Klątwa Lugola

Piotr Kołaczek

Kiedy do Polski docierają informacje o wydarzeniach, które mogą doprowadzić do skażenia atmosfery izotopami radioaktywnymi w aptekach zaczyna brakować leków zawierających jod. Szczególnym zainteresowaniem cieszy się płyn Lugola, czyli wodny roztwór jodu i jodku potasu, który jest przeznaczony do odkarzania nieuszkodzonej skóry, płukania gardła, czasami (po rozcieńczeniu w glicerynie) do pędzlowania migdałków. Skąd się bierze nagła potrzeba gromadzenia zapasów tego leku?

Kto pamięta katastrofę w Czarnobylu albo słuchał opowiadań o sytuacji w Polsce w tamtym czasie ten wie, że płyn Lugola podawano masowo, przede wszystkim dzieciom. Miał zabezpieczyć tarczyce przed gromadzeniem promieniotwórczego izotopu jodu ¹³¹I. Płyn Lugola wykorzystano doraźnie w zastępstwie innego leku, który jest powszechnie stosowany w takich przypadkach: tabletek zawierających duże dawki jodku potasu. W jednej tabletce przewidzianej do podania w sytuacji zagrożenia skażeniem znajduje się 65 mg (0,065 g) jodku potasu, dorośli powinni przyjąć dwie tabletki. Dla porównania w tabletce suplementu diety znajduje się zazwyczaj 200 µg (0,0002 g) jodku potasu.

Żeby zrozumieć, jaki związek ma wybuch jądrowy albo awaria instalacji jądrowej z tarczycą i jak działa jodek potasu trzeba opowiedzieć odrobinę o fizyce i biologii.

Po co nam jod?

W organizmie człowieka jod jest wykorzystywany przede wszystkim przez gruczoł tarczowy: niewielki narząd znajdujący się w dolnej części szyi, przed tchawicą. Tarczyca produkuje z jodu dwa hormony: T4 (tyroksynę, główny hormon tarczycy) oraz (w mniejszej ilości) bezpośrednio oddziałujący na komórki hormon T3 (większość T3 powstaje poza tarczycą przez odjodowanie krążącego we krwi hormonu T4). Hormon T3 (o uroczej nazwie trijodotyronina) decyduje o przemianach energetycznych: wzrost stężenia T3 przyspiesza metabolizm a spadek go spowalnia. Bez hormonów tarczycy nie można żyć. Wiedzą o tym wszyscy, którzy po usunięciu tego gruczołu muszą stale przyjmować tabletki zawierające hormon T4.

Ponieważ bez jodu tarczyca nie może wyprodukować T3 ani T4, gromadzi zapas tego pierwiastka "na wszelki wypadek". Biologiczny czas połowicznego zaniku jodu w zdrowej tarczycy wynosi około 2-3 tygodni. To znaczy, że jeśli tarczyca zostanie wypełniona jodem "po brzegi", po mniej więcej 3 tygodniach pozostanie już tylko połowa zapasu. Po kolejnych 3 tygodniach 1/4 początkowej ilości itd. W końcu tarczyca będzie potrzebowała kolejnej dostawy z zewnątrz.To ważne dla zrozumienia działania tabletek z jodkiem potasu.

Jak powstaje radioaktywny jod?

Cząsteczka każdego związku chemicznego jest mniej lub bardziej skomplikowaną układanką atomów. Cząsteczka wody to dwa atomy wodoru i jeden tlenu. Cząsteczka alkoholu etylowego to dwa atomy węgla, sześć atomów wodoru i jeden atom tlenu itd. Atomy są najmniejszymi "porcjami" pierwiastków chemicznych. Składają się z dwóch obszarów: w centrum znajduje się jądro zbudowane z protonów oraz neutronów, na zewnątrz elektrony których jest dokładnie tyle, ile protonów. Elektrony odpowiadają za powstawanie wiązań chemicznych. Dla nas ważniejsze jest to, co dzieje się w jądrze.

