Пути поступления радиоактивных веществ в организм человека

Существуют три пути поступления радиоактивных веществ в организм че­ловека: 1) при вдыхании воздуха, загрязненного радиоактивными вещества­ми; 2) через желудочно-кишечный тракт - с пищей и водой; 3) через кожу.

Для наиболее опасных искусственных радионуклидов, к которым следу­ет отнести долгоживущие ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, и короткоживущий ¹³¹1, в настоящее время выявлены закономерности всасывания, распределения, накопления и выделения, а также механизмы их связи с различными биологическими структурами.

Наибольшее значение имеет пищевой (алиментарный) путь, для которо­го можно выделить следующие направления:

растение —> человек;

растение —> животное —> молоко —> человек;

растение —> животное —> мясо —> человек;

атмосфера —> осадки —> рыба —> человек;

вода —> человек;

вода —> гидробионты —> человек.

Различают поверхностное (воздушное) и структурное загрязнение про­дуктов радионуклидами.

При поверхностном загрязнении радиоактивные вещества, переноси­мые воздушной средой, оседают на поверхности продуктов, частично прони­кая внутрь растительной ткани. Более эффективно радиоактивные вещества удерживаются на растениях с ворсистым покровом и с разветвленной назем­ной частью, в складках листьев и соцветиях. При этом задерживаются не только растворимые формы радиоактивных соединений, но и нераствори­мые. Однако поверхностное загрязнение относительно легко удаляется даже через несколько недель.

Структурное загрязнение радионуклидами обусловлено физико-химическими свойствами радиоактивных веществ, составом почвы, физио­логическими особенностями растений. Радионуклиды, выпавшие на поверх­ности почвы, на протяжении многих лет остаются в ее верхнем слое, посто­янно мигрируя на несколько сантиметров в год в более глубокие слои. Это в дальнейшем приводит к их накоплению в большинстве растений с хорошо развитой и глубокой корневой системой.

Быстрее всего из почвы в растения поступают стронций-90, стронций-89, йод-131 барий-140 и цезий-137. Растения по степени накопления радио­активных веществ располагаются в следующем порядке: табак (листья) > свекла (корнеплоды) > картофель (клубни) > пшеница (зерно) > естествен­ный травяной покров (листья и стебли).

В период рассеивания радионуклидов после выброса в атмосферу (ава­рии или испытания ядерного оружия) наиболее опасен воздушный путь из-за большого объема легочной вентиляции, высокого коэффициента захвата и усвоения организмом изотопов из воздуха. В зависимости от природы радио­нуклида величина всасывания его в пищеварительном тракте колеблется от нескольких сотых (цирконий, ниобий, редкоземельные элементы, включая лантаниды), до нескольких единиц (висмут, барий, полоний), десятков (желе­зо, кобальт, стронций, радий) и до ста (тритий, натрий, калий) процентов. Всасывание через неповрежденную кожу, как правило, незначительно. Толь­ко тритий легко всасывается в кровь через кожу. Затем радионуклиды рас­пределяются в организме человека в соответствии с их химическими свойст­вами.

Комиссия Codex Alimentarius при ФАО/ВОЗ приняла, что допустимые уровни радиоактивных веществ в загрязненных пищевых продуктах, реали­зуемых на международном рынке и предназначенных для всеобщего потреб­ления, составляют: для цезия и йода — 1 000 Бк/кг, для стронция — 100 Бк/кг, для плутония и америция - 1 Бк/кг.

2.3.6. Технологические способы снижения содержания радионук­лидов в пищевой продукции

Основными направлениями по профилактике радиоактивного загрязне­ния окружающей среды являются следующие: охрана атмосферы Земли как природного экрана, предохраняющего от губительного космического воз­действия радиоактивных частиц; соблюдение глобальной техники безопас­ности при добыче, использовании и хранении радиоактивных элементов, применяемых человеком в процессе его жизнедеятельности.

Важнейшим фактором предотвращения накопления радионуклидов в ор­ганизме людей является питание. Особенно это касается защиты организма от долгоживущих радионуклидов, которые способны мигрировать по пище­вым цепям, накапливаться в органах и тканях, подвергать хроническому об­лучению костный мозг, костную ткань и т. п.

