Efectul biologic al radiațiilor ionizante. Factorii care determină deteriorarea organismului. Efectul biologic al radiațiilor radioactive - Knowledge Hypermarket

Eseu

Subiect:

Plan:

Introducere

1 Efecte directe și indirecte ale radiațiilor ionizante

2 Impactul radiațiilor ionizante asupra organelor individuale și asupra corpului în ansamblu

3 Mutații

4 Efectul dozelor mari radiatii ionizante pentru obiectele biologice

5. Două tipuri de iradiere a corpului: externă și internă

Concluzie

Literatură

EFECTELE BIOLOGICE ALE RADIAȚIELOR

Factorul de radiații a fost prezent pe planeta noastră încă de la formarea sa și, după cum au arătat studiile ulterioare, radiațiile ionizante, împreună cu alte fenomene fizice, chimice și natura biologica a însoțit dezvoltarea vieții pe Pământ. Cu toate acestea, efectul fizic al radiațiilor a început să fie studiat abia la sfârșitul secolului al XIX-lea, iar efectele sale biologice asupra organismelor vii - la mijlocul secolului al XX-lea. Radiațiile de ionizare se referă la acele fenomene fizice care nu sunt resimțite de simțurile noastre, sute de specialiști, lucrând cu radiații, au primit arsuri de radiații din doze mari de radiații și au murit din cauza tumorilor maligne cauzate de supraexpunere.

Cu toate acestea, astăzi stiinta mondiala stie 6 impact biologic radiațiile mai mult decât efectul oricăror alți factori de natură fizică și biologică în mediu.

La studierea efectului radiațiilor asupra unui organism viu, s-au determinat următoarele caracteristici:

Efectul radiațiilor ionizante asupra corpului nu este perceptibil de către o persoană. Oamenii nu au un organ de simț care să perceapă radiațiile ionizante. Există o așa-numită perioadă de bunăstare imaginară - perioadă incubație manifestări ale acțiunii radiațiilor ionizante. Durata acestuia este redusă prin iradiere în doze mari.

· Acțiunea din doze mici poate fi însumată sau acumulată.

· Radiația acționează nu numai asupra unui organism viu dat, ci și asupra descendenților acestuia - acesta este așa-numitul efect genetic.

· Diverse organe organismele vii au propria lor sensibilitate la radiații. Cu o doză zilnică de 0,002-0,005 Gy, apar deja modificări ale sângelui.

· Nu fiecare organism în ansamblu percepe radiația în același mod.

· Iradierea este dependentă de frecvență. O singură iradiere în doză mare provoacă consecințe mai profunde decât iradierea fracționată.

1. EFECTE DIRECTE ŞI INDIRECTE ALE RADIAŢIEI IONIZANTE

Undele radio, undele luminoase, energia termică a soarelui - toate acestea sunt varietăți de radiații. Cu toate acestea, radiațiile vor fi ionizante dacă sunt capabile să rupă legăturile chimice ale moleculelor care alcătuiesc țesuturile unui organism viu și, ca urmare, să provoace modificări biologice. Acțiunea radiațiilor ionizante are loc la nivel atomic sau molecular, indiferent dacă suntem expuși la radiații externe, sau primim substanțe radioactive din alimente și apă, ceea ce perturbă echilibrul proceselor biologice din organism și duce la consecințe adverse. Efectele biologice ale influenței „radiațiilor asupra corpului uman se datorează interacțiunii energiei radiațiilor cu țesutul biologic. Energia transferată direct atomilor și moleculelor țesuturilor biologice se numește direct acţiunea radiaţiilor. Unele celule, din cauza distribuției inegale a energiei radiațiilor, vor fi afectate semnificativ.

Un efect direct este carcinogeneza sau dezvoltare boli oncologice. Tumora de cancer apare atunci când o celulă somatică scapă de sub controlul corpului și începe să se dividă activ. Cauza principală a acestui lucru este o încălcare a mecanismului genetic, numită mutatii. Când o celulă canceroasă se divide, ea doar produce celule canceroase. Una dintre cele mai organe sensibile glanda tiroidă este expusă la radiații. Prin urmare, țesutul biologic al acestui organ este cel mai vulnerabil în ceea ce privește dezvoltarea cancerului. Sângele nu este mai puțin susceptibil la influența radiațiilor. Leucemia sau cancerul de sânge este unul dintre efectele comune ale expunerii directe la radiații. particule încărcate pătrund în țesuturile corpului, își pierd energia din cauza interacțiunilor electrice cu electronii atomilor interacțiune electrică însoțește procesul de ionizare (scoaterea unui electron dintr-un atom neutru)

Fizico-chimic modificări însoțesc apariția în organism a unor fenomene extrem de periculoase " radicali liberi".

Pe lângă radiațiile ionizante directe, indirecte sau acţiune indirectă asociat cu radioliza apei. În timpul radiolizei, există radicali liberi - anumiţi atomi sau grupuri de atomi cu activitate chimică ridicată. Principala caracteristică a radicalilor liberi sunt electronii în exces sau nepereche. Astfel de electroni sunt ușor deplasați de pe orbitele lor și pot participa activ la o reacție chimică. Este important ca foarte mic modificări externe poate duce la modificări semnificative ale proprietăților biochimice ale celulelor. De exemplu, dacă o moleculă obișnuită de oxigen captează un electron liber, atunci se transformă într-un radical liber extrem de activ - superoxid. În plus, există compuși activi precum peroxidul de hidrogen, hidroxidul și oxigen atomic. Majoritatea radicalilor liberi sunt neutri, dar unii pot avea o sarcină pozitivă sau negativă.

Dacă numărul de radicali liberi este scăzut, atunci organismul are capacitatea de a-i controla. Dacă sunt prea mulți, atunci munca este întreruptă. sisteme de protectie, activitatea vitală a funcțiilor individuale ale corpului. Daunele cauzate de radicalii liberi cresc rapid într-o reacție în lanț. Odată ajunse în celule, ele perturbă echilibrul de calciu și codificare informatii genetice. Astfel de fenomene pot duce la disfuncționalități în sinteza proteinelor, ceea ce este vital. functie importanta a întregului organism, tk. proteinele defecte perturbă activitatea sistem imunitar. Principalele filtre ale sistemului imunitar - ganglionii limfatici funcționează într-un mod suprasolicitat și nu au timp să le separe. Astfel, barierele de protecție sunt slăbite și se creează condiții favorabile în organism pentru reproducerea virusurilor, microbilor și celulelor canceroase.

