- •Тема 6. Биологическое действие ионизирующих излучений
- •6.1.Этапы действия и.И.
- •6.1.2.1.Прямой механизм действия радиации
- •6.1.2.2.Косвенный механизм действия радиации
- •6.1.3.1.Типичный липид
- •6.1.3.2. Белки
- •6.1.3.3. Действие на клетку
- •6.1.4. Шкала биологических эффектов Таблица 6.1
- •6.2.Действие доз радиации
- •6.2.1. Классификация радиационных эффектов
- •6.2.2. Действие больших доз радиации. Лучевые болезни
- •6.2.2.1. Лучевая болезнь
- •6.2.2.2. Опосредованное действие радиации
- •6.2.3.Действие малых доз радиации
- •6.2.4. Отдаленные последствия действия радиации
- •6.2.5. Действие инкорпорированных радионуклидов
- •6.3. Радионуклиды и растительный мир
- •6.4. Влияние радионуклидов на животных
6.1.4. Шкала биологических эффектов Таблица 6.1
Доза,Гр |
Биологический эффект |
|
<10-3 |
Угнетение жизнедеятельности (прекращение деления клеток) |
|
10-3-2*10-3 |
Оптимум |
|
2*10-3-5*10-2 |
Стимуляция жизнедеятельности (стимуляция деления клеток) |
|
5*10-2-1*10-1 |
(0,1Гр) Появление мутаций |
|
0,1-0,5 |
Временная мужская стерильность |
|
0,2-0,5 |
Лейкемический диапазон |
|
0,5-1,0 |
Нарушение кроветворения, лейкоцитопения и эритроцитопения, удвоение числа мутаций, появление злокачественных новообразований |
|
1,0-2,0 |
Иммунодефицитное состояние, легкая степень лучевой болезни |
|
2,0-4,0 |
Средняя степень тяжести лучевой болезни, сокращение жизни |
|
4,0 - 6,0 |
Костно-мозговой синдром, летальный исход через 2-4 месяца |
|
6,0-10,0 |
Кишечный синдром, летальный исход через 1 - 2 недели |
|
10,0-100 |
Церебральный синдром, летальный исход через 48 часов |
|
более 100 |
Мгновенная смерть |
|
6.2.Действие доз радиации
Действие радиации на органы, ткани и целостный организм не сводится к суммарному эффекту повреждения клеток биологического объекта, особенно в области доз ниже однократно летальных. Организм обладает новыми возможностями противодействия последствиям радиационного облучения, нежели отдельные органы и ткани. На тканевом уровне радиобиологические эффекты можно разделить на стохастические и нестохастические (рис. 6.2).
6.2.1. Классификация радиационных эффектов
Рис.6.2.Классификация радиационных эффектов
К нестохастическим (неслучайным) относят последствия действия больших доз, когда неизбежно и закономерно возникают патологические изменения, являющиеся неслучайными. Нестохастические эффекты рассматриваются как результат коллективного поражения определенной доли клеток в подвергшемся воздействию облучения органе или ткани. Поэтому:
Тяжесть нестохастических эффектов зависит от количества поврежденных клеток, поскольку с возрастанием дозы их количество может достичь уровня, когда наступают функциональные и структурные нарушения облученной ткани.
К таким повреждениям относятся, прежде всего, ближайшие последствия: острые лучевые поражения, в том числе острые лучевые болезни как результат кратковременного, преимущественно общего облучения организма. Нестохастические эффекты характерны также для отдельных тканей (катаракта, повреждения кожи - эритема, угнетение костномозгового кроветворения, бесплодие и т.д.). Другие нестохастические эффекты (хрупкость, ломкость, неэластичность) могут возникать в соединительной ткани (сухожилия, кости) и в кровеносных сосудах.
Для этих эффектов тяжесть поражения, согласно данным МКРЗ, зависит от полученной дозы, и для них должен существовать четкий порог дозы, ниже которого тот или иной нестохастический эффект не наблюдается. (В этом состоит пороговая концепция действия радиации).
Стохастическими (вероятностными) называют такие эффекты, вероятность которых возрастает пропорционально дозе. Такие эффекты являются следствием того, что каждый двойной разрыв ДНК, являясь сам по себе вероятностным процессом, имеет, кроме того, и вероятностную природу для проявления как в виде мутации, так и в виде раковой опухоли. Подобные реакции (генетические и канцерогенные эффекты) считаются беспороговыми и проявляются в результате действия малых доз радиации. При этом считается, что даже единичный акт ионизации может вызвать нарушения некоторых наследственных механизмов, приводящих к стохастическим эффектам.
Однако деление эффектов на стохастические и нестохастические несколько условно. По крайней мере, некоторые нестохастические эффекты можно рассматривать как последствия стохастических, поскольку обе группы эффектов могут быть обусловлены общими повреждениями клеток.
Ионизирующее излучение поражает в разной степени все ткани и органы, но причиной гибели организма является поражение какого-либо одного органа, который в данной ситуации является критическим.
Критическими называются органы, первыми выходящие из строя в данном диапазоне доз облучения. Вследствие необратимого поражения соответствующих систем организма (кроветворной, кишечника и центральной нервной системы) развиваются основные клинические синдромы: костномозговой (кроветворный), желудочно-кишечный и церебральный:
1)Костно-мозговой синдром характеризуется кровоточивостью, анемией, понижением иммунитета вследствие недостатка в крови тромбоцитов, эритроцитов и лейкоцитов. Однако кроветворная система обладает способностью к значительной регенерации, и если доза облучения менее некоторой критической величины, то функции кроветворения полностью восстанавливаются (Д4-6Гр).
2)Желудочно-кишечный синдром - признаки и симптомы включают боли в желудочно-кишечном тракте, потерю аппетита, тошноту, рвоту, вялость, инертность и возрастающую острую депрессию. Диарея вызывает сильное обезвоживание организма, в результате чего изменяется объем крови, нарушаются обменные процессы. Это приводит к изменениям в составе крови и появлению инфекций (Доза от 6Гр до 30Гр).
3)Церебральный синдром - симптомы проявляются в виде раздражительности, чрезмерного возбуждения, судорог и комы. Эти симптомы связаны с повреждением нервных клеток и кровеносных сосудов головного мозга. Синдром может продолжаться от нескольких минут до двух суток в зависимости от дозы. Он является необратимым, лечение может быть только симптоматическим с целью уменьшить страдания (Д30Гр).