Токсичность 210Ро изучалась на различных видах животных при действии остро-, подостро- и хронически эффективных доз. Подкожное введение полония в дозе (0,55—0,66) -104 Бк/кг вызывает у собак острую лучевую болезнь с гибелью животных в сроки от 10 до 28 сут. ЛД10/40 составляет 0,27-104 Бк/кг. При введении 210Ро в меньшей дозе: (0,074—0,11)х104 Бк/г развивается подострая форма заболевания, а при воздействии в дозе 0,009-104 Бк/г развивается хроническая интоксикация (животные гибнут через 6—12 мес).
Кролики более устойчивы к действию полония. Введение 210Ро в дозе (0,28—0,37) · 104 Бк/г вызывает развитие острого поражения, в дозе (0,11—0,18)-104 Бк/г — подострую форму поражения. При воздействии малой дозы полония: (0,018— —0,037)-104 Бк/г развивается хроническое поражение с гибелью животных через 5—9 мес. Изучение сравнительной токсичности полония показало, что крысы занимают второе место по чувствительности после собак. 210Ро в дозе (0,27—0,37) и (0,11—0,18) · 104 Бк/г вызывает у них острое поражение, при меньшей дозе (0,074—0, 148)-104 Бк/г возникает подострая форма поражения, животные гибнут через 1—6 мес. При дозе (0,011—0,037)-104 Бк/г гибель происходит в отдаленные сроки — через 20—24 мес [73].
В работе Финк показано, что ЛД50/30 для крыс при внутривенном введении составляет 0,11х104 Бк/г, ЛД50/30 для мышей равняется 0,129-104 Бк/г (табл. 7.2).
По данным Антони и других минимально эффективная доза 210Ро для крыс при внутривенном введении составляет 18,5Х10'1 Бк/г. Полоний в дозе 18,5 Бк/г вызывает у крыс поражение почек, ускоренное старение, сокращение продолжительности жизни. Содержание полония в организме в течение всей жизни в количестве 3,7-10"1 Бк/г не отражается на продолжительности жизни животных.
Острую токсичность 210Ро изучали в экспериментах на разных видах животных. Средняя продолжительность жизни мышей, крыс, кошек и собак в пределах первых 100 сут. не меняется, несмотря на различия в метаболизме веществ. При остром воздействии она также не зависит от пути введения полония. Это положение подтверждает известную точку зрения о том, что для равномерно распределяющихся изотопов путь введения не влияет на токсичность.
Таблица 7 2. Токсичность полония для различных видов животных
Значительный интерес представляют исследования по изучению действия малых доз г,0Ро при хроническом поступлении в организм собак и крыс. При длительном поступлении полония собакам через рот в течение 6 мес в дозе 3,7· 10“г Бк/г признаков поражения не отмечено. У этих животных наблюдалась гибель во время родовой деятельности, появление мертворожденного и мало жизнеспособного потомства.
Минимально эффективной дозой 210Ро, вызывающей повреждение семенников у мышей, является 3,7 Бк/г. От введения этого количества за 10 сут. накапливается поглощенная доза 0,03 Зв. Хлористый полоний в дозе от 7,4 · 10“3 до 185 Бк/г приводил к гибели овоцитов (Морин).
Антони и другие изучали действие 210Ро на воспроизводящую функцию самцов. Однократное введение полония в дозе 0,037·101 Бк/г с 60-х сут. опыта вызывало уменьшение числа беременностей и числа крысят в помете. Поглощенная доза в организме крыс составляла 3.6 Гр. При дозе 3,78 Гр наблюдалась стерильность самцов. Сравнивая биологический эффект полония с внешним облучением, авторы считают, что доза внешнего рентгеновского облучения в 129·10-4 Бк/кг вызывает такой же эффект. Меньшая доза 210Ро (порядка 0,0 148Χ101 Бк/г) уменьшает число беременностей и количество крысят в помете, по не оказывает стерилизующего действия на самцов. Введение 2,оРо в дозе 0,0037·10* Бк/г влияет на размножение в течение последующих 5 мес.
