Действие ионизирующих излучений на организм человека

Введение

Ионизирующее излучение является одним из видов электромагнитного излучения. Оно обладает энергией, достаточной для того, чтобы выбить один или более электронов из атомов и образовать положительно заряженные ионы, которые в свою очередь могут вступать в реакцию и разрушать ткани живых организмов. Примерами ионизирующего излучения являются ультрафиолетовые излучения Солнца и аппаратов ультрафиолетового облучения, рентгеновское излучение, нейтронное излучение, возникающее в ходе реакций ядерного деления и ядерного синтеза, а также альфа -, бета- и гамма-излучение, испускаемое радиоактивными изотопами. Известно, что в природе существуют химические элементы устойчивые и неустойчивые (уран, торий, радий и д.р.). Внутриядерных сил для сохранения прочности ядра у последних недостаточно, и ядра атомов неустойчивого элемента превращаются в ядра атомов другого элемента. Такой процесс самопроизвольных превращений ядер атомов неустойчивых элементов называют радиоактивным распадом или радиоактивностью. Акт распада сопровождается испусканием излучений в виде гамма-лучей, альфа - и бета- частиц и нейтронов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Действие ионизирующих излучений на организм человека

Человек всегда подвергается воздействию ионизирующих излучений различных естественных (космических лучей, радиоактивных веществ, широко рассеянных на Земле и определяющих естественный радиационный фон) и искусственных источников, связанных с деятельностью человека по использованию атомной энергии в мирных и военных целях. В результате процессов, возникающих при действии ионизирующих излучений на организм человека, образуются вещества с высокой химической активностью -- прежде всего продукты радиолиза воды, к которым относятся свободные атомы и радикалы Н, ОН, НО2, Н202. В первичных процессах лучевого поражения непосредственное участие принимают окислительные реакции, образование радиотоксинов, токсических веществ хиноидной природы. Ионизирующее излучение оказывает и прямое действие на молекулы, и надмолекулярные структуры, вызывая различные денатурационные изменения -- разрыв химических связей, обрыв радикалов, деполяризацию и др. облучение лучевая нагрузка радиационный поражение

Ионизирующее излучение обусловливает увеличение проницаемости клеточных мембран, нарушает процессы диффузии, дегидратацию. Особое значение в действии ионизирующего излучения на клетку имеет его влияние на обмен нуклеиновых кислот, а следовательно, и на хромосомы, синтез белка и самовоспроизведение ДНК в клетках. Повреждение ядерных структур клетки отражается не только на состоянии облучённых клеток, но вследствие повреждения генов и на её дочерних клетках. По радиочувствительности различные ткани организма можно распределить по такой шкале: гемопоэтическая ткань; слизистая кишечника; гонады; эпителий кожи и сумки хрусталика; фибринозная, хрящевая, костная, мышечная и нервная ткани. Нормами радиационной безопасности (НРБ--76) выделены 3 группы критических органов: 1-я -- всё тело, гонады, красный костный мозг; 2-я - мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезёнка, желудочно-кишечный тракт, хрусталик и другие органы, не вошедшие в 1 и 3-ю группы; 3-я -- кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, лодыжки и стопы.

Ионизирующее излучение способно вызывать все виды мутаций: геномную, хромосомную, генную и аберрации хромосом. В целом все эффекты, развивающиеся при действии ионизирующего излучения на человека, условно подразделяются на 2 группы: соматические, возникающие у облучённого; наследственные, проявляющиеся у потомства. Среди них различают стохастические эффекты (для к-рых вероятность проявления рассматривается как функция дозы) и нестохастические. К стохастическим относятся некоторые соматические эффекты, в первую очередь возникновение злокачественных новообразований, обусловливающих главный соматический риск облучения в сравнительно небольшой дозе, и наследственные эффекты. Степень проявления нестохастического эффекта зависит от величины поглощённой дозы. При общем облучении организма человека дозой менее 100 бэр отмечаются изменения некоторых вегетативных функций, сдвиг формулы крови и другие лёгкие реакции организма.

При дозах облучения свыше 100 бэр развивается острая лучевая болезнь, степень тяжести которой зависит от дозы облучения; 1-я степень (лёгкая форма лучевой болезни) возникает при дозах 100-- 200 бэр; 2-я (средней тяжести лучевая болезнь) -- при 200--300 бэр; 3-я (тяжёлая лучевая болезнь) -- при дозе 300--500 бэр и 4-я (крайне тяжёлая лучевая болезнь) -- при дозе свыше 500 бэр. Дозы однократного облучения в пределах 500-600 бэр считают смертельными. Другой формой лучевых нестохастических эффектов являются лучевые ожоги. При повторном облучении дозами, превышающими допустимые, возможно развитие хронической лучевой болезни. Чувствительность человека к ионизирующим излучениям зависит от вида ионизирующего излучения, физиологического состояния организма, индивидуальных особенностей, возраста и пола.

