Datele științifice moderne confirmă existența unor mecanisme care asigură adaptarea organismului la nivelurile naturale de expunere la radiații. Cu toate acestea, dacă un anumit nivel de ERF este depășit, adaptarea va fi defectuoasă, cu una sau alta probabilitate de a dezvolta o afecțiune patologică. Impact de durata Creșterea ERF duce la scăderea radiorezistenței, la tulburări ale reactivității imunologice, iar aceasta din urmă este asociată cu morbiditate.

După accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl, proporția oamenilor sănătoși în rândul populației evacuate a scăzut de la 57 la 23%. Consecințele acestui accident au cel mai negativ impact asupra sănătății populației copiilor. Rata de morbiditate a copiilor afectați de radiații este de 2-3 ori mai mare, proporția copiilor frecvent bolnavi cu scăderea starea imunitară(82,6%), majoritatea au alergii, se înregistrează și o creștere a numărului boli somatice. În satele din districtul Totsky din regiunea Orenburg, pe teritoriul apropiat de locul de testare, prevalența este mai mare în rândul populației adulte distonie vegetativ-vasculară, patologia glandei tiroide, sarcina. Ponderea copiilor practic sănătoși din aceste sate este de 6-7%, cu 15% în zona de control; 50% dintre copii au anomalii ale sistemului cardiovascular, boli ale sistemului nervos, precum și imunodeficiențe (20-30% dintre copii față de 7-8% în zona de control), conținutul de mangan din păr este de 7, cupru este 8, arsenul este de 20 de ori mai mare decât în ​​mod normal.

Principalul efect biologic al radiațiilor este deteriorarea genomului celulelor, care se manifestă printr-o creștere a numărului de neoplasme și boli ereditare.

Dozele mici de radiații cresc probabilitatea de cancer la oameni. Se presupune că aproximativ 10% din bolile oncologice pe an sunt cauzate de ERF. Acele forme de cancer care sunt cauzate de radiații pot fi induse și de alți agenți. Impactul radiațiilor asupra glandei tiroide la rezidenții ruși este evaluat ca o consecință a dezastrului de la centrala nucleară de la Cernobîl. O analiză retrospectivă și actuală a incidenței cancerului tiroidian la copii și adolescenți din regiunea Bryansk a arătat că primul manifestari clinice notat la 4-5 ani de la accident, ceea ce corespunde termen minim dezvoltarea oncopatologiei după iradiere. Distribuția naturală a cancerului tiroidian nu este mai mare de 1 caz la 1 milion de copii și adolescenți. Dinamica numărului de cazuri de cancer tiroidian la copiii din regiunea Bryansk este orientativă: 1987. - 1; 1988 – 0; 1989 – 0; 1990 - 4; 1991 - 4; 1992 - 8; 1993 - 12; 1994 – 19 cazuri. Aproximativ 50% dintre copiii și adolescenții diagnosticați cu cancer tiroidian locuiau în zone cu niveluri ridicate de contaminare radioactivă a solului. Potrivit estimărilor prognostice, la 20 și 40 de ani de la accident, fiecare al patrulea caz de cancer tiroidian va fi cauzat de radiații.

Radonul este potențial periculos pentru oameni. O parte semnificativă a produselor sale de degradare este reținută în plămâni. Suprafața plămânilor este de câțiva metri pătrați. Acesta este un filtru bun care precipită aerosoli radioactivi, care astfel acoperă suprafata pulmonara. Izotopi radioactivi poloniul (un produs fiică al degradarii radonului) „bombardează” suprafața plămânilor cu particule alfa și este responsabil pentru peste 97% din doza asociată radonului. Principalul efect medical și biologic al radonului concentratii mari- cancerul pulmonar. În mine continut crescut radonul crește semnificativ incidența decesului minerilor din cauza cancerului pulmonar, iar relația este liniară și non-prag. Calculele arată că, cu o concentrație medie de radon în clădirile rezidențiale de 20-25 Bq/m 3, unul din trei sute care trăiesc astăzi va muri din cauza cancerului pulmonar cauzat de radon.

Recunoscând adaptarea la ERF ca una dintre condițiile obligatorii ale vieții pe Pământ, este imposibil să negem influența nivelurilor ridicate asupra eredității. Nivelurile ridicate de ERF conduc la creșterea deformărilor la nou-născuți în zonele muntoase și în zonele cu roci magmatice. Rezultatele experimentelor pe animale și culturi celulare ne convin că mutațiile sub influența radiațiilor (consecințe mutaționale care se exprimă în persistența leziunilor genetice și apariția instabilității aparatului cromozomial) pot fi transmise generațiilor viitoare. Probabilitatea apariției defectelor ereditare este mai mică decât probabilitatea cancerului și crește odată cu doza de radiație a numărului de indivizi din întreaga populație expuși la radiații și a numărului de căsătorii între indivizi expuși. Experții estimează că un ERF de 2 mSv cauzează probabil 0,1-2% din toate mutațiile genetice. Odată cu creșterea nivelului său, acest procent crește.

Astfel, recunoașterea ERF ca factor obligatoriu al mediului de existență, în condițiile căreia a apărut, s-a dezvoltat și există viața biologică, ne permite să vorbim despre existența unui nivel optim de ERF pentru viață. Gama largă de radiosensibilitate caracteristică diferitelor grupuri de populație, adaptarea lor la diferite niveluri de ERF - toate acestea sugerează existența unei game largi de tranziție de la o medie la un nivel crescut de ERF.

Acțiuni preventive

Identificarea și studiul mecanismelor de interacțiune a factorilor de radiație cu corpul uman, inclusiv studiul modelelor de răspuns al organismului la influența radiațiilor de fond și a nivelurilor ridicate în condiții specifice de mediu, este posibilă numai cu acumularea de date reale. La noi există un Unit sistem guvernamental contabilizarea și controlul dozelor individuale de radiații ale cetățenilor (ESKID). Se bazează pe monitorizarea continuă a nivelurilor de radiații naturale de fond, controlul dozelor de radiații medicale și contabilizarea dozelor individuale de radiații ale personalului care lucrează cu surse de radiații ionizante.

Au fost create standarde pentru utilizarea materialelor naturale de construcție și a deșeurilor de producție în construcții. Următoarele valori au fost propuse ca atare standarde pentru materialele utilizate în construcția clădirilor rezidențiale și clădirilor publice: concentrare eficientă radionuclizi 370 Bq/kg. Nicio construcție nu poate începe fără examinarea solului și a materialelor de construcție; tot ceea ce se construiește trebuie să fie supus controlului obligatoriu pentru radioactivitate, inclusiv radon, cu emiterea unei concluzii corespunzătoare. Au fost stabilite standarde care reglementează conținutul de radon în spațiile rezidențiale: activitatea medie anuală de echilibru a radonului în clădirile nou construite nu trebuie să depășească 100 Bq/m3, iar în clădirile vechi - 200 Bq/m3. Dacă concentrația de radon este mai mare de 200 Bq/m3, atunci în aceste clădiri este necesar să se ia măsuri de reducere a concentrației acestuia (aerisirea subsolului, reparații decorative cu tapetări pereți și tavane, parchet, mochetă etc.). Concentrația de radon în incintă este de 400 Bq/m3 și mai mare, necesitând relocarea locuitorilor și reutilizarea clădirii. În clădirile industriale, activitatea de radon admisă este de 310 Bq/m3.

Pentru a reduce nivelurile radiațiilor de fond în biosferă, este necesar să se efectueze intenționat și consecvent întreaga gamă de măsuri de mediu de îmbunătățire a sănătății (tehnologice, sanitar-tehnice, organizatorice, arhitecturale și de planificare).

De asemenea, a fost dezvoltat și conceptul de examinare medicală de specialitate în etape a populației care locuiește într-un teritoriu contaminat cu radionuclizi și prevede o evaluare a stării de sănătate pe baza datelor clinice și de laborator; clarificarea diagnosticelor de boli care pot fi asociate cu expunerea la radiații; verificarea informațiilor privind dozele de radiații; investigarea medicală și dozimetrică individuală a legăturii dintre boli și expunerea la radiații; tratament si reabilitare.

Comisia științifică rusă pentru protecția împotriva radiațiilor (RNSP) înființată presupune O abordare complexă privind protecția împotriva radiațiilor și reabilitarea populației, i.e. creație și dezvoltare protectie sociala populația și prevenirea posibilelor efecte adverse asupra sănătății populației expuse la niveluri ridicate de radiații.

Este important să se elimine analfabetismul de mediu al societății, inclusiv formarea gândirii ecologice asupra problemelor siguranța la radiații. Este nevoie de asistență informațională calificată, inclusiv din partea lucrătorilor medicali, privind prevenirea radiofobie in randul populatiei.

Oamenii de știință care studiază efectele radiațiilor asupra organismelor vii sunt serios îngrijorați de distribuția sa pe scară largă. După cum a spus unul dintre cercetători, omenirea modernă înoată într-un ocean de radiații. Particulele radioactive invizibile pentru ochi se găsesc în sol și aer, apă și alimente, jucării pentru copii, bijuterii pentru corp, materiale de construcție și antichități. Cel mai inofensiv obiect la prima vedere se poate dovedi a fi periculos pentru sănătate.

Corpul nostru poate fi numit și radioactiv într-o mică măsură. Țesuturile lui conțin întotdeauna necesarul elemente chimice- potasiu, rubidiu și izotopii acestora. Este greu de crezut, dar mii de dezintegrari radioactive au loc în noi în fiecare secundă!

Care este esența radiațiilor?

