Биологическое действие радиации (стр. 1 из 3). Реферат биологическое действие ионизирующего излучения


Реферат - Биологическое действие ионизирующего излучения

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ Историческая справка На ранней стадии существования материи она была в значительной степени радиоактивной. Однако по истечении времени большинство ядер природных радиоактивных веществ подверглись радиоактивному распаду и стали устойчивыми. Но некоторые вещества все еще радиоактивны и являются источниками ионизирующего излучения. Наряду с этим, излучения Космоса и Солнца постоянно воздействуют на организм и окружающую среду. Таким образом, вся жизнь на земле развивается в среде, которая является естественно-радиоактивной. Ионизирующее излучение было открыто в 1895 году Вильгельмом Конрадом Рентгеном в Германии, который зафиксировал неизвестные ранее лучи, которые проникали сквозь тело человека. Эти лучи, однако, не были связаны с естественной радиоактивностью. Рентген получил их в электронной лампе, разгоняя поток электронов от одного электрода к другому. Это открытие вдохновило других ученых искать "таинственные" лучи, и в 1896 году было сделано следующее открытие: французский физик Анри Беккерель изучал минеральный образец урана и обнаружил, что он испускал лучи того же самого типа, что и лучи Рентгена. Беккерель обнаружил явление естественной радиоактивности. Теперь поиск химических элементов, испускающих радиацию, стал более целенаправленным. В 1898 году ученые Мария и Пьер Кюри выделили два радиоактивных элемента: полоний и радий. Радий, который является высоко радиоактивным химическим элементом, скоро оказался полезным в медицине. Терапевтическое облучение теперь обычное явление. А в то время об опасности вредного воздействия излучения на организм не было известно. Многие из первопроходцев в области медицины и научных исследований были облучены, и в течение первых десятилетий прошлого столетия некоторые из них погибли от лучевой болезни.^ РАДИОАКТИВНОСТЬ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Все люди неизбежно подвергаются воздействию ионизирующего излучения и от окружающей среды, и от искусственных (созданных человеком) источников ионизирующего излучения, и от своего собственного организма

^ Естественный радиационный фон

Средняя доза от естественного фонового излучения, то есть излучения от Космоса, Земли и от радиоактивных веществ в теле, для среднестатистического жителя Земли составляет около 1 мЗв в год.

В земной коре и покрывающей ее почвенно-растительном покрове содержатся природные радионуклиды, которые непрерывно воздействуют на нас ионизирующим излучением, в среднем около 0,5 мЗв в год.

Состав грунта и, таким образом, присутствие радиоактивных веществ в почве различаются. Поэтому доза облучения, вызванная присутствием радионуклидов в почве, зависит от места Вашего проживания.Когда мы дышим и когда мы едим, естественные радиоактивные вещества попадают в наш организм. Среди них изотопы радиоактивного калия-40 и углерода-14. Величина внутреннего облучения от этого источника приблизительно одинакова для всех людей.

^ Газ радон в зданиях

Облучение в домах происходит от радиоактивных веществ, содержащихся в грунте и в строительных материалах.

Инертный газ радон получается при распаде радия-226, который находится и в грунте и в строительных материалах. Радон - короткоживущий элемент и распадается на дочерние продукты распада. Радон, также как и его продукты распада, излучает альфа-излучение, которое особо вредно при попадании внутрь организма. Как инертный газ радон химически нейтрален.

При вдохе он не остается в организме, а удаляется оттуда с выдохом. Его продукты распада представляют большие проблемы - они содержатся в пыли воздуха, которая может оставаться в легких в течение долгого времени, увеличивая альфа-облучение и риск заболевания раком легких.

Попадающий в дома газ радон и продукты его распада, в виду минимальной вентиляции жилья, имеют повышенную концентрацию. Прямое гамма-излучение от строительных материалов также вносит вклад в дозу, но главный источник больших доз облучения в домах (в среднем 2 мЗв/год) - это альфа-излучение от радона и продуктов его распада. В разных странах, в том числе и в России, есть много "радоновых домов", где излучение намного выше этого среднего значения.

