Радиобилогия

Гончарова Юлия Вадимовна

2021 год

Радиобилогия

Радиобиогия

— наука, изучающая взаимодействие ионизирующих излучений (ИИ) с биологическими объектами

Предметом радиобиологии является вскрытие закономерностей ответа биологических объектов на радиационное воздействие, на основе которых можно научиться регламентировать радиационный фактор и овладеть искусством управления лучевыми реакциями организма.

Задачи радиобиологии:

1.Вскрытие общих закономерностей биологического ответа на воздействие ионизирующих излучений , в том числе и объяснение радиобиологических эффектов.

2.Овладение искусством управления лучевыми реакциями клетки, ткани, организма и популяции.

3.Искоренение существующих двух противоположных и одинаково неправильных точек зрения на радиационное облучение и вред его для человека — радиоэйфории и радиофобии.

Ионизирующие излучения (ИИ) — излучения, способные вызывать ионизацию атомов и молекул в облученном веществе, что отличает их от большинства остальных излучений.

Наименьшая частица вещества называется атом. Но атомы состоят из еще более мелких частиц: протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны составляют ядро атома, а электроны вращаются вокруг ядра. Между частицами ядра действуют два вида сил: притяжения и отталкивания. При делении ядра выделяется энергия, которую называют ядерной энергией. Большинство ядер веществ настолько прочны, что разделить их невозможно. Но есть такие, у которых ядра распадаются сами по себе, постепенно с выделением энергии в виде излучения альфа-, бета-, и гамма-излучения. Такие вещества называют радиоактивными, а само явления испускания излучения – радиоактивностью. Радиоактивность способность к испусканию ИИ.

Естественная радиоактивностьделение ядер вещества в природе.

Искусственная радиоактивность – деление ядер вещества под действием человеческого воздействия.

Период полураспада — время распада половины нестабильных ядер радиоактивного вещества.

Проникающая радиация — поток гамма-лучей и нейтронов. Как поражающий фактор она имеет значение при взрывах ядерных боеприпасов сверхмалой и малой мощности. Проникающая радиация действует в течении 10-15 сек после взрыва, однако этого достаточно для того, чтобы вызвать у незащищенных людей лучевую болезнь. Облучение незаметно для человека. А признаки проявляются через некоторое время, чем больше доза облучения, тем проявление болезни появляются быстрее и заболевание протекает тяжелее.

Радиоактивное заражение образуется при наземных и подземных ядерных взрывах вследствие выпадения радиоактивных веществ (РВ), продуктов ядерного взрыва (ПЯВ) из пылевого облака по пути его перемещения. Из облака выпадают частички оплавленной земли, комочки грунта, пыль. Они содержат продукты распада от ядерного взрыва и продолжают распадаться. Во время распада ядер урана или плутония происходит излучение бета- и гамма-лучей. Время воздействия на человека может исчисляться десятками лет и сопровождаться лучевой болезнью. На технику радиоактивные вещества заметного влияния не оказывают, но при обращении с зараженной техникой можно получить облучение. Тяжесть лучевой болезни зависит от величины дозы облучения.

Радионуклиды — химические элементы, имеющие нестабильные атомные ядра,

подверженные самопроизвольному радиоактивному распаду.

Правило Бергонье и Трибондо:

“Радиочувствительность (радиопоражаемость) клеток прямопропорциональна степени пролиферации клеток (митотической активности) и обратнопропорциональна степени дифференциации.”

За период с 1944 по 2012 годы во всем мире произошло 468 радиационных инцидентов со сверхнормативным облучением людей.

Во всех радиационных авариях радиационные поражения различной степени тяжести получили более 7 000 000 человек.

От действия радиации при радиационных авариях погибло 245 533 человека

Выявление ИИ и количественная оценка уровня радиационных воздействий называется дозиметрией.

Для количественной характеристики уровня лучевого воздействия введено понятие дозы излучения.

Кратковременным облучением считается импульсное воздействие нейтронного излучения ядерного взрыва, а также облучение с мощностью дозы свыше 0,02 Гр/мин.

Непрерывное радиационное воздействие в течение нескольких месяцев или лет называют хроническим, а промежуточное положение между кратковременным и хроническим, занимает

пролонгированное облучение.

Если не менее 80 % всей дозы организм человека получает не более чем за 4 суток и перерывов в облучении нет или они очень непродолжительны (измеряются минутами, часами), то такое облучение называют

однократным или острым.

Если получаемая доза разделена на части (фракции), чередующиеся с длительными промежутками времени, в течение которых облучение не происходит, то такое облучение называют фракционированным.

Кислород модифицирует реакции свободных радикалов, в результате чего образуются новые свободные радикалы с более высокой стабильностью и более продолжительным временем существования.

