Глава 5. вредното въздействие на йонизиращите лъчения
§ 41. Обща характеристика на вредните ефекти на йонизиращи лъчения
Йонизиращо лъчение действа върху тялото от двете външни и вътрешни източници на радиация. В последния случай на радиоактивните вещества навлизат в организма чрез храна, вода, през кожата. Възможни комбинирани въздействия от външно и вътрешно облъчване.
Увреждащото действие на йонизиращо лъчение на различни видове зависи от тяхната пропускливост активност и следователно плътността на йонизация в тъканите. Колкото по-къс от пътя на лъча, толкова по-голяма плътност на йонизация и силна вредния ефект (таблица. 5).
Таблица 5 проникване йонизация плътност и различни видове радиация с енергия на 2 MeV
Забележка. условия за облъчване: рентгенови лъчи, 180 кВ, 10 mA, филтър от 0.5 mm Си и 1 мм + A1; скорост доза 13-60 F / мин.
Обаче, същото количество енергия, погълната често получава различни биологични ефекти в зависимост от вида на йонизиращо лъчение. Ето защо, за сцените много от вредните ефекти на йонизиращите лъчения върху биологични обекти са с коефициент от относителната биологична ефективност - RBE. Както се вижда от таблица. 6, увреждащото действие на алфа-радиация, неутрони и протони 10-20 пъти по-големи от биологичен ефект на рентгенова дифракция, който обикновено се приема като 1.
Необходимо е само да се помни, че тези коефициенти са условни. Резултатът зависи и от избора на индекс, който е взет за сравнение на биологична ефикасност. Например, RBE може да се настрои в процент смъртност, промени в степента на хематогенен от стерилизиращ ефект върху половите жлези и Т. D.
Реакция на йонизиращото лъчение зависи от дозата на облъчване, изразена в рентгена (R) и абсорбираната доза, изразена в рада (RAD) в SI единици (ТК).
Тежестта на радиационно увреждане зависи не само от радиационната доза, но и от продължителността на експозицията (мощност на дозата). Увреждащото действие на йонизиращо лъчение чрез кратко облъчване е по-изразена, отколкото с продължително облъчване при същата доза. Когато фракционна (фракционирано) облъчване намаляване на биологичен ефект: организма може да толерира излагане на високи общи дози.
Индивидуалният отговор и възраст също са важни при определяне на тежестта на радиация щети. В животински намерено големи различия в отделни тестове чувствителност - някои кучета оцелеят след единично излагане при доза от 600 R, други умират след облъчване при доза от 275 R. Young и бременни животни са по-чувствителни на йонизиращо лъчение. По-възрастните животни също са по-малко устойчиви поради отслабването на процеса на тяхното възстановяване.
§ 42. Механизмите на действие на йонизиращо лъчение върху живите организми
Процеси йонизиращо лъчение взаимодейства със субстанция в живите организми води до специфична биологично действие завършва увреждане на организма. По време на това увреждане може да бъде грубо разделени в три етапа: а) първично действието на йонизиращо лъчение; б) ефекта на излъчване на клетките; в) под действието на облъчване на цялото тяло.
Основно действие на това действие е възбуждане и йонизация на молекули, като по този начин причинява свободните радикали (пряко въздействие на радиация) или започва химическа трансформация (радиолизата) вода, където продуктите (ОН радикал, водороден пероксид -. H2-02 и други) влизат в химична реакция с молекули на биологична система.
Процесите на първични йонизация не причиняват големи смущения в живи тъкани. Вредните ефекти на радиация поради очевидно за вторични реакции, които включват скъсване на връзки в рамките на сложни органични молекули, като например SH-групи в протеини, на хромофорни групи азотни бази в ДНК, на ненаситени връзки в липиди и така нататък.
Ефект на йонизиращо лъчение върху клетките, причинени от свободните радикали чрез взаимодействие с молекулите на протеини, нуклеинови киселини и липиди, където всички тези процеси, дължащи образувани органични пероксиди и окислителни реакции възникват bystroprehodyaschie. В резултат пероксидация натрупва множество модифицирани молекули, получени в първоначалния радиация ефект се увеличава. Всичко това се отразява преди всичко в структурата на биологични мембрани, промяна на техните сорбционни свойства и повишена пропускливост (включително мембрани на лизозомите и митохондрии). Промени в мембраните на лизозомите води до освобождаването и активирането на ДНК-аза, рибонуклеаза, катепсини, фосфатази, ензими хидролизиращи мукополизахариди и редица други ензими.
