При радонових процедурах радон проникає в тканини організму, утворюються ДПР, також осідають на шкіру хворого з лікувальною середовища (води або повітря).
Лікувальна дія радону і його ДП обумовлено тільки їх радіоактивними властивостями, при цьому має місце альфа-, бета-і гамма-опромінення організму.
При одному акті розпаду радону RaA і RaC виділяється сумарна енергія альфа-випромінювання, що дорівнює 19,2 МеВ.
При одному акті розпаду RaB і RaC виділяється 0,89 МеВ енергії бета-випромінювання, що становить 4,65% від сумарної енергії альфа-частинок радону RaA і RaC.
Енергія гамма-випромінювання ДПР порівняно мала, тому нею можна знехтувати. Слід також враховувати, що величина Wr альфа-випромінювання дорівнює 20, а бета- і гамма-випромінювання - 1.
Звідси випливає, що основне лікувальну дію при радонових процедурах надає альфа-випромінювання радону та його ДП до RaC 'включно, а самі радонові процедури можуть бути віднесені до альфа-терапії, тобто до одного з розділів променевої терапії. З цих позицій дію радонових процедур визначається поглиненої енергією альфа-випромінювання. Ефект буде певною мірою залежати від величини поглиненої дози випромінювання (доза-ефект), якщо виключити при цьому інші сторони бальнеологічного дії радонових процедур (температуру, хімічний склад, гідростатичний тиск, наприклад, при водних ваннах і т.д.).
Фармакокінетика радону
Вивчення розподілу радону і його ДП в організмі являє складну методичну задачу. Це обумовлено, зокрема, дифузією і значною швидкістю переміщення радону в тканинах по кров'яному руслу. Через 2-3 ч весь радон з організму практично видаляється через органи дихання, а через 5-6 години після забою тварин в їх тканинах залишається 3,5-17% від початково введеної кількості речовини.
Описаний метод дуже складний, громіздкий і не дозволяє визначати розподіл в організмі дочірніх продуктів радону.
Новий метод полягає в тому, що після інгаляції радону у забитих тварин відбирали в герметичні капсули проби окремих органів і тканин. Активність проб визначали по їх гамма-випромінювання через 3-4 години після відбору проб. За цей час гамма-випромінюючі ізотопи RaB і RaC приходили практично у рівновагу з наявними в пробі радоном. ДПР, принесені в досліджуваний орган з інших частин організму, за 3-4 год також розпадалися. Отже, гамма-активність проб була пропорційна тільки міститься в них радону, втрати якого не перевищували 5%.
Вимірювання гамма-активності проб органів і тканин за подібною методикою дозволяє визначити розподіл в організмі ДПР.
За допомогою описаних і деяких інших методів були отримані дані про розподіл радону і його ДП в організмі при основних видах радонових процедур.
Купання в радонової воді
При прийомі радонової ванни радон надходить в організм хворого в основному через шкірні покриви, проникнення радону через легені при цьому практичного значення не має.
Кількість радону, що надходить в організм хворого з води ванни, дуже незначно - від 0,27 до 6,4%. За деякими даними, в звичайних умовах (температура, газовий склад, тривалість прийому ванни 20 хв) в організм проникає не більше 0,5% радону, що міститься у воді ванни, що становить 1,11 кБк при концентрації його в ванні 1,5 кБк / л.
Під час процедури радон на деякий час накопичується в основному в шкірі хворого, утворюючи «депо», потім він частково переноситься кров'ю або дифундує в інші органи і тканини, одночасно виділяючись через легені з повітрям, що видихається. При тривалому купанні через 40-60 хв накопичення радону в організмі сповільнюється і практично настає рівновага (тільки для деяких органів і тканин організму - шкіра, кров, легені): кількість що надходить в організм і виділяється радону, стає однаковим.
Таким чином, за час прийому ванни і протягом декількох годин після виходу з неї організм хворого піддається опроміненню за рахунок розпаду деякої частини проник в організм радону і утворюються з нього ДП, а також за рахунок розпаду ДП, які осіли на поверхні шкіри з води ванни. Накопичення радону в організмі при цій процедурі відбувається інтенсивніше у молодих, залежить від статі (у жінок радону накопичується на 60% більше, ніж у чоловіків), статури і ряду інших причин.
