При расщеплении урана в реакторе или при взрыве атомной бомбы образуется большое число радиоактивных изотопов. Все продукты деления принято разделять па коротко- и долгоживущие, в зависимости от их периода полураспада. В неразделенной смеси продуктов деления могут быть как короткоживущие, так и долгоживущие радионуклиды. Относительная активность продуктов деления может меняться в зависимости от возраста (момент образования) [12, 62]. Наиболее важное токсикологическое значение имеют изотопы Sr, I, Cs, Ru, Y, Te, Zr, Nb, Ce, Pm.
Продукты деления урана представляют токсикологическую опасность как отходы атомной промышленности и как продукты взрыва атомного оружия.
Биологическое действие смеси продуктов деления урана зависит от их возраста и изотопного состава. Всасывание неразделенной смеси продуктов деления урана из ЖКТ составляет не более 2%.
Продукты ядерного деления представляют собой сложную смесь более чем 200 радиоактивных изотопов 36 элементов от Zn до Gd. Среди них содержатся равномерно распределяющиеся радионуклиды, остеотропные, накапливающиеся в ретикулоэндотелиальных тканях, клетках крови, щитовидной железе [16].
Радионуклиды, входящие в составы продуктов деления: I, Sr, Cs, Са, Te — обладают высокой всасываемостью. Такие нуклиды, как Ce, Pm, Y, Zr, Nb, Np и Pu — плохо всасываются в организме.
По данным И. Я. Василенко и других [16] наибольшую опасность для организма представляют радионуклиды с высокой степенью резорбции и избирательным накоплением в жизненно важных органах с большим эффективным периодом полувыведения. Наибольшее количество продуктов деления урана откладывается в печени и скелете. Путь введения смеси продуктов деления урана не сказывается на их распределении в организме. При ингаляционном поступлении характер распределения такой же, как и при введении через ЖКТ. Лишь в первые дни содержание их в легких несколько больше, чем в других органах. Экспериментальные исследования показали, что характер распределения смеси продуктов деления такой же, как и отдельных радионуклидов.
После поступления продуктов ядерного деления содержание активности их в организме быстро снижается в результате распада короткоживущих радионуклидов и выведения из организма. У собак после введения продуктов ядерного деления в возрасте 6—8 ч радиоактивность их снизилась до единиц процента через несколько суток, а через I мес в организме остался 1% введенного количества. Содержание радиоактивных продуктов у жителей Маршалловых островов к 82 сут. снизилось в 57 раз [16].
Выведение продуктов деления из организма происходит с калом и мочой. С калом выделяется до 39%, с мочой до 7,5% введенного количества.
При попадании внутрь организма значительных количеств продуктов деления урана развивается лучевая болезнь. В острой стадии поражения критическим органом для продуктов деления при энтеральном поступлении является ЖКТ. В этих условиях органы пищеварения подвергаются наибольшему облучению. Тканевые дозы облучения определяются физико-химическими свойствами радионуклидов и скоростью их прохождения по кишечнику [16].
В отличие от поражения отдельными радионуклидами лучевая болезнь от введения смеси продуктов деления урана характеризуется выраженными кишечными симптомами. При попадании в организм молодых продуктов деления урана по 55,5· 104 Бк/сут развивается острый гастроэнтероколит. Поражение органов пищеварения (потеря аппетита, рвота, понос, боль в животе) является ведущим в клинической картине лучевого воздействия продуктов деления.
Помимо изменений в щитовидной железе и ЖКТ продукты ядерного деления вызывают поражение миелоидной и лимфоидной систем кроветворения. В миелоидной системе наблюдаются гораздо более глубокие изменения, чем в лимфоидной. Ежесуточное введение крысам продуктов ядерного деления по 55,5·104 Бк/сут в течение 30 сут. вызывало в ранние сроки повышение содержания ретикулоцитов, тромбоцитов и лейкоцитов. Затем наступало достоверное снижение числа ретикулоцитов, тромбоцитов и лейкоцитов. В поздние сроки (390—510-е сут) у животных периодически снижалось содержание эритроцитов и гемоглобина. Первоначальный лейкоцитоз чаще всего бывает связан с β-ожогом слизистых оболочек дыхательных путей и органов пищеварения, а также с раздражением рефлексогенных зон. Гематологические изменения не всегда могут быть диагностическими и прогностическими показателями тяжести болезни. В случае поступления в организм продуктов ядерного деления с низкой всасываемостью даже при тяжелых поражениях лейкопении может не быть, а напротив, чаще развивается лейкоцитоз.