Nucleul atomic este format din protoni și neutroni. Aranjarea lor pentru unele elemente poate, pentru a spune simplu, să nu aibă succes în totalitate, motiv pentru care devin instabile. Astfel de nuclee au energie în exces, de care încearcă să scape. Puteți face acest lucru în următoarele moduri:

• Sunt ejectate „bucăți” mici din doi protoni și doi neutroni (desintegrare alfa).
• În nucleu, un proton se transformă într-un neutron și invers. În acest caz, sunt emise particule beta, care sunt electroni sau omologii lor cu semnul opus - antielectroni.
• Excesul de energie este eliberat din nucleu sub forma unei unde electromagnetice (degradare gamma).

În plus, nucleul poate emite protoni, neutroni și poate să se destrame complet în bucăți. Astfel, indiferent de tip și origine, orice tip de radiație este un flux de particule de mare energie cu viteză mare (zeci și sute de mii de kilometri pe secundă). Are un efect foarte dăunător asupra organismului.

Consecințele radiațiilor asupra corpului uman

În corpul nostru, două procese opuse sunt în desfășurare continuu - moartea celulelor și regenerarea celulelor. În condiții normale, particulele radioactive dăunează până la 8 mii de compuși diferiți în moleculele de ADN pe oră, pe care organismul îi restaurează apoi în mod independent. Prin urmare, medicii cred că dozele mici de radiații activează sistemul biologic de apărare al organismului. Dar cei mari distrug și ucid.

Deci, boala de radiații începe deja când primesc 1-2 Sv, când medicii îi fixează gradul 1. În acest caz, sunt necesare observații, examinări regulate de urmărire pentru boli oncologice. O doză de 2-4 Sv înseamnă deja gradul 2 boala de radiatii, care necesită tratament. Dacă ajutorul sosește la timp, nu va exista moarte. O doză letală este considerată a fi de la 6 Sv, când chiar și după transplantul de măduvă osoasă, doar o a zecea parte din pacienți poate fi salvată.

Fără un dozimetru, o persoană nu va înțelege niciodată că este expusă la radiații periculoase. La început, organismul nu reacționează la acest lucru. Abia după un timp pot apărea greață, încep dureri de cap, slăbiciune, temperatura crește.

La doze mari de radiații, radiațiile afectează în primul rând sistemul hematopoietic. Aproape că nu au rămas limfocite în el, numărul cărora depinde de nivelul de imunitate. În același timp, numărul defecțiunilor cromozomiale (dicentrice) în celule este în creștere.

În medie, corpul uman nu trebuie expus la doze de radiații mai mari de 1 mlSv pe an. La expunerea la 17 Sv, probabilitatea de a dezvolta cancer incurabil se apropie de valoarea sa maximă.

Citiți mai multe despre modul în care radiațiile afectează corpul uman

Deteriorarea atomilor celulari. Procesul de expunere a organismului la radiații se numește iradiere. Aceasta este o forță extrem de distructivă care transformă celulele, le deformează ADN-ul, ducând la mutații și leziuni genetice. proces distructiv poate fi declanșată de o singură particulă de radiație.

Experții compară efectul radiațiilor ionizante cu un bulgăre de zăpadă. Totul începe mic, apoi procesul crește până la modificări ireversibile. La nivel atomic se întâmplă așa. Particulele radioactive zboară cu viteze enorme, scotând electroni din atomi. Ca urmare, acestea din urmă capătă o sarcină pozitivă. Materia „întunecată” a radiațiilor se află doar în aceasta. Dar consecințele unor astfel de transformări pot fi catastrofale.

Un electron liber și un atom ionizat intră în reacții complexe care au ca rezultat formarea de radicali liberi. De exemplu, apa (H 2 O), care reprezintă 80% din masa unei persoane, se descompune sub influența radiațiilor în doi radicali - H și OH. Aceste particule active patologic reacţionează cu compuşi biologici importanţi - molecule de ADN, proteine, enzime, grăsimi. Ca urmare, numărul de molecule și toxine deteriorate din organism crește, iar metabolismul celular are de suferit. După ceva timp, celulele afectate mor sau funcțiile lor sunt grav afectate.

Ce se întâmplă cu un organism iradiat? Din cauza deteriorării ADN-ului și a mutațiilor genelor, celula nu se poate diviza normal. Aceasta este cea mai periculoasă consecință a expunerii la radiații. Când se primește o doză mare, numărul de celule afectate este atât de mare încât organele și sistemele pot eșua. Țesuturile în care are loc diviziunea celulară activă sunt cel mai greu de perceput radiația:

• Măduvă osoasă;
• plamani,
• mucoasa gastrica,
• intestine,
• organele genitale.

Mai mult, chiar și un obiect slab radioactiv cu contact prelungit dăunează corpului uman. Deci, pandantivul sau obiectivul camerei preferate pot deveni o bombă cu ceas pentru tine.

Pericolul enorm al influenţei radiaţiilor asupra organismelor vii este că pentru o lungă perioadă de timp ea nu se arată deloc. „Inamicul” pătrunde prin plămâni, tractul gastrointestinal, piele, iar persoana nici măcar nu bănuiește acest lucru.

În funcție de gradul și natura expunerii, rezultatele acesteia sunt:

• boală acută de radiații;
• perturbarea sistemului nervos central;
• leziuni locale de radiații (arsuri);
• neoplasme maligne;
• leucemie;
• boli ale sistemului imunitar;
• infertilitate;
• mutatii.

Din păcate, natura nu a asigurat organele de simț umane care să-i dea semnale de pericol atunci când se apropie de o sursă radioactivă. Protejați-vă de astfel de „sabotaj” fără a avea întotdeauna la îndemână dozimetru de uz casnic imposibil.

Cum să te protejezi de doze excesive de radiații?

Este mai ușor să te protejezi de surse externe. Particulele alfa vor fi blocate de o foaie de carton obișnuită. Radiația beta nu pătrunde în sticlă. O foaie groasă de plumb sau un perete de beton poate „acoperi” de razele gamma.

Cea mai gravă situație este cu radiațiile interne, în care sursa este situată în interiorul corpului, ajungând acolo, de exemplu, după inhalarea prafului radioactiv sau după ce ai luat masa pe ciuperci „aromatizate” cu cesiu. În acest caz, consecințele radiațiilor sunt mult mai grave.

Cel mai cea mai buna protectie de la radiațiile ionizante de uz casnic - detectarea în timp util a surselor sale. Ei te vor ajuta cu asta dozimetre de uz casnic RADEX. Cu astfel de dispozitive la îndemână, viața este mult mai calmă: în orice moment puteți examina orice pentru contaminarea cu radiații.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Buna treaba la site">

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.site/

Efectele biologice ale radiațiilor

1. Efecte directe și indirecte ale radiațiilor ionizante

Undele radio, undele luminoase, energia termică de la soare sunt toate tipurile de radiații. Cu toate acestea, radiațiile vor fi ionizante dacă sunt capabile să se rupă legături chimice molecule care alcătuiesc țesuturile unui organism viu și, ca urmare, provoacă modificări biologice. Efectul radiațiilor ionizante se produce la nivel atomic sau molecular, indiferent dacă suntem expuși la radiații externe sau primim substanțe radioactive în alimente și apă, ceea ce perturbă echilibrul proceselor biologice din organism și duce la consecințe adverse. Efectele biologice ale radiațiilor asupra corpului uman sunt cauzate de interacțiunea energiei radiațiilor cu țesutul biologic.Energia transferată direct atomilor și moleculelor țesuturilor biologice se numește direct efectul radiațiilor. Unele celule vor fi afectate semnificativ din cauza distribuției inegale a energiei radiațiilor.

Unul dintre efectele directe 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 tulburare a mecanismului genetic numit mutatii. Când o celulă canceroasă se divide, ea produce numai 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 la dezvoltarea cancerului. Sângele nu este mai puțin susceptibil la efectele radiațiilor. Leucemia, sau cancerul de sânge, este unul dintre efectele comune ale expunerii directe la radiații. Particule încărcate pătrund în țesuturile corpului și își pierd energia din cauza interacțiunilor electrice cu electronii atomilor. Interacțiune electricăînsoțește 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, radicali liberi- anumiți atomi sau grupuri de atomi care au activitate chimică ridicată. Principala caracteristică a radicalilor liberi este electronii în exces sau nepereche. Astfel de electroni sunt ușor deplasați de pe orbitele lor și pot participa activ la o reacție chimică. Important este că schimbările externe foarte minore pot duce la modificări semnificative ale proprietăților biochimice ale celulelor. De exemplu, dacă o moleculă obișnuită de oxigen captează un electron liber, se transformă într-un radical liber extrem de activ - superoxidÎn plus, există și 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 mic, atunci organismul are capacitatea de a-i controla. Dacă sunt prea multe, atunci funcționarea sistemelor de protecție și activitatea vitală a funcțiilor individuale ale corpului sunt perturbate. Daunele cauzate de radicalii liberi cresc rapid într-o reacție în lanț. Odată ajunse în celule, ele perturbă echilibrul de calciu și codificare informația genetică. Astfel de fenomene pot duce la perturbări în sinteza proteinelor, care este o funcție vitală a întregului organism, deoarece proteinele defecte perturbă sistemul imunitar. Principalele filtre ale sistemului imunitar - Ganglionii limfatici lucrați într-un mod suprasolicitat și nu aveți timp să le despărțiți. Astfel slăbit bariere de protectieși sunt create în corp conditii favorabile 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 biochimiceapar ca V momentul iradierii și pe parcursul a mulți ani, ceea ce duce la moartea celulelor.

Corpul 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 instare buna 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 absorbția radicalilor liberi incluzând în alimentație antioxidanți, vitaminele A, E, C sau preparate care conțin seleniu. Aceste substanțe neutralizează radicalii liberi prin absorbția lor în cantități mari.

2. Impactul radiațiilor ionizante asupra organe individualeși corpul ca întreg

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 de bază 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 niveluri superioare, apoi prin anumite organe și țesuturi - la nivel celular și molecular. După aceasta, 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 de oxidare este, de asemenea, tipică pentru alte efecte. Se știe că diferite simptome (temperatura, durere de cap etc.) apar în multe boli și cauzele lor 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 chiar și 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 poate apărea la doze de aproximativ 2 Gy.