Після виходу хворого з ванни відбувається досить інтенсивне виділення радону з організму через легені (близько 60%) і шкіру (близько 40%). Найбільш значне виведення спостерігається відразу після виходу хворого з ванни і триває 4-5 ч. Період напіввиведення з організму дорівнює 10-18 хв, з сечею виділяється менше 0,25% від проник в організм радону.
Утворилися в організмі в результаті розпаду радону атоми RaA, RaB, RaC і RaC ', повністю розпавшись, перетворюються в RaD раніше, ніж можуть виділитися з організму. ДПР, як і радон, накопичуються в основному в шкірі і жирових тканинах. Значна кількість ДП, особливо RaC, накопичується також в нирках.
Після виходу хворого з води активний наліт міцно утримується на шкірі і не видаляється навіть після витирання махровим рушником; тільки протягом 2-3 ч він повністю розпадається. На шкірі чоловіків осідає ДПР в 2,5 рази більше, ніж у жінок.
Надходження радону в організм при звичайній радонової ванні збільшується при підвищенні температури води. Однак після закінчення процедури радон залишає організм через легені тим швидше, чим вище температура ванни, і більш інтенсивно виділяється зі шкіри в навколишнє повітря. Скорочення часу перебування радону в тканинах при підвищенні температури води у ванні веде до зниження опромінення організму хворого, зумовленого розпадом радону, приблизно на 5,5% на кожен градус вихідної температури.
При застосуванні вуглекисло-радонових ванн на шкірі утворюється шар бульбашок спонтанно виділяється з води вуглекислого газу, який перешкоджає осадженню на шкірі радону і його ДП пропорційно концентрації СО2 у воді ванни. Поступив через шкіру радон швидше виводиться через шкіру і легені під дією СО2, що знижує дозу опромінення організму. При наявності у воді радонової ванни СО2 в концентрації 1,2 г / л опромінення організму за рахунок радону і його ДП знижується приблизно в 3 рази при інших рівних умовах.
При ВРВ вдихання радону і його ДП практично виключено. Радон проникає в організм хворого тільки через шкіру, депонуємо в ній приблизно в 10 разів менше, ніж при водних ваннах. З повітря при ВРВ на шкіру осідає не більше 5% від утворилися в ній ДПР. Однак у зв'язку з більшою рухливістю повітря в порівнянні з водою ДПР при BP-процедурах в 70-100 разів інтенсивніше осідають на шкірі, ніж при водних радонових ваннах. На уражених патологічним процесом ділянках шкіри, що мають нерівний рельєф, ДПР осідають приблизно в два рази інтенсивніше, ніж на здоровій шкірі. В організм при ВРВ надходить дуже невелика кількість радону і його ДП (значно менше, ніж при водних радонових ваннах).
Пиття радонової води
При питво радонової води радон з шлунка дифундує в навколишні органи, а також всмоктується в кров. З венозною кров'ю радон надходить в печінку, потім у праве серце і легені. При одноразовому проходженні крові через легені втрачається міститься в ній радону. Радон починає виділятися з організму відразу після прийому радонової води per os, досягаючи максимуму до 45-й хвилині. Після прийому їжі виділення радону через легені значно сповільнюється.
Період напіввиведення радону з організму при питті радонової води дорівнює 30-50 хв. Це обумовлено тим, що в шлунку, особливо в його вмісті, утворюється депо радону, з якого він поступово надходить у кров і виділяється через легені.
RaA накопичується в тих же органах і тканинах і приблизно в тих же кількостях, що й радон; RaB і RaC - в основному в органах і тканинах, що виконують видільні функції (легені, нирки, шкіра).
Вдихання повітря, збагаченого радоном
При вдиханні повітряно-радонової суміші радон проникає в кров через легені. ДПР, що містяться у вдихуваному повітрі, частково осідають в органах дихання, де в основному і розпадаються; деяка кількість ДПР проникає з легких в інші органи і тканини.
Концентрація радону в крові у людини становить зазвичай 0,3-0,45% від концентрації його вдихає повітрі.
