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.