Medical Radiology and radiation safety Medical Radiology and radiation safety Медицинская радиология и радиационная безопасность 1024-6177 2618-9615 15712 10.12737/25029 Радиационная биология Radiation biology Радиационная биология Dioxide plutonium-239 in the lung. Report 1: Metabolism 239PuO2 with intratracheal administration Диоксид плутония-239 в легких. Сообщение 1: Метаболизм 239PuO2 при внутритрахеальном введении Парфенова И. М. Parfenova I. М. Калистратова В. С. Kalistratova V. С. Жорова Е. С. Zhorova E. С. Самойлов А. С. Samoylov A. S.

доктор медицинских наук;

doctor of medical sciences;

 Беляев И. К. Belyaev I. К.

кандидат биологических наук;

candidate of sciences in biology;

 Тищенко Г. С. Tishchenko G. С. Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России Москва Россия A.I. Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of FMBA Moscow Russian Federation Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России Москва Россия A.I. Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of FMBA Moscow Russian Federation 26 02 2017 26 02 2017 62 1 12 19 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/15712/view

Цель: Исследование макро- и микрораспределения 239PuO2 в лёгких крыс, параметров метаболизма с учетом вариабельности начальных бронхоальвеолярных отложений. Материал и методы: Диоксид плутония вводили белым нелинейным крысам-самцам однократно интратрахеально в количестве 100 кБк/кг массы тела. Подопытных животных наблюдали в течение всей жизни. Проведены прижизненные измерения радиоактивности организма и экскретов и посмертная радиометрия органов. Выполнены авто- и гистоавторадиографические исследования легких и лимфатических узлов. Результаты: Из органов дыхания вынос частиц 239PuO2 наиболее интенсивно осуществляется в течение первых 7 сут. В период с 7 по 200 сут отмечается замедление процессов метаболизма. Данные о посмертном содержании 239PuO2 в легких и регионарных лимфатических узлах крыс указывают на уменьшение со временем со- держания диоксида плутония в легких и отсутствии уменьшения в лимфатических узлах. Экспериментально выявлены и рассчитаны три периода эффективного полувыведения диоксида плутония из легких. Их значения указывают на зависимость параметров клиренса органа дыхания от величин начальных бронхоальвеолярных отложений радионуклида. Выводы: Установлена значительная вариабельность содержания диоксида плутония в легких и регионарных лимфатических узлах крыс после интратрахеального введения. Неравномерность распределения 239PuО2 с выраженной агрегацией α-частиц предполагает существенное различие локальных тканевых поглощенных радиационных доз в лёгких, но не исключает возможности их расчёта на орган дыхания в целом. Параметры клиренса органа дыхания от 239PuO2 соответствуют величинам начальных бронхоальвеолярных отложений. В очищении легких от диоксида плутония, в отличие от растворимых его соединений, роль транспорта радионуклида по крови в другие органы и ткани малосущественна. Представленные результаты исследований метаболизма диоксида плутония, введенного внутритрахеально, свидетельствуют о том, что реализации биологических эффектов соединения следует ожидать преимущественно в легких. Фактические данные о профиле патологии органа дыхания будут представлены в последующем сообщении.

