БИОФИЗИКА, 2021, том 66, № 5, с. 994-996

БИОФИЗИКА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

УДК 636:612.75.014.482

КОСТНАЯ СИСТЕМА - ЕЩЕ ОДНО ДЕПО ИЗОТОПОВ ЙОДА

Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА имени К.И. Скрябина,

109472, Москва, ул. Академика Скрябина, 23

E-mail: rla2904@mail.ru

Поступила в редакцию 10.04.2021 г.

После доработки 13.05.2021 г.

Принята к публикации 18.05.2021 г.

Гамма-спектрометрическим методом показано, что при поступлении в организм крыс радиоактив-

ного изотопа ¹²⁵I он активно накапливается не только в щитовидной железе, но и в костях. Уровень

активности ¹²⁵I в костной ткани оказался вполне сравнимым с таковой по ⁹⁰Sr, для которого костная

ткань является критической. Несмотря на то что удельная радиоактивность ¹²⁵I в костях существен-

но ниже, чем в щитовидной железе, гораздо большая масса костного аппарата обуславливает высо-

кий уровень облучения красного костного мозга. При авариях на объектах атомной промышленно-

сти вместе с ¹²⁵I в атмосферу попадает и ¹³¹I, который является не только γ-излучателем, но и жест-

ким β-излучателем - ведущим дозообразующим радионуклидом в первый послеаварийный период.

В связи с этим результаты, полученные по ¹²⁵I, вполне сопоставимы с ¹³¹I в силу идентичности ха-

рактера их распределения в организме животных и человека.

Ключевые слова: распределение йода, крысы, гамма-спектрометрия, инкорпорированное облучение,

ионизирующее излучение.

DOI: 10.31857/S0006302921050185

Восприимчивость костной системы к дей-

ной железе, но и значительно откладывается в

ствию ионизирующей радиации двояка: красный

костной системе.

костный мозг является одним из наиболее чув-

ствительных органов. Морфологически реги-

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

стрируемые изменения в нем наблюдаются уже

при поглощенной дозе излучения, равной 0.25 Гр

В качестве экспериментальной модели были

[1, 2], в то время как по данным авторов работы

использованы крысы Rattus norvegicus линии

[3] сама по себе костная ткань резистентна к ра-

Wistar массой 190-200 г в количестве 35 особей. С

диации и относится к группе низкочувствитель-

целью поступления одинаковой радиоактивно-

ных органов и тканей. Известно, что кости явля-

сти каждой крысе дважды в сутки (утром и вече-

ются критическим органом для изотопов строн-

ром) скармливали сухарики из пшеничного хле-

ция, проявляющего антагонистические свойства

ба, пропитанные раствором, содержащим ⁹⁰Sr ак-

относительно кальция [4-6]. Поэтому при радиа-

тивностью 377.5 Бк/г в виде ⁹⁰Sr(NO₃)₂ и ¹²⁵I

ционных авариях, подобных той, что произошла

на Чернобыльской атомной электростанции в

активностью 2533.5 Бк/г в виде Na¹²⁵I. Суммар-

1986 г., контрмеры по снижению негативных по-

ная радиоактивность сухарика составляла 2911

следствий для опорно-двигательной системы раз-

Бк. Суммарное суточное поступление радионук-

рабатывались в свете недопущения накопления в

лидов в организм крысы составило:

⁹⁰Sr -

костях стронция [7]. В то же время в ранние сроки

755 Бк/крысу, ¹²⁵I - 5067 Бк/крысу. Суточная ак-

после радиационных аварий основными дозооб-

тивность, поступающая с кормом, составляла

разующими радионуклидами являются изотопы

5822 Бк/крысу.

йода, для которых критическим органом является

Несмотря на то что среди изотопов йода, вы-

щитовидная железа [8-10].

павших в результате радиоактивных выбросов

В настоящей работе нами методом гамма-

при авариях на объектах радиационной промыш-

спектрометрии на экспериментальной модели

ленности, основную долю составляет ¹³¹I [11], на-

(крысы Rattus norvegicus линии Wistar) было пока-

ми был использован ¹²⁵I в силу того, что он имеет

зано, что ¹²⁵I накапливается не только в щитовид- больший период полураспада (60 суток против

994

КОРОТКОКОСТНАЯ СИСТЕМА - ЕЩЕ ОДНО ДЕПО

995

«Прогресс-320» (ООО НПП «Доза», Россия). В

качестве исследуемого образца для бета-спектро-

метрического измерения удельной радиоактив-

ности мы брали бедренные кости, по две от каж-

дой особи. По каждой группе проводили физиче-

ское усреднение. Для приготовления счетных

образцов использовали метод сухой минерализа-

ции. Метод основан на полном разложении орга-

нических веществ путем термической обработки

пробы и состоит из высушивания, обугливания и

озоления.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Гамма-спектрометрические исследования ак-

