Esej

Predmet: BIOLOGICKÉ ÚČINKY ŽIARENIA

Plán:

Úvod

1 Priama a nepriama akcia ionizujúce žiarenie

2 Vplyv ionizujúceho žiarenia na jednotlivé orgány a organizmus ako celok

3 mutácie

4 Vplyv veľkých dávok ionizujúceho žiarenia na biologické objekty

5. Dva druhy ožarovania tela: vonkajšie a vnútorné

Záver

Literatúra

BIOLOGICKÉ ÚČINKY ŽIARENIA

Faktor žiarenia je na našej planéte prítomný už od jej vzniku a ako ukázali ďalšie výskumy, ionizujúce žiarenie spolu s ďalšími javmi fyzikálnej, chemickej a biologickej povahy sprevádzalo vývoj života na Zemi. Fyzikálne účinky žiarenia sa však začali skúmať až koncom 19. storočia a jeho biologické účinky na živé organizmy - v polovici 20. storočia. Ionizačné žiarenie označuje tie fyzikálne javy, ktoré nie sú vnímané našimi zmyslami; stovky špecialistov pracujúcich so žiarením dostali radiačné popáleniny z vysokých dávok žiarenia a zomreli na zhubné nádory spôsobené nadmernou expozíciou.

Svetová veda však dnes vie viac o biologických účinkoch žiarenia ako o pôsobení akýchkoľvek iných faktorov fyzikálnej a biologickej povahy v prostredí.

Pri štúdiu účinku žiarenia na živý organizmus boli identifikované tieto vlastnosti:

· Vplyv ionizujúceho žiarenia na organizmus človek nepostrehne. Ľudia nemajú zmyslový orgán, ktorý by vnímal ionizujúce žiarenie. Nastáva takzvané obdobie pomyselnej pohody - inkubačná doba prejavy účinkov ionizujúceho žiarenia. Jeho trvanie sa znižuje ožarovaním vo veľkých dávkach.

· Účinky malých dávok môžu byť aditívne alebo kumulatívne.

· Žiarenie ovplyvňuje nielen daný živý organizmus, ale aj jeho potomstvo – ide o takzvaný genetický efekt.

· Rôzne orgány živého organizmu majú vlastnú citlivosť na žiarenie. Pri dennej expozícii dávke 0,002-0,005 Gy už dochádza k zmenám v krvi.

· Nie každý organizmus vníma žiarenie rovnako.

1. PRIAMY A NEPRIAME ÚČINKY IONIZUJÚCEHO ŽIARENIA

Rádiové vlny, svetelné vlny, termálna energia slnko - to všetko sú druhy žiarenia. Žiarenie však bude ionizujúce, ak je schopné narušiť chemické väzby molekúl, ktoré tvoria tkanivá živého organizmu, a v dôsledku toho spôsobiť biologické zmeny. Účinok ionizujúceho žiarenia nastáva na atómovej alebo molekulárnej úrovni bez ohľadu na to, či sme vystavení vonkajšiemu žiareniu alebo prijímame rádioaktívne látky v potrave a vode, čo narúša rovnováhu biologických procesov v organizme a vedie k nepriaznivým následkom. Biologické účinky žiarenia na ľudský organizmus sú spôsobené interakciou energie žiarenia s biologickým tkanivom Energia priamo prenášaná na atómy a molekuly biologických tkanív sa nazýva priamy účinok žiarenia. Niektoré bunky budú značne poškodené v dôsledku nerovnomerného rozloženia energie žiarenia.

Jedným z priamych efektov je karcinogenéza alebo rozvoj rakoviny. Rakovinový nádor vzniká, keď sa somatická bunka vymkne kontrole tela a začne sa aktívne deliť. Hlavnou príčinou toho je porucha v genetickom mechanizme tzv mutácie. Keď sa rakovinová bunka delí, produkuje iba rakovinové bunky. Jedným z najcitlivejších orgánov na účinky žiarenia je štítna žľaza. Preto je biologické tkanivo tohto orgánu najzraniteľnejšie voči vzniku rakoviny. Krv nie je menej náchylná na účinky žiarenia. Leukémia alebo rakovina krvi je jedným z bežných účinkov priameho vystavenia žiareniu. Nabité častice prenikajú do telesných tkanív, strácajú svoju energiu v dôsledku elektrických interakcií s elektrónmi atómov Elektrická interakcia sprevádza proces ionizácie (odstránenie elektrónu z neutrálneho atómu)

Fyzikálno-chemické zmeny sprevádzajú výskyt mimoriadne nebezpečných „voľných radikálov“ v tele.

Okrem priameho ionizujúceho žiarenia, nepriameho resp nepriama akcia spojené s rádiolýzou vody. Počas rádiolýzy, voľné radikály - určité atómy alebo skupiny atómov, ktoré majú vysokú chemickú aktivitu. Hlavnou charakteristikou voľných radikálov je nadbytok alebo nespárované elektróny. Takéto elektróny sú ľahko vytesnené zo svojich obežných dráh a môžu sa aktívne podieľať na chemickej reakcii. Dôležité je, že veľmi malé vonkajšie zmeny môžu viesť k významným zmenám biochemické vlastnosti bunky. Napríklad, ak obyčajná molekula kyslíka zachytí voľný elektrón, zmení sa na vysoko aktívny voľný radikál - superoxid Okrem toho existujú aj aktívne zlúčeniny, ako je peroxid vodíka, hydroxy a atómový kyslík. Väčšina voľných radikálov je neutrálna, ale niektoré môžu mať kladný alebo záporný náboj.

Ak je počet voľných radikálov malý, potom má telo schopnosť ich kontrolovať. Ak je ich príliš veľa, dochádza k narušeniu fungovania ochranných systémov a životnej činnosti jednotlivých funkcií tela. Poškodenie spôsobené voľnými radikálmi sa rýchlo zvyšuje v reťazovej reakcii. Keď sa dostanú do buniek, narušia rovnováhu vápnika a kódovanie genetickej informácie. Takéto javy môžu viesť k narušeniu syntézy bielkovín, čo je životne dôležité dôležitá funkcia celý organizmus, pretože defektné bielkoviny narúšajú fungovanie imunitného systému. Hlavné filtre imunitného systému – lymfatické uzliny – pracujú v preťaženom režime a nestihnú ich oddeliť. Oslabujú sa tak ochranné bariéry a v organizme sa vytvárajú priaznivé podmienky pre množenie mikrobiálnych vírusov a rakovinových buniek.

Voľné radikály, ktoré spôsobujú chemické reakcie, zahŕňajú do tohto procesu mnoho molekúl neovplyvnených žiarením. Preto je účinok žiarenia určený nielen množstvom absorbovanej energie, ale aj formou, v ktorej sa táto energia prenáša. Žiadny iný druh energie absorbovanej biologickým objektom v rovnakom množstve nevedie k takým zmenám, aké spôsobuje ionizujúce žiarenie. Podstata tohto javu je však taká, že všetky procesy, vrátane biologických, sú vyvážené. Chemické zmeny vznikajú v dôsledku interakcie voľných radikálov navzájom alebo so „zdravými“ molekulami Biochemické zmeny vyskytovať sa ako V okamihu ožiarenia a počas mnohých rokov, čo vedie k bunkovej smrti.

Naše telo, na rozdiel od vyššie opísaných procesov, produkuje špeciálne látky, ktoré sú akýmsi „čistiacim prostriedkom“.

Tieto látky (enzýmy) v tele sú schopné zachytávať voľné elektróny bez toho, aby sa zmenili na voľné radikály. Za normálnych podmienok si telo udržiava rovnováhu medzi tvorbou voľných radikálov a enzýmov. Ionizujúce žiarenie narúša túto rovnováhu, stimuluje rast voľných radikálov a vedie k negatívnym dôsledkom. Vstrebávanie voľných radikálov môžete aktivovať zaradením antioxidantov a vitamínov do stravy A, E, C alebo prípravky obsahujúce selén. Tieto látky neutralizujú voľné radikály tým, že ich absorbujú vo veľkých množstvách.

2. VPLYV IONIZUJÚCEHO ŽIARENIA NA JEDNOTLIVÉ ORGÁNY A ORGANIZMUS AKO CELOK

V štruktúre tela možno rozlíšiť dve triedy systémov: riadiace (nervový, endokrinný, imunitný) a život podporujúce (respiračný, kardiovaskulárny, tráviaci). Všetky základné metabolické procesy a katalytické (enzymatické) reakcie prebiehajú na bunkovej a molekulárnej úrovni. Úrovne organizácie tela fungujú v úzkej interakcii a vzájomnom ovplyvňovaní zo strany riadiacich systémov. Väčšina prírodných faktorov pôsobí najskôr na vyšších úrovniach, potom prostredníctvom určitých orgánov a tkanív – na bunkovej a molekulárnej úrovni. Potom začína fáza odozvy sprevádzaná úpravami na všetkých úrovniach.

Interakcia žiarenia s telom začína na molekulárnej úrovni. Priama expozícia ionizujúcemu žiareniu je preto špecifickejšia. Zvýšenie hladiny oxidačných činidiel je typické aj pre ďalšie účinky. Je známe, že pri mnohých ochoreniach sa vyskytujú rôzne príznaky (horúčka, bolesť hlavy a pod.) a ich príčiny sú rôzne. To sťažuje stanovenie diagnózy. Preto, ak sa konkrétna choroba nevyskytuje v dôsledku škodlivých účinkov žiarenia na telo, je dôležitejšie zistiť príčinu dlhodobé následkyťažké, pretože strácajú svoju špecifickosť.

Rádiosenzitivita rôznych telesných tkanív závisí od biosyntetických procesov a súvisiacej enzymatickej aktivity. Preto majú bunky kostnej drene, lymfatických uzlín a zárodočné bunky najvyššie rádiopoškodenie. Obehový systém a červená kostná dreň sú najzraniteľnejšie voči ožiareniu a strácajú schopnosť normálneho fungovania aj pri dávkach 0,5-1 Gy. Majú však schopnosť obnovy a ak nie sú postihnuté všetky bunky, obehový systém môže obnoviť svoje funkcie. Reprodukčné orgány, ako sú semenníky, sú tiež charakterizované zvýšenou rádiosenzitivitou. Ožarovanie nad 2 Gy má za následok trvalú sterilitu. Až po mnohých rokoch môžu naplno fungovať. Vaječníky sú menej citlivé najmenej, u dospelých žien. Jednorazová dávka viac ako 3 Gy však stále vedie k ich sterilite, hoci veľké dávky s opakovaným ožiarením neovplyvňujú schopnosť rodiť deti.

Očná šošovka je veľmi náchylná na žiarenie. Keď odumrú, bunky šošovky sa stanú nepriehľadnými, rastú, čo vedie k šedému zákalu a potom k úplnej slepote. To sa môže vyskytnúť pri dávkach okolo 2 Gy.

Rádiosenzitivita tela závisí od jeho veku. Malé dávky žiarenia deťom môžu spomaliť alebo zastaviť rast kostí. Čím je dieťa mladšie, tým viac je potláčaný rast kostry. Ožarovanie mozgu dieťaťa môže spôsobiť zmeny v jeho charaktere a viesť k strate pamäti. Kosti a mozog dospelého človeka znesú oveľa väčšie dávky. Väčšina orgánov znesie pomerne veľké dávky. Obličky vydržia dávku asi 20 Gy prijatú za mesiac, pečeň - asi 40 Gy, močového mechúra- 50 Gy a zrelé tkanivo chrupavky - až 70 Gy. Čím je organizmus mladší, tým je citlivejší, inak povedané, na účinky žiarenia.

Druhovo špecifická rádiosenzitivita sa zvyšuje, keď sa organizmus stáva zložitejším. Je to preto, že zložité organizmy majú viac slabých článkov, čo spôsobuje reťazové reakcie prežitia. Napomáhajú tomu aj zložitejšie riadiace systémy (nervový, imunitný), ktoré u primitívnejších jedincov čiastočne alebo úplne chýbajú. Pre mikroorganizmy sú dávky, ktoré spôsobujú 50% úmrtnosť tisíce Gy, pre vtáky - desiatky a pre vysoko organizované cicavce - jednotky (obr. 2.15).

3. MUTÁCIE

Každá bunka tela obsahuje molekulu DNA, ktorá nesie informácie pre správnu reprodukciu nových buniek.

DNA - je to kyselina deoxyribonukleová pozostávajúce z dlhých, zaoblených molekúl vo forme dvojitej špirály. Jeho funkciou je zabezpečiť syntézu väčšiny proteínových molekúl, ktoré tvoria aminokyseliny. Reťazec molekuly DNA pozostáva z jednotlivých úsekov, ktoré sú kódované špeciálnymi proteínmi, tvoriacimi takzvaný ľudský gén.

