Через сутки после перорального введения концентрация 90Sr (на 1 г сырой массы) в костях крысы в 40—60 раз выше, чем в почках, селезенке и мышцах. В более поздние сроки различия в уровнях концентрации становятся еще значительнее. Так, через 4 сут после введения радионуклида концентрация его в скелете в 120 — 330 раз выше, чем в семенниках, почках, селезенке и мышцах; через 16 сут — в скелете 0,116, в мышцах 0,004 %, через 256 сут в скелете — 0,07 % введенного количества. После ингаляции в легких задерживается примерно 10 % стронция. Радиоактивный стронций полностью всасывается из легких в течение первых суток. Выводится из легких 97,8 % радионуклида с Тб, равным 12,8 мин; 2,1 % — 10 ч, 0,1 % — 10 сут. Через сутки после ингаляции в легких содержится всего 0,045% 90Sr, в скелете — 31,6 %. Высокий процент в скелете — результат не столько всасывания радионуклида из легких, сколько следствие резорбции из ЖКТ (до 32,1 %).
На поведение стронция в организме оказывает влияние вид, пол, возраст животного, а также беременность, лактация и другие факторы. Наибольшее содержание стронция в скелете определено у собак, кошек и ужей через 4 сут (75, 60 и 70 % соответственно), у крыс через 2 сут (82 %), у лягушек через 8 сут (70 %), у морских свинок через 6 ч (47 %) с момента поступления изотопа в организм. В скелете самцов отложение этого радионуклида выше, чем в скелете самок. Эти различия отсутствовали у старых животных. Введение фолликулина и питуитрина до и после инкорпорации стронция уменьшало отложение в скелете. Кастрация самок способствовала увеличению содержания нуклида в скелете, которое становилось таким же, как у самцов. У взрослого населения, получавшего питьевую воду с повышенным содержанием кальция, накопление 90Sr оказалось достоверно ниже, чем у лиц из контрольной группы (в среднем на 17 %). В костной ткани мужчин 90Sr и кальций накапливается больше, чем у женщин.
С увеличением возраста независимо от способа введений и вида животных, понижается величина отложения 90Sr в скелете. Величина депонирования 90Sr в скелете собак в зависимости от возраста при пероральном поступлении колеблется от 19,7 до 71,5 %. Отмечено, что в мягких тканях у старых животных 90Sr откладывается в несколько большем количестве, чем у молодых. При увеличении возраста крыс от 1,5 до 7 мес. величина отложения стронция в скелете уменьшается с 40,8 до 14,7 %. При содержании кальция в диете в количестве 1,4 % величина отложения стронция у крыс в возрасте 3 мес. уменьшается с 17,3 до 3,7 %. В условиях хронического поступления, количество радиоактивного стронция, ранее фиксированное в скелете самок, не влияет заметным образом на величину накопления в эмбрионе.
При введении изотопа в/м или перорально в разные сроки беременности большее количество его (до 50—70 %) откладывалось в плодах в последние дни беременности. Если беременность наступала через 10 дней после введения стронция, то в организме крысят содержалось только 0,2 % введенного количества. При введении стронция в разные сроки лактации большие его количества передавались детенышам с молоком на 7 сут (до 45 %). Отмечено значительное (в 1,5—2,5 раза) снижение содержания радиоактивного стронция в скелете лактирующих крыс. Однако способность лактации уменьшать содержание стронция в скелете матери возможна только тогда, когда изотоп попадает в организм в период кормления или незадолго до его начала. Стронций, который отложился в костях в отдаленные сроки до начала лактации, выводится с молоком крайне слабо.
Распределение изотопов стронция в различных частях одной и той же кости и в разных костях скелета неравномерное. Так, в эпифизе и метафизе у крыс начальная концентрация стронция в 2,5 раза выше, чем в диафизе. У собак максимальная концентрация обнаружена в метафизе бедра, в эпифизе и ребрах, минимальная — в костях черепа и зубах. Это свидетельствует о том, что стронций откладывается в участках костей, обладающих наибольшей зоной роста. Показано сравнительно равномерное распределение стронция в минеральной части кости. Стронций концентрируется под эпифизарным хрящом, эндостом в метафизарной области и периостом в середине стволовой части кости, т. е. в участках, где происходит усиленное образование кости. При повторном или длительном поступлении радионуклида в организм распределение такое же, как при однократном поступлении. Так, у крыс через 140—365 сут после ежедневного перорального введения 90Sr (1,48-104 Бк) содержание в скелете составляет 32—36 % введенного количества. Содержание в ткани печени 1,49—1,6, в мышцах 0,05—0,11, в почках 0,01—0,07%. Концентрация стронция в костях остается выше, чем в других органах и после прекращения поступления радионуклида.
Учитывая функцию удержания и выведения через почки стабильного и радиоактивного стронция (с массовыми числами 85, 89, 90), дозу, создаваемую поступившим 89Sr и 90Sr на поверхностном слое кости и красного костного мозга, и дозу, создаваемую поступившим 90Sr на все тело, Абрамов и Голутвина рассчитали дозу на поверхности кости при однократном и хроническом введении радионуклидов в количестве 37 кБк/сут.
