое, называют эффективным периодом полувыведения Т эфф. Снижение концентрации радиоизотопов происходит за счет двух основных факторов: физического их распада и истинного выведения. Значение эффективного периода полувыведения вычисляют по формуле:
Т эфф = Тфиз*Тбиол/(Тфиз + Тбиол),
Тфиз - период полураспада радионуклида,
Тбиол - период его биологического полувыведения.
Эффективный период полувыведения долгоживущих изотопов определяется в основном биологическим периодом полувыведения, Короткоживущих - периодом полураспада. На эффективный период полувыведения влияют вид, Возраст, Функциональное состояние организма, Особенности поступления, Распределения радионуклидов и другие факторы. При этом выведение цезия и стронция у кур происходит быстрее, чем у крупного рогатого скота, овец, коз и свиней, за счет более интенсивного обмена веществ.
Похожие статьи
-
Половые железы у млекопитающих реагируют на действие радиации однотипно. Основное видовое отличие - величина повреждающей дозы, которая тесно связана с...
-
Энтеросорбент Биокоретрон - Концепция взаимодействия энтеросорбентов с внутренней средой организма
Состоит из экологически чистого природного материала - диатомита, применяется для профилактики микотоксикозов у сельскохозяйственных животных и птиц: -...
-
Заключение - Концепция взаимодействия энтеросорбентов с внутренней средой организма
Радиобиология решает практические вопросы радиационной гигиены, проблемы отдаленных последствий действия на живые организмы ионизирующих излучений. Одно...
-
Введение - Концепция взаимодействия энтеросорбентов с внутренней средой организма
Радиобиология - наука о действии всех видов ионизирующих излучений на живые организмы и их сообщества. Исследование биологического действия ионизирующих...
-
Нуклоны в ядрах находятся в состояниях, существенно отличающихся от их свободных состояний. За исключением ядра обычного водорода, во всех ядрах имеется...
-
Пути поступления - Токсикология мышьяка
Соединения мышьяка могут поступать в организм пероральным, ингаляционным путем, через кожу и слизистые оболочки, а также при парентеральном введении. При...
-
Биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой), как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической части. Абиотическая часть...
-
Название этого вида регуляции происходит от латинского hymor - жидкость. Этот вид регуляции осуществляется с помощью химических веществ, обладающих очень...
-
*Принимает участие в гуморальной (химической) регуляции функций организма и координирует деятельность всех органов и систем. *Обеспечивает сохранение...
-
Земля - уникальная планета, она находится на единственно возможном расстоянии от Солнца, которое определяет такую температуру поверхности Земли, при...
-
При влиянии болезнетворных бактерий на человека в самом простом случае болезнетворные микроорганизмы лишь "крадут" питательные вещества хозяина. При этом...
-
Особенности питания растущего организма - Возрастная биохимия
Обязательным условием нормального роста и развития организма, повышения уровня физической работоспособности, профилактики заболеваний является...
-
Витамины - Анализ пищевых веществ, необходимых для организма человека
Это низкомолекулярные органические вещества различной химической природы, выполняющие роль биологических регуляторов жизненных процессов в организме...
-
Функции белков в организме - Питательные вещества
Функции белков в организме разнообразны. Они в значительной мере обусловлены сложностью и разнообразием форм и состава самих белков. Белки - незаменимый...
-
Метаболизм этанола - Метаболизм этилового спирта в организме
А. Содержание этанола в алкогольных напитках и в организме человека Следы этанола (EtOH, этиловый спирт) можно обнаружить во фруктах. В алкогольных...
-
Отношения между организмами в биоценозе - Особенности биоценоза
Можно говорить о разных типах отношений между организмами в биоценозе -- мyтуалистических, комменсалистических, хищнических, паразитических и пр. На этих...
-
Введение, Белки - Анализ пищевых веществ, необходимых для организма человека
Организм человека состоит из белков (19,6 %), жиров (14,7 %), углеводов (1 %), минеральных веществ (4,9 %), воды (58,8 %), Он постоянно расходует эти...
-
- оплодотворение - имплантация - усиленный рост головного мозга + формирование основных функциональных система организма - развитие осевых зачатков...