^ Пределы по содержанию радона и продуктов его распада: - в новых зданиях - 100 Бк/м3; - в построенных ранее - 200 Бк/м3

Объемная активность радона в воздухе более 200 Бк/м3 расценивается, как недопустимый риск для здоровья.

^ Медицинское облучение

Медицинские осмотры и медицинское облучение прибавляют порядка 1,4 мЗв в год к дозе облучения человека - вклад в суммарную дозу облучения составляет около 30%.

Медицинское облучение населения обусловлено использованием ионизирующего излучения в трех областях медицины: рентгеновской диагностике и профилактике, радионуклидной диагностике и лучевой терапии.

По ожидаемым эффектам медицинское облучение превосходит все другие виды облучения населения вместе взятые, т.к. оно является в отличие от последних "острым" облучением (дозы у пациента формируются за секунды и минуты).^ Другие источники излучения В зависимости от профессии некоторые категории населения подвергаются большему облучению. Пилот, летающий выше 8 000 метров (где интенсивность излучения выше, чем на уровне земли), облучается дозой в 1-2 мЗв в год за счет космического излучения. В шахтах высокое содержание радона дополнительно облучает шахтера дозой около 20 мЗв в год.

^ Средняя дополнительная доза персонала атомных электростанций, непосредственно работающих в местах с повышенным ионизирующим излучением, может достигать 2 мЗв в год.^ ДЕЙСТВИЕ РАДИАЦИИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА Существуют различия между последствиями радиационного воздействия, которые возникают вскоре после облучения - острые последствия - и последствиями, которые будут наблюдаться намного позже - хронические последствия.^ Острые последствия облучения Острые последствия обусловлены большой дозой облучения тела или органа человека за короткий срок, и в большинстве случаев приводят к гибели клеток организма. При превышении порогового значения (рисунок 2.12) повреждения неизбежны, и они увеличиваются с увеличением дозы. Индивидуальное пороговое значение может быть разным, и это может изменить степень повреждений каждого индивидуума.

^ Острая лучевая болезнь и повреждение плода у беременных - примеры острых повреждений организма в результате воздействия ионизирующего излучения.

Острая лучевая болезнь

Клетки, которые являются наиболее чувствительными к воздействию радиации - клетки с высокой частотой деления. Поэтому в первую очередь ионизирующее излучение будет воздействовать на кроветворные органы (красный костный мозг), особенно чувствительные к ионизирующему излучению.

Кратковременная доза облучения на все тело более, чем 1000 мЗв (100 бэр) приведет к острой лучевой болезни. Множество клеток и, следовательно, большие части живой ткани будут повреждены или погибнут. Функции облученного органа будут нарушены.

Последствия интенсивного облучения организма в дозах, превышающих пороговое значение, иногда проявляются уже через час или два: человек начнет чувствовать слабость и начнется рвота. Эти признаки обычно уменьшаются после двух дней, и в течение двух-трех недель - самочувствие человека улучшается. Однако, за это время число белых кровяных клеток существенно уменьшится, уменьшится и сопротивление организма заразным болезням. Это может привести к воспалительным болезням с высокой температурой, диарее и кровотечениям. Если человек поправляется от острого облучения, то останется риск хронических последствий облучения.

^ Генетические нарушения в организме

Различают следующие виды воздействия на клетки организма вследствие облучения (рисунок 2.13) в зависимости от поглощенной дозы облучения и радиоустойчивости клетки: Без изменений - облучение не влияет на клетку; Гибель клетки; Восстановление: клетка восстанавливает молекулу ДНК; нарушения восстановления.

Молекула ДНК получает ложную информацию, ведущую к мутации клетки. Мутации не обязательно отрицательные, но они могут также привести к генетическим нарушениям и раковым заболеваниям.^ Хронические последствия облучения Рак и наследственные болезни расцениваются как хронические последствия действия радиационного облучения.

