54. Биофизические основы действия ионизирующего излучения. Основные стадии. Общие закономерности биологической стадии.

Биологическое действие ионизирующих излучений - изменения, вызываемые в жизнедеятельности и структуре живых организмов при воздействии коротковолновых электромагнитных волн (рентгеновского излучения и гамма-излучения) или потоков заряженных частиц (альфа-частиц, бета-излучения, протонов) и нейтронов.

Основные стадии:

1. физическая (передача энергии излучения молекулам в биологическом смысле), их ионизация и возбуждение. Длительность: 10^-16 – 10^-13 сек.

2. Физико-химическая (различного рода реакции перераспределение избыточной энергии возбужденных молекул и ионов, запускаются разного рода химич реакции. 10^-13 – 10^-10 сек.

3. Химические взаимодействия радикалов и ионов между собой и с окружающими молекулами, происходят структурные повреждения, изменяются биологич свойства. 10^-6 – 10^-3 сек.

4. Биологическая (повреждение молекул клеточной структуры, вызывая этим апоптозы, некрозы, тканевые и органные повреждения, кот могут передаваться по наследству.) длительность: несколько мин – десятки лет.

Особенности:

1. Глубокие нарушения жизнедеятельности вызываются ничтожно малыми количествами поглощаемой энергии. Так, энергия, поглощённая телом млекопитающего животного или человека при облучении смертельной дозой, при превращении в тепловую привела бы к нагреву тела всего на 0,001°С.

2. Не ограничивается подвергнутым облучению организмом, но может распространяться и на последующие поколения, что объясняется действием на наследственный аппарат организма.

3. Для Б. д. и. и. характерен скрытый (латентный) период, т. е. развитие лучевого поражения наблюдается не сразу. Продолжительность латентного периода может варьировать от нескольких мин до десятков лет в зависимости от дозы облучения, радиочувствительности организма. Так, при облучении в очень больших дозах (десятки тыс.рад) можно вызвать "смерть под лучом", длительное же облучение в малых дозах ведёт к изменению состояния нервной и других систем, к возникновению опухолей спустя годы после облучения

55. Естественная и искусственная радиоактивность. Примеры.

Естественная радиоактивность – радиоактивность изотопов, существующих в природе или радиоактивность, которая образуется в каких-то природных процессах.

Естественные радиоактивные вещества:

210 Pb (свинец) и 210 Po (Полоний) – в рыбе и других продуктах морей, в растениях, лишайниках, северных оленях, питающихся этими лишайниками. Радон 222 – половина от всей естественные радиации. Хорошо растворим. Присутствует в озёрах реках.

Калий 40 – поступает в корневую систему растений.

15 % естественного излучения – космическое излучение, где главную роль играет изотоп углерода 14. Оно обуславливает долголетие людей, живущих в горах.

Искусственная радиоактивность – радиоактивность, которая возникает в результате деятельности человека.

Ядра, обладающие искусственной радиоактивностью, получают путем бомбардировки стабильных ядер тяжелыми частицами: а-частицами, нейтронами, реже протонами и др. При этом ядерные превращения происходят в два этапа. Сначала бомбардирующая частица, попадая в ядро, вызывает его превращение в промежуточное нестабильное (радиоактивное) ядро. Затем образовавшееся радиоактивное ядро самопроизвольно испускает частицу и превращается либо в стабильное, либо в новое радиоактивное ядро.

Принципиального различия между естественной и искусственной радиоактивностью нет, и законы радиоактивного превращения в обоих случаях одинаковы.

ДЛЯ ОБЩЕГО РАЗВИТИЯ

(просто так, нет таких вопросов в этом году, но в том были)

Инна и Лиза, извиняюсь, что по моей невнимательности вы потратили на них время

Использование радионуклидов в медицине.