Radicalii liberi care provoacă reacții chimice, implică în acest proces multe molecule neafectate de radiații. Prin urmare, efectul produs de radiație este determinat nu numai de cantitatea de energie absorbită, ci și de forma în care această energie este transmisă. Niciun alt tip de energie absorbită de un obiect biologic în aceeași cantitate nu duce la astfel de modificări pe care le provoacă radiațiile ionizante. Cu toate acestea, natura acestui fenomen este de așa natură încât toate procesele, inclusiv cele biologice, sunt echilibrate. Modificări chimice apar ca urmare a interacțiunii radicalilor liberi între ei sau cu molecule „sănătoase”. Modificări biochimice se intampla ca V momentul iradierii și de mulți ani, ceea ce duce la moartea celulelor.

Organismul nostru, spre deosebire de procesele descrise mai sus, produce substanțe speciale care sunt un fel de „curățători”.

Aceste substanțe (enzime) din organism sunt capabile să capteze electroni liberi fără a se transforma în radicali liberi. ÎN stare normală organismul menține un echilibru între apariția radicalilor liberi și a enzimelor. Radiațiile ionizante perturbă acest echilibru, stimulează creșterea radicalilor liberi și duce la consecințe negative. Puteți activa procesele de absorbție a radicalilor liberi prin includerea în dietă a antioxidanților, vitaminelor. A, E, C sau preparate care conțin seleniu. Aceste substanțe neutralizează radicalii liberi prin absorbția lor în cantități mari.

2. IMPACTUL RADIAȚIELOR IONIZANTE ASUPRA ORGANISMELOR INDIVIDUALE ȘI A ORGANISMULUI ÎN ANTREG

În structura corpului se pot distinge două clase de sisteme: de control (nervos, endocrin, imunitar) și de susținere a vieții (respirator, cardiovascular, digestiv). Toate procesele metabolice (metabolice) majore și reacțiile catalitice (enzimatice) au loc la nivel celular și molecular. Nivelurile de organizare ale organismului funcționează în strânsă interacțiune și influență reciprocă din partea sistemelor de control. Majoritatea factorilor naturali acționează mai întâi la nivelurile superioare, apoi prin anumite organe și țesuturi - la nivel celular și molecular. După aceea, începe faza de răspuns, însoțită de ajustări la toate nivelurile.

Interacțiunea radiațiilor cu organismul începe cu nivel molecular. Prin urmare, expunerea directă la radiații ionizante este mai specifică. O creștere a nivelului de agenți oxidanți este, de asemenea, caracteristică altor influențe. Se știe că diverse simptome(temperatura, durere de cap etc.) se intalnesc in multe boli si cauzele lor sunt diferite. Acest lucru face dificilă stabilirea unui diagnostic. Prin urmare, dacă ca urmare efecte nocive radiațiile nu provoacă o boală specifică asupra organismului, este dificil de stabilit cauza consecințelor mai îndepărtate, deoarece își pierd specificitatea.

Radiosensibilitatea diferitelor țesuturi ale corpului depinde de procesele de biosinteză și de activitatea enzimatică asociată acestora. Prin urmare, celulele măduvei osoase se disting prin cea mai mare radioactivitate. noduli limfatici, celulele sexuale. sistemul circulator și roșu Măduvă osoasă cel mai vulnerabil la radiații și își pierd capacitatea de a funcționa normal deja la doze de 0,5-1 Gy. Cu toate acestea, au capacitatea de a se recupera și dacă nu toate celulele sunt afectate, sistem circulatorîși poate restabili funcțiile. organe reproductive, de exemplu, testiculele, sunt de asemenea caracterizate prin radiosensibilitate crescută. Iradierea peste 2 Gy duce la sterilitate permanentă. Abia după mulți ani pot funcționa pe deplin. Ovarele sunt mai puțin sensibile macar, la femeile adulte. Dar o singură doză mai mare de 3 Gy duce în continuare la sterilitatea lor, deși dozele mari cu iradiere repetată nu afectează capacitatea de a avea copii.

Lentila ochiului este foarte susceptibilă la radiații. Murind, celulele cristalinului devin opace, cresc, ducând la cataractă și apoi la orbire completă. Acest lucru se poate întâmpla la doze de aproximativ 2 Gy.

Radiosensibilitatea unui organism depinde de vârsta acestuia. Doze mici de radiații la copii le pot încetini sau chiar opri creșterea osoasă. Cum mai putina varsta copil, cu atât creșterea scheletului este mai inhibată. Iradierea creierului unui copil poate provoca modificări ale caracterului său, duce la pierderea memoriei. Oasele și creierul unui adult sunt capabile să reziste la doze mult mai mari. Doze relativ mari sunt capabile să reziste la majoritatea organelor. Rinichii rezistă la o doză de aproximativ 20 Gy primită într-o lună, ficatul - aproximativ 40 Gy, vezica urinara- 50 Gr, si matur țesutul cartilajului- pana la 70 gr. Cum corp mai tânăr, toate celelalte fiind egale, este mai sensibilă la efectele radiațiilor.

Radiosensibilitatea speciei crește odată cu complexitatea organismului. Acest lucru se datorează faptului că în organismele complexe există legături mai slabe care provoacă reacții în lanț supravieţuire. Acest lucru este facilitat de sistemele de control mai complexe (nervos, imunitar), care sunt parțial sau complet absente la indivizii mai primitivi. Pentru microorganisme, dozele care provoacă 50% din mortalitate sunt mii de Gy, pentru păsări - zeci, iar pentru mamifere foarte organizate - unități (Fig. 2.15).

3. MUTAȚII

Fiecare celulă din organism conține o moleculă de ADN care poartă informațiile pentru reproducerea corectă a celulelor noi.

ADN - este acid dezoxiribonucleic constând din molecule lungi, rotunjite, sub formă de dublă helix. Funcția sa este de a asigura sinteza majorității moleculelor proteice care alcătuiesc aminoacizii. Lanțul moleculei de ADN este format din secțiuni separate care sunt codificate de proteine speciale, formând așa-numita genă umană.

Radiația poate ucide celula sau poate distorsiona informațiile din ADN, astfel încât celulele defecte să apară în cele din urmă. Schimbare cod genetic celulele se numesc mutații. Dacă mutația are loc în ovulul spermei, consecințele pot fi resimțite în viitorul îndepărtat, deoarece. în timpul fertilizării se formează 23 de perechi de cromozomi, fiecare fiind format din substanță complexă numit acid dezoxiribonucleic. Prin urmare, se numește o mutație care apare într-o celulă germinală mutatie geneticași poate fi transmisă generațiilor următoare.

Potrivit lui E. J. Hall, astfel de tulburări pot fi atribuite două tipuri principale: aberații cromozomiale, inclusiv modificări ale numărului sau structurii cromozomilor și mutații ale genelor în sine. Mutațiile genelor sunt mai departe subdivizate în dominante (care apar imediat în prima generație) și recesive (care pot apărea dacă aceeași genă este mutată la ambii părinți). Este posibil ca astfel de mutații să nu apară de multe generații sau să nu apară deloc. O mutație într-o celulă samotică va afecta doar individul însuși. Mutațiile cauzate de radiații nu diferă de cele naturale, dar amploarea efectelor nocive crește.