Žiarenie môže bunku buď zabiť, alebo skresliť informácie v DNA, takže sa časom objavia defektné bunky. Zmeniť genetický kód bunky sa nazývajú mutácia. Ak dôjde k mutácii vo vajíčku spermie, následky sa môžu prejaviť v ďalekej budúcnosti, pretože Počas oplodnenia sa vytvorí 23 párov chromozómov, z ktorých každý pozostáva z komplexnej látky nazývanej deoxyribonukleová kyselina. Preto sa mutácia, ktorá sa vyskytuje v zárodočnej bunke, nazýva genetická mutácia a môže sa preniesť na ďalšie generácie.

Opísaná úvaha vychádza len z laboratórny výskum zvierat. Zatiaľ neexistujú žiadne priame dôkazy radiačných mutácií u ľudí, pretože Úplná identifikácia všetkých dedičných chýb sa vyskytuje iba počas mnohých generácií.

Ako však zdôrazňuje John Goffman, podcenenie úlohy chromozomálne poruchy, založený na výroku „ich význam je nám neznámy“, je klasickým príkladom rozhodnutí z nevedomosti. Prípustné dávky žiarenia boli stanovené dávno pred príchodom metód, ktoré umožnili zistiť smutné následky, ku ktorým by mohli viesť nič netušiaci ľudia a ich potomkovia.

4. VPLYV VEĽKÝCH DÁVOK IONIZUJÚCEHO ŽIARENIA NA BIOLOGICKÉ OBJEKTY

Živý organizmus je veľmi citlivý na účinky ionizujúceho žiarenia. Čím vyššie je živý organizmus na evolučnom rebríčku, tým je rádiocitlivejší. Rádiosenzitivita je mnohostranná vlastnosť. „Prežitie“ bunky po ožiarení závisí súčasne od viacerých dôvodov: od objemu genetického materiálu, od aktivity systémov zásobujúcich energiu, od pomeru enzýmov, od intenzity tvorby voľných radikálov. N A ON.

Pri ožarovaní zložitých biologických organizmov by sa mali brať do úvahy procesy prebiehajúce na úrovni prepojenia orgánov a tkanív. Rádiosenzitivita v rôzne organizmy sa značne líši (obr. 2.16).

Ľudské telo ako dokonalý prírodný systém je ešte citlivejšie na žiarenie. Ak osoba utrpela celkové ožiarenie dávkou 100-200 rad, potom sa po niekoľkých dňoch objavia príznaky choroby z ožiarenia mierna forma. Jeho znakom môže byť zníženie počtu bielych krviniek, ktoré sa zisťuje krvným testom. Subjektívnym ukazovateľom pre človeka je možné zvracanie v prvý deň po ožiarení.

Priemerná závažnosť choroby z ožiarenia sa pozoruje u osôb vystavených žiareniu 250-400 rad. Obsah leukocytov (bielych krviniek) v krvi prudko klesá, objavuje sa nevoľnosť a zvracanie, objavujú sa podkožné krvácania. Smrteľný výsledok sa pozoruje u 20% ožiarených ľudí 2-6 týždňov po ožiarení.

Pri vystavení dávke 400-600 rad sa vyvinie ťažká forma choroby z ožiarenia. Objavuje sa početné subkutánne krvácanie, počet leukocytov v krvi výrazne klesá. Smrteľný výsledok ochorenia je 50%.

Veľmi ťažká forma choroby z ožiarenia nastáva pri vystavení dávkam nad 600 rad. Leukocyty v krvi úplne zmiznú. Smrť nastáva v 100% prípadov.

Dôsledky opísané vyššie radiačnej záťaži typické pre prípady, keď nie je dostupná lekárska starostlivosť.

Na liečbu ožiareného organizmu moderná medicínaširoko využíva metódy, ako je náhrada krvi, transplantácia kostnej drene, podávanie antibiotík, ako aj iné metódy intenzívnej starostlivosti. Touto liečbou je možné vylúčiť smrť aj pri ožiarení dávkou až 1000 rad. Energia vyžarovaná rádioaktívnymi látkami je absorbovaná životné prostredie vrátane biologických objektov. V dôsledku vplyvu ionizujúceho žiarenia na ľudský organizmus môžu v tkanivách prebiehať zložité fyzikálne, chemické a biochemické procesy.

Ionizujúce účinky predovšetkým narúšajú normálny priebeh biochemické procesy a metabolizmus. V závislosti od veľkosti absorbovanej dávky žiarenia a individuálnych charakteristík organizmu môžu byť spôsobené zmeny reverzibilné alebo ireverzibilné. Pri malých dávkach obnovuje postihnuté tkanivo svoju funkčnú aktivitu. Veľké dávky dlhodobá expozícia môže spôsobiť nezvratné poškodenie jednotlivé orgány alebo celý organizmus. Akýkoľvek druh ionizujúceho žiarenia spôsobuje biologické zmeny v organizme, a to ako pri vonkajšom (zdroj je mimo tela), tak aj pri vnútornom ožiarení (rádioaktívne látky sa do organizmu dostávajú napr. s potravou resp. inhaláciou). Uvažujme o vplyve ionizujúceho žiarenia, keď je zdroj žiarenia mimo tela.

Biologický účinok ionizujúceho žiarenia v v tomto prípade závisí od celkovej dávky a času vystavenia žiareniu, jeho druhu, veľkosti ožarovaného povrchu a individuálnych vlastností tela. Pri jednorazovom ožiarení celého ľudského tela je možné biologické poškodenie v závislosti od celkovej absorbovanej dávky žiarenia.

Pri vystavení dávkam 100-1000-krát vyšším, ako je smrteľná dávka, môže osoba počas expozície zomrieť. Navyše absorbovaná dávka žiarenia spôsobujúca poškodenie jednotlivých častí tela prevyšuje smrteľnú absorbovanú dávku žiarenia na celé telo. Smrteľné absorbované dávky pre jednotlivé časti tela sú nasledovné: hlava - 20 Gy, dolná časť brucha - 30 Gy, horná časť brucha - 50 Gy, hrudník - 100 Gy, končatiny - 200 Gy.

Stupeň citlivosti rôznych tkanív na žiarenie sa líši. Ak zoberieme do úvahy orgánové tkanivá v poradí znižovania ich citlivosti na účinky žiarenia, dostaneme nasledujúcu postupnosť: lymfatické tkanivo, lymfatické uzliny, slezina, týmus, kostná dreň, zárodočné bunky. Väčšia citlivosť hematopoetických orgánov na žiarenie je základom určenia povahy choroby z ožiarenia.

Pri jedinom ožiarení celého ľudského tela absorbovanou dávkou 0,5 Gy môže jeden deň po ožiarení prudko klesnúť počet lymfocytov. Dva týždne po ožiarení klesá aj počet erytrocytov (červených krviniek). U zdravý človek existuje asi 10 4 červených krviniek a denne sa ich vyprodukuje 10. U pacientov s chorobou z ožiarenia je tento pomer narušený a v dôsledku toho telo odumiera.

Dôležitým faktorom pri vystavení organizmu ionizujúcemu žiareniu je expozičný čas. So zvyšujúcim sa dávkovým príkonom sa zvyšuje škodlivý účinok žiarenia. Čím je žiarenie v čase zlomkovejšie, tým menší je jeho škodlivý účinok (obr. 2.17).

Vonkajšie vystavenie časticiam alfa a beta je menej nebezpečné. V tkanive majú krátky dosah a nedostanú sa do krvotvorných a iných vnútorných orgánov. Pri vonkajšom ožiarení je potrebné počítať s gama a neutrónovým ožiarením, ktoré prenikajú tkanivom do veľkej hĺbky a ničia ho, ako je podrobnejšie rozobrané vyššie.

5. DVA TYPY ŽIARENIA TELA: VNÚTORNÉ A VNÚTORNÉ

Ionizujúce žiarenie môže na človeka pôsobiť dvoma spôsobmi. Prvý spôsob je vonkajšia expozícia zo zdroja umiestneného mimo tela, čo závisí najmä od radiačného pozadia oblasti, v ktorej osoba žije alebo od iných vonkajšie faktory. Druhá - vnútorné žiarenie, spôsobené požitím rádioaktívnej látky do organizmu, hlavne potravou.

Veľké nebezpečenstvo predstavuje jedlo a vzduch obsahujúci izotopy plutónia a amerícia, ktoré majú vysokú aktivitu alfa. Plutónium, ktoré spadlo v dôsledku černobyľskej katastrofy, je najnebezpečnejším karcinogénom. Alfa žiarenie má vysoký stupeň ionizácie, a preto väčšiu schopnosť poškodzovať biologické tkanivá.

Vstup plutónia, ale aj amerícia cez dýchacie cesty do ľudského tela spôsobuje onkologické ochorenia pľúc. Treba však vziať do úvahy, že pomer celkového množstva plutónia a jeho ekvivalentov amerícia, kúria k celkový počet plutónium, ktoré sa dostalo do tela vdýchnutím, je bezvýznamné. Ako Bennett zistil, pri analýze jadrových testov v atmosfére je v Spojených štátoch pomer usadzovania a vdýchnutia 2,4 milióna ku 1, čo znamená, že veľká väčšina rádionuklidov obsahujúcich alfa z testov jadrových zbraní sa dostala do zeme bez toho, aby to ovplyvnilo ľudí. . Častice jadrového paliva, takzvané horúce častice s veľkosťou asi 0,1 mikrónu, boli tiež pozorované na stope Černobyľu. Tieto častice môžu byť tiež vdýchnuté do pľúc a predstavujú vážne nebezpečenstvo.

Vonkajšia a vnútorná expozícia si vyžaduje rôzne opatrenia proti nebezpečným účinkom žiarenia.

Vonkajšie ožiarenie je spôsobené najmä rádionuklidmi obsahujúcimi gama, ako aj röntgenovým žiarením. Jeho schopnosť poškodenia závisí od:

a) energia žiarenia;

b) trvanie vystavenia žiareniu;

c) vzdialenosť od zdroja žiarenia k objektu;

d) ochranné opatrenia.

Medzi dĺžkou trvania ožiarenia a absorbovanou dávkou je lineárny vzťah a vplyv vzdialenosti na výsledok ožiarenia má kvadratickú závislosť.

Na ochranné opatrenia pred vonkajším žiarením sa používajú najmä olovené a betónové ochranné clony pozdĺž dráhy žiarenia. Účinnosť materiálu ako štítu proti prenikaniu röntgenového alebo gama žiarenia závisí od hustoty materiálu, ako aj od koncentrácie elektrónov, ktoré obsahuje.

Kým pred vonkajším žiarením je možné sa chrániť špeciálnymi clonami alebo inými úkonmi, pri vnútornom žiarení to možné nie je.

Sú tam tri možné spôsoby, cez ktoré sa rádionuklidy môžu dostať do tela:

a) s jedlom;

b) cez dýchacie cesty vzduchom;

c) poškodením kože.

Je potrebné poznamenať, že rádioaktívne prvky plutónium a amerícium vstupujú do tela najmä potravou alebo inhaláciou a veľmi zriedkavo kožnými léziami.

Ako poznamenáva J. Hall, ľudské orgány reagujú na látky vstupujúce do tela výlučne na základe chemickej povahy posledné bez ohľadu na to, či sú rádioaktívne alebo nie. Chemické prvky ako sodík a draslík sa nachádzajú vo všetkých bunkách tela. V dôsledku toho sa ich rádioaktívna forma, zavedená do tela, bude tiež distribuovať po celom tele. Ostatné chemické prvky majú tendenciu sa hromadiť v jednotlivých orgánoch, ako sa to stáva rádioaktívny jód V štítna žľaza alebo vápnika v kostnom tkanive.

Prienik rádioaktívnych látok s potravou do organizmu výrazne závisí od ich chemickej interakcie. Zistilo sa, že chlórovaná voda zvyšuje rozpustnosť plutónia a v dôsledku toho aj jeho zabudovanie do vnútorných orgánov.

Po vniknutí rádioaktívnej látky do tela treba vziať do úvahy množstvo energie a typ žiarenia, fyzikálny a biologický polčas rádionuklidu. Biologický polčas je čas potrebný na odstránenie polovice rádioaktívnej látky z tela. Niektoré rádionuklidy sa z tela vylúčia rýchlo, a preto ich nestihnú spôsobiť veľká škoda, zatiaľ čo iné pretrvávajú v tele značnú dobu.

Polčas rozpadu rádionuklidov výrazne závisí od fyzická kondícia osobu, jej vek a ďalšie faktory. Kombinácia fyzikálneho polčasu a biologického polčasu sa nazýva efektívny polčas- najdôležitejšie pri určovaní celkového množstva žiarenia. Orgán najviac náchylný na pôsobenie rádioaktívnej látky je tzv kritický. Pre rôzne kritické orgány boli vyvinuté normy, ktoré určujú prípustný obsah každého rádioaktívneho prvku. Na základe týchto údajov boli vytvorené dokumenty upravujúce prípustné koncentrácie rádioaktívnych látok v atmosférickom ovzduší, pitnej vode a potravinách. V Bielorusku sú v súvislosti s haváriou v Černobyle v platnosti Republikánske prípustné hladiny pre obsah rádionuklidov cézia a stroncia v potravinách a pitnej vode (RDU-92). V regióne Gomel niektorí produkty na jedenie potraviny, napríklad pre deti, prísnejšie normy. Berúc do úvahy všetky vyššie uvedené faktory a normy, zdôrazňujeme, že priemerná ročná efektívna ekvivalentná dávka ľudského žiarenia by nemala presiahnuť 1 mSv za rok.

