Що таке радіонукліди та їх роль в організмі людини

Що таке радіонукліди і яка їх роль у навколишньому світі? Як вони впливають на фізичний всесвіт? Як вони впливають на живі організми? А на людину? Що таке радіонукліди з точки зору біології і медицини? Ось ці, а також ряд інших питань і будуть розглядатися в рамках цієї статті.

Вступна інформація

Дуже багато людей бояться радіоактивних продуктів, бути опроміненими під час медичних процедур ізотопами, перебування в умовах підвищеного радіоактивного фону. Розуміння впливу перелічених факторів, часто можна охарактеризувати як дуже абстрактне. Зводиться воно найчастіше до простого твердження: все це може бути причиною серйозних захворювань.

Але яких? Чому вони виникають? Що являє собою механізм їх прогресування? Давайте ж розберемося, що собою представляють радіоактивні елементи і як вони впливають на організм.

Що таке радіонукліди: визначення

Почати слід з термінології. Радіонукліди – це радіоактивні атоми, які характеризуються певним (зазвичай вказуються) масовим числом і номером. Для ізомерних представників ще слід згадати про енергетичний стан ядра. Атом – це складна система, вона складається з часток-хвиль трьох категорій: в ядрі протони і нейтрони, а також навколишні його електрони, які формують оболонку. У плані маси існує значна перевага. Практично вся вона знаходиться в ядрі.

До речі, протони і нейтрони складають масу нукліда. Які з них можуть перебувати у різних ядерно-енергетичних станах. Одне з них представлено ізотопами – це нукліди, у яких однакове число протонів. Інший стан – це ізобари. В такому випадку атоми мають різне число протонів і нейтронів, хоча спостерігається однакове масове значення. Ось, що таке нукліди і радіонукліди.

Про можливості застосування

Людина застосовує радіонукліди в господарстві, науці, техніці та медицині. Завдяки їм можна вивчати біохімічні та фізіологічні процеси в нормальному стані і при виникненні патологій. Також вони допомагають у вивченні закономірностей обміну і міграції хімічних елементів в організмі та навколишньому середовищі.

У медичній практиці радіонукліди неоціненні при діагностиці і подальшому лікуванні різних захворювань. Вони ж використовуються для стерилізації різних виробів, матеріалів і медикаментів. Що таке радіонукліди в загальних рисах розглянули, тепер давайте приділимо увагу окремим випадкам.

Йод

Один з найвідоміших представників. Його специфіка дії залежить від періоду напіврозпаду. По цьому критерію виділяють короткоживучі (Й-131) і довгоживучі (Й-137) ізотопи. Але ймовірність зустрічі перших на порядок більше, ніж друге. Радіоактивний йод Ї-131 може потрапити в організм людини з їжею, через опіки і рани, під час процесу дихання. Але в основному це відбувається через перший і останній варіанти накопичення. Відмінною рисою цього елемента є те, що він надзвичайно швидко всмоктується в лімфу і кров.

Він володіє здатністю до накопичення в щитовидній залозі, кістках, м’язах і печінці. Деякі захворювання щитовидної залози приводять до збільшення масштабу цього процесу. Вважається, що смертельна концентрація цього радіонукліда в організмі становить 55 миллибеккерель на кілограм. При менших дозах просто відбуваються негативні патологічні зміни імунної та кровотворної системи, щитовидної залозі, і порушується обмін речовин.

Щодо впливу цього радіонукліду необхідно завжди пам’ятати про короткому періоді напіврозпаду. Іншими словами, негативний ефект відчувається в перші дні після радіаційного зараження.

Цезій і стронцій

Це ізотопи, які шкодять здоров’ю протягом усього людського життя. Саме вони становлять найбільшу небезпеку для тих, хто живе на забрудненій території. Крім цезію і стронцію слід згадати ще і трансуранові ізотопи. В основному вони потрапляють в організм через продукти харчування. Їх вплив залежить від ряду факторів.

Радіонукліди в організмі людини завдають шкоди, причому ступінь ураження залежить від:

Віку. Найбільше негативних ефектів схильні діти.

Підлоги. Чоловіки проявляють велику схильність до накопичення радіонуклідів, ніж жінки.

Фізіологічного стану організму.

Концентрації ізотопів у вживаних продуктах харчування. Найбільше їх знаходиться в ягодах і грибах.

Структурно-функціональних особливостей тканин і органів.

Впливу факторів засвоєння (приєднання) і виведення радіонуклідів з людини.

