8

(для внутрикафедрального пользования)

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра патологической

физиологии

Утверждено на заседании кафедры

протокол N____ от"____"_____2006г

Зав. кафедрой патофизиологии, доц.

___________________Т.С. Угольник

Действие на организм ионизирующего излучения

Учебно-методическая разработка для студентов

Гомель 2006 действие на организм ионизирующего излучения

Автор: И.В.Вуевская

1. АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ:К факторам окружающей среды, которые могут оказывать на человека патогенное влияние, относится ионизирующее излу­чение. Широкое использование лучистой энергии в мирных целях и сущест­вующая опасность возникновения аварий на атомных электростанциях опре­деляют необходимость глубокого изучения механизмов действия ионизирую­щего излучения на организм человека. Знание механизмов повреждения ио­низирующей радиации клеток, их структуры и функции необходимо для по­нимания патогенеза лучевой болезни, механизмов мутации, канцерогенеза, старения, а также широко применяемых лечебных мероприятий, основанных на использовании лучистой энергии.

2.ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:изучить этиологию и патогенез воздействия ради­оактивного излучения

3.ЗАДАЧИ ЗАНЯТИЯ:

1. Знать характеристику специфических и неспецифических механиз­мов повреждения клетки ионизирующим излучением.

2. Знать особенности радиационной обстановки, возникшей в резуль­тате аварии на Чернобыльской АЭС.

3. Уметь объяснить особенности инкорпорации ¹³¹I, ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr в организм человека и животных. Биофизические эффекты инкорпорированных радионуклидов.

4. Знать морфофункциональные изменения в организме человека и жи­вотных при инкорпорации ¹³⁷Cs и⁹⁰Sr. Структурно-метаболические эффек­ты инкорпорированного¹³⁷Cs.

5. Дать определение понятия "лучевая болезнь". Знать формы и ста­дии лучевой болезни.

4. Основные учебные вопросы (план)

1. Типы ионизирующих излучений, их характеристика. Единицы дозы излучения и радиоактивности.

2. Взаимодействие организма человека и животных с радионуклидами, образовавшимися в результате аварии на Чернобыльской АЭС.

3. Особенности инкорпорации ¹³¹I, ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr в организм человека и животных. Биофизические эффекты инкорпорированных радионуклидов.

4. Морфофункциональные изменения в организме человека и у экспе­риментальных животных при инкорпорации ⁹⁰Sr.

5. Морфофункциональные изменения в организме человека и животных при инкорпорации ¹³⁷Cs. Структурно-метаболические эффекты инкорпориро­ванного¹³⁷Cs.

6. Синдром инкорпорированных долгоживущих радионуклидов (СИДР). Механизмы развития основных патологических процессов в организме при инкорпорации радиоактивных элементов.

7. Лучевая болезнь, определение понятия. Формы и стадии лучевой болезни.

8. Особенности последствий аварии на ЧАЭС для организма человека.

При подготовке к теме повторить следующие вопросы с целью наибо­лее полного усвоения материала.

1. Виды ионизирующего излучения, их краткая характеристика.

2. Краткая характеристика изотопов: ¹³¹I, ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr.

3. Молекулярные механизмы действия ионизирующего излучения: неп­рямое действие- радиолиз воды, радиотоксины, прямое действие.

4. Понятие "радиочувствительность".

5. Механизмы канцерогенеза.

5. Вспомогательные материалы по теме:

Дозы радиационного облучения

Экспозиционная дозаизлучения - дает общее представление о коли­честве падающей на объект энергии излучения за время облучения. Едини­ца экспозиционной дозы выражается в кулонах, деленных на килограмм (Кл/кг), внесистемная единица- рентген. 1 Р= 2,58х 10^-4Кл/кг. Экспо­зиционная доза позволяет лишь ориентировочно оценивать степень повреж­дения объекта, поскольку оно может вызываться только поглощенной объ­ектом энергией.

Поглощенная доза излучения -энергия ионизирующего излучения, пог­лощенная облучаемым телом (тканями организма) в пересчете на единицу массы. Единица поглощенной дозы в СИ- грей (Гр), 1 грей равен 1 джоу­лю, поглощенному в 1 кг вещества (1 Гр= 1 Дж/кг). Внесистемная единица поглощенной дозы- рад. 1 Гр = 100 рад.

При оценке радиационной опасности хронического воздействия излу­чения произвольного состава применяют понятие эквивалентная доза.