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

2. M.M. Tkachenko, „Radiológia (náhradná diagnostika a substitučná liečba)“

3. A.V. SHUMAKOV Krátky sprievodca radiačnou medicínou Lugansk -2006

4. Bekman I.N. Prednášky o nukleárnej medicíne

5. L.D. Lindenbraten, L.B. Naumov Lekárska rádiológia. M. Medicine 1984

6. P.D. Khazov, M.Yu. Petrovej. Základy lekárskej rádiológie. Ryazan, 2005

7. P.D. Chazov. Radiačná diagnostika. Séria prednášok. Ryazan. 2006

Biologické účinky žiarenia.

Akcia ionizujúce žiarenieštudujú živé organizmy odkedy sa francúzskemu vedcovi Andremu Becquerelovi v roku 1896 podarilo objaviť fenomén rádioaktivity. Ionizujúce činidlá zahŕňajú röntgen A gama žiarenia prejavujúce sa v podobe porcií energie, alebo takzvaných kvánt.

Kvantá a častice, ktoré lietajú nad obalom atómu, sú schopné z neho vytrhnúť elektrón. Akonáhle sú atómy a molekuly zbavené negatívne nabitého elektrónu, stávajú sa kladne nabitými iónmi. Takto funguje proces vo všeobecnosti ionizácia atómov a molekúl. Spolu s tým, keď ionizujúce žiarenie interaguje s rozpúšťadlami biologických molekúl (voda alebo tuky), vznikajú ďalšie ionizačné produkty - voľné radikály(aktívne fragmenty molekúl) s jedným alebo dvoma nepárovými elektrónmi.

Ióny a radikály sú vďaka svojej vysokej reaktivite schopné vstupovať do zložitých chemických reakcií s inými molekulami a navyše elektróny vyradené žiarením môžu spôsobovať stále viac a viac ionizačných činov. Takýto reťazec udalostí zvyčajne vedie k rôznym deštruktívnym zmenám v makromolekulách, z ktorých sú postavené živé systémy.

Citlivosť biologických makromolekúl nachádzajúcich sa v skúmavke (mimo tela) a ako súčasti živých buniek na žiarenie sa ukázala prekvapivo odlišná. Poškodenie 0,001-0,1% DNA, prakticky nedetegovateľné mimo tela, vedie ku katastrofe, ak sú tieto makromolekuly súčasťou živej bunky. Tento rozdiel možno vysvetliť predovšetkým dvoma dôvodmi. Po prvé, makromolekuly DNA, ktoré tvoria gény, sú jedinečné. Sú obsiahnuté v bunkovom jadre v jednej, dvoch alebo viacerých kópiách. To znamená, že ich opakovateľnosť je obmedzená. Po druhé, v živej bunke a v celom organizme existujú rôzne druhy mechanizmov, ktoré znásobujú počiatočný účinok. Toto zosilnenie sa prejavuje napríklad v tom, že zmena (mutácia) len jedného génu v zárodočnej bunke následne - pri jej oplodnení a dozrievaní plodu - túto mutáciu reprodukuje vo všetkých bunkách tela vo forme odchýlok. v štruktúre a funkcii.

Lymfocyty a iné bunky imunitného systému sú somatické bunky. Proces smrti somatických buniek v dôsledku ožiarenia bol najviac študovaný. Existujú dva hlavné typy bunkovej smrti pri kontakte so žiarením: reprodukčný(v čase delenia buniek) a medzifázou(v období kľudu - medzi predchádzajúcim a nasledujúcim delením).

V oboch prípadoch spočíva hlavná príčina bunkovej smrti v narušení chromozómov, presnejšie v rozbití molekúl DNA. Každý chromozóm pozostáva z dvoch reťazcov DNA. V závislosti od sily žiarenia môže dôjsť k zlomu v jednom alebo oboch reťazcoch DNA.

Jednotlivé pretrhnutia jedného vlákna sa ľahko zahoja (obnovia). Na tento účel je v klietke špeciálna bunka reparačný systém so sadou redukčných enzýmov. Čo ak sa obe vlákna pretrhnú súčasne? V tomto prípade sú vlákna oddelené, oprava sa stáva bunkou a spravidla zomrie. Pri intenzívnom ožiarení odumierajú všetky deliace sa bunky (reprodukčná smrť), predovšetkým tie, ktoré majú dvojvláknový zlom DNA. Medzifázová smrť je spojená s procesom dozrievania „kľudových“ buniek a je osudom len niekoľkých typov buniek, medzi ktoré patria lymfocyty. Interfázové bunky rýchlo odumierajú - v priebehu prvého dňa po ožiarení. Mechanizmy na jeho implementáciu nie sú úplne pochopené. Existuje názor, že medzifázová smrť je zrýchlením prirodzenej, geneticky naprogramovanej bunkovej smrti. Spočiatku vplyvom enzýmu endonukleázy dochádza k deštrukcii DNA a následne k nezvratnej strate integrity bunkové membrány. Táto forma smrti sa pozoruje nielen počas ožiarenia, ale aj vtedy, keď je bunka vystavená UV žiareniu, kortikosteroidným hormónom a niektorým liekom. V dôsledku toho faktor žiarenia nemá žiadne zvláštne rozdiely od fyziologických faktorov, ktoré spúšťajú biologické procesy. Bunky sú pravdepodobne schopné preložiť akékoľvek molekulárne udalosti, ktoré vznikajú pod vplyvom rôznych vonkajších faktorov, do štandardnej reči intracelulárnych signálov.

Reprodukčné a interfázové formy smrti ožiarených buniek sú príčinou radiačného poškodenia vyšších organizmov. V tomto prípade dochádza v dôsledku odumierania lymfocytov k devastácii orgánov imunitného systému striedavo v dvoch vlnách. Včasná devastácia nastáva v dôsledku medzifázovej smrti. Neskôr sa vyskytuje v dôsledku smrti reprodukčných buniek. Ako už bolo povedané, všetky intenzívne sa obnovujúce tkanivá sú náchylné na reprodukčnú smrť. Patria sem krvotvorné, imunitné, generatívne tkanivo, črevné slizničné tkanivo atď. Práve ich porážka tvorí najväčšiu časť patologického procesu, ktorý je tzv choroba z ožiarenia.

Pomocou tabuľky 1 sa pozrieme na ucelenejší obraz o všeobecnom radiačnom poškodení organizmu v závislosti od dávky.

Tabuľka 1 Stupnica biologických účinkov počas všeobecného ožiarenia

Avšak aj v tomto diagrame je rozsah biologických účinkov postradiačného pôsobenia minimálny. Okrem týchto účinkov existujú aj ďalšie - rôzne dysfunkcie imunocentov, kvantitatívny pomer rôznych foriem imunocentov pri ich kooperatívnych interakciách, radiačné starnutie ožiarených orgánov, imunitný systém atď.

Treba povedať, že pre všetko ionizujúce žiarenie je zvykom rozlišovať tri dávky Absorbovaná dávka určená množstvom energie absorbovanej ožiareným objektom a vyjadrená v sivej farbe. Výstava určuje sa ionizačným účinkom vo vzduchu za normálnych podmienok a označuje sa „coulomb na kg“ Ekvivalent určené biologickými účinkami a vyjadrené v sievertoch.

V tabuľke č.2 sú uvedené jednotky merania indikovaných dávok v medzinárodnej sústave jednotiek - SI a ich vzťah k nesystémovým (odvodeným) jednotkám.

Osobitnú pozornosť treba venovať pomeru jednotiek absorbovanej, expozičnej a ekvivalentnej dávky pre gama a röntgenové žiarenie, kde 1 Gy = 1 ZB a 1 rad = 1 rem. Vzhľadom na to, že stupeň poškodenia (rádiosenzitivity) biologických objektov je určený absorbovanou dávkou žiarenia a náchylnosťou tohto objektu na účinky žiarenia, dávky na obr. 1 v hlavnom texte sú vyjadrené sivou farbou.

Radiačné poškodenie imunitného systému

Aby sme pochopili zvláštnosti účinku žiarenia na rôzne časti imunitného systému, musíme odpovedať na otázku - ako určiť rádiosenzitivitu biologických objektov. Predpokladá sa, že rádiosenzitivita závisí od absorbovanej dávky a citlivosti biologického objektu na žiarenie. Na rôznych biologických úrovniach sa posudzuje rôzne.

Rádiosenzitivita na úrovni organizmu sa napríklad hodnotí pomocou LD 50/30 - smrteľná dávka, ktorá spôsobí smrť 50 % ožiarených organizmov do 30 dní po ožiarení; na bunkovej úrovni s použitím dávky označenej D 37. Faktom je, že rádiosenzitivita buniek je výhodnejšia : všetko merané v dávkach, pri ktorých je v priemere jeden smrteľný zásah častíc alebo kvantá energie na bunku. Ale pretože sú zásahy rozdelené náhodne, niektoré bunky sú zasiahnuté dvakrát alebo trikrát, zatiaľ čo iné zostávajú nezasiahnuté. Podľa zákonov štatistiky sa takéto neovplyvnené bunky ukážu ako -37%. Preto sa D 37 považovalo za kritérium na hodnotenie citlivosti na rad buniek. Pre smrť buniek akéhokoľvek typu v čase delenia je D 37 približne rovnaký a predstavuje 1 Gy. Podobná dávka je pre lymfocyty vstupujúce do delenia. Citlivosť interfázových (kľudových) buniek je rôznorodejšia, takže D 37 pre ne kolíše od 0,5 do 3 Gy.

Ak hovoríme o dávke, radiačná bunková smrť je zrejmá do 1 Gy. So zvyšujúcou sa dávkou sa počet odumierajúcich buniek zvyšuje až na 6-7 Gy. Potom ostávajú v tele iba rádiorezistentné bunky lymfoidných tkanív - makrofágy, stromálne elementy (bunky epitelu a spojivového tkaniva), ktoré tvoria kostru orgánov, ako aj niektoré funkčne zrelé lymfocyty, ktoré sú nezraniteľné voči žiareniu.

Ak hovoríme o čase, lymfocyty umierajú v niekoľkých fázach. Prvý deň (6-12 hodín) po ožiarení začína medzifázová bunková smrť, čo vedie k veľmi nápadným následkom. Keď bunky odumierajú, veľkosť všetkých lymfoidných orgánov sa zmenšuje. Zdá sa, že sú vyprázdnené, hoci ich tkanivový rám je úplne zachovaný. Následne nastáva druhá etapa devastácie lymfatických orgánov. Pokračuje to ďalšie 3-4 dni, ale oveľa pomalšie. V tomto štádiu je príčinou devastácie reprodukčná smrť deliacich sa buniek. Delenie buniek je v tomto prípade vyvolané prílivom rôznych (mikrobiálnych) antigénov, ktorých invázia sa zintenzívňuje v dôsledku narušenia prirodzených bariér (koža, sliznice atď.).

Radiačné porušenia bariérové ​​funkcie kože a slizníc, prísne vzaté, nesúvisí priamo s imunitným systémom. Ale táto okolnosť ukazuje, aké dôležité sú integrita a zachovanie vzťahov rôzne systémy pre všeobecnú bezpečnosť tela.

Radiačné narušenie prirodzených bariér, zaplavenie organizmu bakteriálnou flórou a prechod väčšiny lymfocytov k deleniu vytvárajú najdramatickejšie obdobie vo vzťahu lymfocytov a žiarenia. Až po 3 - 4 dňoch sa situácia zmení. Pri relatívne znesiteľnej dávke sa mení k lepšiemu. Bunky nie sú ovplyvnené alebo mierne ovplyvnené žiarením; Po vstupe do pokojovej fázy sa môžu ďalej rozvíjať, vstúpiť do fázy zrelosti a následne vykonávať svoje imunologické funkcie. Potomkovia B-lymfocytov (producenti protilátok) začnú vylučovať protilátky, T-killery začnú aktívne ničiť cieľové bunky a T-pomocníci začnú syntetizovať a vylučovať potrebné medzibunková interakcia regulačné proteíny (interleukíny a pod.).

V štádiu funkčnej zrelosti sú lymfocyty spravidla odolné voči žiareniu aj pri dávke niekoľkých desiatok šedí. V tomto stave im nehrozí medzifázová smrť a prekonali nebezpečenstvo reprodukčnej smrti.

Situácia sa však mení pri prijímaní dávok žiarenia, ktoré je ťažké tolerovať. Pre imunitný systém je veľmi ťažké kompenzovať kolosálne straty. Preto vždy, keď sú ožiarené lymfocyty napadnuté množstvom antigénov, nie je ohrozená len životaschopnosť lymfoidných buniek, ale aj život samotného organizmu.