Raționamentul de mai sus se bazează pe cercetare de laborator animalelor. Nu există încă nicio dovadă directă a mutațiilor radiațiilor la oameni, știi. identificarea completă a tuturor defectelor ereditare are loc numai pe parcursul mai multor generații.

Totuși, așa cum subliniază John Hoffman, subestimarea rolului tulburărilor cromozomiale, bazată pe afirmația „semnificația lor ne este necunoscută”, este un exemplu clasic de decizii luate prin ignoranță. Doze admise expunerile au fost stabilite cu mult înainte de apariția metodelor de stabilire a consecințelor triste la care pot duce oamenii nebănuitori și descendenții lor.

4. EFECTUL DOZELOR MARI DE RADIAȚII IONIZANTE ASUPRA OBIECTELOR BIOLOGICE

Un organism viu este foarte sensibil la acțiunea radiațiilor ionizante. Cu cât un organism viu este mai sus pe scara evolutivă, cu atât este mai radiosensibil. Radiosensibilitatea este o caracteristică multilaterală. „Supraviețuirea” unei celule după iradiere depinde simultan de o serie de factori: de volumul materialului genetic, de activitatea sistemelor de furnizare de energie, de raportul enzimelor, de intensitatea formării radicalilor liberi. HȘi EL.

La iradierea complexului organisme biologice este necesar să se țină seama de procesele care au loc la nivelul interconectarii organelor și țesuturilor. Radiosensibilitatea diferitelor organisme variază destul de mult (Fig. 2.16).

Corpul uman, ca sistem natural perfect, este și mai sensibil la radiații. Dacă o persoană a suferit o expunere totală la o doză de 100-200 rad, atunci după câteva zile va avea semne boala de radiatii V formă blândă. Semnul său poate fi o scădere a numărului de celule albe din sânge, care este determinată de un test de sânge. Un indicator subiectiv pentru o persoană este o posibilă vărsătură în prima zi după expunere.

Severitatea medie a radiațiilor este observată la persoanele expuse la radiații de 250-400 rad. Au o scădere bruscă a conținutului de leucocite (globule albe) din sânge, se observă greață și vărsături și apar hemoragii subcutanate. Un rezultat letal este observat la 20% dintre cei iradiați la 2-6 săptămâni după iradiere.

Când este iradiat cu o doză de 400-600 rad, se dezvoltă o formă severă de boală de radiații. Apar numeroase sângerări subcutanate, numărul de leucocite din sânge scade semnificativ. Rezultatul letal al bolii este de 50%.

O formă foarte severă de boală de radiații apare atunci când este expus la o doză mai mare de 600 rad. Leucocitele din sânge dispar complet. Moartea apare în 100% din cazuri.

Consecințele expunerii la radiații descrise mai sus sunt tipice pentru cazurile în care îngrijirea medicală nu este disponibilă.

Pentru a trata un organism iradiat, medicina modernă utilizează pe scară largă metode precum înlocuirea sângelui, transplantul de măduvă osoasă, administrarea de antibiotice, precum și alte metode de terapie intensivă. Cu un astfel de tratament, este posibil să se excludă un rezultat fatal chiar și cu iradierea cu o doză de până la 1000 rad. Energia emisă de substanțele radioactive este absorbită mediu inconjurator, inclusiv obiecte biologice. Ca urmare a impactului radiațiilor ionizante asupra corpului uman, în țesuturi pot apărea procese fizice, chimice și biochimice complexe.

Efectul ionizant perturbă, în primul rând, cursul normal procese biochimiceși metabolismul. În funcţie de mărimea dozei de radiaţii absorbite şi caracteristici individuale organismul cauzat de modificări poate fi reversibil sau ireversibil. La doze mici, țesutul afectat își restabilește activitatea funcțională. Doze mari expunerea prelungită poate provoca daune ireversibile corpuri individuale sau întregul organism. Orice tip de radiație ionizantă provoacă modificări biologice în organism atât cu radiații externe (sursa este în afara corpului), cât și cu radiații interne (substanțele radioactive pătrund în organism, de exemplu, cu alimente sau prin inhalare). Luați în considerare efectul radiațiilor ionizante atunci când sursa de radiații se află în afara corpului.

Efectul biologic al radiațiilor ionizante în acest caz depinde de doza totală și timpul de expunere la radiații, de tipul acesteia, de mărimea suprafeței iradiate și de caracteristicile individuale ale organismului. Cu o singură iradiere a întregului corp uman, este posibil tulburări biologiceîn funcţie de doza totală de radiaţie absorbită.

Când este iradiat cu doze de 100-1000 de ori mai mari decât doză letală, o persoană poate muri în timpul expunerii. Mai mult, doza absorbită de radiații, care provoacă leziuni ale părților individuale ale corpului, depășește doza letală absorbită de radiații a întregului corp. Dozele letale absorbite pentru părți individuale ale corpului sunt următoarele: cap - 20 Gy, Partea de jos burtă - 30 Gy, top parte burtă - 50 Gy, cutia toracică- 100 Gr, membre - 200 Gr.

Gradul de sensibilitate al diferitelor țesuturi la radiații nu este același. Dacă luăm în considerare țesuturile organelor în ordinea scăderii sensibilității lor la acțiunea radiațiilor, obținem următoarea secvență: țesut limfatic, ganglioni limfatici, splină, timus, măduvă osoasă, celule germinale. Sensibilitate mare organele hematopoietice la radiații este baza pentru determinarea naturii bolii radiațiilor.

Cu o singură iradiere a întregului corp uman cu o doză absorbită de 0,5 Gy, la o zi după iradiere, numărul de limfocite poate scădea brusc. Numărul de eritrocite (roșu celule de sânge) la două săptămâni după iradiere. La persoana sanatoasa există aproximativ 10 4 globule roșii, iar în fiecare zi sunt produse 10. La pacienții cu boală de radiații, acest raport este perturbat și, ca urmare, organismul moare.

Un factor important în impactul radiațiilor ionizante asupra organismului este timpul de expunere. Odată cu creșterea ratei dozei, efectul dăunător al radiațiilor crește. Cu cât radiația este mai fracționată în timp, cu atât efectul ei dăunător este mai mic (Fig. 2.17).

Expunerea externă la particulele alfa și beta este mai puțin periculoasă. Ele au o mică trecere în țesut și nu ajung la hematopoietice și altele organe interne. Cu iradierea externă, este necesar să se ia în considerare iradierea gamma și neutronă, care pătrund țesutul la o mare adâncime și îl distrug, așa cum este descris mai detaliat mai sus.

5. DOUĂ TIPURI DE EXPUNERE LA ORGANISM: EXTERNĂ ŞI INTERNĂ

Radiațiile ionizante pot afecta o persoană în două moduri. Prima cale - expunerea externă dintr-o sursă situată în afara corpului, care depinde în principal de fondul de radiații al zonei în care locuiește persoana sau de alte factori externi. Al doilea - radiații interne, datorită ingerării unei substanțe radioactive în organism, în principal cu alimente.