H0 + O2 = HO20 (гидропероксид-радикал)

R0 + O2 = RO20 (органический пероксид-радикал)

Прямое действие - доминирует у излучений с высокой ЛПЭ – α-частицы и нейтроны Непрямое действие лежит в основе поражающего эффекта излучений с низкой ЛПЭ – рентген и гамма

Неравномерным считается облучение, при котором перепад поглощенных доз по телу превышает 10 – 15 % При небольших перепадах доз клиническая картина неравномерного поражения мало отличается от классической формы острой лучевой болезни. Особенности клинической картины проявляются при

коэффициенте неравномерности более 3 и максимальной дозе облучения свыше 10 Гр

Особенности лучевых поражений при неравномерном облучении:

снижение эффективности биологического действия излучений на критические системы организма

нарушение характерной для “классической” формы ОЛБ периодичности и временной зависимости основных ее проявлений

преобладание в клинической картине заболевания симптомов, отражающих нарушение функций органов и тканей, подвергшихся облучению в наибольшей степени

возможность развития у одного и того же пораженного нескольких радиационных синдромов

уменьшение с ростом Кн вклада кроветворного синдрома в суммарное поражение и возрастание роли орофарингеального и кишечного синдромов, лучевого поражения кожных покровов

модификация клинического течения костномозгового и кишечного синдромов

Поражения при воздействии нейтронов

●меньшая репарируемость поражений на клеточном уровне, вследствие того, что на молекулярном и клеточном уровне нейтроны обладают большим повреждающим действием по сравнению с гамма-квантами и вызывают более тяжелые повреждения ДНК, мукополисахаридов, клеток кишечного эпителия и т. д.

●значительная неравномерность распределения поглощенной дозы по телу, вследствие как существенных различий в поглощенной дозе для разнородных по химическому составу тканей, расположенных на одинаковой глубине, так и существенного уменьшения дозовой нагрузки вдоль поперечной оси тела (меньшая проникающая способность)

●более тяжелое повреждение органов и тканей на стороне тела, обращенной к источнику излучения

●более выражены симптомы первичной реакции на облучение и проявления РПН-синдрома

●большая глубина лимфопении в период первичной реакции на облучение

●более раннее развитие агранулоцитоза

●более выраженные клинические проявления кишечного синдрома, но более быстрое восстановление кишечного эпителия за счет неповрежденных стволовых клеток эпителия тонкой кишки вследствие неравномерного характера облучения самих петель тонкого кишечника

●более выраженная кровоточивость, но меньшая степень повреждения кроветворения и более раннее его восстановление вследствие сохранения участков неповрежденного костного мозга

●более частое развитие местных поражений слизистых оболочек и кожных покровов

●более частые случаи тяжелых отдаленных последствий

Несмотря на БОЛЕЕ ТЯЖЕЛОЕ ТЕЧЕНИЕ основных синдромов ОЛБ БОЛЕЕ БЛАГОПРИЯТНЫЙ ПРОГНОЗ.

Сочетанные радиационные поражения - более выраженная первичная реакция

—вид поражений, который является - нарушение “классической” периодизации острого

Радиопротекторы — вещества (препараты или рецептуры), которые при профилактическом

применении способны оказывать защитное действие, проявляющееся в сохранении жизни облученного организма или ослаблении степени тяжести лучевого поражения с пролонгацией состояния дееспособности и сроков жизни.

Механизмы радиозащитного действия:

а) Снижение содержания О2 в клетке, что ослабляет выраженность “кислородного эффекта”.

б) Прямое участие молекул радиопротектора в “конкуренции” с продуктами свободно-радикальных реакций за “мишени” (инактивация свободных радикалов, восстановление возбужденных и ионизированных биомолекул, стимуляция антиоксидантной системы организма и т.д.).

в) Торможение под влиянием радиопротектора митотической активности стволовых клеток костного мозга. г) Сочетание всех вышеперечисленных механизмов.

Факторы, ограничивающие применение радиопротекторов:

-Невозможность применения в случае внезапного облучения

-Невозможность многократного и длительного применения

-Низкая эффективность при облучении в дозах свыше 10 Гр

-Низкая эффективность по критерию профилактики отдаленных последствий

-Низкая эффективность в условиях пролонгированного и фракционированного облучения

-Отсутствие эффекта при облучении в дозах менее 1 Гр

ИНДРАЛИН - производное имидазола, агонист α-адренорецепторов

принимают в дозе 0,45 г (3 таблетки по 0,15 г) за 10-15 минут до облучения ФИД = 1,4

Время защитного действия составляет 1 час; повторный прием препарата в той же дозировке, но не ранее чем через 1 час после первого приема Содержится в аптечке АИ-3 и аптечке для персонала объектов атомной энергетики-АПАС

ЦИСТАМИН (цистамина дигидрохлорид)

принимают в дозе 1,2 г (6 таблеток) за 30-60 минут до облучения ;доза может быть снижена до 0,8 г

ФИД = 1,5

Время защитного действия составляет 4 – 6 часов; повторный прием препарата в той же дозе, не ранее чем через 4 – 6 часов после первого приема Содержится в аптечке индивидуальной АИ-1М в двух пеналах малинового цвета по 6 таблеток в каждом

НАФТИЗИН - производное имидазолина

вводят внутримышечно в дозе 1,0 мл 0,1 % раствора (1 шприц-тюбик) за 3-5 минут до облучения ФИД = 1,4

Время защитного действия составляет 1 час; возможно неоднократное повторное введение препарата в той же дозировке Перспективный радиопротектор, проходящий государственные испытания