Есе

Предмет:

план:

Въведение

1 Пряко и косвено въздействие на йонизиращото лъчение

2 Въздействието на йонизиращото лъчение върху отделните органи и организма като цяло

3 Мутации

4 Ефект от високи дози йонизиращо лъчениеза биологични обекти

5. Два вида облъчване на тялото: външно и вътрешно

Заключение

Литература

БИОЛОГИЧНИ ЕФЕКТИ НА РАДИАЦИЯТА

Радиационният фактор присъства на нашата планета от нейното формиране и както показват по-нататъшни изследвания, йонизиращата радиация, заедно с други явления от физични, химични и биологична природасъпътствали развитието на живота на Земята. Физическото действие на радиацията обаче започва да се изучава едва в края на 19-ти век, а биологичното ѝ въздействие върху живите организми – в средата на 20-ти. Йонизиращото лъчение се отнася до онези физически явления, които не се усещат от нашите сетива, стотици специалисти, работещи с радиация, са получили радиационни изгаряния от високи дози радиация и са починали от злокачествени тумори, причинени от прекомерно облъчване.

Днес обаче световна науказнае 6 биологично въздействиерадиация повече от въздействието на каквито и да било други фактори от физическо и биологично естество в околната среда.

При изследване на ефекта на радиацията върху живия организъм са определени следните характеристики:

Ефектът на йонизиращото лъчение върху тялото не се усеща от човек. Хората нямат сетивен орган, който да възприема йонизиращото лъчение. Има така наречен период на въображаемо благополучие - инкубационен периодпрояви на действието на йонизиращото лъчение. Продължителността му се намалява чрез облъчване във високи дози.

· Действието от малки дози може да се сумира или натрупва.

· Радиацията действа не само върху даден жив организъм, но и върху неговото потомство – това е т. нар. генетичен ефект.

· Различни органиживите организми имат своя собствена чувствителност към радиация. При дневна доза от 0,002-0,005 Gy вече настъпват промени в кръвта.

· Не всяко тяло като цяло възприема радиацията по един и същи начин.

· Облъчването зависи от честотата. Еднократно облъчване с висока доза причинява по-дълбоки последици от фракционираното облъчване.

1. ПРЯКО И НЕПРЯКО ДЕЙСТВИЕ НА ЙОНИЗИРАЩИТЕ ЛЪЧЕНИЯ

Радиовълни, светлинни вълни, топлинната енергия на слънцето - всичко това са разновидности на излъчване. Радиацията обаче ще бъде йонизираща, ако е в състояние да разруши химичните връзки на молекулите, които изграждат тъканите на живия организъм, и в резултат на това да причини биологични промени. Действието на йонизиращите лъчения се осъществява на атомно или молекулярно ниво, независимо дали сме изложени на външно облъчване, или получаваме радиоактивни вещества от храната и водата, което нарушава баланса на биологичните процеси в организма и води до неблагоприятни последици. Биологичните ефекти от влиянието на "радиацията върху човешкото тяло се дължат на взаимодействието на радиационната енергия с биологичната тъкан. Енергията, директно прехвърлена към атомите и молекулите на биологичните тъкани, се нарича директен действието на радиацията.Някои клетки, поради неравномерното разпределение на радиационната енергия, ще бъдат значително увредени.

Един пряк ефект е канцерогенезаили развитие онкологични заболявания. Раков туморвъзниква, когато соматична клетка излезе извън контрола на тялото и започне активно да се дели. Основната причина за това е нарушение в генетичния механизъм, т.нар мутации. Когато ракова клетка се дели, тя само произвежда ракови клетки. Един от най чувствителни органищитовидната жлеза е изложена на радиация. Следователно биологичната тъкан на този орган е най-уязвима по отношение на развитието на рак. Кръвта е не по-малко податлива на влиянието на радиацията. Левкемия или рак на кръвта е един от често срещаните ефекти от прякото излагане на радиация. заредени частици проникват в тъканите на тялото, губят енергията си поради електрически взаимодействия с електроните на атомите електрическо взаимодействие придружава процеса на йонизация (издърпване на електрон от неутрален атом)

Физико-химични промените съпътстват появата в тялото на изключително опасни " свободни радикали".

В допълнение към прякото йонизиращо лъчение, индиректно или непряко действиесвързани с радиолизата на водата. По време на радиолизата има свободни радикали - определени атоми или групи от атоми с висока химична активност. Основната характеристика на свободните радикали са излишните или несдвоени електрони. Такива електрони лесно се изместват от орбитите си и могат активно да участват в химическа реакция. Важно е, че много малък външни промениможе да доведе до значителни промени в биохимичните свойства на клетките. Например, ако обикновена кислородна молекула улови свободен електрон, тогава тя се превръща в силно активен свободен радикал - супероксид. Освен това има активни съединения като водороден прекис, хидроксид и атомен кислород. Повечето свободни радикали са неутрални, но някои могат да имат положителен или отрицателен заряд.

Ако броят на свободните радикали е нисък, тогава тялото има способността да ги контролира. Ако има твърде много от тях, тогава работата е нарушена. защитни системи, жизнената активност на отделните функции на тялото. Щетите, причинени от свободните радикали, нарастват бързо във верижна реакция. Попаднали в клетките, те нарушават баланса на калция и кодирането генетична информация. Такива явления могат да доведат до неизправности в протеиновия синтез, което е жизненоважно. важна функцияна целия организъм, т.к. дефектните протеини нарушават работата имунна система. Основните филтри на имунната система - лимфните възли работят в пренапрегнат режим и нямат време да ги отделят. Така защитните бариери се отслабват и в организма се създават благоприятни условия за възпроизвеждане на вируси, микроби и ракови клетки.

Свободните радикали, които причиняват химична реакция, включват в този процес много молекули, незасегнати от радиацията. Следователно ефектът, произведен от радиацията, се определя не само от количеството погълната енергия, но и от формата, в която тази енергия се предава. Никой друг вид енергия, погълнат от биологичен обект в същото количество, не води до такива промени, каквито причинява йонизиращото лъчение. Но природата на това явление е такава, че всички процеси, включително биологичните, са балансирани. Химични промени възникват в резултат на взаимодействието на свободните радикали един с друг или със "здрави" молекули Биохимични променислучи като V момента на облъчване и то в продължение на много години, което води до клетъчна смърт.

Нашето тяло, за разлика от описаните по-горе процеси, произвежда специални вещества, които са своеобразни "чистачи".

Тези вещества (ензими) в тялото са способни да улавят свободни електрони, без да се превръщат в свободни радикали. IN нормално състояниетялото поддържа баланс между появата на свободни радикали и ензими. Йонизиращото лъчение нарушава този баланс, стимулира растежа на свободните радикали и води до негативни последици. Можете да активирате процесите на усвояване на свободните радикали, като включите антиоксиданти, витамини в диетата. A, E, Cили препарати, съдържащи селен. Тези вещества неутрализират свободните радикали, като ги абсорбират в големи количества.

2. ВЪЗДЕЙСТВИЕ НА ЙОНИЗИРАЩИТЕ ЛЪЧЕНИЯ ВЪРХУ ОТДЕЛНИ ОРГАНИ И ОРГАНИЗМА КАТО ЦЯЛО

В структурата на тялото могат да се разграничат два класа системи: контролни (нервни, ендокринни, имунни) и поддържащи живота (дихателни, сърдечно-съдови, храносмилателни). Всички основни метаболитни (метаболитни) процеси и каталитични (ензимни) реакции протичат на клетъчно и молекулярно ниво. Нивата на организация на организма функционират в тясно взаимодействие и взаимно влияние от страна на контролните системи. Повечето природни фактори въздействат първо на по-високи нива, след това чрез определени органи и тъкани – на клетъчно и молекулярно ниво. След това започва фазата на реакция, придружена от корекции на всички нива.

Взаимодействието на радиацията с тялото започва с молекулярно ниво. Следователно прякото излагане на йонизиращо лъчение е по-специфично. Повишаването на нивото на окислителите е характерно и за други влияния. Известно е, че различни симптоми(температура, главоболиеи др.) се срещат при много заболявания и причините за тях са различни. Това затруднява поставянето на диагноза. Следователно, ако в резултат вредни ефектирадиацията не причинява конкретно заболяване на тялото, трудно е да се установи причината за по-далечни последствия, тъй като те губят своята специфичност.

Радиочувствителността на различни телесни тъкани зависи от биосинтетичните процеси и свързаната с тях ензимна активност. Следователно клетките на костния мозък се отличават с най-висока радиоактивност. лимфни възли, полови клетки. кръвоносна система и червено Костен мозъкнай-уязвими на радиация и губят способността си да функционират нормално още при дози от 0,5-1 Gy. Те обаче имат способността да се възстановяват и ако не всички клетки са засегнати, кръвоносна системаможе да възстанови функциите си. репродуктивни органи, например тестисите, също се характеризират с повишена радиочувствителност. Облъчване над 2 Gy води до траен стерилитет. Само след много години те могат да функционират напълно. Яйчниците са по-малко чувствителни поне, при възрастни жени. Но еднократна доза над 3 Gy все още води до тяхната стерилност, въпреки че големите дози с многократно облъчване не влияят на способността за раждане на деца.

Лещата на окото е много податлива на радиация. Умирайки, клетките на лещата стават непрозрачни, нарастват, което води до катаракта, а след това до пълна слепота. Това може да се случи при дози около 2 Gy.

Радиочувствителността на организма зависи от неговата възраст. Малки дози радиация при деца могат да забавят или дори да спрат растежа на костите им. как по-малко възрастдете, толкова по-инхибира се растежът на скелета. Облъчването на мозъка на детето може да причини промени в неговия характер, да доведе до загуба на паметта. Костите и мозъкът на възрастен човек са в състояние да издържат на много по-високи дози. Сравнително големи дози са в състояние да издържат на повечето органи. Бъбреците издържат на доза от около 20 Gy, получена в рамките на един месец, черният дроб - около 40 Gy, пикочен мехур- 50 гр. и отлежало хрущялна тъкан- до 70 гр. как по-младо тяло, при равни други условия, той е по-чувствителен към въздействието на радиацията.

Видовата радиочувствителност нараства с усложняването на организма. Това се дължи на факта, че в сложните организми има повече слаби звена, които причиняват верижни реакцииоцеляване. Това се улеснява от по-сложни системи за контрол (нервна, имунна), които частично или напълно липсват при по-примитивните индивиди. За микроорганизмите дозите, които причиняват 50% от смъртността, са хиляди Gy, за птиците - десетки, а за високоорганизираните бозайници - единици (фиг. 2.15).

3. МУТАЦИИ

Всяка клетка в тялото съдържа ДНК молекула, която носи информацията за правилното възпроизвеждане на нови клетки.

ДНК - това е дезоксирибонуклеинова киселина състоящ се от дълги, заоблени молекули под формата на двойна спирала. Неговата функция е да осигури синтеза на повечето протеинови молекули, изграждащи аминокиселините. Веригата на молекулата на ДНК се състои от отделни участъци, които са кодирани от специални протеини, образуващи така наречения човешки ген.

Радиацията може или да убие клетката, или да изкриви информацията в ДНК, така че в крайна сметка да се появят дефектни клетки. промяна генетичен кодклетки се наричат ​​мутации. Ако мутацията настъпи в яйцеклетката на спермата, последствията могат да се усетят в далечното бъдеще, т.к. по време на оплождането се образуват 23 двойки хромозоми, всяка от които се състои от сложно веществонаречена дезоксирибонуклеинова киселина. Следователно се нарича мутация, която възниква в зародишна клетка генетична мутацияи могат да бъдат предадени на следващите поколения.