Produsele alimentare care nu îndeplinesc standardele de radiație au continut crescut radionuclizii sunt încorporați cu alimente și devin o sursă de radiații direct în interiorul corpului.

Alimentele și aerul care conțin izotopi de plutoniu și americiu, care au activitate alfa ridicată, sunt de mare pericol. Plutoniul rezultat Dezastrul de la Cernobîl, este cel mai periculos cancerigen. Radiația alfa are un grad înalt ionizare și, în consecință, o mai mare capacitate dăunătoare pentru țesuturile biologice.

Pătrunderea plutoniului, precum și a americiului prin Căile aeriene provoacă cancer în corpul uman boli pulmonare. Cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că raportul dintre cantitatea totală de plutoniu și echivalenții săi americiu, curiu și total plutoniu inhalat în corp nesemnificativ. După cum a constatat Bennett, atunci când analizează testele nucleare în atmosferă, în Statele Unite, raportul dintre precipitații și inhalare este de 2,4 milioane la 1, adică marea majoritate a radionuclizilor care conțin alfa din testele de arme nucleare au intrat în pământ fără a afecta. oameni. Particule de combustibil nuclear, așa-numitele particule fierbinți cu o dimensiune de aproximativ 0,1 microni, au fost de asemenea observate în emisiile de la urma de la Cernobîl. Aceste particule pot fi, de asemenea, inhalate în plămâni și reprezintă un pericol grav.

Expunerea externă și internă necesită măsuri de precauție diferite acțiune periculoasă radiatii.

Expunerea externă este generată în principal de radionuclizi care conțin gama, precum și raze X. Abilitatea sa de izbitor depinde de:

a) energia radiației;

b) durata acţiunii radiaţiei;

c) distanta de la sursa de radiatie la obiect;

d) măsuri de protecţie.

Există o relație liniară între durata timpului de expunere și doza absorbită, iar efectul distanței asupra rezultatului expunerii la radiații are o relație pătratică.

Pentru măsurile de protecție împotriva radiațiilor externe, se folosesc în principal ecrane de protecție din plumb și beton de-a lungul căii radiațiilor. Eficacitatea unui material ca scut de raze X sau gamma depinde de densitatea materialului, precum și de concentrația de electroni pe care îi conține.

Dacă este posibil să vă protejați de radiațiile externe prin ecrane speciale sau alte acțiuni, atunci nu este posibil să faceți acest lucru cu radiații interne.

Se află trei moduri posibile prin care radionuclizii pot pătrunde în organism:

a) cu alimente

b) prin căile respiratorii cu aer;

c) prin lezarea pielii.

Trebuie remarcat faptul că elementele radioactive plutoniu și americiu pătrund în organism în principal prin alimente sau prin inhalare și foarte rar prin leziuni ale pielii.

După cum notează J. Hall, organele umane reacționează la substanțele care intră în organism pe baza exclusiv naturii chimice a acestora din urmă, indiferent dacă sunt sau nu radioactive. Elementele chimice precum sodiul și potasiul fac parte din toate celulele corpului. Prin urmare, forma lor radioactivă, introdusă în organism, va fi distribuită și în tot organismul. Alte elemente chimice tind să se acumuleze în organele individuale, așa cum se întâmplă cu iod radioactiv V glanda tiroida sau calciu în țesutul osos.

Pătrunderea substanțelor radioactive cu alimente în organism depinde în mod semnificativ de acestea interacțiune chimică. S-a stabilit că apa clorurată crește solubilitatea plutoniului și, drept consecință, încorporarea acestuia în organele interne.

După ce o substanță radioactivă a pătruns în organism, trebuie luate în considerare cantitatea de energie și tipul de radiație, timpul de înjumătățire fizic și biologic al radionuclidului. timp de înjumătățire biologic numit timpul necesar pentru a elimina jumătate din substanța radioactivă din organism. Unii radionuclizi sunt eliminați rapid din organism și, prin urmare, nu au timp să provoace mult rău, în timp ce alții rămân în organism o perioadă considerabilă de timp.

Timpul de înjumătățire al radionuclizilor depinde în mod semnificativ de condiție fizică persoană, vârsta sa și alți factori. Se numește combinația dintre un timp de înjumătățire fizică cu un timp de înjumătățire biologic timpul de înjumătățire efectivă - cel mai important în determinarea cantității totale de radiații. Organul cel mai expus la acțiunea unei substanțe radioactive se numește critic. Pentru diferite organe critice au fost elaborate standarde care determină conținutul admisibil al fiecărui element radioactiv. Pe baza acestor date au fost create documente care reglementează concentrațiile admisibile de substanțe radioactive în aerul atmosferic, bând apă, Produse alimentare. În Belarus, în legătură cu accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl, republicanul niveluri acceptabile conținutul de radionuclizi de cesiu și stronțiu în produsele alimentare și apa potabilă (RDU-92). În regiunea Gomel, unii Produse alimentare nutriție, cum ar fi cele pentru copii, standarde mai stricte. Luând în considerare toți factorii și standardele de mai sus, subliniem că doza medie anuală efectivă de expunere umană echivalentă nu trebuie să depășească 1 mSv pe an.

LITERATURĂ:

1. Savenko V.S. Radioecologie. - Minsk: Design PRO, 1997.

2. M.M. Tkachenko, „Radiologie (Diagnostic de promenadă și terapie de promenadă)”

3. A.V. SHUMAKOV Un scurt ghid pentru medicina radiațiilor Lugansk -2006

4. Beckman I.N. Prelegeri de Medicină Nucleară

5. L.D. Lindenbraten, L.B. Naumov Radiologie medicală. M. Medicină 1984

6. P.D. Khazov, M.Yu. Petrov. Fundamentele radiologiei medicale. Ryazan, 2005

7. P.D. Khazov. Diagnosticarea radiațiilor. Ciclul de prelegeri. Ryazan. 2006

Eseu

Subiect:

Plan:

Introducere

1 Efecte directe și indirecte ale radiațiilor ionizante

2 Impactul radiațiilor ionizante asupra organelor individuale și asupra corpului în ansamblu

3 Mutații

4 Efectul dozelor mari de radiații ionizante asupra obiectelor biologice

5. Două tipuri de iradiere a corpului: externă și internă

Concluzie

Literatură

EFECTELE BIOLOGICE ALE RADIAȚIELOR

Factorul de radiații este prezent pe planeta noastră încă de la formarea sa și, după cum au arătat studiile ulterioare, radiațiile ionizante, alături de alte fenomene de natură fizică, chimică și biologică, au însoțit dezvoltarea vieții pe Pământ. Cu toate acestea, efectul fizic al radiațiilor a început să fie studiat abia la sfârșitul secolului al XIX-lea, iar efectele sale biologice asupra organismelor vii - la mijlocul secolului al XX-lea. Radiațiile de ionizare se referă la acele fenomene fizice care nu sunt resimțite de simțurile noastre, sute de specialiști, lucrând cu radiații, au primit arsuri de radiații din doze mari de radiații și au murit din cauza tumorilor maligne cauzate de supraexpunere.

