Повреждающее действие ионизирующих излучений

Ионизирующее излучение может действовать на организм как из внеш­них источников, так и из внутренних источников облучения. Человек подвер­гается действию ионизирующего излучения в производственных условиях, работая с рентгеновской аппаратурой, на ядерных реакторах, ускорителях за­ряженных частиц, с радиоактивными изотопами, при добыче и переработке радиоактивных руд.

Источником внутреннего облучения могут быть радиоактивные вещест­ва, поступающие в организм с пищей, водой, через кожные покровы. Воз­можно комбинированное действие внешнего и внутреннего облучения.

Ионизирующее излучение, обладая способностью вызывать ионизацию атомов и молекул, характеризуется высокой биологической активностью.

По своей природе все ионизирующие излучения делятся на: электромаг­нитные (рентгеновское излучение и у-лучи) и корпускулярные (заряженные частицы): ядра гелия - а-лучи; электроны - Р-лучи; протоны, нейтроны.

Повреждающее действие различных видов ионизирующей радиации за­висит от величины плотности ионизации в тканях и их приникающей спо­собности. Чем короче путь прохождения частиц в тканях, тем больше вы­званная ими плотность ионизации и сильнее повреждающее действие. Наи­большая ионизирующая способность у а-лучей (длина пробега - несколько десятков мкм), наименьшая - у у-лучей.

Для сравнительной количественной оценки биологического действия различных видов излучения определяют их относительную биологическую эффективность - ОБЭ.

ОБЭ определяется сравнением дозы изучаемого излучения, вызываю­щего определенный биологический эффект, с дозой стандартного излуче­ния, дающего тот же эффект.

Стандартное излучение - рентгеновское излучение с энергией 180-250 КЭВ, ОБЭ для которого принимается за 1.

Наибольшей биологической активностью характеризуется а-излучение, протоны и быстрые нейтроны, ОБЭ для которых равняется 10.

В качестве критерия для определения ОБЭ используются показатели смертности, степень органических изменений в тканях, действие на половые железы. Биологические эффекты определяются не только видом и величиной поглощенной дозы излучения, но также ее мощностью. Единицей измерения дозы является грей (Гр.); 1 Гр - 1 Дж/кг.

Тяжесть поражения ионизирующей радиацией зависит также от площа­ди облучаемой поверхности тела, возраста, пола, состояния организма перед облучением. Молодые и беременные животные более чувствительны к дей­ствию радиации. Клетки и органы также отличаются по радиочувствительно­сти. Клетки костного мозга, половые железы, слизистая оболочка тонкого кишечника - наиболее радиочувствительны; мышечная, костная, нервная ткани - радиорезистентны (устойчивы).

Механизмы действия

Биологическое действие ионизирующей радиации выражается в разви­тии местных лучевых реакций (ожогах) и особого генерализованного процес­са - лучевой болезни.

В процессе радиационного поражения условно выделяют 3 этапа:

а) первичное действие ионизирующего излучения;

б) влияние радиации на клетки;

в) действие радиации на целый организм.

Первичное действие проявляется ионизацией, возбуждением атомов и молекул и образованием при этом свободных радикалов и перекиси водо­рода, время жизни которых 10^-5 - 10^-6 с. Свободные радикалы вызывают цеп­ные химические реакции, повреждающие SH-группы ферментов. В этом со­стоит прямое первичное действие ионизирующего излучения. Непрямое (косвенное) первичное действие ионизирующего излучения связано с изме­нениями структуры ДНК, ферментов и белков вызываемыми продуктами ра­диолиза воды или растворенных в ней веществ.

Действие на клетки. Ионизирующее излучение вызывает различные реакции клеток - от временной задержки размножения до их гибели. По ра­диочувствительности клеток ткани можно расположить в следующем поряд­ке: лимфоидные ткани (лимфоузлы, селезенка, зобная железа) > костный мозг > семенники > яичники > слизистая оболочка ЖКТ > эпителий кожи.

Малые дозы ионизирующего излучения вызывают обратимые, нелеталь­ные изменения. Они появляются сразу после облучения и с течением времени исчезают. При больших дозах наступают летальные изменения, необратимые.

Действие на организм может быть местным (лучевые ожоги, некрозы) и общим - лучевая болезнь.

Ожоги I степени (легкие) вызываются дозой 8-12 Гр.

Ожоги II степени (средней тяжести) вызываются дозой 12-20 Гр.

При облучении дозами более 20 Гр развиваются ожоги III степени (тя­желые) - погибает не только кожа, но и подкожная клетчатка, мышцы, кост­ная ткань. Появляется лихорадка, лейкоцитоз, сильные боли.

Лучевая болезнь характеризуется изменениями в масштабе всего орга­низма:

от 1 до 10 Гр - острая форма лучевой болезни; от 10 до 20 Гр - кишечная форма; от 20 до 80 Гр - токсемическая (сосудистая) форма; более 80 Гр - церебральная форма.

Острая форма развивается (в зависимости от дозы) в первые минуты или часы после облучения: возбуждение, головная боль, слабость, диспепсия, изменение картины крови. Продолжительность этой формы - 2-3 недели. При облучении свыше 2,5 Гр при отсутствии лечения наступает смерть. Пе­риод восстановления занимает 3-6 месяцев.

Кишечная форма: при облучении в диапазоне доз 10-20 Гр смерть на­ступает на 7-10 сутки после облучения. Основные признаки болезни - тош­нота, рвота, кровавый понос, непроходимость кишечника, шок. Развитие шо­ка связано с действием продуктов тканевого распада. Причина гибели - де­гидратация (обезвоживание).

Токсемическая форма характеризуется выраженными нарушениями кровообращения в кишечнике и печени, парезом сосудов, тахикардией, мно­жественными кровоизлияниями. Смерть наступает на 4-7 сутки.

Церебральная форма развивается при облучении в дозах более 80 Гр. Смерть наступает на 1-3 сутки после облучения. А при 150-200 Гр может на­ступать гибель в ходе облучения (смерть под лучом). Характеризуется разви­тием судорог, нарушением кровообращения в ЦНС, сосудистого тонуса.

Причина смерти связана с тяжелыми, необратимыми нарушениями работы ЦНС, гибелью клеток головного мозга. В повреждающем действии главную роль играют прямое повреждающее действие на ткани и действие первичных радиотоксинов (Н2О2).

Хроническая лучевая болезнь возникает при длительном облучении ор­ганизма в малых дозах, но превышающих допустимые.

8.