Според E. J. Hall такива нарушения могат да бъдат приписани на два основни типа: хромозомни аберации, включително промени в броя или структурата на хромозомите, и мутации в самите гени. Генните мутации се подразделят допълнително на доминантни (които се появяват веднага в първото поколение) и рецесивни (които могат да възникнат, ако един и същ ген е мутирал и при двамата родители). Такива мутации може да не се появят в продължение на много поколения или изобщо да не се появят. Мутация в самотична клетка ще засегне само самия индивид. Мутациите, причинени от радиация, не се различават от естествените, но обхватът на вредните ефекти се увеличава.

Горното разсъждение се основава на лабораторни изследванияживотни. Все още няма преки доказателства за радиационни мутации при хората, т.к. пълното идентифициране на всички наследствени дефекти се случва само след много поколения.

Въпреки това, както подчертава Джон Хофман, подценяването на ролята на хромозомните разстройства, основано на твърдението „тяхното значение е неизвестно за нас“, е класически пример за решения, взети от невежество. Допустими дозиекспозициите са установени много преди появата на методи за установяване на тъжните последствия, до които те могат да доведат нищо неподозиращи хора и техните потомци.

4. ВЪЗДЕЙСТВИЕ НА ВИСОКИ ДОЗИ ЙОНИЗИРАЩИ ЛЪЧЕНИЯ ВЪРХУ БИОЛОГИЧНИ ОБЕКТИ

Живият организъм е много чувствителен към действието на йонизиращото лъчение. Колкото по-високо в еволюционната стълбица се намира един жив организъм, толкова по-радиочувствителен е той. Радиочувствителността е многостранна характеристика. "Оцеляването" на клетката след облъчване зависи едновременно от редица фактори: от обема на генетичния материал, активността на системите за осигуряване на енергия, съотношението на ензимите, интензивността на образуване на свободни радикали. зИ ТОЙ.

При облъчване комплекс биологични организминеобходимо е да се вземат предвид процесите, протичащи на нивото на взаимовръзка на органи и тъкани. Радиочувствителността на различните организми варира доста широко (фиг. 2.16).

Човешкото тяло, като съвършена природна система, е още по-чувствително към радиация. Ако човек е претърпял общо облъчване с доза от 100-200 rad, тогава след няколко дни той ще има признаци лъчева болест V лека форма. Негов признак може да бъде намаляване на броя на белите кръвни клетки, което се определя чрез кръвен тест. Субективен показател за човек е възможното повръщане през първия ден след експозицията.

Средната тежест на лъчева болест се наблюдава при лица, изложени на радиация от 250-400 rad. Те имат рязко намаляване на съдържанието на левкоцити (бели кръвни клетки) в кръвта, наблюдават се гадене и повръщане, появяват се подкожни кръвоизливи. Летален изход се наблюдава при 20% от облъчените 2-6 седмици след облъчването.

При облъчване с доза 400-600 rad се развива тежка форма на лъчева болест. Появяват се множество подкожни кръвоизливи, броят на левкоцитите в кръвта намалява значително. Смъртният изход от заболяването е 50%.

Много тежка форма на лъчева болест възниква при излагане на доза над 600 rad. Левкоцитите в кръвта напълно изчезват. Смъртта настъпва в 100% от случаите.

Описаните по-горе последствия от излагане на радиация са характерни за случаите, когато не е налична медицинска помощ.

За лечение на облъчен организъм съвременната медицина широко използва такива методи като кръвозаместване, трансплантация на костен мозък, прилагане на антибиотици, както и други методи за интензивна терапия. При такова лечение е възможно да се изключи фатален изход дори при облъчване с доза до 1000 rad. Енергията, излъчвана от радиоактивните вещества, се абсорбира заобикаляща среда, включително биологични обекти. В резултат на въздействието на йонизиращите лъчения върху човешкия организъм в тъканите могат да протичат сложни физични, химични и биохимични процеси.

Йонизиращият ефект нарушава преди всичко нормалното протичане биохимични процесии метаболизъм. В зависимост от големината на погълнатата доза радиация и индивидуални характеристикиорганизма, причинени от промените, могат да бъдат обратими или необратими. При малки дози засегнатата тъкан възстановява своята функционална активност. Големи дозипродължителното излагане може да причини необратими щети отделни телаили целия организъм. Всеки вид йонизиращо лъчение причинява биологични промени в тялото както с външно (източникът е извън тялото), така и с вътрешно лъчение (радиоактивни вещества влизат в тялото, например с храна или чрез вдишване). Помислете за ефекта на йонизиращото лъчение, когато източникът на лъчение е извън тялото.

Биологичният ефект на йонизиращото лъчение в този случайзависи от общата доза и време на облъчване, вида му, размера на облъчваната повърхност и индивидуалните особености на организма. При еднократно облъчване на цялото човешко тяло е възможно биологични нарушенияв зависимост от общата погълната доза радиация.

При облъчване с дози 100-1000 пъти по-високи от смъртоносна доза, човек може да умре по време на експозиция. Освен това погълнатата доза радиация, причиняваща увреждане на отделни части на тялото, надвишава смъртоносната погълната доза радиация на цялото тяло. Смъртоносните погълнати дози за отделни части на тялото са както следва: глава - 20 Gy, Долна часткорем - 30 Gy, горна часткорем - 50 Gy, гръден кош- 100 гр., крайници - 200 гр.

Степента на чувствителност на различните тъкани към радиация не е еднаква. Ако разгледаме тъканите на органите в реда на намаляване на тяхната чувствителност към действието на радиацията, получаваме следната последователност: лимфна тъкан, лимфни възли, далак, тимусна жлеза, костен мозък, зародишни клетки. Голяма чувствителностхематопоетичните органи към радиация е основата за определяне на естеството на лъчева болест.

При еднократно облъчване на цялото човешко тяло с абсорбирана доза от 0,5 Gy, ден след облъчването, броят на лимфоцитите може рязко да намалее. Броят на еритроцитите (червени кръвни клетки) две седмици след облъчването. При здрав човекима около 10 4 червени кръвни клетки, а всеки ден се произвеждат 10. При пациенти с лъчева болест това съотношение се нарушава и в резултат на това тялото умира.

Важен фактор за въздействието на йонизиращите лъчения върху организма е времето на експозиция. С увеличаване на мощността на дозата се увеличава вредното действие на радиацията. Колкото по-дробно е излъчването във времето, толкова по-малко е вредното му действие (фиг. 2.17).

Външното излагане на алфа, както и на бета частици е по-малко опасно. Те имат малък ход в тъканта и не достигат до хемопоетични и др вътрешни органи. При външно облъчване е необходимо да се вземе предвид гама и неутронно облъчване, които проникват в тъканта на голяма дълбочина и я разрушават, както е описано по-подробно по-горе.

5. ДВА ВИДА ЕКСПОЗИЦИЯ НА ОРГАНИЗМА: ВЪНШНА И ВЪТРЕШНА

Йонизиращото лъчение може да повлияе на човека по два начина. Първи начин - външно излагане от източник, разположен извън тялото, което зависи главно от радиационния фон на района, в който живее човекът или от др външни фактори. второ - вътрешно излъчване, поради поглъщане на радиоактивно вещество в тялото, главно с храна.

Хранителните продукти, които не отговарят на радиационните норми, имат повишено съдържаниерадионуклидите се включват с храната и стават източник на радиация директно в тялото.

Храната и въздухът, съдържащи изотопи на плутоний и америций, които имат висока алфа активност, представляват голяма опасност. Полученият плутоний Чернобилска катастрофа, е най-опасният канцероген. Алфа радиацията има висока степенйонизация и следователно по-голяма увреждаща способност за биологичните тъкани.

Проникването на плутоний, както и на америций през Въздушни пътищапричинява рак в човешкото тяло белодробни заболявания. Трябва обаче да се има предвид, че съотношението на общото количество плутоний и неговите еквиваленти америций, кюрий към обща сумаплутоний, вдишан в тялото в незначителни количества. Както установи Бенет, при анализиране на ядрени опити в атмосферата в Съединените щати съотношението на отлаганията и вдишването е 2,4 милиона към 1, т.е. огромното мнозинство от алфа-съдържащи радионуклиди от тестове на ядрени оръжия отиват в земята, без да засегнат хора. Частици от ядрено гориво, така наречените горещи частици с размер около 0,1 микрона, също са наблюдавани в емисиите от следата на Чернобил. Тези частици също могат да бъдат вдишани в белите дробове и представляват сериозна опасност.

Външното и вътрешното излагане изискват различни предпазни мерки срещу които трябва да се вземат опасно действиерадиация.

Външното облъчване се генерира главно от гама-съдържащи радионуклиди, както и рентгенови лъчи. Неговата поразителна способност зависи от:

а) радиационна енергия;

б) продължителността на лъчевото действие;

в) разстояние от източника на лъчение до обекта;

г) защитни мерки.

Съществува линейна връзка между продължителността на времето на облъчване и погълнатата доза, а ефектът от разстоянието върху резултата от облъчването има квадратична зависимост.

За защитни мерки срещу външна радиация се използват главно оловни и бетонни защитни екрани по пътя на радиацията. Ефективността на даден материал като рентгенов или гама-лъчев щит зависи от плътността на материала, както и от концентрацията на електрони, които съдържа.

Ако е възможно човек да се предпази от външно облъчване чрез специални екрани или други действия, то това не е възможно с вътрешно облъчване.

Има три възможни начинипрез които радионуклидите могат да навлязат в тялото:

а) с храна

б) през дихателните пътища с въздух;

в) чрез увреждане на кожата.

Трябва да се отбележи, че радиоактивните елементи плутоний и америций попадат в организма предимно с храна или чрез вдишване и много рядко чрез кожни лезии.

Както отбелязва J. Hall, човешките органи реагират на вещества, които влизат в тялото, въз основа единствено на химическата природа на последните, независимо дали са радиоактивни или не. Химически елементи като натрий и калий са част от всички телесни клетки. Следователно тяхната радиоактивна форма, въведена в тялото, също ще бъде разпределена в тялото. други химически елементиса склонни да се натрупват в отделни органи, както се случва с радиоактивен йод V щитовидната жлезаили калций в костната тъкан.

Проникването на радиоактивни вещества с храната в организма зависи значително от техните химично взаимодействие. Установено е, че хлорираната вода повишава разтворимостта на плутония и, като следствие, включването му във вътрешните органи.

След като радиоактивно вещество е попаднало в тялото, трябва да се вземат предвид количеството енергия и видът на радиацията, физическият и биологичният полуживот на радионуклида. биологичен полуживот се нарича времето, необходимо за отстраняване на половината от радиоактивното вещество от тялото. Някои радионуклиди се елиминират бързо от тялото и следователно нямат време да причинят много вреда, докато други остават в тялото за значително време.

Времето на полуразпад на радионуклидите зависи значително от физическо състояниечовек, неговата възраст и други фактори. Комбинацията от физически полуживот с биологичен полуживот се нарича ефективен полуживот - най-важното при определяне на общото количество радиация. Органът, който е най-изложен на действието на радиоактивно вещество, се нарича критичен. За различни критични органи са разработени стандарти, които определят допустимото съдържание на всеки радиоактивен елемент. Въз основа на тези данни са създадени документи, които регламентират допустимите концентрации на радиоактивни вещества в атмосферен въздух, пия вода, хранителни продукти. В Беларус, във връзка с аварията в атомната електроцентрала в Чернобил, реп приемливи нивасъдържание на радионуклиди цезий и стронций в хранителни продукти и питейна вода (RDU-92). В района на Гомел някои хранителни продуктихранене, като например детското, по-строги стандарти. Имайки предвид всички горепосочени фактори и стандарти, подчертаваме, че средната годишна ефективна еквивалентна доза на облъчване на хора не трябва да надвишава 1 mSv годишно.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Савенко В.С. Радиокология. - Минск: Design PRO, 1997.

