Тематические статьи

Изгнание радионуклидов

Изгнание радионуклидов

Чернобыльская катастрофа познакомила жителей нашей страны с ученым словом «радионуклиды» и заразила страхом перед ними. Сложилось мнение, что эти атомы вредны для здоровья в любых, даже самых ничтожных количествах. На помощь испуганным гражданам поспешили коммерсанты и энтузиасты-целители. Они предложили выводить радионуклиды из организма активированным углем из кокосовой скорлупы и пшеничными отрубями, а также париться в бане. Народная фармакопея, как водится, дополнила эти сорбенты алкогольными напитками – от пива до бальзама Биттнера.
Множество людей стали выполнять обнадеживающие рекомендации, даже не интересуясь, что по этому поводу говорят специалисты. А ведь они уже более сорока лет изучают, чем и в каких количествах опасны радионуклиды, можно ли без ущерба вывести их из организма. Надеемся, что эта статья и консультация И.А. Леенсона «О радионуклидах в нашей жизни» помогут читателям получить ответы на все эти вопросы.
Радионуклиды, то есть нестабильные атомы, действительно могут угрожать не только здоровью, но и жизни. При их распаде образуются атомы новых элементов, стабильные или радиоактивные, и выделяются или гамма-кванты, или электроны (бета-частицы), или ядра атомов гелия (альфа-частицы). Все они обладают большим запасом энергии и могут атаковать молекулы веществ, находящихся в организме, превращая некоторые из них в свободные радикалы. Ну а эти агенты известны всем: они способны порождать целые лавины реакций, разрушающих клеточные мембраны, изменяющих молекулы белков и нуклеиновых кислот. В определенных (впрочем, достаточно больших) дозах радиация может нанести ощутимый урон не только облученному человеку, но и его потомству; она повышает риск заболеть раком и вызывает мутации. При еще больших дозах развивается острая лучевая болезнь, способная погубить больного. Так, в самом общем виде, действуют и внешнее облучение организма, и попавшие в него радионуклиды.
Но когда и где человек может с ними встретиться? Оказывается, всегда и везде! Нестабильные атомы присутствовали на Земле повсюду с момента ее образования. Но бояться их не стоит: мы приспособились к тем небольшим количествам радиоактивного калия, радона и других радиоизотопов, которые встречаются в природе, и они не причиняют нам заметного вреда. Наши внутренние средства защиты (например, система антиоксидантов, нейтрализующая свободные радикалы, легко справляются с ними, и поэтому мы не ощущаем природной радиации.

Таблица 1

Некоторые биологически значимые радионуклиды ядерного реактора
Радионуклид	Период полураспада
131I	8 суток
90Sr	29,1 лет
137Cs	30,2 лет

Кстати, на Земле есть области, где естественный радиоактивный фон очень высок. Там без всяких аварий на атомных станциях местные жители получают дозу радиации, превышающую принятый в России предельно допустимый уровень для населения. И пока нет доказательств того, что эти люди чаще болеют раком или вырождаются из-за вредных мутаций. Из этого можно заключить, что мы жили, живем и будем жить бок о бок с природной радиоактивностью и никакая специальная защита от нее не нужна.





Неприятности начались тогда, когда люди стали концентрировать природные радиоактивные вещества и получать искусственные изотопы для исследовательских целей, для создания атомных бомб и реакторов. Несмотря на строжайшие требования техники безопасности, время от времени и на предприятиях атомной промышленности, и в исследовательских институтах происходят несчастные случаи и аварии, в результате которых сотрудники подвергаются действию опасных для здоровья доз радиации и попадают в руки врачей-радиологов.
Однако аварии на Южном Урале и в английском городе Виндскейле (обе случились в 1957 году) и особенно чернобыльская катастрофа 1986 года показали, что радионуклиды могут попасть в окружающую среду в таких количествах, что становятся опасными и для множества людей, не занятых в атомной промышленности.
Давайте проследим, какие радионуклиды при таких авариях могут попадать в организм; что можно и нужно сделать, чтобы уменьшить вред от них.