Пороговое значение дозы облучения для хронических последствий отсутствует. Чем больше доза облучения, тем выше вероятность заболевания.^ 2.6 ОЦЕНКА РИСКОВ ОБЛУЧЕНИЯ Хронические заболевания Анализ данных о влиянии ионизирующей радиации на онкологическую заболеваемость основывается на использовании статистики по результатам наблюдения больших групп людей или животных, подвергнувшихся облучению, и сравнению результатов этих наблюдений со статистикой для подобных групп, которые не были облучены - контрольных групп.

Наши познания о вредных воздействиях ионизирующего излучения основаны на исследовании групп пациентов, которые подверглись медицинскому облучению; людей, которые работают с радиоактивными веществами; шахтеров, облучавшимся полезными ископаемыми с высоким содержанием радона и лабораторных животных.

Лучшим источником информации, однако, являются жертвы атомных бомбардировок в Хиросиме и Нагасаки. Это - самая большая группа людей, подвергнувшаяся высоким дозам облучения, которую исследователи имели возможность наблюдать с медицинской точки зрения в течение длительного периода. По истечении 40 лет число случаев заболевания раковыми болезнями в этой группе было приблизительно на 1% больше, чем в контрольной группе.

^ Связь между дозой облучения и риском раковых заболеваний

Во всех исследованиях, в которых заболевание "радиационным" раком было доказано, дозы облучения были порядка 100 мЗв и больше. Этот статистический материал показывает, что риск заболевания по отношению к увеличению дозы облучения имеет линейную зависимость.

^ Оценка риска хронических заболеваний основана на статистике относительно высоких доз. Достоверной статистики об эффектах (онкологических заболеваниях), вызванных незначительными (т.н. "малыми") дозами облучения, не имеется.

Проведены обширные исследования, но пока нет никаких определенных доказательств увеличения риска заболеваний раком вследствие облучения человека малыми дозами. Несколько возможных случаев заболеваний раком за счет облучения больших групп исследуемых теряются в большом количестве случаев заболевания раком по другим причинам.

^ Принимается, что отношение между риском заболевания раком и дозой облучения так же линейно от 0 мЗв к значению дозы, для которой риск заболевания был доказан.

Существующая философия радиационной защиты - незначительного облучения, которое не вызывают риск заболевания раковыми болезнями - не бывает.^ Оценка риска наследственных заболеваний Обычно около 10% всех нормально рожденных детей страдает от некоторых наследственных заболеваний. Это создает трудности в определении связи причин заболеваний с облучением. Но даже среди тех 78000 детей в Японии, чьи родители были подвергнуты действию радиации в результате атомной бомбардировки, увеличение числа наследственных заболеваний не наблюдается до настоящего времени, несмотря на то, что изменения в анализах крови регистрируются: изменения хромосом. Риск наследственных заболеваний, вызванных облучением, для всех поколений составляет около 2% на 1 зиверт дозы облучения, то есть примерно в пять раз меньше, чем риск заболевания раковыми болезнями.

www.ronl.ru

Биологическое действие ионизирующих излучений, последствия их влияния на организм человека

 

ГОУ ВПО

"Российская Экономическая академия имени Г.В.Плеханова"

 

 

 

 

Реферат

по дисциплине "Безопасность Жизнедеятельности"

на тему:

 

" Биологическое действие ионизирующих излучений, последствия их влияния на организм человека"

 

 

 

 

Выполнил:

Студент финансового факультета

гр. 2112

Гнелица И.Н.

Научный руководитель:

Минаев С.А.

 

 

Москва – 2008

Содержание:

 

 

 

1. Рассмотрения понятия « Ионизирующее излучние»          

1.1 Природа ионизирующего излучения                                                 

1.2 Источники ионизирующего излучения

1.3 Физические свойства ионизирующих излучений

 

         

2.  Биологические действия ионизирующих излучений

3.  Список используемой литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                           1._Ионизирующее излучение.

 

Ионизирующее излучение — в самом общем смысле — различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество. В более узком смысле к ионизирующему излучению не относят ультрафиолетовое излучение и излучение видимого диапазона света, которое в отдельных случаях также может быть ионизирующим. Излучение микроволнового и радиодиапазонов не является ионизирующим.

1.2_Природа ионизирующего излучения.