Эквивалентная доза излучения -поглощенная доза, умноженная на ко­эффициент (коэффициент качества), отражающий способность данного вида излучения повреждать ткани организма. Коэффициент качества излучения зависит от ЛПЭ (линейной передачи энергии). Коэффициент качества Q при хроническом облучении всего тела для g- и b- излучения равен 1. Едини­ца эквивалентной дозы в СИ- зиверт (Зв). 1 Зв равен 1 Гр, деленному на коэффициент качества (Q): 1 Зв= 1 Гр= 1Дж/кг= 100 рад=100 бэр

Q Q Q

Для оценки эффективности действия радиоактивных изотопов кроме поглощенных доз, создаваемых ими как при внешнем облучении, так и при попадании внутрь организма (инкорпорации), измеряют их активность. За единицу радиоактивности, получившую названиебеккерель (Бк), принято одно ядерное превращение в секунду. Внесистемная единица- кюри (Ки), 1 Ки= 3,7х1010 Бк. Одному Бк соответствует Т1/2 / Ln2 атомов радионукли­да, при этом Т1/2 (период полураспада) должно быть выражено в секун­дах.

Для характеристики распределения поглощенной дозы во времени ис­пользуют величину мощности поглощенной дозы, или интенсивности облуче­ния. Под этим понимают количество энергии излучения, поглощаемой в единицу времени (1 ч, 1 мин, 1с) единицей массы вещества.

Характеристика изотопов

Цезий - щелочной металл I группы Периодической системы Д.И.Менделеева с порядковым N 55. Открыт в 1860 г. немецкими учеными Кирхгофом и Бунзеном. Название получил от латинского слова caesis- голубой, по характерной яркой линии в синей области спектра. В настоящее время из­вестно несколько изотопов цезия от ¹²⁵Cs до ¹⁴⁵Cs. Наибольшее значение имеет ¹³⁷Cs, один из наиболее долгоживущих продуктов деления урана.

¹³⁷Cs- смешанный b,-g- излучатель, спериодом полураспада(Т 1/2)- 30 лет. Продукт распада¹³⁷Cs- возбужденный¹³⁷Ba с Т 1/2- 2,57 мин, испускает g- кванты.

Изотопы цезия при любом пути поступления в организм хорошо резор­бируются. Всасывание ¹³⁷Cs в ЖКТ животных и человека составляет 100%.

В отдельных участках ЖКТ всасывание ¹³⁷Cs происходит в различной скоростью. По данным Moor, Comar, через 1 ч после введения¹³⁷Cs вса­сывается по отношению к введенной дозе: в желудке - 7%, в двенадцати­перстной кишке - 77%, в тощей - 76%, в подвздошной- 78%, в слепой - 13%, в поперечно - ободочной кишке - 39%.

После перорального поступления цезия значительные количества всо­савшегося радионуклида секретируются в кишечник, затем реабсорбируются в нисходящих отделах. Степень реабсорбции цезия может существенно от­личаться у разных видов животных. Попав в кровь, он сравнительно рав­номерно распределяется по органам и тканям.

Выводится ¹³⁷Cs из организма человека с Тб (биологический период полувыведения), равным 70 сут. Выведение из организма происходит, в основном, через почки.

Стронций. Наибольший токсикологический интерес представляют ⁸⁵Sr,⁸⁹Sr,⁹⁰Sr.Период полураспада- 29, 12 лет. Продукт распада- ⁹⁰Y.

Величина всасывания стронция у человека равна 0,3. Величина вса­сывания радионуклида из ЖКТ уменьшается: с увеличением возраста, с по­вышением кальция и фосфора в диете, при введении высоких доз тирокси­на. В период лактации всасывание стронция увеличивается в 2 раза. Не­зависимо от пути и ритма поступления в организм растворимые соединения радиоактивного стронция избирательно накапливаются в скелете. В кост­ной ткани мужчин ⁹⁰Sr и кальция накапливается больше, чем у женщин. С увеличением возраста, независимо от способа введения и вида животных, понижается величина отложения⁹⁰Sr в скелете.

Выведение ⁹⁰Sr из организма происходит с калом и мочой. Установ­лено несколько периодов полувыведения⁹⁰Sr из организма. Короткий пе­риод полувыведения (2,5-8,5 сут) характеризуется выведением стронция из мягких тканей, длинный период (90-154 сут)- преимущественно из кос­тей. При длительном пероральном или парэнтеральном введении в организм⁹⁰Sr период полувыведения из скелета значительно увеличивается, а на­чальный короткий период полувыведения или отсутствует или очень мал.