Współczesne dane naukowe potwierdzają istnienie mechanizmów zapewniających przystosowanie się organizmu do naturalnego poziomu narażenia na promieniowanie. Jeśli jednak zostanie przekroczony określony poziom ERF, adaptacja będzie wadliwa z takim czy innym prawdopodobieństwem wystąpienia stanu patologicznego. Trwały wpływ Zwiększona ERF prowadzi do zmniejszenia oporności na promieniowanie, do zaburzeń reaktywności immunologicznej, co wiąże się z zachorowalnością.

Po awarii w elektrowni jądrowej w Czarnobylu odsetek osób zdrowych wśród ewakuowanej populacji spadł z 57 do 23%. Konsekwencje tego wypadku mają najbardziej negatywny wpływ na zdrowie populacji dzieci. Wskaźnik zachorowalności dzieci dotkniętych promieniowaniem jest 2-3 razy wyższy, odsetek dzieci często chorych jest zmniejszony stan odporności(82,6%), większość z nich ma alergie, a liczba ta wzrasta choroby somatyczne. We wsiach obwodu tockiego obwodu Orenburga, na terenie blisko miejsca przeprowadzenia testu, częstość występowania jest wyższa wśród populacji dorosłych dystonia wegetatywno-naczyniowa, patologia tarczycy, ciąża. Udział praktycznie zdrowych dzieci w tych wsiach wynosi 6-7%, w tym na obszarze kontrolnym 15%; 50% dzieci ma nieprawidłowości w układzie sercowo-naczyniowym, choroby układu nerwowego, a także niedobory odporności (20-30% dzieci w porównaniu z 7-8% w grupie kontrolnej), zawartość manganu we włosach wynosi 7, miedzi wynosi 8, arsen jest 20 razy wyższy niż normalnie.

Głównym skutkiem biologicznym promieniowania jest uszkodzenie genomu komórek, które objawia się wzrostem liczby nowotworów i chorób dziedzicznych.

Niskie dawki promieniowania zwiększają prawdopodobieństwo zachorowania na raka u ludzi. Szacuje się, że około 10% przypadków raka rocznie jest spowodowanych przez ERF. Te formy raka, które są spowodowane promieniowaniem, mogą być również wywołane przez inne czynniki. Trwa ocena wpływu promieniowania na tarczycę mieszkańców Rosji w następstwie katastrofy w elektrowni jądrowej w Czarnobylu. Retrospektywna i aktualna analiza zachorowań na raka tarczycy u dzieci i młodzieży w obwodzie briańskim wykazała, że ​​po raz pierwszy objawy kliniczne odnotowano 4-5 lat po wypadku, co odpowiada minimalny okres rozwój onkopatologii po napromienianiu. Naturalne występowanie raka tarczycy to nie więcej niż 1 przypadek na milion dzieci i młodzieży. Dynamika liczby przypadków raka tarczycy u dzieci obwodu briańskiego jest orientacyjna: 1987. - 1; 1988 – 0; 1989 – 0; 1990 - 4; 1991 - 4; 1992 - 8; 1993 - 12; 1994 – 19 przypadków. Około 50% dzieci i młodzieży, u których zdiagnozowano raka tarczycy, mieszkało na obszarach o wysokim poziomie radioaktywnego skażenia gleby. Według szacunków prognostycznych, 20 i 40 lat po wypadku, co czwarty przypadek raka tarczycy będzie spowodowany promieniowaniem.

Radon jest potencjalnie niebezpieczny dla ludzi. Znaczna część produktów rozkładu pozostaje w płucach. Powierzchnia płuc wynosi kilka metrów kwadratowych. Jest to dobry filtr, który wytrąca radioaktywne aerozole, które w ten sposób zakrywają powierzchnia płuc. Izotopy radioaktywne polon (produkt pochodny rozpadu radonu) „bombarduje” powierzchnię płuc cząsteczkami alfa i odpowiada za ponad 97% dawki związanej z radonem. Główne działanie medyczne i biologiczne radonu wysokie stężenia- rak płuc. W kopalniach zwiększona zawartość radon istotnie zwiększa częstość zgonów górników z powodu raka płuc, a zależność jest liniowa i bezprogowa. Obliczenia pokazują, że przy średnim stężeniu radonu w budynkach mieszkalnych na poziomie 20-25 Bq/m 3, jeden na trzystu żyjących obecnie umrze na raka płuc wywołanego radonem.

Uznając adaptację do ERF za jeden z obligatoryjnych warunków życia na Ziemi, nie sposób zaprzeczyć wpływowi podwyższonych poziomów na dziedziczność. Podwyższony poziom ERF prowadzi do zwiększonych deformacji u noworodków na obszarach górskich i obszarach ze skałami magmowymi. Wyniki eksperymentów na zwierzętach i hodowlach komórkowych przekonują, że mutacje pod wpływem promieniowania (konsekwencje mutacyjne wyrażające się utrzymywaniem się uszkodzeń genetycznych i występowaniem niestabilności aparatu chromosomowego) mogą być przekazywane przyszłym pokoleniom. Prawdopodobieństwo wystąpienia wad dziedzicznych jest mniejsze niż prawdopodobieństwo zachorowania na nowotwór i wzrasta wraz z dawką promieniowania, liczbą osób w całej populacji narażonych na promieniowanie oraz liczbą małżeństw pomiędzy osobami narażonymi. Eksperci szacują, że ERF wynoszący 2 mSv prawdopodobnie powoduje 0,1–2% wszystkich mutacji genetycznych. Wraz ze wzrostem jego poziomu procent ten wzrasta.

Zatem uznanie ERF za obligatoryjny czynnik środowiska bytu, w warunkach, w jakich powstało, rozwijało się i istnieje życie biologiczne, pozwala mówić o istnieniu optymalnego poziomu ERF dla życia. Szeroki zakres radiowrażliwości charakterystyczny dla różnych grup populacji, ich przystosowanie do różnych poziomów ERF - wszystko to sugeruje istnienie szerokiego zakresu przejścia od średniego do podwyższonego poziomu ERF.

Działania zapobiegawcze

Identyfikacja i badanie mechanizmów oddziaływania czynników radiacyjnych na organizm człowieka, w tym badanie wzorców reakcji organizmu na wpływ promieniowania tła i jego podwyższonych poziomów w określonych warunkach środowiskowych, jest możliwe jedynie przy zgromadzeniu rzeczywistych danych. W naszym kraju panuje Zjednoczony system rządowy rozliczanie i kontrola indywidualnych dawek promieniowania obywateli (ESKID). Polega ona na ciągłym monitorowaniu poziomu promieniowania tła naturalnego, kontroli dawek promieniowania medycznego oraz rozliczaniu indywidualnych dawek promieniowania personelu pracującego ze źródłami promieniowania jonizującego.

Stworzono normy dotyczące stosowania w budownictwie naturalnych materiałów budowlanych i odpadów produkcyjnych. Jako takie normy dla materiałów stosowanych przy budowie budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej zaproponowano następujące wartości: skuteczne stężenie radionuklidy 370 Bq/kg. Żadna budowa nie może się rozpocząć bez sprawdzenia gleby i materiałów budowlanych; wszystko, co jest budowane, musi zostać poddane obowiązkowej kontroli pod kątem radioaktywności, w tym radonu, z wydaniem odpowiedniego wniosku. Ustalono normy regulujące zawartość radonu w lokalach mieszkalnych: średnioroczna aktywność równowagowa radonu w budynkach nowo wznoszonych nie powinna przekraczać 100 Bq/m 3, a w budynkach starych – 200 Bq/m 3. Jeżeli stężenie radonu przekracza 200 Bq/m3, wówczas w budynkach tych należy podjąć działania mające na celu zmniejszenie jego stężenia (wentylacja piwnic, naprawy dekoracyjne polegające na tapetowaniu ścian i sufitów, parkietach, wykładzinach itp.). Stężenie radonu w lokalach wynosi 400 Bq/m3 i więcej, co wymaga przeniesienia mieszkańców i zmiany przeznaczenia budynku. W budynkach przemysłowych dopuszczalna aktywność radonu wynosi 310 Bq/m3.

Aby obniżyć poziom promieniowania tła w biosferze, należy celowo i konsekwentnie realizować cały szereg działań środowiskowych prozdrowotnych (technologicznych, sanitarno-technicznych, organizacyjnych, architektonicznych i planistycznych).

Opracowano także koncepcję etapowego specjalistycznego badania lekarskiego ludności zamieszkującej teren skażony radionuklidami, która przewiduje ocenę stanu zdrowia na podstawie danych klinicznych i laboratoryjnych; wyjaśnienie rozpoznań chorób, które mogą być związane z narażeniem na promieniowanie; weryfikacja informacji o dawkach promieniowania; indywidualne badania lekarskie i dozymetryczne związku chorób z narażeniem na promieniowanie; leczenia i rehabilitacji.

Zakłada utworzona Rosyjska Komisja Naukowa ds. Ochrony Przed Promieniowaniem (RNSP). Złożone podejście o ochronie radiologicznej i rehabilitacji ludności, tj. tworzenie i rozwój ochrona socjalna populacji oraz zapobieganie możliwym niekorzystnym skutkom dla zdrowia ludności narażonej na podwyższone poziomy promieniowania.

Ważne jest eliminowanie analfabetyzmu ekologicznego społeczeństwa, w tym kształtowanie ekologicznego myślenia o problemach bezpieczeństwo radiacyjne. Konieczna jest wykwalifikowana pomoc informacyjna, w tym ze strony pracowników medycznych, na temat profilaktyki radiofobia wśród ludności.

Naukowcy badający wpływ promieniowania na organizmy żywe są poważnie zaniepokojeni jego powszechnym rozprzestrzenianiem się. Jak stwierdził jeden z badaczy, współczesna ludzkość pływa w oceanie promieniowania. Cząstki radioaktywne niewidoczne dla oka znajdują się w glebie i powietrzu, wodzie i żywności, zabawkach dla dzieci, biżuterii, materiałach budowlanych i antykach. Najbardziej nieszkodliwy przedmiot na pierwszy rzut oka może okazać się niebezpieczny dla zdrowia.

Nasz organizm można też w niewielkim stopniu nazwać radioaktywnym. Jego tkanki zawsze zawierają to, co niezbędne pierwiastki chemiczne- potas, rubid i ich izotopy. Trudno w to uwierzyć, ale co sekundę zachodzą w nas tysiące rozpadów radioaktywnych!

Jaka jest istota promieniowania?

Jądro atomowe składa się z protonów i neutronów. Ich rozmieszczenie niektórych elementów może, mówiąc najprościej, nie do końca się udać, przez co stają się niestabilne. Jądra takie posiadają nadmiar energii, której starają się pozbyć. Możesz to zrobić na następujące sposoby:

• Wyrzucane są małe „kawałki” dwóch protonów i dwóch neutronów (rozpad alfa).
• W jądrze proton zamienia się w neutron i odwrotnie. W tym przypadku emitowane są cząstki beta, którymi są elektrony lub ich odpowiedniki o przeciwnym znaku – antyelektrony.
• Nadmiar energii jest uwalniany z jądra w postaci fali elektromagnetycznej (rozpad gamma).

Ponadto jądro może emitować protony, neutrony i całkowicie rozpadać się na kawałki. Zatem niezależnie od rodzaju i pochodzenia, każdy rodzaj promieniowania stanowi wysokoenergetyczny strumień cząstek o ogromnej prędkości (dziesiątki i setki tysięcy kilometrów na sekundę). Ma bardzo szkodliwy wpływ na organizm.

Skutki promieniowania na organizm człowieka

W naszym organizmie nieustannie zachodzą dwa przeciwstawne procesy – śmierć i regeneracja komórek. W normalnych warunkach cząstki radioaktywne uszkadzają do 8 tysięcy różnych związków w cząsteczkach DNA na godzinę, które organizm następnie samodzielnie naprawia. Dlatego lekarze uważają, że małe dawki promieniowania aktywują biologiczny system obronny organizmu. Ale wielcy niszczą i zabijają.

Tak więc choroba popromienna zaczyna się już po otrzymaniu 1-2 Sv, kiedy lekarze odnotowują jej 1. stopień. W takim przypadku konieczne jest monitorowanie i regularne badania kontrolne w kierunku nowotworu. Dawka 2-4 Sv oznacza już II stopień choroba popromienna, który wymaga leczenia. Jeśli pomoc dotrze na czas, nie będzie śmierci. Dawkę 6 Sv uważa się za śmiertelną, gdy nawet po przeszczepieniu szpiku kostnego można uratować tylko 10 pacjentów.