Każda z dwóch rodzajów cząstek znajdowanych w jądrze odgrywa inną rolę. Od liczby protonów zależy tożsamość pierwiastka. Jeśli w jądrze znajduje się samotny proton, mamy wodór. Jeśli protony są dwa - hel. W jądrze atomu złota Au jest 79 protonów. W jądrze atomu rtęci Hg jest ich 80. Gdybyśmy mieli nadmiar rtęci i chcieli ją zamienić w złoto, należałoby z każdego atomu tręci usunąć po jednym protonie. Tak, transmutacja, o której marzyli alchemicy jest możliwa ale (z przyczyn technicznych) tak kosztowna, że nie opłaca się jej używać do produkcji złota.

Większość pierwiastków występuje w wielu odmianach różniących się liczbą neutronów w jądrze. Te "odmiany" nazywamy izotopami. Niektóre izotopy są stabilne, to znaczy, że mogą trwać niemal nieskończenie długo. Inne rozpadają się samorzutnie (albo w wyniku uderzenia neutronu "wystrzelonego" z jakiegoś rozpadającego się właśnie jądra). Z jednego ciężkiego jądra powstają wtedy jądra lżejszych pierwiastków. Takie procesy zachodzą w warunkach naturalnych a także podczas wybuchu ładunku jądrowego, w rdzeniach reaktorów jądrowych oraz w innych urządzeniach jądrowych (np. przenośnych źródłach promieniowania).

Przy okazji rozpadu jąder izotopów promieniotwórczych uwalniana jest porcja energii, którą nazwano promieniowaniem jonizującym. Może ona wpływać na cząseczki związków chemicznych z których zbudowane są komórki, w tym na ich materiał genetyczny. W wyniku przyjęcia takiej porcji energii część komórek umiera (i to jest wbrew pozorom optymistyczny scenariusz) ale niektóre mogą przeżyć i przekazywać kolejnym pokoleniom mutację genów spowodowaną przez promieniowanie. Tak powstaje nowotwór.

Liczby i symbole

Jod ma symbol chemiczny I. Liczba umieszczona przy literze informuje, ile jest wszystkich cząstek (protonów i neutronów) w jądrze. Liczba protonów odpowiada liczbie atomowej pierwiastka, to znaczy jego kolejności w układzie okresowym. Jod zajmuje 53 miejsce ponieważ w jądrze znajdują się 53 protony. Jądra stabilnego izotopu jodu ¹²⁷I mają więc 127 - 53 = 74 neutrony. Jądra promieniotwórczego izotopu jodu jod ¹³¹I mają 131 - 53 = 78 neutronów. Różnica zaledwie 4 neutronów dramatycznie zmienia właściwości fizyczne pierwiastka.

Znamy 37 izotopów jodu, ale stabilny jest tylko jeden: jod ¹²⁷I. Jądra pozostałych rozpadają się w różnym czasie emitując promieniowanie jonizujące. Izotop jodu ¹³¹I ma okres połowicznego rozpadu nieco dłuższy, niż 8 dni. To znaczy, że jeśli weźmiemy próbkę zawierającą pewną liczbę jąder ¹³¹I, po upływie 8 dni połowa z nich rozpadnie się emitując promieniowanie jonizujące. Dlatego nawet bardzo mocno skażony jodem ¹³¹I teren po pewnym czasie będzie całkowicie bezpieczny. Izotop promieniotwórczy "zniknie".

Jak radioaktywny jod wpływa na organizm?

Po awarii lub wybuchu jądrowym ¹³¹I może być obecny w mleku oraz warzywach, zwłaszcza w szpinaku i sałacie. Tarczyca nie rozróżnia izotopów, produkuje hormony ze wszystkich atomów jodu, które do niej docierają, także radioaktywnych. Jeśli zdarzy się, że zgromadzi zapas jodu radioaktywnego, jego jądra będą się rozpadały wewnątrz narządu niszcząc komórki albo prowokując zmiany nowotworowe. Dlatego opracowano sposób zapobiegania pochłanianiu promieniotwórczego jodu z otoczenia. Po wprowadzeniu do organizmu solidnej porcji stabilnego jodu ¹²⁷I w postaci płyn Lugola albo tabletki z jodkiem potasu tarczyca na dłuższy czas traci zainteresowanie jodem z otoczenia. Jest "zablokowana". Tylko tyle i aż tyle.

Czego jodek potasu nie potrafi.