Keď hovoríme o interfáze a reprodukčnej smrti lymfocytov, v podstate diskutujeme o rádiosenzitivite dvoch fáz životný cyklus tieto bunky majú pokojovú fázu a fázu delenia, hoci pokojová fáza je veľmi relatívny pojem. Počas tohto obdobia životného cyklu sa bunky buď diferencujú, to znamená, že dozrievajú, prechádzajú z jedného štádia vývoja do druhého, alebo po dosiahnutí štádia zrelosti; plniť svoje priame funkčné povinnosti. Ako vidíme, rádiosenzitivita rôznych štádiách vývoj sa môže značne líšiť. Ukážme si to na príklade: T bunky. Najmladšie formy T buniek, skoré tymocyty a najodolnejší voči rádiovému žiareniu. Vďaka nim telo, keď sa ocitne v ťažkých situáciách, nie je bezbranné pri obnove ožiarenej populácie T buniek. Bunky ďalšej fázy - kortikálne tymocyty, naopak, sú to najcitlivejšie bunky imunitného systému a možno aj celého organizmu. Sú nezvyčajne krehké, a preto sú v akýchkoľvek stresových situáciách postihnuté ako prvé. Dokonca aj normálne väčšina z nich zomrie bez toho, aby opustili týmus. V ďalšom štádiu vývoja, pred stretnutím s antigénom, sú bunky, hoci sú stále rádiosenzitívne, oveľa menej ako kortikálne tymocyty.

Porovnávacia štúdia rádiosenzitivity imunocytov odhalila, že B lymfocyty, zodpovedné za tvorbu protilátok, sú rádiosenzitívnejšie ako T lymfocyty a medzi nimi sú T pomocné bunky. : (najmä tie, ktoré sa zúčastňujú skôr na bunkových než humorálnych imunitných odpovediach). Práve T-lymfocyty sa nachádzajú medzi niekoľkými prežívajúcimi lymfocytmi v lymfoidných orgánoch po vystavení vysokým dávkam žiarenia (desiatky sivých). Všimnite si, že populácie B buniek sú homogénnejšie z hľadiska rádiosenzitivity ako T bunky.

Z toho vyplývajú rôzne stupne poškodenia bunkových a humorálnych foriem imunitnej odpovede, pretože je určená rádiosenzitivitou buniek zodpovedných za tieto formy odpovede (obr. 1).

Obr1.Rádiocitlivosť rôzne druhy imunitná odpoveď

Imunologické reakcie, ktoré sú založené na odpovedi B-lymfocytov (tvorba protilátok), sú viac ovplyvnené žiarením ako reakcie T-buniek. Ukazuje sa, že je zraniteľnejší antibakteriálna ochrana, spojené s tvorbou protilátok a menej - antivírusová ochrana, závislé od T-lymfocytov. Neexistujú však žiadne pravidlá bez výnimiek, o čom svedčí supresorové bunky. Ich antigénom nestimulované prekurzory sa nelíšia v rádiosenzitivite od väčšiny ostatných T buniek. Po kontakte s antigénmi a dozrievaní do funkčne aktívnych foriem sa T-supresory ocitajú v osobitnom postavení. Namiesto toho, aby sa po stimulácii stali rádiorezistentnými, zachovávajú si pomerne vysokú rádiosenzitivitu. Preto väčšina z nich zomiera pri dávkach 4 - 6 Gy.

Docela odolný voči žiareniu prirodzené zabíjačské bunky(NK bunky) zodpovedné za protinádorovú imunitu. D 37 pre nich je v rozmedzí 7-8 Gy. Nevyžadujú predchádzajúci kontakt s antigénmi, aby fungovali ako zabíjačské bunky alebo aby získali rádiorezistenciu.

Bunky pamäťové bunky sú rádiorezistentnejšie ako „panenské“ lymfocyty, ktoré neboli v kontakte s antigénom. To vysvetľuje väčšiu rádiorezistenciu sekundárnej imunitnej odpovede v porovnaní s primárnou imunitnou odpoveďou.

Avšak rozdiel medzi rádiosenzitivitou panenských lymfocytov a. pamäťových buniek nie je taká veľká, aby mohla vysvetliť rozdiely medzi rádiosenzitivitou primárnej a sekundárnej odpovede. Ukázalo sa, že tento proces nezávisí len od charakteristík buniek, ale aj od vysokej úrovne vybavenia sekundárnej odozvy. Faktom je, že vždy je k dispozícii oveľa viac buniek, ako je potrebné na účinnú imunitnú odpoveď. Preto smrť určitého percenta buniek predtým určitý bod nemá takmer žiadny vplyv na úroveň imunitnej odpovede.

Pri ožiarení sú všetky procesy spojené s s medzibunkovými kontaktmi. Bez kooperatívnej interakcie medzi T-B-A- bunky prakticky sa neobíde žiadna imunitná odpoveď. Existujú dva typy medzibunkovej interakcie - humorný (na diaľku) A bunkový (kontaktný). Pri silnejšom ožiarení je ovplyvnená druhá, ktorá je spojená so špecifickým narušením receptorových systémov bunkových membrán. Už sme spomenuli, že B bunky si nie vždy dokážu poradiť s konkrétnym zameraním ochorenia samy. A potom sa im ponáhľajú na pomoc T-bunky, aby dokončili imunitný proces prostredníctvom kontaktu. Veľmi často sa však proces preruší, pretože čím viac medzibunkových kontaktov sa zúčastňuje imunitných reakcií, tým silnejší je účinok žiarenia na ne. Imunitná odpoveď do značnej miery závisí od toho, kedy došlo k stretu imunocytov s antigénmi – pred a po ožiarení. V experimentoch sa tieto procesy študujú na zvieratách ich imunizáciou, teda injekciou antigénov.

Pri ožarovaní dochádza k narušeniu procesu selektívneho prenikania lymfocytov z krvného obehu do lymfoidných orgánov. V tomto prípade, ako hovoria imunológovia, je narušený „domáci inštinkt“ lymfocytov, teda ich schopnosť nájsť svoj domov (lymfoidné orgány). Dôvodom je porušenie systémov rozpoznávania membrán týchto buniek. Migračná cesta lymfocytov do lymfatických uzlín čreva, dýchacieho traktu atď. je narušená, hoci cesta do sleziny zostáva voľná, čo sa vysvetľuje zvláštnou štruktúrou jej kapilár. Preto nastáva situácia, keď lymfocyty voľne prenikajú do sleziny, ale nemôžu migrovať do lymfatických uzlín. A to je pre nich veľmi dôležité, pretože práve v lymfatických uzlinách sú prijímaní a povolaní do služby, aby chránili telo pred vonkajšou a vnútornou agresiou. Preto je potlačenie imunitnej odpovede v lymfatických uzlinách výraznejšie ako v slezine.

Po ožiarení je imunita v dôsledku poškodenia imunocytov potlačená a prejavuje sa znížením maximálnych ukazovateľov imunitných reakcií (titer protilátok, aktivita zabíjačských buniek) a spomalením tempa stanovovania „novej maximálnej úrovne“ týchto ukazovatele. To všetko má škodlivý vplyv na chránené funkcie, najmä pred vonkajšou biologickou agresiou. Ožiarený imunitný systém nie je schopný dostatočne bojovať proti mikróbom, ktoré po ožiarení naplnia telo. Odpadové produkty mikróbov majú dodatočný imunosupresívny účinok na telo. Situáciu komplikuje fakt, že spolu s patogénna flóra Obligátna (neškodná alebo čiastočne prospešná) mikroflóra, ktorá predtým pokojne žila v dýchacom a tráviacom trakte a na koži, sa začína aktivovať a prejavovať patogénne vlastnosti. Takto vznikajú sekundárne imunodeficitné stavy, ktorých príčinou je tzv oportúnne infekcie.

Problém prechodu obligátnych mikróbov do podmienene patogénneho stavu je v dôsledku zhoršovania ekologickej situácie v našom prostredí čoraz naliehavejší. A ako vieme, úloha žiarenia je tu významná.

V radiačnej imunológii, keď sa hovorí o rádiosenzitivite, najčastejšie hovoríme o o radiačnej bunkovej smrti. V skutočnosti nejde len o to, či bunka prežije alebo zomrie. Koniec koncov, bunky, ktoré prežijú ožiarenie, si nie vždy zachovajú svoju funkciu. Spravidla sa porušuje bioenergetický potenciál bunky, prac jadrové prístroje, membránové systémy atď. Úplné zotavenie v ožiarených populáciách buniek sa vyskytuje zriedkavo a obnovenie ich funkčných vlastností je zvyčajne spojené s ich kvantitatívnou obnovou. Funkčné poškodenie bez smrti je bežnejšie v makrofágoch a iných podporných bunkách imunitného systému.

O poklese odolnosti voči infekčným agens (infekčná imunita) niet pochýb. Ale vplyv žiarenia na protinádorovú imunitu je zložitejší. Hoci ožarovanie zvyšuje výskyt nádorov, tie sa vyvíjajú až neskôr.

Pozrime sa stručne na výsledky vystavenia žiareniu autoimunitné procesy. Na prvý pohľad sa to zdá neočakávané: prečo sa na pozadí všeobecnej úrovne autoimunitných procesov aktivujú reakcie namierené proti antigénom vlastných buniek a tkanív. Bežne je tolerancia na vlastné antigény spoľahlivo zabezpečená mechanizmami centrálnych a periférnych orgánov imunitného systému.

V momente dozrievania lymfocytov na úrovni centrálnych orgánov, prvý štít - vyhubenie bunkových klonov namierených proti vlastným antigénom. Druhý štít- zákaz reakcií proti vlastným antigénom vykonávajú supresory, ktoré vnucujú svoje „veto“ konfliktu medzi imunitným systémom a bunkami vlastného tela. Ale žiarenie, ktoré ovplyvňuje oba štíty, porušuje zákony tolerancie. V dôsledku toho sa pozoruje deštrukcia tkanív a orgánov tela, autoantigény sa uvoľňujú vplyvom prirodzených vzťahov, je oslabená reakcia na „cudzie“ a zosilňuje sa reakcia na „vlastné“. To znamená, že žiarenie nielen potláča imunitný systém, ale narúša koordinované fungovanie imunitného systému a narúša základy jeho činnosti.

Všetko, čo bolo povedané, nám umožňuje urobiť nasledujúce zovšeobecnenia. Poškodenie buniek, ktoré vedie k ich smrti alebo zníženiu funkčnej aktivity, je príčinou oslabenej imunity. Najcitlivejšie sú lymfocyty. Existujú vnútorné rozdiely medzi subpopuláciami a lymfocytmi. B lymfocyty sú citlivejšie na žiarenie ako T lymfocyty. Rozdiely sa nachádzajú v populácii T buniek. Rádioodolnejšie z nich sú T-pomocníci a najcitlivejšie sú T-supresory. Do skupiny odolnej voči žiareniu patria aj prirodzené zabíjačské bunky a magkrofágy. Väčšina lymfocytov odumiera pri ožiarení v rozsahu od 0,5 do 6 Gy. Prvý deň odumierajú hlavne interfázové bunky a o ďalšie 3-4 dni (zvyčajne v prítomnosti antigénu) odumierajú deliace sa bunky.

Všetky lymfocyty (okrem supresorov) po kontakte s antigénom a dosiahnutí zrelého (efektorového) štádia získavajú zvýšenú rádiorezistenciu. V dôsledku ožiarenia je najviac ovplyvnená protiinfekčná imunita. Ovplyvnená je aj protinádorová imunita, no následky sa zistia až po dlhšom čase. Autoimunita, na rozdiel od prvých dvoch, sa naopak zvyšuje. Napriek relatívne vysokej rádiosenzitivite lymfocytov je imunitný systém najzraniteľnejší spomedzi ostatných telesných systémov v dávkach nie vyšších ako sú priemerné smrteľné dávky od imunitného systému, ktorý je zodpovedný za individuálnu integritu konkrétneho organizmu.

