Найважливіші біологічні реакції організму
людини на вплив іонізуючого випромінювання умовно розділені на дві групи. До
першої відносяться гострі поразки, до другої - віддалені наслідки, що у свою
чергу розділяються на соматичні (вплив на тіло і кісти) і генетичні ефекти.
Променева хвороба. У випадку однократного опромінення людини значною дозою
радіації на короткий термін ефект від опромінення спостерігається вже в першу
добу, а ступінь хвороби залежить від величини поглиненої дози.
При опроміненні всього організму людини дозою
менше як 1 Зв, як правило, відзначаються лише легкі реакції організму, що
виявляються в зрушеннях у формулі крові, зміні деяких вегетативних функцій. При
дозах опромінення більш 1 Зв розвивається гостра променева хвороба, тяжкість
проходження якої залежить від дози опромінення.
Перший ступінь променевої
хвороби (легка) виникає при дозах 1-2 Зв, друга (середньої ваги) - при дозах
2-3 Зв, третя (важка) - при дозах 3-5 Зв і четверта (украй важка) - при дозах
більше 5 Зв. Дози однократного опромінення 5-6 Зв при відсутності медичної
допомоги вважаються в 100 % випадків смертельними. Інша форма гострої
променевої хвороби виявляється у виді променевих опіків при опроміненні деякої
невеликої ділянки тіла. У залежності від поглиненої дози іонізуючої радіації
мають місце реакції 1-й ступеня (при дозі до 5 Зв), 2-й (до 8 Зв), 3-й (до 12
Зв) і 4-й ступінь (при дозі вище12 Зв), що виявляються в різних формах: від
випадання волосся, лущення і легкої
пігментації шкіри (при 1-ої ступені опіку) до язвенно - некротичних хвороб і
утворення довгострокових незагойних трофічних виразок (при IVступені променевої хвороби). При тривалому
повторюваному зовнішнім чи внутрішнім
опроміненні людини в малих, але перевищуючих допустимі величини, дозах
можливий розвиток хронічної променевої хвороби. Віддалені наслідки. До віддалених наслідків
соматичного характеру відносяться різноманітні біологічні ефекти, серед яких
найбільш істотними є лейкемія, злоякісні утворення, катаракта кристалика ока і
скорочення тривалості життя.
Лейкемія - відносно рідке захворювання.
Частота випадків виникнення лейкемії серед людей, які піддавалися впливу
іонізуючої радіації, за даними ряду авторів, перевершує рівні, характерні для
населення в цілому. Більшість радіобіологів вважають, що імовірність виникнення
лейкемії складає 1-2 випадків на рік на 1 млн. населення при опроміненні всієї
популяції дозою 0,01 Зв. Злоякісні утворення. Перші випадки розвитку злоякісних
утворень від впливу іонізуючої радіації описані ще на початку XX сторіччя. Це були випадки
раку шкіри кистей рук у працівників рентгенівських кабінетів. Надалі
була виявлена можливість виникнення остеосарком при змісті 226 Рад в організмі в кількостях, що перевищують 0,5
мкКи. Свідчення про можливість розвитку
злоякісних утворень у людини поки ще носять описовий характер, незважаючи
на те, що в ряді експериментальних досліджень на тваринах були отримані
деякі кількісні характеристики. Тому точно вказати мінімальні дози не можливо.
Розвиток катаракти спостерігалося в людей, які
пережили атомні бомбардування в Хіросімі і Нагасакі, у фізиків, що працювали на
циклотронах, у хворих, очі яких піддавалися опроміненню з лікувальною метою.
Однократна катарактогенна доза іонізуючої радіації, на думку більшості
дослідників, складає близько 2 Зв. Період до появи перших ознак хвороби
звичайно складає від 2 до 7 років. Скорочення тривалості життя в результаті
впливу іонізуючої радіації на організм
виявлено в експериментах на тваринах (припускають, що це явище обумовлене
прискоренням процесів старіння і збільшенням сприйнятливості до інфекцій).
Тривалість життя тварин, опромінених дозами, близькими до летальних,
скорочується на 25-50% у порівнянні з контрольною групою. При менших
дозах термін життя тварин зменшується на 2-4% на кожен 1 Гр. Достовірних
даних про скорочення термінів життя людини при тривалому хронічному
опроміненні малими дозами дотепер не отримано. На думку більшості
радіобіологів, скорочення тривалості життя людини при опроміненні
знаходиться
в межах 1-15 днів на 0,01 Зв.
