9 Прямое и косвенное действие ионизирующего излучения

В настоящее время существуют две теории механизма действия ионизирующего излучения на организм – теории прямого и косвенного действия излучения. Сущность теории прямого действия излучения сводится к тому, что все виды излучения вызывают ионизацию и возбуждение атомов клеток живого организма. Энергию, непосредственно передаваемую атомам и молекулам биотканей, называют прямым действием радиации.

Одним из прямых эффектов является канцерогенез или развитие онкологических заболеваний. Раковая опухоль возникает, когда соматическая клетка выходит из-под контроля организма и начинает активно делится. Первопричиной этого являются нарушения в генетическом механизме – мутации. При делении раковая клетка производит только раковые клетки. Одним из наиболее чувствительных органов к воздействию радиации является щитовидная железа. Не менее восприимчива к влиянию излучения кровь.

Косвенное действие излучения связано с радиолизом воды. Под воздействием излучения вода расщепляется на водород Н и гидроксильную группу ОН, которые в дальнейшем образуют продукты с высокой химической активностью - свободные радикалы и окислители, вступающие в реакцию с молекулами белка, ферментов и других жизненно важных веществ. При этом образуются радиотоксины, нарушающие нормальный цикл биохимических реакций и оказывающие поражающее действие.

Если число свободных радикалов мало, то организм имеет возможность их контролировать. Если же их становится слишком много, то нарушается работа защитных систем, жизнедеятельность отдельных функций организма. Попадая в клетки, они нарушают баланс кальция и кодирование генетической информации. Такие явления могут привести к сбоям в синтезе белков, что может нарушать работу иммунной системы. Таким образом, ослабляются защитные барьеры, и в организме создаются благоприятные условия для размножения вирусов, микробов и раковых клеток.

Организм человека в противовес описанным выше процессам вырабатывает особые вещества, которые являются своего рода «чистильщиками» - ферменты. В нормальном состоянии в организме поддерживается баланс между появлением свободных радикалов и ферментами. Ионизирующее излучение нарушает это равновесие, стимулирует процессы роста свободных радикалов и приводит к негативным последствиям.

Таким образом, механизм биологического действия можно представить следующей схемой:

1. поглощение энергии излучения клетками и тканями организма;

2. образование свободных радикалов и окислителей;

3. нарушение биохимических процессов;

4. нарушение физиологических процессов.

Учитывая восстановительные процессы, происходящие в организме, можно сделать вывод, что вероятность нарушения биохимических и физиологических процессов сокращается с уменьшением полученной дозы.

10 Соматическое и генетическое действие ионизирующего излучения

Ионизирующее излучение, воздействуя на живой организм, вызывает в нем цепочку обратимых и необратимых изменений, которые приводят к тем или иным биологическим последствиям. В зависимости от скорости проявления реакций организма можно говорить об остром или отдаленном воздействии. При оценке воздействия различают соматические, соматико-стохастические и генетические эффекты.

Под соматическим действием излучения понимают его непосредствен-ное действие на организм облучаемого человека. Соматические эффекты проявляются при сравнительно высоких дозах и могут реализовываться либо в форме лучевой болезни либо в воде локальных лучевых повреждений. Отдаленные соматические эффекты могут проявляться в виде разнообразных реакций организма, возникающих через несколько лет после облучения. Это старение организма и сокращение продолжительности жизни, ослабление иммунной системы организма, возникновение злокачественных и доброкачественных опухолей и др. Соматико-стохастические эффекты проявляются в форме незначительных изменений в клетках и тканях, которые обуславливают отдаленные последствия и обнаруживаются за длительный период наблюдения больших групп людей.

Если последствия воздействия ионизирующего излучения не заметны у человека, подвергшегося облучению, а проявляются у его потомков, то такое действие называется генетическим. Генетические эффекты проявляются в генетическом аппарате половых клеток и поэтому могут влиять на жизнь и здоровье последующих поколений. Генетические нарушения можно разделить на два типа: хромосомные аберрации, включающие изменение числа или структуры хромосом, и мутации в самих генах. Генные мутации в свою очередь подразделяются на доминантные, которые проявляются сразу в первом поколении, и рецессивные, которые могут проявиться лишь в том случае, если у обоих родителей мутантным является один и тот же ген. Такие мутации могут не проявиться на протяжении многих поколений или не обнаружиться вообще. Мутация в соматической клетке будет оказывать влияние только на сам индивид. Вызванные радиацией мутации не отличаются от естественных, однако, при этом увеличивается сфера вредного воздействия. Пока прямых доказательств радиационных мутаций у человека нет, так как полное выявление всех наследственных дефектов происходит лишь на протяжении многих поколений. И данные выводы лишь на лабораторных исследованиях животных.