-
Клеточный уровень жизни и макроэлементы - Эволюция состава организмов
Сочетание шести элементов, рассмотренных в предыдущем разделе, могло поддерживать доклеточный уровень жизни. Одноклеточные организмы, судя по всему,...
-
Предпосылки к естественной классификации - Эволюция состава организмов
Человечество вообще любит систематизировать полученные знания. Вернее, это диктуется необходимостью, поскольку лишь классификация тех или иных фактов и...
-
Введение, Биологическая роль углеводов - Обмен углеводов в организме животных
Углеводы, класс органических веществ, которые характеризуются тем, что при одной альдегидной или кетонной группе имеют несколько спиртовых групп...
-
Первой группе интактных животных Цп вводили внутрибрюшинно однократно в дозе 30 мг/кг. 30 мг/кг - доза, составляющая 75% от физиологической концентрации...
-
Хроническоеотравление алкоголем (алкоголизм) развивается при систематическом употреблении спиртных напитков. Оно проявляется различными расстройствами...
-
Личинка - Разнообразие личинок у разных организмов
Эмбриональным периодом принято называть отрезок времени от начала развития до рождения или до момента выхода зародыша из яйцевых оболочек. В конце...
-
Организм человека представляет собой систему высокодифференцированных клеток, тканей, органов, согласованная работа которых является непременным условием...
-
Основой противовирусного иммунитета является клеточный иммунитет. Клетки-мишени, инфицированные вирусом, уничтожаются цитотоксическими лимфоцитами, а...
-
Приспособления организмов к световым факторам, Растения - Абиотические факторы среды. Свет
Растения Световые условия, связанные с вращением Земли, имеют отчетливую суточную и сезонную периодичность. Длина дня (фотопериод) имеет огромное...
-
Распределение в организме - Метаболизм этилового спирта в организме
Этиловый спирт неравномерно распределяется в тканях и биологических жидкостях организма. Это зависит от количества воды в органе или биологической...
-
Собственно саморегуляция представляет собой такой вариант управления, при котором отклонение какой-либо физиологической функции или характеристик...
-
В конце Х1Х в. великий русский естествоиспытатель В. В. Докучаев своими исследованиями чернозема и других почв Русской долины и Кавказа установил, что...
-
Наследственность, как фактор оказывающий влияние на развитие организма Наследственность -- свойство живого организма хранить генетическую информацию и...
-
1) [+]под действием звуковых волн барабанная перепонка начинает колебаться, эти колебания передаются через слуховые косточки среднего уха во внутреннее...
-
МОЧЕВЫДЕЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА - Анатомия, конспект лекций
При характеристике мочевыделительной системы: Дать определение выделения - это процесс выведения из организма к Онечных и промежуточных продуктов...
-
Опорно-двигательный аппарат Аппарат - это функциональное объединение разнородных систем и составляющих их органов. Термин аппарат употребляется и при...
-
НЕРВНАЯ СИСТЕМА, Спинной мозг - Анатомия, конспект лекций
При характеристике нервной системы отметить: 1. Основные функции нервной системы: регуляция работы вну Тренних органов; согласование деятельности...
-
Нормальная жизнедеятельность клеток организма возможна только при условии постоянства его внутренней среды. Истинной внутренней средой организма является...
-
Последствия отравления ртутью - Отравление тяжелыми металлами
Ртуть тяжелый металл организм Производные ртути обладают способностью инактивировать энзимы, в том числе цитохромоксидазу, которая участвует в клеточном...
-
Кровь человека составляет примерно 8% от массы тела. Кровь состоит из клеток, клеточных фрагментов и водного раствора, плазмы. Доля клеточных элементов в...
-
Всякий труд без отдыха не может быть продуктивным, рано или поздно он вызывает утомление. Возникающее умственное утомление может способствовать ухудшению...
-
Роль витаминов в построении ферментов
Витамины - это низкомолекулярные органические вещества самого разнообразного строения, которые не синтезируются в организме, но являются жизненно...
Пути поступления, распределения в организме и выделения радиоактивных изотопов - Концепция взаимодействия энтеросорбентов с внутренней средой организма