Главная страница Случайная лекция
Мы поможем в написании ваших работ!
Порталы:
БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика
Мы поможем в написании ваших работ!
Воздействие радиационного излучения на живые организмы
Существует несколько путей поступления радиоактивных веществ в организм: при вдыхании воздуха, загрязненного радиоактивными веществами, через зараженную пищу или воду, через кожу, а также при заражении открытых ран. Наиболее опасен первый путь, поскольку во-первых, объем легочной вентиляции очень большой, а во-вторых, значения коэффициента усвоения в легких более высоки.
Излучения радиоактивных веществ оказывает очень сильное воздействие на все живые организмы. Даже сравнительно слабое излучение, которое при полном поглощении повышает температуру тела лишь на 0,001 °С, нарушает жизнедеятельность клеток.
При попадании радиоактивных веществ в организм любым путём они уже через несколько минут обнаруживаются в крови. Если поступление радиоактивных веществ было однократным, то концентрация их в крови вначале возрастает до максимума, а затем в течение 15-20 суток снижается.
В основе повреждающего действия ионизирующих излучений лежит комплекс взаимосвязанных процессов. Ионизация и возбуждение атомов и молекул дают начало образованию высокоактивных радикалов, вступающих в последующем в реакции с различными биологическими структурами клеток. В повреждающем действии радиации важное значение имеют возможный разрыв связей в молекулах за счет непосредственного действия радиации и внутри- и межмолекулярной передачи энергии возбуждения. Физико-химические процессы, протекающие на начальных этапах, принято считать первичными – пусковыми. В последующем развитие лучевого поражения проявляется в нарушении обмена веществ с изменением соответствующих функций органов. Малодифференцированные, молодые и растущие клетки наиболее радиочувствительные.
Животные и растительные организмы характеризуются различной радиочувствительностью, причины которой до сих пор полностью ещё не выяснены. Как правило, наименее чувствительны одноклеточные растения, животные и бактерии, а наиболее чувствительны – млекопитающие животные и человек. Различие в чувствительности к радиации имеет место у отдельных особей одного и того же вида. Она зависит от физиологического состояния организма, условий его существования и индивидуальных особенностей. Более чувствительны к облучению новорожденные и старые особи. Различного рода заболевания, воздействие других вредных факторов отрицательно сказывается на течении радиационных повреждений.
Изменения, развивающиеся в органах и тканях облучённого организма, называют соматическими. Различают ранние соматические эффекты, для которых характерна чёткая дозовая зависимость, и поздние – к которым относят повышение риска развития опухолей (лейкозов), укорочение продолжительности жизни и разного рода нарушения функции органов. Специфических новообразований, присущих только ионизирующей радиации, нет. Существует тесная связь между дозой, выходом опухолей и длительностью латентного периода. С уменьшением дозы частота опухолей падает, а латентный период увеличивается.
В отдалённые сроки могут наблюдаться и генетические (врождённые уродства, нарушения, передающиеся по наследству), повреждения, которые наряду с опухолевыми эффектами являются стохастическими. В основе генетических эффектов облучения лежит повреждение клеточных структур, ведающих наследственностью – половых яичников и семенников.
Промежуточное место между соматическими и генетическими повреждениями занимают эмбриотоксические эффекты - пороки развития – последствия облучения плода. Плод весьма чувствителен облучению, особенно в период органогенеза (на 4-12 неделях беременности у человека). Особенно чувствительным является мозг плода (в этот период происходит формирование коры).
Радиация очень опасна для людей и для последующего потомства. Так, например, вероятность заболеть раком легких на каждую единицу дозы облучения для шахтеров урановых рудников оказалась в 4 7 раз выше, чем для людей, переживших атомную бомбардировку. Следовательно проблема разработки средств защиты от радиации очень актуальна в наше время. И хотя в материалах некоторых обследований содержится вывод о том, что у облученных родителей больше шансов родить ребенка с синдромом дауна, другие исследования этого не подтверждают. Несколько настораживает сообщение о том, что у людей, получающих малые дозы облучения, действительно наблюдается повышенное содержание клеток крови с хромосомными нарушениями.