Purpose: Investigation of macro and micro distribution of 239PuO2 in the lungs of rats and metabolic parameters taking into account the variability of initial bronchoalveolar deposits. Materials and methods: Plutonium dioxide was single introduced intracheal into nonlinear male rats in the amount of 100 kBq / kg of body weight. The experimental animals were observed during their life. Lifetime measurement of radioactivity of the body and excreta and posthumous radiometry of organs were made. Auto and histoautoradiografic study of lungs and lymph nodes were performed. Results: 239PuO2 particles are removed from the respiratory organs most intensively during the first 7 days. Slowing of metabolic processes is observed in the period from 7 to 200 days. The data on post-mortem 239PuO2 content in the lungs and regional lymph nodes of rats indicate a decrease of the content of plutonium dioxide in the lungs and no reduction in the lymph nodes with time. Three periods of effective half-life of plutonium dioxide from the lungs were experimentally identified and calculated. These values indicate that the parameters of the respiratory clearance depend on the value of the initial radionuclide bronchoalveolar deposits. Conclusions: Сonsiderable variability of plutonium dioxide content in the lungs and regional lymph nodes of rats following intratracheal administration has been shown. Neven distribution of 239PuO2 with the expressed α-particle aggregation assumes a significant difference in the local fabric of absorbed radiation doses in the lungs, but does not exclude the possibility of their calculation on the respiratory system as a whole. Options clearance from the respiratory 239PuO2 correspond to the values of the initial bronchoalveolar deposits. The cleansing light of plutonium dioxide, in contrast to its soluble compounds, the role of radionuclide transport blood to other organs and tissues is not of great impotance . The results presented plutonium dioxide metabolism studies administered intratracheally, testifies to the fact that the implementation of the biological effects of the compounds can be expected mainly in the lungs. Evidence about the profile respiratory disease will be presented in a subsequent communication.

 диоксид плутония лёгкие метаболизм plutonium dioxide lungs metabolism

Промышленно важный и особо радиотоксичный радионуклид плутоний-239 – один из наиболее значимых элементов атомной индустрии и ядерного оружия. Он поступает в биосферу с выбросами АЭС, а также вследствие миграции из мест захоронения твердых отходов. В выбросах предприятий ядерного топливного цикла плутоний находится в виде оксидов, нитратов и комплексных соединений с органическими лигандами. Источником загрязнения плутонием могут быть некоторые этапы топливно-ядерного цикла, аварии на АЭС. Они образуются также при испытаниях ядерного оружия и уничтожении накопленных ядерных боеприпасов.

