Возможные пути поступления радионуклидов в организм животного. Распределение и накопление радиоактивных веществ в организме животного

Радионуклиды поступают в организм животных через пищеварительный тракт с кормом и водой, через легкие с загрязненным воздухом, через поверхность кожи, через слизистые оболочки и раны. При радиационных авариях и загрязнении окружающей среды радиоактивными аэрозолями впервое время основное количество радионуклидов поступает в организм животных через легкие, кожу и слизистые оболочки. Газообразные радионуклиды быстро всасываются с поверхности легких в кровь и разносятся по организму.

Частицы размером 0,5-1 мкм задерживаются на 90% в легких, где всасываются в кровь или частично накапливаются клетками. Более крупные частицы оседают в верхних дыхательных путях. Поступления через кожу может составлять 0,13–2,1%, при этом максимальное поступление у щелочных элементов, инертных газов, галогенов, а также у водорастворимых и жирорастворимых соединений. Через слизистые оболочки раны поступает менее 1% радионуклидов. В более длительной перспективе на загрязненной территории 95–98% радионуклидов поступает через желудочно-кишечный тракт с кормами и водой. Поступление зависит от вида и набор кормов, содержания радионуклидов в кормах, от способа содержания животных, их возраста и состояния.  Например, при стойловом содержании отмечается минимальное поступление радионуклидовв организм, тогда как при выпасе скота одновременно с травой, содержащей радионуклиды, поступают радиоактивные частицы почвы. В организм крупного рогатого скота при выпасе может поступать 300–600 г почвы. Учитывая, что радионуклиды на лугах и пастбищах накапливаются на поверхности почвы, это существенно увеличивает их поступление в организм животных. Как показали исследования с водой поступление радионуклидов на несколько порядков ниже, чем с кормом.

    Поведение всосавшихся в кровь радионуклидов зависит от физико-химических свойств радионуклидов и их биологического значения для оргаизма, возраста и физиологического состояния животных, кратности и длительности поступления радионуклидов в организм. Радионуклиды I группы периодической системы, относящиеся к щелочным элементам, т.е. натрий, калий, цезий не связываются с белками крови, мышц, печени, почек, поэтому 90 и более процентов их находится в свободном состоянии. В связи с этим для них характерна высокая скорость обмена в организме и сравнительно равномерное распределение. Цезий-137 накапливается преимущественно в мышечной ткани и во внутренних органах. Радионуклиды II группы периодической системы, относящиеся к щелочноземельным элементам, т.е. кальций, барий, стронций связываются в организме с белками крови и тканей. Кальций связывается в 2 раза больше, чем стронций. Установлено, что кальций и стронций связываются с альбуминами, иттрий и церий с глобулинами. Естественные комплексообразователи организма -молочная, глутаминовая и лимонная кислоты – легко «отрывают» стронций от белка, образуя со стронцием комплексы. В тканях под действием ферментов или фосфатных анионов комплексы разрушаются, при этом возникают свободные катионы стронция и фосфаты стронция, которые включаются в процессы формирования костной ткани. По химическому составу кость - это фосфат кальция с примесью ионов магния, натрия, карбоната кальция. Костные кристаллы очень мелкие. Они окружены органическим веществом -каллогеном и слоем воды, через который происходит обмен между ионами поверхности кристалла и внеклеточной жидкостью организма. Чем шире этот слой (например, у молодых животных], тем больше скорость обмена ионами и тем больше накопление стронция в кости. Стронций вначале накапливается в каллогене, откуда путем диффузии переходит в кристаллы, т.е. в костную ткань. Максимальная концентрация стронция отмечается в губчатых и компактных костях, минимальная – в трубчатых, с разницей в 1,7–2,6 раз.

Накопление стронция-90 в мышечной ткани и внутренних органах в сотни раз ниже, чем в костной ткани, потому что его отложению в мышечной ткани препятствует молочная кислота.

По типу распределения в организме радионуклиды разделяются на 4 основные группы: 1 - я группа – равномерный элементы 1 группы периодической системы: водород, литий, натрий, калий, рубидий, цезий, рутений; 2-я группа – скелетный (остеотропный) щелочноземельные элементы: бериллий, кальций, стронций, барий, радий цирконий, иттрий; 3-я группа – печеночный: лантан, церий, плутоний, марганец, торий; 4- я    группа – почечный: висмут, сурьма, мышьяк, уран. В особую группу с тиреотропным типом распределения выделяют йод, астат, бром.

При длительном (хроническом) поступлении радионуклидов в организм животных с кормом сначала происходит интенсивное накопление, а затем, по мере насыщения радионуклидами тканей, постепенно замедляется до наступления равновесия между поступающими в организм радионуклидамии радионуклидами, выводимыми из организма, при этом содержание радионуклидов стабилизируется. Равновесие может нарушаться при изменении содержания радионуклидов в корме.

Например, увеличение содержания радионуклидов в корме приводит к возрастанию накопления радионуклидов до установления нового равновесия, но на более высоком уровне. Снижение содержания радионуклидов в корме способствует выведению их из организма и уменьшению накопления.

В желудочно - кишечный тракт радионуклиды поступают в различных формах: 1) ионы,входящие в состав травянистого корма; 2) аэрозоли, адсорбированные на поверхности растений; 3) структурные и химическиесоединения, входящие в состав кормов; 4) силикатные и карбонатные частицы различной растворимости и др. Эти радионуклиды включаются в основные процессы обмена веществ, т.е всасываются в кровь, транспортируются с кровью по организму, поступают, накапливаются в органах и тканях и выводятся из организма. Основное место всасывания
радионуклидов кишечник, отделы которого по интенсивности всасываниярасполагаются в убывающем порядке: подвздошная < ободочная < тощая < двенадцатиперсная кишка. В подвздошной кишке поглощается более 50%радионуклидов.