Биологическое воздействие ионизирующих излучений

Ионизация живой ткани приводит к разрыву молекулярных связей и изменению химической структуры различных соединений.

Под влиянием излучений в живой ткани происходит расщепление белковых молекул, молекул воды Н₂О на Н и ОН ( Н₂О=Н⁺ +ОН^- ), которые образуют новые химические соединения, не свойственные здоровой ткани, что нарушает нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ. Происходит торможение функций кроветворных органов, нарушение нормальной свёртываемости крови и увеличение хрупкости кровеносных сосудов, расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта, истощение организма, снижение сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям и др.

Схема биологического воздействия ионизирующих излучений.

Радиационные эффекты облучения

Детерминистические Стохастические

Соматические Генетические

Острая лучевая болезнь (ОЛБ) Сокращение продолжительности жизни

Хроническая лучевая болезнь (ХЛБ) Лейкозы (злокачественные изменения

крово-образующих клеток)

Локальные лучевые поражения Опухоли органов и клеток

(ожоги, лучевая катаракта)

Детерминистические или причинные эффекты облучения возникают при значительных дозах облучения, начиная с некоторой пороговой величины примерно равная 0,7 Гр (грея) = 70 бэр.

Стохастические или вероятностные эффекты облучения возникают при малых дозах облучения (0,1 - 0,7 Зв), для них не существует пороговых доз облучения, увеличение дозы приводит к увеличению (вероятности) риска сокращения продолжительности жизни, заболевания лейкозами, другими раковыми заболеваниями, генетических изменений в организме.

(Соматический (древне-греческий) - термин, применяемый для обозначения разного рода явлений в организме, связанных с телом, в противоположность психике. Сома - тело организма.)

Острая лучевая болезнь (ОЛБ) наступает при облучении большими дозами радиации в течении короткого промежутка времени.

Она имеет три периода:

- первичная реакция;

- скрытый период (видимое благополучие);

- разгар болезни и выздоровление (либо летальный исход).

Первичная реакция выражается в тошноте, вялости, учащённом пульсе, головокружении, головных болях, увеличении температуры тела на 0,5 - 1,5 °С.

Во время скрытого периода человек не обнаруживает никаких признаков болезни. Чем этот период короче, тем тяжелее исход болезни.

И третий период - тошнота, рвота, сильное недомогание, кровотечение, температура 40 - 41 °С и выздоровление или смерть.

(При 25 - 50 бэрах происходят изменения в крови, которые, впрочем, скоро проходят, при величине 80 - 120 бэр появляются признаки лучевой болезни, при величине в 270 - 300 бэр - острая лучевая болезнь с 50-процентным смертельным исходом, при 550 - 700 бэр - 100-процентный смертельный исход.)- данные относятся к случаю когда лечение не проводится.

Хроническая лучевая болезнь (ХЛБ) наступает при получении суммарной эквивалентной дозы 0,7 - 1,0 Зв (70 - 100 бэр) и мощности облучения 1 - 5 мЗв/сутки.

Хроническая лучевая болезнь (ХЛБ) бывает трёх степеней (три ступени):

I ступень (лёгкая степень) - головная боль, вялость, слабость, нарушение сна, аппетита.

II ступень (средняя степень) - усиление выше указанных признаков, а также нарушение обмена веществ, расстройства пищеварительных органов, кровоточивость и т. п.

III ступень (тяжёлая степень) - более резкое проявление уже перечисленных симптомов. Нарушение деятельности половых желёз, изменения в центральной нервной системе, кровоизлияния, выпадение волос.

Хроническая лучевая болезнь приводит к сокращению продолжительности жизни, повышает предрасположенность к болезням кроветворных органов и злокачественным опухолям.

К локальным лучевым поражениям относятся - лучевые ожоги, выпадение волос, лучевая катаракта глаз. Они могут сопутствовать острой или хронической лучевой болезни или присутствовать самостоятельно - в случаях, когда интенсивному лучевому воздействию подвергалась отдельная часть тела.

Все детерминистические эффекты облучения являются соматическими, так - как действуют непосредственно на самого человека.

Стохастические (вероятностные) эффекты облучения могут быть, как соматическими, так и генетическими. Их труднее выявить среди других причин. Степень воздействия зависит от индивидуальных особенностей, состояния здоровья и возраста человека. Однако (риск) вероятность наступления неблагоприятных воздействий у облучённого человека всегда выше, чем у необлучённого.

Особенно высокая уязвимость костного мозга. Он вырабатывает лейкоциты, недостаток которых ослабляет иммунную защиту организма, что в свою очередь повышает восприимчивость организма к инфекциям.

График

% Риск заболеваемости

0 10 20 30 40 50 годы после облучения

Облучение организма может быть также внешним, когда источник излучения находится вне организма, и внутренним - при попадании радиоактивного вещества (радионуклидов) внутрь организма через пищеварительный тракт, органы дыхания и через кожу.

При внешнем облучении наиболее опасными являются гамма, нейтронное и рентгеновское излучение. Альфа- и бета- частицы из-за их незначительной проникающей способности вызывают в основном кожные поражения.

Внутреннее облучение опасно тем, что оно вызывает на различных органах долго незаживающие язвы.

С воздухом в организм попадает примерно 1 % радиоактивных веществ создающих внутреннее облучение. Однако при прохождении радиоактивного облака и радиоактивной пыли в организм может попасть значительно большее количество радионуклидов.

Основной путь проникновения радиоактивных веществ внутрь организма - по пищеварительным цепям через желудочно-кишечный тракт вместе с пищей и водой.

Радиоактивные вещества всасываются в кровь и лимфу и распространяются по организму.

Заражённость растительной пищи зависит от наличия у неё свойств поглащать и накапливать радиоактивные вещества.

Растения впитывают растворимые в воде радиоактивные вещества через корни. Кальций заменяется химический подобным ему стронцием, калий - цезием и т. п.

Хуже всего радиоактивные элементы всасываются из чернозема, а лучше всего из торфяных, болотных, песчаных почв, характерных для Гомельской области.

Концентраторами, интенсивно впитывающими радионуклиды являются лишайники, мхи, грибы, бобовые, злаки, укроп, петрушка, шпинат, из ягод - клюква, малина, черника, земляника.

Конценрация радионуклидов в мясе животных зависит от загрязненности пастбищ. В свинине стронция и цезия меньше, чем в говядине. Примерно 1% радиоактивных веществ суточного рациона коровы переходит в ее молоко.

В озерах и реках радионуклиды накапливают ракообразные, малюски, придонные водоросли, ил. Особенно много радионуклидов в икре рыб.

Из радиоактивных веществ Чернобыля наибольшее влияние при внутреннем облучении иод-131, стронций-90 и цезий-137.

Период полураспада йода-131 - 8 суток. Воздействие йода на щитовидную железу приводит к ее заболеванию, ухудшению обмена веществ, сердечно-сосудистой деятельности, опухолям.

Стронций-90 - период полураспада 28,6 лет. Хорошо впитывается желудочно-кишечным трактом, концентрируется в костях рядом с костным мозгом, поражает кроветворную систему, приводит к лейкозам, снижает иммунитет организма.

(Для удаления стронция рекомендуется применять смеси глюканата кальция и кальций ферона, калций и витамин Д, которые удаляют 45 - 75 % стронция).

Цезий-137 - период полураспада - 30 лет, хорошо впитывается желудочно-кишечным трактом, кровью и 50% принимают на себя мышцы.