3.6.2 镭的放射毒理学
镭是居里夫妇在1898年发现的最早的天然放射性元素，曾先后被用于医学和工业领域，并作为商品大量出售。1925年后，在接触镭的人员中陆续发现肿瘤和白血病患者。由于镭在放射医学中所起过的历史作用，因此了解镭的放射毒理学有着特殊的意义。
3.6.2.1 镭的辐射和化学特性
镭是碱土族中的天然放射性核素。目前已知镭的放射性同位素有25种，在镭的放射性同位素中，以226 Ra的放射毒理学意义最大。226 Ra是铀镭系17个衰变子体（decaydaughter）中毒性较强的放射性核素之一，其物理半衰期为1 602年。新提炼出来的226 Ra是α辐射源，其α粒子能量有两种：其中4.784 6 MeV占95%，4.601 9 MeV占5%。衰变子体是222 Rn，每微克226 Ra每秒钟衰变产生7.76×10-2 Bq的222 Rn，每克226 Ra与222 Rn处于平衡时，222 Rn所具有的放射性活度为3.7×1010 Bq。在226 Ra衰变子体中，既有γ辐射体，如214 Po、214 Bi，又有β辐射源。因此，陈旧的226 Ra是具有α、β和γ三种射线的辐射源。
镭的另一个较为重要的同位素是228 Ra，又名新钍I。其物理半衰期为5.75年。它是钍的子体，在钍中含量为4.8×10-8%。此外，半衰期为3.64 d的224 Ra也具有重要的毒理学意义。
镭与其他元素反应时，可以形成2价化合物，其中可溶性化合物有硫化镭、氯化镭、溴化镭等，难溶性化合物有硫酸镭、碳酸镭等。
镭被广泛地用于工业、科学研究和医疗卫生等领域，如工业上的γ探伤、医学上用于肿瘤的放射治疗等。
3.6.2.2 体内代谢
（1）吸收
在生产和日常生活中，镭可通过呼吸道、胃肠道、完整皮肤和伤口进入体内。人吸入气溶胶粒径为1μm左右的可溶性镭化合物时，呼吸道吸收率可达40%。ICRP第30号出版物建议，常见的镭化合物均可被指定为W类，呼吸道平均吸收分数为0.2，人胃肠道吸收率约为5%～20%，远比锶吸收率低。例如，1例口服溴化镭75.11 MBq的患者，体内镭含量约为37×102 kBq，即吸收率为5%；6例口服发光涂料的224 Ra人员，吸收率平均为20%。ICRP第30号出版物建议，对于镭的所有化合物，胃肠道吸收分数均可取0.2。完整皮肤可吸收一定量的镭，但吸收率一般不超过1.5%～2%。
（2）分布和滞留
镭进入血液后，部分处在血浆中，部分吸附在红细胞表面。早期血浆中的镭含量稍高于血细胞中的镭含量，且多以离子形式存在，因此能迅速地离开血液而进入器官组织中。给大鼠静脉注入镭24 h后，血浆中镭含量仅占注入量的8×10-2%，第10天时占5×10-3%，相当于此时体含量的0.01%。中毒后14年的患者血液中镭含量分析表明，外周血液中镭含量仅占体含量的3×10-3%。
镭吸收后早期，在其选择性地向骨骼中转移时，也有一部分向软组织中扩散。随后软组织中的镭又逐渐地向骨骼中转移。到晚期，机体中的镭95%以上分布在骨骼中，软组织中仅有微量镭存在。