Поэтому введено понятие об относительной биологической эффективности излучения (ОБЭ). Из всех возрастных групп женщины репродуктивного возраста, плод и дети являются наиболее радиочувствительным объектом по отношению к ионизирующим излучениям. Детский организм более чувствителен к воздействию радиации, чем взрослый, примерно на 50%, а женщины в 2 раза чувствительнее мужчин. Исходя из этого НРБ для женщин репродуктивного возраста (до 40 лет) предусматривают, дополнит, ограничения облучения: доза на область таза не должна превышать 1 бэр за любые два месяца. При облучении гонад человека: образуются гаметы с изменённым набором хромосом. Если такие гаметы участвуют в оплодотворении, это может привести к гибели зиготы, зародыша, плода в разные периоды беременности (несостоявшаяся беременность, самопроизвольные аборты, мертворождённость) или к рождению детей с хромосомными болезнями. НРБ не допускается облучение гонад у непрофессиональных работников в дозе более 0,5 бэра в год.

Ионизирующие излучения в период беременности

Облучение организма матери в период беременности в больших дозах может вызывать преждевременные роды, уродства плода, несовместимые с жизнью, аномалии внутренних органов, помутнение роговицы, внутриутробную гибель плода и др., а при воздействии 1311 на щитовидную железу -- врождённый гипотиреоз. У облучённых в период беременности роды протекают с осложнениями, наблюдается слабость родовой деятельности. Дети, облучённые внутриутробно, подвергаются опасности развития у них лейкоза и тяжело переносят другие болезни, у них наблюдается задержка умственного и физического развития.

Выявлена зависимость между сроком беременности, при котором произошло облучение (особенно чувствительным считается период эмбриогенеза, соответствующий 2--4 неделям беременности), дозой, расстоянием от источника радиации, характером ионизирующего излучения и степенью поражения плода. Канцерогенное, в частности лейкомогенное, действие ионизирующего излучения больше всего проявляется у детей. У выживших после атомной бомбардировки лейкоз был одним из очевидных соматических эффектов облучения, особенно у детей раннего возраста. Имеются данные, показывающие, что даже рентгенологическое, в частности пельвиометрическое (см. Пельвиоскопия), обследование матери во время беременности увеличивает на 40% риск смерти детей в возрасте до 10 лет от злокачественных новообразований, в том числе заболеваний крови.

Ионизирующие излучения в детстве

Длительные наблюдения за больными, получавшими лучевую терапию в раннем детстве, свидетельствуют об изменении у них нервной, эндокринной и костной систем. Уровень повреждающей дозы ионизирующего излучения у детей ниже, чем у взрослых. В антенатальном периоде отрицательное воздействие оказывают даже относительно малые дозы ионизирующего излучения. Выделяют несколько причин большей чувствительности детского организма к различного рода ионизирующим излучениям: большое количество воды в организме; относительно большая вероятная продолжительность жизни ребёнка, что делает возможным постепенное накопление дозы облучения; интенсивный митоз тканей, особенно костного мозга; более высокая доза на единицу массы тела и др.

У детей могут наблюдаться признаки отдалённых последствий действия ионизирующего излучения (последействие). К ним относятся нарушения со стороны центральной нервной системы, повышенная склонность к аллергическим и инфекционным болезням, нарушение терморегуляции, лучевая катаракта, склонность к кровоизлияниям, изменения кожи, выпадение волос и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виды радиационных поражений

Различают следующие виды радиационных поражений:

- острая лучевая болезнь  от внешнего равномерного излучения; 

- острая лучевая болезнь  от внешнего неравномерного излучения; 

- лучевая болезнь от  внутреннего облучения; 

- местные лучевые поражения; 

- комбинированные поражения. 

Степень тяжести лучевой болезни зависит от поглощенной дозы ионизирующего излучения, которое измеряется в Греях (1 Гр. = 100 рад. ).

Острая лучевая болезнь развивается в связи с однократным или повторным воздействием ионизирующей радиации. В ее течении выделяют четыре периода.

Первый период - период первичной радиации. Развивается через несколько часов после интенсивного лучевого воздействия, причем скорость развития реакции напрямую зависит от интенсивности облучения. Пострадавшие при этом испытывают ощущение головокружения, тошноты и рвоты. Продолжительность периода - от нескольких часов до 1-2 дней.