Radiosensibilitatea corpului 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 suprimată. Iradierea creierului unui copil poate provoca modificări ale caracterului său, duce la pierderea memoriei. Oasele și creierul unui adult pot rezista la doze mult mai mari. Majoritatea organelor pot rezista la doze relativ mari. Rinichii rezistă la o doză de aproximativ 20 Gy primită într-o lună, ficatul - aproximativ 40 Gy, vezica urinară - 50 Gy, iar cel matur țesutul cartilajului- până la 70 Gy. Cu cât organismul este mai tânăr, cu atât este mai sensibil la efectele radiațiilor, celelalte lucruri fiind egale.

Radiosensibilitatea specifică speciei crește pe măsură ce organismul devine mai complex. Acest lucru se datorează faptului că organismele complexe au verigi mai slabe, provocând reacții în lanț de supraviețuire. Acest lucru este facilitat și de sistemele de control mai complexe (nervos, imunitar), care sunt parțial sau complet absente la indivizii mai primitivi. Pentru microorganisme, dozele care provoacă mortalitate de 50% sunt de mii de Gy, pentru păsări - zeci, iar pentru mamiferele foarte organizate - câteva.

3. Mutații

Fiecare celulă a corpului conține o moleculă de ADN, care transportă informații 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 de molecule de ADN este format din secțiuni individuale care sunt codificate de proteine ​​speciale, formând așa-numita genă umană.

Radiațiile pot fie ucide celula, fie distorsionează informațiile din ADN, astfel încât, în timp, apar celule defecte. 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.

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. Mutații genetice mai departe subdivizată în dominante (care apar imediat în prima generație) și recesive (care pot apărea dacă ambii părinți au aceeași genă mutată). Este posibil ca astfel de mutații să nu apară de multe generații sau să nu apară deloc. O mutație într-o celulă de sine va afecta doar individul însuși. Mutațiile cauzate de radiații nu diferă de cele naturale, dar amploarea efectelor nocive crește.

Raționamentul descris se bazează numai pe studii de laborator ale animalelor. Nu există încă dovezi directe ale mutațiilor radiațiilor la oameni, deoarece identificarea completă a tuturor defectelor ereditare are loc numai pe parcursul mai multor generații.

Cu toate acestea, după cum subliniază John Goffman, subestimarea rolului anomaliilor cromozomiale pe baza afirmației „nu le cunoaștem semnificația” este un exemplu clasic de decizii luate de ignoranță. Dozele de radiații permise au fost stabilite cu mult înainte de apariția metodelor care au făcut posibilă stabilirea consecințelor triste la care puteau duce la oameni nebănuiți și la descendenții lor.

4. Efectul dozelor mari de radiații ionizante asupra obiectelor biologice

Un organism viu este foarte sensibil la acțiune radiatii ionizante. Cu cât un organism viu este mai sus pe scara evolutivă, cu atât este mai radiosensibil. Radiosensibilitatea este o caracteristică cu mai multe fațete. „Supraviețuirea” unei celule după iradiere depinde simultan de o serie de factori: de volumul materialului genetic, de activitatea sistemelor de alimentare cu energie, de raportul enzimelor, de intensitatea formării radicalilor liberi H și OH.

Atunci când se iradiază organisme biologice complexe, ar trebui să se țină cont de procesele care au loc la nivelul de interconectare a organelor și țesuturilor. Radiosensibilitate în diverse organisme variază destul de mult.

Corpul uman, ca sistem natural perfect, este și mai sensibil la radiații. Dacă o persoană a suferit radiații generale cu o doză de 100-200 rad, atunci după câteva zile va dezvolta semne de boală ușoară de radiații. 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 posibila vărsături în prima zi după iradiere.

Severitatea medie a radiațiilor este observată la persoanele expuse la radiații de 250-400 rad. Conținutul de leucocite (globule albe) din sânge scade brusc, apar greață și vărsături și apar hemoragii subcutanate. Un rezultat letal este observat la 20% dintre persoanele iradiate la 2-6 săptămâni după iradiere.

Când este expus la 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 fatal al bolii este de 50%.

O formă foarte severă de boală de radiații apare atunci când este expus la doze de peste 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 tratarea unui organism iradiat Medicină modernă folosește pe scară largă metode precum înlocuirea sângelui, transplantul de măduvă osoasă, administrarea de antibiotice, precum și alte metode de terapie intensivă. Cu acest tratament, este posibil să se excludă moartea 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.

Efectele ionizante 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. Cu 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 în ​​timpul iradierii externe (sursa este în afara corpului), cât și în timpul iradierii interne (substanțele radioactive pătrund în organism, de exemplu, cu alimente sau prin inhalare). Să luăm în considerare efectul radiațiilor ionizante atunci când sursa de radiație se află în afara corpului.

Efectul biologic al radiațiilor ionizante în 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 corpului. Cu o singură iradiere a întregului corp uman, posibil tulburări biologiceîn funcţie de doza totală de radiaţie absorbită.

Când este expusă la doze de 100-1000 de ori mai mari decât doza letală, o persoană poate muri în timpul expunerii. În plus, doza absorbită de radiații care provoacă leziuni ale părților individuale ale corpului depășește doza letală absorbită de radiații pentru întregul corp. Dozele letale absorbite pentru părți individuale ale corpului sunt următoarele: cap - 20 Gy, Partea de jos abdomen - 30 Gy, top parte abdomen - 50 Gy, cutia toracică- 100 Gy, membre - 200 Gy.

Gradul de sensibilitate a diferitelor țesuturi la radiații variază. Dacă luăm în considerare țesuturile de organe în ordinea scăderii sensibilității lor la efectele radiațiilor, obținem următoarea secvență: țesut limfatic, ganglioni limfatici, splină, timus, măduvă osoasă, celule germinale. Sensibilitatea mai 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, numărul de limfocite poate scădea brusc la o zi după iradiere. Numărul de celule roșii din sânge scade și el celule de sânge) la două săptămâni după iradiere. U persoana sanatoasa Există aproximativ 104 celule roșii din sânge și 104 pacienți cu radiații sunt reproduși zilnic; acest raport este încălcat și, ca urmare, organismul moare.

Un factor important în expunerea organismului la radiațiile ionizante este timpul de expunere. Pe măsură ce rata dozei crește, 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. Au o rază scurtă de acțiune în țesut și nu ajung în organele hematopoietice și în alte organe interne. Cu iradierea externă, este necesar să se ia în considerare iradierea gamma și neutronă, care pătrund în țesut la adâncime mai mareși distrugeți-l, așa cum sa discutat mai detaliat mai sus.

5. Două tipuri de iradiere corporală: externă și internă

Radiațiile ionizante pot afecta oamenii în două moduri. Prima cale este 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, cauzate de ingestia unei substanțe radioactive în organism, în principal prin alimente.

Produsele alimentare care nu respectă standardele de radiație au un conținut ridicat 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.

Intrarea plutoniului, precum și a americiului, prin tractul respirator în corpul uman provoacă boli pulmonare oncologice. Cu toate acestea, trebuie luat în considerare faptul că raportul dintre cantitatea totală de plutoniu și echivalenții săi americiu, curiu și numărul total plutoniul care a intrat în organism prin inhalare este nesemnificativ. După cum a stabilit Bennett, atunci când analizează testele nucleare în atmosferă, în Statele Unite raportul de depunere 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 oamenii. . Particule de combustibil nuclear, așa-numitele particule fierbinți care măsoară aproximativ 0,1 microni, au fost de asemenea observate în amprenta 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 generată în principal de radionuclizi care conțin gama, precum și de raze X. Capacitatea sa dăunătoare depinde de:

a) energia radiației;

b) durata expunerii la radiații;

c) distanta de la sursa de radiatie la obiect;

d) măsuri de protecţie.

Există o relație liniară între durata timpului de iradiere 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 împotriva pătrunderii razelor X sau razelor gamma depinde de densitatea materialului, precum și de concentrația de electroni pe care îi conține.

Deși este posibil să vă protejați de radiațiile externe cu ecrane speciale sau alte acțiuni, acest lucru nu este posibil cu radiațiile interne.

Există trei căi 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 inhalare și foarte rar prin leziuni cutanate.

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 se găsesc în toate celulele corpului. În consecință, 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 interacțiunea chimică a acestora. S-a stabilit că apa clorurată crește solubilitatea plutoniului și, ca urmare, 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 este timpul necesar pentru a elimina jumătate dintr-o substanță radioactivă din organism. Unii radionuclizi sunt eliminați rapid din organism și, prin urmare, nu au timp să provoace prea 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 sa și de alți factori. Se numește combinația dintre timpul de înjumătățire fizică și timpul de înjumătățire biologic timpul de înjumătățire efectivă- cea mai importanta in determinarea cantitatii totale de radiatii. Organul cel mai susceptibil 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, apă potabilă, mâncare. În Belarus, în legătură cu accidentul de la Cernobîl, sunt în vigoare Nivelurile permise republicane pentru conținutul de radionuclizi de cesiu și stronțiu din produsele alimentare și apa potabilă (RDU-92). În regiunea Gomel, au fost introduse standarde mai stricte pentru unele produse alimentare, de exemplu pentru copii. Luând în considerare toți factorii și standardele de mai sus, subliniem că doza medie anuală efectivă echivalentă de radiații umane nu trebuie să depășească 1 mSv pe an.