Cu toate acestea, astăzi știința mondială știe mai multe despre efectele biologice ale radiațiilor decât despre efectele oricăror altor factori de natură fizică și biologică în mediu.

La studierea efectului radiațiilor asupra unui organism viu, s-au determinat următoarele caracteristici:

Efectul radiațiilor ionizante asupra corpului nu este perceptibil de către o persoană. Oamenii nu au un organ de simț care să perceapă radiațiile ionizante. Există o așa-numită perioadă de bunăstare imaginară - o perioadă de incubație pentru manifestarea acțiunii radiațiilor ionizante. Durata acestuia este redusă prin iradiere în doze mari.

· Acțiunea din doze mici poate fi însumată sau acumulată.

· Radiația acționează nu numai asupra unui organism viu dat, ci și asupra descendenților acestuia - acesta este așa-numitul efect genetic.

Diverse organe ale unui organism viu au propria lor sensibilitate la radiații. Cu o doză zilnică de 0,002-0,005 Gy, apar deja modificări ale sângelui.

· Nu fiecare organism în ansamblu percepe radiația în același mod.

· Iradierea este dependentă de frecvență. O singură iradiere în doză mare provoacă consecințe mai profunde decât iradierea fracționată.

1. EFECTE DIRECTE ŞI INDIRECTE ALE RADIAŢIEI IONIZANTE

Undele radio, undele luminoase, energia termică a soarelui - toate acestea sunt varietăți de radiații. Cu toate acestea, radiațiile vor fi ionizante dacă sunt capabile să rupă legăturile chimice ale moleculelor care alcătuiesc țesuturile unui organism viu și, ca urmare, să provoace modificări biologice. Acțiunea radiațiilor ionizante are loc la nivel atomic sau molecular, indiferent dacă suntem expuși la radiații externe, sau primim substanțe radioactive din alimente și apă, ceea ce perturbă echilibrul proceselor biologice din organism și duce la consecințe adverse. Efectele biologice ale radiațiilor asupra corpului uman se datorează interacțiunii energiei radiațiilor cu țesutul biologic. Energia transferată direct la atomii și moleculele țesuturilor biologice se numește direct acţiunea radiaţiilor. Unele celule, din cauza distribuției inegale a energiei radiațiilor, vor fi afectate semnificativ.

Un efect direct este carcinogeneza sau dezvoltarea cancerului. O tumoare canceroasă apare atunci când o celulă somatică scapă de sub controlul corpului și începe să se dividă activ. Cauza principală a acestui lucru este o încălcare a mecanismului genetic, numită mutatii. Când o celulă canceroasă se divide, ea produce numai celule canceroase. Unul dintre cele mai sensibile organe la efectele radiațiilor este glanda tiroidă. Prin urmare, țesutul biologic al acestui organ este cel mai vulnerabil în ceea ce privește dezvoltarea cancerului. Sângele nu este mai puțin susceptibil la influența radiațiilor. Leucemia sau cancerul de sânge este unul dintre efectele comune ale expunerii directe la radiații. Zar eu particule feminine pătrund în țesuturile corpului, își pierd energia din cauza interacțiunilor electrice cu electronii atomilor ele La interacțiune trică însoțește procesul de ionizare (scoaterea unui electron dintr-un atom neutru)

Fizico-chimic modificările însoțesc apariția „radicalilor liberi” extrem de periculoși în organism.

Pe lângă radiațiile ionizante directe, există și un efect indirect sau indirect asociat cu radioliza apei. În timpul radiolizei, există radicali liberi - anumiţi atomi sau grupuri de atomi cu activitate chimică ridicată. Principala caracteristică a radicalilor liberi sunt electronii în exces sau nepereche. Astfel de electroni sunt ușor deplasați de pe orbitele lor și pot participa activ la o reacție chimică. Este important ca modificări externe foarte ușoare să poată duce la modificări semnificative ale proprietăților biochimice ale celulelor. De exemplu, dacă o moleculă obișnuită de oxigen captează un electron liber, atunci se transformă într-un radical liber extrem de activ - Cu la peroxid. În plus, există compuși activi precum peroxidul de hidrogen, hidroxidul și oxigenul atomic. Majoritatea radicalilor liberi sunt neutri, dar unii pot avea o sarcină pozitivă sau negativă.

Dacă numărul de radicali liberi este scăzut, atunci organismul are capacitatea de a-i controla. Dacă sunt prea multe, atunci activitatea sistemelor de protecție, activitatea vitală a funcțiilor individuale ale corpului, este perturbată. Daunele cauzate de radicalii liberi cresc rapid într-o reacție în lanț. Intrând în celule, ele perturbă echilibrul calciului și codificarea informațiilor genetice. Astfel de fenomene pot duce la eșecuri în sinteza proteinelor, care este o funcție vitală a întregului organism, deoarece. proteinele defecte perturbă sistemul imunitar. Principalele filtre ale sistemului imunitar - ganglionii limfatici funcționează într-un mod suprasolicitat și nu au timp să le separe. Astfel, barierele de protecție sunt slăbite și se creează condiții favorabile în organism pentru reproducerea virusurilor, microbilor și celulelor canceroase.

Radicalii liberi, care provoacă reacții chimice, implică în acest proces multe molecule care nu sunt afectate de radiații. Prin urmare, efectul produs de radiație este determinat nu numai de cantitatea de energie absorbită, ci și de forma în care această energie este transmisă. Niciun alt tip de energie absorbită de un obiect biologic în aceeași cantitate nu duce la astfel de modificări pe care le provoacă radiațiile ionizante. Cu toate acestea, natura acestui fenomen este de așa natură încât toate procesele, inclusiv cele biologice, sunt echilibrate. Modificări chimice e pareri apar ca urmare a interacțiunii radicalilor liberi între ei sau cu molecule „sănătoase”. Modificări biochimice se intampla ca V momentul iradierii și pe durataemulți ani, ceea ce duce la moartea celulelor.

Organismul nostru, spre deosebire de procesele descrise mai sus, produce substanțe speciale care sunt un fel de „curățători”.

Aceste substanțe (enzime) din organism sunt capabile să capteze electroni liberi fără a se transforma în radicali liberi. Într-o stare normală, organismul menține un echilibru între apariția radicalilor liberi și a enzimelor. Radiațiile ionizante perturbă acest echilibru, stimulează creșterea radicalilor liberi și duce la consecințe negative. Puteți activa procesele de absorbție a radicalilor liberi prin includerea în dietă a antioxidanților, vitaminelor. A, E, C sau preparate care conțin seleniu. Aceste substanțe neutralizează radicalii liberi prin absorbția lor în cantități mari.

