Токсикология трития

Тритий (^ЗН) - бесцветный газ, низкоэнергетический β-излучатель: Е_β=18,5 кэВ, период полураспада 12,26 года. Название «тритий» происходит от греческого слова Tritos – третий. Тритий был открыт в 1934 г. при бомбардировке дейтронами дейтериевых мишеней. Тритий может самопроизвольно превращаться в ³Не с испусканием одного электрона.

Тритий образуется в верхних слоях атмосферы в результате действия ядерных процессов трех типов:

§ взаимодействие ней­тронов вторичного космического излучения с ядрами атомов азота: ¹⁴N₇±n^/_о→¹²С₆+^ЗН;

§ расщепление ядер различных эле­ментов космическим излучением большой энергии;

§ термоядер­ные реакции, осуществляемые при взрывах водородных бомб, приводящих к увеличению концентрации трития в дождевой воде в 10-100 раз.

Пары НТО и газообразный тритий (^ЗН) свободно проникают через кожу. Степень проникновения НТО через кожу и уровни посту­пающей активности зависят от концентрации паров НТО в ок­ружающей среде, давления пара, температуры и продолжитель­ности воздействия.

Одним из возможных путей поступленияНТО в организм является также ЖКТ. Начальный этап всасывания воды происходит в же­лудке, однако основная масса ее всасывается в тонком кишеч­нике. Так, у человека в течение 22-25 мин всасывается 1 л воды. По­сле выпитой НТО в венозной крови людей тритий обнаруживается че­рез 2-9 мин. Пик активности НТО в сыворотке крови и моче наблюдается через 20 мин после заглатывания. Всасывание НТО в кишечнике заканчивается через 40-45 мин.

Не­зависимо от пути поступления в организм ³Н равномерно распределяется по органам и тканям. Часть ³Н переходит в биологические макромолекулы вследствие реакции обмена ³Н – ¹Н₂, являюще­гося обратимым процессом с направленностью от Н к ³Н из-за различий энергии связи между Н-С и ³Н-С. Тритий, включив­шийся в макромолекулы, слабо участвует в процессе повторно­го обмена. Это приводит к гетерогенному распределению ³Н в макромолекулах.

Поступивший в орга­низм человека тритий существует в виде двух отдельных соеди­нений - свободной НТО и органически связанного трития. Основными путями выведения трития из организма являют­ся почки, органы дыхания и ЖКТ. Тритий выделяется также через слюнные железы, потовые железы и с молоком. Газооб­разный ^ЗН, вследствие своей инертности, выделяется из орга­низма очень быстро. При дыхании и через кожу выделение про­исходит по экспоненциальному закону, с четырьмя периодами полувыведения: Т₁=3,3 мин (выводится 82-95%), Т₂ = 14,5 мин, Т₃=53,1 мин и Т₄=3 сут. Суммарная активность трития, выделяе­мая через кожу (³Н+НТО), составляет около 20% общего коли­чества трития, обнаруживаемого в организме.

Выделение НТО из организма происходит значительно мед­леннее и зависит от интенсивности водного обмена. Период полувыведения НТО из организма чело­века находится в пределах от 6 до 14 сут, составляя в среднем 10 сут, и зависит от возраста. С увеличением возраста человека выве­дение НТО из организма ускоряется. Весной и летом НТО вы­водится из организма человека быстрее, чем зимой.

Клиническая картина поражения НТО у различных видов животных однотипна. В ранние сроки после начального перио­да возбуждения у животных развивается слабость, адинамия, вялость, снижается пищевая возбудимость вплоть до отказа от пищи. Уменьшается масса тела. При воздействии остроэффек­тивных доз на 5-7 сутки проявляется геморрагический синдром. Удлиняется время свертывания кро­ви, повышается проницаемость кожных сосудов, появляется кровь в кале и моче. Возникают мелкие единичные и множественные кровоизлияния в коже, слизистых оболочках, внутрен­них органах. Изменяется морфологический состав крови. Сни­жается содержание гемоглобина, лейкоцитов, эритроцитов, тромбоцитов и ретикулоцитов. Наблюдаются качественные из­менения клеток крови: токсическая зернистость нейтрофилов, гиперсегментоз ядер, вакуолизация протоплазмы лимфоцитов, повышенный цитолиз. В острой стадии поражения отмечается резкое угнетение костно-мозгового кроветворения.

Тритий считается одним из эффективных радиоизо­топов, обладающих политропным действием на различные ор­ганы и системы животных и человека. Относительно большая биологическая эффективность окиси трития объясняется тем, что он в единице объема ткани созда­ет в 10-30 раз большую плотность ионизации, чем рентгенов­ское и γ-излучение. Кроме того, при распаде три­тия образуется дочерний продукт ³Не₂, который мо­жет приводить к разрыву связей водорода ДНК и других структур, куда включается тритий. Это может вызвать генети­ческие эффекты вследствие очень медленного обмена в ДНК.