Bez dozymetru człowiek nigdy nie zrozumie, że jest narażony na niebezpieczne promieniowanie. Początkowo organizm na to nie reaguje. Dopiero po pewnym czasie mogą pojawić się nudności, bóle głowy, osłabienie i gorączka.

Przy dużych dawkach promieniowania promieniowanie wpływa przede wszystkim na układ krwiotwórczy. Nie ma w nim prawie żadnych limfocytów, których liczba decyduje o poziomie odporności. Jednocześnie wzrasta liczba rozpadów chromosomów (dicentrycznych) w komórkach.

Przeciętnie organizm ludzki nie powinien być narażony na dawki promieniowania przekraczające 1 mlSv rocznie. Pod wpływem promieniowania 17 Sv prawdopodobieństwo zachorowania na nieuleczalnego raka zbliża się do maksymalnej wartości.

Przeczytaj więcej o wpływie promieniowania na organizm ludzki

Uszkodzenie atomów komórek. Proces narażenia organizmu na promieniowanie nazywa się napromienianiem. To niezwykle niszczycielska siła, która przekształca komórki, deformuje ich DNA, prowadząc do mutacji i uszkodzeń genetycznych. Proces destrukcyjny może zostać wywołane tylko przez jedną cząsteczkę promieniowania.

Eksperci porównują działanie promieniowania jonizującego do kuli śnieżnej. Wszystko zaczyna się od małych rzeczy, następnie proces się zwiększa, aż do nieodwracalne zmiany. Na poziomie atomowym dzieje się to w ten sposób. Cząstki radioaktywne latają z ogromnymi prędkościami, wybijając elektrony z atomów. W rezultacie te ostatnie uzyskują ładunek dodatni. Tylko na tym polega „ciemna” materia promieniowania. Ale konsekwencje takich przemian mogą być katastrofalne.

Wolny elektron i zjonizowany atom wchodzą w złożone reakcje, w wyniku których powstają wolne rodniki. Na przykład woda (H 2 O), która stanowi 80% masy człowieka, pod wpływem promieniowania rozkłada się na dwa rodniki - H i OH. Te patologicznie aktywne cząstki reagują z ważnymi związkami biologicznymi - cząsteczkami DNA, białkami, enzymami, tłuszczami. W rezultacie wzrasta liczba uszkodzonych cząsteczek i toksyn w organizmie, a metabolizm komórkowy cierpi. Po pewnym czasie dotknięte komórki umierają lub ich funkcje są poważnie upośledzone.

Co dzieje się z napromieniowanym organizmem? Z powodu uszkodzeń DNA i mutacji genów komórka nie może normalnie się dzielić. Jest to najniebezpieczniejsza konsekwencja narażenia na promieniowanie. Po otrzymaniu dużej dawki liczba dotkniętych komórek jest tak duża, że ​​narządy i układy mogą ulec awarii. Tkanki, w których zachodzi aktywny podział komórek, są najtrudniej dostrzegalne dla promieniowania:

• Szpik kostny;
• płuca,
• Błona śluzowa żołądka,
• jelita,
• genitalia.

Co więcej, nawet słabo radioaktywny przedmiot przy dłuższym kontakcie powoduje uszkodzenie ciała ludzkiego. Zatem Twój ulubiony wisiorek lub obiektyw aparatu może stać się dla Ciebie bombą zegarową.

Na tym polega ogromne niebezpieczeństwo wpływu promieniowania na organizmy żywe przez długi czas w ogóle się nie pokazuje. „Wróg” przenika przez płuca, przewód pokarmowy, skórę, a człowiek nawet tego nie podejrzewa.

W zależności od stopnia i charakteru narażenia jego skutki są następujące:

• ostra choroba popromienna;
• dysfunkcja ośrodkowego układu nerwowego;
• miejscowe urazy popromienne (oparzenia);
• nowotwory złośliwe;
• białaczka;
• choroby immunologiczne;
• bezpłodność;
• mutacje.

Niestety natura nie zapewniła człowiekowi zmysłów, które w przypadku zbliżenia się do źródła promieniotwórczego mogłyby dać mu sygnały o niebezpieczeństwie. Chroń się przed takim „sabotażem”, nie mając go zawsze pod ręką dozymetr domowy niemożliwe.

Jak uchronić się przed nadmiernymi dawkami promieniowania?

Łatwiej jest chronić się przed źródłami zewnętrznymi. Cząsteczki alfa zostaną zablokowane przez zwykły karton. Promieniowanie beta nie przenika przez szkło. Gruba blacha ołowiana lub betonowa ściana mogą „osłaniać” promienie gamma.

Najgorzej jest z promieniowaniem wewnętrznym, którego źródło znajduje się wewnątrz organizmu i dociera do niego np. po wdychaniu radioaktywnego pyłu lub zjedzeniu grzybów „doprawionych” cezem. W tym przypadku konsekwencje promieniowania są znacznie poważniejsze.

Najbardziej najlepszą ochronę z domowego promieniowania jonizującego - terminowe wykrywanie jego źródeł. Oni Ci w tym pomogą dozymetry domowe RADEX. Dzięki takim urządzeniom życie jest znacznie spokojniejsze: w każdej chwili możesz zbadać wszystko pod kątem skażenia radiacyjnego.

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Dobra robota do serwisu">

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Opublikowano na http://www.site/

Biologiczne skutki promieniowania

1. Bezpośrednie i pośrednie skutki promieniowania jonizującego

Fale radiowe, fale świetlne, energia cieplna ze słońca to wszystkie rodzaje promieniowania. Jednakże promieniowanie będzie jonizujące, jeśli będzie zdolne do przerwania wiązania chemiczne cząsteczki tworzące tkanki żywego organizmu i w efekcie powodujące zmiany biologiczne. Działanie promieniowania jonizującego zachodzi na poziomie atomowym lub molekularnym, niezależnie od tego, czy jesteśmy narażeni na promieniowanie zewnętrzne, czy też otrzymujemy substancje radioaktywne w pożywieniu i wodzie, co zaburza równowagę procesów biologicznych w organizmie i prowadzi do niekorzystnych konsekwencji. Biologiczne skutki promieniowania na organizm człowieka powstają w wyniku oddziaływania energii promieniowania z tkanką biologiczną. Energia bezpośrednio przekazywana atomom i cząsteczkom tkanek biologicznych nazywana jest bezpośredni efekt promieniowania. Niektóre ogniwa ulegną znacznemu uszkodzeniu na skutek nierównomiernego rozkładu energii promieniowania.

Jednym z bezpośrednich skutków jest karcynogeneza, czyli rozwój raka. Guz nowotworowy pojawia się, gdy komórka somatyczna wymyka się spod kontroli organizmu i zaczyna aktywnie się dzielić. Podstawową przyczyną tego jest zaburzenie w mechanizmie genetycznym zwanym mutacje. Kiedy komórka nowotworowa dzieli się, powstają wyłącznie komórki nowotworowe. Jeden z najbardziej wrażliwe narządy Tarczyca jest narażona na promieniowanie. Dlatego tkanka biologiczna tego narządu jest najbardziej podatna na rozwój nowotworu. Krew jest nie mniej podatna na działanie promieniowania. Białaczka, czyli rak krwi, jest jednym z częstych skutków bezpośredniego narażenia na promieniowanie. Naładowane cząstki przenikają do tkanek ciała i tracą energię w wyniku oddziaływań elektrycznych z elektronami atomów. Interakcja elektryczna towarzyszy procesowi jonizacji (usunięcia elektronu z obojętnego atomu).

Fizykochemiczne zmianom towarzyszy pojawienie się w organizmie niezwykle niebezpiecznych „wolnych rodników”.

Oprócz bezpośredniego promieniowania jonizującego istnieje również efekt pośredni lub pośredni związany z radiolizą wody. Podczas radiolizy wolne rodniki- niektóre atomy lub grupy atomów o wysokiej aktywności chemicznej. Główną cechą wolnych rodników są nadmiarowe lub niesparowane elektrony. Takie elektrony łatwo wypierają ze swoich orbit i mogą aktywnie uczestniczyć w reakcji chemicznej. Ważne jest to, że bardzo drobne zmiany zewnętrzne mogą prowadzić do znaczących zmian we właściwościach biochemicznych komórek. Na przykład, jeśli zwykła cząsteczka tlenu wychwytuje wolny elektron, zamienia się w wysoce aktywny wolny rodnik - ponadtlenek Oprócz tego występują także związki aktywne takie jak nadtlenek wodoru, wodorotlenek i tlen atomowy. Większość wolnych rodników jest neutralna, ale niektóre mogą mieć ładunek dodatni lub ujemny.

Jeśli liczba wolnych rodników jest niewielka, organizm ma zdolność ich kontrolowania. Jeśli jest ich za dużo, zostaje zakłócone funkcjonowanie układów ochronnych i żywotna aktywność poszczególnych funkcji organizmu. Uszkodzenia spowodowane przez wolne rodniki szybko rosną w reakcji łańcuchowej. Kiedy dostają się do komórek, zakłócają równowagę i kodowanie wapnia Informacja genetyczna. Zjawiska takie mogą prowadzić do zaburzeń w syntezie białek, która jest istotną funkcją całego organizmu, ponieważ wadliwe białka zakłócają funkcjonowanie układu odpornościowego. Główne filtry układu odpornościowego - Węzły chłonne pracują w trybie przeciążonym i nie mają czasu na ich rozdzielenie. W ten sposób są osłabieni bariery ochronne i powstają w ciele korzystne warunki do namnażania wirusów, drobnoustrojów i komórek nowotworowych.

Wolne rodniki, które powodują reakcje chemiczne, angażują w ten proces wiele cząsteczek, na które promieniowanie nie ma wpływu. Zatem o efekcie wywołanym promieniowaniem decyduje nie tylko ilość pochłoniętej energii, ale także forma, w jakiej ta energia jest przekazywana. Żaden inny rodzaj energii pochłonięty przez obiekt biologiczny w takiej ilości nie powoduje takich zmian, jak promieniowanie jonizujące. Jednak natura tego zjawiska jest taka, że ​​wszystkie procesy, w tym biologiczne, są zrównoważone. Zmiany chemiczne powstają w wyniku oddziaływania wolnych rodników między sobą lub ze „zdrowymi” cząsteczkami Zmiany biochemicznewystąpić jako V momencie napromieniania i przez wiele lat, co prowadzi do śmierci komórki.

Nasz organizm, w przeciwieństwie do opisanych powyżej procesów, wytwarza specjalne substancje, które są swego rodzaju „czystościami”.

Substancje te (enzymy) w organizmie są w stanie wychwytywać wolne elektrony, nie przekształcając się w wolne rodniki. W w dobrym stanie Organizm utrzymuje równowagę pomiędzy pojawieniem się wolnych rodników i enzymów. Promieniowanie jonizujące zaburza tę równowagę, stymuluje wzrost wolnych rodników i prowadzi do negatywne konsekwencje. Możesz aktywować wchłanianie wolnych rodników włączając do swojej diety antyoksydanty, witaminy A, E, C czy preparaty zawierające selen. Substancje te neutralizują wolne rodniki absorbując je w dużych ilościach.

2. Wpływ promieniowania jonizującego na poszczególne narządy i ciało jako całość

W budowie organizmu można wyróżnić dwie klasy układów: kontrolny (nerwowy, hormonalny, odpornościowy) i podtrzymujący życie (oddechowy, sercowo-naczyniowy, trawienny). Wszystkie podstawowe procesy metaboliczne i reakcje katalityczne (enzymatyczne) zachodzą na poziomie komórkowym i molekularnym. Poziomy organizacji organizmu funkcjonują w ścisłym współdziałaniu i wzajemnym oddziaływaniu ze strony systemów sterowania. Większość czynników naturalnych działa najpierw na wyższych poziomach, a następnie poprzez określone narządy i tkanki - na poziomie komórkowym i molekularnym. Następnie rozpoczyna się faza reakcji, której towarzyszą dostosowania na wszystkich poziomach.