      Наиболее значимы следующие типы ионизирующего излучения: коротковолновое электромагнитное излучение (рентгеновское и гамма-излучения), потоки заряженных частиц: бета-частиц (электронов и позитронов), альфа-частиц (ядер атома гелия-4), протонов, других ионов, мюонов и др., а также нейтронов.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d6/Alfa_beta_gamma_radiation.svg/280px-Alfa_beta_gamma_radiation.svg.png 

Рис.1

 

Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц — ядер гелия-4. Альфа-частицы, рождающиеся при радиоактивном распаде, могут быть легко остановлены листом бумаги.

 

Бета-излучение — это поток электронов, возникающих при бета-распаде; для защиты от бета-частиц энергией до 1 МэВ достаточно алюминиевой пластины толщиной несколько мм.

 

Гамма-излучение обладает гораздо большей проникающей способностью, поскольку состоит из высокоэнергичных фотонов, не обладающих зарядом; для защиты эффективны тяжёлые элементы (свинец и т.д.), поглощающие МэВ-ные фотоны в слое толщиной несколько см.

 

Проникающая способность всех видов ионизирующего излучения зависит от энергии.

 

1.3_Источники ионизирующего излучения.

      В природе ионизирующее излучение обычно генерируется в результате спонтанного радиоактивного распада радионуклидов, ядерных реакций (синтез и индуцированное деление ядер, захват протонов, нейтронов, альфа-частиц и др.), а также при ускорении заряженных частиц в космосе (природа такого ускорения космических частиц до конца не ясна).

      Искусственными источниками ионизирующего излучения являются искусственные радионуклиды (генерируют альфа-, бета- и гамма-излучения), ядерные реакторы (генерируют главным образом нейтронное и гамма-излучение), радионуклидные нейтронные источники, ускорители элементарных частиц (генерируют потоки заряженных частиц, а также тормозное фотонное излучение), рентгеновские аппараты (генерируют тормозное рентгеновское излучение).

 

1.4_Физические свойства ионизирующих излучений.

      По механизму взаимодействия с веществом выделяют непосредственно (потоки заряженных частиц) и косвенно ионизирующее излучение (потоки нейтральных элементарных частиц — фотонов и нейтронов). По механизму образования — первичное (рождённое в источнике) и вторичное (образованное в результате взаимодействия излучения другого типа с веществом) ионизирующее излучение.

 

      Энергия частиц ионизирующего излучения лежит в диапазоне от нескольких сотен электронвольт (рентгеновское излучение, бета-излучение некоторых радионуклидов) до 1015 — 1020 и выше электрон-вольт (протоны космического излучения, для которых не обнаружено верхнего предела по энергии).

      В зависимости от типа частиц и их энергии сильно различаются длина пробега и проникающая способность ионизирующего излучения — от долей миллиметра в конденсированной среде (альфа-излучение радионуклидов, осколки деления) до многих километров (высокоэнергетические мюоны космических лучей).

      Важными показателями взаимодействия ионизирующего излучения с веществом служат такие величины, как линейная передача энергии (ЛПЭ), показывающая, какую энергию излучение передаёт среде на единице длины пробега при единичной плотности вещества, а также поглощённая доза излучения, показывающая, какая энергия излучения поглощается в единице массы вещества. В Международной системе единиц (СИ) единицей поглощённой дозы является грэй (Гр), численно равный отношению 1 Дж к 1 кг. Ранее широко применялась также экспозиционная доза излучения — величина, показывающая, какой заряд создаёт фотонное (гамма- или рентгеновское) излучение в единице объёма воздуха. Наиболее часто применяющейся единицей экспозиционной дозы был рентген (Р), численно равный 1 СГСЭ-единицы заряда к 1 см³ воздуха.

 

2._Биологическое действие ионизирующих излучений.

      Ионизация, создаваемая излучением в клетках, приводит к образованию свободных радикалов. Свободные радикалы вызывают разрушения целостности цепочек макромолекул (белков и нуклеиновых кислот), что может привести как к массовой гибели клеток, так и канцерогенезу и мутагенезу. Наиболее подвержены воздействию ионизирующего излучения активно делящиеся (эпителиальные, стволовые, также эмбриональные) клетки.

