Воздействие облучения на клетки организма.

Наиболее чувствительны к облучению делящиеся клетки: кроветворные, костного мозга, кишечника и зародышевые клетки семенников. У детей все клетки делятся до окончания роста, поэтому дети более чувствительны к облучению, чем взрослые. Из неделящихся клеток только лимфоциты радиочувствительны, а остальные – радиоустойчивы.

Эритроциты обеспечивают:

• поглощение кислорода в легких и перенос в капилляры, а также обратное перемещение углекислоты;

• сохранение активной реакции крови;

• поддержание ионного состава крови;

• адсорбцию токсинов;

• участие в водо-солевом обмене.

При облучении количество эритроцитов ежесуточно снижается, за месяц – до 25% начального уровня. Развивается анемия, дефицит кислорода, в том числе и в костном мозге, с нарушением процессов репорации и кроветворения.

Лейкоциты обеспечивают защиту от инфекций и токсинов, выработку антител. Количество лейкоцитов уменьшается пропорционально дозе облучения, уменьшая сопротивляемость организма инфекциям.

Тромбоциты обеспечивают свертываемость крови. При облучении их количество уменьшается, создавая проблемы со свертываемостью крови.

Лимфоциты наиболее чувствительны к облучению. Их количество резко сокращается, подавляя при этом иммунную систему организма.

Под действием облучения нарушается процесс кроветворения и происходит лейкоз крови - избыточное образование поврежденных неполноценных клеток крови – эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов.

Эту болезнь называют раком крови или белокровием.

Соматические клетки составляют большинство клеток организма. При облучении соматической клетки прежде всего повреждается мембрана. Ядро вырабатывает ферменты, а тРНК транспортируют их к местам повреждения мембраны и восстанавливают мембрану. При этом они перестают транспортировать аминокислоты в рибосомы для синтеза белка. Облучение находящейся в ядре ДНК приводит к образованию раковых клеток или к гибели клетки. Этому способствует также повреждения белка и других элементов клетки. Распространенной реакцией на облучение клетки является временная задержка деления клетки. Чем больше доза – тем продолжительнее задержка деления.

Возможные варианты облучения клетки:

• полное выживание клетки без последствий;

• процесс выживания и деления клетки осложнен и клетка погибает;

• появление измененной раковой клетки, которая бесконтрольно делится и создает большую угрозу всему организму.

Радиочувствительность органов и систем человека

Наибольшей радиочувствительностью обладают:

• кроветворная система – красный костный мозг, селезенка, лимфатические узлы теряют способность нормально функционировать при 0,5 – 1 Гр, но, если не все клетки поражены, возможно восстановление функций;

• половая система - при 0,15 Гр опустошаются семенники, а при 3,5 – 6 Гр наступает постоянная стерильность мужчины, при 1 – 2 Гр наступает временное (на 1 – 3 года), а при 2,5 – 6 Гр стойкое бесплодие женщин;

• пищеварительная система – гибель тонкого кишечника происходит при 10 – 100 Гр, несколько менее чувствительны полость рта, язык, слюнные железы, пищевод, желудок, поджелудочная железа, печень;

• сердечно-сосудистая система относительно радиоустойчива, но при 5 – 10 Гр могут происходить изменения миокарда;

• органы дыхания относительно радиоустойчивы, но при 8 - 10 Гр может развиться радиационный пневмонит, воспаление дыхательных путей, приводящих к фиброзу;

• органы зрения при 3 – 8 Гр характеризуются воспалительными процессами в конъюнктиве и склере, а при больших 8 Гр – катарактой глаз.

Остальные органы и системы человека радиоустойчивы.

Воздействие облучения на организм в целом

Различают внешнее и внутреннее облучение всего организма и локальные лучевые поражения.

К локальным лучевым поражениям относятся:

• лучевая катаракта глаз;

• лучевые ожоги кожи;

• эмпиляция волос.

Воздействие внешнего облучения зависит от вида и энергии излучения, продолжительности облучения, расстояния от источника излучения и применяемых средств защиты.

Внутреннее облучение происходит при попадании радионуклидов внутрь организма вместе с пищей и водой, с вдыхаемым воздухом или через поврежденную кожу. Радионуклиды накапливаются в отдельных органах и тканях. Так, например, йод накапливается в щитовидной железе, вызывая ее заболевания и рак. В костях накапливается стронций, плутоний, барий, радий, иттрий. В мышцах – калий, цезий, рубидий. В печени – церий, лантан, прометей и частично плутоний. Равномерно по всему телу распределяются тритий, углерод и железо. Обменные процессы в организме обеспечивают естественное выведение радионуклидов из организма через различное для каждого вида время.

Воздействие внутреннего облучения зависит от вида и количества попавших в организм радионуклидов, их места нахождения и времени пребывания в организме.

Последствия радиационного облучения подразделяются на:

• детерминированные;

• стохастические;

а также на:

• соматические;

• генетические.

Детерминированные (причинные) эффекты облучения возникают при значительных дозах облучения, начиная с некоторой пороговой величины около 70 рад (0,7 Гр).

Стохастические (вероятностные) эффекты облучения возникают при малых дозах облучения. Для них нет пороговой дозы и отсутствует прямая зависимость от величины дозы. Увеличение дозы увеличивает риск (вероятность) неблагоприятных последствий.

Соматические оказываются на самого человека.

Генетические – на его потомство.

К сомато-детерминированным эффектам относятся:

• острая лучевая болезнь;

• хроническая лучевая болезнь;

• локальные лучевые поражения.

К сомато-стохастическим эффектам относятся:

• ослабление иммунной системы и повышение заболеваемости;

• сокращение продолжительности жизни;

• лейкозы;

• другие онкологические заболевания.

Острая лучевая болезнь наблюдается при облучении большими дозами за короткий промежуток времени, при дозах превышающих 1 Гр. Бывает четырех степеней тяжести:

• 1-я, легкая степень тяжести наблюдается при дозах 1 – 2 Гр, Скрытый период 2 – 3 недели, потом недомогание, слабость, тошнота, головокружения, периодическое повышение температуры, изменения в составе крови. Лечение обеспечивает выздоровление.

• 2-я, средней степени тяжести при дозах 2 – 4 Гр. Скрытый период около недели. Рвота, головные боли, кровоизлияния, потеря аппетита. Летальность до 30%.

• 3-я, тяжелая степень – при дозах 4 – 6 Гр. Скрытый период – несколько часов. Сильная головная боль, рвота, понос с кровью, интенсивное выпадение волос. Летальность 30 – 100%.

• 4-я, крайне тяжелая степень при дозах превышающих 6 Гр. Скрытого периода нет. Летальность 100%.

Хроническая лучевая болезнь наступает при длительном воздействии с мощностью облучения 1 мЗв/сутки и более после получения суммарной дозы 70 – 100 бэр (0,7 – 1,0 Зв). Бывает трех степеней тяжести:

• 1-я, легкая степень тяжести. Головная боль, вялость, слабость, нарушения сна и аппетита, изменения в крови.

• 2-я, средней степени тяжести. Нарушения работы нервной, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем, угнетение кроветворения, сильные головные боли, головокружения, кровоточивость десен и подкожные кровоизлияния, ухудшение памяти.

• 3-я, тяжелая степень. Нарушение работы всех систем, резкая слабость, кровоизлияния, боли в сердце, одышка, выпадения волос, ломкость ногтей.

Последствиями хронической лучевой болезни может быть лейкоз, другие онкологические заболевания, анемия.