11.3. Биологическое воздействие ионизирующих излучений на организм человека

Чем больше происходит в веществе актов ионизации под воз­действием излучения, тем больше биологический эффект. Биологиче­ское действие излучения зависит от числа образованных пар ионов или от связанной с ним величины — поглощенной энергии.

Ионизация живой ткани приводит к разрыву молекулярных связей и изменению химической структуры различных соединений. Изменения в химическом составе значительного числа молекул при­водят к гибели клеток.

Под влиянием излучений в живой ткани происходит расщепле­ние воды на атомарный водород Н и гидроксильную группу ОН, кото­рые, обладая высокой химической активностью, вступают в соедине­ние с другими молекулами ткани и образуют новые химические соединения, не свойственные здоровой ткани.

В результате происшедших изменений нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ нарушаются.

Под влиянием ионизирующих излучений в организме может происходить торможение функций кроветворных органов, нарушение нормальной свертываемости крови и увеличение хрупкости кровенос­ных сосудов, расстройство деятельности желудочно-кишечного трак­та, истощение организма, снижение сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям и др.

Необходимо различать внешнее облучение и внутреннее. Под внешним облучением следует понимать такое воздействие излучения на человека, когда источник радиации расположен вне организма и исключена вероятность попадания радиоактивных веществ внутрь ор­ганизма. Это имеет место, например, при работе на рентгеновских ап­паратах и ускорителях или при работе с радиоактивными веществами, находящимися в герметичных ампулах. При внешнем облучении наи­более опасны бета-, гамма-, рентгеновское и нейтронное облучения.

Биологический эффект зависит от дозы облучения, его вида, времени воздействия, размеров облучаемой поверхности, индивиду­альной чувствительности организма.

При работе с радиоактивными веществами интенсивному облу­чению могут подвергаться руки, поражение кожи которых может быть хроническим или острым. Первые признаки хронического поражения обнаруживаются обычно не сразу после начала работы, они проявля­ются в сухости кожи, трещинах на ней, ее изъязвлении, ломкости ног­тей, выпадении волос. При остром лучевом ожоге кистей рук наблю­даются отеки, пузыри и омертвление тканей, могут появиться также долго не заживающие лучевые язвы, на месте образования которых возможны раковые заболевания.

Жесткие рентгеновские и гамма-лучи могут привести к летальному исходу, не вызвав при внешнем облучении изменения кожных покровов.

Альфа- и бета-частицы, обладая незначительной проникающей спо­собностью, вызывают при внешнем облучении только кожные поражения.

Внутреннее облучение происходит при попадании радиоактивного вещества внутрь организма при вдыхании воздуха, загрязненного радио­активными элементами; через пищеварительный тракт (при приеме пи­щи, питье загрязненной воды, курении) и в редких случаях через кожу.

При попадании радиоактивного вещества внутрь организма че­ловек подвергается непрерывному облучению до тех пор, пока радиоактивное вещество не распадется или не выведется из организма в ре­зультате физиологического обмена. Это облучение очень опасно, так как вызывает долго не заживающие язвы, поражающие различные органы.

Человек постоянно подвергается облучению естественным фоном излучения, состоящим из космического излучения и излучения естест­венно распределенных природных радиоактивных веществ (на поверх­ности земли, в приземной атмосфере, в продуктах питания, в воде и др.).

Естественный фон внешнего излучения на территории нашей республики создает мощность эквивалентной дозы 0,36—1,8 мЗв/год.

Кроме естественного облучения, человек облучается и другими источниками, например при производстве рентгеновских снимков, флюорографии.

При однократном облучении всего тела человека возможны следующие биологические нарушения в зависимости от суммарной поглощенной дозы излучения: до 0,25 Гр — видимых нарушений нет; 0,25...0,50 Гр— возможны изменения в крови; 0,5...1,0 Гр— измене­ния в крови, нормальное состояние трудоспособности нарушается; 1,0...2,ОГр— нарушение нормального состояния, возможна потеря трудоспособности; 2,0...4,0 Гр — потеря трудоспособности, возможен смертельный исход; 4,0...5,0 Гр — смертельные случаи составляют 50% от общего числа пострадавших; 6,0 Гр и более — смертельные случаи достигают 100% общего числа пострадавших.

При облучении в дозах, превышающих в 100...1000 раз смер­тельную дозу, человек может погибнуть во время облучения («смерть под лучом»).

В настоящее время имеется ряд противолучевых препаратов, которые позволяют значительно ослабить воздействие излучения.

Облучение людей ионизирующими излучениями может привести к соматическим, сомато-стохастическим и генетическим последствиям.

Соматические эффекты проявляются в виде острой или хро­нической лучевой болезни всего организма, а также в виде локаль­ных лучевых повреждений.

Сомато-стохастические эффекты проявляются в виде сокра­щения продолжительности жизни, злокачественные изменения кро-вообразующих клеток (лейкозы), опухоли различных органов и клеток.

Генетические эффекты проявляются в последующих поколе­ниях в виде генных мутаций, как результат действия облучения на половые клетки при уровнях дозы, не опасных данному индивиду.

Заболевания, вызванные радиацией, могут быть острыми и хроническими. Острые поражения наступают при облучении боль­шими дозами в течение короткого промежутка времени. Характерной особенностью острой лучевой болезни является цикличность ее проте­кания, в которой схематично можно выделить четыре периода: первичной реакции, видимого благополучия (скрытый период), разгара болезни и выздоровления (либо летального исхода).

В период первичной реакции через несколько часов после облу­чения большими дозами появляются тошнота, рвота, головокружение, вялость, учащенный пульс, иногда повышается температура на 0,5... 1,5 °С. Анализ крови показывает увеличение числа белых кровяных телец (лейкоцитоз).

В период видимого благополучия болезнь протекает скрыто. Продолжительность этого периода находится в прямой зависимости от полученной дозы излучения (от нескольких дней до двух недель). Обычно чем короче скрытый период, тем тяжелее исход заболевания.

В период разгара болезни у пострадавшего появляются тошнота и рвота, сильное недомогание, поднимается высокая температура (40...41 °С). Появляется кровотечение из десен, носа и внутренних ор­ганов. Число лейкоцитов резко снижается. Смертельный исход чаще всего наступает между 12-м и 18-м днями после облучения.

Период выздоровления наступает через 25...30 дней после облу­чения. Далеко не всегда происходит полное восстановление организ­ма. Очень часто, вследствие перенесенного облучения, наступает раннее старение, обостряются прежние заболевания.

Хронические поражения ионизирующими излучениями бывают как общие, так и местные. Развиваются они всегда в скрытой форме в результате систематического облучения дозами, значение которых больше предельно допустимой, поступающими как при внешнем об­лучении, так и при попадании внутрь организма радиоактивных ве­ществ. Различают три степени хронической лучевой болезни.

Для первой, легкой степени лучевой болезни характерны незна­чительные головные боли, вялость, слабость, нарушение сна и аппетита.

При второй степени болезни указанные признаки заболевания усиливаются, возникают нарушения обмена веществ, сосудистые и сердечные изменения, расстройства пищеварительных органов, кро­воточивость и др.

Третья степень болезни характеризуется еще более резким проявлением перечисленных симптомов. Нарушается деятельность половых желез, происходят изменения центральной нервной систе­мы, наблюдаются кровоизлияния, выпадение волос. Отдаленные по­следствия лучевой болезни — повышенное предрасположение к зло­качественным опухолям и болезням кроветворных органов.