Faktory ovplyvňujúce radiačné poškodenie. Ovplyvňuje sa konečný biologický efekt rôznych faktorov, ktoré sa delia najmä na fyzikálne, chemické a biologické. Spomedzi fyzikálnych faktorov je na prvom mieste typ žiarenia charakterizovaný relatívnou biologickou účinnosťou. Rozdiely v biologických účinkoch sú spôsobené lineárnym prenosom energie daného typu ionizujúceho žiarenia, ktorý je spojený s hustotou ionizácie a určuje schopnosť žiarenia prenikať do vrstiev látky, ktorá ho pohlcuje. RBE predstavuje pomer dávky štandardného žiarenia (izotop 60Co alebo 220 kV röntgenové žiarenie) k dávke skúmaného žiarenia, ktorý dáva rovnaký biologický účinok. Pretože na porovnanie je možné vybrať veľa biologických účinkov, existuje niekoľko hodnôt RBE pre testované žiarenie. Ak sa kataraktogénny efekt berie ako indikátor postradiačného efektu, hodnota RBE pre štiepne neutróny leží v rozmedzí 5-10 v závislosti od typu ožiarených živočíchov, pričom podľa dôležitého kritéria - vzniku akútneho žiarenia choroba - RBE štiepnych neutrónov je približne 1. Ďalší významný fyzikálny faktor je dávka ionizujúceho žiarenia, ktorá v Medzinárodný systém jednotky (SI) sú vyjadrené v šedej (Gy). 1 Gy = 100 rad, 1 rad = 0,975 R. Vývoj syndrómov radiačného poškodenia a očakávaná dĺžka života po ožiarení závisí od veľkosti absorbovanej dávky. Pri analýze vzťahu medzi dávkou prijatou cicavcom a špecifickým biologickým účinkom sa berie do úvahy pravdepodobnosť jeho výskytu. Ak sa účinok objaví ako odpoveď na ožiarenie bez ohľadu na absorbovanú dávku, je klasifikovaný ako stochastický. Napríklad dedičné účinky žiarenia sa považujú za stochastické. Naopak, nestochastické účinky sa pozorujú pri dosiahnutí určitej prahovej dávky žiarenia. Ako príklad môžeme uviesť opacity šošovky, neplodnosť atď. V Odporúčaniach Medzinárodnej komisie pre rádiologickú ochranu (č. 26, 1977) sú stochastické a nestochastické účinky definované takto: „Stochastické sú tie, ktoré nie sú prahové účinky, pri ktorých sa pravdepodobnosť ich výskytu (a nie až tak ich závažnosť) berie do úvahy ako funkcia dávky. Nestochastické účinky sú tie, pri ktorých sa závažnosť zranenia mení s dávkou, a preto môže existovať prah pre výskyt." Chemické rádioprotektívne látky v závislosti od ich účinnosti znižujú biologický dopad žiarenia prinajlepšom 3-krát. Nedokážu zabrániť výskytu stochastických efektov. Medzi významné chemické faktory, ktoré modifikujú účinok ionizujúceho žiarenia, patrí koncentrácia kyslíka v tkanivách tela u cicavcov. Jeho prítomnosť v tkanivách, najmä pri gama alebo röntgenovom ožiarení, zosilňuje biologické účinky žiarenia. Mechanizmus účinku kyslíka sa vysvetľuje zvýšením hlavne nepriameho účinku žiarenia. Prítomnosť kyslíka v ožiarenom tkanive na konci expozície dáva opačný efekt. Na charakterizáciu expozície je spolu s celkovou dávkou dôležitá aj dĺžka expozície. Dávka ionizujúceho žiarenia bez ohľadu na čas jeho pôsobenia vyvoláva v ožiarenom organizme rovnaký počet ionizácií. Rozdiel však spočíva v rozsahu opravy radiačného poškodenia. V dôsledku toho sa pri nižšom výkone ožiarenia pozoruje menšie biologické poškodenie. Absorbovaný dávkový príkon sa vyjadruje v sivej farbe za jednotku času, napríklad Gy/min, mGy/h atď. Zmena rádiosenzitivity telesných tkanív má veľký praktický význam. Táto kniha je venovaná rádioprotektorom, ako aj látkam, ktoré znižujú rádiosenzitivitu organizmu, to však neznamená, že podceňujeme výskum rádiosenzibilizátorov; ich štúdium sa uskutočňuje predovšetkým v záujme rádioterapie. KLASIFIKÁCIA A CHARAKTERISTIKA RÁDIOOCHRANNÝCH LÁTOK Rádioprotektívny účinok bol zistený u množstva látok rôznych chemických štruktúr. Pretože tieto rozdielne zlúčeniny majú veľmi odlišné, niekedy protichodné vlastnosti, je ťažké ich oddeliť podľa farmakologické pôsobenie. Na prejavenie rádioprotektívneho účinku v tele cicavca vo väčšine prípadov postačuje jedno podanie rádioprotektorov. Sú však aj látky, ktoré rádiorezistenciu zvyšujú až po opakovanom podaní. Rádioprotektory sa tiež líšia v účinnosti ochrany, ktorú vytvárajú. Existuje teda veľa kritérií, podľa ktorých ich možno klasifikovať. Z praktického hľadiska je vhodné rozdeliť rádioprotektory podľa doby ich pôsobenia, pričom sa oddelia krátkodobo a dlhodobo pôsobiace látky. 1. Rádioprotektory alebo kombinácia rádioprotektorov s krátkodobým účinkom (do niekoľkých minút alebo hodín) sú určené na jednorazovú ochranu pred akútnym vonkajším žiarením. Takéto látky alebo ich kombinácie sa môžu podávať tým istým jednotlivcom opakovane. Ako prostriedok osobnú ochranu tieto látky môžu nájsť využitie pred zamýšľaným výbuchom jadrovej zbrane, vstupom do oblasti rádioaktívnej kontaminácie alebo pred každou rádioterapeutickou lokálnou expozíciou. Vo vesmíre môžu byť použité na ochranu astronautov pred žiarením spôsobeným slnečnými erupciami. 2. Dlhodobé rádioprotektívne látky sú určené na zvýšenie rádiorezistencie organizmu na dlhší čas. Na dosiahnutie ochranného účinku je zvyčajne potrebné predĺžiť interval po podaní takýchto látok približne na 24 hodín znovuzavedenie. Praktické využitie tieto chrániče sú možné medzi profesionálmi pracujúcimi s ionizujúcim žiarením, medzi astronautmi pri dlhodobých kozmických letoch, ako aj pri dlhodobej rádioterapii Od r ochranné pôsobenie najčastejšie označujú látky chemickej povahy, hovoria o chemickej rádioprotekcii. Na druhej strane po podávaní látok prevažne biologického pôvodu dochádza k dlhodobému ochrannému účinku; toto sa označuje ako biologická rádioprotekcia. Požiadavky na rádioprotektory závisia od miesta aplikácie liekov; V nemocničnom prostredí nie je spôsob podávania zvlášť dôležitý. Vo väčšine prípadov musia požiadavky spĺňať ciele používania rádioprotektorov ako osobných ochranných prostriedkov. Podľa Saksonova a kol. (1976) tieto požiadavky musia byť minimálne nasledovné: - liek musí byť dostatočne účinný a nesmie spôsobovať výrazné nežiaduce reakcie; - konať rýchlo (v priebehu prvých 30 minút) a relatívne dlho (najmenej 2 hodiny); - musí byť netoxický s terapeutickým koeficientom najmenej 3; - by nemali poskytovať ani krátkodobé negatívny vplyv na schopnosť osoby pracovať alebo oslabiť zručnosti, ktoré nadobudol; - majú vhodnú dávkovaciu formu: na perorálne podanie alebo injekciu pomocou injekčnej striekačky s objemom nie väčším ako 2 ml; - nemali by mať škodlivé účinky na telo pri opakovaných dávkach alebo mať kumulatívne vlastnosti; - nesmie znižovať odolnosť tela voči ostatným nepriaznivé faktory vonkajšie prostredie; - liek musí byť skladovateľný a musí si zachovať svoje ochranné a farmakologické vlastnosti najmenej 3 roky. Menej prísne požiadavky platia pre rádioprotektory určené na použitie v rádioterapii. Sú však komplikovanejšie, dôležitá podmienka- potreba diferencovaného ochranného pôsobenia. Malo by byť poskytnuté vysoký stupeň ochrana zdravých tkanív a minimálnych nádorových tkanív. Toto rozlíšenie umožňuje zosilniť účinok lokálne aplikovanej terapeutickej dávky žiarenia na miesto nádoru bez vážneho poškodenia okolitého zdravého tkaniva.

Esej

Predmet:

Plán:

Úvod

1 Priame a nepriame účinky ionizujúceho žiarenia

2 Vplyv ionizujúceho žiarenia na jednotlivé orgány a organizmus ako celok

3 mutácie

4 Vplyv veľkých dávok ionizujúceho žiarenia na biologické objekty

5. Dva druhy ožarovania tela: vonkajšie a vnútorné

Záver

Literatúra

BIOLOGICKÉ ÚČINKY ŽIARENIA

Faktor žiarenia je na našej planéte prítomný už od jej vzniku a ako ukázali ďalšie výskumy, ionizujúce žiarenie spolu s ďalšími javmi fyzikálnej, chemickej a biologickej povahy sprevádzalo vývoj života na Zemi. Fyzikálne účinky žiarenia sa však začali skúmať až koncom 19. storočia a jeho biologické účinky na živé organizmy - v polovici 20. storočia. Ionizačné žiarenie označuje tie fyzikálne javy, ktoré nie sú vnímané našimi zmyslami; stovky špecialistov pracujúcich so žiarením dostali radiačné popáleniny z vysokých dávok žiarenia a zomreli na zhubné nádory spôsobené nadmernou expozíciou.

Svetová veda však dnes vie viac o biologických účinkoch žiarenia ako o pôsobení akýchkoľvek iných faktorov fyzikálnej a biologickej povahy v prostredí.

Pri štúdiu účinku žiarenia na živý organizmus boli identifikované tieto vlastnosti:

· Vplyv ionizujúceho žiarenia na organizmus človek nepostrehne. Ľudia nemajú zmyslový orgán, ktorý by vnímal ionizujúce žiarenie. Nastáva takzvané obdobie pomyselnej pohody – inkubačná doba prejavu účinkov ionizujúceho žiarenia. Jeho trvanie sa znižuje ožarovaním vo veľkých dávkach.

· Účinky malých dávok môžu byť aditívne alebo kumulatívne.

· Žiarenie ovplyvňuje nielen daný živý organizmus, ale aj jeho potomstvo – ide o takzvaný genetický efekt.

· Rôzne orgányŽivé organizmy majú vlastnú citlivosť na žiarenie. Pri dennej expozícii dávke 0,002-0,005 Gy už dochádza k zmenám v krvi.

· Nie každý organizmus vníma žiarenie rovnako.

· Expozícia závisí od frekvencie. Jednorazová expozícia veľkej dávke spôsobuje hlbšie účinky ako frakcionovaná expozícia.

1. PRIAMY A NEPRIAME ÚČINKY IONIZUJÚCEHO ŽIARENIA

Rádiové vlny, svetelné vlny, tepelná energia zo slnka sú všetky druhy žiarenia. Žiarenie však bude ionizujúce, ak je schopné zlomiť sa chemické väzby molekuly, ktoré tvoria tkanivá živého organizmu, a v dôsledku toho spôsobujú biologické zmeny. Účinok ionizujúceho žiarenia nastáva na atómovej alebo molekulárnej úrovni bez ohľadu na to, či sme vystavení vonkajšiemu žiareniu alebo prijímame rádioaktívne látky v potrave a vode, čo narúša rovnováhu biologických procesov v organizme a vedie k nepriaznivým následkom. Biologické účinky žiarenia na ľudský organizmus sú spôsobené interakciou energie žiarenia s biologickým tkanivom Energia priamo prenášaná na atómy a molekuly biologických tkanív sa nazýva priamy účinok žiarenia. Niektoré bunky budú značne poškodené v dôsledku nerovnomerného rozloženia energie žiarenia.

Jedným z priamych efektov je karcinogenéza alebo rozvoj onkologické ochorenia. Rakovinový nádor vzniká, keď sa somatická bunka vymkne kontrole tela a začne sa aktívne deliť. Hlavnou príčinou toho je porucha v genetickom mechanizme tzv mutácie. Keď sa rakovinová bunka delí, produkuje iba rakovinové bunky. Jedným z najcitlivejších orgánov na účinky žiarenia je štítna žľaza. Preto je biologické tkanivo tohto orgánu najzraniteľnejšie voči vzniku rakoviny. Krv nie je menej náchylná na účinky žiarenia. Leukémia alebo rakovina krvi je jedným z bežných účinkov priameho vystavenia žiareniu. Nabité častice prenikajú do telesných tkanív, strácajú svoju energiu v dôsledku elektrických interakcií s elektrónmi atómov Elektrická interakcia sprevádza proces ionizácie (odstránenie elektrónu z neutrálneho atómu)

Fyzikálno-chemické zmeny sprevádzajú výskyt mimoriadne nebezpečných „voľných radikálov“ v tele.

Okrem priameho ionizujúceho žiarenia existuje aj nepriamy alebo nepriamy účinok spojený s rádiolýzou vody. Počas rádiolýzy, voľné radikály - určité atómy alebo skupiny atómov, ktoré majú vysokú chemickú aktivitu. Hlavnou charakteristikou voľných radikálov je nadbytok alebo nespárované elektróny. Takéto elektróny sú ľahko vytesnené zo svojich obežných dráh a môžu sa aktívne podieľať na chemickej reakcii. Dôležité je, že veľmi malé vonkajšie zmeny môžu viesť k významným zmenám v biochemických vlastnostiach buniek. Napríklad, ak obyčajná molekula kyslíka zachytí voľný elektrón, zmení sa na vysoko aktívny voľný radikál - superoxid Okrem toho existujú aj aktívne zlúčeniny, ako je peroxid vodíka, hydroxy a atómový kyslík. Väčšina voľných radikálov je neutrálna, ale niektoré môžu mať kladný alebo záporný náboj.

