Биологическое действие ионизирующих излучений

Механизм действия ИИ на биологические объекты

Биологический эффект ионизирующих излучений тем больше, чем больше произошло актов ионизации в живом веществе. Другими словами, биологическое действие излучения зависит от числа образованных пар ионов или соответственно, величины поглощенной энергии.

Ионизации живой ткани приводит к разрыву молекулярных связей и изменению химической структуры различных соединений. Такие изменения на молекулярном уровне приводят в конечном итоге к гибели клеток.

Так, под влиянием излучений в живой ткани происходит расщепление воды на атомарный водород Н+ и гидроксильную группу ОН-, которые, обладая высокой химической активностью, вступают в соединения с другими молекулами ткани и образуют новые химические соединения, не свойственные здоровой ткани. Таким образом, в результате прошедших изменений нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ нарушается.

Нарушение процессов жизнедеятельности организма выражается в таких расстройствах как, торможение функций кроветворных органов, нарушение нормальной свертываемости крови и повышение хрупкости кровеносных сосудов, расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта, снижение сопротивляемости инфекциям, истощение организма и др.

Говоря о биологическом действии ионизирующих излучений, следует различать внешнее и внутренне облучение.

Внешнее облучение– когда источник радиации расположен вне организма и исключена вероятность попадания радиоактивных веществ внутрь организма. Внешнее облучение возможно при работе на рентгеновских аппаратах и ускорителях или же при работе с радиоактивными веществами, находящимися в герметичных ампулах. Наиболее опасными при внешнем облучении являются бета-излучение, нейтронное излучение, гамма- и ренгеновское излучения. Биологический эффект зависит от дозы облучения, вида излучения, времени воздействия, размеров облучаемой поверхности, ее локализации на теле, индивидуальной чувствительности организма. Так, - и -частицы, обладая незначительной проникающей способностью, вызывают при внешнем облучении только кожные поражения. Жесткие рентгеновские и -лучи, обладающие высокой проникающей способностью, могут привести к летальному исходу, не вызвав изменений кожных покровов.

Внутреннее облучение – происходит при попадании радиоактивного вещества внутрь организма при вдыхании воздуха, загрязненного радиоактивными элементами, через пищеварительный тракт, и, в редких случаях, через кожу. При попадании радиоактивного вещества внутрь организма человек подвергается непрерывному облучению до тех пор, пока радиоактивное вещество не распадается или не выведется из организма. Этот вид облучения может вызывать поражения различных внутренних органов.

Воздействие радиации на организм человека

Все многообразие отрицательных врздействий радиации на человеческий организм можно свести к так называемым пороговым (детерминированным) и беспороговым (стохастическим)эффектам.

Пороговыеэффекты облучения – это биологические эффекты излучения, в отношении которых предполагается существование порога, выше которого тяжесть эффекта зависит от дозы. Пороговые эффекты возникают при облучении в течении всей жизни в дозах, превышающих 0,1 Зв, или 100 мЗв в год.

Рассмотрим пороговые эффекты облучения – радиационные поражения. Радиационные поражения могут быть острыми и хроническими.

Острые поражения (острая лучевая болезнь ОЛБ) наступают при облучении большими дозами в течение короткого промежутка времени.

· 1 стадия – первичная реакция: повышение температуры, учащение пульса, тошнота, головокружение, вялость;

· 2 стадия – период видимого благополучия (скрытый период);

· 3 стадия – разгар болезни (тошнота, кровоизлияния и т.п.);

· 4 стадия – либо выздоровление, либо летальный исход.

0,8 – 1,2 Зв (80 – 120 Р) – начальные признаки лучевой болезни (человек справляется сам). 2,7 – 3 Зв (270-300 Р) – тяжелые проявления ОЛБ (в 50% – летальный исход). 5,5 – 7 Зв – без лечения 100% летальный исход.

Хронические лучевые поражения бывают общие и местные. Они развиваются в скрытой форме в результате систематического облучения дозами больше предельно допустимой, поступающими как при внешнем облучении, так и при попадании радиоактивных веществ внутрь организма.

Беспороговыеэффекты облучения – это вредные биологические эффекты излучения, не имеющие дозового порога. Вероятность возникновения этих эффектов пропорциональна дозе, а тяжесть их проявления не зависит от дозы. В связи с этим существует понятие радиационного риска, который определяется как вероятность того, что у человека в результате облучения возникнет какой-либо конкретный вредный эффект. К беспороговым эффектам относятся онкологические заболевания (лейкозы, рак), наследственные болезни, мутации.