Согласно оценкам, полученным при первом подходе, доза в 1 Гр., полученная при низком уровне радиации только особями мужского пола, индуцирует появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих к серьезным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных аберраций на каждый миллион живых новорожденных. Оценки, полученные для особей женского пола, гораздо менее определенны, но явно ниже; это объясняется тем, что женские половые клетки менее чувствительны к действию радиации. Согласно ориентировочным оценкам, частота мутаций составляет от 0 до 900, а частота хромосомных аберраций от 0 до 300 случаев на миллион живых новорожденных.
1). Дозы излучения и единицы их измерения.
Для оценки риска заболеваний, вызванных облучением, вводится понятие дозы облучения (для оценки острого воздействия) и эффективной дозы (в основном для оценки вероятности возникновения онкозаболеваний и генетических нарушений в будущем).
Определение дозы. Доза облучения каких-либо органов (или всего тела) и эффективная доза определяются величиной энергии, переданной живому организму ионизирующим излучением (альфа-, бета-, гамма-излучения, нейтроны и др.). Величина энергии может быть измерена с помощью дозиметрических приборов. При оценке дозы необходимо знать вид излучения, т.к. ионизирующая способность у различных частиц различна. Высокую ионизацию создают альфа-частицы и нейтроны, низкую ионизацию производят бета-частицы и гамма-кванты. Естественно, опасность от первых выше, чем от вторых. То есть альфа-излучение более разрушительно, чем бета- и гамма-излучения при одинаковом количестве энергии, переданной живому организму.
Для учета этого явления вводится коэффициент качества, который для бета- и гамма-излучений равен 1, для алфа- и нейтронного-излучений он равен 20. Путем умножения величины энергии, поглощенной на 1 кг веса тела, на коэффициент качества данного вида излучения, получаем соответствующую дозу гамма-излучения, вызывающую такие же нарушения в организме.
Как уже говорилось, поглощенная доза измеряется величиной энергии, поглощенной в 1 кг тела. Она измеряется в Зивертах (Зв), т.е. 1 Зв = 1 дж/кг. Если при облучении альфа-частицами поглощенная доза составляет 1 дж/кг, то она будет эквивалентна 20 Дж/кг при облучении гамма-квантами, т.е. 20 Зв. Необходимо различать поглощенную дозу и мощность экспозиционной дозы (МЭД). Первая говорит о количестве энергии, поглощенной тканями тела, вторая о мощности излучения в данном месте пространства. Мощность экспозиционной дозы измеряется в Зв/час (мин, сек). Таким образом, если живой организм находился в точке пространства, где МЭД равен 1 Зв/час, то в течение каждого часа тело будет получать 1 Зв поглощенной дозы.
Критической величиной дозы для отдельных органов тела при кратковременном облучении является величина 0,5 Зв. Так хрусталик глаза теряет прозрачность при кратковременном облучении дозой 2 Зв. При долговременном облучении такой же эффект наступит при гораздо более высокой дозе в 10 Зв.
Коллективная доза облучения, т.е. доза облучения всех жителей, например, поселка или города, имеет значение для прогноза количества дополнительных заболеваний или смертей. Т.к. индивидуальная чувствительность к облучению у разных людей различна, невозможно сказать, кто именно заболеет, но можно оценить сколько людей из облученного контингента (в среднем) заболеет или умрет в результате действия радиации. Например, при дозе в 4-5 Зв на человека после кратковременного облучения все облученные люди заболеют и половина из них с летальным исходом. Дозы 7-8 Зв смертельны во всех случаях, если не предпринять срочное интенсивное лечение.