Интересные закономерности выявлены в работе Ю. И. Москалева о степени сокращения продолжительности жизни крыс в расчете па 1 сГр поглощенной дозы при введении 210Ро. Однократное введение полония в дозе 12,9—5,43 Бк/г показывает линейную зависимость сокращения продолжительности жизни на 1 сГр аккумулированной дозы. Форма кривых зависимости средней продолжительности жизни от количества введенного 210Ро имеет S-образный характер. Заметное сокращение продолжительности жизни наблюдалось при дозах 0,01-104 Бк/г и выше при внутрибрюшинном введении и 0,037· 104 Бк/г для перорального введения. Уменьшение вводимой дозы 210Ро в 33 раза с 0,17· 104 до 0,005-104 Бк/г уменьшает сокращение продолжительности жизни на 1 сГр накопленной дозы всего лишь в 1,76 раза. Это говорит о хорошей суммации эффекта и плохом восстановлении повреждений, вызванных 210Ро.
Клиническая симптоматика острого поражения 210Ро у различных видов животных однотипна. В первые сутки после введения радионуклида в организм [(0,55—0,66)· 104 Бк/г] животные по клинической картине не отличаются от контрольных. Скрытый период в этих условиях длится 5—7 сут. Затем у животных появляется вялость, снижаются аппетит и масса тела, наблюдаются поносы, рвота и жажда. Развивается геморрагический синдром: геморрагии на слизистой оболочке рта и конъюнктиве глаз, кровоизлияния на коже. Отмечаются кровотечения из прямой кишки и мочевыводящих путей. Перед гибелью собаки не реагируют на раздражение, отказываются от пищи. Масса тела животных снижается на 30—40% исходной.
В ранний период через 2—3 сут. у собак развивается лейкопения вследствие уменьшения числа лимфоцитов, эозинофилов и нейтрофилов. Через 6—7 сут. появляются гигантские гиперсегментированные нейтрофилы, исчезают лимфоциты, моноциты, ретикулоциты. Резко снижается количество тромбоцитов. Содержание гемоглобина и число эритроцитов существенно не изменяются. Собаки погибают при явлениях алейкии.
При введении меньшей дозы ,20Ро у животных развивается подострая форма поражения, менее выражен геморрагический синдром. После критического периода часть животных выздоравливает. У них восстанавливается картина периферической крови. Однако через несколько дней состояние животных резко ухудшается, вновь появляется рвота, снижается масса тела, уменьшается число лейкоцитов и животные погибают [73].
Введение 210Ро в дозе 0,011·104 Бк/г вызывает у животных хроническую лучевую болезнь. Для этой стадии поражения характерным является наличие длительного относительного клинического благополучия. Ранние признаки поражения отсутствуют. В некоторых случаях наблюдаются диспептические явления. Через 2—3 мес у собак отмечается агрессивное состояние. Клиническая картина поражения зависит от индивидуальной чувствительности животных.
Клиническая картина хронической интоксикации полонием практически не отличается от таковой при действии других радионуклидов. Животные становятся вялыми, на коже и слизистых появляются кровоизлияния. В терминальной стадии поражения у собак развивается рвота с кровью, резко ухудшается общее состояние, животные погибают.
Характерной особенностью для хронического поражения полонием является фазность течения процесса. Расстройства функциональной деятельности отдельных систем сменяются периодами относительной компенсации. Для этой стадии поражения характерным является также резкое истощение животных и нарастающие изменения в почках [73].
При подостром и хроническом поражении крыс 210Ро в дозе 0,0185-104 Бк/г гибель животных наступает через 7—9 мес. В первые 6 мес число лейкоцитов колеблется на уровне нижних границ нормы, затем увеличивается количество нейтрофилов, отмечается резкое снижение количества эритроцитов до 30—50% исходных данных. Резко снижается число тромбоцитов. При инфекционных осложнениях — лейкоцитоз без увеличения молодых форм клеток. Хроническое введение малых доз полония (3,7-10'2 Бк/г) приводит к некоторому снижению количества лейкоцитов через 5—7 лет. Периодически снижается число лимфоцитов, несколько увеличивается число нейтрофилов.