Освободените хидролитични ензими чрез проста дифузия може да достигне до всички клетъчни органели, в които те могат лесно да проникват чрез увеличаване на пропускливостта на мембраната. Под действието на тези ензими, има допълнително разграждане на макромолекулни компоненти на клетката, включително нуклеинови киселини, протеини. Откачването на окислителното фосфорилиране чрез отнемане на няколко ензими от митохондриите на свой ред води до инхибиране на синтеза на АТФ, и от тук до прекъсване и протеин биосинтеза.
По този начин, на основата на увреждането на радиация е нарушение клетка подструктури клетъчни органели и свързани метаболитни промени. Освен това, йонизиращо лъчение причинява образуването в тъканта на целия комплекс токсични продукти, подсилващ ефект на излъчване - така наречените радиотоксини. Сред тях най-висока активност окислителни продукти притежават lipidov- пероксиди, епоксиди, алдехиди и кетони. Формиране веднага след облъчването, липидни радиотоксини стимулират производството на други биологично активни вещества - хинони, холин и хистамин причина разбивка засилено протеин. Да бъдеш въведени необлъчени животни, липидни радиотоксини имат ефект напомня на радиация щети. Йонизиращо лъчение има най-голям ефект върху ядрото на клетката, инхибиране на митотичния дейност.
Йонизираща радиация се отразява клетки по-силно, отколкото те са по-млади и по-малко диференциация. На базата на морфологични символи привързаност органи и тъкани са разпределени по следния низходящ ред: лимфоидни органи (лимфни възли, далак, тимус, лимфоидна тъкан на други органи), костен мозък, тестисите, яйчниците, на лигавицата на стомашно-чревния тракт. Още по-малко засегнатата кожа придатъци, хрущял, кост, съдов ендотелиум. Висока радиорезистентността паренхимни органи разполагат с: черен дроб, надбъбречни жлези, бъбреци, слюнчена жлеза, белите дробове.
Увреждащото действие на йонизиращо лъчение върху клетки в достатъчно високи дози завършва смърт. клетъчна смърт е главно в резултат на подтискане на митотичната активност и необратимо увреждане на хромозома апарат на клетката, но е възможно и интерфазата смърт (извън периода на митоза) на радиотоксини клетъчните и метаболитен интоксикация споменати по-горе. Резултатът е опустошаването на тъканите се дължи на факта, че тя не се компенсира естественото намаляване на клетките се дължи на образуването на нови.
Клетъчната смърт и разруха тъкани играят важна роля в развитието на общите организъм поражения срещу йонизиращо лъчение - лъчева болест.
§ 43. лъчева болест
При локално действие на йонизиращо лъчение, като функция на дозата на облъчване възникнат различни промени, вариращи от явления на преходни смущения в кръвообращението, докато развитието на радиационни изгаряния и некроза.
Мозъчния форма на остра лъчева болест, засягаща предимно кръвотворната система е най-типичната форма на лъчева болест. Той се изолира по време на периоди 4:- първичната реакция (краткосрочно);
- латентен период (периода на твърдяното благосъстоянието);
- височината на заболяването;
- възстановителен период.
Основната реакция обикновено се наблюдава, ако дозата на облъчване надвишава 200 R. възникне веднага след излагане и продължителност от няколко часа до 1-2 дни. По това време, характерно за някои възбуда, главоболие. След това идва диспепсия. В кръвта - краткосрочна левкоцитоза, лимфопения.
В механизма на лъчева болест заедно с директно увреждане на йонизиращо лъчение върху клетки играе водеща роля в този процес е включването на нервни и хормонални механизми за регулиране на функциите на тялото. В началния период на лъчева болест, характеризираща се с свръхвъзбудимост на нервната система, следователно някои лабилност (нестабилност) автономните функции - .. Колебанията на кръвно налягане, сърдечен ритъм и т.н. Активирането на хипофиза-надбъбречна система води до повишена секреция на хормони, надбъбречната кора, която може в тази ситуация има адаптивна стойност.
Латентната период на заболяването се характеризира с подобряване на общото състояние на пациенти до видимата благополучие. Продължителността на латентен период е зависим от дозата на лъчение получени. С относително малки дози (25-100 F) първоначалните белодробни функционални отговори не влизат в подробен клинична картина (т. Е. В третия стадий на заболяването) и болестни ограничени разлагащото явления първоначалните реакции. При облъчване при умерени дози (150-250 F) латентен период трае 2-2,5 седмици. При високи дози (300-500 F) латентност се намалява до 3-10 дни. По това време, да продължат да увеличават промените в системата се заменят krovetvoreniya- левкоцитоза левкопения, лимфопения се увеличава след това се появяват тромбоцитопения и други промени в кръвоносната система. Всичко това е в резултат на преки щети на радиочувствителни органи клетки - костния мозък и лимфна система.