Наиболее опасен в первые недели после аварии радиоактивные изотопы йода. Они проникают в кровь человека и животных с воздухом, а немного позже — и с молоком коров, после чего концентрируются в щитовидной железе, облучая ее и прилежащие ткани. Впоследствии, если доза достаточно велика, может возникнуть и злокачественная опухоль этого органа. Впрочем, радиоизотопы йода сравнительно быстро распадаются (табл. 1).

Намного дольше остаются в среде цезий-137 и стронций-90. Стронций поступает в организм в основном с пищей. Правда, в кровь всасывается не более 30% этого элемента, но зато почти все, что всосалось, откладывается в костной ткани. Это может привести к тяжелым последствиям. Во-первых, радионуклиды оказываются рядом с красным костным мозгом, ответственным за продукцию клеток крови. Во-вторых, костная ткань крайне медленно обновляется, так что ион стронция, попав на какое-то место, находится там годами. Лишь изредка он вымывается из минерального вещества и переходит в жидкую среду. Только тогда у него появляются шансы покинуть организм. Но есть вероятность, что ион-путешественник встроится в кость в другом месте.
Цезий тоже попадает в организм в основном с пищей. Он, кстати, хорошо передается по пищевым цепям, например с травой животным, а с мясом и молоком — человеку. Цезий легко и полностью всасывается и сосредоточивается, главным образом, в мышцах. При разовом поступлении половина его покидает организм взрослого человека за 100 дней, а ребенка — за 45 — 50 суток.

Таблица 2

Содержание некоторых элементов в теле человека (в граммах)
	Цезий	Кальций	Стронций	Йод
Все тело	0,0015	1000,0	0,3200	0,013
Кровь	0,0008	0,3	0,0002
Скелет	0,0002	1000,0	0,3200
Мышцы	0,0006	0,9	0,0004