Literatură

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

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

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

4. Bekman I.N. Prelegeri despre medicina nucleara

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

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

7. P.D. Khazov. Diagnosticarea radiațiilor. O serie de prelegeri. Ryazan. 2006

organism de iradiere ionizant

Postat pe site

Documente similare

Efecte directe și indirecte ale radiațiilor ionizante. Impactul radiațiilor ionizante asupra organelor individuale și asupra corpului în ansamblu, mutații. Efectul dozelor mari de radiații ionizante asupra obiectelor biologice. Tipuri de iradiere corporală: externă și internă.

rezumat, adăugat 02.06.2010


Aplicarea radiațiilor ionizante în medicină. Tehnologie proceduri medicale. Instalatii pentru radioterapie externa. Aplicarea izotopilor în medicină. Mijloace de protecție împotriva radiațiilor ionizante. Procesul de obținere și utilizare a radionuclizilor.

prezentare, adaugat 21.02.2016


Principalele modificări funcționale și morfologice ale structurilor celulare care apar sub influența radiațiilor ionizante, gradul acestor modificări asupra sistemului imunitar al organismului. Semne clinice expunerea și cursul bolii de radiații.

rezumat, adăugat 23.01.2010


Fundamentele fizice terapie cu radiatii. Tipuri și proprietăți de bază ale radiațiilor ionizante. Radiații ionizante corpusculare și fotonice (IR). Bazele biologice ale radioterapiei. Modificări în structura chimică a atomilor și moleculelor, efectele biologice ale IA.

rezumat, adăugat 15.01.2011


Mecanismul de acțiune al radiațiilor ionizante asupra organismului. Teoria radiotoxinelor lipidice (radiotoxine primare și reacții în lanț). Efecte indirecte ale radiațiilor. Caracteristici ale efectului patogenetic al diferitelor tipuri de energie radiantă asupra corpului.

prezentare, adaugat 28.09.2014


Istoria descoperirii radioactivității. Tipuri de radiații ionizante. Efectele expunerii la radiații asupra sănătății. Medicamente radioactive. Aspecte ale utilizării radiațiilor pentru diagnostic, tratament, sterilizare instrumentar medical, studii de circulație sanguină.

prezentare, adaugat 30.10.2014


Concept general despre electronica cuantică. Istoria dezvoltării și principiul dispozitivului laserului, proprietățile radiației laser. Laser de joasă intensitate și de mare intensitate: proprietăți, efect asupra țesuturilor biologice. Aplicarea tehnologiilor laser în medicină.

rezumat, adăugat 28.05.2015


Efectul biologic asupra organismului radiațiilor ionizante de la un agent radioactiv și deteriorarea neutronilor. Boală acută și cronică de radiații: periodicitate, desigur, sindroame clinice. Forma măduvei osoase a ARS; diagnostic, patogeneză, prevenire.

prezentare, adaugat 21.02.2016


Creșterea bruscă a mortalității din cauza radiațiilor. Ipotezele originii radiațiilor și identificarea acesteia. Surse de radiații biologic active de origine terestră, obiecte chimice și influența lor asupra modificării celulelor organismelor vii.

raport, adaugat 16.12.2009


Efectul imunoregulator al glucocorticoizilor, efecte asupra organismului. Efect asupra metabolismului, relațiilor cu alți hormoni. Numele medicamentelor. Efect anti-alergic puternic, antiinflamator, antistres, efect anti-șoc.

Efectele biologice ale radiațiilor.

Acțiune radiatii ionizante au studiat organismele vii de când omul de știință francez Andre Becquerel a reușit să descopere fenomenul radioactivității în 1896. Cele ionizante sunt raze XȘi radiații gama manifestându-se sub formă de porțiuni de energie, sau așa-numitele cuante.

Zburând deasupra învelișului unui atom, cuantele și particulele sunt capabile să smulgă un electron din acesta. Odată lipsiți de un electron încărcat negativ, atomii și moleculele devin ioni încărcați pozitiv. Așa funcționează procesul în termeni generali ionizare atomi și molecule. Împreună cu aceasta, atunci când radiațiile ionizante interacționează cu solvenții moleculelor biologice (apă sau grăsimi), apar și alți produși de ionizare - radicali liberi(fragmente active de molecule) cu unul sau doi electroni nepereche.

Ionii și radicalii, datorită reactivității lor ridicate, sunt capabili să intre în reacții chimice complexe cu alte molecule și, în plus, electronii eliminați de radiații pot provoca tot mai multe acte de ionizare. Un astfel de lanț de evenimente duce de obicei la diferite modificări distructive ale macromoleculelor din care sunt construite sistemele vii.

Surprinzător de diferită a fost sensibilitatea la radiații a macromoleculelor biologice situate într-o eprubetă (în afara corpului) și în compoziția celulelor vii. Deteriorarea a 0,001-0,1% din ADN, care practic nu este prins în afara corpului, duce la o catastrofă dacă aceste macromolecule fac parte dintr-o celulă vie. Această diferență poate fi explicată în primul rând prin două motive. În primul rând, macromoleculele de ADN care alcătuiesc genele sunt unice. Sunt conținute în nucleul celulei într-una, două sau mai multe copii. Aceasta înseamnă că repetabilitatea lor este limitată. În al doilea rând, într-o celulă vie și în întregul organism, există diferite tipuri de mecanisme care sporesc foarte mult efectul inițial. Această îmbunătățire se manifestă, de exemplu, prin faptul că o modificare (mutație) a unei singure gene în celula germinală ulterior - în timpul fertilizării și maturizării fătului - reproduce această mutație în toate celulele corpului sub formă de abateri. în structură şi funcţii.

Limfocitele și alte celule ale sistemului imunitar sunt celule somatice. Procesul de moarte a celulelor somatice ca urmare a iradierii a fost studiat cel mai pe deplin. Există două tipuri principale de moarte celulară la contactul cu radiația: reproductivă(în momentul diviziunii celulare) și interfaza(în perioada de repaus - între diviziunile anterioare și cele ulterioare).

În ambele cazuri, principala cauză a morții celulare constă în perturbarea cromozomilor, sau mai exact, ruperea moleculelor de ADN. Fiecare cromozom este format din două catene de ADN. În funcție de puterea radiației, poate apărea o rupere în una sau ambele catene de ADN.

Rupele unice ale unui fir sunt ușor de vindecat (restaurate). În acest scop, în cușcă există o celulă specială sistem de reparații cu un set de enzime reducătoare. Ce se întâmplă dacă ambele fire se rup în același timp? În acest caz, firele sunt separate, reparația devine o celulă, de regulă, moare. Cu iradiere intensă, orice celule în diviziune mor (moartea reproductivă), și mai ales cele care au o rupere a ADN-ului dublu catenar. Moartea prin interfaza este asociată cu procesul de maturare a celulelor „repaus” și este lotul doar a câtorva tipuri de celule, inclusiv limfocite. Celulele de interfază mor rapid - în prima zi după iradiere. Mecanismele de implementare a acestuia nu sunt pe deplin înțelese. Există ideea că moartea în interfaze este o accelerare a morții celulare naturale, programate genetic. Inițial, sub influența enzimei endonucleaze, ADN-ul este distrus, iar după aceasta, are loc o încălcare ireversibilă a integrității membranelor celulare. Această formă de moarte se observă nu numai în timpul expunerii la radiații, ci și atunci când celula este expusă la razele UV, la hormoni corticosteroizi și la unele medicamente. În consecință, factorul de radiație nu prezintă diferențe deosebite față de factorii fiziologici care declanșează procesele biologice. Celulele sunt probabil capabile să traducă orice evenimente moleculare care apar sub influența diferiților factori externi în limbajul standard al semnalelor intracelulare.

Formele reproductive și interfazate ale morții celulelor iradiate sunt cauza daunelor radiațiilor asupra organismelor superioare. În acest caz, din cauza morții limfocitelor, organele sistemului imunitar sunt devastate alternativ în două valuri. Devastarea timpurie are loc ca urmare a morții interfazate. Mai târziu apare din cauza morții celulelor reproductive. După cum sa spus, toate țesuturile care se reînnoiesc intens sunt susceptibile la moartea reproducerii. Acestea includ țesutul hematopoietic, imun, țesut generativ, țesut mucos intestinal etc. Înfrângerea lor este cea care constituie cea mai mare parte a procesului patologic, care se numește boala de radiatii.

Vom analiza o imagine mai holistică a daunelor generale ale radiațiilor asupra organismului, în funcție de doză, utilizând Tabelul 1.

Tabelul 1 Scala efectelor biologice în timpul iradierii generale

Doza (gri)	Efect
~2000	Moarte sub grindă
10--100	Forma cerebrală a bolii radiațiilor ( comă, moarte în 1-2 ore)
6--10	Forma intestinală a bolii radiațiilor (leziuni severe ale mucoasei intestinale, moarte 3-12 zile)
4--6	Forma de boală a radiațiilor măduvei osoase (leziuni severe ale măduvei osoase, leziuni ale mucoasei intestinale)
2--4	Severitate medie boala de radiații (reducerea speranței medii de viață cu 3-9 ani)
1--2	Starea de imunodeficiență (carcinogeneză post-radiație)
0,5--1	Tulburări hematopoietice, tulburări de imunitate primară, dublarea mutațiilor, frecvență crescută neoplasme maligne
0,1--0,5	Sterilitatea masculină temporară
0,05--0,1	Înregistrarea mutațiilor
0,002--0,05	Stimularea activității vitale
0,001--0,002	Activitate vitală optimă
Mai puțin de 0,001	Depresia funcțiilor vitale

Cu toate acestea, chiar și în această diagramă amploarea efectelor biologice ale acțiunii post-radiere este minimă. Pe lângă aceste efecte, există și altele - diverse disfuncții ale imunocentrelor, raport cantitativ diferite forme imunocenții în interacțiunile lor cooperante, îmbătrânirea prin radiații a organelor iradiate, sistemul imunitar etc.

Trebuie spus că pentru toate radiațiile ionizante se obișnuiește să se distingă trei doze Doza absorbită determinată de cantitatea de energie absorbită de obiectul iradiat și exprimată în gri. Expoziţie determinat de efectul de ionizare în aer în condiții normale și notat cu „coulomb pe kg” Echivalent determinate de efecte biologice şi exprimate în sieverţi.