Эффект облучения зависит от величины поглощенной дозы, её мощности, объёма облученных тканей и органов, вида излучения. Снижение мощности дозы излучения уменьшает биологический эффект. Различия связаны с возможностью восстановления поврежденного облучением организма. С увеличением мощности дозы значимость восстановительных процессов снижается.
Поглощённая доза излучения измеряется энергией ионизирующего излучения, переданного массе облучаемого вещества. Единица поглощённой дозы – грей (Гр), равный 1 джоулю, поглощённому 1 кг вещества (1 Гр = 1Дж/кг = 100 рад)
Эффект биологического действия излучений зависит также от пространственного распределения поглощённой энергии, которая характеризуется линейной передачей энергии (ЛПЭ), что учитывается при оценке различных видов излучения показателем относительной биологической эффективности (ОБЭ). При этом ОБЭ рентгеновского и g-излучения принимают равной 1.
Доза рентгеновского излучения (180-250 кэВ)
вызывающая данный эффект
ОБЭ = ______________________________________________________
Поглощённая доза любого другого
вида излучения, вызывающая такой же эффект
ОБЭ зависит не только от ЛПЭ излучений, но и от ряда физических и биологических факторов, например, от величины дозы, кратности облучения и др. По предложению Международной комиссии по радиологическим единицам, показатель ОБЭ для оценки различных видов излучения используется только в радиобиолигии. Для решения задач радиационной защиты предложен коэффициент качества излучения k, зависящий от ЛПЭ
В области радиационной безопасности для оценки возможного ущерба здоровью человека при хроническом облучении введено понятие эквивалентной дозы Н, которая равна произведению поглощенной дозы D на средний коэффициент качества ионизирующего излучения k в данном элементе объёма биологической ткани:
H=Dk
Единица эквивалентной дозы – зиверт (Зв), равный 1 Дж/кг (1 Зв = 100 бэр).
При определении эквивалентной дозы ионизирующего излучения используют следующие значения коэффициента качества:
Для оценки ущерба здоровью человека при неравномерном облучении введено понятие эффектной эквивалентной дозыНэфф , применяемый при оценке возможных стохастических эффектов – злокачественных новообразований :
Нэфф = SWTHT
где НТ – среднее значение эквивалентной дозы в органе или ткани; WT – взвешенный коэффициент, равный отношению ущерба облучения органа или ткани к ущербу облучения всего тела при одинаковых эквивалентных дозах.
Значения коэффициентов WT для различных органов и тканей приведены ниже:
| Орган или ткань | WT |
| Половые железы | 0,25 |
| Молочные железы | 0,15 |
| Красный костный мозг | 0,12 |
| Лёгкие | 0,12 |
| Щитовидная железа | 0,03 |
| Кость (поверхность) | 0,03 |
| Остальные органы (ткани) | 0,3 |
| Всё тело | 1,0 |
Для оценки ущерба от стохастических эффектов воздействий ионизирующих излучений на персонал или население используют коллективную эквивалентную дозу S , равную произведению индивидуальных эквивалентных доз на число лиц, подвергшихся облучению. Единица коллективной эквивалентной дозы – человеко-зиверт (чел.-Зв).
Непосредственно после облучения человека клиническая картина оказывается скудной, иногда симптоматика вообще отсутствует. Именно поэтому знание дозы облучения человека играет решающую роль в диагностике и раннем прогнозировании течения острой лучевой болезни, в определении терапевтической тактики до развития основных симптомов заболевания.
В соответствии с дозой лучевого воздействия острую лучевую болезнь принято разделять на четыре степени тяжести.
Само по себе разделение больных по степеням тяжести весьма условно и преследует конкретные цели сортировки больных и проведение в отношении их конкретных организационно-терапевтических мероприятий. Абсолютно необходимо определять степень тяжести пострадавших при массовых поражениях, когда число пострадавших определяется десятками, сотнями и более.
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Радионуклиды. Понятие радиоактивности. Типы излучений | | | Токамак |
Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 1151; Нарушение авторских прав
Мы поможем в написании ваших работ!