Конечно, при аварии первоочередная задача — не допустить, чтобы радионуклиды попали в организм человека и животных. Что нужно делать в таких случаях, многих из нас учили еще на занятиях по гражданской обороне: пользоваться респиратором или марлевой повязкой, защищать кожу одеждой, бинтовать раны и ссадины, по возможности не пить воду из открытых источников, не есть пищу местного производства. Иногда требуются более радикальные меры: эвакуация, подвоз чистого продовольствия и воды. Радионуклидам ставят заслон и с помощью специальных средств. Например, чтобы уменьшить в молоке содержание цезия-137, достаточно процедить его через ионообменную ткань, созданную в ГНЦ — Институте биофизики Минздравмедпрома.
Однако при авариях обычно возникают путаница и неразбериха. Вдруг дозиметристы не успеют предупредить, что пища заражена? Или вовремя не подвезут чистую воду? Можно ли что-нибудь сделать, если радионуклиды все-таки поступают, причем сразу в больших количествах? Средства задержать опасные атомы есть. В нашей стране их разработали ученые Института биофизики МЗМП под руководством академика РАМН Л.А. Ильина. Это специальные препараты на основе органических и неорганических сорбентов или ионообменных смол (большинство радионуклидов в желудке находится в ионной форме). Цезий хорошо связывает берлинская лазурь — Fe₄[Fe(CN)₆]₃ (российский препарат на ее основе называется ферроцином). Для стронция ученые предложили несколько сорбентов: альгинаты натрия или кальция (соли альгиновых кислот, выделяемых из бурых водорослей) и сделанный на их основе препарат альгисорб; высоко-окисленные целлюлозы (вокацит), в которых ОН-группы окислены до СООН-групп; кремнесурьмянокислый катионит (полисурьмин); активированный сернокислый барий (адсобар).
Если принимать эти средства одновременно с радионуклидами, учитывая состав последних, можно снизить дозу поступившей в организм радиации на 90 — 95%. Использовать такие препараты загодя, в порядке профилактики, не всегда имеет смысл, ведь сорбент должен встретиться с радионуклидом, чтобы связать его. По этой же причине через несколько часов после еды, приправленной радиоактивным стронцием или цезием, сорбенты тоже будут малоэффективны. В экстренных случаях для выведения радионуклидов применяют и комплексоны, например, известную всем биохимикам ЭДТА или более сложный макробициклический гексаоксадиамин, избирательно захватывающий стронций. Эти соединения проникают в кровь и другие жидкие ткани, связывают там опасные атомы и вместе с ними покидают организм.
Комплексоны тоже нужно вводить вовремя: после того, как радиоизотопы попали в клетки, быстро извлечь их оттуда крайне трудно, почти невозможно.
Общепризнанная профилактика поражений щитовидной железы состоит в том, что при угрозе попадания, людям дают препараты стабильного йода в виде иодида калия. При избытке этого элемента в организме радиоактивный йод не задерживается в щитовидной железе и выводится из организма.
Случаи, когда в организм в течение нескольких дней поступает большая доза радиации, конечно, самые тяжелые. Обычно задача состоит не в том, чтобы полностью вывести опасные атомы, а в том, чтобы уменьшить их содержание до безопасного уровня. Однако после Чернобыля люди боятся не столько этих чрезвычайных происшествий, сколько постоянного и незаметного поступления радионуклидов. Можно ли убедиться в том, что опасные атомы действительно проникают в организм? Можно ли вывести их? Будет ли при этом ущерб для здоровья? Постараемся ответить на эти вопросы.
То, что радионуклиды находятся в почве или даже в растениях, не означает, что они попадают в организм человека. Бытовым дозиметром тоже не определишь, насколько пригодна еда из зараженных районов и какую дозу можно набрать при ее употреблении, — для этого нужно использовать более точные приборы. Измерить дозу радионуклидов, попавших в человека, можно только с помощью специальных установок под названием СИЧ — счетчик излучения человека. Такие приборы есть в крупных радиологических институтах.
Если радиоизотопы все же поступают в организм малыми порциями, это еще не повод для страха (см. статью Е. Клещенко «Радиационное закаливание»). До сих пор никем не доказано, что любое превышение уровня радиоактивности над естественным фоном приводит к росту заболеваемости. Международная комиссия по радиационной защите рекомендует, чтобы доза облучения от искусственных источников радиации для населения не превышала уровень в 1миллизиверт (0,1 бэр). Однако сейчас в странах СНГ уже не осталось регионов, где жители получали бы от чернобыльских радионуклидов дозу, превосходящую эту величину, так что заниматься удалением нестабильных атомов нет смысла.
