Вплив радіації на організми - Радіація, її вплив на організм людини

Вплив радіації на організм може бути різним, але майже завжди воно негативно. У малих дозах радіаційне випромінювання може стати каталізатором процесів, що приводять до раку або генетичних порушень, а в більших дозах часто приводить до повної або часткової загибелі організму внаслідок руйнування кліток тканин.

Складність у відстеженні послідовності процесів, викликаних опроміненням, пояснюється тим, що наслідку опромінення, особливо при невеликих дозах, можуть виявитися не відразу, і найчастіше для розвитку хвороби потрібні роки або навіть десятиліття. Крім того, внаслідок різної проникаючої здатності різних видів радіоактивних випромінювань вони впливають на організм: частки найнебезпечніші, однак для (випромінювання навіть аркуш паперу є непереборною перешкодою; (випромінювання здатне проходити в тканині організму на глибину один-два сантиметра; найбільш необразливе (випромінювання характеризується найбільшою проникаючою здатністю: його може затримати лише товста плита з матеріалів, що мають високий коефіцієнт поглинання, наприклад, з бетону або свинцю.

Також різниться чутливість окремих органів до радіоактивного випромінювання. Тому, щоб одержати найбільш достовірну інформацію про ступінь ризику, необхідно враховувати відповідні коефіцієнти чутливості тканин при розрахунку еквівалентної дози опромінення:

    0,03 - кісткова тканина 0,03 - щитовидна залоза 0,12 - червоний кістковий мозок 0,12 - легені 0,15 - молочна залоза 0,25 - яєчники або насінники 0,30 - інші тканини 1,00 - організм у цілому.

Імовірність ушкодження тканин залежить від сумарної дози й від величини дозування, тому що завдяки репараційним здатностям більшість органів мають можливість відновитися після серії дрібних доз.

Проте, існують дози, при яких летальний результат практично неминучий. Так, наприклад, дози порядку 100 г приводять до смерті через кілька днів або навіть годин внаслідок ушкодження центральної нервової системи, від крововиливу в результаті дози опромінення в 10-50 г смерть наступає через одну-дві тижнів, а доза в 3-5 грам загрожує обернутися летальним результатом приблизно половині опромінених.

Знання конкретної реакції організму на ті або інші дози необхідні для оцінки наслідків дії більших доз опромінення при аваріях ядерних установок і пристроїв або небезпеки опромінення при тривалому знаходженні в районах підвищеного радиационного випромінювання, як від природних джерел, так і у випадку радіоактивного забруднення. Однак навіть малі дози радіації не нешкідливий і їхній вплив на організм і здоров'я майбутніх поколінь до кінця не вивчено. Однак можна припустити, що радіація може викликати, насамперед, генні й хромосомні мутації, що в наслідку може привести до прояву рецессивных мутацій.

Варто більш докладно розглянути найпоширеніші й серйозні ушкодження, викликані опроміненням, а саме рак і генетичні порушення.

У випадку раку важко оцінити ймовірність захворювання як наслідку опромінення. Будь-яка, навіть найменша доза, може привести до необоротних наслідків, але це не визначено. Проте, установлено, що ймовірність захворювання зростає прямо пропорційно дозі опромінення.

Серед найпоширеніших ракових захворювань, викликаних опроміненням, виділяються лейкози. Оцінка ймовірності летального результату при лейкозі більше надійна, чим аналогічні оцінки для інших видів ракових захворювань. Це можна пояснити тим, що лейкози першими проявляють себе, викликаючи смерть у середньому через 10 років після моменту опромінення. За лейкозами "по популярності " випливають: рак молочної залози, рак щитовидної залози й рак легенів. Менш чутливі шлунок, печінка, кишечник і інші органи й тканини.

Вплив радіологічного випромінювання різко підсилюється іншими несприятливими екологічними факторами (явище синергизма). Так, смертність від радіації в курців помітно вище.

Що стосується генетичних наслідків радіації, то вони проявляються у вигляді хромосомних аберацій (у тому числі зміни числа або структури хромосом) і генних мутацій. Генні мутації проявляються відразу в першому поколінні (домінантні мутації) або тільки за умови, якщо в обох батьків мутантним є той самий ген (рецессивные мутації), що є малоймовірним.

Вивчення генетичних наслідків опромінення ще більш утруднено, чим у випадку раку. Невідомо, які генетичні ушкодження при опроміненні, проявлятися вони можуть протягом багатьох поколінь, неможливо відрізнити їх від тих, що викликано іншими причинами.

При оцінці ризику НКДАР використовує два підходи: при одному визначають безпосередній ефект даної дози, при іншому - дозу, при якій подвоюється частота появи нащадків з тією або іншою аномалією в порівнянні з нормальними радіаційними умовами.

Так, при першому підході встановлено, що доза в 1 г, отримана при низькому радіаційному тлі особинами чоловічої статі (для жінок оцінки менш певні), викликає поява від 1000 до 2000 мутацій, що приводять до серйозних наслідків, і від 30 до 1000 хромосомних аберацій на кожний мільйон живих немовлят.

При другому підході отримані наступні результати: хронічне опромінення при потужності дози в 1 г на одне покоління приведе до появи близько 2000 серйозних генетичних захворювань на кожний мільйон живих немовлят серед дітей тих, хто піддався такому опроміненню.