Ak je počet voľných radikálov malý, potom má telo schopnosť ich kontrolovať. Ak je ich príliš veľa, dochádza k narušeniu fungovania ochranných systémov a životnej činnosti jednotlivých funkcií tela. Poškodenie spôsobené voľnými radikálmi sa rýchlo zvyšuje v reťazovej reakcii. Keď sa dostanú do buniek, narušia rovnováhu vápnika a kódovanie genetickej informácie. Takéto javy môžu viesť k narušeniu syntézy bielkovín, čo je životne dôležitá funkcia celého tela, pretože defektné bielkoviny narúšajú fungovanie imunitného systému. Hlavné filtre imunitného systému – lymfatické uzliny – pracujú v preťaženom režime a nestihnú ich oddeliť. Oslabujú sa tak ochranné bariéry a v organizme sa vytvárajú priaznivé podmienky pre množenie mikrobiálnych vírusov a rakovinových buniek.

Voľné radikály, ktoré spôsobujú chemické reakcie, zahŕňajú mnohé molekuly, ktoré nie sú ovplyvnené žiarením. Preto je účinok žiarenia určený nielen množstvom absorbovanej energie, ale aj formou, v ktorej sa táto energia prenáša. Žiadny iný druh energie absorbovanej biologickým objektom v rovnakom množstve nevedie k takým zmenám, aké spôsobuje ionizujúce žiarenie. Podstata tohto javu je však taká, že všetky procesy, vrátane biologických, sú vyvážené. Chemické zmeny vznikajú v dôsledku interakcie voľných radikálov navzájom alebo so „zdravými“ molekulami Biochemické zmeny vyskytovať sa ako V okamihu ožiarenia a počas mnohých rokov, čo vedie k bunkovej smrti.

Naše telo, na rozdiel od vyššie opísaných procesov, produkuje špeciálne látky, ktoré sú akýmsi „čistiacim prostriedkom“.

Tieto látky (enzýmy) v tele sú schopné zachytávať voľné elektróny bez toho, aby sa zmenili na voľné radikály. Za normálnych podmienok si telo udržiava rovnováhu medzi tvorbou voľných radikálov a enzýmov. Ionizujúce žiarenie narúša túto rovnováhu, stimuluje rast voľných radikálov a vedie k negatívnym dôsledkom. Vstrebávanie voľných radikálov môžete aktivovať zaradením antioxidantov a vitamínov do stravy A, E, C alebo prípravky obsahujúce selén. Tieto látky neutralizujú voľné radikály tým, že ich absorbujú vo veľkých množstvách.

2. VPLYV IONIZUJÚCEHO ŽIARENIA NA JEDNOTLIVÉ ORGÁNY A ORGANIZMUS AKO CELOK

V štruktúre tela možno rozlíšiť dve triedy systémov: riadiace (nervový, endokrinný, imunitný) a život podporujúce (respiračný, kardiovaskulárny, tráviaci). Všetky základné metabolické procesy a katalytické (enzymatické) reakcie prebiehajú na bunkovej a molekulárnej úrovni. Úrovne organizácie tela fungujú v úzkej interakcii a vzájomnom ovplyvňovaní zo strany riadiacich systémov. Väčšina prírodných faktorov pôsobí najskôr na vyšších úrovniach, potom prostredníctvom určitých orgánov a tkanív – na bunkovej a molekulárnej úrovni. Potom začína fáza odozvy sprevádzaná úpravami na všetkých úrovniach.

Interakcia žiarenia s telom začína na molekulárnej úrovni. Priama expozícia ionizujúcemu žiareniu je preto špecifickejšia. Zvýšenie hladiny oxidačných činidiel je typické aj pre ďalšie účinky. Je známe, že pri mnohých ochoreniach sa vyskytujú rôzne príznaky (horúčka, bolesť hlavy a pod.) a ich príčiny sú rôzne. To sťažuje stanovenie diagnózy. Ak sa teda špecifická choroba nevyskytne v dôsledku škodlivých účinkov žiarenia na telo, je ťažké určiť príčinu vzdialenejších následkov, pretože strácajú svoju špecifickosť.

Rádiosenzitivita rôznych telesných tkanív závisí od biosyntetických procesov a súvisiacej enzymatickej aktivity. Preto majú bunky kostnej drene, lymfatických uzlín a zárodočné bunky najvyššie rádiopoškodenie. Obehový systém a červená kostná dreň sú najzraniteľnejšie voči ožiareniu a strácajú schopnosť normálneho fungovania aj pri dávkach 0,5-1 Gy. Majú však schopnosť obnovy a ak nie sú postihnuté všetky bunky, obehový systém môže obnoviť svoje funkcie. Reprodukčné orgány, ako sú semenníky, sú tiež charakterizované zvýšenou rádiosenzitivitou. Ožarovanie nad 2 Gy má za následok trvalú sterilitu. Až po mnohých rokoch môžu naplno fungovať. Vaječníky sú menej citlivé, aspoň u dospelých žien. Jednorazová dávka viac ako 3 Gy však stále vedie k ich sterilite, hoci veľké dávky s opakovaným ožiarením neovplyvňujú schopnosť rodiť deti.

Očná šošovka je veľmi náchylná na žiarenie. Keď odumrú, bunky šošovky sa stanú nepriehľadnými, rastú, čo vedie k šedému zákalu a potom k úplnej slepote. To sa môže vyskytnúť pri dávkach okolo 2 Gy.

Rádiosenzitivita tela závisí od jeho veku. Malé dávky žiarenia deťom môžu spomaliť alebo zastaviť rast kostí. Čím je dieťa mladšie, tým viac je potláčaný rast kostry. Ožarovanie mozgu dieťaťa môže spôsobiť zmeny v jeho charaktere a viesť k strate pamäti. Kosti a mozog dospelého človeka znesú oveľa väčšie dávky. Väčšina orgánov znesie pomerne veľké dávky. Obličky vydržia dávku asi 20 Gy prijatú za mesiac, pečeň - asi 40 Gy, močový mechúr - 50 Gy a zrelé tkanivo chrupavky - až 70 Gy. Čím je organizmus mladší, tým je citlivejší, inak povedané, na účinky žiarenia.

Druhovo špecifická rádiosenzitivita sa zvyšuje, keď sa organizmus stáva zložitejším. Je to preto, že zložité organizmy majú viac slabých článkov, čo spôsobuje reťazové reakcie prežitia. Napomáhajú tomu aj zložitejšie riadiace systémy (nervový, imunitný), ktoré u primitívnejších jedincov čiastočne alebo úplne chýbajú. Pre mikroorganizmy sú dávky, ktoré spôsobujú 50% úmrtnosť tisíce Gy, pre vtáky - desiatky a pre vysoko organizované cicavce - jednotky (obr. 2.15).

3. MUTÁCIE

Každá bunka tela obsahuje molekulu DNA, ktorá nesie informácie pre správnu reprodukciu nových buniek.

DNA - je to kyselina deoxyribonukleová pozostávajúce z dlhých, zaoblených molekúl vo forme dvojitej špirály. Jeho funkciou je zabezpečiť syntézu väčšiny proteínových molekúl, ktoré tvoria aminokyseliny. Reťazec molekuly DNA pozostáva z jednotlivých úsekov, ktoré sú kódované špeciálnymi proteínmi, tvoriacimi takzvaný ľudský gén.

Žiarenie môže bunku buď zabiť, alebo skresliť informácie v DNA, takže sa časom objavia defektné bunky. Zmena genetického kódu bunky sa nazýva mutácia. Ak dôjde k mutácii vo vajíčku spermie, následky sa môžu prejaviť v ďalekej budúcnosti, pretože Počas oplodnenia sa vytvorí 23 párov chromozómov, z ktorých každý pozostáva z komplexnej látky nazývanej deoxyribonukleová kyselina. Preto sa mutácia, ktorá sa vyskytuje v zárodočnej bunke, nazýva genetická mutácia a môže sa preniesť na ďalšie generácie.

Podľa E. J. Halla možno takéto poruchy klasifikovať do dvoch hlavných typov: chromozomálne aberácie vrátane zmien v počte alebo štruktúre chromozómov a mutácie v samotných génoch. Génové mutácie sa ďalej delia na dominantné (ktoré sa objavia hneď v prvej generácii) a recesívne (ktoré sa môžu objaviť, ak majú obaja rodičia rovnaký mutantný gén). Takéto mutácie sa nemusia objaviť po mnoho generácií alebo sa nemusia vôbec odhaliť. Mutácia v vlastnej bunke ovplyvní iba samotného jednotlivca. Mutácie spôsobené žiarením sa nelíšia od prirodzených, ale rozsah škodlivých účinkov sa zvyšuje.

Opísaná úvaha je založená len na laboratórnych štúdiách na zvieratách. Zatiaľ neexistujú žiadne priame dôkazy radiačných mutácií u ľudí, pretože Úplná identifikácia všetkých dedičných chýb sa vyskytuje iba počas mnohých generácií.

Ako však upozorňuje John Goffman, podceňovanie úlohy chromozomálnych abnormalít na základe výroku „nepoznáme ich význam“ je klasickým príkladom rozhodnutí z nevedomosti. Prípustné dávky žiarenia boli stanovené dávno pred príchodom metód, ktoré umožnili zistiť smutné následky, ku ktorým by mohli viesť nič netušiaci ľudia a ich potomkovia.

4. VPLYV VEĽKÝCH DÁVOK IONIZUJÚCEHO ŽIARENIA NA BIOLOGICKÉ OBJEKTY

Živý organizmus je veľmi citlivý na účinky ionizujúceho žiarenia. Čím vyššie je živý organizmus na evolučnom rebríčku, tým je rádiocitlivejší. Rádiosenzitivita je mnohostranná vlastnosť. „Prežitie“ bunky po ožiarení závisí súčasne od viacerých dôvodov: od objemu genetického materiálu, od aktivity systémov zásobujúcich energiu, od pomeru enzýmov, od intenzity tvorby voľných radikálov. N A ON.

Pri ožarovaní zložitých biologických organizmov by sa mali brať do úvahy procesy prebiehajúce na úrovni prepojenia orgánov a tkanív. Rádiosenzitivita sa medzi rôznymi organizmami značne líši (obr. 2.16).

Ľudské telo ako dokonalý prírodný systém je ešte citlivejšie na žiarenie. Ak osoba utrpela všeobecné ožiarenie s dávkou 100-200 radov, po niekoľkých dňoch sa u neho objavia príznaky miernej choroby z ožiarenia. Jeho znakom môže byť zníženie počtu bielych krviniek, ktoré sa zisťuje krvným testom. Subjektívnym ukazovateľom pre človeka je možné zvracanie v prvý deň po ožiarení.

Priemerná závažnosť choroby z ožiarenia sa pozoruje u osôb vystavených žiareniu 250-400 rad. Obsah leukocytov (bielych krviniek) v krvi prudko klesá, objavuje sa nevoľnosť a zvracanie, objavujú sa podkožné krvácania. Smrteľný výsledok sa pozoruje u 20% ožiarených ľudí 2-6 týždňov po ožiarení.

Pri vystavení dávke 400-600 rad sa vyvinie ťažká forma choroby z ožiarenia. Objavuje sa početné subkutánne krvácanie, počet leukocytov v krvi výrazne klesá. Smrteľný výsledok ochorenia je 50%.

Veľmi ťažká forma choroby z ožiarenia nastáva pri vystavení dávkam nad 600 rad. Leukocyty v krvi úplne zmiznú. Smrť nastáva v 100% prípadov.

Vyššie opísané následky ožiarenia sú typické pre prípady, keď nie je dostupná lekárska starostlivosť.

Na liečbu ožiareného tela súčasná medicína vo veľkej miere využíva metódy ako náhrada krvi, transplantácia kostnej drene, podávanie antibiotík a ďalšie metódy intenzívnej terapie. Touto liečbou je možné vylúčiť smrť aj pri ožiarení dávkou až 1000 rad. Energia vyžarovaná rádioaktívnymi látkami je absorbovaná prostredím, vrátane biologických objektov. V dôsledku vplyvu ionizujúceho žiarenia na ľudský organizmus môžu v tkanivách prebiehať zložité fyzikálne, chemické a biochemické procesy.

Ionizujúce účinky predovšetkým narúšajú normálny priebeh biochemických procesov a metabolizmu. V závislosti od veľkosti absorbovanej dávky žiarenia a individuálnych charakteristík organizmu môžu byť spôsobené zmeny reverzibilné alebo ireverzibilné. Pri malých dávkach obnovuje postihnuté tkanivo svoju funkčnú aktivitu. Veľké dávky pri dlhšej expozícii môžu spôsobiť nezvratné poškodenie jednotlivých orgánov alebo celého tela. Akýkoľvek druh ionizujúceho žiarenia spôsobuje biologické zmeny v organizme, a to pri vonkajšej (zdroj je mimo tela), ako aj pri vnútornej expozícii (rádioaktívne látky sa do tela dostávajú napr. s jedlom alebo vdýchnutím). Uvažujme o vplyve ionizujúceho žiarenia, keď je zdroj žiarenia mimo tela.