Płyn Lugola ani tabletki z jodkiem potasu nie są "szczepionką" przeciwko promieniowaniu jonizującemu. Nie chronią przed nim, nie zwiększają odporności. Jeśli osoba, która zażyła te leki zostanie napromieniowana z zewnątrz jej organizm zachowa się tak, jakby nie przyjęła żadnego leku. Może zapaść na chorobę popromienną, na nowotwór albo umrzeć jeśli dawka promieniowania będzie wystarczająco duża.

Stabilny jod blokuje tarczycę i tylko ją. Tymczasem w wyniku awarii reaktora jądrowego lub wybuchu bomby atomowej do atmosfery dostaje się wiele izotopów promieniotwórczych. Niektóre kumulują się w organizmie człowieka i mogą powodować poważne choroby. Bardzo niebezpieczny jest stront ⁹⁰Sr, który ma wysokie powinowactwo do wapnia, więc odkłada się w kościach. Cez ¹³⁷Cs ma powinowactwo do potasu i sodu, gromadzi się w mięśniach, tkankach nerwowych, wątrobie, śledzionie. Okres połowicznego rozpadu obu tych izotopów (i wielu innych) jest znacznie dłuższy, niż jodu ¹³¹I. Dla strontu ⁹⁰Sr wynosi 28 lat, dla cezu ¹³⁷Cs ponad 30 lat. Większa jest także szansa na powstanie nowotworu albo martwicy kości i innych tkanek.

Kiedy zażyć jodek potasu?

Nie za późno, ale też nie za wcześnie. Odpowiedź nie jest precyzyjna, ale nie znając warunków i charakteru zdarzenia trudno o lepszą. Podanie jodku potasu ma nasycić tarczycę stabilnym (nieradioaktywnym) jodem. Kiedy tarczyca jest zablokowana, nie przyjmuje jodu który dostaje się do organizmu z otoczenia. Jeśli w powietrzu, wodzie, pożywieniu pojawi się radioaktywny jod ¹³¹I tarczyca go zignoruje. Nie zgromadzi się w niej, nie będzie uszkadzał komórek ani wywoływał mutacji, które mogą doprowadzić do rozwoju nowotworu.

Jodek potasu najlepiej byłoby przyjąć kilka godzin przed pojawieniem się jodu ¹³¹I w środowisku. Jeśli jod radioaktywny dostanie się do tarczycy przed podaniem tabletki, to jodek potasu pomoże niewiele, albo wcale. Z drugiej strony zażycie tabletki z dużym wyprzedzeniem (dni lub tygodni) nie ma sensu. Stabilny, bezpieczny jod zostanie wykorzystany do produkcji hormonów i tarczyca znowu będzie uzupełniała zapas pobierając jod z otoczenia.

Powtarzanie dawek jodku potasu w odstępach rzędu tygodni lub miesięcy jest złym pomysłem, ponieważ wiąże się z ryzykiem wystąpienia poważnych skutków ubocznych. Niektóre osoby po przyjęciu jodku potasu mogą doświadczyć gwałtownych objawów nadczynności tarczycy, ale nie będzie można wykonać u niech badań ani zabiegów leczniczych z użyciem promieniotwórczych izotopów jodu, ponieważ gruczoł tarczowy będzie zablokowany. W zależności od przypadku powrót tarczycy do normalnego stanu (wychwytywania jodu z otoczenia) może trwać kilka tygodni.

Alarmowanie i informowanie

Izotopy promieniotwórcze uwolnione w wyniku awarii instalacji jądrowej albo wybuchu bomby rozprzestrzeniają się na kilka sposobów. Najbardziej prawdopodobnym scenariuszem jest przenoszenie aerozoli zawierających izotopy z wiatrem. W miarę opadania tych cząstek skażana byłaby gleba, rośliny, rzeki i zbiorniki wodne.

Kształt i rozmiar skażonego obszaru zależałby od warunków atmosferycznych i podobnie jak one mógłby się zmieniać. Ostrzeżenia i polecenia rozpoczęcia wydawania tabletek z jodkiem potasu prawdopodobnie byłyby kierowane wyłącznie do mieszkańców obszarów zagrożonych skażeniem w danej chwili.

