Что такое радионуклиды и их роль в организме человека

Что такое радионуклиды и какая их роль в окружающем нас мире? Как они влияют на физическую вселенную? Как они влияют на живые организмы? А на человека? Что такое радионуклиды с точки зрения биологии и медицины? Вот эти, а также ряд других вопросов и будут рассматриваться в рамках этой статьи.

Вводная информация

Очень многие люди боятся радиоактивных продуктов, быть облученными во время медицинских процедур изотопами, пребывания в условиях повышенного радиоактивного фона. Понимание воздействия перечисленных факторов, часто можно охарактеризовать как очень абстрактное. Сводится оно зачастую к простому утверждению: все это может быть причиной серьезных заболеваний.

Но каких? Почему они возникают? Что собой представляет механизм их прогрессирования? Давайте же разберемся, что собой представляют радиоактивные элементы и как они влияют на организм.

Что такое радионуклиды: определение

Начать следует с терминологии. Радионуклиды – это радиоактивные атомы, которые характеризуются определенным (обычно указываемым) массовым числом и номером. Для изомерных представителей еще следует упомянуть про энергетическое состояние ядра. Атом – это сложная система, она состоит из частиц-волн трех категорий: в ядре протоны и нейтроны, а также окружающие его электроны, которые формируют оболочку. В плане массы существует значительный перевес. Практически вся она находится в ядре.

Кстати, протоны и нейтроны составляют массу нуклида. Которые из них могут пребывать в разных ядерно-энергетических состояниях. Одно из них представлено изотопами – это нуклиды, у которых одинаковое число протонов. Другое состояние – это изобары. В таком случае атомы имеют различное число протонов и нейтронов, хотя наблюдается одинаковое массовое значение. Вот, что такое нуклиды и радионуклиды.

О возможностях применения

Человек применяет радионуклиды в хозяйстве, науке, технике и медицине. Благодаря им можно изучать биохимические и физиологические процессы в нормальном состоянии и при возникновении патологий. Также они помогают в изучении закономерностей обмена и миграции химических элементов в организме и окружающей среде.

В медицинской практике радионуклиды неоценимы при диагностике и последующем лечении различных заболеваний. Они же используются для стерилизации различных изделий, материалов и медикаментов. Что такое радионуклиды в общим чертах рассмотрели, теперь давайте уделим внимание частным случаям.

Йод

Один из самых известных представителей. Его специфика действия зависит от периода полураспада. По данном критерию выделяют короткоживущие (Й-131) и долгоживущие (Й-137) изотопы. Но вероятность встречи первых на порядок больше, чем вторых. Радиоактивный йод Й-131 может попасть в организм человека с пищей, через ожоги и раны, во время процесса дыхания. Но в основном это происходит через первый и последний варианты накопления. Отличительной особенностью данного элемента является то, что он чрезвычайно быстро всасывается в лимфу и кровь.

Он обладает способностью к накоплению в щитовидной железе, костях, мышцах и печени. Некоторые заболевания щитовидной железы приводят к увеличению масштаба этого процесса. Считается, что смертельная концентрация этого радионуклида в организме составляет 55 миллибеккерель на килограмм. При меньших дозах просто происходят негативные патологические изменения в иммунной и кроветворной системах, щитовидной железе, и нарушается обмен веществ.

Касательно воздействия этого радионуклида необходимо всегда помнить о коротком периоде полураспада. Иными словами, негативный эффект ощущается в первые дни после радиационного заражения.

Цезий и стронций

Это изотопы, которые вредят здоровью на протяжении всей человеческой жизни. Именно они представляют наибольшую опасность для тех, кто живет на загрязненной территории. Кроме цезия и стронция следует упомянуть еще и трансурановые изотопы. В основном они попадают в организм через продукты питания. Их влияние зависит от ряда факторов.

Радионуклиды в организме человека наносят вред, причем степень поражения зависит от:

1. Возраста. Больше всего негативным эффектам подвержены дети.
2. Пола. Мужчины проявляют большую склонность к накоплению радионуклидов, нежели женщины.
3. Физиологического состояния организма.
4. Концентрации изотопов в употребляемых продуктах питания. Больше всего их находится в ягодах и грибах.
5. Структурно-функциональных особенностей тканей и органов.
6. Воздействия факторов усвоения (присоединения) и выведения радионуклидов из человека.