Комбинированное действие. Комбинированное действие 89Sr и 131I в количествах 130 и 37 Бк/г соответственно оказывает существенное влияние на функцию воспроизводства потомства, кроветворную систему, продолжительность жизни. Меньшие количества (в 100 раз) выявляют цитогенетическую патологию соматических клеток без клинических симптомов.
При комбинированном действии 90Sr и 144Се, 90Sr и 239Рu при равных или меньших поглощенных дозах эффект повреждения не только суммируется, но выявляется раньше, чем при изолированных воздействиях. Отмечается увеличение выхода остеосарком, сокращение латентного периода их развития, повышение частоты лейкозов, более выраженные изменения периферической крови, сокращение продолжительности жизни крыс. Количество остеосарком увеличивается при действии 90Sr и 144Рm. В случае комбинированного действия 137Cs, создающего поглощенную дозу на все тело, равную 3,3 Гр, и 90Sr (доза на скелет 100 Гр) при однократном поступлении ведущую роль в развитии опухолей играет 90Sr.
Гигиенические нормативы. Для 90Sr группа радиационной опасности Б, МЗА = 3,7*104 Бк; для 85mSr, 85Sr, 89Sr, 91Sr, 92Sr группа радиационной опасности В, МЗА = 3,7*105 Бк; для 87mSr группа радиационной опасности Г, МЗА = 3,7*106 Бк.
Таблица 2 – Дозы излучения изотопами стронция для категории А
| Радионуклид | Состояние радионуклида в соединении | Критический орган | ДСА, Бк | ПДП, Бк/год | ДКА, Бк/л |
| 85mSr | P | ЖКТ (ТК) | - | 3,7*109 | - |
| HP | ЖКТ (ТК) | - | 3,2*109 | 1,3*103 | |
| 85Sr | P | Все тело | 2,1*106 | 2,1*107 | - |
| HP | Легкие | 1,9*105 | 9,6*106 | 3,7 | |
| 87mSr | P | ЖКТ (ТК) | - | 1,1*109 | - |
| HP | ЖКТ (ТК) | - | 8,5*108 | 3,7*102 | |
| 89Sr | P | Кость | 1,4*105 | 2,5*106 | 1,0 |
| HP | Легкие | 5,5*104 | 3,2*106 | - | |
| 90Sr | P | Кость | 7,4*104 | 1,1*105 | 4,4*10-2 |
| HP | Легкие | 2,8*104 | 5,2*105 | - | |
| 91Sr | P | ЖКТ (НТК) | - | 4,1*107 | - |
| HP | ЖКТ (НТК) | - | 2,3*107 | 9,3 | |
| 92Sr | P | ЖКТ (ВТК) | - | 4,1*107 | - |
Методы определения. Радиоактивный стронций определяют по дочернему 90Y, который осаждается в виде оксалатов (при загрязнении радионуклидом не менее 1 года); в продуктах питания выделение 90Y производят экстракцией моноизооктиловым эфиром метилфосфоновой кислоты, активность измеряют на низкофоновой установке; в золе костной ткани 90Y выделяют экстракцией трибутилфосфатом.
Меры профилактики. При работе с радиоактивным 90Sr необходимо соблюдать санитарные правила и нормы радиационной безопасности с применением специальных мер защиты в соответствии с классом работ.
Биологическое действие радиоактивного стронция. Как сказано выше, β-частицы, проходя через вещество, производят его ионизацию, которая, в свою очередь, приводит к различным химическим превращениям. В результате воздействия β-излучения в веществе происходят химические изменения — радиолиз и накопление новых веществ — продуктов радиолиза. При облучении живой ткани в клетках также накапливаются продукты радиолиза, которые вредно сказываются на жизнедеятельности клеток, могут затормозить их развитие, вызвать перерождение и даже гибель. У человека и животных облучение вызывает появление так называемой лучевой болезни. По принятым нормам предельно допустимой дозой общего облучения для человека считается 0,1 p в неделю (при обычной рентгеноскопии человек получает дозу 3-5 р). При дозе в 600 р в 50% случаев облучения наступает смерть от острой лучевой болезни. При длительном облучении даже значительно меньшими дозами могут наступить серьезные заболевания — лейкемия, раковые опухоли и пр.
До сих пор речь шла об общем внешнем облучении всего организма, например, γ- или рентгеновыми лучами, которые проникают через всю толщу тканей. Иначе обстоит дело при облучении β-частицами. Их пробег в ткани составляет всего несколько миллиметров. Поэтому на своем пути они создают мощную ионизацию, сосредоточенную в небольшом объеме. При сильном внешнем облучении β-частицами образуются долго незаживающие ожоги, а при систематическом облучении может развиться рак кожи. Внешнего облучения можно избежать, работая в специальной защитной одежде и перчатках, а загрязнение тела β‑радиоактивными веществами можно ликвидировать смыванием водой с мылом или специальными моющими средствами. Значительно опаснее попадание радиоактивных веществ внутрь организма с вдыхаемым воздухом, водой, пищевыми продуктами и др. В этом случае облучение внутренних органов происходит до тех пор, пока попавшее радиоактивное вещество не выйдет из организма за счет обмена веществ с окружающей средой или не исчезнет за счет радиоактивного распада. Чем прочнее удерживается данное радиоактивное вещество в организме и чем больше его период полураспада, тем оно более опасно.