Tabelul nr.2 prezintă unitățile de măsură ale dozelor indicate în sistemul internațional de unități - SI și relația acestora cu unitățile nesistemice (derivate).

O atenție deosebită trebuie acordată raportului de unități de absorbție, expunere și doze echivalente pentru radiațiile gamma și cu raze X, unde 1 Gy = 1 ZB și 1 rad = 1 rem. Datorită faptului că gradul de deteriorare (radiosensibilitate) a obiectelor biologice este determinat de doza absorbită de radiații și de susceptibilitatea acestui obiect la efectele radiațiilor, dozele din Fig. 1 din textul principal sunt exprimate cu gri.

Deteriorarea prin radiații a sistemului imunitar

Pentru a înțelege particularitățile efectului radiațiilor asupra diferitelor părți ale sistemului imunitar, trebuie să răspundem la întrebarea - Cum se determină radiosensibilitatea obiectelor biologice? Se crede că radiosensibilitatea depinde de doza absorbită și de susceptibilitatea unui obiect biologic la radiații. Este evaluat diferit la diferite niveluri biologice.

Radiosensibilitatea la nivel de organism, de exemplu, este evaluată folosind, LD 50/30, doza letală care ucide 50% din organismele expuse în 30 de zile de la expunere; la nivel celular folosind o doză desemnată D 37. Faptul este că radiosensibilitatea celulelor este mai convenabilă : toate măsurate în doze la care, în medie, există o lovitură letală de particule sau cuante de energie per celulă. Dar, deoarece hit-urile sunt distribuite aleatoriu, unele celule sunt lovite de două sau de trei ori, în timp ce altele rămân neatinge. Conform legilor statisticii, astfel de celule neafectate se dovedesc a fi -37%. Prin urmare, D 37 a fost luat ca criteriu pentru evaluarea radiosensibilității celulelor. Pentru moartea celulelor de orice tip în momentul diviziunii, D 37 este aproximativ aceeași și se ridică la 1 Gy. O doză similară pentru limfocitele care intră în diviziune. Sensibilitatea celulelor de interfază (repaus) este mai diversă, astfel încât D 37 pentru ele variază de la 0,5 la 3 Gy.

Dacă vorbim despre doză, moartea celulelor cu radiații este vizibilă în 1 Gy. Pe măsură ce doza crește, numărul de celule muribunde crește până la 6-7 Gy. După aceasta, în organism rămân doar celule radiorezistente ale țesuturilor limfoide - macrofage, elemente stromale (celule epiteliale și ale țesutului conjunctiv) care alcătuiesc cadrul organelor, precum și unele dintre limfocitele mature funcțional care sunt invulnerabile la radiații.

Dacă vorbim despre timp, atunci limfocitele mor în mai multe etape. În prima zi (6-12 ore) după iradiere, începe moartea celulară în interfaza, ceea ce duce la consecințe foarte vizibile. Pe măsură ce celulele mor, dimensiunea tuturor organelor limfoide scade. Ele par a fi golite, deși cadrul lor de țesut este complet conservat. După aceasta, începe a doua etapă de devastare a organelor limfoide. Continuă în următoarele 3-4 zile, dar mult mai lent. În această etapă, cauza devastării este moartea reproductivă a celulelor în diviziune. Diviziunea celulară în acest caz este provocată de afluxul diverșilor antigeni (microbieni), a căror invazie se intensifică din cauza distrugerii barierelor naturale (piele, țesuturi mucoase etc.).

Deteriorarea prin radiații la funcțiile de barieră ale pielii și mucoaselor, strict vorbind, nu este direct legată de sistemul imunitar. Dar această împrejurare demonstrează cât de importante sunt integritatea și păstrarea relațiilor diverse sisteme pentru siguranța generală a organismului.

Perturbarea prin radiații a barierelor naturale, inundarea organismului cu flora bacteriană și trecerea majorității limfocitelor la diviziune creează cea mai dramatică perioadă în relația dintre limfocite și radiații. Abia după 3 - 4 zile situația se schimbă. La o doză relativ tolerabilă, se schimbă în bine. Celulele neafectate sau ușor afectate de radiații; După ce au intrat în faza de repaus, se pot dezvolta în continuare, pot intra în faza de maturitate și ulterior își pot îndeplini funcțiile imunologice. Descendenții limfocitelor B (producători de anticorpi) încep să secrete anticorpi, T-killers încep să distrugă activ celulele țintă, iar T-helpers încep să sintetizeze și să secrete proteine ​​reglatoare (interleukine etc.) necesare interacțiunii intercelulare.

În stadiul de maturitate funcțională, limfocitele, de regulă, sunt rezistente la radiații chiar și la o doză de câteva zeci de gri. În această stare, ei nu sunt amenințați cu moartea interfazelor și au trecut de pericolul morții reproductive.

Cu toate acestea, situația se schimbă atunci când se primesc doze de radiații greu de tolerat. Este foarte greu pentru sistemul imunitar să compenseze pierderile colosale. Prin urmare, ori de câte ori limfocitele iradiate sunt atacate de o masă de antigene, este în joc nu numai viabilitatea celulelor limfoide, ci și viața organismului însuși.

Vorbind despre interfaza și moartea reproductivă a limfocitelor, discutăm în esență despre radiosensibilitatea a două faze. ciclu de viață aceste celule au o fază de repaus și o fază de diviziune, deși faza de repaus este un concept foarte relativ. În această perioadă a ciclului de viață, celulele fie se diferențiază, adică se maturizează, trecând de la o etapă de dezvoltare la alta, fie, ajungând la stadiul de maturitate; îndeplinesc direct lor responsabilități funcționale. După cum putem vedea, radiosensibilitatea diferitelor stadii de dezvoltare poate diferi destul de semnificativ. Să ilustrăm acest lucru cu un exemplu: celule T. Cele mai tinere forme de celule T, timocite timpuriiși cel mai radiorezistent. Datorită acestora, organismul, atunci când se află în situații dificile, nu este lipsit de apărare în refacerea populației iradiate de celule T. Celulele din etapa următoare - timocite corticale, dimpotrivă, ele sunt celulele cele mai radiosensibile ale sistemului imunitar și, poate, ale întregului organism. Sunt neobișnuit de fragili și, prin urmare, sunt primii afectați în orice situații stresante. Chiar și în mod normal, majoritatea mor fără a părăsi timusul. În următoarea etapă de dezvoltare, înainte de întâlnirea cu antigenul, celulele, deși încă radiosensibile, sunt mult mai puține decât timocitele corticale.

Un studiu comparativ al radiosensibilității imunocitelor a relevat că limfocitele B, responsabile de formarea anticorpilor, sunt mai radiosensibile decât limfocitele T, iar printre acestea se numără și celulele T helper. : (în special cei implicați în răspunsurile imune celulare mai degrabă decât umorale). Limfocitele T se găsesc printre puținele limfocite supraviețuitoare în organele limfoide după expunerea la doze mari de radiații (zeci de gri). Rețineți că populațiile de celule B sunt mai omogene ca radiosensibilitate decât celulele T.

Prin urmare și grade diferite afectarea formelor celulare și umorale de răspuns imun, deoarece este determinată de radiosensibilitatea celulelor responsabile de aceste forme de răspuns (Fig. 1).

Fig 1. Sensibilitate radio tipuri variate răspunsul imun

Reacțiile imunologice, care se bazează pe răspunsul limfocitelor B (formarea de anticorpi), sunt mai afectate de radiații decât reacțiile celulelor T. Mai vulnerabil este protectie antibacteriana, asociate cu producerea de anticorpi și mai puțin - protectie antivirala, dependent de limfocitele T. Cu toate acestea, nu există reguli fără excepție, așa cum demonstrează celule supresoare. Precursorii lor nestimulați de antigen nu diferă în radiosensibilitate față de majoritatea celorlalte celule T. După contactul cu antigenii și maturarea în forme active funcțional, supresorii T se găsesc într-o poziție specială. În loc să devină radiorezistente după stimulare, ele păstrează o radiosensibilitate destul de mare. Prin urmare, majoritatea mor la doze de 4 - 6 Gy.

Destul de rezistent la radiații celule ucigase naturale(celule NK) responsabile de imunitatea antitumorală. D 37 pentru ei este în 7-8 Gy. Ele nu necesită contact prealabil cu antigenele pentru a funcționa ca celule ucigașe sau pentru a dobândi radiorezistență.

Celulele celulele de memorie sunt mai radiorezistente decât limfocitele „virgine” care nu au fost în contact cu antigenul. Aceasta explică radiorezistența mai mare a răspunsului imun secundar în comparație cu răspunsul imun primar.

Cu toate acestea, diferența dintre radiosensibilitatea limfocitelor virgine și celulele de memorie nu este atât de mare încât ar putea explica diferențele dintre radiosensibilitatea răspunsurilor primare și secundare. S-a dovedit că acest proces depinde nu numai de caracteristicile celulelor, ci și de nivelul ridicat de echipament al răspunsului secundar. Faptul este că există întotdeauna mult mai multe celule disponibile decât este necesar pentru un răspuns imun eficient. Prin urmare, moartea unui anumit procent de celule până la un anumit punct nu are aproape niciun efect asupra nivelului răspunsului imun.