2. IMPACTUL RADIAȚIELOR IONIZANTE ASUPRA ORGANISMELOR INDIVIDUALE ȘI A ORGANISMULUI ÎN ANTREG

Interacțiunea radiațiilor cu organismul începe la nivel molecular. Prin urmare, expunerea directă la radiații ionizante este mai specifică. O creștere a nivelului de agenți oxidanți este, de asemenea, caracteristică altor influențe. Se știe că diverse simptome (temperatură, cefalee etc.) apar în multe boli și cauzele acestora sunt diferite. Acest lucru face dificilă stabilirea unui diagnostic. Prin urmare, dacă o anumită boală nu apare ca urmare a efectelor nocive ale radiațiilor asupra organismului, este dificil de stabilit cauza consecințelor mai îndepărtate, deoarece își pierd specificitatea.

Radiosensibilitatea diferitelor țesuturi ale corpului depinde de procesele de biosinteză și de activitatea enzimatică asociată acestora. Prin urmare, celulele măduvei osoase, ganglionilor limfatici și celulele germinale se disting prin cea mai mare radioactivitate. Sistemul circulator și măduva osoasă roșie sunt cele mai vulnerabile la radiații și își pierd capacitatea de a funcționa normal deja la doze de 0,5-1 Gy. Cu toate acestea, au capacitatea de a se recupera și dacă nu toate celulele sunt afectate, sistemul circulator își poate restabili funcțiile. Organele de reproducere, cum ar fi testiculele, sunt, de asemenea, caracterizate prin radiosensibilitate crescută. Iradierea peste 2 Gy duce la sterilitate permanentă. Abia după mulți ani pot funcționa pe deplin. Ovarele sunt mai puțin sensibile, cel puțin la femeile adulte. Dar o singură doză mai mare de 3 Gy duce în continuare la sterilitatea lor, deși dozele mari cu iradiere repetată nu afectează capacitatea de a avea copii.

Lentila ochiului este foarte susceptibilă la radiații. Morind, celulele cristalinului devin opace, cresc, ducând la cataractă și apoi la orbire completă. Acest lucru se poate întâmpla la doze de aproximativ 2 Gy.

Radiosensibilitatea unui organism depinde de vârsta acestuia. Doze mici de radiații la copii le pot încetini sau chiar opri creșterea osoasă. Cu cât copilul este mai mic, cu atât creșterea scheletului este mai inhibată. Iradierea creierului unui copil poate provoca modificări ale caracterului său, duce la pierderea memoriei. Oasele și creierul unui adult sunt capabile să reziste la doze mult mai mari. Doze relativ mari sunt capabile să reziste la majoritatea organelor. Rinichii rezistă la o doză de aproximativ 20 Gy primită într-o lună, ficatul - aproximativ 40 Gy, vezica urinară - 50 Gy, iar țesutul cartilaj matur - până la 70 Gy. Cu cât organismul este mai tânăr, cu atât este mai sensibil la efectele radiațiilor, celelalte lucruri fiind egale.

Radiosensibilitatea speciei crește odată cu complexitatea organismului. Acest lucru se explică prin faptul că în organismele complexe există verigi mai slabe care provoacă reacții în lanț de supraviețuire. Acest lucru este facilitat de sistemele de control mai complexe (nervos, imunitar), care sunt parțial sau complet absente la indivizii mai primitivi. Pentru microorganisme, dozele care provoacă 50% din mortalitate sunt mii de Gy, pentru păsări - zeci, iar pentru mamifere foarte organizate - unități (Fig. 2.15).

3. MUTAȚII

Fiecare celulă din organism conține o moleculă de ADN care poartă informațiile pentru reproducerea corectă a celulelor noi.

ADN -- este acid dezoxiribonucleic constând din molecule lungi, rotunjite, sub formă de dublă helix. Funcția sa este de a asigura sinteza majorității moleculelor proteice care alcătuiesc aminoacizii. Lanțul moleculei de ADN este format din secțiuni separate care sunt codificate de proteine speciale, formând așa-numita genă umană.

Radiația poate ucide celula sau poate distorsiona informațiile din ADN, astfel încât celulele defecte să apară în cele din urmă. O modificare a codului genetic al unei celule se numește mutație. Dacă mutația are loc în ovulul spermei, consecințele pot fi resimțite în viitorul îndepărtat, deoarece. în timpul fertilizării se formează 23 de perechi de cromozomi, fiecare dintre ele constând dintr-o substanță complexă numită acid dezoxiribonucleic. Prin urmare, o mutație care apare într-o celulă germinală se numește mutație genetică și poate fi transmisă generațiilor ulterioare.

Raționamentul descris se bazează numai pe studii de laborator asupra animalelor. Nu există încă nicio dovadă directă a mutațiilor radiațiilor la oameni, știi. identificarea completă a tuturor defectelor ereditare are loc numai pe parcursul mai multor generații.

Totuși, așa cum subliniază John Hoffman, subestimarea rolului tulburărilor cromozomiale, bazată pe afirmația „semnificația lor ne este necunoscută”, este un exemplu clasic de decizii luate prin ignoranță. Dozele de radiații permise au fost stabilite cu mult înainte de apariția metodelor de determinare a consecințelor triste la care pot duce la oameni nebănuiți și la descendenții lor.

4. EFECTUL DOZELOR MARI DE RADIAȚII IONIZANTE ASUPRA OBIECTELOR BIOLOGICE

Atunci când se iradiază organisme biologice complexe, ar trebui să se țină seama de procesele care au loc la nivelul interconexiunii dintre organe și țesuturi. Radiosensibilitatea diferitelor organisme variază destul de mult (Fig. 2.16).

Corpul uman, ca sistem natural perfect, este și mai sensibil la radiații. Dacă o persoană a suferit o expunere totală la o doză de 100-200 rad, atunci după câteva zile va avea semne de boală de radiații într-o formă ușoară. Semnul său poate fi o scădere a numărului de celule albe din sânge, care este determinată de un test de sânge. Un indicator subiectiv pentru o persoană este o posibilă vărsătură în prima zi după expunere.

O formă foarte severă de boală de radiații apare atunci când este expus la o doză mai mare de 600 rad. Leucocitele din sânge dispar complet. Moartea apare în 100% din cazuri.

Consecințele expunerii la radiații descrise mai sus sunt tipice pentru cazurile în care îngrijirea medicală nu este disponibilă.

Pentru a trata un organism iradiat, medicina modernă utilizează pe scară largă metode precum înlocuirea sângelui, transplantul de măduvă osoasă, administrarea de antibiotice, precum și alte metode de terapie intensivă. Cu un astfel de tratament, este posibil să se excludă un rezultat fatal chiar și cu iradierea cu o doză de până la 1000 rad. Energia emisă de substanțele radioactive este absorbită de mediu, inclusiv de obiectele biologice. Ca urmare a impactului radiațiilor ionizante asupra corpului uman, în țesuturi pot apărea procese fizice, chimice și biochimice complexe.