Terytorium Polski jest objęte systemem monitorowania skażeń promieniotwórczych. Właścicielem i operatorem stacji wczesnego wykrywania skażeń jest Państwowa Agencja Atomistyki, która w sytuacji zagrożenia ogłosi alarm i powiadomi służby odpowiedzialne za zabezpieczenie ludności. Polska współpracuje z inymi państwami wymieniając informacje o sytuacji radiacyjnej. Niektóre samoloty NATO wykonujące zadania wzdłuż granicy z Ukrainą i Białorusią mierzą poziom promieniowania na dużych wysokościach. Ryzyko przeoczenia skażenia i opóźnienia ogłoszenia alarmu jest minimalne.

Państwowa Agencja Atomistyki publikuje mapę bieżącej sytuacji radiacyjnej w Polsce. Na stronie udostępnianej przez Komisję Europejską można sprawdzić odczyty ze stacji pomiarowych na mapie Europy i Świata.

Polski wątek

Jod ¹³¹I nie jest z natury zły ani dobry. Uwolniony do atmosfery w wyniku wybuchu albo katastrofy jądrowej gromadzi się w gruczołach tarczowych osób, które znalazły się na skażonym terenie. Niektóre z nich w przyszłości mogą zachorować na raka tarczycy. Ten sam jod ¹³¹I podany w szpitalu pomaga rozpoznawać i leczyć choroby tarczycy, przede wszystkim nadczynność oraz (na pozór paradoksalnie) nowotwory.

Jod ¹³¹I do celów medycznych produkuje się w reaktorach jądrowych. Największym na świecie producentem tego izotopu jest Narodowe Centrum Badań Jądrowych w Świerku. Tygodniowo może wytworzyć dawki dla 500 tys. pacjentów. Tak, mamy w Polsce działający reaktor jądrowy Maria (do 24 lutego 1995 roku działały w tym ośrodku dwa reaktory: Ewa i Maria. Reaktor Ewa wyłączono, a reaktor Maria został zmodernizowany i z powodzeniem służy do prowadzenia badań naukowych oraz produkcji izotopów na potrzeby medycyny i przemysłu).

Wnioski

• Nie zażywaj płynu Lugola ani tabletek z jodkiem potasu jeśli nie zostanie ogłoszony komunikat o zagrożeniu.
• Możesz przygotować się na sytuację awaryjną pytając lekarza, czy stan Twojego zdrowia pozwala na zażycie jodku potasu.
• Jeśli chorujesz na tarczycę obowiązkowo skonsultuj się z lekarzem prowadzącym (endokrynologiem) zanim pojawi się potrzeba przyjęcia jodku potasu. Powie Ci, jak wtedy postąpić: zażyć tabletki czy zrezygnować, jaką dawkę przyjąć.
• Jeżeli przyjąłeś jodek potasu w postaci tabletek albo płynu Lugola na własną rękę, powiedz o tym lekarzowi już teraz. Doradzi Ci jaką dawkę i po jakim czasie możesz przyjąć jeśli zostanie ogłoszony alarm.
• Podanie jodku potasu daje najlepsze efekty w przypadku dzieci i osób młodych. Po czterdziestce zażywanie jodku potasu jest dyskusyjne, po 60 roku życia ryzyko zachorowania na raka tarczycy spowodowanego jodem ¹³¹I jest mniejsze, niż ryzyko wystąpienia powikłań spowodowanych przez lek.
• Nie przyjmuj dawki większej niż zalecana. Tarczyca nie wykorzysta nadmiaru, za to zwiększysz ryzyko powikłań.
• Jeśli po zażyciu tabletki z jodkiem potasu zauważysz niepokojące objawy: uderzenia gorąca, przyspieszone bicie serca, zawroty głowy, wzrost ciśnienia tętniczego krwi, nie czekaj, zgłoś się na Szpitalny Oddział Ratunkowy albo wezwij pomoc.
• Przestrzegaj wszystkich zaleceń, ogłaszanych w sytuacji zagrożenia. Jod ¹³¹I nie jest jedynym niebezpiecznym izotopem. W środowisku mogą pojawić się inne, znacznie groźniejsze.
• Jeśli Twoja tarczyca zostanie napromieniowana nie musisz zachorować ale ryzyko wzrośnie. Lekarz zdecyduje jak często i w jakim zakresie powinien być sprawdzany stan Twojego zdrowia.