Якщо організм людини знаходиться в умовах перегрівання (температура повітря в еманаторіі 40-41 ° С), то в крові розчиняється майже в 2 рази більше радону, ніж при звичайних температурних умовах. Період напіввиведення радону з організму після вдихання повітря з радоном становить 10-12 хв.
При інгаляції рівноважної суміші радону і його ДП спостерігається вкрай нерівномірний розподіл ДП по органам і тканинам експериментальних тварин. Найбільша кількість ДП виявляється в органах дихання і нирках, найбільші концентрації радону - в жирових тканинах, особливо при збільшенні тривалості інгаляції.
При інгаляції радону і його ДП найбільше RaC накопичується в легенях, потім в нирках, потім у печінці і в крові; найбільшу кількість RaB виявляється в м'язах.
Накопичення надлишкових по відношенню до рівноважного з радоном кількостей RaC в деяких органах пояснюють проникненням в них з легких з потоком крові і перенесенням з кров'ю цих ізотопів з місць їх утворення або первинного відкладення (органи дихання, жирова тканина і т.д.). Таким чином, уявлення про те що ДПР, які осідають в легенях, розпадаються там же, справедливо тільки для одного RaA. Певна частина RaB і RaC проникає з легких в кров і розподіляється по різним органам відповідно до хімічними властивостями цих ізотопів. В організмі мігрує щонайменше 30% атомів RaB. За рахунок міграції ДПР з органів дихання спостерігається значне накопичення їх в нирках навіть при вдиханні радону без ДП.
Ін'єкції розчинів радону
При ін'єкції розчину рівноважної суміші радону і його ДП найбільшу кількість ДП виявляється в нирках. З організму кролика радон після його введення виділяється через органи дихання через 2 години після введення.
Особливості фармакокінетики радону і його ДП при різних формах радонових процедур
Розподіл радону і його ДП в організмі при питті, ваннах і інгаляціях дуже неоднорідний і визначається способом їх введення в організм. Періоди найбільшого накопичення Rn, RaA, RaB і RaC в органах і тканинах, як правило, не збігаються. При ваннах, питво і інгаляціях в більшості органів відбувається спочатку максимально можливе накопичення радону, потім RaA і набагато пізніше - RaB і RaC. Час найбільшого накопичення одного і того ж ізотопу в різних тканинах, як правило, по-різному.
При надходженні радону в організм з опромінюючої середовища процедури він накопичується в першу чергу в тканинах і органах, суміжних з опромінюючої середовищем, - шлунку, селезінці, печінки (при пероральному введенні радонової води), в шкірі, підшкірній жировій клітковині, м'язах (при радонових ваннах ), в органах дихання (при інгаляціях), у великій кількості - в жирових тканинах (добре розчинний в жирах). Однак в багатьох ліпідами тканинах спинного і головного мозку при ваннах і питво радону накопичується дуже мало (гематоенцефалічний бар'єр).
ДПР, що потрапляють в шлунково-кишковий тракт хворого при питті радонової води і утворюються там з розпадаються атомів радону, адсорбуються на вмісті і слизовій оболонці шлунка. У зв'язку з цим їх випромінювання до тканин шлунково-кишкового тракту практично не доходить. Однак при прийомі радонової води натще на уражених ділянках слизової ДПР будуть осідати в більшій кількості, ніж на здорових.
Особливості процесу проникнення радону через шкіру
Фармакокінетичні дослідження свідчать про те, що при радонових бальнеопроцедур радон і його ДП накопичуються в основному в органах, які виконують бар'єрні функції (шкіра і слизові), і в організм надходить дуже незначна кількість містяться в опромінюючої середовищі лікувальних компонентів. Подібне явище спостерігається не тільки при радонових, але і при інших видах бальнеотерапевтичних процедур, наприклад при СО2, H2S-, JBr-, Fe- і Bo-водних ваннах.
Так, аніони і катіони з лікувальної середовища проходять через шкіру в дуже незначній кількості, гази - в основному тільки через слизову легких. Через шкіру, наприклад, здійснюється тільки 2% газообміну порівняно з газообменом легких. З водного середовища гази проникають в організм через шкіру в кілька разів краще, ніж з повітря.