Rozpoczyna się interakcja promieniowania z ciałem Poziom molekularny. Dlatego bezpośrednie narażenie na promieniowanie jonizujące jest bardziej specyficzne. Wzrost poziomu środków utleniających jest charakterystyczny także dla innych efektów. Wiadomo, że różne objawy (temperatura, ból głowy itp.) występują w wielu chorobach i ich przyczyny są różne. Utrudnia to postawienie diagnozy. Jeśli zatem w wyniku szkodliwego działania promieniowania na organizm nie wystąpi konkretna choroba, trudno jest ustalić przyczynę bardziej odległych skutków, gdyż tracą one swoją specyfikę.

Radiowrażliwość różnych tkanek organizmu zależy od procesów biosyntezy i związanej z nimi aktywności enzymatycznej. Dlatego komórki szpiku kostnego, węzłów chłonnych i komórek rozrodczych są najbardziej podatne na uszkodzenia promieniotwórcze. Najbardziej napromieniowany jest układ krwionośny oraz szpik czerwony, który już przy dawkach 0,5-1 Gy traci zdolność do normalnego funkcjonowania. Mają jednak zdolność do regeneracji i jeśli nie wszystkie komórki są dotknięte, układ krwionośny może przywrócić swoje funkcje. Narządy rozrodcze, takie jak jądra, również charakteryzują się zwiększoną radiowrażliwością. Napromienianie powyżej 2 Gy powoduje trwałą sterylność. Dopiero po wielu latach mogą w pełni funkcjonować. Jajniki są mniej wrażliwe, przynajmniej u dorosłych kobiet. Jednak pojedyncza dawka większa niż 3 Gy nadal prowadzi do ich bezpłodności, chociaż duże dawki przy wielokrotnym napromienianiu nie wpływają na zdolność do rodzenia dzieci.

Soczewka oka jest bardzo podatna na promieniowanie. Kiedy obumierają, komórki soczewki stają się nieprzezroczyste, rosną, co prowadzi do zaćmy, a następnie do całkowitej ślepoty. Może to nastąpić przy dawkach około 2 Gy.

Radiowrażliwość organizmu zależy od jego wieku. Małe dawki promieniowania podawane dzieciom mogą spowolnić lub zatrzymać wzrost kości. Im młodsze dziecko, tym bardziej zahamowany jest rozwój szkieletu. Napromienianie mózgu dziecka może spowodować zmiany w jego charakterze i doprowadzić do utraty pamięci. Kości i mózg osoby dorosłej są w stanie wytrzymać znacznie większe dawki. Większość narządów może wytrzymać stosunkowo duże dawki. Nerki wytrzymują dawkę około 20 Gy przyjmowaną w ciągu miesiąca, wątroba – około 40 Gy, pęcherz – 50 Gy, a dojrzały tkanka chrzęstna- do 70 Gy. Im młodszy organizm, tym jest on bardziej wrażliwy, przy pozostałych czynnikach, na działanie promieniowania.

Specyficzna dla gatunku radiowrażliwość wzrasta w miarę jak organizm staje się bardziej złożony. Dzieje się tak dlatego, że złożone organizmy mają więcej słabych ogniw, co powoduje reakcje łańcuchowe przetrwania. Ułatwiają to również bardziej złożone systemy kontroli (nerwowy, odpornościowy), które są częściowo lub całkowicie nieobecne u bardziej prymitywnych osobników. Dla mikroorganizmów dawki powodujące 50% śmiertelność wynoszą tysiące Gy, dla ptaków – dziesiątki, a dla wysoko zorganizowanych ssaków – kilka.

3. Mutacje

Każda komórka ciała zawiera cząsteczkę DNA, która niesie informację niezbędną do prawidłowego rozmnażania się nowych komórek.

DNA- jest to kwas dezoksyrybonukleinowy składające się z długich, zaokrąglonych cząsteczek w postaci podwójnej helisy. Jego funkcją jest zapewnienie syntezy większości cząsteczek białek tworzących aminokwasy. Łańcuch cząsteczki DNA składa się z pojedynczych odcinków, które są kodowane przez specjalne białka, tworząc tzw. gen ludzki.

Promieniowanie może albo zabić komórkę, albo zniekształcić informację w DNA, w wyniku czego z czasem pojawią się wadliwe komórki. Zmiana w kodzie genetycznym komórki nazywana jest mutacją. Jeśli w komórce jajowej plemnika wystąpi mutacja, konsekwencje można odczuć w odległej przyszłości, ponieważ Podczas zapłodnienia powstają 23 pary chromosomów, z których każda składa się ze złożonej substancji zwanej kwasem dezoksyrybonukleinowym. Dlatego mutacja występująca w komórce zarodkowej nazywana jest mutacją genetyczną i może być przekazywana kolejnym pokoleniom.

Według E.J. Halla zaburzenia takie można podzielić na dwa główne typy: aberracje chromosomowe, obejmujące zmiany w liczbie lub strukturze chromosomów oraz mutacje w samych genach. Mutacje genowe dzielą się dalej na dominujące (które pojawiają się natychmiast w pierwszym pokoleniu) i recesywne (które mogą pojawić się, jeśli oboje rodzice mają ten sam zmutowany gen). Takie mutacje mogą nie pojawiać się przez wiele pokoleń lub w ogóle nie zostać wykryte. Mutacja w komórce własnej wpłynie tylko na samą jednostkę. Mutacje wywołane promieniowaniem nie różnią się od naturalnych, jednak zwiększa się zakres szkodliwych skutków.

Opisane rozumowanie opiera się wyłącznie na badaniach laboratoryjnych na zwierzętach. Nie ma jeszcze bezpośrednich dowodów na mutacje popromienne u ludzi, ponieważ Pełna identyfikacja wszystkich wad dziedzicznych następuje dopiero po wielu pokoleniach.

Jednak, jak zauważa John Goffman, niedocenianie roli aberracji chromosomowych w oparciu o stwierdzenie „nie znamy ich znaczenia” jest klasycznym przykładem decyzji podejmowanych przez niewiedzę. Dopuszczalne dawki promieniowania zostały ustalone na długo przed pojawieniem się metod, które pozwoliły ustalić smutne konsekwencje, do jakich mogą one doprowadzić do niczego niepodejrzewających ludzi i ich potomków.

4. Wpływ dużych dawek promieniowania jonizującego na obiekty biologiczne

Organizm żywy jest bardzo wrażliwy na działanie promieniowanie jonizujące. Im wyżej na drabinie ewolucyjnej znajduje się żywy organizm, tym bardziej jest on radiowrażliwy. Radiowrażliwość jest cechą wieloaspektową. „Przeżycie” komórki po napromienianiu zależy jednocześnie od wielu czynników: od objętości materiału genetycznego, aktywności systemów dostarczających energię, stosunku enzymów, intensywności tworzenia wolnych rodników H i OH.

Podczas napromieniania złożonych organizmów biologicznych należy wziąć pod uwagę procesy zachodzące na poziomie połączeń narządów i tkanek. Radioczułość w różne organizmy jest dość zróżnicowany.

Organizm ludzki, jako doskonały naturalny system, jest jeszcze bardziej wrażliwy na promieniowanie. Jeśli dana osoba doznała ogólnego promieniowania w dawce 100-200 radów, to po kilku dniach wystąpią u niej objawy łagodnej choroby popromiennej. Jej oznaką może być zmniejszenie liczby białych krwinek, co stwierdza się w badaniu krwi. Subiektywnym wskaźnikiem dla osoby są możliwe wymioty pierwszego dnia po napromienianiu.

Średnie nasilenie choroby popromiennej obserwuje się u osób narażonych na promieniowanie o mocy 250-400 rad. Zawartość leukocytów (białych krwinek) we krwi gwałtownie spada, pojawiają się nudności i wymioty, pojawiają się krwotoki podskórne. Śmierć obserwuje się u 20% napromienianych osób po 2-6 tygodniach od napromieniania.

Pod wpływem dawki 400-600 rad rozwija się ciężka postać choroby popromiennej. Pojawiają się liczne krwawienia podskórne, liczba leukocytów we krwi znacznie spada. Śmiertelność choroby wynosi 50%.

Bardzo ciężka postać choroby popromiennej występuje po narażeniu na dawki powyżej 600 rad. Leukocyty we krwi całkowicie zanikają. Śmierć następuje w 100% przypadków.

Opisane powyżej skutki narażenia na promieniowanie są typowe dla przypadków, w których nie ma dostępu do opieki medycznej.

Do leczenia napromieniowanego organizmu nowoczesna medycyna szeroko wykorzystuje metody takie jak wymiana krwi, przeszczep szpiku kostnego, podawanie antybiotyków, a także inne metody intensywnej terapii. Dzięki temu leczeniu można wykluczyć śmierć nawet przy napromieniowaniu dawką do 1000 rad. Energia emitowana przez substancje radioaktywne jest pochłaniana przez środowisko, w tym obiekty biologiczne. W wyniku oddziaływania promieniowania jonizującego na organizm człowieka w tkankach mogą zachodzić złożone procesy fizyczne, chemiczne i biochemiczne.

Efekty jonizujące zakłócają przede wszystkim prawidłowy przebieg procesów biochemicznych i metabolizmu. W zależności od wielkości pochłoniętej dawki promieniowania oraz indywidualnych cech organizmu, powstałe zmiany mogą być odwracalne lub nieodwracalne. Przy małych dawkach dotknięta tkanka przywraca swoją aktywność funkcjonalną. Duże dawki przy długotrwałym narażeniu mogą powodować nieodwracalne uszkodzenia poszczególnych narządów lub całego organizmu. Każdy rodzaj promieniowania jonizującego powoduje zmiany biologiczne w organizmie, zarówno podczas napromieniania zewnętrznego (źródło znajduje się poza organizmem), jak i wewnętrznego (substancje radioaktywne dostają się do organizmu np. przez inhalację). Rozważmy wpływ promieniowania jonizującego, gdy źródło promieniowania znajduje się poza ciałem.

Biologiczne skutki promieniowania jonizującego w w tym przypadku zależy od dawki całkowitej i czasu narażenia na promieniowanie, jego rodzaju, wielkości napromienianej powierzchni oraz indywidualnych cech organizmu. Możliwe przy jednorazowym naświetleniu całego ludzkiego ciała zaburzenia biologiczne w zależności od całkowitej pochłoniętej dawki promieniowania.

W przypadku narażenia na dawki 100-1000 razy wyższe niż dawka śmiertelna, osoba może umrzeć w wyniku narażenia. Ponadto pochłonięta dawka promieniowania powodująca uszkodzenie poszczególnych części ciała przewyższa śmiertelną dawkę promieniowania pochłoniętą dla całego organizmu. Dawki śmiertelne pochłonięte dla poszczególnych części ciała wynoszą: głowa – 20 Gy, Dolna część brzuch - 30 Gy, Górna część brzuch - 50 Gy, klatka piersiowa- 100 Gy, kończyny - 200 Gy.

Stopień wrażliwości różnych tkanek na promieniowanie jest różny. Jeśli weźmiemy pod uwagę tkanki narządów w celu zmniejszenia ich wrażliwości na działanie promieniowania, otrzymamy następującą sekwencję: tkanka limfatyczna, węzły chłonne, śledziona, grasica, szpik kostny, komórki rozrodcze. Większa wrażliwość narządów krwiotwórczych na promieniowanie leży u podstaw określenia charakteru choroby popromiennej.

Już po jednorazowym napromieniowaniu całego ciała człowieka pochłoniętą dawką 0,5 Gy liczba limfocytów może gwałtownie spaść już następnego dnia po napromienianiu. Zmniejsza się także liczba czerwonych krwinek krwinki) dwa tygodnie po napromienianiu. U zdrowa osoba Krwinek czerwonych jest około 10 4, a codziennie rozmnaża się 10 4 pacjentów z chorobą popromienną, a stosunek ten zostaje naruszony, w wyniku czego organizm umiera.

Ważnym czynnikiem wpływającym na narażenie organizmu na promieniowanie jonizujące jest czas ekspozycji. Wraz ze wzrostem dawki wzrasta szkodliwe działanie promieniowania. Im bardziej ułamkowe jest promieniowanie w czasie, tym mniejszy jest jego szkodliwy wpływ (ryc. 2.17).

