Биологический период полувыведения радиоактивных веществ

Все химические элементы, радиоактивны они или нет, выво­дятся из организма с определенной скоростью. Процесс выведе­ния происходит по законам, подобным законам радиоактивного распада, и зависит от особенностей обмена этого элемента в орга­низме. Время, которое требуется для органа или организма в це­лом, чтобы вывести половину от количества содержащегося в нем химического элемента (радионуклида), называется биологическим периодом полувыведения. Величина биологического периода по­лувыведения несколько различается для разных людей в зависи­мости от их пола и возраста и в некоторых случаях на нее можно повлиять.

Если попавшее внутрь организма вещество радиоактивно, на органы, в которых оно накапливается, будет воздействовать иони­зирующее излучение. Продолжительность этого воздействия за­висит от биологического периода полувыведения и периода полу­распада попавших в организм радионуклидов.Биологические периоды полувыведения и периоды полураспада радионуклидов могут существенно отличаться. Так, на­пример, цезий-137, имеющий период физического полураспа­да Т_1/2=30 лет, выводится из организма взрослого мужчины с био­логическим периодом полувыведения - 100-110 суток (для детей и женщин величины этого периода еще меньше).

ДЕЙСТВИЕ РАДИАЦИИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Основной особенностью действия ионизирующего излучения является ионизация атомов и молекул, которая является первичным начальным этапом биологического действия излучения. Реакция организма на ионизирующее излучение зависит от дозы облучения, вида излучения, длительности воздействия, размеров облучаемой поверхности, индивидуальной реактивности организма.

(слайд №38) На клеточном уровне различают 3 этапа изменений.

1 этап (физический) – взаимодействие ионизирующих излучений с веществом клетки с образованием химически активных центров («активных радикалов»), обладающих высоким окислительным потенциалом. При ионизации воды образуются радикалы: Н, ОН, ОН^-, Н₂О₂, НО₂, О₂. Первичные радикалы, взаимодействуя с растворенными молекулами веществ, образуют вторичные активные радикалы. На эти процессы расходуется до 80% энергии ионизирующего излучения.

2 этап (химический) – Полученные свободные радикалы и окислители взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая её. Нарушается обмен веществ. Происходят изменения в составе крови - снижается уровень эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов. Поражение органов кроветворения разрушает иммунную систему человека и приводит к инфекционным осложнениям. взаимодействие радикалов белков, нуклеиновых кислот и липидов с водой, кислородом, радикалами воды и биомолекулами, ведет к изменениям липидов, белков и углеводов в клетках. При действии ионизирующей радиации на липиды возникают цепные реакции и образуются перекиси, играющие большую роль в развитии лучевого поражения.

Происходит деструкция белков, резкое уменьшение серосодержащих аминокислот (метионина, триптофана); один из наиболее чувствительных к радиации процессов в клетке – снижение окислительного фосфорилирования и генерирования АТФ: разрушаются дезоксирибонуклеиновые комплексы. Наблюдается распад полисахаридов, в том числе гиалуроновой кислоты и гепарина; нарушается анаэробный гликолиз.

3 этап – биохимические изменения в клетке. В результате химических преобразований нарушается структура биологических мембран, вследствие чего возрастает активность многих ферментов, которые, проникая в органеллы клетки (митохондрии, лизосомы), вызывают распад нуклеиновых кислот и белков, выход гидролитических ферментов из лизосом, а также синтез ферментов с измененной активностью.

В результате физического, химического и биохимического усиления радиационного эффекта даже ничтожно малая поглощенная энергия губительна для отдельных клеток.

Различают два вида эффекта воздействия на организм ионизирующих излучений: соматический и генетический. При соматическом эффекте, негативные последствия проявляются непосредственно у облучаемого, при генетическом - у его потомства.

Соматические эффекты могут быть ранними или отдалёнными. Ранние возникают в период от нескольких минут до 60 суток после облучения. К ним относят покраснение и шелушение кожи, помутнение хрусталика глаза, поражение кроветворной системы, лучевая болезнь, летальный исход. Отдалённые соматические эффекты проявляются через несколько месяцев или лет после облучения в виде стойких изменений кожи, злокачественных новообразований, снижения иммунитета, сокращения продолжительности жизни.

Существуют различия между последствиями радиационного воздействия, которые возникают вскоре после облучения - ост­рые последствия, и последствиями, которые будут наблюдаться намного позже - хронические последствия.