Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Излучений на человеческий организм


Биологическое действие ионизирующих

В зависимости от распределения в тканях организма различают остеотропные радионуклиды - накапливающиеся преимущественно в костях (радиоизотопы стронция, кальция, бария, радия, иттрия, циркония, плутония); концентрирующиеся в печени (до 60%) и частично в костях (до 25%) - церий, лантан, прометий; равномерно распределяющиеся в тканях организма - тритий, углерод, железо, полоний; накапливающиеся в мышцах (калий, рубидий, цезий); селезенке и лимфатических узлах (ниобий, рутений). Радиоизотопы йода избирательно накапливаются в щитовидной железе, где их концентрация может быть в 100...200 раз выше, чем в других органах и тканях.

Механизм воздействия ионизирующего излучения на биологические объекты, в том числе и на человека, подразделяют на несколько этапов.

i На первом- физико-химическом -этапе,который продолжается тысячные и миллионные доли секунды, в результате поглощения большого количества энергии излучения образуются ионизированные, активные в химическом отношении атомы и молекулы. Возникает множество радиационно-химических реакций, приводящих к разрыву химических связей. Вследствие первичной ионизации в воде образуются свободные радикалы (Н+, ОН-, НО2, Н2О2 и др.). Обладая высокой химической активностью, они реагируют с ферментами и тканевыми белками, окисляя или восстанавливая их, что приводит к разрушению молекул белка, изменению ферментных систем, расстройству тканевого дыхания - глубокому нарушению биохимических и обменных процессов в органах и тканях и накоплению токсичных для организма соединений.

i Следующий, второй, этапсвязан с воздействием ионизирующего излучения на клетки организма и продолжается от нескольких секунд до нескольких часов. Поражаются различные структурные элементы ядер клеток, в первую очередь, дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК).

Происходит повреждение хромосом, которые являются ответственными за передачу наследственной информации. При этом возникают хромосомные аберрации - поломки, перестройка и фрагментация хромосом, обусловливающие отдаленные онкогенные и генетические последствия.

i Третий этапхарактеризуется воздействием излучения на организм в целом. Его первые проявления могут возникать уже через несколько минут (в зависимости от полученной дозы), усиливаться в течение нескольких месяцев и реализовываться через многие годы.

Чувствительность различных органов и тканей человека к ионизирующему излучению неодинакова.Для одних тканей и клеток характерна большая радиочувствительность, для других - наоборот, большая радиоустойчивость. Наиболее чувствительны к облучению кроветворная ткань, незрелые форменные элементы крови, лимфоциты, железистый аппарат кишок, половые железы, эпителий кожи и хрусталик глаза; менее чувствительны - хрящевая и фиброзная ткани, паренхима внутренних органов, мышцы и нервные клетки.



Радиочувствительность различных клеток варьирует в широких пределах, достигая десятикратных различий между наибольшими и наименьшими значениями повреждающих доз. Молодые клетки соединительной ткани полностью лишаются способности к восстановлению при облучении в дозе около 40 Гр, кроветворные клетки костного мозга полностью погибают уже при дозе 6 Гр.

Поражающее действие ионизирующего излучения зависит от целого ряда факторов.Во-первых, оно носит строго количественный характер, т.е. зависит от дозы. Во-вторых, существенную роль играет и характеристика мощности дозы радиационного воздействия: одно и то же количество энергии излучения, поглощенное клеткой, вызывает тем большее повреждение биологических структур, чем короче срок облучения. Большие дозы воздействия, растянутые во времени, вызывают существенно меньшие повреждения, чем те же дозы, поглощенные за короткий срок.

❏ Таким образом, эффект облучения зависит от величины поглощенной дозы и временного распределенияее в организме. Облучение может вызвать повреждения от незначительных, не дающих клинической картины, до смертельных. Однократное острое, а также пролонгированное, дробное или хроническое облучение в дозе, увеличивает риск отдаленных эффектов - рака и генетических нарушений (таблица 16).

 

Таблица 16 - Риск и ожидаемое число смертей от поражения

ионизирующими излучениями

Критический орган Заболевание Риск 10-2 Зв-1 Число случаев 104 чел. Зв
Все тело, красный костный мозг Щитовидная железа Молочная железа Скелет Легкие Все остальные органы и ткани Все органы и ткани Половые железы ВСЕГО Лейкемия Рак щитовидной железы Рак молочной железы Опухоли костной ткани Опухоли легких Опухоли других органов Злокачественные опухоли Наследственные дефекты 0,20 0,05 0,25 0,05 0,20 0,50 1,25 0,40 1,65

 

Оценка риска проявления злокачественных опухолей в значительной мере основана на результатах обследования пострадавших при атомных бомбардировках Хиросимы и Нагасаки, и подтверждается результатами обследований, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС.