Булдаков Л.А., Василенко И.Я., Калистратова В.С. и соавт. Радионуклиды и производственная деятельность человека. - М., 1999. 160 с. 2. Buldakov L.A., Vasilenko I.Ja., Kalistratova V.S. i soavt. Radionukidy i proizvodstvennaja dejatel’nost’ cheloveka. - M. 1999. 160 s. Василенко И.Я., Василенко О.И. Плутоний // Энергия: экономика, техника, экология, 2004. № 1. С. 60-63. Vasilenko I.Ja., Vasilenko O.I. Plutonij // Jenergija: jekonomika, tehnika, jekologija. 2004. № 1. S. 60-63. Плутоний. Радиационная безопасность. Под ред. РАМН Л.А. Ильина. - М.: ИздАТ. 2005. 416 с. Plutonij. Radiacionnaja bezopasnost’. Pod redakciej akademika RAMN L.A. Il’ina. - M.: Izd.AT. 2005. 416 s. Булдаков Л.А., Любчанский Э.Р., Москалев Ю.И., Нифатов А.П. Проблемы токсикологии плутония. - М.: Атомиздат. 1969. 268 с. Buldakov L.A., Ljubchanskij Je.R., Moskalev Ju.I., Nifatov A.P.. Problemy toksikologii plutonija. - M.: Atomizdat. 1969. 268 s. Любчанский Э.Р., Кузьменко О.В., Осовец С.В., Соколова С.Н. Прогнозные оценки метаболизма и канцерогенного действия α-излучателей (234, 235U, 237Np, 239Pu, 241Am) в лёгких и скелете человека: обобщение экспериментальных данных, полученных на различных биологических моде- лях. - Озёрск. 2011. 304 с. Ljubchanskij Je.R., Kuz’menko O.V., Osovec S.V., Sokolova S.N. Prognoznye ocenki metabolizma i kancerogennogo dejstvija α-izluchatelej (234,235U, 237Np, 239Pu, 241Am) v ljogkih i skelete cheloveka: obobshhenie jeksperimental’nyh dannyh, poluchennyh na razlichnyh biologicheskih modeljah. - Ozjorsk. 2011. 304 s. Москалев Ю.И., Заликин Г.А., Нисимов П.Г. и соавт. Проблемы радиобиологии 238Pu. - М.: Энергоатомиздат. 1990. 168 с. Moskalev Ju.I., Zalikin G.A., Nisimov P.G. i soavt. Problemy radiobiologii 238Pu. - M.: Jenergoatomizdat. 1990. 168 s. Биологические эффекты ингалированных радионуклидов. Публикация 31 МКРЗ. Пер. с англ. Под ред. А.А. Моисеева. - М.: Атомиздат. 1984. 136 с. Biologicheskie jeffekty ingalirovannyh radionuklidov. Publikacija 31 MKRZ /Per. s angl. Pod red. A.A.Moiseeva. - M.: Atomizdat. 1984. 136 s. Беляев И.К., Елатонцева Н.Б., Зарайский А.В., Попов Б.А. Количественные закономерности модели внутритрахеального введения в эксперименте // Радиобиология. 1988. Т. 28. № 3. С. 396-400. Beljaev I.K., Elatonceva N.B., Zarajskij A.V., Popov B.A. Kolichestvennye zakonomernosti modeli vnutritraheal’nogo vvedenija v jeksperimente //Radiobiologija. 1988. 28. № 3. S. 396-400. Заликин Г.А., Нисимов П.Г., Жукова И.В. Метаболизм и токсичность 238Pu при интратрахеальном введении // В сб.: «Итоговая конференция о научно-техническом сотрудничестве в области радиационной безопасности между Министерством Здравоохранения СССР и Государственным управлением по атомной безопасности и защите от излуче- ния в период 1976-1978 гг.» Владимир. 28 авг.- 1 сент. 1978 г. 1979. С. 30-37. Zalikin G.A., Nisimov P.G., Zhukova I.V. Metabolizm i toksichnost’ 238Pu pri intratraheal’nom vvedenii // Itogovaja konferencija o nauchno-tehnicheskom sotrudnichestve v oblasti radiacionnoj bezopasnosti mezhdu Ministerstvom Zdravoohranenija SSSR i Gosudarstvennym upravleniem po atomnoj bezopasnosti i zashhite ot izluchenija v period 1976- 1978 g.g., Vladimir, 28 avgusta - 1 sentjabrja 1978. 1979 g. S. 30- 37. Жорова Е.С., Заликин Г., Нисимов П.Г. Гистопатология легких крыс при поражении 238Pu // Радиобиология. 1989. Т. 29. № 2. С. 202-206. Zhorova E.S., Zalikin G., Nisimov P.G. Gistopatologija legkih krys pri porazhenii 238Pu. //Radiobiologija. 1989. 29. Vol. 2. S. 202-206. Вrain J.D., Knutson D.E., Sorokin S.P. et al. Pulmonary distribution of particles given by intratracheal instillation or by aerosol inhalation // Environ. Res. 1976. Vol. 11. P. 13-33. Вrain J.D., Knutson D.E., Sorokin S.P. et al. Pulmonary distribution of particles given by intratracheal instillation or by aerosol inhalation // Environ. Res. 1976. Vol. 11. P. 13-33. Бочвар И.А., Пашкова Т.А. Рекомендации по определению активности плутония-239 в пробах органов и тканей экспериментальных животных с помощью автоматического жидкостного счетчика Дельта-300. ИБФ МЗ СССР. инв. № Р-362. - М. 1984. 5 с. Bochvar I.A., Pashkova T.A. Rekomendacii po opredeleniju aktivnosti plutonija-239 v probah organov i tkanej jeksperimental’nyh zhivotnyh s pomoshh’ju avtomaticheskogo zhidkostnogo schetchika Del’ta-300, IBF MZ SSSR, inv. № R-362, M. 1984, 5 s. Sanders C.L. Inhalation Toxicology of 238PuO2 and 239PuO2 in Sirian Golden Hanster // Radiat. Res. 1977. Vol. 70. P. 333-344. Sanders C.L. Inhalation Toxicology of 238PuO2 and 239PuO2 in Sirian Golden Hanster // Radiat. Res. 1977. Vol. 70. P. 333-344.