13.5. Модель желудочно-кишечного тракта

Естественно, что кроме поступления из респираторного тракта, поступление радиоактивных веществ в ЖКТ происходит с пищей и водой. При попадании радионуклидов во внешнюю среду они могут по пищевым биологическим цепочкам поступать в организм человека. Поэтому путь поступления радиоактивных веществ в ЖКТ и их продвижение в основном такой же, как и обычных химических веществ, содержащихся в пищевых продуктах. На процессы всасывания радионуклидов из ЖКТ существенно влияют рН среды, физико-химический состав соединения, состояние пищеварительного тракта.

При поглощении нетранспортабельного радиоактивного соединения через рот большая часть его проходит через ЖКТ и выделяется с калом. Если вещество транспортабельно, значительная его доля поглотится во внеклеточную жидкость в основном во время прохождения через тонкую кишку. У так называемого условного человека длительность этого процесса составляет 4 ч.

Для описания поведения радионуклидов в ЖКТ используется т.н. модель желудочно-кишечного тракта МКРЗ (Публикация 30 МКРЗ). Схематически данная модель представлена на рис. 13.9.

Рис. 13.9. Модель МКРЗ желудочно-кишечного тракта человека

Приведенные в публикациях МКРЗ значения доли того или иного нуклида, поступающего из ЖКТ во внеклеточную жидкость, (), указывают лишь на степень его транспортабельности через слизистую оболочку кишечника. В действительности зависит от природы химического соединения, в которое входит нуклид, от метаболизма и питания данного индивидуума.

Представленная на рис. 13.9. величина описывает скорость перехода радионуклидов из тонкого кишечника в жидкости тела человека и определяется постоянной времени выведения радионуклидов из тонкого кишечника = 6 сут^-1 и доли нуклида, поступающего из ЖКТ во внеклеточную жидкость, (),

(13.7).

Поведение радионуклидов в желудочно-кишечном тракте может быть описано при помощи следующей системы дифференциальных уравнений:

(13.8)

.

В токсикологии для количественной оценки всасывания радиоактивного вещества из ЖКТ или респираторного тракта в кровь и лимфу используют величину, называемую коэффициентом резорбции или всасывания. Это — доля радионуклида, обнаруженная в организме (в целом!) за определенное время наблюдения по отношению к исходному количеству.

По значению коэффициента всасывания все радионуклиды подразделяются на четыре группы:

I. С высокой степенью резорбции в легких и ЖКТ (75-100%);
II. Со значительной резорбцией в легких (25-50%) и в ЖКТ (10-30%);
III. С умеренной резорбцией в кишечнике (1-10%) и значительным всасыванием в легких (25-30%);
IV. Практически не всасывающиеся в кишечнике (0,1-0,00001%) и хорошо резорбируемые из легких (20-25%) (табл. 6.10).

Таблица 13.10

Резорбция радиоактивных веществ из легких и ЖКТ по отношению к введенному количеству

Существенно влияет на резорбцию химическая форма поступающего в организм соединения. Так, цитратный комплекс плутония всасывается до 0,2-0,3%, а нитрата плутония — всего 0,005-0,0005%. Щелочные металлы в ионной форме всасываются в ЖКТ очень быстро. Плохо резорбируются радионуклиды, которые в кишечнике образуют труднорастворимые комплексы, микроколлоиды и нерастворимые соли. Важное значение для всасывания радионуклидов имеют стабильные изотопы: Fe, Ca, Zn, Co и др. Так, с увеличением в пище концентрации стабильного Fe, Ca, Zn и Со уменьшается резорбция в кишечнике ⁵⁹Fe, ⁴⁵Ca, ⁶⁵Zn, ⁶⁰Co. Пища, богатая кальцием, понижает резорбцию ⁹⁰Sr в кишечнике и уменьшает отложение его в скелете. Однако стабильные изотопы некоторых щелочноземельных элементов, содержащиеся в пище, влияют на всасывание радия и бария не существенно.

На величину всасывания радиоактивных веществ влияет характер пищи и скорость продвижения ее по кишечнику. Поступление стронция с молоком, например, значительно увеличивает его всасывание в организме. Резорбция радионуклида в кишечнике зависит также от возраста. В молодом, растущем организме радиоактивного стронция всасывается больше, чем у взрослых. Это связано с большим потреблением организмом минеральных солей, которые необходимы для построения скелета.

Помимо перечисленных факторов, влияющих на резорбцию радионуклидов, важное значение имеет исходное функциональное состояние организма (центральной нервной системы, вегетативных отделов и нейроэндокринной системы). Возбуждение нервной системы способствует повышению всасывания радионуклидов в организме, торможение резко замедляет этот процесс. Часть радиоактивных веществ после всасывания в кровь и лимфу разносится по организму, а оставшееся количество радионуклидов через некоторое время удаляется из кишечника. За время прохождения по ЖКТ радиоактивные вещества облучают стенку кишечника на всем его протяжении. Таким образом, при поступлении радиоактивных веществ через рот отдельные участки ЖКТ могут получать значительную дозу облучения, и в некоторых случаях ЖКТ становится критическим органом.