软组织中以肝脏的镭浓度最高。对1例静脉注入镭病例的观察表明，注入后2个月，机体全部软组织镭滞留量占体含量的2%～3%。其中肝脏、脾脏和肾脏滞留量占全部软组织滞留量的40%。小肠中镭滞留量较高，与镭主要通过肝胆系统排除有关。镭进入骨骼后，开始主要滞留在松质骨的骨小梁表面。此时小梁骨中镭的浓度是骨骼其余部位浓度的10倍以上。随后小梁骨中的镭逐渐向致密骨转移。到晚期，致密骨中镭的浓度最高，尤其是哈氏系统中浓集的镭更多，其镭的浓度比其他部位高50倍以上。镭主要沉积在骨骼无机基质部分。骨钙化活跃区域，镭大量浓集。不同骨骼中镭滞留量以脊椎骨为最高，其次是颌骨和股骨。它们镭滞留量的比例是：脊椎骨为100，颌骨为51，股骨为48。226 Ra和228 Ra分布在整个无机骨内，223 Ra和224 Ra分布在骨表面。因为223 Ra和224 Ra的半衰期短，当它们如一切亲骨性核素一样首先沉积在表层骨组织时，就将其全部衰变能量释放出来。因此，224 Ra对骨内膜细胞的剂量是全骨平均剂量的9倍，而226 Ra对骨内膜细胞的剂量仅为骨平均剂量的2/3。
动物年龄不同，骨骼中的镭滞留量也不同。幼年动物骨骼生长快，骨化过程活跃，因此镭滞留量相对较多。给不同年龄犬注入镭后126 d，幼年犬骨骼滞留量占体含量的92%，成年犬即使在注入后459 d，骨骼镭滞留量仅为体含量的80%。镭进入机体的途径不同，在体内分布和骨骼中的滞留量也有明显差异。吸入时，肺组织浓度高于骨骼。对吸入镭患者死后体内各器官镭浓度的测量表明，骨骼为4.75×10-10 g/g组织，左肺为5.0×10-9 g/g组织，右肺为3.26×10-9 g/g组织。镭进入人体后，在体内长期滞留量与进入机体的途径也有关系。静脉注入时滞留量较多，吸入时次之，食入时最少。如人食入镭后1年左右，体内含量约为食入量的0.5%～1%，吸入时约为2%，静脉注入时约为4%。
人体内镭含量还可通过呼出气中氡的量和体外γ射线测量来估算。长期滞留在体内的镭所产生的氡，平均有70%被呼出体外，30%留在体内衰变释放出γ射线。因此，只要测量呼出气中氡的放射性活度，或测量体内γ射线的放射性，便可估算出体内镭的含量。
（3）排除
体内镭可通过呼吸道、肾脏和肠道等途径排除，其中以肠道排除为主。(https://www.daowen.com)
镭不断地衰变为气体氡，除部分氡在体内继续衰变成其子体外，其余部分氡通过呼吸道排除。体内镭所产生的氡通过呼吸道排除份额与镭在体内蓄积的时间有关，一般波动在0.45～0.90之间，平均为0.70左右。
早期镭自体内排除相当快，随着镭在体内沉积时间的延长，排除速率愈来愈慢；到晚期，排除极为缓慢。镭自体内排除可分三个时期。Ⅰ期：相当于镭进入机体后第1周，此期镭排除迅速，排除的镭主要来自血液中和软组织中的镭；在吸入和食入镭的情况下，排除的镭主要来自未被机体吸收的那一部分镭，其排除量可达到初始进入量的50%以上。Ⅱ期：在第Ⅰ期之后，时间大约维持1年，此期体内镭的排除率逐渐下降，到1年时，下降到每天仅能排除体含量的5×10-3%，排除的镭主要来自软组织和血液循环丰富的松质骨中的镭。Ⅲ期：1年以后，排除率继续下降，到20年时，下降到仅占体含量的5×10-4%，排除的镭主要是来自牢固地沉积在致密骨中的镭，是在骨骼正常代谢过程中或骨吸收过程中释放出来的。如果骨骼中沉积的镭晚期排除率以5×10-3%计，则骨骼中镭的有效半减期大约为45年。
从有胆结石的镭污染患者中发现，胆结石中含有镭，说明镭参与胆汁代谢过程，并随胆汁排至肠道。
3.6.2.3 损伤效应
（1）确定性效应