Хоча тут слід зробити невелике уточнення щодо статі. Під час вагітності жінки відрізняються підвищеною здатністю до накопичення радіонуклідів. При цьому вони зазвичай займають плаценту. А це часто обертається гормональними порушеннями, які спостерігаються як у плода, так і матері. Це позначається на подальшому розвитку, в першу чергу, дитини. Плацента – це головний бар’єр для радіонуклідів на шляху до зародку.

Але у випадку її пошкодження (якщо ізотопів дуже багато) плід гине. Якщо говорити про різних органах, то необхідно відзначити, що в них можуть йти зміни двох типів: метаболічні та структурні. Небезпека від них нерівнозначна і сильно залежить від того, як саме накопичуються радіоактивні елементи в конкретних випадках.

Невеликий відступ про фізичні властивості

Необхідно поставити питання, якого раніше не було, що таке питома активність радіонуклідів? Під це мається на увазі показник вивчення (кількості розпадів) по відношенню до маси речовини джерела, за одиницю часу. У зв’язку з цим важливо розуміти, що таке питома ефективна активність природних радіонуклідів. Даний параметр використовується для перевірки безпеки умов, в яких людям доведеться жити. Наприклад, дослідження будівельних матеріалів, з яких планується зведення будівлі.

Детальніше про вплив на організм

Експериментально доведено, що під впливом радіонуклідів відбуваються патологічні зміни в серці, нирках, печінки, ендокринної, репродуктивної, нервової, кровотворної та імунної системи. Давайте пройдемося по цих моментів більш докладно:

Серцево-судинна система. Функціональні зміни головним чином пов’язані з блокадами різних відділів і пошкодженням міокарда. Слід зазначити, що вплив природних радіонуклідів може проявлятися навіть у дошкільному віці. По мірі збільшення накопиченого кількості сполук в організмі людини ситуація буде погіршуватися. Не слід забувати про шкідливий вплив на серцевий м’яз опосередковано і безпосередньо (як результат пошкодження вегетативної нервової та ендокринної систем).

Нирки. Вплив радіонуклідів неминуче веде до загибелі канальців і клубочків. А це обертається зниженням ниркової фільтрації. В такому випадку, в крові зростає вміст продуктів білкового обміну (сечовина і креатинін). Основні радіонукліди, під впливом яких це відбувається – це ізотопи цезію.

Печінка. Накопичення цезію в ній сприяє виникненню цирозу і гепатозу.

У цілому порушення роботи ендокринної системи, нирок і печінки змінює метаболічні процеси. Це впливає на біохімічну картину крові. І все з-за радіонуклідів.

Особливості впливу

Особливістю є комплексність впливу:

Імунна система. Вплив радіонуклідів веде до зниження функціональної активності компетентних клітин. З-за цього зростає масштаб інфекційних і паразитарних захворювань.

Кровотворна система. При накопиченні істотних доз знижується рівень еритроцитів у крові, а також починаються масштабні порушення в процесі утворення кров’яних тілець.

Щитовидна залоза. Порушується процес вироблення гормонів. Основний удар радіонукліди з цього органу наносять в перші дні, хоча і подальший ефект скидати з рахунків не варто.

Патології репродуктивної системи. У першу чергу це відноситься до жінок. Їх виникнення пов’язане з дією радіонуклідів на щитовидну залозу. Виникає дисбаланс між естрогеном і прогестероном, зростає кількість кортизолу і ще ряд ускладнень.

Чи означає це, що все жахливо?

Радіонукліди дійсно чинять негативний вплив на людський організм. Але бояться цього, якщо, звичайно, людина не випадково забрів у свіжу ядерну воронку, не варто. Варто відкрити один секрет: джерела радіонуклідів навколо нас присутні у величезній кількості. Вони є в землі, будівельних матеріалах, і багато ще де. Нормою вважається величина радіоактивності до 20 мікрорентген в годину.

Хоча в деяких місцевостях (у Франції чи Індії) люди примудряються комфортно існувати все своє життя навіть при показниках в тисячі мкР/год. Людина постійно піддається їх впливу. Так що дотримуватися обережності – це корисно. Але ставати параноїком – це зайве. Якщо дуже сильно хвилює це питання, то можна почати активно вживати продукти харчування, які сприяють виведенню радіонуклідів з організму. Наприклад, молоко і рис.

Ось ми і розглянули, що таке радіонукліди в організмі людини, специфіку їх прояву та обговорили реалістичність небезпеки для середньостатистичного громадянина.