Непрямое действие ионизирующих излучений на молекулы 3 страница

10. Опишите схему проведения опытов с целью определения значений LD₅₀ при облучении рентгеновскими лучами:

а) мышей

б) плодовых мушек (дрозофилл)

в) дрожжевых клеток

г) вируса табачной мозаики

11.. Существует закономерность: чем выше в эволюционном отношении вид, тем выше радиочувствительность особей этоговида. Это означает, что представители высокоорганизованных групп живых организмов менее радиоустойчивы, чем особи, принадлежащие к группам с более простой организацией. Как Вы объясните эту закономерность?

12. Особи одного и того же вида живых организмов характеризуются неодинаковой радиоустойчивостью. Выскажите Ваши соображения для объяснения этого факта.

13. Как Вы понимаете термин «Лучевая болезнь человека»? От каких факторов зависит проявление лучевой болезни.

14. При радиационной аварии несколько человек получили различные дозы ионизирующей радиации. Индивидуальная доза для каждого человека неизвестна. По показаниям стационарного дозиметра видно, что индивидуальная доза у разных облученных людей может составлять от 0,1 Зв до 5 Зв. Как можно определить значение этого показателя для каждого облученного через 1- 2 сутки после облучения?

15. В течение 7-10 суток после облучения человека происходит резкое снижение числа лейкоцитов и лимфоцитов в периферической крови. В то же время, количество эритроцитов в крови изменяется незначительно. Дайте объяснение этим фактам.

16. Наиболее радиочувствительным органом у млекопитающих является красный костный мозг, наиболее радиоустойчивой – нервная ткань. Почему?

17. Какими причинами обуславливается проявление:

а) желудочно –кишечного синдрома;

б) церебрального синдрома

18. Какими факторами обуславливается радиочувствительность тканей, органов, систем органов, организмов?

Задачи

1. При радиационной аварии человек равномерно облучался гамма- лучами в течение 5 часов при мощности экспозиционной дозы 5 мГр/ мин. Какой предварительный диагноз можно ему поставить?

2. В результате попадания с питьевой водой радиоактивных частиц (α-излучение), человек облучался в течение 20 часов при мощности экспозиционной дозы 1 мГр/мин. Какие последствия для человека будет иметь это облучение?

3. Какие органы, ткани могут стать критическими органами при облучении человека:

а) равномерно, тотально в течение 10 мин рентгеновским излучением при мощности поглощенной дозы 0,16 Гр/мин;

б) кистей рук α-излучением в течение 5 мин при мощности поглощенной дозы 1 Гр/мин;

в) нижней части тела g - излучением в течение 3-х месяцев при мощности поглощенной дозы 0,5 мГр/час.

4. В экспериментах по определению радиочувствительности линии мышей получили следующие данные: 90 % животных погибло при дозе 80 Зв, 80 % - 35 Зв, 60 % - 15, 40 % - 8 Зв, 20 % - 5 Зв, 10 %– 4 Зв. Каково значение LD₅₀ для этих животных?

5. Человек в течение 5 суток облучался беспрерывно тотально b-излучением Р_экс = 0.01 Гр/мин. Какой наиболее вероятный прогноз относительно его здоровья?

1. Мышей облучали гамма-излучением с мощностью поглощенной дозы 1 Гр/мин в течение одного часа. В каком временном интервале погибнет большая часть облученных животных?

Лекция 7 РЭ

Особенности лучевого поражения растений. Радиационные повреждения естественных биоценозов

Экспериментальных данных о действии ионизирующих излучений на растения, о степени радиочувствительности растительных объектов значительно меньше чем данных по животным объектам.

Наиболее радиочувствительны у растений пролиферирующие тка­ни - меристемы. При действии радиации на вегетирующие растения они повреждаются в наибольшей степени, что приводит затем к торможению роста растений и появлению морфологических анома­лий. Одним из последствий повреждения меристем является ослаб­ление или снятие апикального доминирования, и как следствие - усиление ветвления или кущения, образование укороченных побе­гов, активация спящих почек, растяжение вегетативного периода, зачастую не переходящего в репродуктивную фазу, частичная сте­рильность цветка.

Высокая чувствительность к радиационным повреж­дениям характерна и для прорастающих семян и вегетирующих растений на начальных стадиях органогенеза. При переходе растения от вегетативного состояния к генеративному (цветению, эмбриогенезу, созреванию) устойчивость к радиации резко возрастает. Наибольшей радиоустойчиво­стью характеризуются покоящиеся семена растений. Растения различных семейств характеризуются неодинаковой чувствительностью к действию радиации в период вегетации и созревания. Так, у злаковых зерновых невысокая устойчивость к облучению наблюдается от момента прорастания до фазы кущения и выхода в трубку, затем после­довательно возрастает на фазах колошения, цветения и созревания. Зернобобовые растения наименее устойчивы в период бутонизации, а овощ­ные (капуста, свекла, морковь, картофель) — по всходам; радиаци­онное воздействие в эти периоды может привести к наибольшим потерям урожая.

Межвидовые различия растений в пределах одного семейства по радиочувствительнос­ти достигают 20-кратных значе­ний, однако, сортовые различия культурных растений не так велики, обычно не превышают 2-3 раз. Полиплоидные сорта и ви­ды более устойчивы к облучению, чем сорта с диплоид­ным набором хромосом. В целом, радиологические эксперименты с гамма-облучением культурных растений позволили сделать следующий вывод: наименее устой­чивы злаковые культуры, более устойчивы - огурцы, бахчевые, корнеплоды (свекла, морковь), овощные кресто­цветные (капуста, рапс, редька, редис).