При поражении продуктами ядерного деления наблюдаются изменения в сердечно-сосудистой системе. У животных учащается пульс, отмечаются слабое его наполнение, глухость тонов, снижение артериального давления. На ЭКГ — укорочение сердечного цикла за счет диастолы, изменение комплекса QRS, переход зубца Т в отрицательное положение. Эти изменения связаны с поражением миокарда и проводящей системы. В патогенезе поражений продуктами ядерного деления важное значение имеет патология сосудов. Контактное облучение эндотелиальных клеток циркулирующими в крови радионуклидами имеет ведущее значение в развитии патологии в сердце и других органах.
Органом выведения растворимых продуктов ядерного деления являются почки. При высокой степени резорбции через почки выводится значительное количество радионуклидов. Почки избирательно экскретируют изотопы I, Mo, Nb. В процессе их выведения нефроны подвергаются контактному β-облучению [16].
При воздействии продуктов ядерного деления наблюдаются изменения в углеводном, белковом и липидном обмене.
По данным Мацуда и Хаяси при взрыве атомных бомб на Маршалловых островах у всех пострадавших рыбаков обнаружено нарушение обмена веществ. Авторы считают, что это связано с радиационным повреждением печени.
Печень является одним из основных органов депонирования продуктов ядерного деления. В ней накапливается до 15% всосавшихся радионуклидов. Дистрофические и некробиотические повреждения печени носят очаговый характер. В продуктах ядерного деления содержится до 20% изотопов
В щитовидной железе концентрируется до 30% радионуклидов. Поглощенные дозы в щитовидной железе на 2—3 порядка превышают дозы облучения других органов [16]. Продукты ядерного деления вызывают изменение иммунологической реактивности организма.
По данным Η. Н. Клемпарской нарушение иммунологической реактивности ведет к формированию осложнений, от этого зависит исход болезни и формирование отдаленной патологии. В ранние сроки у животных развиваются повышенная проницаемость тканевых барьеров, количественные и качественные изменения микрофлоры, снижение бактерицидных свойств кожи и фагоцитарной активности лейкоцитов. При тяжелых поражениях одной из причин гибели животных были инфекционные осложнения.
Важное значение в патогенезе поражений продуктами ядерного деления имеет нарушение гормонального баланса, в основе которого лежит радиационное повреждение щитовидной железы. Это приводит к дисгормональным нарушениям в системе гипофиз — щитовидная железа с последующим вовлечением других эндокринных органов. Острое поражение продуктами ядерного деления может закончиться клиническим выздоровлением, переходом болезни в хроническую стадию поражения или смертью. Наиболее часто причиной смерти являются повреждения ЖКТ и органов дыхания.
У выживших животных восстановительные процессы протекают в условиях продолжающегося облучения организма инкорпорированными радионуклидами. Интенсивность восстановления находится в прямой зависимости от поглощенной дозы и физиологического состояния организма. Отдаленная патология биологического действия продуктов ядерного деления характеризуется опухолевыми и неопухолевыми формами.
В отдаленные сроки после поражения продуктами деления у животных развиваются различной локализации новообразования. В опытах Л. Н. Лаврентьева на крысах с введением продуктов ядерного деления в дозе 55,5·101 Бк у 3% животных развились лейкозы, у 6% — лимфоретикулярные саркомы, у 2% — остеосаркомы. Опухолевые формы представляют наибольшую опасность. Они характеризуются образованием доброкачественных и злокачественных новообразований эндокринных органов. В их генезе основное значение имеет радиационное повреждение щитовидной железы. При чрезвычайных ситуациях и в аварийных случаях продукты ядерного деления могут поступать в организм людей в комбинации с внешним облучением, радиоактивным загрязнением кожи и ожогами.
В этих случаях тяжесть лучевого поражения будет определяться дозой внешних γ-, β-облучений (А. К. Гуськова, И. Я. Василенко). Важное значение будет иметь ингаляционное воздействие парогазовой фазы радиоактивных аэрозолей [16, 71].
