Воздействие ионизирующего излучения на человека

Ионизирующие излучения, проникающие в ткани организма чело- века, взаимодействуют с ними, оказывая следующие виды воздействий:

ионизацию молекул (за счет высоких энергий, высвобождающих- ся при взаимодействиях элементарных частиц);

физико-химические изменения, в результате которых образуют- ся новые молекулы, включая и такие чрезвычайно радиационно- способные, как «свободные радикалы»;

химические изменения, которые могут вызвать модификацию важных в биологическом отношении молекул, необходимых для нормаль- ного функционирования клетки;

биологические эффекты, выражающиеся в гибели клеток, измене- ниях в них: генетических или приводящих к онкологическим заболеваниям.

Интенсивность изменений в биологических тканях под воздействием ИИ (степень воздействия) определяют следующие факторы:

• мощность источника излучения;

• вид излучения;

• время воздействия;

• индивидуальные особенности организма.

Кроме того, различные ткани организма имеют разную радиочув- ствительность, т. е. взаимодействуют с излучением с разной интенсивно- стью. Радиочувствительность органов и тканей учитывают коэффициента- ми радиационного риска К_р (табл. 6.1) [1].

Таблица 6.1

Коэффициенты радиационного риска К_р

Органы человека	Кр
Красный костный мозг	0,12
Костная ткань	0,03
Щитовидная железа	0,03
Молочная железа	0,15
Легкие	0,12
Яичники или семенники	0,25
Другие ткани	0,30
Организм в целом	1,00

В организме человека ионизирующие воздействия вызывают це- почку обратимых и необратимых изменений. Пусковым механизмом воз- действия являются процесс ионизации и возбуждения атомов и молекул в тканях.

+

Важную роль в формировании биологических эффектов играют свободные радикалы Н и ОН^–, которые образуются в результате радиолиза воды (в организме человека содержится до 70 % воды). Обладая высокой активностью, они вступают в химические реакции с молекулами белка, ферментов и других элементов биологической ткани, что приводит к на- рушению биохимических процессов в организме. В процесс вовлекаются сотни и тысячи молекул, не затронутых излучением. В результате нару- шаются обменные процессы, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, не свойственные организму. Это приводит к нарушению жизнедеятельности отдельных функций органов и систем организма. Под влиянием ионизирующих излучений в организме происходит нарушение функции кроветворных органов, увеличение про- ницаемости и хрупкости сосудов, расстройство желудочно-кишечного тракта, снижение сопротивляемости организма, его истощение, перерож- дение нормальных клеток в злокачественные и др. Эффекты развивают- ся в течение разных промежутков времени: от долей секунд до многих ча- сов, дней, лет.

Радиационные эффекты принято делить на две группы:

• соматические (проявляются в форме острой и хронической луче- вой болезни, локальных лучевых повреждений, например ожогов, а также

в виде отдельных реакций организма, таких как лейкоз, злокачественные опухоли, раннее старение организма);

• генетические (могут проявиться в последующих поколениях).

Острые поражения развиваются при однократном равномерном

γ-облучении всего тела и поглощенной дозе свыше 0,25 Гр. При дозе 0,25– 0,5 Гр могут наблюдаться временные изменения в крови, которые быстро нормализуются. В интервале 0,5–1,5 Гр возникает чувство усталости, ме- нее чем у 10 % облученных может наблюдаться рвота, умеренные измене- ния в крови. При дозе 1,5–2,0 Гр наблюдается легкая форма острой луче- вой болезни, которая проявляется продолжительным снижением числа лимфоцитов в крови (лимфопенией), возможна рвота в первые сутки после облучения. Смертельные исходы не регистрируются.

Процесс поглощения веществом энергии под действием ионизирующего излучения называется облучением. Реакцию человека на облучение называют лучевой болезнью.

Лучевая болезнь средней тяжести возникает при дозе 2,5–4,0 Гр. Почти у всех в первые сутки наблюдается тошнота, рвота, резко снижается содержание лейкоцитов в крови, появляются подкожные кровоизлияния, в 20 % случаев возможен смертельный исход, смерть наступает через 2–6 недель после облучения. При дозе 4,0–6,0 Гр развивается тяжелая форма лучевой болезни, приводящая в 60 % случаев к смерти в течение первого месяца. При дозах, превышающих 6,0–9,0 Гр, почти в 100 % случаев крайне тяжелая форма лучевой болезни заканчивается смертью из-за кро- воизлияния или инфекционных заболеваний. При 100 Гр смерть наступает через несколько часов или дней вследствие повреждения центральной нервной системы.

Приведенные данные относятся к случаям, когда отсутствует ле- чение. В настоящее время имеется ряд противолучевых средств, которые при комплексном лечении позволяют исключить летальный исход при до- зах около 10 Гр.

Хроническая лучевая болезнь может развиться при непрерывном или повторяющемся облучении в дозах, существенно ниже тех, которые вызывают острую форму. Наиболее характерными признаками хрониче- ской формы являются изменения в крови, нарушения со стороны нервной системы, локальные поражения кожи, повреждения хрусталика глаза, сни- жение иммунитета организма. Степень воздействия радиации зависит от того, является облучение внешним или внутренним (при попадании радио- активного изотопа внутрь организма). Внутреннее облучение возможно при вдыхании, заглатывании изотопов и проникновении их в организм че- ловека через кожу. Некоторые вещества поглощаются и накапливаются в конкретных органах, что приводит к высоким локальным дозам радиации. Например, изотопы кальция, радия, стронция накапливаются в костях, изо-

топы йода вызывают повреждение щитовидной железы, изотопы редкозе- мельных металлов – преимущественно опухоли печени. Равномерно рас- пределяются изотопы цезия, рубидия, вызывая угнетение кроветворения, повреждения семенников, опухоли мягких тканей. При внутреннем облу- чении наиболее опасны альфа-излучающие изотопы полония и плутония.

Для оценки реального воздействия излучений на человека используют показатель эквивалентной дозы, в котором вид излучения учитывается коэффициентом качества К_к (табл. 6.2) [1].

Таблица 6.2