Современная концепция радиозащитного питания базируется на трех основных направлениях:

1) максимально возможное снижение поступления радионуклидов с пищей;

2) торможение процесса сорбции и накопления радионуклидов в организ­ме;

3) соблюдение принципов радиозащитного питания; прием радиозащитных препаратов.

Уменьшения поступления радионуклидов в организм с пищей можно достичь при помощи различных технологических приемов.

За счет обработки пищевого сырья - тщательного мытья, чистки продук­тов, отделения малоценных частей можно удалить от 20 до 60 % радионук­лидов. Так, перед мытьем некоторых овощей целесообразно удалять верхние наиболее загрязненные листья (капуста, лук репчатый и др.). Картофель и корнеплоды обязательно моют дважды: до и после очистки от кожуры.

Наиболее предпочтительным способом кулинарной обработки пищевого сырья в условиях повышенного загрязнения окружающей среды радиоактив­ными веществами является варка. При отваривании значительная часть ра­дионуклидов переходит в отвар. Использовать отвары в пищу нецелесооб­разно.

Мясо перед приготовлением следует вымачивать в холодной воде. При жарении мяса и рыбы происходит их обезвоживание и на поверхности обра­зуется корочка, препятствующая выведению радионуклидов и других вред­ных веществ. Поэтому при вероятности загрязнения пищевых продуктов ра­диоизотопами следует отдавать предпочтение отварным мясным и рыбным блюдам, а также блюдам, приготовленным на пару.

Питьевая вода из централизованного водопровода обычно не требует какой-либо дополнительной обработки. Необходимость дополнительной об­работки питьевой воды из шахтных колодцев состоит в ее кипячении в тече­ние 15...20 мин. Затем следует ее охладить, отстоять и осторожно, не взму­чивая осадка, перелить в другую посуду.

Существенного снижения содержания радионуклидов в молочных про­дуктах можно достичь путем получения из молока жировых и белковых концентратов. При переработке молока в сливки остается не более 9 % цезия и 5 % стронция, в твороге - 21 % цезия и около 27 % стронция, в сырах - 10 % цезия и до 45 % стронция. В сливочном масле всего около 2 % цезия от его содержания в цельном молоке.

Для торможения процесса всасывания и накопления радионуклидов в организме необходимо создать условия для активной перистальтики кишеч­ника, чтобы уменьшить время облучения организма радионуклидами, про­никшими в желудочно-кишечный тракт. Этому способствует потребление продуктов, содержащих пищевые волокна, - хлеба из муки грубого помола, перловой и гречневой каш, фруктовых и овощных супов, блюд из вареных и сырых овощей, а также молочных продуктов, содержащих органические ки­слоты, - кефира, простокваши, кумыса. Полезны также настой чернослива, отвар пшеничных отрубей, морская капуста. Целесообразно пользоваться легкими слабительными средствами растительного происхождения. К ним относятся почечуйная трава, спорыш, корень солодки, корень одуванчика, семена льна и подорожника. При отсутствии достаточного эффекта можно пользоваться более сильными растительными средствами, такими, как кора крушины, лист сенны, корень ревеня, алоэ, плоды жостера и др.

В период повышенного радиационного воздействия необходимо для усиления защитных биохимических реакций в организме увеличить количе­ство жидкости за счет питья различных соков с мякотью (богатых пектино­выми веществами), хлебного кваса, витаминных напитков, чая.

Для выведения уже попавших в организм радионуклидов необходима высокобелковая диета. Употребление белка должно быть увеличено не менее чем на 10 % от суточной нормы, для восполнения носителей SH-групп, окис­ляемых активными радикалами, образуемых радионуклидами. Источниками белковых веществ, кроме мяса и молочных продуктов, являются продукты из семян бобовых растений, морская рыба, а также крабы, креветки и кальмары.

На уровень отложения радионуклидов в организме влияет содержание в пищевых продуктах железа, калия и кальция. Достаточный уровень железа препятствует удерживанию в организме плутония (железо содержится в гре­чихе, подсолнечнике, луке репчатом, тыкве, свекле, яблоках, рябине и др.). Калий и кальций, присутствующие в пищевых продуктах, являются ионными антагонистами цезия и стронция соответственно (калием богаты картофель, петрушка, изюм, курага, орехи; кальций содержат молочные продукты, яйца, рыба).

Профилактика при поступлении радиоактивного йода заключается в ежедневном потреблении солей нерадиоактивного йода (йодида калия).