L Острое облучение в дозе 0,25 Гр еще не приводит к заметным изменениям в организме. При дозе 0,25...0,50 Гр наблюдаются изменения показателей крови и другие незначительные нарушения. Доза 0,5...1 Гр вызывает более значительные изменения показателей крови - снижение числа лейкоцитов и тромбоцитов, изменение показателей обмена, иммунитета, вегетативные нарушения. Пороговой дозой, вызывающей острую лучевую болезнь, принято считать 1 Гр.

Опасность внутреннего облучения обусловлена попаданием и накоплением радионуклидов в организм через продукты питания. Биологические эффекты воздействия таких радиоактивных веществ аналогичны внешнему облучению.

Длительность внутреннего и внешнего облучения тканей зависит от периода полураспада радионуклида - Тф и периода его полувыведения из организма - Тб. С учетом этих двух показателей вычисляется эффективный период - Тэф, в течение которого активность радионуклида уменьшается вдвое:

 

Тэф = Тф · Тб / Тф + Тб .

 

У разных радионуклидов Тэф колеблется от нескольких часов и суток (например,131I) до десятков лет (90Sr, 137Cs) и десятков тысяч лет (239Рu).

Биологическое действие радиоактивных веществ различных химических классов избирательно.

Йод. Природный изотоп - 127I. Известны радиоактивные изотопы с массовыми числами от 115 до 126 и от 128 до 141. Применяют йод в физической химии, биологии и особенно широко в медицине для диагностики и лечения (131I и 125I).

В первые недели после аварии на ЧАЭС основным дозообразующим радионуклидом был радиоактивный йод - 131.

i Радиоактивные изотопы йода могут поступать в организм человека через органы пищеварения, дыхания, кожу, раневые и ожоговые поверхности. Основными цепочками миграции йода являются: растение - человек; растение - животное - молоко - человек; растение - животное - мясо - человек; растение - птица - яйцо - человек; вода - гидробионт - человек.

h Поступающий в организм радиоактивный йод быстро всасывается в кровь и лимфу. В течение первого часа в верхнем отделе тонкого кишечника всасывается от 80 до 90% йода. Органы и ткани по накоплению йода образуют убывающий ряд: щитовидная железа > почки > печень > мышцы > кости.

L Накопление 131I в щитовидной железе протекает быстро: через 2 и 6 ч после поступления в организм содержание радионуклида составляет 5...10 и 15...20% соответственно, через сутки - 25...30% введенного количества. Снижение уровня гормонов в организме под воздействием радиоактивного йода, их неполноценность, а также возрастающая при этом потребность в них приводят к нарушению нейроэндокринных коррелятивных связей в звене гипофиз - щитовидная железа с последующим вовлечением в процесс и других эндокринных органов.

Основным путем выведения йода из организма являются почки. Из организма в целом, щитовидной железы, печени, почек, селезенки, скелета йод выводится с Тб, равным 138, 138, 7, 7, 7 и 12 суток соответственно.

h Меры профилактики и помощи при поступлении радиоактивного йода в организм заключаются в ежесуточном потреблении солей нерадиоактивного йода - йодида калия - 0,2 г, йодида натрия - 0,2 г, сайодина - 0,5 г или тереостатиков (мерказолил 0,01 г, 6-метилтиоурацил 0,25 г, перхлорат калия 0,25 г).

Цезий.Природный цезий состоит из одного стабильного изотопа - 133Cs, и 23 радиоактивных изотопов с массовыми числами от 123 до 132 и от 134 до 144. Наибольшее значение имеет радиоактивный изотоп 137Cs. Согласно прогнозу, в 2000 г. от АЭС всех стран мира в атмосферу ежегодно будет выбрасываться до 22,2·1019 Бк 137Cs.

137Cs поступает в организм человека преимущественно с пищевыми продуктами (через органы дыхания попадает примерно 0,25% его количества). 137Cs практически полностью всасывается в пищеварительном канале. Примерно 80% его откладывается в мышечной ткани, 8% - в костях.

i По степени концентрирования 137Cs все ткани и органы распределяются следующим образом: мышцы > почки > печень > кости > мозг > эритроциты > плазма крови. Около 10% 137Сs быстро экскретируется из организма, 90% его выводится более медленными темпами.

L Биологический период полувыведения этого радионуклида у взрослых колеблется от 10 до 200 суток, составляя в среднем 100 суток, и поэтому содержание его в организме человека практически полностью определяется его поступлением с пищевыми продуктами в течение года и, следовательно, зависит от степени загрязненности продуктов 137Cs.