2. М.М. Ткаченко, „Рентгенология (променадна диагностика и променадна терапия)“

3. А.В. ШУМАКОВ Кратко ръководство по радиационна медицина Луганск -2006

4. Бекман I.N. Лекции по нуклеарна медицина

5. Л.Д. Линденбратен, Л.Б. Наумов Медицинска радиология. М. Медицина 1984г

6. П.Д. Хазов, М.Ю. Петров. Основи на медицинската радиология. Рязан, 2005 г

7. П.Д. Хазов. Лъчева диагностика. Цикъл от лекции. Рязан. 2006 г

Есе

Предмет:

план:

Въведение

1 Пряко и косвено въздействие на йонизиращото лъчение

2 Въздействието на йонизиращото лъчение върху отделните органи и организма като цяло

3 Мутации

4. Действие на високи дози йонизиращо лъчение върху биологични обекти

5. Два вида облъчване на тялото: външно и вътрешно

Заключение

Литература

БИОЛОГИЧНИ ЕФЕКТИ НА РАДИАЦИЯТА

Радиационният фактор присъства на нашата планета от нейното формиране и както показват по-нататъшни изследвания, йонизиращата радиация, заедно с други явления от физическо, химическо и биологично естество, съпътстваха развитието на живота на Земята. Физическото действие на радиацията обаче започва да се изучава едва в края на 19-ти век, а биологичното ѝ въздействие върху живите организми – в средата на 20-ти. Йонизиращото лъчение се отнася до онези физически явления, които не се усещат от нашите сетива, стотици специалисти, работещи с радиация, са получили радиационни изгаряния от високи дози радиация и са починали от злокачествени тумори, причинени от прекомерно облъчване.

Въпреки това днес световната наука знае повече за биологичните ефекти на радиацията, отколкото за ефектите на каквито и да е други фактори от физическо и биологично естество в околната среда.

При изследване на ефекта на радиацията върху живия организъм са определени следните характеристики:

Ефектът на йонизиращото лъчение върху тялото не се усеща от човек. Хората нямат сетивен орган, който да възприема йонизиращото лъчение. Има така наречения период на въображаемо благополучие - инкубационен период за проява на действието на йонизиращото лъчение. Продължителността му се намалява чрез облъчване във високи дози.

· Действието от малки дози може да се сумира или натрупва.

· Радиацията действа не само върху даден жив организъм, но и върху неговото потомство – това е т. нар. генетичен ефект.

Различните органи на живия организъм имат своя собствена чувствителност към радиация. При дневна доза от 0,002-0,005 Gy вече настъпват промени в кръвта.

· Не всяко тяло като цяло възприема радиацията по един и същи начин.

· Облъчването зависи от честотата. Еднократно облъчване с висока доза причинява по-дълбоки последици от фракционираното облъчване.

1. ПРЯКО И НЕПРЯКО ДЕЙСТВИЕ НА ЙОНИЗИРАЩИТЕ ЛЪЧЕНИЯ

Радиовълни, светлинни вълни, топлинната енергия на слънцето - всичко това са разновидности на излъчване. Радиацията обаче ще бъде йонизираща, ако е в състояние да разруши химичните връзки на молекулите, които изграждат тъканите на живия организъм, и в резултат на това да причини биологични промени. Действието на йонизиращите лъчения се осъществява на атомно или молекулярно ниво, независимо дали сме изложени на външно облъчване, или получаваме радиоактивни вещества от храната и водата, което нарушава баланса на биологичните процеси в организма и води до неблагоприятни последици. Биологичните ефекти на радиацията върху човешкото тяло се дължат на взаимодействието на радиационната енергия с биологичната тъкан. Енергията, която се предава директно на атомите и молекулите на биологичните тъкани, се нарича директен действието на радиацията.Някои клетки, поради неравномерното разпределение на радиационната енергия, ще бъдат значително увредени.

Един пряк ефект е канцерогенезаили развитието на рак. Раковият тумор възниква, когато соматична клетка излезе извън контрола на тялото и започне активно да се дели. Основната причина за това е нарушение в генетичния механизъм, т.нар мутации. Когато ракова клетка се дели, тя произвежда само ракови клетки. Един от най-чувствителните към въздействието на радиацията органи е щитовидната жлеза. Следователно биологичната тъкан на този орган е най-уязвима по отношение на развитието на рак. Кръвта е не по-малко податлива на влиянието на радиацията. Левкемия или рак на кръвта е един от често срещаните ефекти от прякото излагане на радиация. Зар аз женски частици проникват в тъканите на тялото, губят енергията си поради електрически взаимодействия с електроните на атомите еле Да се трично взаимодействие придружава процеса на йонизация (издърпване на електрон от неутрален атом)

Физико-химични промените съпътстват появата на изключително опасни "свободни радикали" в организма.

В допълнение към прякото йонизиращо лъчение има и индиректен или косвен ефект, свързан с радиолизата на водата. По време на радиолизата има свободни радикали - определени атоми или групи от атоми с висока химична активност. Основната характеристика на свободните радикали са излишните или несдвоени електрони. Такива електрони лесно се изместват от орбитите си и могат активно да участват в химическа реакция. Важно е, че много леки външни промени могат да доведат до значителни промени в биохимичните свойства на клетките. Например, ако обикновена кислородна молекула улови свободен електрон, тогава тя се превръща в силно активен свободен радикал - с при кислородна вода. Освен това има активни съединения като водороден прекис, хидроксид и атомен кислород. Повечето свободни радикали са неутрални, но някои могат да имат положителен или отрицателен заряд.

Ако броят на свободните радикали е нисък, тогава тялото има способността да ги контролира. Ако има твърде много от тях, тогава се нарушава работата на защитните системи, жизнената активност на отделните функции на тялото. Щетите, причинени от свободните радикали, нарастват бързо във верижна реакция. Попадайки в клетките, те нарушават баланса на калция и кодирането на генетичната информация. Такива явления могат да доведат до неуспехи в синтеза на протеини, което е жизненоважна функция на целия организъм, т.к. дефектните протеини нарушават имунната система. Основните филтри на имунната система - лимфните възли работят в пренапрегнат режим и нямат време да ги отделят. Така защитните бариери се отслабват и в организма се създават благоприятни условия за възпроизвеждане на вируси, микроби и ракови клетки.

Свободните радикали, които причиняват химични реакции, включват в този процес много молекули, които не се влияят от радиацията. Следователно ефектът, произведен от радиацията, се определя не само от количеството погълната енергия, но и от формата, в която тази енергия се предава. Никой друг вид енергия, погълнат от биологичен обект в същото количество, не води до такива промени, каквито причинява йонизиращото лъчение. Но природата на това явление е такава, че всички процеси, включително биологичните, са балансирани. Химични промени д мнения възникват в резултат на взаимодействието на свободните радикали един с друг или със "здрави" молекули Биохимични промени случи като V момента на облъчване и за продължителносттадмного години, което води до клетъчна смърт.

Нашето тяло, за разлика от описаните по-горе процеси, произвежда специални вещества, които са своеобразни "чистачи".

Тези вещества (ензими) в тялото са способни да улавят свободни електрони, без да се превръщат в свободни радикали. В нормално състояние тялото поддържа баланс между появата на свободни радикали и ензими. Йонизиращото лъчение нарушава този баланс, стимулира растежа на свободните радикали и води до негативни последици. Можете да активирате процесите на усвояване на свободните радикали, като включите антиоксиданти, витамини в диетата. A, E, Cили препарати, съдържащи селен. Тези вещества неутрализират свободните радикали, като ги абсорбират в големи количества.

2. ВЪЗДЕЙСТВИЕ НА ЙОНИЗИРАЩИТЕ ЛЪЧЕНИЯ ВЪРХУ ОТДЕЛНИ ОРГАНИ И ОРГАНИЗМА КАТО ЦЯЛО

В структурата на тялото могат да се разграничат два класа системи: контролни (нервни, ендокринни, имунни) и поддържащи живота (дихателни, сърдечно-съдови, храносмилателни). Всички основни метаболитни (метаболитни) процеси и каталитични (ензимни) реакции протичат на клетъчно и молекулярно ниво. Нивата на организация на организма функционират в тясно взаимодействие и взаимно влияние от страна на контролните системи. Повечето природни фактори действат първо на по-високи нива, след това чрез определени органи и тъкани – на клетъчно и молекулярно ниво. След това започва фазата на реакция, придружена от корекции на всички нива.

Взаимодействието на радиацията с тялото започва на молекулярно ниво. Следователно прякото излагане на йонизиращо лъчение е по-специфично. Повишаването на нивото на окислителите е характерно и за други влияния. Известно е, че различни симптоми (температура, главоболие и др.) се появяват при много заболявания и техните причини са различни. Това затруднява поставянето на диагноза. Следователно, ако дадено заболяване не се появи в резултат на вредното въздействие върху тялото на радиацията, е трудно да се установи причината за по-далечни последствия, тъй като те губят своята специфика.

Радиочувствителността на различни телесни тъкани зависи от биосинтетичните процеси и свързаната с тях ензимна активност. Следователно клетките на костния мозък, лимфните възли и зародишните клетки се отличават с най-висока радиоактивност. Кръвоносната система и червеният костен мозък са най-уязвими на радиация и губят способността си да функционират нормално още при дози от 0,5-1 Gy. Те обаче имат способността да се възстановяват и ако не са засегнати всички клетки, кръвоносната система може да възстанови функциите си. Репродуктивните органи, като тестисите, също се характеризират с повишена радиочувствителност. Облъчване над 2 Gy води до траен стерилитет. Само след много години те могат да функционират напълно. Яйчниците са по-малко чувствителни, поне при възрастни жени. Но еднократна доза над 3 Gy все още води до тяхната стерилност, въпреки че големите дози с многократно облъчване не влияят на способността за раждане на деца.

Лещата на окото е много податлива на радиация. Умирайки, клетките на лещата стават непрозрачни, нарастват, което води до катаракта, а след това и до пълна слепота. Това може да се случи при дози около 2 Gy.

Радиочувствителността на организма зависи от неговата възраст. Малки дози радиация при деца могат да забавят или дори да спрат растежа на костите им. Колкото по-малко е детето, толкова по-забавен е растежът на скелета. Облъчването на мозъка на детето може да причини промени в неговия характер, да доведе до загуба на паметта. Костите и мозъкът на възрастен човек са в състояние да издържат на много по-високи дози. Сравнително големи дози са в състояние да издържат на повечето органи. Бъбреците издържат на доза от около 20 Gy, получена в рамките на един месец, черният дроб - около 40 Gy, пикочният мехур - 50 Gy, а зрялата хрущялна тъкан - до 70 Gy. Колкото по-млад е организмът, толкова по-чувствителен е към въздействието на радиацията при равни други условия.

Видовата радиочувствителност нараства с усложняването на организма. Това се обяснява с факта, че в сложните организми има повече слаби връзки, които предизвикват верижни реакции на оцеляване. Това се улеснява от по-сложни системи за контрол (нервна, имунна), които частично или напълно липсват при по-примитивните индивиди. За микроорганизмите дозите, които причиняват 50% от смъртността, са хиляди Gy, за птиците - десетки, а за високоорганизираните бозайници - единици (фиг. 2.15).

3. МУТАЦИИ

Всяка клетка в тялото съдържа ДНК молекула, която носи информацията за правилното възпроизвеждане на нови клетки.