На височината на заболяването състоянието на пациента се влошава отново - отглеждане слабост, повишена телесна температура, има кървене, в резултат на кожата и лигавицата кървенето случи, в тежки случаи, те могат да бъдат в сърцето и в мозъка. Характерно е изчерпване на кръвообразуването, по-тежки случаи, до пълното опустошение на кръвотворната система, в резултат на смъртта на стволови клетки. Броят на белите кръвни клетки и тромбоцитите в периферната кръв пада рязко. Има редица ендокринни заболявания и заболявания на нервната система. Рязко понижен имунитет, в резултат на което лесно се появят инфекциозни заболявания и autoinfection endointoxication.
Продължителността на клинични прояви на няколко дни до 2-3 седмици. В най-тежките случаи, пациентът умира в разгара на болестта.
Възстановителният период се характеризира с постепенно нормализиране на нарушени функции. Тяло температура намалява, спира кървене, възстановяване хемопоетични функция, нормализиране на метаболизма и т. Г.
Благоприятна ситуация заболяване могат да бъдат излекувани напълно. С частично възстановяване на хематопоезата функция на преход на заболяването в хронична форма.
При хората, в случай на смърт облъчване дози superlethal случва на 7-10th ден. За тази форма на лъчева болест се характеризира с интензивно повръщане, тенезъм ежедневна експозиция в бъдеще - кървава диария, треска, сепсис явление, характерно за промените радиационно поражение в кръвта.
За toksemicheskoy форма се характеризира с тежки хемодинамични смущения, пареза на съдове и гниене тъкан, обща интоксикация, олигурия, hyperasotemia. Смъртта настъпва в 4-7-ия ден.
Церебрална форма на остра лъчева болест възниква, когато много големи дози облъчване - над 8000 F. Fatal по този начин може да се случи дори и по време на самата експозиция или на няколко минути (или часа) след експозиция - ". Смърт под лъча" така наречената
Тази форма на радиационно увреждане се характеризира sudorozhnoparaliticheskim синдроми, разстройства на съдовия тонус (ниско кръвно налягане) и терморегулация се появява по време на облъчване или в първите часове след това. Малко по-късно се появи функционални нарушения на храносмилателната и отделителната системи.
Причината за смъртта на мозъчна форма на остра лъчева болест е смъртта на клетките на кората на главния мозък и хипоталамуса неврони. увреждания на нервната система на основната стойност има пряко увреждане на йонизиращо лъчение на тъкан. Очевидно играе важна роля и са се формирали в радиотоксини тъканите.
§ 44. патогенезата на радиация увреждане на тялото
Патогенезата на радиация увреждане на тялото е много сложен процес. Първоначалната лезията е директна връзка на ефекта на излъчване на клетки на радиочувствителни тъкани. Заедно с това първичен процес от самото начало на радиация щетите от промените в тялото настъпи интегриращи системи регулаторна функция, най-вече на нервната, ендокринната по-късно.
В началната фаза на лъчева болест, когато водата се йонизира и макромолекули развълнувани interoreceptors съдове и тъкани в резултат на промени във вътрешната среда. Заболявания на централната нервна система се изразяват в нарушаване на обусловени рефлекси, отслабване на вътрешното инхибиране. В бъдеще се променят функциите на подкоровите центрове, нарушен термо-регулация, регулацията на съдовия тонус, пулс, и др. Функционалните промени в нервната система са открити в ранните етапи на развитието на лъчева болест в облъчване на организма в малки дози, макар и структурни аномалии в нея не изразяват толкова рязко, както например, в костния мозък и чревната стена. Въпреки това, ако се появи облъчване в superlethal дози възникне и структурни нарушения на нервната система.
Под влияние на йонизиращи лъчения по някакъв начин нарушава функциите на жлезите с вътрешна секреция. Най-силно изразени промени са наблюдавани в гонадите, хипофизата, надбъбречните жлези. Тези промени зависят от дозата на лъчение и може да се прояви като увеличена секреция и инхибиране на него. Голямо значение, както изглежда, е нарушение на обичайната последователност в секрецията на различни ендокринни жлези. Нарушаването на хипофизната функция води до разнообразие от вторични реакции, дължащи се на намалено производство на трикомпонентни хормони и хормонални съответната периферна ендокринни жлези. Особено важно за недостатъчност на надбъбречната организъм, значително намалява реактивността и стабилността на всякакви вредни влияния на околната среда, включително причинители на инфекциозни заболявания.
Свързани статии