Владимир Нагаев - Период полураспада группы «Хибина» [Том второй]

Научными исследованиями, проведенными учеными под руководством Ю.М.Штуккенберга в середине 50-х годов прошлого столетия, было установлено, что один грамм природного калия обладает радиоактивностью в 31 беккерель за счёт нестабильного изотопа калия-40. При этом вероятность распада бета-частиц составляет 89,28%, а вероятность излучения гамма — кванта достигает 10,72%. Следовательно, каждую секунду в организме «стандартного» человека происходит 4340 распадов, из которых на долю бета-частиц приходится 3875, а число распадающихся гамма — квантов составляет 465.

Важной характеристикой радиоактивности природного фона является энергетический спектр излучения. Энергия альфа и бета — частиц, а также гамма — квантов каждого радиоактивного элемента либо постоянна, либо заключена в определенном спектральном интервале. В частности, по гамма-излучению каждый радиоактивный элемент характеризуется определенным спектром энергии. Например, для уранорадиевого ряда максимальная энергия гамма — квантов не превышает 1,76, а суммарный спектр 0,65 мегаэлектронвольт. Для ториевого ряда радиоактивных веществ аналогичные параметры составляют 2,62 и 1,0 мегаэлектронвольт. Энергия гамма — квантов радиоактивного изотопа калия-40 всегда постоянна и составляет 1,46 мегаэлектронвольт. Калий-40 является смешанным бета и гамма излучателем, причем довольно жестким, если принимать во внимание выделяющуюся энергию в мегаэлектронвольт. Помимо фотонов большой энергии (гамма — кванты) испускаются и бета — лучи с энергией частиц 1,32 мегаэлектронвольт. При этом удельный вес энергии гамма излучения является доминирующим и составляет 52,4%. Период полураспада калия-40 имеет титанический интервал длиною 1,4 млрд. лет.

В процессе своей эволюции человек приобрел опыт успешного выживания и выработал механизмы адаптации к окружающей среде обитания. Наши первобытные предки были плодоядными, самая древняя форма трудовой деятельности человека заключалась в собирании готовых видов пищи: ягоды, фрукты, овощи, коренья, семена, травы и орехи, в изобилии произрастающие в дикой природе. Об этом свидетельствует анатомическое строение организма и врожденные формы инстинктивного поведения. Древние предки занимались собирательством и ежедневно в большом количестве потребляли растительную пищу, поэтому природа не предусмотрела механизма накопления и сохранения калия в организме человека. Калий всегда был распространенным биологически значимым элементом окружающей среды. По этой причине у человека не сформировались специальные физиологические механизмы приспособления для его сохранения. Человечество за всю историю своего эволюционного развития не испытывало императивной потребности в таком механизме адаптации. Видовое питание продолжалось длительный период времени, пока на определенном историческом этапе не наступила резкая смена климата, под влиянием которого человек был вынужден изменить привычный суточный рацион.

В организм человека калий поступает с продуктами питания, преимущественно с пищей растительного происхождения. Принято считать, что «стандартный» человек в обычных условиях жизнедеятельности каждый день потребляет 2 500 мг калия. Средний коэффициент физиологической усвояемости калия составляет 90—95%. Главный виновник природного радиационного фона уголовного дела — Его величество Калий — без изменения изотопного состава легко всасывается в тонком кишечнике и в таком же составе быстро выводится из организма во внешнюю среду преимущественно с мочой. Следует отметить, что процессы усвоения калия нарушаются во время стрессовых ситуаций, при употреблении кофе, чая, какао , поскольку кофеин и теобромин тормозят всасываемость калия в стенках тонкого кишечника. Уменьшение в рационе питания микроэлемента магния и повышение сладкого (сахар) также способствует нарушению усвоения калия. После всасывания в желудочно-кишечном тракте калий через 60—90 минут проникает в кровеносную сеть и доставляется в органы и ткани, где и воплощает в жизнь свою биохимическую миссию.

Согласно научным представлениям (А.У.Уилкинсон, 1974) тело «стандартного» человека состоит на 60% из воды, которая содержится в двух жидких формах: внутриклеточной и внеклеточной (табл.№2). Наибольший удельный вес воды (70%) находится внутри клеток. Во внеклеточном пространстве различают три вида жидкости, которые составляют так называемые жидкие среды организма:

— жидкость интерстициальная (в пространствах между клетками органов): 17%;

— плазма крови: в пределах 7%;

— трансцеллюлярная жидкость: спинномозговая жидкость и ликвор головного мозга, жидкость брюшной полости, плевры и перикарда (околосердечная сумка), секрет желудочно-кишечного тракта, суставная жидкость и водянистая влага глаза — 6% от общей массы воды.

Таблица №2. Распределение воды, калия, натрия и магния в организме «стандартного» человека весом 70 кг (общее количество воды — 42 л, 60% веса).

В организм человека калий поступает с продуктами питания, преимущественно с пищей растительного происхождения. После всасывания в кишечнике начинается распределение калия во внеклеточном пространстве. Содержание в плазме крови находится на относительно постоянном уровне за счёт поступления калия в клетки и выведения почками. Связывание калия внутри клеток осуществляется при образовании гликогена и белка: на 1 грамм гликогена в клетки поступает 0,3 ммоль (0,012 г) ионов калия, 1 грамм азота белка связывает 3 ммоль (0,12 г) калия. Это является объяснением, почему смена биохимических декораций в балансе калия и азота в организме имеет логическую последовательность. При усилении катаболических процессов калий и азот освобождаются из клеток, при усилении анаболических — калий и азот в клетках задерживается. Ключевое значение для биохимической миссии калия имеет кислотно-щелочное состояние. При метаболическом ацидозе калий в клеточном секторе замещается ионами натрия и водорода, которые поступают из жидкости внеклеточного пространства. Концентрация калия во внеклеточной жидкости увеличивается, повышается и экскреция его с мочой. При алкалозе потери калия с мочой также возрастают. Замена калия внутри клеток на ионы натрия и водорода наблюдается также при дефиците калия в организме, в результате чего возникает метаболический алкалоз.

В организме человека сбалансированный pH-уровень обеспечивает нормальное протекание метаболических процессов. Каждый пищевой продукт, попадая в желудочно-кишечный тракт, в процессе переваривания и расщепления на молекулы вносит в организм свою среду: кислотную, щелочную или нейтральную. Для детального усвоения биохимической миссии калия необходимо понимание некоторых метаболических процессов, протекающих в организме человека: ацидоз и алкалоз, катаболизм и анаболизм.