ДНК -- това е дезоксирибонуклеинова киселина състоящ се от дълги, заоблени молекули под формата на двойна спирала. Неговата функция е да осигури синтеза на повечето протеинови молекули, изграждащи аминокиселините. Веригата на молекулата на ДНК се състои от отделни участъци, които са кодирани от специални протеини, образуващи така наречения човешки ген.

Радиацията може или да убие клетката, или да изкриви информацията в ДНК, така че в крайна сметка да се появят дефектни клетки. Промяната в генетичния код на клетката се нарича мутация. Ако мутацията настъпи в яйцеклетката на спермата, последствията могат да се усетят в далечното бъдеще, т.к. по време на оплождането се образуват 23 двойки хромозоми, всяка от които се състои от сложно вещество, наречено дезоксирибонуклеинова киселина. Следователно мутация, която възниква в зародишна клетка, се нарича генетична мутация и може да бъде предадена на следващите поколения.

Според E. J. Hall такива нарушения могат да бъдат приписани на два основни типа: хромозомни аберации, включително промени в броя или структурата на хромозомите, и мутации в самите гени. Генните мутации се подразделят допълнително на доминантни (които се появяват веднага в първото поколение) и рецесивни (които могат да възникнат, ако един и същ ген е мутирал и при двамата родители). Такива мутации може да не се появят в продължение на много поколения или изобщо да не се появят. Мутация в самотична клетка ще засегне само самия индивид. Мутациите, причинени от радиация, не се различават от естествените, но обхватът на вредните ефекти се увеличава.

Описаните разсъждения се основават само на лабораторни изследвания на животни. Все още няма преки доказателства за радиационни мутации при хората, т.к. пълното идентифициране на всички наследствени дефекти се случва само след много поколения.

Въпреки това, както подчертава Джон Хофман, подценяването на ролята на хромозомните разстройства, основано на твърдението „тяхното значение е неизвестно за нас“, е класически пример за решения, взети от невежество. Допустимите дози на радиация са установени много преди появата на методи за определяне на тъжните последици, до които могат да доведат нищо неподозиращи хора и техните потомци.

4. ВЪЗДЕЙСТВИЕ НА ВИСОКИ ДОЗИ ЙОНИЗИРАЩИ ЛЪЧЕНИЯ ВЪРХУ БИОЛОГИЧНИ ОБЕКТИ

Живият организъм е много чувствителен към действието на йонизиращото лъчение. Колкото по-високо в еволюционната стълбица се намира един жив организъм, толкова по-радиочувствителен е той. Радиочувствителността е многостранна характеристика. "Оцеляването" на клетката след облъчване зависи едновременно от редица фактори: от обема на генетичния материал, активността на системите за осигуряване на енергия, съотношението на ензимите, интензивността на образуване на свободни радикали. зИ ТОЙ.

При облъчване на сложни биологични организми трябва да се вземат предвид процесите, протичащи на ниво взаимовръзка на органи и тъкани. Радиочувствителността на различните организми варира доста широко (фиг. 2.16).

Човешкото тяло, като съвършена природна система, е още по-чувствително към радиация. Ако човек е претърпял общо облъчване с доза от 100-200 rad, тогава след няколко дни той ще има признаци на лъчева болест в лека форма. Негов признак може да бъде намаляване на броя на белите кръвни клетки, което се определя чрез кръвен тест. Субективен показател за човек е възможното повръщане през първия ден след експозицията.

Средната тежест на лъчева болест се наблюдава при лица, изложени на радиация от 250-400 rad. Те имат рязко намаляване на съдържанието на левкоцити (бели кръвни клетки) в кръвта, наблюдават се гадене и повръщане, появяват се подкожни кръвоизливи. Летален изход се наблюдава при 20% от облъчените 2-6 седмици след облъчването.

При облъчване с доза 400-600 rad се развива тежка форма на лъчева болест. Появяват се множество подкожни кръвоизливи, броят на левкоцитите в кръвта намалява значително. Смъртният изход от заболяването е 50%.

Много тежка форма на лъчева болест възниква при излагане на доза над 600 rad. Левкоцитите в кръвта напълно изчезват. Смъртта настъпва в 100% от случаите.

Описаните по-горе последствия от излагане на радиация са характерни за случаите, когато не е налична медицинска помощ.

За лечение на облъчен организъм съвременната медицина широко използва такива методи като кръвозаместване, трансплантация на костен мозък, прилагане на антибиотици, както и други методи за интензивна терапия. При такова лечение е възможно да се изключи фатален изход дори при облъчване с доза до 1000 rad. Енергията, излъчвана от радиоактивни вещества, се поглъща от околната среда, включително биологични обекти. В резултат на въздействието на йонизиращите лъчения върху човешкия организъм в тъканите могат да протичат сложни физични, химични и биохимични процеси.

Йонизиращият ефект нарушава преди всичко нормалното протичане на биохимичните процеси и метаболизма. В зависимост от големината на погълнатата доза радиация и индивидуалните особености на организма, предизвиканите промени могат да бъдат обратими или необратими. При малки дози засегнатата тъкан възстановява своята функционална активност. Големи дози при продължителна експозиция могат да причинят необратими увреждания на отделни органи или на цялото тяло. Всеки вид йонизиращо лъчение причинява биологични промени в тялото както с външно (източникът е извън тялото), така и с вътрешно облъчване (радиоактивните вещества влизат в тялото, например с храна или вдишване). Помислете за ефекта на йонизиращото лъчение, когато източникът на лъчение е извън тялото.

Биологичният ефект на йонизиращото лъчение в този случай зависи от общата доза и време на излагане на лъчение, неговия вид, размера на облъчената повърхност и индивидуалните особености на организма. При еднократно облъчване на цялото човешко тяло са възможни биологични нарушения в зависимост от общата погълната доза радиация.

При излагане на дози 100-1000 пъти по-високи от леталната доза, човек може да умре по време на излагане. Освен това погълнатата доза радиация, причиняваща увреждане на отделни части на тялото, надвишава смъртоносната погълната доза радиация на цялото тяло. Смъртоносните погълнати дози за отделни части на тялото са както следва: глава - 20 Gy, долна част на корема - 30 Gy, горна част на корема - 50 Gy, гърди - 100 Gy, крайници - 200 Gy.

Степента на чувствителност на различните тъкани към радиация не е еднаква. Ако разгледаме тъканите на органите в реда на намаляване на тяхната чувствителност към действието на радиацията, получаваме следната последователност: лимфна тъкан, лимфни възли, далак, тимусна жлеза, костен мозък, зародишни клетки. Голямата чувствителност на хематопоетичните органи към радиация е в основата на определянето на характера на лъчевата болест.

При еднократно облъчване на цялото човешко тяло с абсорбирана доза от 0,5 Gy, ден след облъчването, броят на лимфоцитите може рязко да намалее. Броят на еритроцитите (червените кръвни клетки) също намалява две седмици след експозицията. Здравият човек има около 10 4 червени кръвни клетки, като дневно се произвеждат 10. При пациенти с лъчева болест това съотношение се нарушава и в резултат на това тялото умира.

Важен фактор за въздействието на йонизиращите лъчения върху организма е времето на експозиция. С увеличаване на мощността на дозата се увеличава вредното действие на радиацията. Колкото по-дробно е излъчването във времето, толкова по-малко е вредното му действие (фиг. 2.17).

Външното излагане на алфа, както и на бета частици е по-малко опасно. Те имат малък ход в тъканта и не достигат до хемопоетичните и други вътрешни органи. При външно облъчване е необходимо да се вземе предвид гама и неутронно облъчване, които проникват в тъканта на голяма дълбочина и я разрушават, както е описано по-подробно по-горе.

5. ДВА ВИДА ЕКСПОЗИЦИЯ НА ОРГАНИЗМА: ВЪНШНА И ВЪТРЕШНА

Йонизиращото лъчение може да повлияе на човека по два начина. Първият начин- външно излагане от източник, разположен извън тялото, което зависи главно от радиационния фон на района, в който живее човекът, или от други външни фактори. Второ - вътрешно излъчване, поради поглъщане на радиоактивно вещество в тялото, главно с храна.

Хранителните продукти, които не отговарят на радиационните норми, имат повишено съдържание на радионуклиди, влизат в храната и стават източник на радиация директно в тялото.

Храната и въздухът, съдържащи изотопи на плутоний и америций, които имат висока алфа активност, представляват голяма опасност. Плутоният, изпаднал след аварията в Чернобил, е най-опасният канцероген. Алфа радиацията има висока степен на йонизация и следователно голяма увреждаща способност за биологичните тъкани.

Поглъщането на плутоний, както и америций през дихателните пътища, в човешкото тяло причинява онкология на белодробни заболявания. Трябва обаче да се има предвид, че съотношението на общото количество плутоний и неговите еквиваленти америций, кюрий към общото количество плутоний, вдишано в тялото, е незначително. Както установи Бенет, при анализиране на ядрени опити в атмосферата в Съединените щати съотношението на отлаганията и вдишването е 2,4 милиона към 1, т.е. огромното мнозинство от алфа-съдържащи радионуклиди от тестове на ядрени оръжия отиват в земята, без да засегнат хора. Частици от ядрено гориво, така наречените горещи частици с размер около 0,1 микрона, също са наблюдавани в емисиите от следата на Чернобил. Тези частици също могат да бъдат вдишани в белите дробове и представляват сериозна опасност.

Външното и вътрешното излагане изискват различни предпазни мерки срещу опасните ефекти на радиацията.

Външното облъчване се създава главно от гама-съдържащи радионуклиди, както и от рентгенови лъчи. Неговата поразителна способност зависи от:

а) радиационна енергия;

б) продължителността на лъчевото действие;

в) разстояние от източника на лъчение до обекта;

г) защитни мерки.

Съществува линейна връзка между продължителността на времето на облъчване и погълнатата доза, а ефектът от разстоянието върху резултата от облъчването има квадратична зависимост.

За защитни мерки срещу външна радиация се използват главно оловни и бетонни защитни екрани по пътя на радиацията. Ефективността на даден материал като рентгенов или гама-лъчев щит зависи от плътността на материала, както и от концентрацията на електрони, които съдържа.

Ако е възможно човек да се предпази от външно облъчване чрез специални екрани или други действия, то това не е възможно с вътрешно облъчване.

Има три възможни начина, по които радионуклидите могат да попаднат в тялото:

а) с храна

б) през дихателните пътища с въздух;

в) чрез увреждане на кожата.

Трябва да се отбележи, че радиоактивните елементи плутоний и америций попадат в организма предимно с храна или чрез вдишване и много рядко чрез кожни лезии.

Както отбелязва J. Hall, човешките органи реагират на вещества, които влизат в тялото, въз основа единствено на химическата природа на последните, независимо дали са радиоактивни или не. Химически елементи като натрий и калий са част от всички телесни клетки. Следователно тяхната радиоактивна форма, въведена в тялото, също ще бъде разпределена в тялото. Други химикали са склонни да се натрупват в отделни органи, както се случва с радиоактивния йод в щитовидната жлеза или калция в костната тъкан.

Проникването на радиоактивни вещества с храната в организма зависи значително от тяхното химично взаимодействие. Установено е, че хлорираната вода повишава разтворимостта на плутония и, като следствие, включването му във вътрешните органи.

След като радиоактивно вещество е попаднало в тялото, трябва да се вземат предвид количеството енергия и видът на радиацията, физическият и биологичният полуживот на радионуклида. Biol О полуживот се нарича времето, необходимо за отстраняване на половината от радиоактивното вещество от тялото. Някои радионуклиди се елиминират бързо от тялото и следователно нямат време да причинят много вреда, докато други остават в тялото за значително време.