Zewnętrzne narażenie na cząstki alfa i beta jest mniej niebezpieczne. Mają krótki zasięg w tkance i nie docierają do narządów krwiotwórczych i innych narządów wewnętrznych. Przy napromieniowaniu zewnętrznym należy uwzględnić promieniowanie gamma i neutronowe, które wnikają w tkankę większa głębokość i zniszczyć go, jak omówiono bardziej szczegółowo powyżej.

5. Dwa rodzaje napromieniania ciała: zewnętrzne i wewnętrzne

Promieniowanie jonizujące może oddziaływać na człowieka na dwa sposoby. Pierwszy sposób jest ekspozycja zewnętrzna ze źródła znajdującego się na zewnątrz ciała, co zależy głównie od tła promieniowania obszaru, w którym dana osoba żyje lub od innych czynników zewnętrznych. Drugi - promieniowanie wewnętrzne, spowodowane przyjęciem do organizmu substancji radioaktywnej, głównie poprzez żywność.

Produkty spożywcze niespełniające norm radiacyjnych charakteryzują się dużą zawartością radionuklidów, dostają się do żywności i stają się źródłem promieniowania bezpośrednio w organizmie.

Żywność i powietrze zawierające izotopy plutonu i ameryku o wysokiej aktywności alfa stanowią ogromne zagrożenie. Pluton, który spadł w wyniku katastrofy w Czarnobylu, jest najbardziej niebezpiecznym czynnikiem rakotwórczym. Promieniowanie alfa charakteryzuje się wysokim stopniem jonizacji, a co za tym idzie, większą zdolnością niszczenia tkanek biologicznych.

Przedostanie się plutonu, a także ameryku przez drogi oddechowe do organizmu człowieka powoduje onkologiczne choroby płuc. Należy jednak wziąć pod uwagę, że stosunek całkowitej ilości plutonu i jego odpowiedników ameryku, kiru do Łączna pluton, który dostał się do organizmu poprzez wdychanie, jest nieznaczny. Jak ustalił Bennett, analizując testy nuklearne w atmosferze, w Stanach Zjednoczonych stosunek osadzania się do wdychania wynosi 2,4 miliona do 1, co oznacza, że ​​zdecydowana większość radionuklidów zawierających alfa z testów broni jądrowej trafiła do ziemi bez wpływu na ludzi . W emisji śladu czarnobylskiego zaobserwowano także cząstki paliwa jądrowego, tzw. cząstki gorące o wielkości około 0,1 mikrona. Cząsteczki te mogą również przedostać się do płuc i stanowić poważne zagrożenie.

Narażenie zewnętrzne i wewnętrzne wymaga podjęcia różnych środków ostrożności przeciwko niebezpiecznym skutkom promieniowania.

Narażenie zewnętrzne jest generowane głównie przez radionuklidy zawierające gamma, a także promieniowanie rentgenowskie. Jego szkodliwość zależy od:

a) energia promieniowania;

b) czas trwania narażenia na promieniowanie;

c) odległość źródła promieniowania od obiektu;

d) środki ochronne.

Istnieje liniowa zależność pomiędzy czasem trwania naświetlania a pochłoniętą dawką, a wpływ odległości na wynik narażenia na promieniowanie ma charakter kwadratowy.

Do ochrony przed promieniowaniem zewnętrznym stosuje się głównie ołowiane i betonowe ekrany ochronne wzdłuż drogi promieniowania. Skuteczność materiału jako osłony przed przenikaniem promieni rentgenowskich lub gamma zależy od gęstości materiału, a także od stężenia zawartych w nim elektronów.

Chociaż można chronić się przed promieniowaniem zewnętrznym za pomocą specjalnych ekranów lub innych działań, nie jest to możliwe w przypadku promieniowania wewnętrznego.

Istnieją trzy możliwe drogi przedostawania się radionuklidów do organizmu:

a) z jedzeniem;

b) przez drogi oddechowe z powietrzem;

c) poprzez uszkodzenie skóry.

Należy zauważyć, że pierwiastki radioaktywne, pluton i ameryk, dostają się do organizmu głównie poprzez pożywienie lub wdychanie, a bardzo rzadko poprzez zmiany skórne.

Jak zauważa J. Hall, narządy ludzkie reagują na substancje dostające się do organizmu wyłącznie na podstawie charakteru chemicznego tych ostatnich, niezależnie od tego, czy są one radioaktywne, czy nie. Pierwiastki chemiczne, takie jak sód i potas, znajdują się we wszystkich komórkach organizmu. W rezultacie ich radioaktywna postać, wprowadzona do organizmu, będzie także rozprowadzana po całym organizmie. Inne pierwiastki chemiczne mają tendencję do gromadzenia się w poszczególnych narządach, jak to ma miejsce w przypadku radioaktywny jod V Tarczyca lub wapnia w tkance kostnej.

Przedostawanie się substancji radioaktywnych z żywnością do organizmu zależy w dużym stopniu od ich interakcji chemicznej. Ustalono, że chlorowana woda zwiększa rozpuszczalność plutonu, a co za tym idzie, jego wchłanianie do narządów wewnętrznych.

Po przedostaniu się substancji promieniotwórczej do organizmu należy wziąć pod uwagę ilość energii i rodzaj promieniowania, a także fizyczny i biologiczny okres półtrwania radionuklidu. Biologiczny okres półtrwania to czas potrzebny na usunięcie połowy substancji radioaktywnej z organizmu. Niektóre radionuklidy są szybko usuwane z organizmu i dlatego nie mają czasu wyrządzić większych szkód, inne natomiast pozostają w organizmie przez dłuższy czas.

Okres półtrwania radionuklidów zależy w dużym stopniu od stanu fizycznego osoby, jej wieku i innych czynników. Nazywa się kombinacją okresu półtrwania fizycznego i biologicznego efektywny okres półtrwania- najważniejsze przy określaniu całkowitej ilości promieniowania. Narząd najbardziej podatny na działanie substancji radioaktywnej nazywa się krytyczny. Dla różnych narządów krytycznych opracowano normy określające dopuszczalną zawartość każdego pierwiastka promieniotwórczego. Na podstawie tych danych stworzono dokumenty regulujące dopuszczalne stężenia substancji promieniotwórczych w powietrze atmosferyczne, woda pitna, jedzenie. Na Białorusi w związku z awarią w Czarnobylu obowiązują Republikańskie Dopuszczalne Poziomy zawartości radionuklidów cezu i strontu w produktach spożywczych i wodzie pitnej (RDU-92). W obwodzie homelskim wprowadzono bardziej rygorystyczne normy dla niektórych produktów spożywczych, np. dla dzieci. Biorąc pod uwagę wszystkie powyższe czynniki i standardy, podkreślamy, że średnioroczna skuteczna dawka równoważna promieniowania człowieka nie powinna przekraczać 1 mSv rocznie.

Literatura

1. Savenko V.S. Radioekologia. - Mn.: Design PRO, 1997.

2. MM Tkachenko, „Radiologia (diagnostyka podatna i terapia promenadowa)”

3. AV Szumakow Krótki przewodnik po radioterapii Ługańsk -2006

4. Bekman I.N. Wykłady z medycyny nuklearnej

5. L.D. Lindenbraten, L.B. Naumow. Radiologia medyczna. M. Medycyna 1984

6. P.D. Khazov, M.Yu. Petrowa. Podstawy radiologii medycznej. Ryazan, 2005

7. P.D. Chazow. Diagnostyka radiacyjna. Seria wykładów. Ryazan. 2006

napromieniowanie jonizujące organizm

Opublikowano na stronie

Podobne dokumenty

Bezpośrednie i pośrednie skutki promieniowania jonizującego. Wpływ promieniowania jonizującego na poszczególne narządy i organizm jako całość, mutacje. Wpływ dużych dawek promieniowania jonizującego na obiekty biologiczne. Rodzaje napromieniania ciała: zewnętrzne i wewnętrzne.

streszczenie, dodano 02.06.2010


Zastosowanie promieniowania jonizującego w medycynie. Technologia procedury medyczne. Instalacje do radioterapii zewnętrznej. Zastosowanie izotopów w medycynie. Środki ochrony przed promieniowaniem jonizującym. Proces otrzymywania i wykorzystania radionuklidów.

prezentacja, dodano 21.02.2016


Główne zmiany funkcjonalne i morfologiczne w strukturach komórkowych zachodzące pod wpływem promieniowania jonizującego, stopień tych zmian na układ odpornościowy organizmu. Objawy kliniczne narażenie i przebieg choroby popromiennej.

streszczenie, dodano 23.01.2010


Podstawy fizyczne radioterapia. Podstawowe rodzaje i właściwości promieniowania jonizującego. Promieniowanie korpuskularne i fotonowo-jonizujące (IR). Biologiczne podstawy radioterapii. Zmiany w budowie chemicznej atomów i cząsteczek, biologiczne skutki AI.

streszczenie, dodano 15.01.2011


Mechanizm działania promieniowania jonizującego na organizm. Teoria radiotoksyn lipidowych (radiotoksyny pierwotne i reakcje łańcuchowe). Pośrednie skutki promieniowania. Cechy patogenetycznego działania różnych rodzajów energii promienistej na organizm.

prezentacja, dodano 28.09.2014


Historia odkrycia promieniotwórczości. Rodzaje promieniowania jonizującego. Skutki promieniowania dla zdrowia. Radioaktywne leki lecznicze. Aspekty wykorzystania promieniowania w diagnostyce, leczeniu, sterylizacji narzędzi medycznych, badaniach krążenia krwi.

prezentacja, dodano 30.10.2014


Ogólna koncepcja o elektronice kwantowej. Historia rozwoju i zasada konstrukcji lasera, właściwości promieniowania laserowego. Lasery o małej i dużej intensywności: właściwości, wpływ na tkanki biologiczne. Zastosowanie technologii laserowych w medycynie.

streszczenie, dodano 28.05.2015


Biologiczny wpływ na organizm promieniowania jonizującego od środka radioaktywnego i uszkodzenia neutronów. Ostra i przewlekła choroba popromienna: oczywiście okresowość, zespoły kliniczne. postać ARS w szpiku kostnym; diagnostyka, patogeneza, profilaktyka.

prezentacja, dodano 21.02.2016


Nagły wzrost śmiertelności z powodu promieniowania. Hipotezy dotyczące pochodzenia promieniowania i jego identyfikacja. Źródła promieniowania biologicznie czynnego pochodzenia lądowego, obiekty chemiczne i ich wpływ na modyfikację komórek organizmów żywych.

raport, dodano 16.12.2009


Immunoregulacyjne działanie glukokortykoidów, wpływ na organizm. Wpływ na metabolizm, relacje z innymi hormonami. Nazwy leków. Silne działanie antyalergiczne, przeciwzapalne, antystresowe, przeciwwstrząsowe.

Biologiczne skutki promieniowania.

Działanie promieniowanie jonizujące zajmują się badaniem organizmów żywych od czasu, gdy francuskiemu naukowcowi Andre Becquerelowi udało się odkryć zjawisko radioaktywności w 1896 roku. Do środków jonizujących zalicza się prześwietlenie I promieniowanie gamma objawia się w postaci porcji energii, czyli tzw. kwantów.

Przelatując nad powłoką atomu, kwanty i cząstki są w stanie wyrwać z niego elektron. Pozbawione ujemnie naładowanego elektronu atomy i cząsteczki stają się dodatnio naładowanymi jonami. Tak ogólnie wygląda ten proces jonizacja atomy i cząsteczki. Wraz z tym, gdy promieniowanie jonizujące oddziałuje z rozpuszczalnikami cząsteczek biologicznych (wodą lub tłuszczami), powstają inne produkty jonizacji - wolne rodniki(aktywne fragmenty cząsteczek) z jednym lub dwoma niesparowanymi elektronami.

Jony i rodniki dzięki swojej dużej reaktywności potrafią wchodzić w złożone reakcje chemiczne z innymi cząsteczkami, a dodatkowo wybijane przez promieniowanie elektrony mogą powodować coraz większą liczbę aktów jonizacji. Taki łańcuch zdarzeń zwykle prowadzi do różnych destrukcyjnych zmian w makrocząsteczkach, z których zbudowane są organizmy żywe.