Biologický účinok ionizujúceho žiarenia v tomto prípade závisí od celkovej dávky a času expozície žiareniu, jeho druhu, veľkosti ožarovaného povrchu a individuálnych vlastností organizmu. Pri jednorazovom ožiarení celého ľudského tela je možné biologické poškodenie v závislosti od celkovej absorbovanej dávky žiarenia.

Pri vystavení dávkam 100-1000-krát vyšším, ako je smrteľná dávka, môže osoba počas expozície zomrieť. Navyše absorbovaná dávka žiarenia spôsobujúca poškodenie jednotlivých častí tela prevyšuje smrteľnú absorbovanú dávku žiarenia na celé telo. Smrteľné absorbované dávky pre jednotlivé časti tela sú nasledovné: hlava - 20 Gy, spodná časť brucha - 30 Gy, horná časť brucha - 50 Gy, hrudný kôš- 100 Gy, končatiny - 200 Gy.

Stupeň citlivosti rôznych tkanív na žiarenie sa líši. Ak zoberieme do úvahy orgánové tkanivá v poradí znižovania ich citlivosti na účinky žiarenia, dostaneme nasledujúcu postupnosť: lymfatické tkanivo, lymfatické uzliny, slezina, týmus, kostná dreň, zárodočné bunky. Väčšia citlivosť hematopoetických orgánov na žiarenie je základom určenia povahy choroby z ožiarenia.

Pri jedinom ožiarení celého ľudského tela absorbovanou dávkou 0,5 Gy môže jeden deň po ožiarení prudko klesnúť počet lymfocytov. Dva týždne po ožiarení klesá aj počet erytrocytov (červených krviniek). Zdravý človek má asi 10 4 červených krviniek a denne sa ich vyprodukuje 10. U pacientov s chorobou z ožiarenia je tento pomer narušený a v dôsledku toho telo odumiera.

Dôležitým faktorom pri vystavení organizmu ionizujúcemu žiareniu je expozičný čas. So zvyšujúcim sa dávkovým príkonom sa zvyšuje škodlivý účinok žiarenia. Čím je žiarenie v čase zlomkovejšie, tým menší je jeho škodlivý účinok (obr. 2.17).

Vonkajšie vystavenie časticiam alfa a beta je menej nebezpečné. V tkanive majú krátky dosah a nedostanú sa do krvotvorných a iných vnútorných orgánov. Pri vonkajšom ožiarení je potrebné počítať s gama a neutrónovým ožiarením, ktoré prenikajú tkanivom do veľkej hĺbky a ničia ho, ako je podrobnejšie rozobrané vyššie.

5. DVA TYPY ŽIARENIA TELA: VNÚTORNÉ A VNÚTORNÉ

Ionizujúce žiarenie môže na človeka pôsobiť dvoma spôsobmi. Prvý spôsob je vonkajšia expozícia zo zdroja umiestneného mimo tela, čo závisí najmä od radiačného pozadia oblasti, v ktorej človek žije, alebo od iných vonkajších faktorov. Druhá - vnútorné žiarenie, spôsobené požitím rádioaktívnej látky do organizmu, hlavne potravou.

Potravinárske výrobky, ktoré nespĺňajú radiačné normy majú zvýšený obsah rádionuklidy sú začlenené do potravy a stávajú sa zdrojom žiarenia priamo v tele.

Veľké nebezpečenstvo predstavuje jedlo a vzduch obsahujúci izotopy plutónia a amerícia, ktoré majú vysokú aktivitu alfa. Plutónium, ktoré spadlo v dôsledku černobyľskej katastrofy, je najnebezpečnejším karcinogénom. Alfa žiarenie má vysoký stupeň ionizácie, a preto väčšiu schopnosť poškodzovať biologické tkanivá.

Vstup plutónia, ale aj amerícia cez dýchacie cesty do ľudského tela spôsobuje onkologické ochorenia pľúc. Treba však vziať do úvahy, že pomer celkového množstva plutónia a jeho ekvivalentov amerícia a kúria k celkovému množstvu plutónia vstupujúceho do tela inhaláciou je nevýznamný. Ako Bennett zistil, pri analýze jadrových testov v atmosfére je v Spojených štátoch pomer usadzovania a vdýchnutia 2,4 milióna ku 1, čo znamená, že veľká väčšina rádionuklidov obsahujúcich alfa z testov jadrových zbraní sa dostala do zeme bez toho, aby to ovplyvnilo ľudí. . Častice jadrového paliva, takzvané horúce častice s veľkosťou asi 0,1 mikrónu, boli tiež pozorované na stope Černobyľu. Tieto častice môžu byť tiež vdýchnuté do pľúc a predstavujú vážne nebezpečenstvo.

Vonkajšia a vnútorná expozícia si vyžaduje rôzne opatrenia proti nebezpečným účinkom žiarenia.

Vonkajšie ožiarenie je spôsobené najmä rádionuklidmi obsahujúcimi gama, ako aj röntgenovým žiarením. Jeho schopnosť poškodenia závisí od:

a) energia žiarenia;

b) trvanie vystavenia žiareniu;

c) vzdialenosť od zdroja žiarenia k objektu;

d) ochranné opatrenia.

Medzi dĺžkou trvania ožiarenia a absorbovanou dávkou je lineárny vzťah a vplyv vzdialenosti na výsledok ožiarenia má kvadratickú závislosť.

Na ochranné opatrenia pred vonkajším žiarením sa používajú najmä olovené a betónové ochranné clony pozdĺž dráhy žiarenia. Účinnosť materiálu ako štítu proti prenikaniu röntgenového alebo gama žiarenia závisí od hustoty materiálu, ako aj od koncentrácie elektrónov, ktoré obsahuje.

Kým pred vonkajším žiarením je možné sa chrániť špeciálnymi clonami alebo inými úkonmi, pri vnútornom žiarení to možné nie je.

Existujú tri možné cesty, ktorými sa rádionuklidy môžu dostať do tela:

a) s jedlom;

b) cez dýchacie cesty vzduchom;

c) poškodením kože.

Je potrebné poznamenať, že rádioaktívne prvky plutónium a amerícium vstupujú do tela najmä potravou alebo inhaláciou a veľmi zriedkavo kožnými léziami.

Ako poznamenáva J. Hall, ľudské orgány reagujú na látky vstupujúce do tela výlučne na základe ich chemickej povahy, bez ohľadu na to, či sú rádioaktívne alebo nie. Chemické prvky ako sodík a draslík sa nachádzajú vo všetkých bunkách tela. V dôsledku toho sa ich rádioaktívna forma, zavedená do tela, bude tiež distribuovať po celom tele. Ďalšie chemické prvky majú tendenciu sa hromadiť v jednotlivých orgánoch, ako sa to deje s rádioaktívnym jódom v štítnej žľaze alebo vápnikom v kostnom tkanive.

Prienik rádioaktívnych látok s potravou do organizmu výrazne závisí od ich chemickej interakcie. Zistilo sa, že chlórovaná voda zvyšuje rozpustnosť plutónia a v dôsledku toho aj jeho zabudovanie do vnútorných orgánov.

Po vniknutí rádioaktívnej látky do tela treba vziať do úvahy množstvo energie a typ žiarenia, fyzikálny a biologický polčas rádionuklidu. Biologický polčas je čas potrebný na odstránenie polovice rádioaktívnej látky z tela. Niektoré rádionuklidy sa z tela vylučujú rýchlo, a preto nemajú čas spôsobiť veľké škody, zatiaľ čo iné zostávajú v tele značnú dobu.

Polčas rozpadu rádionuklidov výrazne závisí od fyzického stavu človeka, jeho veku a ďalších faktorov. Kombinácia fyzikálneho polčasu a biologického polčasu sa nazýva efektívny polčas - najdôležitejšie pri určovaní celkového množstva žiarenia. Orgán najviac náchylný na pôsobenie rádioaktívnej látky je tzv kritický. Pre rôzne kritické orgány boli vyvinuté normy, ktoré určujú prípustný obsah každého rádioaktívneho prvku. Na základe týchto údajov boli vytvorené dokumenty upravujúce prípustné koncentrácie rádioaktívnych látok v atmosférickom ovzduší, pitnej vode a potravinách. V Bielorusku sú v súvislosti s haváriou v Černobyle v platnosti Republikánske prípustné hladiny pre obsah rádionuklidov cézia a stroncia v potravinách a pitnej vode (RDU-92). V regióne Gomel boli zavedené prísnejšie normy pre niektoré potravinárske výrobky, napríklad pre deti. Berúc do úvahy všetky vyššie uvedené faktory a normy, zdôrazňujeme, že priemerná ročná efektívna ekvivalentná dávka ľudského žiarenia by nemala presiahnuť 1 mSv za rok.

LITERATÚRA:

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

2. M.M. Tkachenko, „Radiológia (náhradná diagnostika a substitučná liečba)“

3. A.V. SHUMAKOV Krátky sprievodca radiačnou medicínou Lugansk -2006

4. Bekman I.N. Prednášky o nukleárnej medicíne

5. L.D. Lindenbraten, L.B. Naumov Lekárska rádiológia. M. Medicine 1984

6. P.D. Khazov, M.Yu. Petrovej. Základy lekárskej rádiológie. Ryazan, 2005

7. P.D. Chazov. Radiačná diagnostika. Séria prednášok. Ryazan. 2006

Účinok žiarenia na človeka závisí od množstva energie ionizujúceho žiarenia, ktoré je absorbované ľudským tkanivom. Množstvo energie, ktoré sa absorbuje na jednotku hmotnosti tkaniva, sa nazýva absorbovaná dávka. Jednotkou merania absorbovanej dávky je sivá(1 Gy = 1 J/kg). Absorbovaná dávka sa často meria v rád(1 Gy = 100 rad).

O vplyve žiarenia na človeka však nerozhoduje len absorbovaná dávka. Biologické účinky sa líšia podľa druhu rádioaktívne žiarenie. Napríklad žiarenie alfa je 20-krát nebezpečnejšie ako žiarenie gama alebo beta.

Stanovuje sa biologické nebezpečenstvo žiarenia faktor kvality K. Keď sa absorbovaná dávka vynásobí faktorom kvality žiarenia, dostane sa dávka, ktorá určuje nebezpečenstvo žiarenia pre človeka, tzv. ekvivalent.

Ekvivalentná dávka má špeciálnu jednotku merania - sievert(Sv). Na meranie ekvivalentnej dávky sa často používa menšia jednotka - rem(biologický ekvivalent rad), 1 Sv = 100 rem. Hlavné parametre žiarenia sú teda nasledujúce (tabuľka 1).

Tabuľka. 1. Základné parametre žiarenia

Expozícia a ekvivalentná dávka žiarenia

Na kvantifikáciu ionizujúceho účinku röntgenového a gama žiarenia v suchom atmosférickom vzduchu sa používa koncept "expozičná dávka"- pomer celkového náboja iónov rovnakého znamienka vznikajúceho v malom objeme vzduchu k hmotnosti vzduchu v tomto objeme. Jednotka tejto dávky sa berie ako prívesok na kilogram (C/kg). Používa sa aj nesystémová jednotka - röntgen (R).

Množstvo energie žiarenia absorbovaného na jednotku hmotnosti ožiareného telesa (telesných tkanív) je tzv absorbovaná dávka a meria sa v jednotkách SI v sivej (Gy). šedá - dávka žiarenia, pri ktorej sa 1 J energie ionizujúceho žiarenia prenesie na ožiarenú látku s hmotnosťou 1 kg.

Táto dávka nezohľadňuje, aký typ žiarenia zasiahol ľudské telo. Ak vezmeme do úvahy túto skutočnosť, dávka by sa mala vynásobiť koeficientom odrážajúcim schopnosť daného typu žiarenia poškodiť telesné tkanivo. Takto prepočítaná dávka je tzv ekvivalentná dávka: meria sa v sústave SI v jednotkách tzv sieverty(Sv).

Účinná dávka- hodnota používaná ako miera rizika dlhodobých následkov ožiarenia celého ľudského tela a jeho jednotlivých orgánov s prihliadnutím na ich rádiosenzitivitu. Je to súčet súčinov ekvivalentnej dávky v orgáne a zodpovedajúceho váhového faktora pre daný orgán alebo tkanivo. Táto dávka sa tiež meria v sievertoch.

Špeciálna jednotka ekvivalentnej dávky - rem - absorbovaná dávka akéhokoľvek druhu žiarenia, ktorá spôsobí biologický účinok rovnaký ako dávka 1 rad röntgenové žiarenie.som rád - Konkrétna jednotka absorbovanej dávky závisí od vlastností žiarenia a absorbujúceho média.