Времето на полуразпад на радионуклидите значително зависи от физическото състояние на човека, неговата възраст и други фактори. Комбинацията от физически полуживот с биологичен полуживот се нарича ефективен полуживот - най-важното при определяне на общото количество радиация. Органът, който е най-изложен на действието на радиоактивно вещество, се нарича критичен. За различни критични органи са разработени стандарти, които определят допустимото съдържание на всеки радиоактивен елемент. Въз основа на тези данни са създадени документи, които регламентират допустимите концентрации на радиоактивни вещества в атмосферния въздух, питейната вода и храните. В Беларус във връзка с аварията в Чернобилската атомна електроцентрала са в сила републиканските допустими нива на радионуклиди на цезий и стронций в хранителните продукти и питейната вода (RDU-92). В района на Гомел са въведени по-строги стандарти за някои хранителни продукти, например детска храна. Като вземем предвид всички горепосочени фактори и стандарти, подчертаваме, че средната д годишната ефективна еквивалентна доза на облъчване на хора не трябва да надвишава 1 mSv на година.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Савенко В.С. Радиокология. - Минск: Design PRO, 1997.

2. М.М. Ткаченко, „Рентгенология (променадна диагностика и променадна терапия)“

3. А.В. ШУМАКОВ Кратко ръководство по радиационна медицина Луганск -2006

4. Бекман I.N. Лекции по нуклеарна медицина

5. Л.Д. Линденбратен, Л.Б. Наумов Медицинска радиология. М. Медицина 1984г

6. П.Д. Хазов, М.Ю. Петров. Основи на медицинската радиология. Рязан, 2005 г

7. П.Д. Хазов. Лъчева диагностика. Цикъл от лекции. Рязан. 2006 г

Есе

Предмет: БИОЛОГИЧНИ ЕФЕКТИ НА РАДИАЦИЯТА

план:

Въведение

1 Пряко и косвено въздействие на йонизиращото лъчение

2 Въздействието на йонизиращото лъчение върху отделните органи и организма като цяло

3 Мутации

4. Действие на високи дози йонизиращо лъчение върху биологични обекти

5. Два вида облъчване на тялото: външно и вътрешно

Заключение

Литература

БИОЛОГИЧНИ ЕФЕКТИ НА РАДИАЦИЯТА

Радиационният фактор присъства на нашата планета от нейното формиране и както показват по-нататъшни изследвания, йонизиращата радиация, заедно с други явления от физическо, химическо и биологично естество, съпътстваха развитието на живота на Земята. Физическото действие на радиацията обаче започва да се изучава едва в края на 19-ти век, а биологичното ѝ въздействие върху живите организми – в средата на 20-ти. Йонизиращото лъчение се отнася до онези физически явления, които не се усещат от нашите сетива, стотици специалисти, работещи с радиация, са получили радиационни изгаряния от високи дози радиация и са починали от злокачествени тумори, причинени от прекомерно облъчване.

Въпреки това днес световната наука знае повече за биологичните ефекти на радиацията, отколкото за ефектите на каквито и да било други фактори от физическо и биологично естество в околната среда.

При изследване на ефекта на радиацията върху живия организъм са определени следните характеристики:

Ефектът на йонизиращото лъчение върху тялото не се усеща от човек. Хората нямат сетивен орган, който да възприема йонизиращото лъчение. Има така наречения период на въображаемо благополучие - инкубационният период за проява на действието на йонизиращото лъчение. Продължителността му се намалява чрез облъчване във високи дози.

· Действието от малки дози може да се сумира или натрупва.

· Радиацията действа не само върху даден жив организъм, но и върху неговото потомство – това е т. нар. генетичен ефект.

Различните органи на живия организъм имат своя собствена чувствителност към радиация. При дневна доза от 0,002-0,005 Gy вече настъпват промени в кръвта.

· Не всяко тяло като цяло възприема радиацията по един и същи начин.

1. ПРЯКО И НЕПРЯКО ДЕЙСТВИЕ НА ЙОНИЗИРАЩИТЕ ЛЪЧЕНИЯ

Радиовълни, светлинни вълни, топлинната енергия на слънцето - всичко това са разновидности на излъчване. Радиацията обаче ще бъде йонизираща, ако е в състояние да разруши химичните връзки на молекулите, които изграждат тъканите на живия организъм, и в резултат на това да причини биологични промени. Действието на йонизиращите лъчения се осъществява на атомно или молекулярно ниво, независимо дали сме изложени на външно облъчване, или получаваме радиоактивни вещества от храната и водата, което нарушава баланса на биологичните процеси в организма и води до неблагоприятни последици. Биологичните ефекти от влиянието на "радиацията върху човешкото тяло се дължат на взаимодействието на радиационната енергия с биологичната тъкан. Енергията, директно прехвърлена към атомите и молекулите на биологичните тъкани, се нарича директен действието на радиацията.Някои клетки, поради неравномерното разпределение на радиационната енергия, ще бъдат значително увредени.

Един пряк ефект е канцерогенезаили развитието на рак. Раковият тумор възниква, когато соматична клетка излезе извън контрола на тялото и започне активно да се дели. Основната причина за това е нарушение в генетичния механизъм, т.нар мутации. Когато ракова клетка се дели, тя произвежда само ракови клетки. Един от най-чувствителните към въздействието на радиацията органи е щитовидната жлеза. Следователно биологичната тъкан на този орган е най-уязвима по отношение на развитието на рак. Кръвта е не по-малко податлива на влиянието на радиацията. Левкемия или рак на кръвта е един от често срещаните ефекти от прякото излагане на радиация. заредени частици проникват в тъканите на тялото, губят енергията си поради електрически взаимодействия с електроните на атомите електрическо взаимодействие придружава процеса на йонизация (издърпване на електрон от неутрален атом)

Физико-химични промените съпътстват появата на изключително опасни "свободни радикали" в организма.

В допълнение към прякото йонизиращо лъчение има и индиректен или косвен ефект, свързан с радиолизата на водата. По време на радиолизата има свободни радикали - определени атоми или групи от атоми с висока химична активност. Основната характеристика на свободните радикали са излишните или несдвоени електрони. Такива електрони лесно се изместват от орбитите си и могат активно да участват в химическа реакция. Важно е, че много леки външни промени могат да доведат до значителни промени в биохимичните свойства на клетките. Например, ако обикновена кислородна молекула улови свободен електрон, тогава тя се превръща в силно активен свободен радикал - супероксид. Освен това има активни съединения като водороден прекис, хидроксид и атомен кислород. Повечето свободни радикали са неутрални, но някои могат да имат положителен или отрицателен заряд.

Ако броят на свободните радикали е нисък, тогава тялото има способността да ги контролира. Ако има твърде много от тях, тогава се нарушава работата на защитните системи, жизнената активност на отделните функции на тялото. Щетите, причинени от свободните радикали, нарастват бързо във верижна реакция. Попадайки в клетките, те нарушават баланса на калция и кодирането на генетичната информация. Такива явления могат да доведат до неуспехи в синтеза на протеини, което е жизненоважна функция на целия организъм, т.к. дефектните протеини нарушават имунната система. Основните филтри на имунната система - лимфните възли работят в пренапрегнат режим и нямат време да ги отделят. Така защитните бариери се отслабват и в организма се създават благоприятни условия за възпроизвеждане на вируси, микроби и ракови клетки.

Свободните радикали, които причиняват химични реакции, включват в този процес много молекули, които не се влияят от радиацията. Следователно ефектът, произведен от радиацията, се определя не само от количеството погълната енергия, но и от формата, в която тази енергия се предава. Никой друг вид енергия, погълнат от биологичен обект в същото количество, не води до такива промени, каквито причинява йонизиращото лъчение. Но природата на това явление е такава, че всички процеси, включително биологичните, са балансирани. Химични промени възникват в резултат на взаимодействието на свободните радикали един с друг или със "здрави" молекули Биохимични променислучи като V момента на облъчване и то в продължение на много години, което води до клетъчна смърт.

Нашето тяло, за разлика от описаните по-горе процеси, произвежда специални вещества, които са своеобразни "чистачи".

Тези вещества (ензими) в тялото са способни да улавят свободни електрони, без да се превръщат в свободни радикали. В нормално състояние тялото поддържа баланс между появата на свободни радикали и ензими. Йонизиращото лъчение нарушава този баланс, стимулира растежа на свободните радикали и води до негативни последици. Можете да активирате процесите на усвояване на свободните радикали, като включите антиоксиданти, витамини в диетата. A, E, Cили препарати, съдържащи селен. Тези вещества неутрализират свободните радикали, като ги абсорбират в големи количества.

2. ВЪЗДЕЙСТВИЕ НА ЙОНИЗИРАЩИТЕ ЛЪЧЕНИЯ ВЪРХУ ОТДЕЛНИ ОРГАНИ И ОРГАНИЗМА КАТО ЦЯЛО

В структурата на тялото могат да се разграничат два класа системи: контролни (нервни, ендокринни, имунни) и поддържащи живота (дихателни, сърдечно-съдови, храносмилателни). Всички основни метаболитни (метаболитни) процеси и каталитични (ензимни) реакции протичат на клетъчно и молекулярно ниво. Нивата на организация на организма функционират в тясно взаимодействие и взаимно влияние от страна на контролните системи. Повечето природни фактори въздействат първо на по-високи нива, след това чрез определени органи и тъкани – на клетъчно и молекулярно ниво. След това започва фазата на реакция, придружена от корекции на всички нива.

Взаимодействието на радиацията с тялото започва на молекулярно ниво. Следователно прякото излагане на йонизиращо лъчение е по-специфично. Повишаването на нивото на окислителите е характерно и за други влияния. Известно е, че различни симптоми (температура, главоболие и др.) се появяват при много заболявания и техните причини са различни. Това затруднява поставянето на диагноза. Следователно, ако дадено заболяване не се появи в резултат на вредното въздействие върху тялото на радиацията, е трудно да се установи причината за по-далечни последствия, тъй като те губят своята специфика.

Радиочувствителността на различни телесни тъкани зависи от биосинтетичните процеси и свързаната с тях ензимна активност. Следователно клетките на костния мозък, лимфните възли и зародишните клетки се отличават с най-висока радиоактивност. Кръвоносната система и червеният костен мозък са най-уязвими на радиация и губят способността си да функционират нормално още при дози от 0,5-1 Gy. Те обаче имат способността да се възстановяват и ако не са засегнати всички клетки, кръвоносната система може да възстанови функциите си. Репродуктивните органи, като тестисите, също се характеризират с повишена радиочувствителност. Облъчване над 2 Gy води до траен стерилитет. Само след много години те могат да функционират напълно. Яйчниците са по-малко чувствителни, поне при възрастни жени. Но еднократна доза над 3 Gy все още води до тяхната стерилност, въпреки че големите дози с многократно облъчване не влияят на способността за раждане на деца.

Лещата на окото е много податлива на радиация. Умирайки, клетките на лещата стават непрозрачни, нарастват, което води до катаракта, а след това и до пълна слепота. Това може да се случи при дози около 2 Gy.

Радиочувствителността на организма зависи от неговата възраст. Малки дози радиация при деца могат да забавят или дори да спрат растежа на костите им. Колкото по-малко е детето, толкова по-забавен е растежът на скелета. Облъчването на мозъка на детето може да причини промени в неговия характер, да доведе до загуба на паметта. Костите и мозъкът на възрастен човек са в състояние да издържат на много по-високи дози. Сравнително големи дози са в състояние да издържат на повечето органи. Бъбреците издържат на доза от около 20 Gy, получена в рамките на един месец, черният дроб - около 40 Gy, пикочният мехур - 50 Gy, а зрялата хрущялна тъкан - до 70 Gy. Колкото по-млад е организмът, толкова по-чувствителен е към въздействието на радиацията при равни други условия.