Выводить радиоизотопы, все время поступающие извне, в принципе возможно, только это потребует больших и ничем не оправданных усилий. Для этого мало давать те же сорбенты или комплексоны подольше — придется еще все время следить за минеральным обменом. Дело в том, что средства выведения радионуклеидов не вполне селективны — связывают не только их, но и стабильные изотопы тех же элементов и другие элементы, близкие по химическим свойствам. Крайне трудно сделать сорбент, связывающий только стронций и «равнодушный», например, к кальцию. И уж совсем невозможно научить его отличать радиоактивный изотоп от стабильного. Элементы будут конкурировать за «посадочные места» на сорбенте. Поскольку кальция намного больше (табл. 2), он и станет победителем, то есть займет большинство участков связывания и не пустит на них стронций. Это значит, что сорбент перекроет поступление в организм кальция и ускорит выведение его запасов. Но этот элемент совершенно необходим для жизни! Чтобы этого избежать, сорбенты насыщают кальцием заранее, и тогда в кишечнике часть этого элемента (к сожалению, небольшая) обменяется на обычный и на радиоактивный стронций, который сможет покинуть организм. Однако так будут выводиться и другие микроэлементы.
Вот и получается, что с веществами, связывающими радионуклиды, нужно обращаться осторожно. При длительном использовании они могут навредить больше, чем выводимые ими атомы. Это еще в семидесятые годы экспериментально показал радиолог В.И.Корзун из Ленинградского института радиационной гигиены. Он брал несколько групп крыс и большинству каждый день в течение двух лет скармливал пищу с 90Sr и 137Cs, остальные служили контролем. Часть животных, сидевших на радиоактивной диете, не получали никаких средств для выведения радионуклидов. Другим ежедневно давали сорбенты альгинат натрия или ферроцин, аминокислоту метионин, фосфорнокислый кальций или их сочетания. Ученый смотрел, уменьшается ли благодаря препаратам продолжительность жизни крыс и накопленная ими доза радиации, и открыл, что сами по себе радионуклиды, которые попадали в организм животных, не сокращали крысиный век. Зато это делали средства выведения стронция-90 и цезия-137. Чем успешнее они снижали накопленную дозу радиации, тем быстрее погибали крысы от этих предполагаемых лекарств. Берлинская лазурь, например, хорошо связывала радионуклиды цезия и защищала от них животных. Однако получавшие ее грызуны жили не больше, а меньше тех, которым не давали этот препарат. Метионин, не влияющий на выведение стронция и цезия, увеличивал продолжительность жизни крыс, (наверное он укреплял механизм внутренней защиты), но если его скармливали вместе с фосфатом кальция и ферроцином, крысы погибали быстрее. Только альгинат снижал дозу и при этом немного продлевал срок пребывания грызунов на этом свете.
Возможно, сорбенты сокращали крысиную жизнь именно потому, что длительное время связывали в кишечнике необходимые элементы. А может быть, токсический эффект препаратов проявлялся каким-то другим способом.
А теперь посмотрим, как обстоят дела с рекомендациями целителей. Их средства тоже проверяли в институтах и убедились, что они практически не работают. От обычных растительных волокон проку немного, потому что основную их часть составляет целлюлоза (клетчатка). Она не содержит комплексообразующих групп и, следовательно, не может удерживать ионы металлов, в том числе и радиоактивных. Содержащиеся в водорослях альгиновые кислоты без специальной обработки тоже неэффективны. К сожалению, и активированный уголь, доступный и дешевый сорбент, годится только для органических веществ, а металлические радионуклиды сорбирует плохо.
Теоретически есть еще одна возможность ускорить выведение радионуклидов — стимулировать нормальные процессы выделения. Энтузиасты, желающие помочь людям избавиться от радиации, предлагали для этого пить больше жидкости, обильно потеть в бане, употреблять много витаминов и минеральных солей. Но и таким образом, как показала проверка, не получается по-быстрому вывести радионуклиды.
Итак, подведем итоги. Если в организм попало много радионуклидов, выводить их нужно, но зто сложное дело лучше предоставить врачам. Если же нестабильные атомы попадают в небольших количествах, так что доза облучения не превышает установленных пределов, их не нужно бояться и пытаться изгнать. Лучше уж помочь защитным силам организма: обеспечить себе нормальный режим труда и отдыха, а также следить, чтобы в рационе было достаточно белков и витаминов.



По материалам журнала «Химия и жизнь» № 11 за 1998 год

• 
  О радионуклидах в нашей жизни

• 
  Таинственная капуста

• 
  Белки — первые, они же белые

• 
  Эффект плацебо

• 
  Холестерин: семь точек зрения

• 
  Использование альтернативной медицины для лечения рака в Израиле

• 
  Магний

• 
  Фосфор

• 
  Селен

• 
  Масло оливковое

• 
  Железо

• 
  Эликсир Баха. Mimulus. Губастик

• 
  Гипервитаминоз

• 
  Солнечный загар - польза или вред

• 
  Медь

• 
  Ананас и его целебные свойства

• 
  Лечебные свойства печени

• 
  Витамины и минералы - верный путь к здоровью

• 
  Сон и растения

• 
  Еще раз о чае