放射性銫的毒理學(xué)放射化學(xué)與放射毒理教研室劉曉梅

liuxiaom@2014.03.28發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用理化性質(zhì)和輻射特性體內(nèi)代謝損傷效應(yīng)促排1860年，本生和基爾霍夫創(chuàng)建光譜分析。同年他們用分光鏡在濃縮的礦泉水殘?jiān)邪l(fā)現(xiàn)有一個(gè)新的堿金屬存在。因其光譜上有獨(dú)特的藍(lán)線而得名。銫在地殼中的含量為百萬分之七，主要礦物為銫榴石。其實(shí)早在1846年，德國(guó)教授普拉特勒曾經(jīng)分析了鱗云母（又稱紅云母）的礦石時(shí)，誤將硫酸銫當(dāng)成了硫酸鈉和硫酸鉀的混合物了。銫從他手中溜走了。在光的作用下，銫會(huì)放出電子，金屬銫主要用于制造光電管、攝譜儀、閃爍計(jì)數(shù)器、無線電電子管、軍用紅外信號(hào)燈以及各種光學(xué)儀器和檢測(cè)儀器中。它的化合物用于玻璃和陶瓷的生產(chǎn)，用作二氧化碳凈化裝置中的吸收劑、無線電電子管吸氣劑和微量化學(xué)中。鉀銫防火玻璃放射性銫(Radiocesium)是核裂變產(chǎn)物的重要組成之一，它在235U鈾的核裂變產(chǎn)物中，最初只占1%左右，隨著短半衰期放射性核素的不斷衰變，5年后達(dá)15.2%。也是核電站事故的信號(hào)核素之一。

137Cs可作為γ輻射源，用于輻射育種、輻照貯存食品、醫(yī)療器械的消毒、癌癥的治療以及工業(yè)設(shè)備的γ探傷等。月季花白色突變切爾諾貝利核電站對(duì)歐洲大陸大氣中Cs的影響(fromEuropeanUnionBrussels1998)

德意志聯(lián)邦共和國(guó)土壤中Cs分布（一）理化特性輻射和化學(xué)特性銫是軟而輕、熔點(diǎn)很低的金屬，純凈的金屬銫呈金黃色。銫原子的最外層電子極不穩(wěn)定，很容易被激發(fā)放射出來，變成為帶正電的銫離子，所以是宇宙航行離子火箭發(fā)動(dòng)機(jī)理想的“燃料”。

放射性銫的化學(xué)性質(zhì)與鉀相似，可和非金屬作用，生成1價(jià)的化合物。其生成的鹽類都易溶于水，只有銫的磷酸鹽溶解度較小。銫的原子序數(shù)為55，為元素周期表中的堿金屬元素，銫有116Cs～146Cs31種同位素，其中只有133Cs是天然存在的穩(wěn)定性同位素，放射毒理學(xué)意義最大的是137Cs、134Cs、131Cs。（二）輻射特性137Cs是β輻射源，半衰期為30.17a，衰變子體是位于激發(fā)態(tài)的137mBa，半衰期僅為2.55min，釋放γ射線，最終產(chǎn)物為穩(wěn)定性137Ba。134Cs是β、γ輻射源，半衰期為2.062a。131Cs的衰變方式是電子俘獲，放出氙的特性X射線。β衰變圖體內(nèi)代謝（一）吸收人體內(nèi)的放射性銫來自外環(huán)境。環(huán)境中的放射性銫主要來自核試驗(yàn)、核反應(yīng)堆和核燃料后處理廠。自然界中存在的銫主要通過食物鏈進(jìn)入人體，經(jīng)呼吸道進(jìn)入人體的量只占1%。放射性銫無論經(jīng)哪種途徑進(jìn)入機(jī)體，都極易被吸收，而且吸收迅速。

放射核素銫無論經(jīng)過呼吸道、胃腸道或注入等途徑進(jìn)入機(jī)體，都極易被吸收，而且吸收迅速。

137Cs由胃腸道進(jìn)入時(shí)，吸收率幾乎為100%，吸收部位主要是小腸。呼吸道的吸收率隨時(shí)間的延長(zhǎng)也可吸收達(dá)97.5%。

