 |
Биологическое действие ионизирующих излучений.
|
|
|
|
ОСТРАЯ ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ
Лучевая болезнь – заболевание, возникающее при воздействии ионизирующего излучения и характеризующееся симптомокомплексом, зависящим от вида излучения, его дозы, локализации источника радиоактивных веществ, распределения дозы во времени и в теле человека.
Острая лучевая болезнь – заболевание, возникающее при импульсном или кратковременном, (от нескольких часов до 1 – 4 суток) гамма-нейтронном облучении в дозе, превышающей 1Гр (100 рад).
Ионизирующее излучение (ИИ) или поток проникающей радиации (ППР) могут оказывать неблагоприятное воздействие при вероятном применении атомного оружия, при авариях техногенного характера и при нарушении правил техники безопасности на предприятиях и в учреждениях (АЭС, НИИ, мед. учреждения и др.).
Радиоактивность – способность ядра элемента самопроизвольно (естественная) или под влиянием внешних воздействий (искусственная) испускать невидимые излучения, превращаясь в ядра атомов других элементов.
ППР неоднороден и состоит из элементов корпускулярного характера (a- и b - частицы – заряженные частицы и нейтроны – нейтральные частицы) и электромагнитных видов излучения (g - излучение, рентгеновские лучи и тормозное излучение).
Радиоактивные элементы (РЭ) обладают различной проникающей способностью:
| Вид излучения | Пробег | Опасность | |
| воздух | ткани | ||
| a- частицы | 3 – 7 см | Доли миллиметра | Обладающие малой проника – ющей способностью они опасны при попадании на ра – невые поверхности и внутрь |
| b-частицы | метры | 1 – 8 мм | |
| g-лучи нейтроны | более | более | Наиболее опасны |
РЭ обладают различной ионизирующей способностью. Сущность процессаионизации: при сообщении электрону большой энергии (например при действии гамма-излучения) он выбивается за пределы атома. При этом появляется пара заряженных ионов – электрон и положительно заряженный остаток ядра. Они образуют химические соединения с другими атомами, переходя в нейтральное состояние (рекомбинация), что может сопровождаться электромагнитным излучением.
|
|
|
| ЭЛЕМЕНТЫ | ТРОПНОСТЬ (место депонирования) |
| Стронций, уран, радий, плутоний, | остеотропные |
| Лантан, церий, торий | гепатотропные |
| Цезий, ниобий, рутений и др. | диффузные |
Важна плотность ионизации - образование пар ионов на единице пути. Наименьшая плотность при действии рентгеновских и g-лучей и наибольшая у a-частиц, когда на 1 см пути может образоваться 30-60 тыс. пар ионов.
Преимущественное распределение в организме РЭ:
Действие радиоактивных веществ зависит от дозы ИИ.
Применяемые дозы:
| Доза | Пояснение |
| Рад – единица поглощённой дозы излучения | Равна энергии 100 эрг, поглощённой 1 граммом облучённого вещества |
| Грей (Гр, Гй) | Равен 100 рад |
| Рентген (Р) – единица экспозиционной дозы облучения | Соответствует дозе рентгеновского или гамма – излучения под действием которого в 1 см3 сухо – го воздуха в нормальных условиях (температура 0С, давление 760 мм.рт.ст.) образуются ионы, несущие одну электростатическую единицу электричества каждого знака |
Бэр – биологический эквивалент рада.
Зиверт – доза эквивилентная.
Влиянию внешнего облучения организм подвергается только в период пребывания человека в зоне воздействия излучения. При прекращении радиации прекращается её внешнее воздействие, а в организме развиваются последствия излучения. В результате внешнего воздействия нейтронного излучения в тканях образуются различные радиоактивные вещества (радионуклиды натрия, фосфора и др.). В этом случае как носитель радиоактивных веществ организм подвергается внутреннему облучению.
|
|
|
При работе с радиоактивными веществами (РВ) возможно попадание их внутрь через лёгкие, ЖКТ и неповрежденную кожу. Особенно опасна в этом отношении разработка радиоактивных руд. Радиоактивное излучение (РИ) не только вызывает ионизацию воздуха, но приводит к аналогичному процессу в тканях организма, значительно изменяя их. Выраженность биологических сдвигов зависит от проникающей способности излучения, его ионизирующего эффекта, дозы, времени облучения и состояния организма.
Попадая в организм, РВ заносятся с током крови в различные органы и ткани, становясь источником внутреннего излучения. Наиболее опасны здесь долгоживущие изотопы. Они на протяжении практически всей жизни пострадавшего являются источниками ИИ. Выводятся РВ в основном через ЖКТ, почки и органы дыхания.