Негативное действие радиации на растения и животных в естественных условиях экосистем проявляется очень редко, как правило, только при очень сильном радиационном воздействии, напри­мер, при высоком уровне загрязнения среды радионуклидами. Чтобы разобраться в том, имеются ли основания говорить о воздействии повышенной радиации в конкретной экосистеме или в данном биотопе, необходимо отличать нарушения, вызванные радиацией, от различных аномалий, обусловленных другими причинами. Поэтому предваритель­но рассмотрим вопросы, касающиеся общего характера возможного влияния радиации на экосистемы и их составляющие.

Обычно считается, что если уровень загрязнения среды допускает проживание в ней человека, то тем более это безвредно и для биоценоза в целом. Главный довод -достаточно низкая (по срав­нению с человеком) радиочувствительность растений, грибов, водорослей, микроорганизмов и большинства представителей фауны. Однако, это утверждение не бесспорно, ибо условия существования человека и других обитателей природы значительно различаются.

Радионуклиды аварийных выбросов сохраняются на почвенно-растительном покрове естественных биоценозов в течение длительного времени, приводя к накоплению весьма значительных доз радиации. Деревянистые растения (деревья и кустарники) характеризуются более высокой удерживающей способностью в отношении радиоактивных выпадений и сравнительно медленным самоочищением крон, чем травяная растительность. Поэтому лес­ные биогеоценозы в большей степени подвергаются радиа­ционному воздействию, чем степные и луговые биотопы. Лесные биогеоценозы относятся к числу наиболее радиочувствительных природных экосистем. Особенно большое количество радио­активного материала удерживается на смолистой хвое хвойных пород деревьев длительное время (течение нескольких лет). Это приводит к поглощению значительных доз ионизирующих излучений загрязненными деревьями. По-видимому, именно вследствие этого фактора, ближней зоне Чернобыльской аварии и в зоне Юж­но-Уральского радиоактивного следа (на ограниченных площадях с наибольшими уровнями загрязнения) со­сновые леса пострадали значительно сильнее, чем лиственные. Более высокая радиоустойчивость лиственных пород деревьев при их радиоактивном загрязнении обуславливается более быстрыми темпами очищения, благодаря ежегодному сбросу листвы. Восстановление пораженных хвойных лесов практически отсутствует, так как вегетативное размножение боль­шинству хвойных не присуще, а семенное размножение семенами обычно затрудняется из-за наличия мощного травяного покрова, который препятствует про­растанию семян и угнетает всходы. Расчеты показывают, что лучевое поражение сосновых лесов происходит при накоплении ростковыми почками дозы 5-30 Зв, тогда как у березовых лесов этот показатель на порядок выше - 200-300 Зв.

Весьма высок восстановительный потенциал естественной травянистой растительности. Отдельные изменения видового состава наблюдались лишь при очень высокой плотности загрязнения (500-700 Ки/км²). Из состава фитоценоза чаще выпа­дают виды, у которых почки возобновления (узлы кущения, конусы нарастания) расположены на уровне поверхности почвы или близко к ней, а сохранялись корневищные виды (вследствие эффекта экра­нирования излучения) или растения с почками возобновления, вы­соко поднятыми над поверхностью.

В таблице 1 приведены данные по радиочувствитель­ности ряда природных экосистем при загрязнении их радионуклидами. Как видно, наиболее устойчивыми к действию радиации являются сообщества с преобладанием лишайников и мхов, наиболее чувствительны- кустарники и смешанные леса.

Таблица 1. Показатели радиочувствительности некоторых природных экосистем, Гр

Экосистемы	Степень поражения
слабое	среднее
Смешанный лес Тропический лес Кустарниковое сообщество Луговое сообщество Мохово-лишайниковое сообщество Лишайниковое сообщество	10-100 40-100 10-50 80-100 100-500 600-1000	50-350 100-400 50-200 100-1000 500-5000 1000-20000

В таблице 2 показаны данные о величинах экологически значимых доз радиации, оценен­ных по суммарной дозе за первый год после аварийного загрязне­ния, которое приводит к разрушению экосистемы.

Таблица.2. Экологически значимый предел дозы радиации для различных экосистем

Экосистемы	Доза, Гр
Хвойный лес Лиственный лес Травянистые системы (луг, степь и др.) Сельскохозяйственные посевы Культурные пастбища Пресноводные водоемы

Негативное влияние ионизирующей радиации на популяции животных проявляется при очень высоком уровне загрязнения территорий (например, в Чернобыльской и Кыштымской зонах загрязнения). Воздействию радиации подвергаются, в первую очередь животные, обитающие в почвенном слое. Так, у мышевидных грызунов, обитающих на техногенно загрязненных территориях с высоким содержанием радия, выявлялись морфологические и физиологические изменения при мощности дозы более 4 мР/ч. На загрязненных территориях в районе г. Кыштыма ус­тановлено снижение численности популяций беспозвоночных с длительным пребыванием в лесной подстилке: земляных червей, мириапод, клещей при уровнях загрязнения почвы ⁹⁰Sг более 100 Ки/км², повышение смертности и снижение численности мышевидных грызунов происходило при уровнях загрязнения выше 1000 Ки/км². В ближней зоне Чернобыльской АЭС представители ряда видов мелких млекопитающих вымерли уже в первый год после аварии.

Модельные исследования радиационного воздействия на животных в условиях возможного военного использования ядерного оружия выявили следующие типы поражения: медленно заживающие лучевые ожоги кожных покровов, негативное действие на воспроизводительную функцию (временное бесплодие), поражения эмбрионов. Стерили­зующее действие радиации на насекомых проявляется значительно слабее.

Изучение радиоэкологических последствий аварий на Южном Урале и ЧАЭС при хроническом (многолетнем) облучении в дозах до 5 Гр/год не выявило морфологических, биохимических изменений у организмов, даже для наиболее радиочувствительных компонентов биоты.

Дата добавления: 2014-11-08