Видовата радиочувствителност нараства с усложняването на организма. Това се обяснява с факта, че в сложните организми има повече слаби връзки, които предизвикват верижни реакции на оцеляване. Това се улеснява от по-сложни системи за контрол (нервна, имунна), които частично или напълно липсват при по-примитивните индивиди. За микроорганизмите дозите, които причиняват 50% от смъртността, са хиляди Gy, за птиците - десетки, а за високоорганизираните бозайници - единици (фиг. 2.15).

3. МУТАЦИИ

Всяка клетка в тялото съдържа ДНК молекула, която носи информацията за правилното възпроизвеждане на нови клетки.

ДНК - това е дезоксирибонуклеинова киселина състоящ се от дълги, заоблени молекули под формата на двойна спирала. Неговата функция е да осигури синтеза на повечето протеинови молекули, изграждащи аминокиселините. Веригата на молекулата на ДНК се състои от отделни участъци, които са кодирани от специални протеини, образуващи така наречения човешки ген.

Радиацията може или да убие клетката, или да изкриви информацията в ДНК, така че в крайна сметка да се появят дефектни клетки. Промяната в генетичния код на клетката се нарича мутация. Ако мутацията настъпи в яйцеклетката на спермата, последствията могат да се усетят в далечното бъдеще, т.к. по време на оплождането се образуват 23 двойки хромозоми, всяка от които се състои от сложно вещество, наречено дезоксирибонуклеинова киселина. Следователно мутация, която възниква в зародишна клетка, се нарича генетична мутация и може да бъде предадена на следващите поколения.

Описаните разсъждения се основават само на лабораторни изследвания на животни. Все още няма преки доказателства за радиационни мутации при хората, т.к. пълното идентифициране на всички наследствени дефекти се случва само след много поколения.

Въпреки това, както подчертава Джон Хофман, подценяването на ролята на хромозомните разстройства, основано на твърдението „тяхното значение е неизвестно за нас“, е класически пример за решения, взети от невежество. Допустимите дози на радиация са установени много преди появата на методи за определяне на тъжните последици, до които могат да доведат нищо неподозиращи хора и техните потомци.

4. ВЪЗДЕЙСТВИЕ НА ВИСОКИ ДОЗИ ЙОНИЗИРАЩИ ЛЪЧЕНИЯ ВЪРХУ БИОЛОГИЧНИ ОБЕКТИ

Живият организъм е много чувствителен към действието на йонизиращото лъчение. Колкото по-високо в еволюционната стълбица се намира един жив организъм, толкова по-радиочувствителен е той. Радиочувствителността е многостранна характеристика. "Оцеляването" на клетката след облъчване зависи едновременно от редица фактори: от обема на генетичния материал, активността на системите за осигуряване на енергия, съотношението на ензимите, интензивността на образуване на свободни радикали. зИ ТОЙ.

При облъчване на сложни биологични организми трябва да се вземат предвид процесите, протичащи на ниво взаимовръзка на органи и тъкани. Радиочувствителността на различните организми варира доста широко (фиг. 2.16).

Човешкото тяло, като съвършена природна система, е още по-чувствително към радиация. Ако човек е претърпял общо облъчване с доза от 100-200 rad, тогава след няколко дни той ще има признаци на лъчева болест в лека форма. Негов признак може да бъде намаляване на броя на белите кръвни клетки, което се определя чрез кръвен тест. Субективен показател за човек е възможното повръщане през първия ден след експозицията.

Средната тежест на лъчева болест се наблюдава при лица, изложени на радиация от 250-400 rad. Те имат рязко намаляване на съдържанието на левкоцити (бели кръвни клетки) в кръвта, наблюдават се гадене и повръщане, появяват се подкожни кръвоизливи. Летален изход се наблюдава при 20% от облъчените 2-6 седмици след облъчването.

При облъчване с доза 400-600 rad се развива тежка форма на лъчева болест. Появяват се множество подкожни кръвоизливи, броят на левкоцитите в кръвта намалява значително. Смъртният изход от заболяването е 50%.

Много тежка форма на лъчева болест възниква при излагане на доза над 600 rad. Левкоцитите в кръвта напълно изчезват. Смъртта настъпва в 100% от случаите.

Описаните по-горе последствия от излагане на радиация са характерни за случаите, когато не е налична медицинска помощ.

За лечение на облъчен организъм съвременната медицина широко използва такива методи като кръвозаместване, трансплантация на костен мозък, прилагане на антибиотици, както и други методи за интензивна терапия. При такова лечение е възможно да се изключи фатален изход дори при облъчване с доза до 1000 rad. Енергията, излъчвана от радиоактивни вещества, се поглъща от околната среда, включително биологични обекти. В резултат на въздействието на йонизиращите лъчения върху човешкия организъм в тъканите могат да протичат сложни физични, химични и биохимични процеси.

Йонизиращият ефект нарушава преди всичко нормалното протичане на биохимичните процеси и метаболизма. В зависимост от големината на погълнатата доза радиация и индивидуалните особености на организма, предизвиканите промени могат да бъдат обратими или необратими. При малки дози засегнатата тъкан възстановява своята функционална активност. Големи дози при продължителна експозиция могат да причинят необратими увреждания на отделни органи или на цялото тяло. Всеки вид йонизиращо лъчение причинява биологични промени в тялото както с външно (източникът е извън тялото), така и с вътрешно облъчване (радиоактивните вещества влизат в тялото, например с храна или вдишване). Помислете за ефекта на йонизиращото лъчение, когато източникът на лъчение е извън тялото.

Биологичният ефект на йонизиращото лъчение в този случай зависи от общата доза и време на излагане на лъчение, неговия вид, размера на облъчената повърхност и индивидуалните особености на организма. При еднократно облъчване на цялото човешко тяло са възможни биологични нарушения в зависимост от общата погълната доза радиация.

При излагане на дози 100-1000 пъти по-високи от леталната доза, човек може да умре по време на излагане. Освен това погълнатата доза радиация, причиняваща увреждане на отделни части на тялото, надвишава смъртоносната погълната доза радиация на цялото тяло. Смъртоносните погълнати дози за отделни части на тялото са както следва: глава - 20 Gy, долна част на корема - 30 Gy, горна част на корема - 50 Gy, гърди - 100 Gy, крайници - 200 Gy.

Степента на чувствителност на различните тъкани към радиация не е еднаква. Ако разгледаме тъканите на органите в реда на намаляване на тяхната чувствителност към действието на радиацията, получаваме следната последователност: лимфна тъкан, лимфни възли, далак, тимусна жлеза, костен мозък, зародишни клетки. Голямата чувствителност на хематопоетичните органи към радиация е в основата на определянето на характера на лъчевата болест.

При еднократно облъчване на цялото човешко тяло с абсорбирана доза от 0,5 Gy, ден след облъчването, броят на лимфоцитите може рязко да намалее. Броят на еритроцитите (червените кръвни клетки) също намалява две седмици след експозицията. Здравият човек има около 10 4 червени кръвни клетки, като дневно се произвеждат 10. При пациенти с лъчева болест това съотношение се нарушава и в резултат на това тялото умира.

Важен фактор за въздействието на йонизиращите лъчения върху организма е времето на експозиция. С увеличаване на мощността на дозата се увеличава вредното действие на радиацията. Колкото по-дробно е излъчването във времето, толкова по-малко е вредното му действие (фиг. 2.17).

Външното излагане на алфа, както и на бета частици е по-малко опасно. Те имат малък ход в тъканта и не достигат до хемопоетичните и други вътрешни органи. При външно облъчване е необходимо да се вземе предвид гама и неутронно облъчване, които проникват в тъканта на голяма дълбочина и я разрушават, както е описано по-подробно по-горе.

5. ДВА ВИДА ЕКСПОЗИЦИЯ НА ОРГАНИЗМА: ВЪНШНА И ВЪТРЕШНА

Йонизиращото лъчение може да повлияе на човека по два начина. Първи начин - външно излагане от източник, разположен извън тялото, което зависи главно от радиационния фон на района, в който живее човекът, или от други външни фактори. второ - вътрешно излъчване, поради поглъщане на радиоактивно вещество в тялото, главно с храна.

Храната и въздухът, съдържащи изотопи на плутоний и америций, които имат висока алфа активност, представляват голяма опасност. Плутоният, изпаднал след аварията в Чернобил, е най-опасният канцероген. Алфа радиацията има висока степен на йонизация и следователно голяма увреждаща способност за биологичните тъкани.

Поглъщането на плутоний, както и америций през дихателните пътища, в човешкото тяло причинява онкология на белодробни заболявания. Трябва обаче да се има предвид, че съотношението на общото количество плутоний и неговите еквиваленти америций, кюрий към общото количество плутоний, вдишано в тялото, е незначително. Както установи Бенет, при анализиране на ядрени опити в атмосферата в Съединените щати съотношението на отлаганията и вдишването е 2,4 милиона към 1, т.е. огромното мнозинство от алфа-съдържащи радионуклиди от тестове на ядрени оръжия отиват в земята, без да засегнат хора. Частици от ядрено гориво, така наречените горещи частици с размер около 0,1 микрона, също са наблюдавани в емисиите от следата на Чернобил. Тези частици също могат да бъдат вдишани в белите дробове и представляват сериозна опасност.

Външното и вътрешното излагане изискват различни предпазни мерки срещу опасните ефекти на радиацията.

Външното облъчване се създава главно от гама-съдържащи радионуклиди, както и от рентгенови лъчи. Неговата поразителна способност зависи от:

а) радиационна енергия;

б) продължителността на лъчевото действие;

в) разстояние от източника на лъчение до обекта;

г) защитни мерки.

Съществува линейна връзка между продължителността на времето на облъчване и погълнатата доза, а ефектът от разстоянието върху резултата от облъчването има квадратична зависимост.

За защитни мерки срещу външна радиация се използват главно оловни и бетонни защитни екрани по пътя на радиацията. Ефективността на даден материал като рентгенов или гама-лъчев щит зависи от плътността на материала, както и от концентрацията на електрони, които съдържа.

Ако е възможно човек да се предпази от външно облъчване чрез специални екрани или други действия, то това не е възможно с вътрешно облъчване.

Има три възможни начина, по които радионуклидите могат да попаднат в тялото:

а) с храна

б) през дихателните пътища с въздух;

в) чрез увреждане на кожата.

Трябва да се отбележи, че радиоактивните елементи плутоний и америций попадат в организма предимно с храна или чрез вдишване и много рядко чрез кожни лезии.

Както отбелязва J. Hall, човешките органи реагират на вещества, които влизат в тялото, въз основа единствено на химическата природа на последните, независимо дали са радиоактивни или не. Химически елементи като натрий и калий са част от всички телесни клетки. Следователно тяхната радиоактивна форма, въведена в тялото, също ще бъде разпределена в тялото. Други химикали са склонни да се натрупват в отделни органи, както се случва с радиоактивния йод в щитовидната жлеза или калция в костната тъкан.

Проникването на радиоактивни вещества с храната в организма зависи значително от тяхното химично взаимодействие. Установено е, че хлорираната вода повишава разтворимостта на плутония и, като следствие, включването му във вътрешните органи.