В желудке радионуклиды находятся в свободном состоянии, не взаимо­действуя с химическими компонентами перевариваемых продуктов. Это соз­дает сравнительно благоприятные условия для связывания их радиозащит­ными веществами, или радиопротекторами.

Радиопротекторы - препараты, создающие состояние искусственной радиорезистентности. Они предупреждают изменения в радиочувствитель­ных органах и тканях, защищают клетки кроветворных тканей в большей степени, чем средства общебиологического действия; ослабляют процессы деструкции и хромосомных перестроек в клетках.

Наиболее предпочтительно применение радиопротекторов природного происхождения, не обладающих побочным действием на организм и прояв­ляющих хороший радиозащитный эффект.

К таким радиопротекторам относятся пектиновые вещества, содержащие свободные карбоксильные группы галактуроновой кислоты. Они способны связывать радионуклиды с образованием нерастворимых комплексов, кото­рые не всасываются в желудочно-кишечном тракте и легко выводятся из ор­ганизма. Оптимальная профилактическая доза пектина в условиях радиоак­тивного загрязнения составляет 15 г в сутки.

В ежедневный рацион питания пектин может быть включен либо в виде промышленных пектинсодержаших пищевых продуктов, либо в виде сухого порошка, добавляемого после его набухания в готовые блюда. Наибольшей способностью связывать радионуклиды обладают свекловичный и подсол­нечный пектины, меньшей - яблочный и цитрусовый.

Пектиновые вещества в сочетании с фитосорбентами предупреждают развитие общих и местных лучевых реакций. Так, комбинация кверцетина с пектином замедляет процесс сорбции радионуклидов в 2 раза, оказывая по­ложительное воздействие на обмен веществ в организме.

Одним из направлений радиозащитного питания является увеличение потребления витаминов - антиоксидантов, также обладающих радиопротек­торными свойствами. Поэтому желательно больше употреблять в пищу раз­личных растительных масел - оливкового, кукурузного, подсолнечного - по 2...3 столовые ложки в день. Ускорить выведение из организма радионукли­дов, в том числе цезия, способны аскорбиновая кислота (витамин С), щавеле­вая и лимонные кислоты.

Установлено, что обогащение рациона рыбой, кальцием, фтором, вита­минами А, Е, С, а также неусвояемыми углеводами (пектин, клетчатка) спо­собствует снижению риска онкологических заболеваний, играет большую роль в профилактике радиоактивного воздействия.

Существует распространенное мнение, что при повышении радиацион­ного фона полезно употреблять спиртные напитки. Действительно, в не­больших дозах красные сухие вина способствуют кроветворению, а содер­жащиеся в красных винах антоцианы и катехины способны образовывать с некоторыми радионуклидами нерастворимые комплексы, выводимые из ор­ганизма. Однако диапазон такого действия очень мал, количество фенольных соединений в красных винах незначительно, а условия настолько специфич­ны, что прием красного вина эффективен не позднее чем через 1...2 ч после попадания в организм радионуклидов. Кроме того, сам алкоголь оказывает прямое токсическое влияние на внутренние органы человека, особенно на печень, и без того подвергающуюся воздействию радионуклидов. Намного полезнее употреблять свежезаваренный, особенно зеленый, чай, который со­держит намного больше катехинов, чем любые вина. К тому же в листьях чая

содержится повышенное количество витамина Р, который уменьшает прони­цаемость и ломкость капилляров и оказывает антиокислительное действие.

Состав пищевых рационов способен оказывать решающее воздействие на реакции организма не только при большой степени облучения, но и при длительном внутреннем облучении малыми дозами. Регулирование поступ­ления радионуклидов во внутреннюю среду организма путем включения в рацион продуктов и веществ, обладающих радиозащитным, иммуноактивирующим или адаптогенным действием, а также кулинарной и технологиче­ской их обработки является реальным путем снижения последствий внутрен­него облучения организма человека.

На основании современных достижений радиационной биологии и ги­гиены, результатов наблюдений, выполненных в контролируемых регионах, выведена формула радиозащитного питания, которая включает измененный состав белкового, липидного, витаминного, минерального питания, обога­щенный белками как носителями SH-групп, полиненасыщенными жирными кислотами, сложными некрахмальными углеводами, полисахаридами, мине­ральными солями и витаминами.