Действие радиации на организм человека

Возможно внешнее и внутреннее облучение организма. Внешнее облучение характеризуется воздействием на субъект ионизирующего излучения, приходящего извне. Внутреннее облучение – это облучение организма, отдельных его органов и тканей ионизирующим излучением от попавших внутрь организма радиоактивных веществ.

Биологическая опасность внешнего облучения определяется видом и энергией излучения, активностью источника излучения (т.е. числом частиц или гамма-квантов, образуемых в единицу времени), расстоянием от источника, продолжительностью облучения. Наиболее опасны при внешнем облучении гамма- и нейтронное излучения.

Бесконечно малые размеры гамма-квантов по сравнению с размерами электронов и ядер атомов позволяют им почти беспрепятственно проходить сквозь достаточно плотные барьеры, теряя на своем пути незначительное количество энергии. Проникающая способность нейтронов обусловлена их нейтральностью.

Внутреннее облучение определяется радиоактивными веществами, проникающими внутрь организма человека с воздухом, продуктами питания, водой, через кожные покровы. Наибольшее количество – при вдыхании. Из отделов органов дыхания радиоактивные вещества попадают в кровь, лимфу, желудочно-кишечный тракт. Кровь переносит радиоактивные вещества по всему организму, где они и оседают в различных органах и тканях: костях, печени, селезенке, щитовидной железе и др.

Радиоактивные газы, поступающие в организм при дыхании, в значительном количестве выносятся из него при выдохе. Так, например, 95% вдыхаемого человеком радона, выносится при выдохе. Растворимые химические соединения (радиоактивные) всасываются быстрее, чем нерастворимые. Элементы, образующие стойкие комплексы с белком (например, свинец), удаляются еще медленнее. Доля поступающих радиоактивных веществ через кожу невелика. Однако для радиоактивных газов кожа является проникающей мембраной. Известно, что попавшие в организм радионуклиды выводятся из него либо за счет радиоактивного распада, либо в результате биологических процессов выведения.

При внутреннем облучении прежде всего происходит поражение наиболее радиочувствительных органов, в которых концентрируются радионуклиды. В костной ткани концентрируется стронций-90, нарушая функцию кроветворения костного мозга, в щитовидной железе – йод-131, вызывая ее воспаление или даже прекращение функционирования, в мышечной ткани равномерно распределяется цезий-137. Именно эти радионуклиды, представляющие наибольшую опасность для человеческого организма, определили радиологическую обстановку после чернобыльской аварии.

В результате аварии на РОО возможны следующие виды радиоактивного воздействия на население:

- внешнее облучение при прохождении радиоактивного облака;

- внутреннее облучение при вдыхании радиоактивных аэрозолей продуктов деления;

- контактное облучение вследствие радиоактивного загрязнения кожных покровов и одежды;

- внешнее облучение, обусловленное радиоактивным загрязнением поверхности земли, зданий, сооружений и т.д.;

- внутреннее облучение в результате потребления загрязненных продуктов питания и воды.

При изучении действия на организм были определены следующие особенности:

- наличие скрытого периода проявления действия ионизирующего излучения, продолжительность которого сокращается при облучении в больших дозах;

- излучение воздействует не только на данный живой организм, но и на его потомство;

- различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению;

- не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.

Итак, действие радиации на живой организм – это комплекс многих взаимосвязанных физических, физико-химических и биологических процессов разной интенсивности и продолжительности. Известно, что действие радиации на живые организмы определяется, прежде всего, ионизацией атомов вещества. А ионизированные атомы в миллионные доли секунды вступают в химические реакции, приводя к различным физико-химическим изменениям в организме. Кроме того, возможно также возникновение биологических эффектов, связанных с нарушением механизма размножения клеток.

Биологическое воздействие радиации на живой организм начинается на клеточном уровне. Клетки состоят из цитоплазмы и ядра. Основным структурным элементом ядра являются хромосомы, состоящие из молекул ДНК, которые, в свою очередь, состоят из отдельных участков – генов, несущих в себе наследственную информацию.