Efectul ionizant perturbă, în primul rând, cursul normal al proceselor biochimice și al metabolismului. În funcție de mărimea dozei de radiații absorbite și de caracteristicile individuale ale organismului, modificările cauzate pot fi reversibile sau ireversibile. La doze mici, țesutul afectat își restabilește activitatea funcțională. Dozele mari cu expunere prelungită pot provoca leziuni ireversibile organelor individuale sau întregului corp. Orice tip de radiație ionizantă provoacă modificări biologice în organism atât cu radiații externe (sursa este în afara corpului), cât și cu radiații interne (substanțele radioactive pătrund în organism, de exemplu, cu alimente sau prin inhalare). Luați în considerare efectul radiațiilor ionizante atunci când sursa de radiații se află în afara corpului.

Efectul biologic al radiațiilor ionizante în acest caz depinde de doza totală și de timpul de expunere la radiații, de tipul acesteia, de dimensiunea suprafeței iradiate și de caracteristicile individuale ale organismului. Cu o singură iradiere a întregului corp uman sunt posibile tulburări biologice în funcție de doza totală de radiație absorbită.

Când este expus la doze de 100-1000 de ori mai mare decât doza letală, o persoană poate muri în timpul expunerii. Mai mult, doza absorbită de radiații, care provoacă leziuni ale părților individuale ale corpului, depășește doza letală absorbită de radiații a întregului corp. Dozele letale absorbite pentru părțile individuale ale corpului sunt următoarele: cap - 20 Gy, abdomen inferior - 30 Gy, abdomen superior - 50 Gy, piept - 100 Gy, membre - 200 Gy.

Gradul de sensibilitate al diferitelor țesuturi la radiații nu este același. Dacă luăm în considerare țesuturile organelor în ordinea scăderii sensibilității lor la acțiunea radiațiilor, obținem următoarea secvență: țesut limfatic, ganglioni limfatici, splină, timus, măduvă osoasă, celule germinale. Sensibilitatea mare a organelor hematopoietice la radiații stă la baza determinării naturii bolii radiațiilor.

Cu o singură iradiere a întregului corp uman cu o doză absorbită de 0,5 Gy, la o zi după iradiere, numărul de limfocite poate scădea brusc. Numărul de eritrocite (globule roșii) scade și el după două săptămâni de la expunere. O persoană sănătoasă are aproximativ 10 4 globule roșii, iar zilnic sunt produse 10. La pacienții cu boală de radiații, acest raport este perturbat și ca urmare corpul moare.

Expunerea externă la particulele alfa și beta este mai puțin periculoasă. Ele au o mică trecere în țesut și nu ajung la hematopoietice și la alte organe interne. Cu iradierea externă, este necesar să se ia în considerare iradierea gamma și neutronă, care pătrund țesutul la o mare adâncime și îl distrug, așa cum este descris mai detaliat mai sus.

5. DOUĂ TIPURI DE EXPUNERE LA ORGANISM: EXTERNĂ ŞI INTERNĂ

Radiațiile ionizante pot afecta o persoană în două moduri. prima cale- expunerea externă dintr-o sursă situată în afara corpului, care depinde în principal de fondul de radiații al zonei în care locuiește persoana sau de alți factori externi. Al doilea -- radiații interne, datorită ingerării unei substanțe radioactive în organism, în principal cu alimente.

Produsele alimentare care nu respectă standardele de radiație au un conținut crescut de radionuclizi, sunt încorporate cu alimente și devin o sursă de radiații direct în interiorul corpului.

Alimentele și aerul care conțin izotopi de plutoniu și americiu, care au activitate alfa ridicată, sunt de mare pericol. Plutoniul, care a căzut în urma dezastrului de la Cernobîl, este cel mai periculos cancerigen. Radiația alfa are un grad ridicat de ionizare și, prin urmare, o mare capacitate dăunătoare pentru țesuturile biologice.

Ingestia de plutoniu, precum și de americiu prin tractul respirator, în corpul uman provoacă oncologia bolilor pulmonare. Cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că raportul dintre cantitatea totală de plutoniu și echivalenții săi americiu, curiu și cantitatea totală de plutoniu inhalată în organism este nesemnificativ. După cum a constatat Bennett, atunci când analizează testele nucleare în atmosferă, în Statele Unite, raportul dintre precipitații și inhalare este de 2,4 milioane la 1, adică marea majoritate a radionuclizilor care conțin alfa din testele de arme nucleare au intrat în pământ fără a afecta. oameni. Particule de combustibil nuclear, așa-numitele particule fierbinți cu o dimensiune de aproximativ 0,1 microni, au fost de asemenea observate în emisiile de la urma de la Cernobîl. Aceste particule pot fi, de asemenea, inhalate în plămâni și reprezintă un pericol grav.

Expunerea externă și internă necesită luarea unor măsuri de precauție diferite împotriva efectelor periculoase ale radiațiilor.

Expunerea externă este creată în principal de radionuclizi care conțin gama, precum și de raze X. Abilitatea sa de izbitor depinde de:

a) energia radiației;

b) durata acţiunii radiaţiei;

c) distanta de la sursa de radiatie la obiect;

d) măsuri de protecţie.

Există o relație liniară între durata timpului de expunere și doza absorbită, iar efectul distanței asupra rezultatului expunerii la radiații are o relație pătratică.

Dacă este posibil să vă protejați de radiațiile externe prin ecrane speciale sau alte acțiuni, atunci nu este posibil să faceți acest lucru cu radiații interne.

Există trei moduri posibile prin care radionuclizii pot pătrunde în organism:

a) cu alimente

b) prin căile respiratorii cu aer;

c) prin lezarea pielii.

Trebuie remarcat faptul că elementele radioactive plutoniu și americiu pătrund în organism în principal prin alimente sau prin inhalare și foarte rar prin leziuni ale pielii.

După cum notează J. Hall, organele umane reacționează la substanțele care intră în organism pe baza exclusiv naturii chimice a acestora din urmă, indiferent dacă sunt sau nu radioactive. Elementele chimice precum sodiul și potasiul fac parte din toate celulele corpului. Prin urmare, forma lor radioactivă, introdusă în organism, va fi distribuită și în tot organismul. Alte substanțe chimice tind să se acumuleze în organele individuale, așa cum se întâmplă cu iodul radioactiv în glanda tiroidă sau cu calciul în țesutul osos.

Pătrunderea substanțelor radioactive cu alimente în organism depinde în mod semnificativ de interacțiunea chimică a acestora. S-a stabilit că apa clorurată crește solubilitatea plutoniului și, drept consecință, încorporarea acestuia în organele interne.