В отдаленные сроки через 5—10 лет после введения собакам 210Ро в дозе 0,0037х104 Бк/г ежедневно в течение 6 мес через рот наблюдается снижение количества нейтрофилов и эритроцитов [73, 93].
Одним из ведущих симптомов при поражении 210Ро является ярко выраженная кровоточивость, кровоизлияния в различные органы и ткани. Явления геморрагического синдрома при поражении полонием обусловлены нарушениями в свертывающей системе крови, изменением проницаемости и капиллярной прочности. При введении собакам полония в дозе 0,185Х104 Бк/г через 15—20 сут. число тромбоцитов составляет 5— 10% исходного уровня. Время свертывания удлиняется в 1,5— 3 раза. Особенно резкие нарушения проницаемости сосудистой стенки развиваются с 7 до 21 сут.
При хроническом воздействии полония количественные и качественные изменения в свертывающей системе крови развиваются в поздние сроки в терминальной стадии поражения перед гибелью животных. У животных при воздействии полония отмечается выраженная патология со стороны внутренних органов. Наблюдаются изменения в сердечно-сосудистой системе.
В ранние сроки после поражения полонием отмечены значительные колебания артериального давления. В разгар заболевания — гипотония, перед гибелью животных артериальное давление снижается на 40—50% исходного уровня. У животных наблюдаются выраженные изменения электрокардиограммы, показывающие дистрофические изменения в миокарде. Обнаруживаются нарушения корковой деятельности центральной нервной системы: периоды глубокого торможения сменяются периодами активизации и восстановления корковых функций.
У животных при острой, подострой и хронической формах поражения полонием развивается патология со стороны ЖКТ. После скрытого периода через 3—7 сут. появляются рвота, жажда, потеря аппетита, в разгар заболевания — поносы со слизью и кровью, в терминальный период — полный отказ от пищи. У собак увеличивается выведение с желчью билирубина. Нарушается углеводная, барьерная, белковая и ферментативная функции печени.
В ранние сроки после воздействия 210Ро на печень наблюдается усиление секреторной функции, обусловленной нейрогуморальными изменениями. Следует отметить, что при остром поражении полонием нарушения функциональной деятельности печени наступают в более поздние сроки, чем при воздействии внешнего γ-облучения. Это, по-видимому, связано с постепенной кумуляцией тканевой дозы в печени.
При поражении 210Ро у собак и других животных нарушается функциональная деятельность почек. Поражение почек связано с выведением полония из организма с мочой. По данным Антони и других максимальная концентрация полония в почках после однократного введения в дозе 7,4·104 Бк/г превышает в 10 раз среднее содержание его во всем организме. В опытах на собаках при подкожном введении 210Ро в дозе (0,0185—0,111)·104 Бк/г установлено, что нарушение деятельности почек происходит по смешанному типу клубочково-канальцевой недостаточности. В более поздние сроки в почках развивается необратимый хронический процесс типа нефроза с переходом в нефросклероз.
При поражении 210Ро у собак обнаруживаются изменения в обмене веществ. Нарушается нуклеиновый и углеводный обмен. Сахарофиксирующая способность печени снижается на 50—60% исходных данных. Патология этой функции печени обусловлена угнетением процессов гликогенообразования. У животных, пораженных полонием, к концу жизни наблюдается почти полное истощение запасов гликогена. Имеются сведения о том, что полоний вызывает у животных нарушение ферментативного обмена. Снижается активность адснозинтрнфосфатазы, холинэстеразы и других ферментов [93].
При подкожном введении 210Ро крысам в дозе 0,27· 104 Бк/кг снижается иммунологическая реактивность. Часто у животных наблюдались инфекционные осложнения, иногда инфекция являлась ведущей причиной гибели животных. У собак на вскрытии находили пневмонии, плевриты, перикардиты. У животных снижались бактерицидные свойства кожи (Т. Д. Кузьмина).
