27. Механизмы болезнетворного действия на организм звука, шума, ультразвука.

Шум – неприятный или нежелательный звук либо совокупность звуков, нарушающих тишину, оказывающих раздражающее влияние на организм человека и снижающих его работоспособность.

• Человеческое ухо воспринимает звук с частотой колебаний 16 - 20 000 Гц (1 Гц - это одно колебание в 1 с).

• Звуки высокой частоты (до 4000 Гц) при их одинаковой интенсивности воспринимаются как более громкие.

• При превышении интенсивности звука 1 мкВт/см² –повреждающее действие на слуховой анализатор.

• При интенсивности звука свыше 3 кВт/см² – нарушения общего состояния организма: возможны судороги, полная потеря сознания, паралич.

Болезнетворное действие шума – определяется громкостью и частотной характеристикой, при этом наибольшую вредность приносят высокочастотные шумы.

• Нормально допустимый уровень постоянного шума (интенсивность которого меняется во времени не более чем на 5 дБ) – 40-50 дБ (уровень обычной человеческой речи).

• Вредная для здоровья граница громкости – 80 дБ. Разговор на повышенных тонах (=90 дБ) может вызвать слуховой стресс. В зонах с громкостью звука свыше 135 дБ даже кратковременное пребывание запрещено.

Специфическое действие шума – связано с нарушением функции слухового анализатора, т.к. происходит длительный спазм звуковоспринимающего аппарата, приводящий к нарушению обменных процессов и к дегенеративным изменениям в окончаниях преддверно-улиткового нерва и клетках кортиевого органа. Начальные стадии нарушения слуха проявляются смещением порога слышимости.

Неспецифическое действие шума – связано с поступлением возбуждения в кору больших полушарий ГМ, гипоталамус и СМ.

• На начальных этапах – запредельное торможение ЦНС с нарушением уравновешенности и подвижности процессов возбуждения и торможения.

• В дальнейшем – истощение нервных клеток лежит в основе повышенной раздражительности, эмоциональной неустойчивости, ухудшения памяти, снижения внимания и работоспособности.

Ответная р-я организма на возбуждение гипоталамуса реализуется по типу стресс-реакции: поступление возбуждения в СМ – переключение его на центры ВНС – изменение функций внутренних органов.

Шумовая болезнь – развивается в результате длительного воздействия интенсивного шума – это общее заболевание организма с преимущественным нарушением органа слуха, ЦНС и ССС, органов ЖКТ.

Ультразвук – неслышимые человеческим ухом упругие волны, частота которых превышает 20 кГц.

Основные физические характеристики ультразвука как акустического излучения:

• Частота,

• Интенсивность (или удельная мощность - Вт/см2),

• Давление (Па) – давление звука в ультразвуковой волне может меняться в пределах ±303,9 кПа (3 атм).

Неодинаковая скорость распространения ультразвуковых колебаний, а также различная степень их поглощения и отражения в различных биологических средах и тканях позволяют обнаружить форму и локализацию опухоли мозга и печени и других образований внутренних органов, установить места перелома и сращения костей, определить размеры сердца в динамике и т.д.

Биологический эффект ультразвука обусловлен:

• механическим действием.

• тепловым действием.

• физико-химическим действием.

Кавитация – образование и рост в клетках микроскопических полостей (кавитационных пузырьков) с последующим быстрым их скхлопыванием, что сопровождается интенсивными гидравлическими ударами и разрывами. Ей способствует отрицательное давление (или изменение давления). Она приводит к деполяризации и деструкции молекул, вызывает их ионизацию, что активирует химические реакции, нормализует и ускоряет процессы тканевого обмена.

Тепловое действие ультразвука – связано в основном с поглощением акустической энергии. При интенсивности ультразвука 4 Вт/см² и воздействии его в течение 20 с температура тканей на глубине 2-5 см повышается на 5-60 °С.

Положительный биологический эффект в тканях вызывает ультразвук малой (до 1,5 Вт/см2) и средней (1,5-3 Вт/см2) интенсивности.

Повреждающее действие вызывает ультразвук большой интенсивности (3-10 Вт/см2) – на отдельные клетки, ткани и организм в целом.