Оцінки ці ненадійні, але необхідні. Генетичні наслідки опромінення виражаються такими кількісними параметрами, як скорочення тривалості життя й періоду непрацездатності, хоча при цьому зізнається, що ці оцінки не більш ніж перша груба прикидка. Так, хронічне опромінення населення з потужністю дози в 1 г на покоління скорочує період працездатності на 50000 років, а тривалість життя - також на 50000 років на кожний мільйон живих немовлят серед дітей першого опроміненого покоління; при постійному опроміненні багатьох поколінь виходять на наступні оцінки: відповідно 340000 років і 286000 років.

Існує три шляхи надходження радіоактивних речовин в організм: при вдихання повітря, забрудненого радіоактивними речовинами, через заражену їжу або воду, через шкіру, а також при зараженні відкритих ран. Найнебезпечніший перший шлях, оскільки:

Об'єм легеневої вентиляції дуже великий

Значення коефіцієнта засвоєння в легенях більше високі.

Пилові частки, на яких сорбовані радіоактивні ізотопи, при вдиханні повітря через верхні дихальні шляхи частково осідають у порожнині рота й носоглотці. Звідси пил надходить у травний тракт. Інші частки надходять у легені. Ступінь затримки аерозолів у легенях залежить від дисперсионности. У легенях затримується близько 20% всіх часток; при зменшенні розмірів аерозолів величина затримки збільшується до 70%.

При усмоктуванні радіоактивних речовин зі шлунково-кишкового тракту має значення коефіцієнт резорбції, що характеризує частку речовини, що попадає зі шлунково-кишкового тракту в кров. Залежно від природи ізотопу коефіцієнт змінюється в широких межах: від сотих часток відсотка (для цирконію, ніобію), до неяк-ких десятків відсотків (водень, щелочноземельні елементи). Резорбція через неушкоджену шкіру в 200-300 разів менше, ніж через шлунково-кишковий тракт, і, як правило, не грає істотної ролі.

При влученні радіоактивних речовин в організм будь-яким шляхом вони вже через кілька хвилин виявляються в крові. Якщо надходження радіоактивних речовин було однократним, то концентрація їх у крові спочатку зростає до максимуму, а потім протягом 15-20 доби знижується.

Концентрації в крові довго живучих ізотопів надалі можуть утримуватися практично на одному рівні протягом тривалого часу внаслідок зворотного вимивання речовин, що відклалися.

Основні етапи впливу випромінювання на тканині показані в таблиці 2:

Заряджені частки. Проникаючі в тканині організму (- і (-частки втрачають енергію внаслідок електричних взаємодій з електронами тих атомів, біля яких вони проходять (Гамма-випромінювання й рентгенівські промені передають свою енергію речовині декількома способами, які, в остаточному підсумку, також приводять до електричних взаємодій.)

Електричні взаємодії. За час порядку десяти трильйонні секунди після того, як проникаюче випромінювання досягне відповідного атома в тканині організму, від цього атома відривається електрон. Останній заряджений негативно, тому інша частина вихідного нейтрального атома стає позитивно зарядженою. Цей процес називається іонізацією. електрон, Що Відірвався, може далі іонізувати інші атоми.

Фізико-хімічні зміни. І вільний електрон, і іонізований атом звичайно не можуть довго перебувати в такому стані й протягом наступних десяти мільярдних часток секунди беруть участь у складному ланцюзі реакцій, у результаті яких утворяться нові молекули, включаючи й такі надзвичайно реакційно-здатні, як "вільні радикали".

Хімічні зміни. Протягом наступних мільйонних часток секунди вільні радикали, що утворилися, реагують як один з одним, так і з іншими молекулами й через ланцюжок реакцій, ще не вивчених до кінця, можуть викликати хімічну модифікацію важливих у біологічному відношенні молекул, необхідних для нормального функціонування клітки.

Біологічні ефекти. Біохімічні зміни можуть відбутися як через кілька секунд, так і через десятиліття після опромінення й з'явитися причиною негайної загибелі кліток, або такі зміни в них можуть привести до раку.

Кінцевий ефект опромінення є результатом не тільки первинного ушкодження кліток, але й наступних процесів відновлення. Передбачається, що значна частина первинних ушкоджень у клітці виникає у вигляді так званих потенційних ушкоджень, які можуть реалізовуватися у випадку відсутності відбудовних процесів. Реалізація цих процесів сприяють процеси біосинтезу білків і нуклеиновых кислот. Поки реалізація потенційних ушкоджень не відбулася, клітка може в них "відновитися". Це, як передбачається, пов'язане з ферментативними реакціями й обумовлено енергетичним обміном. Уважається, що в основі цього явища лежить діяльність систем, які у звичайних умовах регулюють інтенсивність природного мутаційного процесу.

Мутагенний вплив іонізуючого випромінювання вперше встановили росіяни вчені Р. А. Надсон і Р. С. Філіппов в 1925 році в досвідах на дріжджах. В 1927 році це відкриття було підтверджено Р. Меллером на класичному генетичному об'єкті - дрозофілі.

Іонізуючі випромінювання здатні викликати всі види спадкоємних змін. Спектр мутацій, індукованих опроміненням, не відрізняється від спектра спонтанних мутацій.

Останні дослідження Київського Інституту нейрохірургії показали, що радіація навіть у малих кількостях, при дозах у десятки берів, найсильнішим чином впливає на нервові клітки - нейрони. Але нейрони гинуть не від прямого впливу радіації. Як з'ясувалося, у результаті впливу радіації в більшості ліквідаторів ЧАЕС спостерігається "послерадиоционная энцефлопатия". Загальні порушення в організмі під дією радіації приводить до зміни обміну речовин, які спричиняють патологічні зміни головного мозку.

Похожие статьи




Вплив радіації на організми - Радіація, її вплив на організм людини

Предыдущая | Следующая