Патологическая картина поражения животных полонием изучалась как отечественными, так и иностранными учеными [63, 184]. Выраженные изменения при поражении собак полонием в дозе 0,55-104 Бк/кг наблюдаются в кровеносных сосудах, особенно в капиллярах. Появляется набухание эндотелия и разволокнение стенки сосудов. Отчетливые изменения обнаруживаются в ЖКТ при воздействии 210Ро в дозе 9,25Х104 Бк/кг — атрофия лимфатических фолликулов, распад клеточных элементов, снижение митотической активности эпителия. Глубокие изменения при подостром и хроническом поражении полонием обнаружены в почках. Они уменьшались в размерах, истощался корковый слой, наблюдалась атрофия канальцев и клубочков, развивался нефросклероз. При гисторадиографии установлено значительное отложение полония в эпителии извитых канальцев. Выраженные морфологические изменения обнаружены в печени животных. Изменения дистрофического и цирротического характера в печени связаны со значительным накоплением полония в клетках ретикулоэндотелиальной системы [89, 93, 164].
Патоморфологические изменения в органах животных свидетельствуют о высокой биологической активности α-излучателя 210Ро при непосредственном действии на органы и ткани.
При оценке сравнительной токсичности различных α-излучателей важное значение имеет относительная биологическая эффективность ОБЭ. В работе Финкель ОБЭ различных α-излучателей изучалось в опытах на мышах по критерию продолжительности жизни. Автор показала, что ОБЭ полония по отношению к радию равна трем. По критерию развития костных опухолей полоний менее эффективен, чем радий. По данным Б. Б. Мороза и Ю. Д. Парфенова токсичность полония и плутония для крыс примерно в пять раз выше, чем у радия. Авторы объясняют это тем, что радий быстрее выводится из мягких тканей и переходит в костную ткань. Биологическая эффективность α-частиц более выражена при хроническом воздействии, чем при острых поражениях. По критерию продолжительности жизни видно, что α-излучатель 210Ро создает в 8 раз больше невосстановленных повреждений, чем рентгеновское облучение.
В работе Самуэльса показано, что ОБЭ для 210Ро по сравнению с γ-излучением П0Со по воздействию на воспроизводящую систему мышей равна 50.
Автор считает, что гибель овоцитов происходит по ударному механизму, а доза—эффект характеризуется линейной зависимостью и отсутствием порога.
У животных, перенесших острое, подострое и хроническое поражение 210Ро, могут развиваться неопухолевые и опухолевые формы отдаленных последствий. Характер локализации патологического процесса зависит от распределения полония в организме. Неопухолевые формы отдаленных последствий характеризуются развитием атрофических и склеротических изменений в органах и тканях, ранним старением организма, истощением. У животных развивается дисгормональное состояние, синдром альдостеронизма и другие нарушения [89].
Среди опухолевых форм отдаленных эффектов биологического действия 210Ро ведущее место занимают опухоли почек, печени, толстого кишечника, надпочечников, гипофиза, молочных желез, щитовидной железы, яичников, предстательной железы и матки. При подкожном введении полония в отдаленные сроки наблюдались саркомы кожи и подкожной клетчатки в месте введения [93].
В опытах на крысах при внутрибрюшинном введении 210Ро показано, что опухоли почек, кишечника, предстательной железы, семенников, надпочечников, .матки и подкожной клетчатки возникают у 40% животных [89]. Уровни доз полония, вызывающих развитие различных новообразований в отдаленные сроки, составляют от 0,2 до 8,77·102 Бк/г. Автор отмечает, что при введении малых доз полония (0,2—2,07)·102 Бк/г преобладали опухоли желез внутренней секреции. Установлено, что при пероральном введении полония в дозах 92,5; 37,0; 3,7; 1,8· 102 Бк/г у крыс возникают в 50% случаев опухоли молочных желез. Рак из эпителия извитых канальцев и саркому почек у крыс, пораженных 210Ро в дозах 1,8 и 0,9·102 Бк/г, обнаружили в отдаленные сроки через 203—590 сут. [93]. Во внутренних органах и лимфатических узлах наблюдали метастазы рака или саркомы. В подкожной клетчатке и мягких тканях бедра развивались полиморфно-клеточные саркомы. У крыс и мышей после введения 210Ро наблюдались злокачественные лимфомы, рак легких, опухоли молочных желез [89].