Sub iradiere, toate procesele asociate cu radiația sunt foarte vulnerabile. cu contacte intercelulare. Fără interacțiune cooperantă între celule T-B-A- practic, nici o singură reacție a răspunsului imun nu este cruțată. Există două tipuri de interacțiuni intercelulare - umoral (la distanță)Și celular (de contact). Când este iradiat mai puternic, al doilea este afectat, ceea ce este asociat cu o întrerupere specifică a sistemelor receptorilor membranelor celulare. Am menționat deja că celulele B nu sunt întotdeauna capabile să facă față singure unui anumit focus al bolii. Și apoi celulele T se grăbesc în ajutorul lor pentru a finaliza procesul imunitar prin contact. Cu toate acestea, de foarte multe ori procesul este întrerupt, deoarece cu cât mai multe contacte intercelulare sunt implicate în reacțiile imune, cu atât este mai puternic efectul radiațiilor asupra acestora. Răspunsul imun depinde în mare măsură de momentul în care a avut loc întâlnirea imunocitelor cu antigenele - înainte și după iradiere. În experimente, aceste procese sunt studiate pe animale prin imunizarea acestora, adică prin injectarea lor cu antigene.

În timpul iradierii, procesul de penetrare selectivă a limfocitelor din fluxul sanguin în organele limfoide este întrerupt. În acest caz, așa cum spun imunologii, „instinctul de casă” al limfocitelor este perturbat, adică capacitatea lor de a-și găsi casa (organele limfoide). Motivul este o încălcare a sistemelor de recunoaștere a membranei acestor celule. Calea de migrare a limfocitelor către ganglionii limfatici ai intestinului, tractului respirator etc. este întreruptă, deși calea către splină rămâne liberă, ceea ce se explică prin structura particulară a capilarelor sale. Prin urmare, apare o situație când limfocitele pătrund liber în splină, dar nu pot migra către ganglionii limfatici. Și acest lucru este foarte important pentru ei, deoarece în ganglionii limfatici sunt recrutați și chemați în serviciu pentru a proteja organismul de agresiunile externe și interne. Prin urmare, suprimarea răspunsului imun în ganglionii limfatici este mai pronunțată decât în ​​splină.

După iradiere, imunitatea este suprimată ca urmare a deteriorării imunocitelor și se manifestă printr-o scădere a indicatorilor maximi ai reacțiilor imune (titrul de anticorpi, activitatea ucigașă) și o încetinire a stabilirii unui „nou nivel maxim” al acestor indicatori. Toate acestea au un efect dăunător asupra funcțiilor apărabile, în special împotriva agresiunii biologice externe. Sistemul imunitar iradiat nu este capabil să respingă în mod corespunzător microbii care umplu corpul după iradiere. Produsele reziduale ale microbilor au un efect imunosupresor suplimentar asupra organismului. Situația este complicată de faptul că, împreună cu flora patogenă, microflora obligatorie (inofensivă sau parțial benefică), care anterior trăia pașnic în căile respiratorii și digestive și pe piele, începe să se activeze și să prezinte proprietăți patogene. Astfel, se formează stări secundare de imunodeficiență, a căror cauză este așa-numita infectii oportuniste.

Problema trecerii microbilor obligați la o stare condițional patogenă devine din ce în ce mai acută din cauza deteriorării situației ecologice din mediul nostru. Și rolul radiațiilor aici, după cum știm, este semnificativ.

În imunologia radiațiilor, când se discută radiosensibilitatea, cea mai frecventă despre care vorbim despre moartea celulelor prin radiații. În realitate, problema nu se limitează la dacă celula supraviețuiește sau moare. La urma urmei, celulele care supraviețuiesc iradierii nu își păstrează întotdeauna funcția. De regulă, este încălcat potential bioenergetic celule, lucru aparate nucleare, sisteme cu membrane etc. Recuperare completă în iradiat populatii celulare apare rar, iar refacerea calităților lor funcționale este de obicei asociată cu reînnoirea lor cantitativă. Tulburările funcționale fără moarte sunt mai caracteristice macrofagelor și altor celule de susținere ale sistemului imunitar.

Nu există nicio îndoială cu privire la scăderea rezistenței la agenți infecțioși (imunitate infecțioasă). Dar efectul radiațiilor asupra imunității antitumorale este mai complicat. Deși radiațiile cresc incidența tumorilor, acestea se dezvoltă la o dată ulterioară.

Să luăm în considerare pe scurt rezultatele expunerii la radiații la procese autoimune. La prima vedere pare neașteptat: de ce în fundal nivel general procesele autoimune activează reacții îndreptate împotriva antigenelor propriilor celule și țesuturi. În mod normal, toleranța la auto-antigene este asigurată în mod fiabil de mecanismele organelor centrale și periferice ale sistemului imunitar.

În momentul maturizării limfocitelor la nivelul organelor centrale, a primul scut - eliminarea clonelor celulare îndreptate împotriva auto-antigenelor. Al doilea scut- interzicerea reacțiilor împotriva propriilor antigene este efectuată de supresori, care își impun „vetoul” asupra conflictului dintre sistemul imunitar și celulele propriului corp. Dar radiațiile, care afectează ambele scuturi, încalcă legile toleranței. Ca urmare, se observă distrugerea țesuturilor și a organelor corpului, autoantigenele sunt eliberate de influența relațiilor naturale, reacția la „străin” este slăbită și reacția la „propul” este îmbunătățită. Aceasta înseamnă că radiațiile nu numai că suprimă sistemul imunitar, ci distorsionează funcționarea coordonată a sistemului imunitar și perturbă bazele activității sale.

Tot ceea ce s-a spus ne permite să facem următoarele generalizări. Deteriorarea celulelor, ducând la moartea acestora sau la scăderea activității funcționale, este cauza imunității slăbite. Cele mai radiosensibile sunt limfocitele. Există diferențe interne atât între subpopulații, cât și între limfocite. Limfocitele B sunt mai sensibile la radiații decât limfocitele T. Se găsesc diferențe în cadrul populației de celule T. Cei mai radiorezistenți dintre ei sunt T-helperii, iar cei mai radiosensibili sunt T-supresori. Celulele ucigașe naturale și magcrofagele aparțin, de asemenea, grupului rezistent la radiații. Majoritatea limfocitelor mor în timpul iradierii în intervalul de la 0,5 la 6 Gy. În prima zi, în principal celulele de interfază mor, iar în următoarele 3-4 zile (de obicei în prezența antigenului), celulele în diviziune mor.

Toate limfocitele (cu excepția supresoarelor) după contactul cu antigenul și atingerea stadiului de maturitate (efector) dobândesc radiorezistență crescută. Ca urmare a iradierii, imunitatea antiinfecțioasă este cel mai afectată. Imunitatea antitumorală este și ea afectată, dar consecințele sunt detectate abia după mult timp. Autoimunitatea, spre deosebire de primele două, dimpotrivă, crește. În ciuda radiosensibilității relativ ridicate a limfocitelor, sistemul imunitar este cel mai vulnerabil dintre celelalte sisteme ale corpului în doze care nu sunt mai mari decât cele letale medii ale sistemului imunitar, care este responsabil pentru integritatea individuală a unui anumit organism.