тивности ¹²⁵I показали, что в щитовидной железе

как критическом органе накапливается наиболь-

шее количество данного радионуклида (рис. 1), в

Накопление йода в органах крыс в сравнении с на-

коплением стронция в костях: 1 - накопление¹²⁵I в

то время как ⁹⁰Sr максимально накапливается в

щитовидной железе, 2 - накопление ⁹⁰Sr в костях, 3 -

костной ткани, что полностью соответствует ли-

I в

накопление ¹²⁵I в костях, 4 - накопление ¹²⁵

тературным данным [7-9].

мышцах.

Вместе с этим отмечены довольно существен-

ные значения активности йода в костной ткани,

8.3 суток у ¹³¹I [12]), что облегчает его использова-

причем более высокие по сравнению с мышечной

во все сроки исследования. Динамика накопле-

ние в научных исследованиях. Кроме того, ¹²⁵I

является мягким γ-излучателем, более безопас-

ния¹²⁵I в костной ткани повторяет таковую для

ным для исследователей и причиняющим мень-

⁹⁰Sr, но на более низком уровне (рис. 1).

шие страдания лабораторным животным (требо-

Из данных, представленных на рис. 1, следует,

вание Директивы 2010/63/EU о правах лабора-

что костную систему можно вполне считать депо

торных животных), чем ¹³¹I - жесткий γ- и

для изотопов не только стронция, но и йода: кри-

β-излучатель [11]. Что же касается адекватности

вая накопления йода в костях повторяет таковую

результатов исследования, то они полностью пе-

для стронция, а значения процентной доли ак-

реносимы на ¹³¹I в силу идентичности характера

тивности от суточного поступления в костях для

распределения ¹²⁵I и ¹³¹I в организме животных и

¹²⁵I не сильно отличаются от таковых для ⁹⁰Sr,

человека [7, 11].

значительно превосходя это значение для ¹²⁵I в

Для оценки содержания радионуклидов

мышцах. При этом необходимо отметить, что

стронция и йода в организме крыс проводили эв-

процентная доля накопления йода в костях более

таназию лабораторных животных с использова-

чем в десять раз ниже по сравнению с щитовид-

нием CO₂-камеры. Эвтаназии подвергали по пять

ной железой. Тем не менее полученные данные

крыс из исследуемой группы через 1, 3, 5, 10, 15,

свидетельствуют о том, что накопление изотопа

20 и 30 суток после начала эксперимента. Далее

йода в костях значительно. Это необходимо учи-

животных препарировали и брали для исследова-

тывать при разработке контрмер для защиты

опорно-двигательного аппарата в случае радиа-

ний: 1) костную ткань как критическую для ⁹⁰Sr

ционных загрязнений местности. С этой целью

[4, 8]; 2) мышцы, составляющие основную массу

следует проводить профилактические и терапев-

животного; 3) щитовидную железу как критиче-

тические мероприятия не только по снижению

ский орган для изотопов йода [8]. Для измерения

поступления радиоактивного стронция в кост-

удельной активности нативные образцы тканей и

ную ткань, но и радиоактивных изотопов йода.

органов взвешивали и помещали в пластиковые

пробирки. Измерение активности ¹²⁵I в щитовид-

Несмотря на то что удельная активность по ¹²⁵I в

ной железе, мышечной ткани и костях проводили

щитовидной железе существенно выше, чем в ко-

на гамма-счетчике «Мультигамма 1261» (LKB,

стях, накопление в них йода весьма значительно

Швеция) с фирменным программным обеспече-

ввиду гораздо большей массы костного аппарата в

нием. Удельную бета-активность в костной ткани

сравнении с массой щитовидной железы. В связи с

определяли методом бета-спектрометрического

этим, общая радиоактивность йода в костях значи-

анализа с применением Радиоспектрометриче-

тельно превышает таковую в щитовидной железе,

ского комплекса с программным обеспечением

что обуславливает необходимость корректировки

БИОФИЗИКА том 66

№ 5

2021

996

ЛЫСЕНКО и др.

расчета доз внутреннего облучения, в особенности -

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

для красного костного мозга.

Все авторы настоящей статьи заявляют, что не

имеют конфликта интересов касательно материа-

Поскольку ¹³¹I является не только γ-, но и β-из-

лов, представленных в работе.