Аналогичные изменения у мышей при воздействии 210Ро в дозе (3,7—1,8) · 102 Бк/г отмечены Финкель. Гибель мышей с лимфомами составляла около 4 %.
При ингаляционном поступлении 210Ро у животных в отдаленные сроки развиваются опухоли легких. При отложении радионуклида в легких в дозах 55,5; 18,5; 7,4·102 Бк/г опухоли легких возникали у крыс в 13, 10 и 4% соответственно, в 50% случаев наблюдался плоскоклеточный рак, отмечены случаи развития железистого рака и аденомы. Введение полония в дозе 3,7·102 Бк/г вызывает у крыс в отдаленные сроки развитие катаракт. Б. А. Маркелов и С. И. Кротова после перорального введения собакам полония в дозе 0,185-10“ Бк/г выявили развитие катаракт, атрофию радужной оболочки, деструктивные изменения в сетчатой и сосудистой оболочках. Авторы считают, что изменения в органе зрения связаны с непосредственным действием α-частиц 21υΡο, который в значительных количествах накапливается в оболочках глаза.
Таким образом, экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что 210Ро обладает выраженным биологическим действием на организм. В механизме действия этого радионуклида большинство авторов отмечает наличие длительного периода относительного клинического благополучия при действии подострых и хронически эффективных доз. Характерным для лучевой болезни, вызванной 210Ро, является развернутая картина геморрагического синдрома. Отчетливо проявляется патология со стороны внутренних органов: изменения в центральной нервной системе, сердечно-сосудистые нарушения, сдвиги в обмене веществ, изменения в системе крови. В отдаленные сроки после воздействия 210Ро развиваются неопухолевые и опухолевые формы поражения, характеризующиеся широким полиморфизмом различной локализации новообразований.
Изыскание средств для профилактики и терапии поражений, вызванных 210Ро, представляет большой практический интерес. В опытах на крысах установлено, что унитиол способствует ускорению выведения полония из организма. Эффективность этого препарата зависит от срока применения, суточной дозы и частоты введения. Чем раньше начато лечение, тем лучше эффект. Применение унитиола через 12 ч и в более поздние сроки после введения радионуклида вызывает ускорение выведения полония из организма, но не способствует увеличению выживаемости животных. Хороший терапевтический эффект получен при использовании кровезаменителей в комплексной терапии поражений полонием. Кровопускание с последующим введением белкового кровозаменителя БК-8 в сочетании с унитиолом, антибиотиками, витаминами в 4 раза увеличивает продолжительность жизни леченых собак по сравнению с контрольными. Введение унитиола в течение первых 10 сут. способствует выведению полония из организма до 40% введенной дозы.
Неотложная помощь при поражении 210Ро.
Дезактивация кожи водой с мылом, затем 5%-ным раствором унитиола или 5%-ным раствором оксатиола, пастой 47. В случае попадания 210Ро на кожу или в рану в количествах, не поддающихся дезактивации, показано иссечение пораженных участков. Внутрь: противоядие от тяжелых металлов Antidotuin metallorum —
50 мл. Питье молока, слизистые отвары, яичный белок. Назначение рвотных: 1%-ный апоморфин — 0,5 мл под кожу или промывание желудка водой. Повторное применение Antidotuni nietallorum. Солевые слабительные: Na2SO4 или MgSO4, 30,0:200,0, очистительные клизмы. Внутривенно: 50 мг оксатиола на 1 кг массы тела (вводить медленно!) 2—4 раза в первые сутки, затем курс лечения в течение месяца (10—20 инъекций). Мочегонные: гипотиазид — 0,2, фонурит — 0,25 г.
Согласно данным МК.РЗ допустимое содержание 210Ро в организме человека не должно превышать 0,111-104 Бк. Для 210Ро в качестве критического органа принимается селезенка, пдп для персонала через органы дыхания составляет 0,85Х104 Бк/год. ДК в воздухе рабочих помещений — 34,4Х10-4 Бк/л, в атмосферном воздухе—11,47-10-5 Бк/л, в воде — 14,43 Бк/л.