Wrażliwość na promieniowanie makrocząsteczek biologicznych znajdujących się w probówce (na zewnątrz organizmu) i w ramach żywych komórek okazała się zaskakująco różna. Uszkodzenie 0,001-0,1% DNA, praktycznie niewykrywalne na zewnątrz organizmu, prowadzi do katastrofy, jeśli te makrocząsteczki są częścią żywej komórki. Różnicę tę można wytłumaczyć przede wszystkim dwoma przyczynami. Po pierwsze, makrocząsteczki DNA tworzące geny są unikalne. Znajdują się w jądrze komórkowym w jednej, dwóch lub kilku kopiach. Oznacza to, że ich powtarzalność jest ograniczona. Po drugie, w żywej komórce i w całym organizmie działają różnego rodzaju mechanizmy, które zwielokrotniają początkowy efekt. Wzmocnienie to objawia się na przykład tym, że zmiana (mutacja) tylko jednego genu w komórce zarodkowej następnie – podczas jej zapłodnienia i dojrzewania płodu – odtwarza tę mutację we wszystkich komórkach organizmu w postaci odchyleń w strukturze i funkcji.

Limfocyty i inne komórki układu odpornościowego są komórkami somatycznymi. Najpełniej zbadany został proces śmierci komórek somatycznych w wyniku napromieniowania. Istnieją dwa główne typy śmierci komórek w wyniku kontaktu z promieniowaniem: rozrodczy(w momencie podziału komórki) i interfaza(w okresie spoczynku - pomiędzy poprzednim i kolejnym podziałem).

W obu przypadkach główną przyczyną śmierci komórki jest rozerwanie chromosomów, a dokładniej pęknięcie cząsteczek DNA. Każdy chromosom składa się z dwóch nici DNA. W zależności od siły promieniowania może nastąpić przerwa w jednej lub obu niciach DNA.

Pojedyncze pęknięcia jednego wątku można łatwo zagoić (przywrócić). W tym celu w klatce znajduje się specjalna komórka systemu napraw z zestawem enzymów redukujących. Co się stanie, jeśli oba wątki pękną w tym samym czasie? W tym przypadku nici są rozdzielane, naprawa staje się komórką i z reguły umiera. Przy intensywnym napromienianiu umierają wszystkie dzielące się komórki (śmierć reprodukcyjna), a przede wszystkim te, które mają pęknięcie dwuniciowego DNA. Śmierć międzyfazowa związana jest z procesem dojrzewania komórek „spoczynkowych” i jest losem tylko kilku typów komórek, do których zaliczają się limfocyty. Komórki interfazowe obumierają szybko – w ciągu pierwszego dnia po napromienianiu. Mechanizmy jego realizacji nie są w pełni poznane. Istnieje pogląd, że śmierć międzyfazowa jest przyspieszeniem naturalnej, genetycznie zaprogramowanej śmierci komórki. Początkowo pod wpływem enzymu endonukleazy DNA ulega zniszczeniu, a następnie następuje nieodwracalne naruszenie integralności błon komórkowych. Tę formę śmierci obserwuje się nie tylko podczas narażenia na promieniowanie, ale także wtedy, gdy komórka jest wystawiona na działanie promieni UV, hormonów kortykosteroidowych i niektórych leków. W związku z tym współczynnik promieniowania nie różni się niczym szczególnym od czynników fizjologicznych wyzwalających procesy biologiczne. Komórki prawdopodobnie są w stanie przełożyć wszelkie zdarzenia molekularne powstające pod wpływem różnych czynników zewnętrznych na standardowy język sygnałów wewnątrzkomórkowych.

Rozrodcze i międzyfazowe formy śmierci napromieniowanych komórek są przyczyną uszkodzeń radiacyjnych organizmów wyższych. W tym przypadku na skutek śmierci limfocytów narządy układu odpornościowego ulegają dewastacji naprzemiennie w dwóch falach. Wczesna dewastacja następuje w wyniku śmierci międzyfazowej. Później następuje z powodu śmierci komórek rozrodczych. Jak już powiedziano, wszystkie intensywnie odnawiające się tkanki są podatne na śmierć reprodukcyjną. Należą do nich tkanka krwiotwórcza, immunologiczna, generatywna, tkanka śluzowa jelit itp. To ich porażka stanowi największą część procesu patologicznego, który nazywa się choroba popromienna.

Przyjrzymy się bardziej całościowemu obrazowi ogólnego uszkodzenia organizmu przez promieniowanie w zależności od dawki, korzystając z Tabeli 1.

Tabela 1. Skala skutków biologicznych podczas napromieniania ogólnego

Dawka (szara)	Efekt
~2000	Śmierć pod belką
10--100	Mózgowa postać choroby popromiennej ( śpiączka, śmierć w ciągu 1-2 godzin)
6--10	Jelitowa postać choroby popromiennej (poważne uszkodzenie błony śluzowej jelit, śmierć w ciągu 3-12 dni)
4--6	Choroba popromienna szpiku kostnego (ciężkie uszkodzenie szpiku kostnego, uszkodzenie błony śluzowej jelit)
2--4	Średnie nasilenie choroba popromienna (skrócenie średniej długości życia o 3-9 lat)
1--2	Stan niedoboru odporności (rakotwórczość popromienna)
0,5--1	Zaburzenia krwiotwórcze, pierwotne zaburzenia odporności, podwojenie mutacji, zwiększona częstotliwość nowotwory złośliwe
0,1--0,5	Tymczasowa męskosterylność
0,05--0,1	Rejestracja mutacji
0,002--0,05	Stymulacja czynności życiowych
0,001--0,002	Optymalna aktywność życiowa
Mniej niż 0,001	Depresja funkcji życiowych

Jednak nawet na tym schemacie skala biologicznych skutków działania popromiennego jest minimalna. Oprócz tych skutków istnieją inne - różne dysfunkcje ośrodków odpornościowych, stosunek ilościowy różne formy immunocentrów w ich współdziałających interakcjach, starzenie się radiacyjne napromienianych narządów, układu odpornościowego itp.

Należy powiedzieć, że dla całego promieniowania jonizującego zwyczajowo rozróżnia się trzy dawki Wchłonięta dawka określana na podstawie ilości energii pochłoniętej przez napromieniany obiekt i wyrażona w odcieniach szarości. Wystawa określony na podstawie efektu jonizacji w powietrzu w normalnych warunkach i oznaczony jako „kulomb na kg” Równowartość określana na podstawie efektów biologicznych i wyrażana w siwertach.

W tabeli nr 2 przedstawiono jednostki miary wskazanych dawek w międzynarodowym układzie jednostek – SI oraz ich związek z jednostkami niesystemowymi (pochodnymi).

Szczególną uwagę należy zwrócić na stosunek jednostek dawek pochłoniętych, ekspozycyjnych i równoważnych dla promieniowania gamma i rentgenowskiego, gdzie 1 Gy = 1 ZB i 1 rad = 1 rem. Ze względu na fakt, że stopień uszkodzenia (promienioczułości) obiektów biologicznych jest określony przez pochłoniętą dawkę promieniowania oraz podatność tego obiektu na działanie promieniowania, dawki podane na ryc. 1 w tekście głównym wyrażone są w odcieniach szarości.

Uszkodzenie radiacyjne układu odpornościowego

Aby zrozumieć specyfikę wpływu promieniowania na różne części układu odpornościowego, musimy odpowiedzieć na pytanie - Jak określa się promienioczułość obiektów biologicznych? Uważa się, że promieniowrażliwość zależy od dawki pochłoniętej i podatności obiektu biologicznego na promieniowanie. Jest on różnie oceniany na różnych poziomach biologicznych.

Na przykład radiowrażliwość na poziomie organizmu ocenia się za pomocą LD 50/30 – dawki śmiertelnej, która powoduje śmierć 50% napromieniowanych organizmów w ciągu 30 dni po napromienianiu; na poziomie komórkowym, stosując dawkę oznaczoną D 37. Faktem jest, że radiowrażliwość komórek jest wygodniejsza : wszystkie mierzone w dawkach, przy których średnio następuje jedno śmiertelne uderzenie cząstek lub kwantów energii na komórkę. Ponieważ jednak trafienia są rozdzielane losowo, niektóre komórki zostają trafione dwukrotnie lub trzykrotnie, podczas gdy inne pozostają nietrafione. Zgodnie z prawami statystyki takie nienaruszone komórki okazują się wynosić -37%. Dlatego D 37 przyjęto jako kryterium oceny wrażliwości komórki na promieniowanie. W przypadku śmierci komórek dowolnego typu w momencie podziału D 37 jest w przybliżeniu taki sam i wynosi 1 Gy. Podobna dawka dotyczy limfocytów wchodzących w podział. Czułość komórek interfazowych (spoczynkowych) jest bardziej zróżnicowana, dlatego D 37 dla nich waha się od 0,5 do 3 Gy.

Jeśli mówimy o dawce, śmierć komórek popromiennych jest zauważalna w granicach 1 Gy. Wraz ze wzrostem dawki liczba umierających komórek wzrasta do 6-7 Gy. Następnie w organizmie pozostają tylko radioodporne komórki tkanki limfatycznej - makrofagi, elementy zrębowe (komórki nabłonkowe i tkanki łącznej), które tworzą szkielet narządów, a także niektóre funkcjonalnie dojrzałe limfocyty, które są niewrażliwe na promieniowanie.

Jeśli mówimy o czasie, limfocyty umierają w kilku etapach. Przez pierwszy dzień (6-12 godzin) po naświetlaniu rozpoczyna się międzyfazowa śmierć komórek, co prowadzi do bardzo zauważalnych konsekwencji. W miarę obumierania komórek zmniejsza się rozmiar wszystkich narządów limfatycznych. Wydają się być opróżnione, chociaż ich szkielet tkankowy jest całkowicie zachowany. Następnie rozpoczyna się drugi etap dewastacji narządów limfatycznych. Trwa to przez kolejne 3-4 dni, ale znacznie wolniej. Na tym etapie przyczyną dewastacji jest śmierć reprodukcyjna dzielących się komórek. Podział komórek w tym przypadku jest wywoływany napływem różnych antygenów (mikrobiologicznych), których inwazja nasila się z powodu zakłócenia naturalnych barier (skóra, tkanka śluzowa itp.).

Uszkodzenia popromienne funkcji barierowych skóry i błon śluzowych, ściśle mówiąc, nie są bezpośrednio związane z układem odpornościowym. Ale ta okoliczność pokazuje, jak ważna jest integralność i zachowanie relacji różne systemy dla ogólnego bezpieczeństwa ciała.

Promieniowe zniszczenie naturalnych barier, zalanie organizmu florą bakteryjną i przejście większości limfocytów do podziału to najbardziej dramatyczny okres w relacji limfocytów z promieniowaniem. Dopiero po 3 - 4 dniach sytuacja się zmienia. Przy w miarę tolerowanej dawce zmienia się na lepsze. Komórki nienaruszone lub nieznacznie dotknięte promieniowaniem; Po wejściu w fazę spoczynku mogą dalej się rozwijać, wejść w fazę dojrzałości, a następnie realizować swoje funkcje immunologiczne. Potomkowie limfocytów B (producenci przeciwciał) zaczynają wydzielać przeciwciała, zabójcy T zaczynają aktywnie niszczyć komórki docelowe, a pomocnicy T zaczynają syntetyzować i wydzielać białka regulatorowe (interleukiny itp.) niezbędne do interakcji międzykomórkowych.

Na etapie dojrzałości funkcjonalnej limfocyty z reguły są odporne na promieniowanie nawet w dawce kilkudziesięciu szarości. W tym stanie nie grozi im śmierć międzyfazowa i minęło niebezpieczeństwo śmierci reprodukcyjnej.

Sytuacja zmienia się jednak w przypadku otrzymania dawek promieniowania, które są trudne do tolerowania. Układowi odpornościowemu bardzo trudno jest zrekompensować kolosalne straty. Dlatego zawsze, gdy napromieniowane limfocyty zostają zaatakowane przez masę antygenów, stawką jest nie tylko żywotność komórek limfoidalnych, ale także życie samego organizmu.

