Источники и природа радиоактивного облучения
Внешние источники излучения – производство, радиоактивная аппаратура, ядерные реакторы, ускорители заряженных частиц, радиоактивные изотопы, добыча и переработка радиоактивных руд, курсы лечения больных, применение ядерного оружия, аварийные выбросы.
Внутренние источники излучения – радиоактивные вещества, поступающие в организм с пищей, водой, через кожные покровы.
По природе все излучения делятся на:
= электромагнитные: рентгеновское излучение и гамма-лучи, которые сопровождают радиоактивный распад.
= корпускулярные: - альфа-лучи (ядра гелия);
- бета-лучи (электроны);
- протоны;
- нейтроны;
- пи-мезоны.
Степень повреждающего воздействия, ОБЭ.
Повреждающее воздействие зависит от проникающей способности частиц. Чем короче путь в тканях, тем больше вызванная ими плотность ионизации и сильнее повреждающее воздействие.
Пример: наибольшая ионизирующая способность у альфа-лучей, длина их пробега в биологических тканях составляет несколько десятков микрометров. Наименьшая – у гамма-лучей, обладающих большей проникающей способностью.
Относительная биологическая эффективность (ОБЭ) – показатель, который используют для количественной оценки биологического эффекта. Критерии: смертность, гематологические и морфологические изменения в органах и тканях, влияние на половые железы и репродуктивную функцию и др.
ОБЭ зависит от: = вида облучения;
= поглощенной дозы (единица измерения – грэй ГР);
= мощности;
= кратности – однократное, дробное, длительное;
= площади облучаемой поверхности (общее, местное);
= индивидуальной реактивности;
= возраста, пола, функциональных особенностей организма.
Первичное действие: свободные радикалы, радиолиз воды, радиотоксины.Повреждающее действие делиться на 3 (три) этапа: 1) первичное действие; 2) воздействие на клетку; 3) воздействие на организм.
1. Первичное действие. Может быть прямое и непрямое.
= прямое – а) возбуждение и ионизация молекул и образование свободных радикалов ОН- и НО-, а также перекиси водорода Н2О2
б) радиолиз воды, в ходе которого молекулы воды разлагаются на те же ОН- , НО- и Н2О2
Образование свободных радикалов – пусковой механизм биологического воздействия излучения.
Свободные радикалы взаимодействуют с SH-группами ферментных систем и переводят их в неактивные дисульфидные группы (S=S).
= непрямое – изменение структуры ДНК, РНК, ферментов, белков и др. Причина – радиолиз воды и растворенных в ней веществ, что влечет усиление активности окислительных реакций по любым связям.
При взаимодействии свободных радикалов с белками, нуклеиновыми кислотами и липидами происходит окисление ненасыщенных жирных кислот и фенолов, образуются липидные и хиноновые радиотоксины. Они:
- угнетают синтез нуклеиновых кислот;
- подавляют активность ферментов;
- повышают проницаемость биологических мембран;
- изменяют диффузионные процессы в клетке.
Повышение проницаемости мембран лизосом и митохондрий приводит к освобождению и активации ДНК-азы, РНК-азы, катепсинов, фосфатазы и др. Эти ферменты могут достичь любой органеллы клетки, проникнуть в нее благодаря повышенной проницаемости мембран органелл. В результате распад клетки продолжается.
2. Действие ионизирующей радиации на клетки. «Радиочувствительность ткани прямо пропорциональна пролиферативной активности и обратно пропорциональна степени дифференцировки клеток» (Бергонье И., Трибондо Л., 1906).
Эффект – от временной задержки размножения до гибели.
По степени – лимфоидные органы;
- костный мозг;
- семенники;
- яичники;
- слизистая ЖКТ;
- эпителий кожи.
Радиочувствительность зависит от:
- наследственности;
- активности энергообмена;
- интенсификации метаболизма;
- активности и баланса ферментов;
- устойчивости биологических мембран;
- наличия в клетке предшественников радиотоксинов.
Изменения в клетке могут быть: а) обратимые - проявляются сразу или через несколько минут, затем исчезают:
= ингибирование нуклеинового обмена;
= нарушение проницаемости мембран;
= липкость хромосом;
= глыбчатость ядра;
= задержка митозов.
б) летальные:
- гибель до вступления в митоз (интерфазная). Причина: нарушение проницаемости мембран лизосом и митохондрий, освобождение ферментов, разрушение структур клетки и разобщение окислительного фосфорилирования.
- гибель в момент митоза (митотическая или репродуктивная). Причина: структурные повреждения хромосом.
3. Действие ионизирующей радиации на организм. Может быть местное и общее действие. Местное действие – лучевые ожоги. Различают периоды течения:
= ранняя лучевая реакция;
= скрытое воспаление;
= острое воспаление;
= восстановление.
Степень тяжести зависит от дозы:
= 1 ст. – легкая – 8-12 Гр.;
= 2 ст. – средняя – 12-20 ГР.
= 3 ст. – тяжелая – более 20 Гр.