Влияние ионизирующего излучения на живые организмы

Ионизирующее излучение характеризуется следующими особенностями действия на человеческий организм и другие биологические объекты:

- Очень малое количество энергии вызывает глубокие биологические изменения:

- Облучение характеризуется эффектом накопления;

- Различные органы живого организма имеют разную чувствительность и реакцию на облучение;

~ Действие ионизирующего излучения проявляется не сразу (наличие скрытого периода);

- Излучение воздействует не только на данный организм, но и на его потомков;

эффект облучения зависит от величины дозы и периода, за который эта доза получена.

Степень, глубина и форма лучевых впечатлений биологических объектов, в первую очередь, зависит от величины поглощенной дозы, т. е. величины поглощенной энергии излучения. Большая однократно вызывает тяжелые последствия, чем систематическая, суммарно равна однократной.

Поражающее действие проникающей радиации на человека зависит от: величины дозы облучения и времени, в течение которого доза получена.

Различные части тела неодинаково реагируют на полученную дозу облучения. Чувствительные к радиации - красный костный мозг, щитовидная железа, внутренние органы, половые органы, молочные железы. Например, при одинаковой эквивалентной дозе возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе. Поэтому дозы облучения органов и тканей вычисляются по разными коэффициентами. При равномерном облучении всего тела с 100% дозы облучения красный костный мозг поглощает 12%, молочные железы -15%, легкие -12%, яичники или семенники - 25%, щитовидная железа - С%, костная ткань - 3%, другие ткани - 30%. Данные цифры характеризуют коэффициенты радиационного риска этих органов.

Суммарный эффект облучения организма характеризуется эффективной эквивалентной дозой, которая рассчитывается путем сложения доз полученных всеми органами и тканями, умноженными на коэффициент риска.

Ионизация живой ткани вызывает свойственные организму химические, физические и биологические процессы, что приводит к разрыву молекулярных связей и изменения химической структуры различных соединений, образование токсинов, следствием чего является гибель клеток и развитие лучевой болезни.

Под действием ионизирующего излучения происходит ионизация воды с образованием ионов Н⁺ и ОН^-, а в дальнейшем химически активных пероксидов, в частности, пероксида водорода Н₂О₂, взаимодействующих с белками, ферментами, нуклеопротеидами и другими веществами с образованием свободных радикалов, которые, в свою очередь , вступают в последующие реакции. Нередко в результате такой химического взаимодействия образуются токсичные вещества. Поэтому ионизация даже одной молекулы может привести к лавинообразному эффекту. Это объясняет эффект чрезвычайно мала энергия ионизирующего излучения вызывает чрезвычайно сильную биологическое действие на организм.

Заболевания, вызванные ионизирующим излучением, могут быть острыми или хроническими, общими и местными. Острые поражения, как правило, наступают при облучении большими дозами в течение короткого промежутка времени, хронические - в случае длительного облучения в небольших дозах.

Острая лучевая болезнь развивается в случае внешнего или внутреннего облучения в дозе 1 Гр (100 Р) и более короткий промежуток времени (до 4 суток).

В зависимости от дозы облучения различают несколько клинических форм острой лучевой болезни, приведены в таблице 3.2.

В случае облучения дозой менее 1 Гр может развиться лучевая реакция, но, как правило, это не приводит к необратимым изменениям в организме.

Таблица 3.2 - Формы и степени лучевой болезни

Заболевание лучевую болезнь протекает в четыре этапа:

- период первичной реакции - первичная реакция наступает тем быстрее, чем больше доза облучения, это является основой для оценки тяжести лучевой болезни, срока, места эвакуации и госпитализации и объема лечения:

- патентный период - период мнимого благополучия, в случае костно-мозговой формы продолжается от нескольких дней до 2-4 недель:

- период разгара - в тяжелых случаях наступает непосредственно за начальным периодом, а в легких - через 3-4 недели, характеризуется ухудшением состояния пострадавшего, период восстановления - продолжается в течение 2-4 и более месяцев, зависит от тяжести болезни, полное восстановление целом может длиться 1-3 года.

Чаще всего при облучении наблюдается костно-мозговая форма, имеющая четыре степени. В случае облучения до 6 ф и своевременного медицинского вмешательства, выздоровление наступает через 3 месяца - 3 года. При облучении более 6 Гр течение болезни зависит от индивидуальных особенностей организма и может закончиться летальным исходом уже через несколько недель.

Первичная реакция при кишечной форме острой лучевой болезни возникает в первые минуты после облучения и имеет тяжелое течение. На 5-8 сутки состояние больного резко ухудшается, а летальный исход наступает на 8 -16 сутки.

Сосудистая форма лучевой болезни имеет еще быстрее течение, при котором смерть наступает через 4-7 суток.

Для церебральной формы лучевой болезни характерно коллапс больного с потерей сознания и крайне тяжелое и быстрое течение. Смерть наступает в первые 3 суток, а порой в первые часы после облучения.

Уязвимая к действию радиации кроветворная система организма, которая прекращает нормальное функционирование при дозах облучения 0,5-1 экз. Однако она имеет высокую способность к восстановлению, и, если доза облучения была не очень большая, кроветворная система может полностью восстановить свои функции.

Однократное облучение семенников при дозе всего 0,1 Гр приводит к временной стерильности мужчин, доза свыше 2 Гр может привести к постоянной стерильности. Яичники менее чувствительны, но дозы свыше 3 Гр могут привести к бесплодию. Для этих органов суммарная доза, полученная за несколько раз, более опасна, чем такая же, но одноразовая, в отличие от других органов человека.

Глаза человека поражаются при дозах 2-5 экз. Установлено, что профессиональное облучение с суммарной дозой 0,5-2 Гр, полученное в течение 10-20 лет, приводит к мутности хрусталика.

Большинство других тканей и органов взрослого человека менее чувствительны к радиации, например, почки выдерживают суммарную дозу 23 декабря, полученную в течение 5 недель, печень - 40 Гр за месяц, мочевой пузырь - 55 Гр в течение четырех недель.

Особенно опасно воздействие ионизирующего излучения на беременных женщин и детей. Облучение в детском возрасте может привести к аномальному развитию костей, потере памяти. Очень чувствительный и мозг плода, если будущая мать подлежащей облучению, например, при рентгеновском обследовании между восьмым и пятнадцатым неделями беременности.

Опасность радиоактивного облучения возрастает при поступлении радиоактивных изотопов в организм человека. В этом случае на организм влияет не только гамма-, но и бета-и альфа-излучения, по своей разрушительной действием значительно опаснее, чем гамма. При проникновении радиоактивных веществ внутрь организма поражаются преимущественно органы и ткани, в которых откладываются те или иные изотопы: йод - в щитовидной железе; стронций - в костях уран и плутоний - в почках, толстом кишечнике, печени; цезий - в мышечной ткани ; натрий распространяется по всему организму.
Со временем происходит постепенный распад радиоактивных элементов и вывода их из организма. Этот процесс зависит от периода полураспада того или иного радионуклида и периода полувыведения - время, в течение которого количество данного радиоактивного элемента уменьшается вдвое вследствие физиологического обмена.

Женщины являются радиостойкими, что связано с влиянием тестостерона у мужчин. Больные люди менее устойчивы к радиационному воздействию. Повышает устойчивость диета. Уменьшение содержания кислорода в воздухе повышает радиоустойчивы организма.