Mówiąc o interfazie i śmierci reprodukcyjnej limfocytów, zasadniczo omawiamy radiowrażliwość dwóch faz koło życia komórki te mają fazę spoczynku i fazę podziału, chociaż faza spoczynku jest pojęciem bardzo względnym. W tym okresie cyklu życiowego komórki albo różnicują się, to znaczy dojrzewają, przechodząc z jednego etapu rozwoju do drugiego, lub osiągając etap dojrzałości; spełnić swoje bezpośrednie obowiązki funkcjonalne. Jak widać, radiowrażliwość na różnych etapach rozwoju może się znacznie różnić. Zilustrujmy to przykładem: komórki T. Najmłodsze formy limfocytów T, wczesne tymocyty i najbardziej odporny na promieniowanie. Dzięki nim organizm, znajdując się w trudnych sytuacjach, nie jest bezbronny w odbudowie napromieniowanej populacji limfocytów T. Komórki następnego etapu - tymocyty korowe, wręcz przeciwnie, są to najbardziej promienioczułe komórki układu odpornościowego, a być może i całego organizmu. Są niezwykle delikatne i dlatego jako pierwsze ulegają wpływom wszelkich stresujących sytuacji. Nawet normalnie większość z nich umiera bez opuszczania grasicy. Na kolejnym etapie rozwoju, przed spotkaniem z antygenem, komórki, choć nadal radiowrażliwe, są znacznie mniejsze niż tymocyty korowe.

Badanie porównawcze radiowrażliwości immunocytów wykazało, że limfocyty B odpowiedzialne za tworzenie przeciwciał są bardziej radiowrażliwe niż limfocyty T, a wśród nich znajdują się komórki pomocnicze T. : (szczególnie te zaangażowane w komórkową, a nie humoralną odpowiedź immunologiczną). To właśnie limfocyty T znajdują się wśród nielicznych limfocytów, które przeżywają w narządach limfatycznych po ekspozycji na wysokie dawki promieniowania (dziesiątki szarości). Należy zauważyć, że populacje komórek B są bardziej jednorodne pod względem wrażliwości na promieniowanie niż komórki T.

Stąd różnym stopniu uszkodzenie komórkowych i humoralnych form odpowiedzi immunologicznej, gdyż o tym decyduje radiowrażliwość komórek odpowiedzialnych za te formy odpowiedzi (ryc. 1).

Ryc. 1. Radioczułość różne rodzaje odpowiedź immunologiczna

Reakcje immunologiczne, które opierają się na odpowiedzi limfocytów B (tworzenie przeciwciał), są bardziej podatne na promieniowanie niż na reakcje limfocytów T. Okazuje się, że jest bardziej podatny na zranienie ochrona antybakteryjna, związane z wytwarzaniem przeciwciał i mniej - ochrona antywirusowa, Zależne od limfocytów T. Nie ma jednak reguł bez wyjątków, o czym świadczy m.in komórki supresorowe. Ich niestymulowane antygenem prekursory nie różnią się pod względem wrażliwości na promieniowanie od większości innych limfocytów T. Po kontakcie z antygenami i dojrzewaniu do form funkcjonalnie aktywnych, supresory T znajdują się w szczególnej pozycji. Zamiast stać się radioodpornymi po stymulacji, zachowują dość wysoką radiowrażliwość. Dlatego większość z nich umiera przy dawkach 4 – 6 Gy.

Dość odporny na promieniowanie Naturalne komórki zabójców(komórki NK) odpowiedzialne za odporność przeciwnowotworową. D 37 dla nich mieści się w granicach 7-8 Gy. Nie wymagają wcześniejszego kontaktu z antygenami, aby działać jako komórki zabójcze lub nabywać oporność na promieniowanie.

Komórki komórki pamięci są bardziej radioodporne niż „dziewicze” limfocyty, które nie miały kontaktu z antygenem. Wyjaśnia to większą oporność na promieniowanie wtórnej odpowiedzi immunologicznej w porównaniu z pierwotną odpowiedzią immunologiczną.

Jednak różnica między radiowrażliwością dziewiczych limfocytów i. komórek pamięci nie jest na tyle duża, aby mogła wyjaśniać różnice między radioczułością odpowiedzi pierwotnej i wtórnej. Okazało się, że proces ten zależy nie tylko od charakterystyki ogniw, ale także od wysokiego poziomu wyposażenia odpowiedzi wtórnej. Faktem jest, że dostępnych jest zawsze o wiele więcej komórek, niż potrzeba do skutecznej odpowiedzi immunologicznej. Dlatego śmierć pewnego odsetka komórek do pewnego momentu nie ma prawie żadnego wpływu na poziom odpowiedzi immunologicznej.

Po napromieniowaniu wszystkie procesy związane z z kontaktami międzykomórkowymi. Bez kooperacyjnej interakcji pomiędzy Komórki T-B-A praktycznie żadna odpowiedź immunologiczna nie jest omijana. Istnieją dwa rodzaje interakcji międzykomórkowych - humorystyczny (zdalny) I komórkowy (kontakt). Przy silniejszym napromieniowaniu wpływa to na ten drugi, co wiąże się ze specyficznym zaburzeniem układów receptorowych błon komórkowych. Wspomnieliśmy już, że komórki B nie zawsze są w stanie samodzielnie poradzić sobie z konkretnym ogniskiem choroby. I wtedy limfocyty T ruszają z pomocą, aby poprzez kontakt dokończyć proces odpornościowy. Jednak bardzo często proces ten zostaje przerwany, ponieważ im więcej kontaktów międzykomórkowych bierze udział w reakcjach immunologicznych, tym silniejszy jest na nie wpływ promieniowania. Odpowiedź immunologiczna w dużej mierze zależy od tego, kiedy nastąpiło spotkanie immunocytów z antygenami – przed i po napromienianiu. W eksperymentach procesy te bada się na zwierzętach poprzez ich immunizację, czyli wstrzykiwanie antygenów.

Podczas napromieniowania zostaje zakłócony proces selektywnego przenikania limfocytów z krwioobiegu do narządów limfatycznych. W tym przypadku, jak twierdzą immunolodzy, zostaje zaburzony „instynkt domowy” limfocytów, czyli ich zdolność do odnajdywania domu (narządów limfatycznych). Powodem jest naruszenie systemów rozpoznawania błon tych komórek. Ścieżka migracji limfocytów do węzłów chłonnych jelita, dróg oddechowych itp. zostaje zakłócona, chociaż droga do śledziony pozostaje wolna, co tłumaczy się szczególną strukturą jej naczyń włosowatych. Powstaje zatem sytuacja, gdy limfocyty swobodnie przenikają do śledziony, ale nie mogą migrować do węzłów chłonnych. A to dla nich bardzo ważne, bo to właśnie w węzłach chłonnych są rekrutowane i wzywane do służby, by chronić organizm przed agresją zewnętrzną i wewnętrzną. Dlatego tłumienie odpowiedzi immunologicznej w węzłach chłonnych jest bardziej wyraźne niż w śledzionie.

Po naświetlaniu odporność ulega stłumieniu w wyniku uszkodzenia immunocytów i objawia się spadkiem maksymalnych wskaźników reakcji immunologicznych (mianu przeciwciał, aktywności komórek zabójczych) oraz spowolnieniem tempa ustalania się „nowego maksymalnego poziomu” tych wskaźniki. Wszystko to ma szkodliwy wpływ na funkcje chronione, szczególnie przed zewnętrzną agresją biologiczną. Napromieniowany układ odpornościowy nie jest w stanie odpowiednio zwalczyć drobnoustrojów, które po napromienianiu wypełniają organizm. Produkty przemiany materii drobnoustrojów mają dodatkowo działanie immunosupresyjne na organizm. Sytuację komplikuje fakt, że wraz z florą patogenną zaczyna aktywować się i wykazywać właściwości chorobotwórcze mikroflora obligatoryjna (nieszkodliwa lub częściowo korzystna), która wcześniej spokojnie żyła w drogach oddechowych, przewodzie pokarmowym i na skórze. W ten sposób powstają wtórne stany niedoborów odporności, których przyczyną jest tzw zakażenia oportunistyczne.

Problem przejścia drobnoustrojów obligatoryjnych w stan warunkowo patogenny staje się coraz bardziej dotkliwy w związku z pogorszeniem się sytuacji ekologicznej w naszym środowisku. A rola promieniowania tutaj, jak wiemy, jest znacząca.

W immunologii radiacyjnej, przy omawianiu radiowrażliwości, najczęściej mówimy o o śmierci komórek popromiennej. W rzeczywistości sprawa nie ogranicza się do tego, czy komórka przeżyje, czy umrze. W końcu komórki, które przetrwają napromienianie, nie zawsze zachowują swoje funkcje. Z reguły jest to naruszane potencjał bioenergetyczny komórki, praca aparat jądrowy, systemy membranowe itp. Całkowity powrót do zdrowia u osób narażonych populacje komórek występuje rzadko, a przywrócenie ich walorów użytkowych zwykle wiąże się z ich odnową ilościową. Upośledzenie czynnościowe bez śmierci występuje częściej w makrofagach i innych komórkach wspomagających układ odpornościowy.

Nie ma wątpliwości co do spadku odporności na czynniki zakaźne (odporność zakaźna). Jednak wpływ promieniowania na odporność przeciwnowotworową jest bardziej złożony. Chociaż napromienianie zwiększa częstość występowania nowotworów, rozwijają się one później.

Przyjrzyjmy się pokrótce skutkom narażenia na promieniowanie procesy autoimmunologiczne. Na pierwszy rzut oka wydaje się to nieoczekiwane: dlaczego w tle poziom ogólny procesy autoimmunologiczne aktywują reakcje skierowane przeciwko antygenom własnych komórek i tkanek. Zwykle tolerancję na własne antygeny zapewniają mechanizmy centralnych i obwodowych narządów układu odpornościowego.

W momencie dojrzewania limfocytów na poziomie narządów centralnych, pierwsza tarcza - uśmiercanie klonów komórkowych skierowanych przeciwko własnym antygenom. Druga tarcza- zakaz reakcji na własne antygeny realizują supresory, które narzucają swoje „veto” konfliktowi układu odpornościowego z komórkami własnego organizmu. Ale promieniowanie, które wpływa na obie tarcze, narusza prawa tolerancji. W efekcie dochodzi do destrukcji tkanek i narządów organizmu, uwalniają się autoantygeny spod wpływu naturalnych relacji, osłabia się reakcja na „obce” i wzmaga się reakcja na „swoje”. Oznacza to, że promieniowanie nie tylko osłabia układ odpornościowy, ale zaburza jego skoordynowane funkcjonowanie i zakłóca podstawy jego działania.

Wszystko, co zostało powiedziane, pozwala nam na dokonanie następujących uogólnień. Uszkodzenie komórek, prowadzące do ich śmierci lub zmniejszenia aktywności funkcjonalnej, jest przyczyną osłabienia odporności. Najbardziej radiowrażliwe są limfocyty. Istnieją wewnętrzne różnice między obiema subpopulacjami i limfocytami. Limfocyty B są bardziej wrażliwe na promieniowanie niż limfocyty T. Różnice występują w obrębie populacji limfocytów T. Najbardziej radioodporne z nich to pomocnicy T, a najbardziej radiowrażliwe to supresory T. Komórki NK i makrofagi również należą do grupy odpornych na promieniowanie. Większość limfocytów umiera podczas naświetlania w zakresie od 0,5 do 6 Gy. Pierwszego dnia obumierają głównie komórki interfazy, a w ciągu kolejnych 3-4 dni (zwykle w obecności antygenu) obumierają komórki dzielące się.

Wszystkie limfocyty (z wyjątkiem supresorów) po kontakcie z antygenem i osiągnięciu stadium dojrzałego (efektorowego) nabywają zwiększoną radioooporność. W wyniku napromieniania najbardziej zaburzona jest odporność przeciwinfekcyjna. Wpływa to również na odporność przeciwnowotworową, ale konsekwencje są wykrywane dopiero po długim czasie. Przeciwnie, autoimmunizacja, w przeciwieństwie do dwóch pierwszych, wzrasta. Pomimo stosunkowo dużej radiowrażliwości limfocytów, układ odpornościowy jest najbardziej narażony spośród innych układów organizmu w dawkach nie większych niż przeciętnie śmiertelne dawki podawane przez układ odpornościowy, który odpowiada za integralność indywidualną organizmu.