Nazývajú sa absorbované, ekvivalentné, efektívne a expozičné dávky za jednotku času moc primerané dávky.

Podmienené pripojenie systémových jednotiek:

100 Rad = 100 Rem = 100 R = 13 V = 1 Gy.

Biologický účinok žiarenia závisí od počtu vytvorených iónových párov alebo od súvisiaceho množstva – absorbovanej energie.

Ionizácia živého tkaniva vedie k rozpadu molekulárnych väzieb a zmenám v chemickej štruktúre rôznych zlúčenín. Zmeniť chemické zloženie významný počet molekúl vedie k bunkovej smrti.

Voda sa vplyvom žiarenia v živom tkanive štiepi na atómový vodík. N a hydroxylová skupina ON, ktoré majú vysokú aktivitu, spájajú sa s inými molekulami tkaniva a tvoria nové chemické zlúčeniny, nie je charakteristické pre zdravé tkanivo. V dôsledku toho je narušený normálny priebeh biochemických procesov a metabolizmu.

Vplyvom ionizujúceho žiarenia v tele sú inhibované funkcie krvotvorných orgánov, narušená normálna zrážanlivosť krvi a zvyšuje sa krehkosť cievy, porucha aktivity gastrointestinálny trakt, vyčerpanie organizmu, znížená odolnosť organizmu infekčné choroby, zvýšenie počtu leukocytov (leukocytóza), skoré starnutie atď.

Vplyv ionizujúceho žiarenia na ľudský organizmus

V ľudskom tele spôsobuje žiarenie reťazec vratných a nezvratných zmien. Spúšťacím mechanizmom účinku sú procesy ionizácie a excitácie molekúl a atómov v tkanivách. Významnú úlohu pri tvorbe biologických účinkov zohrávajú voľné radikály H+ a OH-, vznikajúce pri rádiolýze vody (telo obsahuje až 70 % vody). Vďaka vysokej chemickej aktivite vstupujú do chemických reakcií s molekulami bielkovín, enzýmov a iných prvkov biologického tkaniva, pričom do reakcií zapájajú stovky a tisíce molekúl neovplyvnených žiarením, čo vedie k narušeniu biochemických procesov v tele. Pod vplyvom žiarenia sú narušené metabolické procesy, rast tkaniva sa spomaľuje a zastavuje, objavujú sa nové chemické zlúčeniny, ktoré nie sú pre telo charakteristické (toxíny). A to zasa ovplyvňuje životne dôležité procesy jednotlivých orgánov a systémov tela: narúšajú sa funkcie krvotvorných orgánov (červená kostná dreň), zvyšuje sa priepustnosť a krehkosť ciev, je narušený gastrointestinálny trakt, dochádza k narušeniu funkcie tela. klesá odolnosť (oslabuje sa imunitný systém človeka), vyčerpávanie, degenerácia normálnych buniek na zhubné (rakovinové) atď.

Ionizujúce žiarenie spôsobuje zlomenie chromozómov, po ktorom sa zlomené konce spájajú do nových kombinácií. To vedie k zmenám v ľudskom genetickom aparáte. Pretrvávajúce zmeny v chromozómoch vedú k mutáciám, ktoré negatívne ovplyvňujú potomstvo.

Uvedené účinky sa vyvíjajú v rôznych časových obdobiach: od sekúnd po mnoho hodín, dní, rokov. Závisí to od prijatej dávky a času, počas ktorého bola podaná.

Akútne poškodenie ožiarením (akútne choroba z ožiarenia) nastáva, keď osoba dostane významnú dávku v priebehu niekoľkých hodín alebo dokonca minút. Je zvykom rozlišovať niekoľko stupňov akútneho radiačného poškodenia (tab. 2).

Tabuľka 2. Následky akútneho radiačného poškodenia

Tieto gradácie sú veľmi približné, pretože závisia od individuálnych charakteristík každého organizmu. Napríklad prípady úmrtia boli pozorované pri dávkach nižších ako 600 rem, ale v iných prípadoch bolo možné zachrániť ľudí pri dávkach vyšších ako 600 rem.

Akútna choroba z ožiarenia sa môže vyskytnúť u pracovníkov alebo verejnosti pri nehodách v zariadeniach jadrového palivového cyklu, iných zariadeniach využívajúcich ionizujúce žiarenie, ako aj pri atómových výbuchoch.

Chronické ožiarenie (chronická choroba z ožiarenia) nastáva, keď je človek dlhodobo vystavený malým dávkam. Pri chronickom vystavení nízkym dávkam, vrátane rádionuklidov, ktoré sa dostali do tela, môžu byť celkové dávky dosť veľké. Škody spôsobené na tele sú aspoň čiastočne obnovené. Preto dávka 50 rem, ktorá vedie k bolestivé pocity, s chronickým ožarovaním trvajúcim viac ako 10 rokov a viac nevedie k viditeľným javom.

Rozsah ožiarenia závisí od toho, či ide o ožiarenie externé alebo interné(ožiarenie pri vstupe rádionuklidu do tela). Vnútorná expozícia je možná vdychovaním vzduchu kontaminovaného rádionuklidmi, požitím kontaminovanej pitnej vody a potravín a prienikom cez kožu. Niektoré rádionuklidy sú intenzívne absorbované a hromadia sa v tele. Napríklad rádioizotopy vápnika, rádia, stroncia sa hromadia v kostiach, rádioizotopy jódu - v štítnej žľaze, rádioizotopy prvkov vzácnych zemín poškodzujú pečeň, rádioizotopy cézia, rubídium inhibujú hematopoetický systém, poškodzujú semenníky a spôsobujú mäkké tkanivových nádorov. Pri vnútornom ožarovaní sú najnebezpečnejšie rádioizotopy vyžarujúce alfa, keďže častica alfa má vďaka svojej veľkej hmotnosti veľmi vysokú ionizačnú schopnosť, aj keď jej penetračná schopnosť nie je veľká. Takéto rádioizotopy zahŕňajú izotopy plutónia, polónia, rádia a radónu.

Štandardizácia ionizujúceho žiarenia

Hygienická štandardizácia ionizujúceho žiarenia uskutočnené podľa SP 2.6.1-758-99. Normy radiačnej bezpečnosti (NRB-99). Limity dávok pre ekvivalentnú dávku sú stanovené pre tieto kategórie osôb:

• personál - osoby pracujúce so zdrojmi žiarenia (skupina A) alebo osoby, ktoré sa v dôsledku pracovných podmienok nachádzajú v oblasti ich vplyvu (skupina B);
• celé obyvateľstvo vrátane personálu mimo rámca a podmienok svojej výrobnej činnosti.

V tabuľke 3. Sú uvedené hlavné limity dávok žiarenia. Hlavné limity dávok pre ožiarenie personálu a verejnosti uvedené v tabuľke nezahŕňajú dávky z prírodných a medicínskych zdrojov ionizujúceho žiarenia, ako aj dávky prijaté v dôsledku radiačných havárií. NRB-99 stanovuje osobitné obmedzenia pre tieto typy expozícií.

Tabuľka 3. Hlavné limity dávok žiarenia (výťah z NRB-99)

* Dávky žiarenia, rovnako ako všetky ostatné prípustné odvodené úrovne pre personál skupiny B, by nemali prekročiť 1/4 hodnôt pre personál skupiny A štandardné hodnoty pre kategóriu personálu sú uvedené len pre skupinu A.

** Vzťahuje sa na priemernú hodnotu v krycej vrstve s hrúbkou 5 mg/cm2. Na dlaniach je hrúbka poťahovej vrstvy 40 mg/cm2.

Okrem limitov dávok žiarenia NRB-99 stanovuje prípustné úrovne dávkového príkonu pre vonkajšie ožiarenie, limity pre ročný príjem rádionuklidov, prípustné úrovne kontaminácie pracovných plôch a pod., ktoré sú odvodené od hlavných dávkových limitov. Číselné hodnoty prípustnej úrovne znečistenia pracovných plôch sú uvedené v tabuľke. 4.

Tabuľka 4. Prípustné úrovne všeobecnej rádioaktívnej kontaminácie pracovných plôch, častice/(cm 2 . min) (extrakt z NRB-99)

Ďalšie obmedzenia sú stanovené pre množstvo kategórií personálu. Napríklad u žien do 45 rokov by ekvivalentná dávka do podbruška nemala presiahnuť 1 mSv za mesiac.

Keď sa zistí, že zamestnankyne sú tehotné, zamestnávatelia sú povinní ich preradiť na inú prácu, ktorá nezahŕňa ožarovanie.

Pre žiakov mladších ako 21 rokov pri výcviku so zdrojmi ionizujúceho žiarenia sú akceptované dávkové limity stanovené pre verejnosť.

Biologickým účinkom žiarenia na človeka je ionizácia tkanivových buniek jeho tela a výskyt choroby z ožiarenia. Priebeh ochorenia bude závisieť od mnohých faktorov: postihnutej oblasti, dávky ionizujúceho žiarenia a času, počas ktorého bola táto dávka prijatá.

Ionizujúce žiarenie

Keď častice vysokoenergetický, alebo fotóny, prechádzajú hmotou, tvoria na svojej dráhe páry nabitých častíc, ktoré sa nazývajú ióny. Preto je ionizujúce žiarenie považované za nebezpečné. Biologický účinok žiarenia ovplyvňuje živú hmotu vo väčšej miere. Živé tkanivo- sú to bunky, ktoré sa neustále obnovujú, ide o dynamický proces. A pre neho sa ionizujúce žiarenie ukazuje ako dvojnásobne bolestivé.

Radiačné poškodenie je čiastočne spojené s mechanickým poškodením molekulárnych štruktúr, ako sú chromozómy. Čiastočne - s chemickými procesmi, ktoré sa vyskytujú s uvoľnenými radikálmi. Keďže človek je zo 75% voda, prvý žiarenia Práve bunky absorbujú vodu, pričom vznikajú typy OH, HO2, H. Následne dochádza k reťazovým reakciám oxidácie proteínových molekúl týmito radikálmi. Ďalej sa v biologických vzorcoch bunkového života objavujú funkčné zmeny.

V bunkách sa vyskytujú tieto zmeny:

• je poškodený mechanizmus delenia a chromozomálny aparát poškodenej bunky;
• proces obnovy a diferenciácie buniek je zablokovaný;
• proces proliferácie a regenerácie tkaniva je zablokovaný.

Predovšetkým biologický účinok žiarenia ovplyvňuje neustále obnovované bunky kostnej drene, sleziny, pohlavných žliaz atď.

Akútna choroba z ožiarenia

Veľmi vysoká dávka ionizujúceho žiarenia (viac ako 600 rad) vedie k rýchlej smrti človeka (ak sa nevykoná žiadna liečba). Pri dávke 400-600 rad zomrie asi 50% ľudí. Začína sa akútna choroba z ožiarenia, pri ktorej sa zničí hematopoetický systém a odumiera a prestáva fungovať ochranný systém telo.

Prvý týždeň akútnej choroby z ožiarenia je asymptomatický – ide o takzvané latentné obdobie ochorenia. Vtedy začne zlyhávať imunitný systém, začnú sa zhoršovať všetky chronické ochorenia a objavujú sa nové infekcie. Okolo štvrtého týždňa sa rozvinie anémia, krv sa prestane zrážať a zvyšuje sa riziko krvácania.

Súčasná úroveň medicíny nám umožňuje zachrániť ľudí, ktorí dostali dávku až 1000 radov. Predtým sa biologické účinky žiarenia v takom množstve nedali liečiť. Choroba z ožiarenia je extrémnym stupňom poškodenia. Menšie dávky môžu spôsobiť leukémiu a rôzne zhubné nádory.

Zdroje žiarenia a druhy ožiarenia

Osoba môže dostať nebezpečnú dávku žiarenia z prechádzajúceho oblaku žiarenia alebo z kontaminovaného povrchu budov, stavieb alebo zeme. Toto sa nazýva vonkajšia expozícia. Vnútorná expozícia nastáva, keď osoba vdýchne kontaminované aerosóly (nebezpečenstvo vdýchnutia) alebo konzumuje kontaminované potraviny a vodu. Rádioaktívne látky Môže sa dostať na pokožku a odev. Tento typ ožarovania sa nazýva kontaktné ožarovanie.

Biologické účinky žiarenia môžu spôsobiť nasledujúce účinky:

• Somaticko-stochastické. Je ťažké ich odhaliť a po celé desaťročia sa nemusia nijako objaviť.
• Somatické. Postihujú len ožiarenú osobu a netýkajú sa potomkov.
• Genetické. Sexuálna dysfunkcia bunkových štruktúr ožiarených ľudí, čo ovplyvní potomstvo, ktoré sa objaví s vrodenými deformáciami a mutáciami.

Stupeň žiarenia závisí nielen od dávky, ale aj od času vystavenia 300 radov prijatých počas niekoľkých mesiacov nevedie k ochoreniu, ale môže viesť k ťažké následky. Akútna choroba z ožiarenia sa môže vyvinúť pri jednej dávke 100 rad.