Второй период - латентный, или видимого благополучия, -также зависит от интенсивности облучения. Чем сильнее пострадал облученный, тем короче период. Он может продолжаться от нескольких дней до 2 недель, но может и отсутствовать, и тогда первый период непосредственно переходит в третий. Во втором периоде, несмотря на видимое благополучие и отсутствие жалоб со стороны больных, в организме происходят многочисленные динамические изменения.

Третий период - период выраженных патологических изменений. Возобновляются понос и рвота. Стул может иметь различный характер - слизистый, водянистый и др. Появляется лихорадка, развивается гингивит или стоматит. Жалобы пострадавших в основном сводятся к недомоганию и расстройству чувствительности. В случаях средней и тяжелой степени поражения отмечается кровоточивость в форме поверхностных петехий и экхимозов, носовых кровотечений, кровотечений из внутренних органов, особенно из кишечника и легких. В кишечнике развиваются язвенно-некротические изменения, грозящие обернуться сепсисом. Происходит выпадение волос. Кровоточивость прогрессирует. Развивается поражение миокарда и паренхиматозных органов.

Четвертый период - реконвалесценции - развивается в менее тяжелых случаях и может продолжаться очень долго. В этом периоде, однако, сохраняется опасность обострения заболевания.

В течении комбинированных радиационных поражений также имеет место определенная периодичность, но, в отличие от течения острой лучевой болезни, в нем отсутствует второй, "светлый", период: на этом отрезке времени доминируют клинические проявления нелучевых поражений (механических, термических и др.).

Первый период комбинированного радиационного поражения -период первичных реакций на лучевые и нелучевые повреждения. Признаки первичной реакции на лучевую травму, как правило, замаскированы более выраженными проявлениями механических травм и ожогов. Лишь при больших дозах облучения, когда лучевой компонент является ведущим, первичная реакция на него может быть выраженной.

Во втором периоде комбинированного радиационного поражения преобладают клинические проявления нелучевых поражений. В этом периоде клиническая картина зависит от тяжести всех составляющих. Нередки инфекционные осложнения. Продолжительность скрытого периода острой лучевой болезни укорачивается.

Третий период - период преобладания лучевого компонента. При средних и тяжелых степенях лучевого воздействия самочувствие пострадавших ухудшается: поднимается температура, нарастает слабость, развиваются некротические ангины, гингивиты, стоматиты, энтероколиты, пневмонии и пр. Резко увеличивается риск генерализации инфекции и развития сепсиса. Ухудшается течение раневого процесса в области ран и ожогов. Возможно расхождение краев уже заживших ран, повышается ранимость и кровоточивость.

Четвертый период - период реабилитации. Восстановление нарушенных функций идет медленно. На фоне остаточных явлений лучевого поражения большое значение приобретают последствия ран и ожогов (трофические язвы, остеомиелиты, рубцовые деформации, контрактуры).

Более тяжелое течение каждого компонента комбинированного радиационного поражения по сравнению с таким же по тяжести, но изолированным поражением, обусловлено наличием синдрома взаимного отягощения. Многокомпонентные комбинированные поражения протекают, как правило, тяжелее, чем двухкомпонентные. При комбинированном радиационном поражении снижается минимальная доза облучения, при которой появляются симптомы лучевой болезни. Снижается и максимальная доза поглощенного облучения, при которой возможен благоприятный исход. Наличие комбинированных поражений утяжеляет течение лучевой болезни на одну степень.

При комбинированных радиационных поражениях замедляется сращение переломов, образование костной мозоли происходит медленно, проявляется склонность к формированию ложных суставов, иногда происходит рассасывание уже появившейся костной мозоли. Лучевое поражение угнетает репаративные процессы в ранах: ухудшается формирование грануляционной ткани, резко замедляется эпителизация. Длительное существование обширных раневых поверхностей, в свою очередь, приводит к истощению больного.

Объем, содержание и последовательность лечебных мероприятий при комбинированных радиационных поражениях зависят от медико-тактической обстановки, возможностей этапов медицинской эвакуации, и, в первую очередь, от периода комбинированного радиационного поражения.

В течение первого периода при механо-радиационных поражениях основные усилия должны быть сосредоточены на проведении неотложной медицинской помощи по поводу травм: устранении асфиксии, остановке кровотечения, нормализации функции сердца, легких и других жизненно важных органов. Проводится интенсивная терапия, по жизненным показаниям выполняются оперативные вмешательства. При наличии ожогов медицинская помощь заключается в обезболивании, наложении повязок и проведении интенсивной терапии. У пострадавших с комбинированной радиационной травмой выполняется также профилактика и купирование первичной лучевой реакции в сочетании с дезинтоксикационной терапией. При заражении кожных покровов и обмундирования продуктами ядерного взрыва к неотложным мероприятиям добавляется санитарная обработка пострадавших.