      Из-за того, что разные типы ионизирующего излучения обладают разной ЛПЭ, одной и той же поглощённой дозе соответствует разная биологическая эффективность излучения. Поэтому для описания воздействия излучения на живые организмы вводят понятия относительной биологической эффективности (коэффициента качества) излучения по отношению к излучению с низкой ЛПЭ (коэффициент качества фотонного и электронного излучения принимают за единицу) и эквивалентной дозы ионизирующего излучения, численно равной произведению поглощённой дозы на коэффициент качества.

      После действия излучения на организм в зависимости от дозы могут возникнуть детерминированные и стохастические радиобиологические эффекты. Например, порог появления симптомов острой лучевой болезни у человека составляет 1-2 Зв на всё тело. В отличие от детерминированных, стохастические эффекты не имеют чёткого дозового порога проявления. С увеличением дозы облучения возрастает лишь частота проявления этих эффектов. Проявиться они могут как спустя много лет после облучения (злокачественные новообразования), так и в последующих поколениях (мутации)

 

Различают два вида эффекта воздействия на организм ионизирующих излучений:

·       Соматический (При соматическом эффекте последствия проявляются непосредственно у облучаемого)

 

·       Генетический (При генетическом эффекте последствия проявляются непосредственно у его потомства)

 

      Соматические эффекты могут быть ранними или отдалёнными. Ранние возникают в период от нескольких минут до 30-60 суток после облучения. К ним относят покраснение и шелушение кожи, помутнение хрусталика глаза, поражение кроветворной системы, лучевая болезнь, летальный исход. Отдалённые соматические эффекты проявляются через несколько месяцев или лет после облучения в виде стойких изменений кожи, злокачественных новообразований, снижения иммунитета, сокращения продолжительности жизни.

 

При изучении действия излучения на организм были выявлены следующие особенности:

·       Высокая эффективность поглощённой энергии, даже малые её количества могут вызвать глубокие биологические изменения в организме.

·       Наличие скрытого (инкубационного) периода проявления действия ионизирующих излучений.

·       Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться.

·       Генетический эффект - воздействие на потомство.

·       Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению.

·       Не каждый организм (человек) в целом одинаково реагирует на облучение.

·       Облучение зависит от частоты воздействия. При одной и той же дозе облучения вредные последствия будут тем меньше, чем более дробно оно получено во времени.

 

      Ионизирующее излучение может оказывать влияние на организм как при внешнем (особенно рентгеновское и гамма-излучение), так и при внутреннем (особенно альфа-частицы) облучении. Внутреннее облучение происходит при попадании внутрь организма через лёгкие, кожу и органы пищеварения источников ионизирующего излучения. Внутреннее облучение более опасно, чем внешнее, так как попавшие внутрь ИИИ подвергают непрерывному облучению ничем не защищённые внутренние органы.

 

      Под действием ионизирующего излучения вода, являющаяся составной частью организма человека, расщепляется и образуются ионы с разными зарядами. Полученные свободные радикалы и окислители взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая её. Нарушается обмен веществ. Происходят изменения в составе крови - снижается уровень эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов и нейтрофилов. Поражение органов кроветворения разрушает иммунную систему человека и приводит к инфекционным осложнениям.

      Местные поражения характеризуются лучевыми ожогами кожи и слизистых оболочек. При сильных ожогах образуются отёки, пузыри, возможно отмирание тканей (некрозы).

Смертельные поглощённые дозы для отдельных частей тела следующие:

При облучении дозами, в 100-1000 раз превышающую смертельную дозу, человек может погибнуть во время облучения ("смерть под лучом").