• Воздействие ультразвуковой волны высокой интенсивности нарушает капиллярный кровоток, вызывает деструктивные изменения в клетках, приводит к местному перегреву тканей.

• Высокой чувствительностью к действию ультразвука характеризуется НС: избирательно поражаются периферические нервы, нарушается передача нервных импульсов в области синапсов. Это приводит к возникновению вегетативных полиневритов и парезов, повышению порога возбудимости слухового, преддверно-улиткового и зрительного анализаторов, расстройствам сна, раздражительности, повышенной утомляемости.

28.Болезнетворное действие на организм ионизирующих излучений. Зависимость реакции на облучение от его дозы, продолжительности действия излучения и реактивности организма. Лучевая болезнь (определение). Характеристика изменений в организме при хронической лучевой болезни.

Ионизирующее излучение – потоки фотонов высоких энергий (рентгеновские и γ-излучения), элементарных частиц, возникающих при делении ядер (β- и α-частицы, нейтроны, протоны), электронов и ионов, вызывающих при взаимодействии с веществом ионизацию и возбуждение его атомов и молекул.

Особенность ионизирующих излучений – высокая проникающая способность, что позволяет им взаимодействовать с атомами вещества в глубине объекта. Обладают высокой биологический активностью.

Источники действующие на организм:

• Внешние – на производстве при работе с рентгеном, на ядерных реакторах, с радиоактивными изотопами и др; для лечения курс облучения; применение ядерного оружие, выброс продуктов атомных предприятий в окружающую среду.

• Внутренние – радиоактивные вещества, поступающие в организм с пищей, водой, через кожные покровы.

* Возможно комбинированное действие внешнего и внутреннего облучения.

По своей природе все ионизирующие излучения подразделяются на:

• Электромагнитные (рентгеновские излучения и γ-лучи, сопровождающие радиоактивный распад).

• Корпускулярные (заряженные частицы: ядра гелия - α-лучи, электроны - β-лучи, протоны, π-мезоны, нейтроны, не несущие электрического заряда).

Повреждающее действие ионизирующей радиации зависит от:

• Величины плотности ионизации в тканях.

• Проникающей способности.

⇒ Чем короче путь прохождения фотонов и частиц в тканях, тем больше вызванная ими плотность ионизации и сильнее повреждающее действие.

Проникающая способность и плотность ионизации различных видов излучений с энергией 2 МэВ

Тип излучения	Длина пробега в воздухе, м	Плотность ионизации, ионов/мкл
α-излучение – наиб. ионизир. способность	0,01	6000
β-излучение	10	6
γ-излучение – наим. ионизир. способность	ок. 600	0,1

Относительная биологическая эффективность (ОБЭ) – показатель, используемый для сравнительной количественной оценки биологического действия различных видов ионизирующего излучения.

• Критерии для определения ОБЭ – показатели смертности, степень гематологических и морфологических изменений в тканях и органах, действие на половые железы и др. ⇒ ОБЭ не является постоянной величиной.

Биологические эффекты определяются:

• Видом поглощенной дозы.

• Величиной поглощенной дозы.

• Мощностью поглощенной дозы.

Величины ОБЭ для различных видов излучения

Тип излучения	ОБЭ
γ-лучи и рентгеновские лучи	1
β-частицы и электроны	1
α-частицы и протоны	10
Тепловые нейтроны	3
Быстрые нейтроны (до 20 МэВ)	10
Многозарядные ионы и ядра отдачи	20

Единица измерения дозы – грей (Гр),

Для сравнительной биологической оценки различных видов излучений – бэр.

⇒ Чем выше мощность дозы, тем больше биологическая активность.

⇒ Повреждающее действие ионизирующей радиации при кратковременном облучении более выражено, чем при длительном облучении в одной и той же дозе.

Облучение:

• Однократное

• Дробное (фракционированное)

• Длительное.

⇒ Повреждающее действие ионизирующего излучения при однократном облучении – более выраженное, чем при дробном и длительном облучении в той же суммарной дозе.

Тяжесть поражения ионизирующей радиацией зависит от:

• Площади облучаемой поверхности тела (общее и местное),

• Особенности индивидуальной реактивности,

• Возраста,

• Пола,

• Функционального состояния организма перед облучением.