Пути воздействия излучений на организм

Степень опасности радионуклида характеризуется скоростью его выведения из организма. Время, в течение которого количество данного химического элемента в организме уменьшается вдвое вследствие физиологического обмена, называется периодом биологического полувыведения Тбиол.

Для радионуклида время нахождения в организме зависит также и от периода полураспада. Поэтому для радионуклидов введено понятие эффективного периода полувыведения.

Эффективным периодом полувыведения Тэфф называется

время, в течение которого количество радионуклида (его активность) в организме уменьшается вдвое:

Процессы, происходящие в биотканях

Под действием радиоактивного излучения происходят изменения молекул, вызванные продуктами радиационного разложения (радиолиза) воды или растворенных веществ. При этом наиболее существенен процесс радиолиза воды, составляющей основную массу (до 70 %) вещества в клетках.

Временной интервал, в течение которого проходят первичные реакции, чрезвычайно мал – около 10 10

секунд.

В результате образуются новые разновидности химических веществ в относительно больших количествах – свободные радикалы водорода Н и гидроксильный радикал OH.

Свободные радикалы очень активны химически.

Процессы, происходящие в биотканях

Вторичные реакции происходят в течение следующих 10 5

секунд после прохождения излучения через воду. За это время проходят три вторичные реакции:

H + H = H2 (газ)

H + ОH = H2O (вода)

OH + OH = H2O2 (перекись водорода)

Проблема для живых биологических систем возникает при протекании третьей реакции и заключается в образовании пероксида водорода, ядовитого для клеток.

Органические радикалы обладают большим количеством энергии, поэтому легко могут привести к разрыву химических связей в жизненно важных молекулах. В результате, вызванные свободными радикалами химические реакции вовлекают в этот процесс многие сотни и тысячи молекул, не затронутых излучением.

Процессы, происходящие в биотканях

Биологическое действие радиации на живой организм начинается на клеточном уровне. Ионизирующее излучение вызывает поломку хромосом, что приводит к изменению генного аппарата и к мутациям.

Под влиянием ионизирующих излучений в организме происходит:

нарушение функции кроветворных органов;

увеличение проницаемости и хрупкости сосудов;

расстройство желудочно-кишечного тракта;

снижение сопротивляемости организма, его истощение; перерождение нормальных клеток в злокачественные и др.

Процессы, происходящие в биотканях

Различают две категории радиационных эффектов:

нарушение воспроизводительной функции

повреждения кожи,

помутнение хрусталика глаза (лучевая катаракта), дистрофические повреждения различных тканей и т. д.

Процессы, происходящие в биотканях

канцерогенные эффекты (лейкемия и другие формы злокачественных новообразований)

генетические эффекты.

Процессы, происходящие в биотканях

Разнообразные формы проявления поражающего действия радиации на организм называют

лучевой болезнью.

Острые поражения развиваются при однократном равномерном 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 дозы 0,5–1,5 Гр возникает чувство усталости, менее чем у 10 % облученных может наблюдаться рвота, умеренные изменения в крови.

Процессы, происходящие в биотканях

Нижний уровень развития легкой формы лучевой болезни возникает при дозе облучения, эквивалентной 1 Гр.

Тяжелая форма лучевой болезни, при которой погибает половина всех облученных, наступает при дозе облучения, эквивалентной 4,5 Гр.

Стопроцентный смертельный исход лучевой болезни соответствует дозе облучения, эквивалентной 5,5–7,0 Гр.

Существует ряд противолучевых препаратов, которые при комплексном лечении позволяют исключить летальный исход при дозах около 10 Гр.

Хроническая лучевая болезнь развивается при ежедневном общем облучении 1–5 мЗв и при достижении суммарной дозы 0,7–1 Зв. Процесс восстановления идет очень медленно после прекращения облучения.

Процессы, происходящие в биотканях

К малым дозам относятся разовая эквивалентная доза 0,1 Зв и меньше, а к низким интенсивностям – мощность эквивалентной дозы ниже 0,1 Зв/год.

При малых дозах облучения не имеется статистически обоснованных данных, позволяющих определить воздействие ионизирующих излучений на человека.

Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) для целей радиационной защиты постулировала беспороговую зависимость доза – эффект: любому, сколь угодно малому уровню воздействия облучения соответствует отличная от нуля вероятность появления дополнительных новообразований.

Процессы, происходящие в биотканях

Изменения в организме в результате облучения не обязательно приносят вред. Примером положительного действия радиоактивного облучения является гермезис. Благоприятное действие излучения в малых дозах проявляется в:

стимуляции прорастания семян и роста многих видов растений;

стимуляции физиологической активности бактерий и клеток млекопитающих;

увеличении продолжительности жизни насекомых и грызунов в условиях хронического облучения при низкой мощности дозы;

снижении смертности от рака у человека;

отсутствии каких-либо проявлений ухудшения здоровья, в том числе повышения онкологической заболеваемости среди населения, проживающего в условиях резко повышенного природного радиационного фона;

угнетении живой клетки при помещении ее в условия уменьшения естественного радиационного фона.