După ce o substanță radioactivă a pătruns în organism, trebuie luate în considerare cantitatea de energie și tipul de radiație, timpul de înjumătățire fizic și biologic al radionuclidului. Biol O jumătate de viață numit timpul necesar pentru a elimina jumătate din substanța radioactivă din organism. Unii radionuclizi sunt eliminați rapid din organism și, prin urmare, nu au timp să provoace mult rău, în timp ce alții rămân în organism o perioadă considerabilă de timp.

Timpul de înjumătățire al radionuclizilor depinde în mod semnificativ de starea fizică a unei persoane, de vârsta acesteia și de alți factori. Se numește combinația dintre un timp de înjumătățire fizică cu un timp de înjumătățire biologic timpul de înjumătățire efectivă - cea mai importanta in determinarea cantitatii totale de radiatii. Organul cel mai expus la acțiunea unei substanțe radioactive se numește critic. Pentru diferite organe critice au fost elaborate standarde care determină conținutul admisibil al fiecărui element radioactiv. Pe baza acestor date, au fost create documente care reglementează concentrațiile permise de substanțe radioactive în aerul atmosferic, apa potabilă și alimente. În Belarus, în legătură cu accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl, sunt în vigoare nivelurile permise republicane de radionuclizi de cesiu și stronțiu în produsele alimentare și apa potabilă (RDU-92). În regiunea Gomel, au fost introduse standarde mai stricte pentru unele produse alimentare, de exemplu, alimentele pentru copii. Luând în considerare toți factorii și standardele de mai sus, subliniem că media e doza anuală efectivă echivalentă de expunere umană nu trebuie să depășească 1 mSv pe an.

LITERATURĂ:

1. Savenko V.S. Radioecologie. -- Minsk: Design PRO, 1997.

2. M.M. Tkachenko, „Radiologie (Diagnostic de promenadă și terapie de promenadă)”

3. A.V. SHUMAKOV Un scurt ghid pentru medicina radiațiilor Lugansk -2006

4. Beckman I.N. Prelegeri de Medicină Nucleară

5. L.D. Lindenbraten, L.B. Naumov Radiologie medicală. M. Medicină 1984

6. P.D. Khazov, M.Yu. Petrov. Fundamentele radiologiei medicale. Ryazan, 2005

7. P.D. Khazov. Diagnosticarea radiațiilor. Ciclul de prelegeri. Ryazan. 2006

Eseu

Subiect: EFECTELE BIOLOGICE ALE RADIAȚIELOR

Plan:

Introducere

1 Efecte directe și indirecte ale radiațiilor ionizante

2 Impactul radiațiilor ionizante asupra organelor individuale și asupra corpului în ansamblu

3 Mutații

4 Efectul dozelor mari de radiații ionizante asupra obiectelor biologice

5. Două tipuri de iradiere a corpului: externă și internă

Concluzie

Literatură

EFECTELE BIOLOGICE ALE RADIAȚIELOR

Cu toate acestea, astăzi știința mondială știe mai multe despre efectele biologice ale radiațiilor decât despre efectele oricăror altor factori de natură fizică și biologică în mediu.

La studierea efectului radiațiilor asupra unui organism viu, s-au determinat următoarele caracteristici:

Efectul radiațiilor ionizante asupra corpului nu este perceptibil de către o persoană. Oamenii nu au un organ de simț care să perceapă radiațiile ionizante. Există o așa-numită perioadă de bunăstare imaginară - perioada de incubație pentru manifestarea acțiunii radiațiilor ionizante. Durata acestuia este redusă prin iradiere în doze mari.

· Acțiunea din doze mici poate fi însumată sau acumulată.

· Radiația acționează nu numai asupra unui organism viu dat, ci și asupra descendenților acestuia - acesta este așa-numitul efect genetic.

Diverse organe ale unui organism viu au propria lor sensibilitate la radiații. Cu o doză zilnică de 0,002-0,005 Gy, apar deja modificări ale sângelui.

· Nu fiecare organism în ansamblu percepe radiația în același mod.

1. EFECTE DIRECTE ŞI INDIRECTE ALE RADIAŢIEI IONIZANTE

Un efect direct este carcinogeneza sau dezvoltarea cancerului. O tumoare canceroasă apare atunci când o celulă somatică scapă de sub controlul corpului și începe să se dividă activ. Cauza principală a acestui lucru este o încălcare a mecanismului genetic, numită mutatii. Când o celulă canceroasă se divide, ea produce numai celule canceroase. Unul dintre cele mai sensibile organe la efectele radiațiilor este glanda tiroidă. Prin urmare, țesutul biologic al acestui organ este cel mai vulnerabil în ceea ce privește dezvoltarea cancerului. Sângele nu este mai puțin susceptibil la influența radiațiilor. Leucemia sau cancerul de sânge este unul dintre efectele comune ale expunerii directe la radiații. particule încărcate pătrund în țesuturile corpului, își pierd energia din cauza interacțiunilor electrice cu electronii atomilor interacțiune electrică însoțește procesul de ionizare (scoaterea unui electron dintr-un atom neutru)

Fizico-chimic modificările însoțesc apariția „radicalilor liberi” extrem de periculoși în organism.

Pe lângă radiațiile ionizante directe, există și un efect indirect sau indirect asociat cu radioliza apei. În timpul radiolizei, există radicali liberi - anumiţi atomi sau grupuri de atomi cu activitate chimică ridicată. Principala caracteristică a radicalilor liberi sunt electronii în exces sau nepereche. Astfel de electroni sunt ușor deplasați de pe orbitele lor și pot participa activ la o reacție chimică. Este important ca modificări externe foarte ușoare să poată duce la modificări semnificative ale proprietăților biochimice ale celulelor. De exemplu, dacă o moleculă obișnuită de oxigen captează un electron liber, atunci se transformă într-un radical liber extrem de activ - superoxid. În plus, există compuși activi precum peroxidul de hidrogen, hidroxidul și oxigenul atomic. Majoritatea radicalilor liberi sunt neutri, dar unii pot avea o sarcină pozitivă sau negativă.

Radicalii liberi, care provoacă reacții chimice, implică în acest proces multe molecule care nu sunt afectate de radiații. Prin urmare, efectul produs de radiație este determinat nu numai de cantitatea de energie absorbită, ci și de forma în care această energie este transmisă. Niciun alt tip de energie absorbită de un obiect biologic în aceeași cantitate nu duce la astfel de modificări pe care le provoacă radiațiile ionizante. Cu toate acestea, natura acestui fenomen este de așa natură încât toate procesele, inclusiv cele biologice, sunt echilibrate. Modificări chimice apar ca urmare a interacțiunii radicalilor liberi între ei sau cu molecule „sănătoase”. Modificări biochimice se intampla ca V momentul iradierii și de mulți ani, ceea ce duce la moartea celulelor.