След като радиоактивно вещество е попаднало в тялото, трябва да се вземат предвид количеството енергия и видът на радиацията, физическият и биологичният полуживот на радионуклида. биологичен полуживот се нарича времето, необходимо за отстраняване на половината от радиоактивното вещество от тялото. Някои радионуклиди се елиминират бързо от тялото и следователно нямат време да причинят много вреда, докато други остават в тялото за значително време.

Времето на полуразпад на радионуклидите значително зависи от физическото състояние на човека, неговата възраст и други фактори. Комбинацията от физически полуживот с биологичен полуживот се нарича ефективен полуживот- най-важното при определяне на общото количество радиация. Органът, който е най-изложен на действието на радиоактивно вещество, се нарича критичен. За различни критични органи са разработени стандарти, които определят допустимото съдържание на всеки радиоактивен елемент. Въз основа на тези данни са създадени документи, които регламентират допустимите концентрации на радиоактивни вещества в атмосферния въздух, питейната вода и храните. В Беларус във връзка с аварията в Чернобилската атомна електроцентрала са в сила републиканските допустими нива на радионуклиди на цезий и стронций в хранителните продукти и питейната вода (RDU-92). В района на Гомел са въведени по-строги стандарти за някои хранителни продукти, например детска храна. Имайки предвид всички горепосочени фактори и стандарти, подчертаваме, че средната годишна ефективна еквивалентна доза на облъчване на хора не трябва да надвишава 1 mSv годишно.

1. Савенко В.С. Радиокология. - Минск: Design PRO, 1997.

2. М.М. Ткаченко, „Рентгенология (променадна диагностика и променадна терапия)“

3. А.В. ШУМАКОВ Кратко ръководство по радиационна медицина Луганск -2006

4. Бекман I.N. Лекции по нуклеарна медицина

5. Л.Д. Линденбратен, Л.Б. Наумов Медицинска радиология. М. Медицина 1984г

6. П.Д. Хазов, М.Ю. Петров. Основи на медицинската радиология. Рязан, 2005 г

7. П.Д. Хазов. Лъчева диагностика. Цикъл от лекции. Рязан. 2006 г

РАДИОЧУВСТВИТЕЛНОСТ. ЗАКОНБЕРГОНИЕ-ТРИБОНДО.

Радиочувствителност - чувствителност на биологичните обекти към вредното въздействие на йонизиращото лъчение. Количествено определяне радиочувствителностпроизведени чрез измерване на погълнатите дози йонизиращо лъчение, които предизвикват определен ефект. В много изследвания тя се основава на измерване на дозата йонизиращо лъчение, което причинява смъртта на 50% от облъчените обекти (т.нар. 50% летална доза или LD 50).

Много реакции на радиация са специфични за определени тъкани и системи. Например, такава универсална реакция на клетките към облъчване като забавяне на деленето се открива лесно в активно пролифериращи тъкани и не може да бъде открита в тъкани, където клетъчното делене е слабо изразено или липсва. Следователно, за оценка радиочувствителностобикновено използват такива ясно записани реакции като оцеляването (или смъртта) на клетки или организми.

Изследването на механизмите на увреденото действие на йонизиращото лъчение и механизмите за възстановяване на организмите от радиационно увреждане има голямо значениеза разработване на методи за радиационна защита и повишаване на ефективността на лъчевата терапия при тумори.

Обхват на видовите различия радиочувствителносторганизми е много широк и се измерва с няколко порядъка. Не по-малка разлика радиочувствителностотбелязано от различни клеткии тъкани. Наред с радиочувствителните (кръвоносна система, черва и полови жлези) има т.нар. радиорезистентни или радиорезистентни системи и тъкани(кости, мускули и нерви).

Радиочувствителността варира в рамките наедин вид в зависимост от възрастта - възраст радиочувствителност(по този начин младите и старите животни са най-радиочувствителни, полово зрели и новородените са най-радиоустойчиви), от пол - сексуален радиочувствителност(по правило мъжките са по-радиочувствителни) и индивидуални радиочувствителностпри различни индивиди от една и съща популация.

На населениеНивото на радиочувствителност зависи от следните фактори:

характеристики на генотипа (в човешката популация 10 - 12% от хората се характеризират с повишена радиочувствителност). Това се дължи на наследствено намалена способност за елиминиране на счупвания на ДНК, както и на намалена точност на процеса на възстановяване. Повишената радиочувствителност придружава такива наследствени заболявания като атаксия-телеангиектазия, пигментна ксеродерма.);

физиологично (например сън, бдителност, умора, бременност) или патофизиологично състояние на тялото (хронични заболявания, изгаряния);

пол (мъжете са по-радиочувствителни);

възраст (хората в зряла възраст са най-малко чувствителни).

Степента на радиочувствителност варира не само в рамките на вида. В рамките на един и същ организъм клетките и тъканите също се различават по своята радиочувствителност. Следователно, за да се оценят правилно последствията от облъчването на човешкото тяло, е необходимо да се оцени радиочувствителността на различни нива.

На клетъчен Нивото на радиочувствителност зависи от редица фактори: организацията на генома, състоянието на системата за възстановяване на ДНК, съдържанието на антиоксиданти в клетката, интензивността на окислително-възстановителните процеси, активността на ензимите, които използват продуктите на водната радиолиза. (например каталаза, която разрушава водородния пероксид или супероксиддисмутаза, която инактивира супероксидния радикал).

На тъканниво се изпълнява Правилото на Бергоние–Трибондо:радиочувствителността на една тъкан е право пропорционална на пролиферативната активност и обратно пропорционална на степента на диференциация на съставните й клетки.Следователно, най-радиочувствителните в тялото ще бъдат бързо делящи се, бързо растящи и малко специализирани тъкани, например хемопоетичните клетки на костния мозък, епитела на тънките черва и кожата. Най-малко радиочувствителни ще бъдат специализирани, слабо обновяващи се тъкани, например мускулни, костни и нервни. Изключение правят лимфоцитите, които са силно радиочувствителни. В същото време тъканите, които са устойчиви на прякото действие на йонизиращото лъчение, са много уязвими към дългосрочни ефекти.

На нивото на органите радиочувствителността зависи не само от радиочувствителността на тъканите, които изграждат това тяло, но и върху неговите функции. Повечето тъкани на възрастни са относително нечувствителни към действието на радиацията.

Биологично действиейонизиращо лъчение. Фактори, които определят увреждането на тялото.

Има два вида ефект на излагане на йонизиращо лъчение върху тялото: соматичен и генетичен. При соматичен ефект последствията се проявяват директно в облъчения човек, при генетичен ефект - в неговото потомство. Соматичните ефекти могат да бъдат ранни или забавени. Ранните възникват в периода от няколко минути до 30-60 дни след облъчването. Те включват зачервяване и лющене на кожата, помътняване на лещата на окото, увреждане на хемопоетичната система, лъчева болест, смърт. Дългосрочните соматични ефекти се проявяват няколко месеца или години след облъчването под формата на персистиращи кожни промени, злокачествени новообразувания, намален имунитет и намалена продължителност на живота.

Биологичният ефект на йонизиращото лъчение се характеризира с редица общи модели:

1) Дълбоките нарушения на жизнената дейност са причинени от незначителни количества абсорбирана енергия.

2) Биологичният ефект на йонизиращото лъчение не се ограничава до тялото, изложено на радиация, но може да се разпростре и върху следващите поколения, което се обяснява с ефекта върху наследствения апарат на тялото.

3) Биологичният ефект на йонизиращото лъчение се характеризира с латентен (латентен) период, т.е. развитието на радиационно увреждане не се наблюдава веднага. Продължителността на латентния период може да варира от няколко минутидо десетки години, в зависимост от дозата радиация, радиочувствителността на организма. Така при облъчване в много високи дози (десетки хиляди радвам се) може да причини "смърт под лъча", докато дългосрочното облъчване в малки дози води до промяна в състоянието на нервната и други системи, до появата на тумори години след облъчването.

Възрастта, физиологичното състояние, интензивността на метаболитните процеси в организма, както и условията на облъчване също са от голямо значение. В същото време, в допълнение към дозата на облъчване на тялото, играят роля: силата, ритъмът и естеството на облъчването (единично, многократно, периодично, хронично, външно, общо или частично, вътрешно), неговото физическо характеристики, които определят дълбочината на проникване на енергия в тялото (рентгенови лъчи, гама-лъчение, алфа и бета частици) , плътност на йонизация (под въздействието на алфа частици е по-голяма, отколкото под действието на други видове лъчение). Всички тези характеристики на действащия радиационен агент определят относителната биологична ефективност на радиацията. Ако радиоактивните изотопи, попаднали в тялото, са източник на радиация , тогава от голямо значение за биологичния ефект на йонизиращото лъчение, излъчвано от тези изотопи, са техните химични характеристики, които определят участието на изотопа в метаболизма, концентрацията в даден орган и следователно естеството на облъчването на тялото. .

Фактори, които определят увреждането на тялото:

1. Вид радиация.Всички видове йонизиращи лъчения могат да имат въздействие върху здравето. Основната разлика е в количеството енергия, което определя проникващата способност на алфа и бета частиците, гама и рентгеновите лъчи.

2. Количеството на получената доза.Колкото по-висока е получената доза радиация, толкова по-голяма е вероятността от биомедицински последствия.

3. продължителност на излагане на радиация.Ако се получи доза в рамките на дни или седмица, ефектите често не са толкова тежки, ако подобна доза се получи в рамките на минути.

4 . Засегната част от тялото.Крайниците, като ръцете или краката, получават повече радиация с по-малко увреждане от кръвта, която образува органи, разположени в долната част на гърба.

5. Възраст на човек.С напредването на възрастта деленето на клетките се забавя и тялото става по-малко чувствително към въздействието на йонизиращото лъчение. След като клетъчното делене се забави, ефектите от радиацията са малко по-малко вредни, отколкото когато клетките се делят бързо.

6.  биологични различия.Някои хора са по-чувствителни към въздействието на радиацията от други.

Характеристиките на увреждането на тялото като цяло се определят от два фактора: 1) радиочувствителност на тъкани, органи и системи, директно изложени на радиация; 2) погълната доза радиация и нейното разпределение във времето. Поотделно и в комбинация тези фактори определят преобладаващ тип радиационни реакции(местен или общ), специфика и време на проявление(веднага след облъчване, скоро след облъчване или в дългосрочен план) и техните значение за организма.

Катастрофа! Тази екологична катастрофа предстои. И главната причина, според която е неизбежно спирането му – човечеството и ежедневните му дейности.

Например експлозията в атомната електроцентрала в Чернобил причини непоправими щети на цялата екосистема, разположена на площ от 200 000 квадратни километра. Процентът на здравото население сред живеещите наоколо намалява всяка година. Град Припят, много години по-късно, все още се счита за зона на изключване.

Чернобил се превърна в тъжно преживяване за човечеството, но демонстративен урок„Влиянието на радиоактивните вещества върху живите организми“ не беше усвоено и причиненото от човека облъчване продължава да засяга хората.

Какво е радиация

Радиацията е явление, което се среща в радиоактивни елементи, ядрени реактори, експлозии. Той има пагубен ефект върху здравето и жизнената дейност на всички живи организми, включително и на човека.

Разликата между радиацията и радиоактивността е, че първата съществува само докато не бъде абсорбирана от някакво вещество. На свой ред вторият присъства дълго време.

Вредата, произтичаща от това явление:

1. В малки дози води до рак.
2. Разрушава здравата генетика.
3. Унищожава тъканните клетки.
4. Води до различни заболявания.
5. Инфекция на терена, земята, въздуха.

Радиационната биология наблюдава и изучава начините и степента на въздействие на радиацията върху различни биологични обекти.