Czynniki wpływające na uszkodzenia radiacyjne. Na końcowy efekt biologiczny wpływają różne czynniki, które dzielą się głównie na fizyczne, chemiczne i biologiczne. Wśród czynników fizycznych na pierwszym miejscu znajduje się rodzaj promieniowania charakteryzujący się względną skutecznością biologiczną. Różnice w efektach biologicznych wynikają z liniowego przenoszenia energii danego rodzaju promieniowania jonizującego, co jest związane z gęstością jonizacji i określa zdolność promieniowania do wnikania w warstwy substancji, która je pochłania. RBE oznacza stosunek dawki promieniowania standardowego (izotopu 60Co lub promieniowania rentgenowskiego 220 kV) do dawki badanego promieniowania, która daje równy efekt biologiczny. Ponieważ do porównania można wybrać wiele efektów biologicznych, istnieje kilka wartości RBE dla badanego promieniowania. Jeśli za wskaźnik efektu popromiennego przyjąć efekt kataraktogenny, wartość RBE dla neutronów rozszczepialnych mieści się w przedziale 5-10 w zależności od rodzaju napromienianych zwierząt, natomiast według ważnego kryterium - rozwoju ostrego promieniowania choroba - RBE neutronów rozszczepialnych wynosi w przybliżeniu 1. Kolejnym istotnym czynnikiem fizycznym jest dawka promieniowania środka jonizującego, która w Międzynarodowym Układzie Jednostek (SI) wyrażana jest w szarościach (Gy). 1 Gy = 100 rad, 1 rad = 0,975 R. Rozwój zespołów uszkodzeń popromiennych i oczekiwana długość życia po napromienianiu zależą od wielkości pochłoniętej dawki. Analizując związek pomiędzy dawką otrzymaną przez ssaka a konkretnym skutkiem biologicznym, bierze się pod uwagę prawdopodobieństwo jego wystąpienia. Jeżeli efekt pojawia się w odpowiedzi na napromieniowanie niezależnie od pochłoniętej dawki, zalicza się go do stochastycznego. Na przykład dziedziczne skutki promieniowania uważa się za stochastyczne. Natomiast efekty niestochastyczne obserwuje się po osiągnięciu określonej progowej dawki promieniowania. Jako przykład możemy wskazać zmętnienie soczewek, niepłodność itp. W Zaleceniach Międzynarodowej Komisji Ochrony Radiologicznej (nr 26, 1977) efekty stochastyczne i niestochastyczne definiowane są w następujący sposób: „Stochastyczne to te nie- skutki progowe, dla których prawdopodobieństwo ich wystąpienia (a nie dotkliwość) rozważa się jako funkcję dawki. Skutki niestochastyczne to takie, w których ciężkość urazu zmienia się w zależności od dawki, a zatem dla których może istnieć próg wystąpienia. Chemiczne substancje radioprotekcyjne, w zależności od swojej skuteczności, zmniejszają biologiczne skutki promieniowania najlepszy scenariusz 3 razy. Nie mogą zapobiec występowaniu efektów stochastycznych. Do istotnych czynników chemicznych modyfikujących działanie promieniowania jonizującego zalicza się stężenie tlenu w tkankach organizmu ssaków. Jego obecność w tkankach, szczególnie podczas naświetlania promieniami gamma lub rentgenowskimi, wzmacnia biologiczne skutki promieniowania. Mechanizm efektu tlenowego tłumaczy się wzrostem głównie pośredniego efektu promieniowania. Obecność tlenu w napromienianej tkance pod koniec ekspozycji daje odwrotny efekt. Aby scharakteryzować narażenie, wraz z dawką całkowitą, ważny jest czas trwania narażenia. Dawka promieniowania jonizującego, niezależnie od czasu jego działania, powoduje taką samą liczbę jonizacji w napromienianym organizmie. Różnica polega jednak na zakresie naprawy uszkodzeń radiacyjnych. W konsekwencji, przy napromienianiu z mniejszą mocą, mniej szkody biologiczne . Moc dawki pochłoniętej wyrażana jest w szarościach na jednostkę czasu, np. Gy/min, mGy/h itp. Zmiana radioczułości tkanek ciała ma ogromne znaczenie praktyczne. Książka ta poświęcona jest radioprotektorom, a także substancjom zmniejszającym radiowrażliwość organizmu, co nie oznacza, że ​​nie doceniamy badań nad radiouczulaczami; ich badania prowadzone są przede wszystkim w interesie radioterapii. KLASYFIKACJA I CHARAKTERYSTYKA SUBSTANCJI RADIOCHRONNYCH Działanie radioprotekcyjne stwierdzono w szeregu substancji o różnej budowie chemicznej. Ponieważ te odmienne związki mają bardzo różne, czasem przeciwstawne właściwości, trudno jest je rozdzielić na podstawie działania farmakologicznego. Aby wywołać efekt radioprotekcyjny w organizmie ssaka, w większości przypadków wystarczy jednorazowe podanie radioprotektorów. Istnieją jednak również substancje, które zwiększają radioodporność dopiero po wielokrotnym podaniu. Radioprotektory różnią się także skutecznością tworzonej przez siebie ochrony. Istnieje zatem wiele kryteriów, według których można je klasyfikować. Z praktycznego punktu widzenia wskazane jest podzielenie radioprotektorów ze względu na czas ich działania, oddzielając substancje krótko i długo działające. 1. Radioprotektory lub kombinacja radioprotektorów o działaniu krótkotrwałym (w ciągu minut lub godzin) przeznaczone są do jednorazowej ochrony przed ostrym promieniowaniem zewnętrznym. Takie substancje lub ich kombinacje można podawać wielokrotnie tym samym osobom. Jako środki ochrony indywidualnej substancje te można stosować przed planowaną eksplozją broni jądrowej, przedostaniem się na obszar skażenia radioaktywnego lub przed każdą miejscową ekspozycją radioterapeutyczną. W przestrzeni kosmicznej można ich używać do ochrony astronautów przed promieniowaniem powodowanym przez rozbłyski słoneczne. 2. Substancje radioprotekcyjne o działaniu długotrwałym mają na celu zwiększenie radioodporności organizmu na dłuższy okres czasu. Aby uzyskać efekt ochronny, z reguły należy wydłużyć odstęp po podaniu takich substancji do około 24 godzin, czasami wymagane jest wielokrotne podanie. Praktyczne zastosowanie tych ochraniaczy jest możliwe wśród profesjonalistów zajmujących się promieniowaniem jonizującym, wśród astronautów podczas długotrwałych lotów kosmicznych, a także podczas długotrwałej radioterapii.Ponieważ ochraniacze o krótkotrwałym działaniu ochronnym najczęściej dotyczą substancji o charakterze chemicznym mówią o chemicznej radioprotekcji. Natomiast długotrwały efekt ochronny występuje po podaniu substancji głównie pochodzenia biologicznego; nazywa się to biologiczną ochroną przed promieniowaniem. Wymagania dotyczące radioprotektorów zależą od miejsca zastosowania leków; W warunkach szpitalnych droga podania nie jest szczególnie istotna. W większości przypadków wymagania muszą spełniać cele stosowania radioprotektorów jako fundusze indywidualne ochrona. Według Saksonova i in. (1976) wymagania te muszą być co najmniej następujące: - lek musi być wystarczająco skuteczny i nie powodować wyraźnych działania niepożądane; - działać szybko (w ciągu pierwszych 30 minut) i stosunkowo długo (co najmniej 2 godziny); - musi być nietoksyczny i mieć współczynnik terapeutyczny co najmniej 3; - nie powinien zapewniać nawet krótkotrwałego negatywny wpływ na zdolność danej osoby do pracy lub osłabienie nabytych umiejętności; - mieć wygodną postać dawkowania: do podawania doustnego lub wstrzykiwania za pomocą rurki strzykawki o objętości nie większej niż 2 ml; - nie powinien mieć szkodliwego wpływu na organizm przy wielokrotnym podaniu ani mieć właściwości kumulacyjnych; - nie powinna zmniejszać odporności organizmu na inne niekorzystne czynniki otoczenie zewnętrzne; - lek musi być trwały i zachowywać swoje właściwości ochronne i farmakologiczne przez co najmniej 3 lata. Mniej rygorystyczne wymagania dotyczą radioprotektorów przeznaczonych do stosowania w radioterapii. Komplikuje je jednak ważny warunek – potrzeba zróżnicowanego działania ochronnego. Należy zapewnić wysoki poziom ochrony zdrowych tkanek i minimalny poziom ochrony tkanek nowotworowych. To rozróżnienie umożliwia wzmocnienie efektu miejscowo zastosowanej terapeutycznej dawki promieniowania w miejscu guza bez poważnego uszkodzenia otaczających zdrowych tkanek.

	|	następny wykład ==>

Przez całe życie człowiek otrzymuje dawkę promieniowania naturalne źródła oraz w normalnych warunkach środowiska napromienianie to nie powoduje zmian w narządach i tkankach człowieka.

Jednak ze swej natury promieniowanie jest szkodliwe dla życia. Małe dawki mogą „wyzwolić” nie do końca ustalony łańcuch zdarzeń prowadzący do raka lub uszkodzeń genetycznych. W dużych dawkach promieniowanie może niszczyć komórki, uszkadzać tkankę narządów i powodować szybką śmierć organizmu.

Uszkodzenia spowodowane wysokimi dawkami promieniowania zwykle pojawiają się w ciągu kilku godzin lub dni. Nowotwory natomiast pojawiają się wiele lat po ekspozycji – zwykle nie wcześniej niż jedną lub dwie dekady. A wady wrodzone choroby rozwojowe i inne choroby dziedziczne spowodowane uszkodzeniem aparatu genetycznego z definicji ujawniają się dopiero w następnym lub kolejnych pokoleniach: są to dzieci, wnuki i dalsi potomkowie jednostki narażonej na promieniowanie.

O ile identyfikacja bezpośrednich („ostrych”) skutków wysokich dawek promieniowania nie jest trudna, o tyle wykrycie długoterminowych skutków niskich dawek promieniowania jest prawie zawsze bardzo trudne. Częściowo wynika to z faktu, że ich manifestacja zajmuje bardzo dużo czasu. Ale nawet po odkryciu pewnych efektów. nadal konieczne jest udowodnienie, że można je wytłumaczyć działaniem promieniowania, ponieważ zarówno nowotwór, jak i uszkodzenie aparatu genetycznego mogą być spowodowane nie tylko promieniowaniem, ale także wieloma innymi przyczynami.

Aby spowodować ostre uszkodzenie organizmu, dawki promieniowania muszą przekroczyć pewien poziom, ale nie ma podstaw sądzić, że zasada ta ma zastosowanie w przypadku takich konsekwencji, jak nowotwór lub uszkodzenie aparatu genetycznego. Przynajmniej teoretycznie wystarczy do tego najmniejsza dawka. Jednak jednocześnie żadna dawka promieniowania nie prowadzi do takich konsekwencji w trakcie wszyscy sprawy. Nawet przy stosunkowo dużych dawkach promieniowania nie wszyscy są skazani na te choroby: mechanizmy naprawcze działające w organizmie człowieka zwykle eliminują wszelkie uszkodzenia. Podobnie żadna osoba narażona na promieniowanie nie musi koniecznie zachorować na raka lub stać się nosicielem chorób dziedzicznych; jednak prawdopodobieństwo, lub ryzyko początek takich konsekwencji jest dla niego większy niż dla osoby, która nie została napromieniowana. I to ryzyko jest tym większe większa dawka naświetlanie.

UNSCEAR stara się ustalić możliwie wiarygodnie, na jakie dodatkowe ryzyko narażeni są ludzie przy różnych dawkach promieniowania. Prawdopodobnie przeprowadzono więcej badań nad wpływem promieniowania na ludzi i środowisko niż nad jakimkolwiek innym źródłem zwiększonego zagrożenia. Jednak im bardziej odległy efekt i im mniejsza dawka, tym mniej przydatna informacja jakie mamy dzisiaj.

Ostra zmiana organizm występuje przy wysokich dawkach promieniowania. Promieniowanie ma podobny efekt, zaczynając od pewnej minimalnej, czyli „progowej” dawki promieniowania.

Wiele informacji uzyskano analizując wyniki stosowania radioterapii w leczeniu nowotworów. Wieloletnie doświadczenie pozwoliło lekarzom uzyskać obszerną informację na temat reakcji tkanki ludzkiej na promieniowanie. Ta reakcja jest dla różne narządy a tkaniny okazały się inne, a różnice są bardzo duże. Wielkość dawki, która określa stopień uszkodzenia organizmu, zależy od tego, czy organizm otrzymuje ją jednorazowo, czy w kilku dawkach. Większość narządów w mniejszym lub większym stopniu radzi sobie z leczeniem uszkodzeń popromiennych i dlatego toleruje serię małych dawek lepiej niż ta sama całkowita dawka promieniowania otrzymana jednorazowo.