      Биологические нарушения в зависимости от суммарной поглощённой дозы излучения представлены в табл. №1 «Биологические нарушения при однократном (до 4-х суток) облучении всего тела человека»

 

Доза облучения, (Гр)

Степень лучевой болезни

Начало проявле- ния первичной реакции

Характер первичной реакции

Последствия облучения

До 0,250,25 - 0,50,5 - 1,0

Видимых нарушений нет. Возможны изменения в крови. Изменения в крови, трудоспособность нарушена

1 - 2

Лёгкая (1)

Через 2-3 ч

Несильная тошнота с рвотой. Проходит в день облучения

Как правило, 100% -ное выздоров- ление даже при отсутствии лечения

2 - 4

Средняя (2)

Через 1-2 ч Длится 1 сутки

Рвота, слабость, недомогание

Выздоровление у 100% пострадавших при условии лечения

4 - 6

Тяжёлая (3)

Через 20-40 мин.

Многократная рвота, сильное недомогание, температура -до 38

Выздоровление у 50-80% пострадавших при условии спец. лечения

Более 6

Крайне тяжёлая (4)

Через 20-30 мин.

Эритема кожи и слизистых, жидкий стул, температура -выше 38

Выздоровление у 30-50% пострадавших при условии спец. лечения

6-10

Переходная форма (исход непредсказуем)

Более 10

Встречается крайне редко (100%-ный смертельный исход)

Табл. №1

В России, на основе рекомендаций Международной комиссии по радиационной защите, применяется метод защиты населения нормированием. Разработанные нормы радиационной безопасности учитывают три категории облучаемых лиц:

·       А - персонал, т.е. лица, постоянно или временно работающие с источниками ионизирующего излучения

·       Б - ограниченная часть населения, т.е. лица, непосредственно не занятые на работе с источниками ионизирующих излучений, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могущие подвергаться воздействию ионизирующих излучений;

·       В - всё население.

Для категорий А и Б, с учётом радиочувствительности разных тканей и органов человека, разработаны предельно допустимые дозы облучения, показанные в табл. №2«Предельно допустимые дозы облучения»

 

Дозовые пределы

Группа и название критических органов человека

Предельно допустимая доза для категории А за год, бэр

Предел дозы для категории Б за год, бэр

I. Всё тело, красный костный мозг

5

0,5

II. Мышцы, щитовидная железа, печень, жировая ткань, лёгкие, селезёнка, хрусталик глаза, желудочно-кишечный тракт

15

1,5

III. Кожный покров, кисти, костная ткань, предплечья, стопы, лодыжки

30

3,0

 

Табл.№2

 

 

 

·       Природные источники дают суммарную годовую дозу примерно 200 мбэр (космос - до 30 мбэр, почва - до 38 мбэр, радиоактивные элементы в тканях человека - до 37 мбэр, газ радон - до 80 мбэр и другие источники).

·       Искусственные источники добавляют ежегодную эквивалентную дозу облучения примерно в 150-200 мбэр (медицинские приборы и исследования - 100-150 мбэр, просмотр телевизора -1-3 мбэр, ТЭЦ на угле - до 6 мбэр, последствия испытаний ядерного оружия - до 3 мбэр и другие источники).

Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) предельно допустимая (безопасная) эквивалентная доза облучения для жителя планеты определена в 35 бэр, при условии её равномерного накопления в течение 70 лет жизни.

3._Использованная литература.

Для подготовки данной работы были использованы материалы:

·    С сайта http://www.ssga.ru

·    “Охрана окружающей среды”. И. Ливчак, Ю. Воронов

·    Большая Советская Энциклопедия (www.bse.sci-lib.com)

 

 

 

 

 

 

 

www.referatmix.ru

Биологическое действие радиации

Реферат

Тема: БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ РАДИАЦИИ

План:

Введение

1 Прямое и косвенное действие ионизирующего излучения

2 Воздействие ионизирующего излучения на отдельные органы и организм в целом

3 Мутации

4 Действие больших доз ионизирующих излучений на биологические объекты

5. Два вида облучения организма: внешнее и внутреннее

Заключение

Литература

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ РАДИАЦИИ

Фактор радиации присутствовал на нашей планете с момента ее образования, и как показали дальнейшие исследования, ионизирующие излучения наряду с другими явлениями физической, химической и биологической природы сопровождали развитие жизни на Земле. Однако, физическое действие радиации начало изучаться только в конце XIX столетия, а ее биологические эффекты на живые организмы — в середине XX. Ионизационные излучения относятся к тем физическим феноменам, которые не ощущаются нашими органами чувств, сотни специалистов, работая с радиацией, получили радиационные ожоги от больших доз облучения и умерли от злокачественных опухолей, вызванных переоблучением.