лучателем и составляет существенную долю в ава-

рийных выпадениях, необходимо уточнение дозы

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

облучения как по γ-, так и по β-излучению. Дан-

Все применимые международные, националь-

ные по накоплению ¹²⁵I в костях и щитовидной

ные и институциональные принципы ухода и ис-

железе валидны для ¹³¹I, так как изотопы одного

пользования животных при выполнении работы

элемента абсолютно одинаково распределяются в

были соблюдены.

организме [7].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. В. С. Тиганов, в сб. «Матер. I Всесоюз. науч. конф.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

молодых ученых по с.-х. радиологии» (Обнинск,

1983).

В ходе исследования достоверно установлен

2. P. Feyer, O. Titlbach, and F. Hoffman, Folia Haemat

значительный уровень накопления ¹²⁵I в костном

(DDR) 116 (3-4), 87 (1989).

3. Б. Б. Мороз и С. П. Гроздов, Мед. радиология 5 (2),

аппарате крыс, вполне сравнимый с таковым для

46 (1960).

⁹⁰Sr, для которого костный аппарат является кри-

4. И. Я. Василенко и О. И. Василенко, Энергия: эко-

тическим. И хотя уровень удельной активности

номика, техника, экология 4, 26 (2002).

5. В. Ф. Журавлёв, Токсикология радиоактивных ве-

¹²⁵I в костях был существенно ниже, чем в щито-

ществ (Энергоатомиздат, М., 1990).

видной железе, считающейся критическим орга-

6. Ю. И. Москалёв, Радиобиология инкорпорированных

ном для изотопов йода, костный аппарат также

радионуклидов (Энергоатомиздат, М., 1989).

можно вполне считать критическим для радиоак-

7. В. С. Калистратова, И. К. Беляев, Е. С. Жорова

и др., Радиобиология инкорпорированных радионук-

тивного йода. Если при этом учитывать факт, что

лидов (ГНЦ ФМБЦ им. А. И. Бурназяна ФМБА

масса костей в организме существенно выше, чем

России, М., 2016).

масса щитовидной железы, получаем довольно

8. J. Zhou, G. Cheng, H. Pang, et al., Bosnian J. Basic

Med. Sci. 18 (4), 305 (2018).

высокий уровень общей активности ¹²⁵I в костях.

9. R. Samadi, B. Shafiei, F. Azizi, and A. Ghasemi, Cell

Существенное накопление радиоактивного йода

J. 19 (2), 184 (2017).

в костях означает ощутимый риск для красного

10. S. Feitelberg, P. E. Kaunitz, L. R. Wasserman, and

костного мозга, особо чувствительного к дей-

S. B. Yohalem, Am. J. Med. Sci. 216, 129 (1948).

ствию ионизирующего излучения. Данный вывод

11. Б. Н. Анненков, А. В. Егоров и Р. Г. Ильязов, Ради-

ационные аварии и ликвидация их последствий в аг-

делает необходимой корректировку при расчете

росфере («ФЭН», АН РТ, Казань, 2004).

доз облучения красного костного мозга, а также -

12. В. А. Бударков, В. А. Киршин и А. Е. Антоненко,

профилактики и терапии радиационных пораже-

Радиобиологический справочник (Ураджай, Мн.,

ний, вызванных внутренним облучением.

1992).

Skeletal System as an Additional Storage System for Iodine Isotopes

N.P. Lysenko, L.V. Rogozhina, L.A. Romodin, and I.I. Kovalev

K.I. Skryabin Moscow State Academy of Veterinary Medicine and Biotechnology,

ul. Akademika Skryabina 23, Moscow, 109472 Russia

Using the gamma-spectrometric method, we found that the radioactive isotope ¹²⁵I, entering the body of

rats, actively accumulated not only in the thyroid gland, but also in the bones. The ¹²⁵I activity level in bone

tissue was quite comparable to that of ⁹⁰Sr, for which bone tissue is critical. Although the specific radioactivity

of ¹²⁵I in bones is significantly lower than in the thyroid gland, great mass of bone tissue in the skeleton un-

derlies a high level of radiation to the red bone marrow. From nuclear power facilities, along with an acciden-

tal release of ¹²⁵I, ¹³¹I, which is not only a gamma but also a beta emitter, a leading radionuclide in dose for-

mation during the first days after the accident, also releases to the environment. In this regard, the results ob-

tained for ¹²⁵I are quite comparable to data on ¹³¹I in terms of identical nature of their distribution in animals

and humans.

Keywords: iodine distribution, rats, gamma-ray spectrometry, incorporated irradiation, ionizing radiation

БИОФИЗИКА том 66

№ 5

2021