В Российской Федерации радиационная безопасность пищевой продукции определяется ее соответствием допустимым уровням удельной активности цезия – 137, которые приведены на рисунке 10.

 

 

Рисунок 10 - Допустимые уровни цезия-137 в основных пищевых продуктах


☞ Для определения соответствия пищевых продуктов критериям радиационной безопасности используется показатель соответствия – В, значение которого рассчитывают по результатам измерения удельной активности 90 Sr и 137 Cs в пробе:

 

В = (А/Н) 90 Sr + 137 Cs,

 

где Ф – измеренное значение удельной активности 90 Sr и 137 Cs в пищевом продукте (Бк/кг); Н – допустимый уровень удельной активности 90 Sr и 137 Cs в том же продукте (Бк/кг).

Радиационная безопасность пищевых продуктов, загрязненных другими радионуклидами, определяется санитарными правилами по нормам радиационной безопасности.

h При увеличении содержания в пищевом рационе солей калия, натрия, а также воды, пищевых волокон происходит ускорение выведения цезия-137 и замедление его всасывания. Эта особенность обмена позволила разработать высокоэффективные адсорбенты - протекторы, такие как берлинская лазурь, пектиновые вещества и другие, связывающие 137Cs в пищеварительном канале и тем самым ускоряющие его выделение из организма.

Стронций. Природный стронций, как и другие радионуклиды, состоит из смеси стабильных и нестабильных изотопов. Как аналог кальция стронций активно участвует в обмене веществ у растений. Относительно большое количество радиоактивного изотопа 90Sr накапливают бобовые культуры, корне- и клубнеплоды, злаки.

i Радионуклид 90Sr поступает в организм через желудочно-кишечный тракт, легкие и кожу. Уровни всасывания стронция из желудочно-кишечного тракта колеблются от 5 до 100%. Стронций быстро всасывается в кровь и лимфу из легких. Через 5 мин после введения в легкие изотопа стронция в количестве 1,48·104 Бк/г в легких остается 33,3% введенного количества, через сутки - 0,39%.

h Большое значение при выведении стронция из желудочно-кишечного тракта имеет диета. Величина его всасывания уменьшается с повышением содержания солей кальция и фосфора в питании, а также при введении высоких доз тироксина.

L Именно стронций – 90 в первую очередь вызывает лейкемию. В организм человека стронций – 90 попадает преимущественно с растительной пищей, молочными продуктами и яйцами. Радиационное поражение организма стронцием – 90 увеличивается за счет его дочернего продукта иттрия 90Y. Уже через месяц активность иттрия - 90 практически достигает равновесного значения и становится равной активности стронция – 90, и в дальнейшем определяется периодом полураспада стронция – 90. Наличие в организме пары Sr–90/Y–90 может вызвать поражение половых желез, гипофиза и поджелудочной железы. Допустимые уровни стронция – 90 в пищевых продуктах в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2. 1078-01 приведены на рисунке 11.

 
 

i Независимо от пути поступления в организм растворимые соединения радиоактивного стронция избирательно накапливаются в скелете. В мягких тканях задерживается менее 1%, остальное количество откладывается в костной ткани. Со временем в костях концентрируется большое количество стронция, располагающегося в различных слоях костной ткани, а также в зонах ее роста, что приводит к формированию в организме участков с высокой радиоактивностью. Биологический период полувыведения 90Sr из организма составляет от 90 до 154 суток.

 
 
Рисунок 11 - Допустимые уровни стронция-90 в основных пищевых продуктах

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Радионуклидов в организм | Радионуклидов в пищевой продукции

Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 1167; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:

  1. II. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ В ОРГАНИЗМЕ. БИОЛОГИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ. ДЕПОНИРОВАНИЕ
  2. L-Аминокислоты ОРГАНИЗМА
  3. Анализ эволюции инфекционной болезни на организменном уровне
  4. Антиоксидантные системы организма
  5. АНТРОПОГЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
  6. Безусловные рефлексы – ответная реакция организма на раздражение сенсорных рецепторов, осуществляемая с помощью нервной системы.
  7. Биологическое действие ионизирующих излучений
  8. Биологическое действие нитратов и нитритов на человеческий организм
  9. В зависимости от уровня вибрации, шума, ультразвука, эл-магн. излучений.
  10. В организме постоянно в небольших количествах происходит гемолиз при отмирании старых эритроцитов.
  11. В отличие от трудовых действий, оказывающих развивающее действие на организм человека, физические упражнения применяются для этой цели специально.
  12. В ряде случаев для достижения лечебного эффекта необходимо длительное время поддерживать большую концентрацию антитоксина в организме, что достигается повторными его введениями.

studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.005 сек.