Тем не менее, сегодня мировая наука знает 6 биологическом воздействии радиации больше, чем о действии любых других факторов физической и биологической природы в окружающей среде.

При изучении действия радиации на живой организм были определены следующие особенности:

· Действие ионизирующих излучений на организм не ощутимо человеком. У людей отсутствует орган чувств, который воспринимал бы ионизирующие излучения. Существует так называемый период мнимого благополучия — инкубационный период проявления действия ионизирующего излучения. Продолжительность его сокращается при облучении в больших дозах.

· Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться.

· Излучение действует не только на данный живой организм, но и на его потомство — это так называемый генетический эффект.

· Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0,002-0,005 Гр уже наступают изменения в крови.

· Не каждый организм в целом одинаково воспринимает облучение.

· Облучение зависит от частоты. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное.

1. ПРЯМОЕ И КОСВЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Радиоволны, световые волны, тепловая энергия солнца — все это разновидности излучений. Однако, излучение будет ионизирующим, если оно способно разрывать химические связи молекул, из которых состоят ткани живого организма, и, как следствие, вызывать биологические изменения. Действие ионизирующего излучения происходит на атомном или молекулярном уровне, независимо от того, подвергаемся ли мы внешнему облучению, или получаем радиоактивные вещества с пищей и водой, что нарушает баланс биологических процессов в организме и приводит к неблагоприятным последствиям. Биологические эффекты влияния' радиации на организм человека обусловлены взаимодействием энергии излучения с биологической тканью. Энергию непосредственно передаваемую атомам и молекулам биотканей называют прямым действием радиации. Некоторые клетки из-за неравномерности распределения энергии излучения будут значительно повреждены.

Одним из прямых эффектов является канцерогенез или развитие онкологических заболеваний. Раковая опухоль возникает, когда соматическая клетка выходит из под контроля организма и начинает активно делиться. Первопричиной этого являются нарушения в генетическом механизме, называемые мутациями. При делении раковая клетка производит только раковые клетки. Одним из наиболее чувствительных органов к воздействию радиации является щитовидная железа. Поэтому биоткань этого органа наиболее уязвима в плане развития рака. Не менее восприимчива к влиянию излучения кровь. Лейкоз или рак крови — один из распространенных эффектов прямого воздействия радиации. Заряженные частицы проникают в ткани организма, теряют свою энергию вследствие электрических взаимодействий с электронами атомов Электрическое взаимодействие сопровождает процесс ионизации (вырывание электрона из нейтрального атома)

Физико-химические изменения сопровождают возникновение в организме чрезвычайно опасных "свободных радикалов".

Кроме прямого ионизирующего облучения выделяют также косвенное или непрямое действие, связанное с радиолизом воды. При радиолизе возникают свободные радикалы - определенные атомы или группы атомов, обладающие высокой химической активностью. Основным признаком свободных радикалов являются избыточные или неспаренные электроны. Такие электроны легко смещаются со своих орбит и могут активно участвовать в химической реакции. Важно то, что весьма незначительные внешние изменения могут привести к значительным изменениям биохимических свойств клеток. К примеру, если обычная молекула кислорода захватит свободный электрон, то она превращается в высокоактивный свободный радикал — супероксид. Кроме того, имеются и такие активные соединения, как перекись водорода, гидрооксил и атомарный кислород. Большая часть свободных радикалов нейтральна, но некоторые из них могут иметь положительный или отрицательный заряд.