Хотя здесь следует сделать небольшое уточнение относительно пола. Во время беременности женщины отличаются повышенной способностью к накоплению радионуклидов. При этом они обычно занимают плаценту. А это часто оборачивается гормональными нарушениями, которые наблюдаются как у плода, так и матери. Это сказывается на последующем развитии, в первую очередь, ребенка. Плацента – это главный барьер для радионуклидов на пути к зародышу.

Но в случае ее повреждения (если изотопов очень много) плод гибнет. Если говорить о различных органах, то необходимо отметить, что в них могут идти изменения двух типов: метаболические и структурные. Опасность от них неравнозначна и сильно зависит от того, как именно копятся радиоактивные элементы в конкретных случаях.

Небольшое отступление про физические свойства

Необходимо задать вопрос, которого раньше не было, что такое удельная активность радионуклидов? Под этом подразумевается показатель изучения (количества распадов) по отношению к массе вещества источника, за единицу времени. В связи с этим важно понимать, что такое удельная эффективная активность естественных радионуклидов. Данный параметр используется для проверки безопасности условий, в которых людям придется жить. Например, исследование строительных материалов, из которых планируется возведение здания.

Подробнее про влияние на организм

Экспериментально доказано, что под воздействием радионуклидов происходят патологические изменения в сердце, почках, печени, эндокринной, репродуктивной, нервной, кроветворной и иммунной системах. Давайте пройдемся по этим моментам более подробно:

1. Сердечно-сосудистая система. Функциональные изменения главным образом связаны с блокадами различных отделов и повреждением миокарда. Следует отметить, что влияние естественных радионуклидов может проявляться даже в дошкольном возрасте. По мере увеличения накопленного количества соединений в организме человека ситуация будет ухудшаться. Не следует забывать о вредоносном влиянии на сердечную мышцу опосредственно и напрямую (как результат повреждения вегетативной нервной и эндокринной систем).
2. Почки. Воздействие радионуклидов неминуемо ведет к гибели канальцев и клубочков. А это оборачивается снижением почечной фильтрации. В таком случае, в крови растет содержание продуктов белкового обмена (это мочевина и креатинин). Основные радионуклиды, под влиянием которых это происходит – это изотопы цезия.
3. Печень. Накопление цезия в ней способствует возникновению цирроза и гепатоза.

В целом нарушение работы эндокринной системы, почек и печени меняет метаболические процессы. Это влияет на биохимическую картину крови. И все из-за радионуклидов.

Особенности влияния

Особенностью является комплексность влияния:

1. Иммунная система. Влияние радионуклидов ведет к снижению функциональной активности компетентных клеток. Из-за этого растет масштаб инфекционных и паразитарных заболеваний.
2. Кроветворная система. При накоплении существенных доз снижается уровень эритроцитов в крови, а также начинаются масштабные нарушения в процессе образования кровяных телец.
3. Щитовидная железа. Нарушается процесс выработки гормонов. Основной удар радионуклиды по этому органу наносят в первые дни, хотя и последующий эффект сбрасывать со счетов не следует.
4. Патологии репродуктивной системы. В первую очередь это относится к женщинам. Их возникновение связано с воздействием радионуклидов на щитовидную железу. Возникает дисбаланс между эстрогеном и прогестероном, растет количество кортизола и еще ряд осложнений.

Значит ли это, что все ужасно?

Радионуклиды действительно оказывают негативное влияние на человеческий организм. Но боятся этого, если, конечно, человек случайно не забрел в свежую ядерную воронку, не стоит. Стоит открыть один секрет: источники радионуклидов вокруг нас присутствуют в огромном количестве. Они есть в земле, строительных материалах, и много еще где. Нормой считается величина радиоактивности до 20 микрорентген в час.

Хотя в некоторых местностях (во Франции или Индии) люди умудряются комфортно существовать всю свою жизнь даже при показателях в тысячи мкР/ч. Человек постоянно подвергается их влиянию. Так что соблюдать осторожность – это полезно. Но становиться параноиком – это излишне. Если очень сильно волнует этот вопрос, то можно начать активно употреблять продукты питания, способствующие выводу радионуклидов из организма. Например, молоко и рис.

Вот мы и рассмотрели, что такое радионуклиды в организме человека, специфику их проявления и обсудили реалистичность опасности для среднестатистического гражданина.