Биологическое действие ионизирующих излучений.
Первичные механизмы биологического действия ионизирующих излучений– это процессы происходящие на первом этапе физиологической интеграции. ИИ оказывает на организм прямое и непрямое действие.
Прямое действие заключается в непосредственном воздействии ИИ на биомолекулы, приводящее к их ионизации или возбуждению.
Непрямое действие радиации на биомолекулы реализуется через продукты радиолиза воды, которой в клетках содержится большое количество. Продукты радиолиза чрезвычайно активны и окисляют практически все органические вещества в клетке.
В хромосомах преобладают повреждения, обусловленные прямым действием, а в растворах и насыщенных водой системах основную роль играют продукты радиолиза последней. Радиочувствительность клеток повышается при увеличении парциального давления кислорода. Это носит название кислородного эффекта.
Прямое и непрямое действие ионизирующего излучения приводит к изменению структуры важнейших высокомолекулярных соединений: нуклеиновых кислот, белков, липопротеидов и полимерных соединений углеводов.
Нуклеиновые кислоты (НК) высоко радиочувствительны. Возникают одно- и двуспиральные разрывы ДНК с последующим образованием сшивок между молекулами и появлением разветвлённых молекул. Характер повреждения НК зависит от вида излучения и уровня парциального давления кислорода. Так корпускулярные излучения вызывают преимущественно двойные разрывы молекул ДНК и РНК, а при низком содержании кислорода изменения носят вид сшивок.
|
|
|
Белок повреждается в результате усиления реакций окисления и дезаминирования, которые проходят с участием окислительных радикалов (в т.ч. активных форм кислорода). Вследствие этого наступает изменение химической и конформационной структуры белковых молекул с инактивацией их биологической активности.
Изменение липидов заключается в образовании свободных радикалов, перекисных соединений, которые запускают цепные реакции окисления. Перекиси распадаются с образованием токсичных веществ.
Полисахариды под воздействием ИИ окисляются, деполимеризируются с образованием кислот (гиалуроновые и др.) и формальдегида.
Вторичные радиобиологические эффекты, развивающиеся после облучения, характеризуются нарушениями, происходящими последовательно на клеточном, органном и системном уровнях. Нарушение функции органов и систем приводит к развитию лучевой болезни.
На первом месте в развитии вторичных эффектов стоят нарушения обмена нуклеиновых кислот и нуклеопротеидов, входящих в состав хромосом и регулирующих передачу наследственных признаков, процессы синтеза тканевых белков и ферментов, липидов, пролиферацию клеток и др. Изменения обмена приводят к повреждению целостности клеточных и внутриклеточных мембран. Патологические процессы в клетке заключаются в изменении течения сложных ферментативных реакций. Это приводит к активации катаболических процессов на фоне подавления синтетических. Выход протеолитических ферментов из органелл через изменённые мембраны приводит к аутолизу клетки. Уменьшение синтеза макроэргических соединений приводит к расстройству окислительно-восстановительных, репарационных процессов и в целом обмена веществ. Накапливаются токсические соединения усиливающие нарушения, возникшие на первом этапе радиационного воздействия.
|
|
|
Реакция клеток и тканей на облучение зависит от степени их чувствительности к ИИ. Радиочувствительность тканей прямо пропорциональна митотической активности и обратно пропорциональна степени дифференцировки клеток. Таким образом, ткани в убывающем по радиочувствительности порядке располагаются следующим образом: лимфоидная, миелоидная, герминативный, кишечный и покровный эпителий, секреторные клетки пищеварительных и эндокринных желёз, соединительная, мышечная, хрящевая, костная и нервная ткани. Радиорезистентные ткани тоже повреждаются ИИ, но повреждения выявляются в более поздние сроки и играют роль в формировании отдалённых последствий, существенно не сказываясь на непосредственных лучевых реакциях.
Кроветворная система является критическим органом. Поражение системы крови является ведущим в патогенезе и клинике лучевой болезни. К критическим органам относятся также кишечник и ЦНС. Клетки радиочувствительных тканей гибнут из-за нарушения обмена нуклеопротеидов. Гибель происходит в интерфазе (интеркинетическая гибель) и после нескольких делений (репродуктивная гибель). Нарушается митотическая активность.
Восстановление кроветворения и других высокорадиочувствительных тканей зависит от степени сохранности стволовых клеток. Для восстановления кроветворения достаточно 1-0,1% стволовых клеток.
|
|
|