Oczywiście, jeśli pojedyncza dawka promieniowania będzie wystarczająco duża, narażona osoba umrze. W każdym razie bardzo duże dawki promieniowania, rzędu 100 Gy, powodują tak poważne uszkodzenie centralnego układu nerwowego, że śmierć następuje zwykle w ciągu kilku godzin lub dni.

Przy dawkach promieniowania w zakresie od 10 do 50 Gy w przypadku napromieniania całego ciała uszkodzenie OUN może nie być na tyle poważne, aby prowadzić do fatalny wynik jednakże narażona osoba prawdopodobnie i tak umrze w ciągu jednego do dwóch tygodni w wyniku krwawienia z przewodu pokarmowego.

Przy jeszcze niższych dawkach może to nie wystąpić poważna szkoda przewód pokarmowy lub organizm sobie z nimi radzi, a przecież śmierć może nastąpić w ciągu jednego do dwóch miesięcy od momentu napromieniania, głównie na skutek zniszczenia czerwonych komórek szpiku kostnego – głównego składnika układu krwiotwórczego organizmu: od dawki 3-5 Gy przy Napromienianiu całego ciała umiera około połowa narażonych osób.

Zatem w tym zakresie dawek promieniowania dawki duże różnią się od mniejszych jedynie tym, że w pierwszym przypadku śmierć następuje wcześniej, a w drugim później.

Oczywiście najczęściej osoba umiera w wyniku jednoczesnego działania wszystkich tych skutków promieniowania. Badania w tym obszarze są konieczne, gdyż uzyskane dane potrzebne są do oceny skutków wojny nuklearnej oraz skutków działania wysokich dawek promieniowania podczas awarii instalacji i urządzeń jądrowych.

Najbardziej napromieniowany jest szpik kostny czerwony oraz inne elementy układu krwiotwórczego, które już przy dawkach promieniowania 0,5-1 Gy tracą zdolność do normalnego funkcjonowania. Na szczęście mają też niezwykłą zdolność do regeneracji i jeśli dawka promieniowania nie będzie na tyle duża, aby spowodować uszkodzenie wszystkich komórek, układ krwiotwórczy może w pełni przywrócić swoje funkcje. Jeśli nie całe ciało, to jakaś jego część została napromieniowana. wówczas komórki mózgowe, które przeżyły, wystarczą do całkowitego zastąpienia uszkodzonych komórek.

Narządy rozrodcze i oczy są również bardzo wrażliwe na promieniowanie. Pojedyncze napromienianie jąder dawką zaledwie 0,1 Gy prowadzi u mężczyzn do czasowej bezpłodności, natomiast dawki większe niż dwie szarości mogą prowadzić do trwałej bezpłodności: dopiero po wielu latach jądra będą mogły ponownie wyprodukować pełnoprawne plemniki. Najwyraźniej jądra stanowią jedyny wyjątek od ogólnej reguły: całkowita dawka promieniowania otrzymana w kilku dawkach jest dla nich bardziej, a nie mniej niebezpieczna niż ta sama dawka otrzymana w jednej dawce. Jajniki są znacznie mniej wrażliwe na działanie promieniowania, przynajmniej u dorosłych kobiet. Ale pojedyncza dawka więcej niż trzech szarości nadal prowadzi do ich bezpłodności, chociaż nawet większe dawki przy ułamkowym napromienianiu w żaden sposób nie wpływają na zdolność do rodzenia dzieci.

Najbardziej narażoną na promieniowanie częścią oka jest soczewka. Martwe komórki stają się nieprzezroczyste, a proliferacja zmętnionych obszarów prowadzi najpierw do zaćmy, a następnie do całkowitej ślepoty. Im wyższa dawka, tym większa utrata wzroku. Przy dawkach promieniowania 2 Gy lub mniejszych mogą tworzyć się obszary zachmurzone. Cięższą postać uszkodzenia oczu – postępującą zaćmę – obserwuje się przy dawkach około 5 Gy. Wykazano, że nawet promieniowanie zawodowe związane z szeregiem zawodów jest szkodliwe dla oczu: dawki od 0,5 do 2 Gy przyjmowane w ciągu dziesięciu do dwudziestu lat prowadzą do wzrostu gęstości i zmętnienia soczewki.

Dzieci są również niezwykle wrażliwe na skutki promieniowania. Stosunkowo małe dawki podczas napromieniania tkanki chrzęstnej mogą spowolnić lub nawet zatrzymać wzrost kości, co prowadzi do nieprawidłowości w rozwoju szkieletu. Im młodsze dziecko, tym bardziej zahamowany jest wzrost kości. Całkowita dawka około 10 Gy, otrzymywana w ciągu kilku tygodni wraz z codzienną radioterapią, jest wystarczająca, aby spowodować pewne nieprawidłowości w rozwoju szkieletu. Wydaje się, że nie ma efektu progowego dla takich skutków promieniowania. Okazało się także, że napromienianie mózgu dziecka podczas radioterapii może spowodować zmiany w jego charakterze, doprowadzić do utraty pamięci, a u bardzo małych dzieci nawet do demencji i idiotyzmu. Kości i mózg osoby dorosłej są w stanie wytrzymać znacznie większe dawki.

Mózg płodu jest również niezwykle wrażliwy na promieniowanie, szczególnie jeśli matka jest narażona na promieniowanie między ósmym a piętnastym tygodniem ciąży. W tym okresie u płodu tworzy się kora mózgowa i istnieje duże ryzyko, że w wyniku napromieniania matki (na przykład promieni rentgenowskich) urodzi się dziecko upośledzone umysłowo. Dokładnie tak ucierpiało 30 dzieci, które zostały napromieniowane w macicy podczas bombardowań atomowych w Hiroszimie i Nagasaki. Chociaż indywidualne ryzyko jest ogromne, a konsekwencje powodują szczególnie wiele cierpienia. liczba kobiet na tym etapie ciąży w dowolnym momencie stanowi jedynie niewielką część całej populacji. Jest to jednak najpoważniejszy pod względem konsekwencji skutek ze wszystkich znanych skutków napromieniania płodu ludzkiego, chociaż po napromienianiu płodów i zarodków zwierzęcych w trakcie ich rozwoju wewnątrzmacicznego odkryto wiele innych poważne konsekwencjełącznie z wadami rozwojowymi, niedorozwojem i śmiercią.

Większość tkanek dorosłych jest stosunkowo mało wrażliwa na działanie promieniowania. Nerki mogą wytrzymać całkowitą dawkę około 23 Gy przez pięć tygodni bez większych uszkodzeń, wątroba może wytrzymać co najmniej 40 Gy w ciągu miesiąca, pęcherz może wytrzymać co najmniej 55 Gy w ciągu czterech tygodni, a dojrzała chrząstka może wytrzymać do 70 Gy Gej. . Płuca – niezwykle złożony narząd – są znacznie bardziej wrażliwe i m.in naczynia krwionośne Subtelne, ale prawdopodobnie znaczące zmiany mogą wystąpić przy stosunkowo niskich dawkach.

Oczywiście promieniowanie w dawkach terapeutycznych, jak każde inne promieniowanie, może w przyszłości powodować raka lub prowadzić do niekorzystnych konsekwencji genetycznych. Promieniowanie w dawkach terapeutycznych jest jednak zwykle stosowane w leczeniu raka, gdy dana osoba jest nieuleczalnie chora, a ponieważ pacjenci są przeważnie w starszym wieku, prawdopodobieństwo, że będą mieli dzieci również jest stosunkowo małe. Jednak ocena, jak duże jest to ryzyko przy znacznie niższych dawkach promieniowania, jakie ludzie otrzymują w swoim organizmie, nie jest łatwa Życie codzienne w pracy, a wśród społeczeństwa są bardzo różne opinie na ten temat.

Rak- najpoważniejsza ze wszystkich konsekwencji napromieniowania człowieka niskimi dawkami. przynajmniej bezpośrednio dla tych osób. którzy byli narażeni na promieniowanie. W rzeczywistości szeroko zakrojone badania przeprowadzone na około 100 000 ocalałych z bombardowań atomowych na Hiroszimę i Nagasaki w 1945 roku wykazały, że rak jest jak dotąd jedyną przyczyną nadmiernej śmiertelności w tej grupie populacji.

Według dostępnych danych białaczka jest pierwszą z grupy nowotworów atakujących populację w wyniku napromieniania. Powodują śmierć średnio dziesięć lat po narażeniu – znacznie wcześniej niż inne rodzaje nowotworów.

Najczęstszymi rodzajami nowotworów wywołanymi promieniowaniem były rak piersi i rak tarczycy. Według szacunków SCEAR około dziesięciu osób na tysiąc narażonych na działanie ma raka tarczycy, a dziesięć kobiet na tysiąc ma raka piersi (obliczonego dla każdego szarego indywidualnie wchłoniętej dawki).

Jednakże oba typy nowotworów są na ogół uleczalne, a śmiertelność w przypadku raka tarczycy jest szczególnie niska.

Rak płuc natomiast jest bezlitosnym zabójcą. Należy również do typowych nowotworów złośliwych występujących w narażonych populacjach.

Wydaje się, że nowotwory innych narządów i tkanek występują rzadziej w populacjach narażonych na działanie tego środka. Według szacunków SCEAR prawdopodobieństwo śmierci z powodu raka żołądka lub jelita grubego wynosi zaledwie 1/1000 na każdą szarą średnią indywidualną dawkę promieniowania, a ryzyko zachorowania na raka tkanki kostnej i przełyku. jelita cienkiego, pęcherza moczowego, trzustki, odbytnicy i tkanki limfatycznej są jeszcze mniejsze i wahają się od około 0,2 do 0,5 na każdy tysiąc i na każdy szary średniej indywidualnej dawki promieniowania.

Dzieci są bardziej wrażliwe na promieniowanie. niż dorośli, a w przypadku narażenia płodów ryzyko raka wydaje się jeszcze większe. Niektóre badania rzeczywiście wykazały, że śmiertelność z powodu nowotworów u dzieci jest wyższa wśród dzieci, których matki były narażone na promieniowanie rentgenowskie w czasie ciąży, ale UNSCEAR nie jest jeszcze przekonany, że przyczyna jest prawidłowa.

Genetyczne skutki promieniowania Ich badanie wiąże się z jeszcze większymi trudnościami niż w przypadku nowotworów. Po pierwsze, niewiele wiadomo na temat uszkodzeń, jakie zachodzą w ludzkim aparacie genetycznym podczas napromieniania; po drugie, pełna identyfikacja wszystkich wad dziedzicznych następuje dopiero przez wiele pokoleń; i po trzecie. podobnie jak w przypadku nowotworu, defektów tych nie da się odróżnić od tych, które powstały z zupełnie innych powodów.

Około 10% wszystkich żyjących noworodków ma jakiś rodzaj wady genetycznej, od łagodnej niepełnosprawności fizycznej, takiej jak ślepota barw, po tak poważne schorzenia, jak zespół Downa, pląsawica Huntingtona i różne wady rozwojowe. Wiele zarodków i płodów z poważnymi chorobami dziedzicznymi nie dożywa porodu; Według dostępnych danych, około połowa wszystkich przypadków poronień samoistnych ma związek z nieprawidłowościami w materiale genetycznym. Ale nawet jeśli dzieci z wadami dziedzicznymi rodzą się żywe, prawdopodobieństwo dożycia pierwszych urodzin jest pięć razy mniejsze niż w przypadku normalnych dzieci.

Zaburzenia genetyczne można podzielić na dwa główne typy: aberracje chromosomowe, które obejmują zmiany w liczbie lub strukturze chromosomów oraz mutacje w samych genach.

Mutacje genowe dzielą się dalej na dominujące (które pojawiają się natychmiast w pierwszym pokoleniu) i recesywne (które mogą pojawić się tylko wtedy, gdy oboje rodzice mają zmutowany ten sam gen; takie mutacje mogą nie pojawiać się przez wiele pokoleń lub w ogóle nie zostać wykryte).

Obydwa rodzaje anomalii mogą prowadzić do chorób dziedzicznych w kolejnych pokoleniach lub mogą w ogóle się nie pojawić.