Ионизирующее излучение вызывает поломку хромосом. Это приводит к изменению генного аппарата. Если поломка происходит в половых клетках, то это ведет к мутациям (т.е. к появлению особей потомства с другими признаками). При действии ионизирующего излучения возникают вредные мутации в виде различных врожденных пороков.

Помимо генетических эффектов наблюдаются так называемые соматические эффекты (телесные). Ксоматическим эффектам относят локальные повреждения кожи (лучевой ожог), катаракту глаз (потемнение хрусталика), повреждение половых органов и др.

В отличие от соматических, генетические эффекты действия радиации обнаружить трудно, так как они действуют на малое число клеток и имеют длительный скрытый период, измеряемый десятками лет после облучения.

Международный опыт исследований биологических последствий действия радиации на живые организмы показал, что в отличие от генетических эффектов, которые вызываются малыми дозами, соматические эффекты всегда начинаются с определенной пороговой дозы, при меньших дозах повреждения организма не происходит. Причем эта доза неодинакова для различных тканей и органов. Например, наибольшую чувствительность к радиации имеют костный мозг, глаза, репродуктивные органы. Отличие соматических повреждений от генетических заключается также в том, что организм способен со временем преодолевать последствия облучения, тогда как клеточные повреждения необратимы.

Разрушительные действия излучения особенно заметно проявляются в молодых тканях, так как ядра молодых быстро делящихся клеток наиболее чувствительны к излучениям. Это обстоятельство используется, в частности, для защиты организма от злокачественных опухолей, которые разрушаются под воздействием ионизирующих излучений значительно быстрее доброкачественных. Радиация тормозит или полностью останавливает процесс деления клеток.

Разрушение жизненно важных для организма молекул возможно не только при прямом их разрушении ионизирующим излучением (теория мишени), но и при косвенном действии, когда сама молекула не поглощает непосредственно энергию излучения, а получает ее от другой молекулы (растворителя), которая первоначально поглотила эту энергию. В этом случае радиационный эффект обусловлен вторичным влиянием продуктов радиолиза (разложения) растворителя на молекулы ДНК. Этот механизм объясняет теория радикалов. Повторяющиеся прямые попадания ионизирующих частиц в молекулу ДНК, особенно в чувствительные участки – гены, могут вызвать ее распад. Однако вероятность таких попаданий меньше, чем попаданий в молекулы воды, которая служит основным растворителем в клетке. Поэтому радиолиз воды, т.е. ее распад при действии радиации на водородный (Н) и гидроксильный (ОН) радикалы с последующим образованием молекулярного водорода и перекиси водорода, имеет первостепенное значение в радиобиологических процессах. Наличие в системе кислорода усиливает эти процессы.

Высокая способность радикалов вступать в химические реакции обусловливает процессы их взаимодействия с биологически важными молекулами, находящимися непосредственно вблизи от них. В таких реакциях разрушаются структуры биологических веществ, а это в свою очередь приводит к изменениям биологических процессов, включая процессы образования новых клеток.

В качестве эффективных средств снижения разрушающего действия радиации на организм человека стали широко использовать введение в организм химических веществ, позволяющих защитить его от ионизирующих излучений. Защиту организма с помощью химических веществ осуществляют:

1) введением в среду химических соединений, которые будут препятствовать образованию радикалов воды и продуктов химического преобразования молекул воды;

2) введением химических соединений, способных интенсивно поглощать излучение воды;

3) введением в организм веществ - тушителей, обусловливающих переход энергии возбужденных молекул в тепловую энергию и способствующих таким образом повышению радиоустойчивости организма. Эти вещества называют протекторами. К ним относятся, например, серосодержащие аминокислоты. Использование протекторов не исключает других способов, таких как биологическая защита, повышение общей радиоустойчивости организма с помощью некоторых витаминов.

Химические протекторы излучения достаточно хорошо зарекомендовали себя в практике. Однако необходимо понимать, что защита организма от действия излучений будет эффективной, когда она представляет собой комплекс технических, организационных и санитарно-гигиенических мероприятий.

Дата добавления: 2014-01-15