镭引起的急性损伤效应即所谓的镭中毒（radium poisoning），主要表现为外周血象的变化，以及造血系统、骨骼系统和生殖系统的损伤。肝、肺、肾和肠道亦有一定程度的损伤。血象变化极为明显，而且出现较早，主要表现为贫血、血红蛋白和血液有形成分明显下降。
造血系统受到严重破坏，骨髓更为严重。骨髓、脾脏和淋巴结中各种功能细胞明显减少，并有出血、萎缩和细胞坏死。脾脏有明显的髓外造血现象。骨骼可发生无菌性坏死，骨小梁畸形或萎缩，成骨细胞和破骨细胞减少或几乎完全枯竭，软骨细胞亦出现变性和坏死。睾丸萎缩，生精细胞和精子减少，严重者甚至完全消失。
肝脏呈现小叶中心性坏死，中央静脉玻璃样变性，或有严重肝细胞坏死和肝萎缩。
镭所致的远后期的确定性效应主要是骨髓增生、多发性骨髓炎、骨骼病理性骨折、骨质疏松、牙骨坏死，骨小梁周围形成非典型骨组织而使松质骨出现密度增生区，致密骨无菌性坏死，哈氏管被非典型增生的骨组织堵塞等。通过对镭蓄积史长达30～40年的数百名人员的随访观察发现，凡是体含量低于10 kBq（0.3μg）者，无任何明显的损伤症状，高于10 k Bq者才能出现上述各种损伤症状。当骨骼平均累积剂量超过10 Gy时，上述损伤症状显著。
（2）随机性效应
镭所致的机体的随机性效应主要发生在骨骼及其邻近区域，可引起骨肉瘤。美国Argonne国立实验室人体放射生物学中心曾对数百名镭工作人员进行了多年的健康随访，结果表明：平均累积剂量在7.8 Gy者，出现了骨肉瘤；在10 Gy以上者，骨肉瘤发生率明显升高。累积剂量在10～500 Gy范围内，骨肉瘤发生率为28%±6%；低于10 Gy时，尽管受镭照射时间长达40～50年，但未见骨肉瘤发生率升高。因此，研究人员认为，226 Ra致人骨肉瘤效应存在一个实际阈剂量，约为10 Gy。当骨骼吸收剂量低于该值时，人在其最长的寿命年限内，骨肉瘤将表现不出来。同时他们还发现，累积剂量在10～500 Gy范围内，骨肉瘤的潜伏期随剂量减小而延长，这一点同实际阈剂量的存在是相吻合的。
3.6.2.4 减少吸收和加速排除
（1）减少吸收
食入镭后，应迅速采取防止胃肠道吸收的急救措施。根据情况可应用催吐剂、沉淀剂、褐藻酸钠和硫酸钡等阻吸收剂和缓泻剂，使胃肠道中的镭及早被吐出，或形成难溶性化合物，随粪便排出体外。上述药物如果应用及时，阻止镭自肠道吸收有良好的效果。此外，还可以用生理盐水洗胃灌肠。吸入镭时，可向鼻咽部喷血管收缩剂，如0.25%肾上腺素制剂、麻黄素等，然后再用生理盐水冲洗，并使用祛痰剂，以减少呼吸道的吸收。
（2）加速排除
迄今对体内镭的促排还未找到一种疗效较好的药物。早期静脉滴注EDTA、DTPA、2，3二巯基丙烷磺酸钠和柠檬酸钠等药物均有一定促排疗效。但与促排稀土族元素和210 Po相比，上述药物促排镭的效果较差。因此早期促排治疗需要采取一些综合措施，即除使用上述促排药物外，患者应采用高钙饮食，或注射葡萄糖酸钙等。上述综合措施如果应用得当，可使血液中、软组织中和血液循环较丰富的骨骼中的镭加速排出体外。
晚期促排除可酌情选用上述促排药物外，还可采用脱钙疗法，即用甲状腺素、甲状旁腺素、氯化铵及低钙饮食，加速骨骼中镭的排除。据报道，对镭中毒患者进行为期两个月的脱钙疗法治疗，体内镭含量可减少45%～57%，镭排除速率比治疗前提高7倍。