Дози
і можливі наслідки опромінення:
4,5 Зв
- важкий ступінь променевої хвороби (помирає 50% опромінених).
1 Зв -
нижній рівень розвитку легкого ступеня променевої хвороби.
0,75 Зв
- незначна короткочасна зміна складу крові.
0,30 Зв
- опромінення під час рентгенографії шлунка (місцеве)
0,10 Зв
- припустиме разове опромінення населення.
0,03 Зв
- опромінення при рентгенографії зубів.
0,005
Зв - припустиме опромінення населення при нормальних умовах за рік.
0,001
Зв - фонове опромінення за рік.
0,0001
Зв - перегляд одного футбольного матчу.
При впливі іонізуючого опромінення летальна
доза для ссавців складає 10Зв, а енергія, що поглинається при цьому
тканинами й органами тварин, могла
б підвищити їхню температуру усього на тисячні частки градуса. Ясно, що
саме по собі таке підвищення температури не могло б викликати настільки вираженого
ефекту поразки; в той же час безпосередньо прямі порушення в хімічних
зв'язках молекул у клітинах і тканинах, що виникають слідом за опроміненням,
незначні.
Надалі відбуваються реакції хімічно активних
речовин з різними біологічними структурами, при яких відзначається як зміна,
так і утворення нових, не властивих, для організму з'єднань, що опромінюється.
Наступні етапи розвитку променевої поразки виявляються в порушенні обміну
речовин у біологічних системах зі зміною відповідних функцій, У вищих
організмів це протікає на фоні нейрогуморальної реакції на розвиток порушення.
Явища, що відбуваються на початкових,
фізико-хімічних етапах променевого впливу, прийнято називати первинними, оскільки
саме вони визначають весь подальший
хід розвитку променевих поразок.
У
результаті впливу іонізуючого випромінювання на організм людини в
тканинах можуть відбуватися складні фізичні,
хімічні і біологічні процеси.
Дію іонізуючого випромінювання на біологічні
об'єкти можна розділити на кілька етапів, що відбуваються на різних рівнях.
Початковий розвивається на атомарному рівні - іонізація і збудження. Час
протікання цього процесу складає 10-16-10-14 с. Надалі в результаті прямої чи
непрямої дії спостерігаються зміни в молекулярній структурі біологічного
об'єкта, що опромінюється. Тривалість цього процесу складає 10-10-10-6 с. На
цьому закінчується фізико-хімічний етап радіаційного впливу на живий організм і
починається біологічний.
Первинним фізичним актом взаємодії іонізуючого
випромінювання з біологічним об'єктом є іонізація. Саме через іонізацію
відбувається передача енергії об'єкту. Відомо, що дві третини загального складу
тканини людини складають вода і вуглець. У результаті іонізації молекули води
утворюють вільні радикали Н+ і ОН- за наступною схемою:
Н2О+ > Н+ + ОН-
У присутності кисню утвориться також вільний
радикал гідроперекису (Н2О) і перекис водню (Н2О2),
що є сильними окислювачами.
Вільні радикали й окислювачі, що утворюються в
процесі радіолізу води, володіють високою хімічною активністю і вступають у
хімічні реакції з молекулами білків, ферментів і інших структурних елементів
біологічної тканини, що приводить до зміни біологічних процесів в організмі. У результаті
порушуються обмінні процеси, придушується активність ферментних систем, сповільнюється і припиняється ріст тканин,
виникають нові хімічні сполуки, не властиві організму - токсини. Це приводить
до порушень життєдіяльності окремих функцій чи
систем організму в цілому. У залежності від
величини поглиненої дози й індивідуальних особливостей організму, викликані зміни можуть бути оборотними чи необоротними.
Деякі радіоактивні речовини накопичуються в
окремих внутрішніх органах. Наприклад, джерела альфа
-випромінювання
(радій, уран, плутоній), бета-випромінювання (стронцій і ітрій) і
гамма-випромінювання (цирконій) відкладаються в кісткових тканинах. Усі ці
речовини важко виводяться з організму.
Немає коментарів:
Дописати коментар