Если число свободных радикалов мало, то организм имеет возможность их контролировать. Если же их становится слишком много, то нарушается работа защитных систем, жизнедеятельность отдельных функций организма. Повреждения, вызванные свободными радикалами, быстро увеличиваются по принципу цепной реакции. Попадая в клетки, они нарушают баланс кальция и кодирование генетической информации. Такие явления могут привести к сбоям в синтезе белков, что является жизненно важной функцией всего организма, т.к. неполноценные белки нарушают работу иммунной системы. Основные фильтры иммунной системы — лимфатические узлы работают в перенапряженном режиме и не успевают их отделять. Таким образом, ослабляются защитные барьеры и в организме создаются благоприятные условия для размножения вирусов микробов и раковых клеток.

Свободные радикалы, вызывающие химические реакции, вовлекают в этот процесс многие молекулы, не затронутые излучением. Поэтому производимый излучением эффект обусловлен не только количеством поглощенной энергии, а и той формой, в которой эта энергия передается. Никакой другой вид энергии, поглощенный биообъектом в том же количестве, не приводит к таким изменениям, какие вызывает ионизирующее излучение. Однако природа этого явления такова, что все процессы, в том числе и биологические, уравновешиваются. Химические изменения возникают в результате взаимодействия свободных радикалов друг с другом или со "здоровыми" молекулами Биохимические изменения происходят как в момент облучения, так и на протяжении многих лет, что приводит к гибели клеток.

Наш организм в противовес описанным выше процессам вырабатывает особые вещества, которые являются своего рода "чистильщиками".

Эти вещества (ферменты) в организме способны захватывать свободные электроны, не превращаясь при этом в свободные радикалы. В нормальном состоянии в организме поддерживается баланс между появлением свободных радикалов и ферментами. Ионизирующее излучение нарушает это равновесие, стимулирует процессы роста свободных радикалов и приводит к негативным последствиям. Активизировать процессы поглощения свободных радикалов можно, включив в рацион питания антиокислители, витамины А, Е, С или препараты, содержащие селен. Эти вещества обезвреживают свободные радикалы, поглощая их в больших количествах.

2. ВОЗДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОТДЕЛЬНЫЕ ОРГАНЫ И ОРГАНИЗМ В ЦЕЛОМ

В структуре организма можно выделить два класса систем: управляющую (нервная, эндокринная, иммунная) и жизнеобеспечивающую (дыхательная, сердечно-сосудистая, пищеварительная). Все основные обменные (метаболические) процессы и каталитические (ферментативные) реакции происходят на клеточном и молекулярном уровнях. Уровни организации организма функционируют в тесном взаимодействии и взаимовлиянии со стороны управляющих систем. Большинство естественных факторов воздействуют сначала на вышестоящие уровни, затем через определенные органы и ткани — на клеточно-молекулярные уровни. После этого начинается ответная фаза, сопровождающаяся коррективами на всех уровнях.

Взаимодействие радиации с организмом начинается с молекулярного уровня. Прямое воздействие ионизирующего излучения, поэтому является более специфичным. Повышение уровня окислителей характерно и для других воздействий. Известно, что различные симптомы (температура, головная боль и др.) встречаются при многих болезнях и причины их различны. Это затрудняет установление диагноза. Поэтому, если в результате вредного воздействия на организм радиации не возникает определенной болезни, установить причину более отдаленных последствий трудно, поскольку они теряют свою специфичность.

Радиочувствительность различных тканей организма зависит от биосинтетических процессов и связанной с ними ферментативной активностью. Поэтому наиболее высокой радиопора-жаемостью отличаются клетки костного мозга, лимфатических узлов, половые клетки. Кровеносная система и красный костный мозг наиболее уязвимы при облучении и теряют способность нормально функционировать уже при дозах 0,5-1 Гр. Однако, они обладают способностью восстанавливаться и если не все клетки поражены, кровеносная система может восстановить свои функции. Репродуктивные органы, например, семенники, так же отличаются повышенной радиочувствительностью. Облучение свыше 2 Гр приводит к постоянной стерильности. Только через много лет они могут полноценно функционировать. Яичники менее чувствительны, по крайней мере, у взрослых женщин. Но однократная доза более 3 Гр все же приводит к их стерильности, хотя большие дозы при неоднократном облучении не сказываются на способности к деторождению.

mirznanii.com


Смотрите также