3.4.4.Механізм дії іонізуючих випромінювань на тканини організму

http://pathophysiology.dsmu.edu.ua/study/books/ado/ado_1980_69_74_radiation.htm

Повреждающее действие физических факторов Патологическая физиология Под. ред. А. Д. Адо и Л. М. Ишимовой М.: Медицина, 1980

Загальна характеристика ушкоджуючої дії іонізуючих випромінювань

При вивченні дії на організм людини іонізуючого випромінювання були виявлені такі особливості:

• висока руйнівна ефективність поглинутої енергії іонізуючого випромінювання, навіть дуже мала його кількість може спричинити глибокі біологічні зміни в організмі;

• присутність прихованого періоду негативних змін в організмі, він може бути досить довгим при опроміненнях у малих дозах;

• малі дози можуть підсумовуватися чи накопичуватися;

• випромінювання може впливати не тільки на даний живий організм, а й на його нащадків (генетичний ефект);

• різні органи живого організму мають певну чутливість до опромінення. Найбільш чутливими є: кришталик ока, червоний кістковий мозок, щитовидна залоза, внутрішні (особливо кровотворні) органи, молочні залози, статеві органи;

• різні організми мають істотні відмінні особливості реакції на дози опромінення;

• ефект опромінення залежить від частоти впливу іонізуючого випромінювання. Одноразове опромінення у великій дозі спричиняє більш важкі наслідки, ніж розподілене у часі.

Іонізуюче випромінювання діє на організм як із зовнішніх, так і із внутрішніх джерел опромінення. В останньому випадку радіоактивні речовини надходять в організм із їжею, водою, через шкіру. Можливо комбінована дія зовнішнього й внутрішнього опромінення.

Ушкоджуюча дія різних видів іонізуючої радіації залежить від їхньої проникаючої активності й, отже, від щільності іонізації в тканинах. Чим коротший шлях проходження променів, тим більша щільність іонізації й сильніша ушкоджуюча дія .

Проникаюча здатність і щільність іонізації різних видів випромінювань із енергією в 2 МэВ
Тип	Довжина пробігу	Щільність іонізації
випромінювання	у повітрі, м	(число іонів в 1 мкл)
Альфа-випромінювання	0,01	6000
Бета-випромінювання	10	6
Гамма-кванти	Близько 600	0,1

Однак в залежності від виду іонізуючого випромінювання однакові кількості поглиненої енергії часто дають різний біологічний ефект. Тому для оцінки ушкоджуючого ступеня дії іонізуючої радіації на біологічні об'єкти користуються коефіцієнтом відносної біологічної ефективності - ОБЕ.

Коефіцієнти відносної біологічної ефективності — ОБЕ
Рентгенівські й гамма-промені	1
Бета-випромінювання	1
Альфа-випромінювання	10
n (нейтрони швидкі й повільні)	5—20
р (протони)	10

Як видно з таблиці, ушкоджуюча дія альфа-випромінювання, нейтронів і протонів в 10-20 разів більше, ніж рентгенівських променів, біологічна дія яких умовно прийнято за 1.

Варто тільки пам'ятати, що коефіцієнти ці умовні. Результат також залежить від вибору показника, що береться для порівняння біологічної ефективності. Наприклад, ОБЕ можна встановлювати по відсотку смертності, по ступені гематогенних змін, по стерилізуючій дії на статеві залози тощо. Реакція організму на іонізуюче випромінювання залежить від величини експозиційної дози, що вимірюється в рентгенах (Р) і поглиненої дози, що вимірюється в радах (радій), в одиницях СІ (Гр).

Залежність ушкодження від інтенсивності загального опромінення (Обріїв П. Д., 1960)
Вид тварини	Мінімальна смертельна доза, Р	Доза половинної виживаності, ЛД50	Абсолютна смертельна доза
Миші	200	350—400	550—800
Пацюка	250—300	450-600	650—800
Морські свинки		200—300	400
Кролики	800	1100	1400
Кішки	—	—	550
Собаки	275	400	600
Мавпи (макаки)	-	-	600—700

Ступінь важкості радіаційного ураження залежить не лише від дози випромінювання, але й від тривалості впливу (потужності дози). Ушкоджуюча дія іонізуючої радіації в одній і тій же дозі при короткочасному опроміненні більш виражена, ніж при тривалому опроміненні. При порційному опроміненні спостерігається зниження біологічного ефекту: організм може переносити опромінення в більше високих сумарних дозах.

Індивідуальна реактивність і вік мають також велике значення у визначенні важкості радіаційного ураження. У дослідах на тваринах виявлені широкі коливання індивідуальної чутливості - одні собаки виживають після однократного опромінення в дозі 600 Р, інші гинуть після опромінення в дозі 275 Р. Молоді й вагітні тварини більше чутливі до іонізуючого опромінення. Старі тварини також менш резистентні внаслідок ослаблення в них процесів регенераций.