Factori care influențează deteriorarea radiațiilor. Efectul biologic final este influențat de diverși factori, care sunt împărțiți în principal în fizici, chimici și biologici. Dintre factorii fizici, tipul de radiație caracterizat prin eficacitate biologică relativă este pe primul loc. Diferențele de efecte biologice se datorează transferului liniar de energie al unui anumit tip de radiație ionizantă, care este asociat cu densitatea de ionizare și determină capacitatea radiațiilor de a pătrunde în straturile substanței care o absoarbe. RBE reprezintă raportul dintre doza de radiație standard (izotop 60Co sau radiație cu raze X de 220 kV) și doza de radiație studiată, ceea ce dă un efect biologic egal. Deoarece multe efecte biologice pot fi selectate pentru comparație, există mai multe valori RBE pentru radiația testată. Dacă efectul cataractogen este luat ca indicator al efectului post-radiație, valoarea RBE pentru neutronii de fisiune se află în intervalul 5-10 în funcție de tipul de animale iradiate, în timp ce conform unui criteriu important - dezvoltarea radiației acute. boală - RBE al neutronilor de fisiune este de aproximativ 1. Următorul factor fizic semnificativ este doza de radiații cu agent ionizant, care în Sistemul Internațional de Unități (SI) este exprimată în gri (Gy). 1 Gy = 100 rad, 1 rad = 0,975 R. Dezvoltarea sindroamelor de leziune prin radiații și speranța de viață după iradiere depind de mărimea dozei absorbite. Atunci când se analizează relația dintre doza primită de un mamifer și un efect biologic specific, se ia în considerare probabilitatea apariției acestuia. Dacă efectul apare ca răspuns la iradiere, indiferent de mărimea dozei absorbite, acesta este clasificat ca fiind stocastic. De exemplu, efectele ereditare ale radiațiilor sunt considerate stocastice. În schimb, efectele non-stohastice sunt observate la atingerea unui anumit prag de doză de radiație. Ca exemplu, putem evidenția opacitățile cristalinului, infertilitatea etc. În Recomandările Comisiei Internaționale pentru Protecția Radiologică (Nr. 26, 1977), efectele stocastice și non-stohastice sunt definite după cum urmează: „Stochastice sunt acele non- efecte de prag pentru care probabilitatea apariției lor (și nu atât de severitatea lor) este considerată în funcție de doză. Efectele nonstohastice sunt acelea în care severitatea leziunii variază în funcție de doză și, prin urmare, pentru care poate exista un prag de apariție.” Substanțele chimice radioprotectoare, în funcție de eficacitatea lor, reduc efectele biologice ale radiațiilor în cel mai bun scenariu De 3 ori. Ele nu pot preveni apariția efectelor stocastice. Factorii chimici semnificativi care modifică efectul radiațiilor ionizante includ concentrația de oxigen în țesuturile corpului la mamifere. Prezența sa în țesuturi, în special în timpul iradierii cu raze gamma sau X, sporește efectele biologice ale radiațiilor. Mecanismul efectului oxigenului se explică prin creșterea în principal a efectului indirect al radiațiilor. Prezența oxigenului în țesutul iradiat la sfârșitul expunerii dă efectul opus. Pentru a caracteriza expunerea, împreună cu doza totală, este importantă durata expunerii. Doza de radiații ionizante, indiferent de momentul acțiunii sale, provoacă același număr de ionizări în organismul iradiat. Totuși, diferența constă în amploarea reparării daunelor cauzate de radiații. În consecință, atunci când este iradiat cu o putere mai mică, mai puțin daune biologice . Rata de doză absorbită este exprimată în gri pe unitatea de timp, de exemplu Gy/min, mGy/h etc. Modificarea radiosensibilității țesuturilor corporale este de mare importanță practică. Această carte este dedicată radioprotectorilor, precum și substanțelor care reduc radiosensibilitatea organismului, dar asta nu înseamnă că subestimăm cercetările privind radiosensibilizatorii; studiul lor este efectuat în primul rând în interesul radioterapiei. CLASIFICAREA ŞI CARACTERISTICILE SUBSTANŢELOR RADIOPROTECTORE Efectul radioprotector a fost constatat într-un număr de substanţe cu structuri chimice diferite. Deoarece acești compuși diferiți au proprietăți foarte diferite, uneori opuse, este dificil să-i separă prin acțiune farmacologică. Pentru a manifesta un efect radioprotector în corpul unui mamifer, în majoritatea cazurilor, este suficientă o singură administrare de radioprotectori. Există însă și substanțe care cresc radiorezistența doar după administrare repetată. Radioprotectorii diferă și prin eficacitatea protecției pe care o creează. Există, așadar, multe criterii după care pot fi clasificate. Din punct de vedere practic, se recomandă împărțirea radioprotectoarelor în funcție de durata acțiunii lor, separând substanțele cu acțiune scurtă și cea lungă. 1. Radioprotectoarele sau o combinație de radioprotectoare cu efect de scurtă durată (în câteva minute sau ore) sunt destinate protecției unice împotriva radiațiilor externe acute. Astfel de substanţe sau combinaţii ale acestora pot fi administrate la aceiaşi indivizi în mod repetat. Ca echipament de protecție personală, aceste substanțe pot fi utilizate înaintea unei explozii propuse a unei arme nucleare, a pătrunderii într-o zonă de contaminare radioactivă sau înainte de fiecare expunere radioterapeutică locală. În spațiul cosmic, ele pot fi folosite pentru a proteja astronauții de radiațiile cauzate de erupțiile solare. 2. Substanțele radioprotectoare pe termen lung au scopul de a crește radiorezistența organismului pentru o perioadă mai lungă de timp. Pentru a obține un efect protector, de regulă, este necesar să se mărească intervalul după administrarea unor astfel de substanțe la aproximativ 24 de ore.Uneori este necesară administrarea repetată. Utilizarea practică a acestor protectori este posibilă în rândul profesioniștilor care lucrează cu radiații ionizante, în rândul astronauților în timpul zborurilor spațiale de lungă durată, precum și în timpul radioterapiei pe termen lung.Deoarece protectorii acțiunii de protecție pe termen scurt se referă cel mai adesea la substanțe de natură chimică , se vorbește despre radioprotecție chimică. Pe de altă parte, un efect protector pe termen lung apare după administrarea de substanțe în principal de origine biologică; aceasta este denumită radioprotecție biologică. Cerințele pentru radioprotectori depind de locul de aplicare a medicamentelor; Într-un cadru spitalicesc, calea de administrare nu este deosebit de importantă. În cele mai multe cazuri, cerințele trebuie să îndeplinească obiectivele utilizării radioprotectorilor ca fonduri individuale protecţie. Potrivit lui Saksonov și colab. (1976) aceste cerinţe trebuie să fie cel puţin următoarele: - medicamentul trebuie să fie suficient de eficient şi să nu cauzeze pronunţate reactii adverse; - actioneaza rapid (in primele 30 de minute) si pentru un timp relativ indelungat (cel putin 2 ore); - trebuie să fie netoxice cu un coeficient terapeutic de minim 3; - nu ar trebui să ofere nici măcar pe termen scurt influență negativă asupra capacității unei persoane de a lucra sau de a slăbi abilitățile pe care le-a dobândit; - au o formă de dozare convenabilă: pentru administrare orală sau injectare cu un tub cu seringă cu un volum de cel mult 2 ml; - nu trebuie să aibă efecte nocive asupra organismului la doze repetate sau să aibă proprietăți cumulate; - nu ar trebui să reducă rezistența organismului la alți factori nefavorabili Mediul extern; - medicamentul trebuie să fie stabil la raft și să-și păstreze proprietățile protectoare și farmacologice timp de cel puțin 3 ani. Cerințe mai puțin stricte se aplică radioprotectoarelor destinate utilizării în radioterapie. Ele sunt complicate, însă, de o condiție importantă - necesitatea unei acțiuni de protecție diferențiate. Trebuie asigurat un nivel ridicat de protecție a țesuturilor sănătoase și un nivel minim de protecție a țesuturilor tumorale. Această distincție face posibilă îmbunătățirea efectului unei doze terapeutice de radiații aplicate local asupra locului tumorii, fără afectarea gravă a țesutului sănătos din jur.

	|	următoarea prelegere =>

Pe parcursul întregii sale vieți, o persoană primește o doză de radiații de la sursele naturale, iar în condiții normale ale mediului, o astfel de iradiere nu provoacă nicio modificare în organele și țesuturile umane.

Dar, prin însăși natura sa, radiațiile sunt dăunătoare vieții. Dozele mici pot „declanșa” un lanț de evenimente incomplet stabilit, ducând la cancer sau leziuni genetice. La doze mari, radiațiile pot distruge celulele, pot deteriora țesutul organului și pot provoca moartea rapidă a organismului.

Daunele cauzate de doze mari de radiații apar de obicei în câteva ore sau zile. Cu toate acestea, cancerele apar la mulți ani după expunere - de obicei nu mai devreme de una sau două decenii. A defecte congenitale dezvoltarea și alte boli ereditare cauzate de deteriorarea aparatului genetic, prin definiție, apar doar în generațiile următoare sau ulterioare: este vorba despre copii, nepoți și descendenți mai îndepărtați ai individului expus la radiații.

Deși identificarea efectelor imediate („acute”) ale dozelor mari de radiații nu este dificilă, detectarea efectelor pe termen lung ale dozelor mici de radiații este aproape întotdeauna foarte dificilă. Acest lucru se datorează parțial faptului că se manifestă durează foarte mult. Dar chiar și după descoperirea unor efecte. este încă necesar să se demonstreze că ele se explică prin acțiunea radiațiilor, deoarece atât cancerul, cât și deteriorarea aparatului genetic pot fi cauzate nu numai de radiații, ci și de multe alte motive.

Pentru a provoca leziuni acute organismului, dozele de radiații trebuie să depășească un anumit nivel, dar nu există niciun motiv să credem că această regulă se aplică în cazul unor consecințe precum cancerul sau deteriorarea aparatului genetic. Cel puțin teoretic, cea mai mică doză este suficientă pentru asta. Totuși, în același timp, nicio doză de radiații nu duce la aceste consecințe în timpul toata lumea cazuri. Chiar și cu doze relativ mari de radiații, nu toți oamenii sunt sortiți acestor boli: mecanismele de reparare care funcționează în corpul uman elimină de obicei toate daunele. În același mod, orice persoană expusă la radiații nu trebuie neapărat să dezvolte cancer sau să devină purtătoare de boli ereditare; oricum probabilitatea, sau risc, debutul unor astfel de consecințe este mai mare pentru el decât pentru o persoană care nu a fost iradiată. Și acest risc este cu atât mai mare mai multa doza iradiere.

UNSCEAR încearcă să stabilească, cât mai fiabil posibil, la ce riscuri suplimentare sunt expuși oamenii la diferite doze de radiații. Probabil că au fost efectuate mai multe cercetări cu privire la efectele radiațiilor asupra oamenilor și asupra mediului decât orice altă sursă de pericol crescut. Cu toate acestea, cu cât efectul este mai îndepărtat și cu cât doza este mai mică, cu atât mai puțin Informatii utile pe care o avem astăzi.

Leziune acută organismul apare la doze mari de radiații. Radiația are un efect similar doar pornind de la o anumită doză minimă sau „prag” de radiație.

O mare cantitate de informații a fost obținută prin analiza rezultatelor utilizării radioterapiei pentru tratarea cancerului. Mulți ani de experiență au permis medicilor să obțină informații extinse despre reacția țesutului uman la radiații. Această reacție este pentru diferite organe iar țesăturile s-au dovedit a fi diferite, iar diferențele sunt foarte mari. Mărimea dozei, care determină severitatea daunelor asupra organismului, depinde dacă organismul o primește o dată sau în mai multe doze. Majoritatea organelor reușesc să vindece daunele de radiații într-un grad sau altul și, prin urmare, tolerează o serie de doze mici mai bine decât aceeași doză totală de radiații primită la un moment dat.

Desigur, dacă o singură doză de radiații este suficient de mare, persoana expusă va muri. În orice caz, doze foarte mari de radiații de ordinul a 100 Gy provoacă leziuni atât de severe la nivelul sistemului nervos central încât moartea are loc de obicei în câteva ore sau zile.

La doze de radiații cuprinse între 10 și 50 Gy pentru iradierea întregului corp, este posibil ca leziunile SNC să nu fie suficient de severe pentru a duce la rezultat fatal Cu toate acestea, persoana expusă va muri probabil în decurs de una până la două săptămâni de la sângerarea tractului gastrointestinal.

La doze chiar mai mici este posibil să nu apară daune serioase tractul gastrointestinal sau organismul le poate face față, și totuși moartea poate apărea în decurs de una până la două luni de la momentul iradierii, în principal din cauza distrugerii celulelor roșii ale măduvei osoase - componenta principală a sistemului hematopoietic al organismului: dintr-o doză de 3-5 Gy la Când întregul corp este iradiat, aproximativ jumătate dintre cei expuși mor.