由皮下、腹腔注入或傷口污染Cs時(shí)，均可被迅速吸收。（二）分布吸收入血的Cs呈離子態(tài)存在，不與血漿蛋白相結(jié)合，部分銫可進(jìn)入紅細(xì)胞內(nèi)。放射性銫進(jìn)入機(jī)體后的分布與鉀類似，表現(xiàn)為全身性、相對(duì)均勻性分布，主要滯留于全身軟組織，尤其是肌肉中，而且可進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，在骨骼和脂肪中的濃度較低。銫從呼吸道、胃腸道、腹腔或皮下進(jìn)入，在體內(nèi)的相對(duì)分布規(guī)律基本一致。長(zhǎng)期多次口服銫后的體內(nèi)分布規(guī)律，與一次口服后基本類似，只是肌肉內(nèi)的滯留量相對(duì)增多。銫還可以通過胎盤進(jìn)入胎兒體內(nèi)，并且呈現(xiàn)均勻性的分布。圖人口服137Cs后全血和血漿中137Cs的濃度1.全血；2.血漿（三）排除

放射性銫不論以何種途徑攝入體內(nèi)，主要通過腎由尿排除，腸道排除量很少。放射性銫排除速率很快，在攝入后早期尤其以最初兩晝夜排除最多，以后逐漸下降。人體經(jīng)靜脈注入或經(jīng)口攝入銫后，尿、糞排除量之間的相差可達(dá)數(shù)倍以上。放射性核素銫進(jìn)入母體后，很快通過乳汁排除。損傷效應(yīng)確定性效應(yīng)機(jī)體攝入較大量放射性銫時(shí)，可引起急性和慢性損傷。急性損傷類似外照射急性放射病，主要表現(xiàn)為體重下降，胃腸道損傷、骨髓破壞和出血癥候群。例如：肺、胃腸道、皮下組織和腦膜等部位出血和大腸潰瘍。白細(xì)胞和血小板顯著降低、貧血，出現(xiàn)中毒型粒細(xì)胞，紅細(xì)胞大小不均和異形。肝、腎腫大，脾萎縮等。放射性銫由呼吸道吸入，可引起支氣管周圍腺體增生，血管周圍水腫，肺泡和血管周圍有出血灶。

銫對(duì)機(jī)體的慢性損傷，臨床上分為三個(gè)階段：第一階段是刺激期。主要表現(xiàn)為血象波動(dòng)不穩(wěn)定，心血管系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、植物神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)功能的不穩(wěn)定。這個(gè)階段通常持續(xù)一年。第二階段為假愈期，血象變化和機(jī)能失調(diào)有所恢復(fù)。若有附加的生理或病理因素時(shí)，如妊娠、分娩、出血以及藥物作用等，可以出現(xiàn)病理改變。第三階段時(shí)，造血功能明顯減弱期，表現(xiàn)為網(wǎng)織紅細(xì)胞減少，周期性貧血，白細(xì)胞減少和淋巴細(xì)胞絕對(duì)數(shù)減少等。銫對(duì)機(jī)體的慢性損傷效應(yīng)的另一表現(xiàn)為各組織器官的炎癥性病變，最明顯的是肺部、胃腸道、泌尿道及生殖系統(tǒng)炎癥。（二）隨機(jī)性效應(yīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，放射性銫可引起軟組織腫瘤。如甲狀腺癌、乳腺癌、卵巢癌、膀胱癌、膽管癌等。減少吸收和加速排除一、亞鐵氰化物在減少放射性銫自胃腸道吸收的阻吸收劑中，最有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的是亞鐵氰化物中的鎳、鐵、銅和鈷鹽等。它們能與放射性銫選擇性地結(jié)合。亞鐵氰化鉀可與進(jìn)入體內(nèi)的銫形成難吸收的絡(luò)合物而促進(jìn)它從體內(nèi)的排除。途徑二、

穩(wěn)定性銫實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，給大白鼠注入銫的同時(shí)，一并給予穩(wěn)定性銫，在一周內(nèi)銫的排除量較對(duì)照組增加一倍左右。在攝入銫6周后，對(duì)照組體內(nèi)尚滯留注入量的10％左右，而在使用穩(wěn)定性銫的動(dòng)物體內(nèi)，未能測(cè)出放射性銫。三、高鉀飲食機(jī)體受銫內(nèi)污染后，服用穩(wěn)定性的氯化鉀或食用多鉀食物(如肉類、馬鈴薯)，利用鉀離子與銫的置換作用，可促使體內(nèi)銫的排除加速。有人觀察，飲食中的鉀濃度增加9倍時(shí)，在5周內(nèi)銫的排除量可增加2倍左右。同時(shí)銫在各組織器官中的滯留且明顯下降。四、氨羧型絡(luò)合劑