Пристрій радонового аплікатора:
1 - циліндрична ємність; 2 - плоска кромка в формі диска; 3 - відкрита поверхня ємності, приклеюється до шкіри; 4 - поверхня шкіри; 5 - наповнювач з радоном
Очевидно, в шкірі є спеціальні структури, що перешкоджають проникненню через неї не тільки аніонів та катіонів, а й газів. Дійсно, радон - це інертний газ, затримка його в шкірі при проходженні через неї малоймовірна. Для виявлення механізму затримки радону в шкірі проводилися спеціальні дослідження. Було запропоновано аплікатор, що дозволяє насичувати шкіру радоном в кількості, яка може бути точно виміряна протягом тривалих тимчасових інтервалів.
Він складається з циліндричної ємності, відкритої з одного кінця, і плоских крайок, якими він кріпиться до шкіри медичним клеєм (наприклад, клеолом). До прикріплення до шкіри в нього вкладають накопичувач радону, в результаті нагріте від тіла радон виділяється з накопичувача і всередині аплікатора утворюється повітряно-радонова суміш, склад якої, з одного боку, залежить від рівноважного тиску радону над накопичувачем, а з іншого - від поглинання шкіри об'єкта. У міру проникнення газу в тіло концентрація радону в аппликаторе зменшується, що викликає зсув рівноважного тиску і в зв'язку з цим - подальше виділення газу з накопичувача, аж до відновлення вихідної величини тиску.
Цей рівень рівноважного тиску газу над поверхнею накопичувача залежить тільки від температури середовища і концентрації радону в накопичувачі. Практично постійне в часі тиск радону над шкірою створює умови стабілізації дифузії газу в тіло об'єкта, що забезпечує можливість безперервного і рівномірного протягом декількох днів надходження радону в шкіру в місці накладення аплікатора. Радон надходить з аплікатора в організм тільки через шкіру. Досягаючи венозного русла, радон з потоком крові проникає в легені і виводиться з організму з повітрям, що видихається.
Метод виявив деякі нові особливості проникнення радону через шкіру. При накладенні аплікатора на кілька хвилин радон видаляється зі шкіри практично повністю через 3-4 ч. При експозиції 5-7 год встановлено раніше невідомий факт затримки радону в шкірі на 2-3 доби.
Примітка
Всі виміри проведено в умовах 10-100-кратного перевищення рахунку над фоном з помилкою не більше кількох відсотків.
Для більш детального вивчення цього явища були проведені експерименти на 25 білих безпородних щурах. Хвіст пацюка, вміщеній в гіпокінетичним клітку, опускали в стаканчик з водним концентратом радону (74-111 кБк / мл) через вузький отвір в гумової плівці, що закриває стаканчик зверху. Через 18 годин після закінчення 5-годинної експозиції хвоста у водному концентраті радону останній з тканин хвоста живої щури виділився повністю.
Ефект затримки радону був виявлений в шкірі, в цілому хвості щура і його кістяку, а також в ізольованій лапі щури. З інших органів і тканин щура після тривалої експозиції їх у водному концентраті радону останній швидко виділяється.
З тканин хвоста, остова і лапи попередньо забитої щури, поміщених в водний концентрат радону, останній практично не виділяється. З інших органів через 1-3 діб радон повністю йде. Найменше радон з водного концентрату затримується в тканини легені, в 20 разів більше - в шкірі, жировій тканині і підшкірній жировій клітковині.
Отримані дані свідчать про те, що в шкірі тварин і людини є якийсь бар'єрний шар, що перешкоджає вільному проникненню через шкіру інертного газу радону (такий же шар покриває остов, поверхня зрізу хвоста щура). Однак ці бар'єри не можна визнати абсолютними, особливо в тканинах живого організму.
Можна вважати, що однією з функцій виявленого в шкірі бар'єру є обмеження обміну через шкіру газів, в тому числі і радону. В організмі обмін газів здійснюється в основному через легені за рахунок регульованої роботи серцево-судинної системи. Таким чином, вивчення фармакокінетики радону на внутріорганних рівні дозволяє поглибити наше уявлення про фізіологічні властивості окремих структур шкіри і виявляє шляхи для їх практичного дослідження.