Astfel, în acest interval de doze de radiații, dozele mari diferă de cele mai mici doar prin aceea că moartea are loc mai devreme în primul caz, iar mai târziu în al doilea.

Desigur, cel mai adesea o persoană moare ca urmare a acțiunii simultane a tuturor acestor efecte ale radiațiilor. Cercetările în acest domeniu sunt necesare deoarece datele obținute sunt necesare pentru a evalua consecințele războiului nuclear și efectele dozelor mari de radiații în timpul accidentelor instalațiilor și dispozitivelor nucleare.

Măduva osoasă roșie și alte elemente ale sistemului hematopoietic sunt cele mai vulnerabile la iradiere și își pierd capacitatea de a funcționa normal chiar și la doze de radiații de 0,5-1 Gy. Din fericire, au și o capacitate remarcabilă de regenerare, iar dacă doza de radiații nu este atât de mare încât să provoace deteriorarea tuturor celulelor, sistemul hematopoietic își poate restabili complet funcțiile. Dacă nu întregul corp, ci o parte din el, a fost iradiat. atunci celulele creierului supraviețuitoare sunt suficiente pentru a înlocui complet celulele deteriorate.

Organele de reproducere și ochii sunt, de asemenea, foarte sensibile la radiații. O singură iradiere a testiculelor cu o doză de numai 0,1 Gy duce la sterilitate temporară la bărbați, iar dozele mai mari de două cenușii pot duce la sterilitate permanentă: abia după mulți ani testiculele vor putea produce din nou spermatozoizi cu drepturi depline. Aparent, testiculele sunt singura excepție de la regula generală: doza totală de radiații primită în mai multe doze este mai mult, nu mai puțin, periculoasă pentru ei decât aceeași doză primită într-o singură doză. Ovarele sunt mult mai puțin sensibile la efectele radiațiilor, cel puțin la femeile adulte. Dar o singură doză de mai mult de trei gri duce în continuare la sterilitatea lor, deși chiar și doze mai mari cu iradiere fracționată nu afectează în niciun fel capacitatea de a avea copii.

Cea mai vulnerabilă parte a ochiului la radiații este cristalinul. Celulele moarte devin opace, iar proliferarea zonelor tulburi duce mai întâi la cataractă și apoi la orbire completă. Cu cât doza este mai mare, cu atât este mai mare pierderea vederii. Zonele înnorate se pot forma la doze de radiații de 2 Gy sau mai puțin. O formă mai severă de afectare a ochilor - cataracta progresivă - se observă la doze de aproximativ 5 Gy. S-a demonstrat că chiar și radiațiile profesionale asociate cu un număr de locuri de muncă sunt dăunătoare pentru ochi: dozele de 0,5 până la 2 Gy primite pe parcursul a zece până la douăzeci de ani duc la o creștere a densității și la tulburarea cristalinului.

Copiii sunt, de asemenea, extrem de sensibili la efectele radiațiilor. Doze relativ mici la iradierea țesutului cartilajului pot încetini sau chiar opri creșterea oaselor, ceea ce duce la anomalii în dezvoltarea scheletului. Cu cât copilul este mai mic, cu atât creșterea osoasă este suprimată. O doză totală de aproximativ 10 Gy primită pe parcursul mai multor săptămâni cu radiații zilnice este suficientă pentru a provoca unele anomalii în dezvoltarea scheletului. Se pare că nu există niciun efect de prag pentru astfel de efecte ale radiațiilor. De asemenea, s-a dovedit că iradierea creierului unui copil în timpul terapiei cu radiații poate provoca modificări ale caracterului său, poate duce la pierderea memoriei și, la copiii foarte mici, chiar la demență și idioție. Oasele și creierul unui adult pot rezista la doze mult mai mari.

Creierul fetal este, de asemenea, extrem de sensibil la radiații, mai ales dacă mama este expusă la radiații între săptămânile a opta și a cincisprezecea de sarcină. În această perioadă, la făt se formează cortexul cerebral și există un risc mare ca în urma iradierii materne (de exemplu, cu raze X) să se nască un copil cu retard mintal. Exact așa au suferit 30 de copii care au fost iradiați în uter în timpul bombardamentelor atomice de la Hiroshima și Nagasaki. Deși riscul individual este mare, iar consecințele provoacă mai ales multă suferință. numărul femeilor aflate în această etapă a sarcinii la un moment dat este doar o mică proporție din populația totală. Acesta este, totuși, cel mai grav efect în ceea ce privește consecințele sale din toate efectele cunoscute ale iradierii unui făt uman, deși după iradierea fetușilor și a embrionilor de animale în timpul dezvoltării lor intrauterine, au fost descoperite multe altele. consecințe serioase, inclusiv malformații, subdezvoltare și moarte.

Majoritatea țesuturilor adulte sunt relativ puțin sensibile la efectele radiațiilor. Rinichii pot rezista la o doză totală de aproximativ 23 Gy timp de cinci săptămâni fără prea mult rău, ficatul poate suporta cel puțin 40 Gy într-o lună, vezica poate suporta cel puțin 55 Gy în patru săptămâni, iar cartilajul matur poate suporta până la 70 Gy. Gy.. Plămânii - un organ extrem de complex - sunt mult mai vulnerabili, iar în vase de sânge la doze relativ mici pot apărea modificări subtile, dar posibil semnificative.

Desigur, radiațiile în doze terapeutice, ca orice altă radiație, pot provoca cancer în viitor sau pot duce la consecințe genetice negative. Radiațiile în doze terapeutice, totuși, sunt utilizate de obicei pentru a trata cancerul atunci când o persoană este bolnavă în stadiu terminal și, deoarece pacienții sunt în medie destul de în vârstă, probabilitatea ca aceștia să aibă copii este, de asemenea, relativ mică. Cu toate acestea, este departe de a fi ușor de evaluat cât de mare este acest risc la dozele mult mai mici de radiații pe care oamenii le primesc în Viata de zi cu zi atât la locul de muncă și există opinii foarte diferite în rândul publicului în această chestiune.

Cancer- cea mai gravă dintre toate consecințele iradierii umane la doze mici. cel puțin direct pentru acei oameni. care au fost expuși la radiații. De fapt, studii ample asupra a aproximativ 100.000 de supraviețuitori ai bombardamentelor atomice de la Hiroshima și Nagasaki din 1945 au arătat că cancerul este până acum singura cauză a mortalității excesive în acest grup de populație.

Conform datelor disponibile, leucemia este prima din grupa cancerelor care afectează populația ca urmare a radiațiilor. Ele provoacă moartea în medie la zece ani după expunere - mult mai devreme decât alte tipuri de cancer.

Cele mai frecvente tipuri de cancer cauzate de radiații au fost cancerul de sân și cancerul tiroidian. Potrivit estimărilor SCEAR, aproximativ zece persoane din o mie expuse au cancer tiroidian, iar zece femei din o mie au cancer de sân (calculat pentru fiecare gri de doză individuală absorbită).

Cu toate acestea, ambele tipuri de cancer sunt în general vindecabile, iar rata mortalității pentru cancerul tiroidian este deosebit de scăzută.

Cancerul pulmonar, pe de altă parte, este un ucigaș fără milă. De asemenea, aparține unor tipuri comune de cancer în rândul populațiilor expuse.

Cancerul altor organe și țesuturi pare să fie mai puțin frecvent în rândul populațiilor expuse. Potrivit estimărilor SCEAR, probabilitatea de a muri din cauza cancerului de stomac sau de colon este de aproximativ 1/1000 pentru fiecare gri de doză medie de radiații individuale și riscul de a dezvolta cancer de țesut osos și esofag. intestinul subțire, vezica urinară, pancreasul, rectul și țesuturile limfatice sunt chiar mai mici și variază de la aproximativ 0,2 până la 0,5 pentru fiecare mie și pentru fiecare gri din doza medie de radiație individuală.

Copiii sunt mai sensibili la radiații. decât adulții, iar atunci când fetușii sunt expuși, riscul de cancer pare să fie și mai mare. Unele studii au raportat într-adevăr că mortalitatea prin cancer la copil este mai mare în rândul copiilor ale căror mame au fost expuse la raze X în timpul sarcinii, dar UNSCEAR nu este încă convins că cauza este corectă.

Efectele genetice ale radiațiilor Studierea lor este asociată cu dificultăți și mai mari decât în ​​cazul cancerului. În primul rând, se știe foarte puțin despre ce daune apar în aparatul genetic uman în timpul iradierii; în al doilea rând, identificarea completă a tuturor defectelor ereditare are loc numai pe parcursul multor generații; iar în al treilea rând. ca și în cazul cancerului, aceste defecte nu pot fi distinse de cele care au apărut din motive cu totul diferite.

Aproximativ 10% dintre toți nou-născuții în viață au un fel de defect genetic, variind de la dizabilități fizice ușoare, cum ar fi daltonismul, până la afecțiuni atât de severe precum sindromul Down, coreea Huntington și diverse defecte de dezvoltare. Mulți dintre embrioni și fetuși cu tulburări ereditare severe nu supraviețuiesc până la naștere; Conform datelor disponibile, aproximativ jumătate din toate cazurile de avort spontan sunt asociate cu anomalii ale materialului genetic. Dar chiar dacă copiii cu defecte ereditare se nasc vii, au de cinci ori mai puține șanse să supraviețuiască până la prima aniversare decât copiii normali.

Tulburările genetice pot fi clasificate în două tipuri principale: aberații cromozomiale, care includ modificări ale numărului sau structurii cromozomilor și mutații ale genelor în sine.

Mutațiile genelor sunt împărțite în continuare în dominante (care apar imediat în prima generație) și recesive (care pot apărea doar dacă ambii părinți au aceeași genă mutată; astfel de mutații pot să nu apară de multe generații sau să nu fie detectate deloc).

Ambele tipuri de anomalii pot duce la boli ereditare în generațiile ulterioare sau pot să nu apară deloc.