Основното нещо, което трябва да запомните е, че всичко зависи от получената доза инфекция. Тя е тази, която определя вероятността от смърт или друго възможно увреждане на човек, животно или околна среда.

Видове радиация

Радиацията е била преди появата на човечеството и е нараснала в количеството си с появата му. Поради това се разделя на два основни типа - естествено и изкуствено излъчване. Имаме предвид естествените радионуклиди, които идват от космоса, живеят в него земната кора, и в резултат на живота на самата природа. Към техногенни е прието да се отнасят тези, които са произведени в резултат на човешка дейност.

Всички видове радиация от своя страна се представят под формата на алфа частици, бета частици и гама радиация. Алфа и бета частиците са опасни при поглъщане. Цезият и кобалтът, представляващи гама-лъчение, причиняват предозиране при външно облъчване.

По време на експозицията най-много страдат белите дробове и червата. Най-малко уязвимата кожа, костени костен мозък.

естествена радиация

Колкото и да се опитва човек, повечеторадиация, от която получава живият свят на планетата естествени източници. Те включват:

• пространство;
• външно облъчване от радионуклиди от земен произход;
• вътрешно облъчване от радионуклиди от земен произход;

Космогенните идват при нас в резултат на различни процеси, които се случват във Вселената. При висока активност на слънцето, проблясъци на звезди - те падат при нас. В дълбините на земните недра също има източник на радиация. Не причинява съществена вреда, въпреки че попада навсякъде - във въздуха, водата, всички живи същества. Външната вреда се причинява от елементи като уран и торий. вътрешно действие– когато радиацията се получава чрез вдишване, храна или напитки. И ако външната вреда може да бъде елиминирана чрез отстраняване на частици от повърхността на живия организъм, тогава вътрешната вреда е много по-трудна за коригиране, а понякога дори невъзможна.

На места висока концентрацияЗабранено е радоновото строителство на къщи и нежилищни сгради.

причинена от човека радиация

Два подвида:

• Естествено. Естествени - при добив на полезни изкопаеми.
• Изкуствени. Изкуствените се получават в резултат на ядрени реакции.

Броят на двата изкуствени метода за увеличаване на радиацията се увеличава всяка година. Тъй като аварийни изпускания, ядрени експлозии, търсене на нов петрол и газови находищане става по-малък.

И ако не сме в състояние да спрем естествената дейност, тогава силата на горните методи може да бъде намалена.

Примери за изкуствени източници на радиация:

• атомни електроцентрали;
• военно оборудване;
• работещи ядрени реактори;
• полигони за ядрени опити;
• зони на изтичане на ядрено гориво;
• Медицинско оборудване.

При използване на природен газ се повишава общият радиационен фон.

Дозировка. Влияние на радиацията върху живите организми

Колкото и да сме информирани и убедени, че радиацията е безвредна и малките дози не представляват опасност за всички живи същества, все пак съществуват известни рискове. Нека да разберем колко опасно е въздействието на радиацията върху живите организми, какви са дозите, какво ще бъде достатъчно и последствията за тялото.

Децата са най-изложени на радиация, дори плодът в утробата.

25 рентгенови снимки и по-малко - не представляват опасност. Пример за това е облъчването с рентгенови лъчи, чиято доза обикновено е толкова малка, че след изпиване на 1 чаша мляко или гроздов сок, вие напълно ще се спасите от излагане в тази степен.

Доза на облъчване от 50 рентгена - ако се получи еднократно, тогава броят на лимфоцитите временно намалява; ако такава цифра е натрупана през целия човешки живот, тогава това не представлява значителна заплаха.

• 50 - 100 - причиняват гадене, рефлекс на повръщане, на фона общ спадброят на лимфоцитите;
• 100-150 - рядко води до смърт, по-често има усещане за " алкохолен махмурлук»; при краткотрайна експозиция води в 0,5% от случаите до развитие на онкологични заболявания;
• 200-250 рентгенови лъчи, получени за кратък период от време, водят до развитие и прогресиране на лъчева болест, вероятността от смърт е висока;
• 300-350 - в половината от случаите на отравяне води до смърт през следващите 30 дни;
• 500-600 - води до смърт в почти всеки случай, настъпва през първите 2 седмици;
• 700-1000 - смърт почти веднага и във всеки от случаите на инфекция.

Ако говорим за общата допустима и „безболезнена“ доза за целия организъм, тогава тя е не повече от 5 радости годишно.

Защита на природата

Ако с човечеството е ясно, тогава бих искал да предам колко силно и какво е въздействието на радиацията върху природата?

Много учени са тясно ангажирани в защитата на природата и защитават света от екологична катастрофа. Един от начините е да оградите естествен святот радиация, причинена от човека, от ядрени експлозии, изгаряне и съхраняване на ядрени отпадъци и др.

1. Замърсяване на почвата.
2. Такива територии изискват дълга и скъпа рехабилитация за последващо използване.
3. растения.
4. Въпреки че широколистните видове са по-адаптирани и устойчиви на повишен радиационен фон, те все още умират при голям брой.
5. Животни и насекоми.

Специалният ефект на радиацията върху животните, защото те са най-невинните и незащитени в сравнение с по-интелигентните жители на планетата.

След аварията в атомната електроцентрала в Чернобил броят на земните червеи наблизо намаля, но години по-късно се възстанови отново поради тези, които се оказаха устойчиви на йонизиращо лъчение.

Неща, заразени с радиация в ежедневието

В допълнение към предметите, които идват при нас от замърсени места, например от Чернобил или автомобили от Япония след аварията във Фукушима, има малки битови предмети, които са опасни.

Те включват:

1. Антики, запазени след Великия Отечествена войнаили Първата световна война.
2. След трагедията в Япония произведените в Китай стоки може да имат повишен радиационен фон.
3. Автомобили докарани от Япония след аварията във Фукушима, други стоки.
4. Кристал, гранит, гранитни камъни и всички продукти от естествени материали.
5. Някои видове бетон или тухли, в зависимост от това къде се добива алуминиевият оксид.
6. Винтидж ръчен часовникс ръце, покрити с радий и фосфор.
7. Керамични или глинени съдове, покрити с жълта или оранжева уранова глазура (сега не се правят).
8. Светещи в тъмното играчки и уреди.
9. Бразилски орех.
10. Светещи табели за врати, показващи влизане и излизане.
11. Бентонитова глина, намерена в котешка тоалетна.
12. цигари.
13. лъскави страници.

Оказва се, че освен годишния рентгеново излаганев клиники и болници получаваме допълнителна доза радиация от предмети, които ни заобикалят в ежедневието. Ето защо, ако има и най-малка възможност за намаляване на дозата, спазвайте прости правиласъхранение на храна, отказ от заразена с радиация храна и не купуване на автомобили с повишена радиация - не забравяйте да направите това.

Днес можете самостоятелно да измерите нивото на радиация във вашия дом, във ваната, да проверите степента на вреда при покупка строителни материали. За да направите това, използвайте дозиметър. Цената започва от 2500 рубли за домакински уреди, достигайки до 10 пъти по-висока сума за професионалните.

Сравнение на радиацията в различни стаи и на различни етажи

Допустимата норма на радиационен фон е 50 μR на час или 0,3 m3/час.

Ако погледнете нивото на радиация в училище в различни стаи или у дома, то ще бъде нещо подобно:

• Кабинет по информатика - 13-16 микроР/ч.
• Столова - 10-14 microR / h.
• Фитнес зала - 13-15 microR / h.
• Училищен двор - мкр/ч.

Радиационен фон на къщи и сгради:

• Панелни къщи - 0,017 microR / h.
• Тухлени къщи - 0,016 microR / h.
• Нежилищни помещения, обществени - 0,017 микроР/ч.

Заключаваме, че степента на радиация е незначителна и абсолютно безвредна. Въпреки че, например, във Фукушима нивото на радиация днес е 530 сиверта на час, което е стотици пъти над нормата. В Хабаровск през 2011 г. по време на аварията във Фукушима фонът беше повишен и възлизаше на 27 микроР/ч, а във Владивосток дори по-малко. В Москва чрез онлайн мониторинг днес можете да намерите 0,12 m3/час, което е малко над нормата. Съответно, като се вземат предвид всички фактори, при които човек получава експозиция, можем да кажем, че тя идва отвсякъде, както от самата природа, така и от причини, създадени от човека. Невъзможно е да го избегнете!

В САЩ са разработени специални гелове, които се нанасят върху всякакви повърхности и абсорбират радионуклидите от нея.

Заключение

Оказва се, че радиацията като явление съществува от много години и е неизбежна. Следователно ние нямаме право да унищожаваме един от източниците на радиация, самата природа. Въпросът, който ние самите трябва да си зададем, е как човечеството влияе върху радиацията Светъти как допринася за повишаване на радиационния фон:

1. Разработване и тестване на ядрени оръжия.
2. Изграждане на атомни електроцентрали.
3. Добив на газ, нефт и други минерали.
4. Изгаряне различен видотпадъци.

В допълнение към замърсяването на въздуха, реките и езерата се напояват и следователно цялата екосистема се унищожава.

За да ви накара да мислите за екологичен проблем, който води до катастрофална развръзка, трябва:

• Затегнете закона.
• Преминете към нови технологии.
• Провеждайте редовни конференции и форуми в международен план, които ще дадат възможност за намиране на нови начини за премахване на надвисналата заплаха.

За да избегнете леко увеличение на радиационния фон, трябва да извършите прости мерки:

1. Проветрявайте стаите.
2. Озеленяване на дворове, паркове и площади.
3. Не изгаряйте боклука и не замърсявайте града с него.
4. Имайте дозиметър за измерване на радиационния фон в жилищен район.
5. Новини здравословен начин на животживот.
6. Отглеждайте теменужки и кактуси в близост до компютри и телевизори.

Какво може да се направи, за да се помогне на тялото да премахне натрупаните или приети радиоактивни вещества?

Един от най-ефективните и евтини начини е да се занимавате със спорт. Освен това, активен и изтощителен, така че "да излязат седем пота". Именно чрез повишеното изпотяване излизат всички заредени частици и елементи.Същият процес се случва при посещение на баня или сауна.

Насищане на тялото естествени витаминище намали риска от излагане на радиация. Силното тяло е по-способно да се защити.

При изразено радиационно замърсяване приемете йод. За натрупването на това вещество в организма, тъй като в този случай има места за радиоактивен изотопвече не остава и няма да се абсорбира от тялото ви.

Храна, която премахва радионуклидите

Разбира се, няма такъв коктейл, след изпиването на който нивото на радиационно замърсяване на човек веднага ще спадне, но някои отделни продукти все пак намаляват дозата:

• Калиеви и калциеви соли, витамини от група В премахват радионуклидите. Продукти - мак, сирене, сусам, мляко, билки, царевица, сушени кайсии, цвекло, морско зеле, сини сливи, стафиди, спанак, треска, леща, авокадо.
• Зеленият чай помага за премахване на радиацията от компютъра, квасът и натуралните сокове също имат благоприятен ефект върху тялото, което е било изложено на радиация.
• Лук и зелен лук, чесън - способен да премахне малка доза радионуклиди;
• В аптеката се предлагат различни биоактивни добавки - морски водорасли. Следвайки инструкциите за употреба, можете да помогнете на тялото си.
• Туршия от бабини домати или краставици, съхранявани за зимата. Пийте за ваше здраве!

Ние сами градим бъдещето си и само ние решаваме какво ще бъде то за нашите деца. И какъв радиационен фон ще стане норма в ежедневието им - пряко зависи от това какви начини за намаляването му ще намерим днес, но със сигурност има ефект от радиоактивното лъчение върху живите организми!