Нуклид – это вид атомов, характеризующийся определённым массовым числом, атомным номером и энергетическим состоянием ядер и имеющий время жизни, достаточное для наблюдения. Из определения следует, что нуклид — это каждый отдельный вид атомов какого-либо химического элемента с ядром, состоящим из строго определённого числа протонов (Z) и нейтронов (N), причём ядро находится в определённом энергетическом состоянии (основном состоянии или одном из изомерных состояний). Число протонов Z представляет собой атомный номер элемента, а сумма A = Z + N — массовое число. Нуклиды, имеющие одинаковый атомный номер (то есть обладающие одинаковым числом протонов), называются изотопами, одинаковое массовое число — изобарами, одинаковое число нейтронов — изотонами. Радионуклиды – это нуклиды, ядра которых нестабильны и испытывают радиоактивный распад.

Радионуклидная диагностика – один из видов лучевой диагностики, основанный на внешней радиометрии излучения, исходящего из органов и тканей после введения радиофармацевтических препаратов непосредственно в организм пациента. Радионуклидная диагностика основана на дистанционной радиометрии и использовании радиофармпрепаратов (РПФ), отличительная черта которых – способность накапливаться и распределяться в исследуемом органе в зависимости от наличия функционирующей ткани и отражать динамику протекающих в органе процессов. Когда радиоактивный изотоп вводят в организм человека, появляется возможность с помощью счетчика измерить создаваемое излучение и определить локализацию, количество и характер распределения введенного изотопа. Вводимый радиофармакологический препарат (РФП), должен обладать следующими свойствами:

1.тропностью (сродством) к исследуемому органу или ткани (например, участие в метаболизме исследуемой ткани)

2.наличие радиоактивной метки, позволяющей определить динамику и количество накопившегося РФП с помощью внешнего датчика.

Например, известно, что щитовидная железа непременно захватывает весь йод, попадающий в организм, независимо от пути проникновения. Пациенту было предложено принять внутрь раствор 131I, радиоактивность которого была предварительно сосчитана счетчиком Гейгера и принята за 100%. Тем же счетчиком проводились измерения радиоактивности в области щитовидной железы через 2 часа, через 4 часа и через сутки после введения радиоактивного йода.

Таким образом, была эмпирически определена норма накопления препарата в щитовидной железе. Если накопление произошло быстрее, то имеем дело с гиперфункцией щитовидной железы, а если накопление шло медленнее, чем в норме, то с гипофункцией. Этот пример использования радиоактивного индикатора в клинических целях наглядно демонстрирует сущность и возможности радионуклидной диагностики.

Уникальность метода состоит в том, что радиоизлучение идет изнутри органа, а не транслируется извне, как при использовании рентгена, компьютерной томографии или отображения магнитного резонанса (излучателем является не внешнее устройство, а т.н. радиоизотоп - радиоактивная часть вводимого в организм препарата). Это позволяет исследовать интересующий орган на более высоком уровне: полученная картина отображает не только анатомические аномалии, но и биологические процессы. Ядерная медицина использует гамма-лучи, подобные х-излучению, используемому в рентгеноскопии.

Помимо диагностики, ядерная медицина выполняет лечебные функции. Она эффективно используется при лечении некоторых видов рака (лимфомы), раковых болей в костях и базедовой болезни (с использованием радиоактивного йодина). Основным методом лечения онкологических заболеваний является лучевой метод. Метод предусматривает применение различных источников ионизирующего излучения. Лучевое лечение осуществляется рентгеновскими лучами и гамма-лучами радиоактивных элементов. Лечение радиоактивными изотопами производится не только воздействием заряда на расстоянии (дистанционного), но и путем непосредственного введения радиоактивного элемента в ткань опухоли или около нее в виде радиоактивных игл, зерен или жидких изотопов. Биологическая эффективность зависит от вида излучения, плотности ионов, распределения их вдоль пути пробега ионизирующей частицы. Радиобиологический эффект зависит от площади облучения, дозы и вида излучения, фактора времени, метода терапии и индивидуальной чувствительности больного.