Особенности ионизирующего излучения при действии на живой организм






Скачать 71.97 Kb.
НазваниеОсобенности ионизирующего излучения при действии на живой организм
Дата публикации23.05.2015
Размер71.97 Kb.
ТипДокументы
d.120-bal.ru > Биология > Документы
ОСОБЕННОСТИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ДЕЙСТВИИ НА ЖИВОЙ ОРГАНИЗМ

 

При изучении действия излучения на организм были определены следующие особенности:

1. Высокая эффективность поглощенной энергии. Малые количества поглощенной энергии излучения могут вызвать глубокие биологические изменения в организме.

2. Наличие скрытого, или инкубационного, периода проявления действия ионизирующего излучения. Этот период часто называют периодом мнимого благополучия. Продолжительность его сокращается при облучении в больших дозах.

3. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. Этот эффект называется кумуляцией.

4. Излучение воздействует не только на данный живой организм, но и на его потомство. Это так называемый генетический эффект.

5. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы уже наступают изменения в крови.

6. Не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.

7. Облучение зависит от частоты. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное.

Энергия, излучаемая радиоактивными веществами (РВ), поглощается окружающей средой. В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях происходят сложные физические, химические и биохимические процессы.

Поглощенная энергия от ионизирующих излучений различных видов вызывает ионизацию атомов и молекул веществ, в результате чего молекулы и клетки ткани разрушаются. Ионизация является одним из основных звеньев в биологическом действии излучения.

Известно, что 2/3 общего состава ткани человека составляют вода и углерод; вода под действием излучения расщепляется на водород H и гидроксильную группу OH, которые либо непосредственно, либо через цепь вторичных превращений образуют продукты с высокой химической активностью: гидратный окисел HO2 и перекись водорода H2O2. Эти соединения взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая ее.

В результате воздействия ионизирующего излучения нарушается нормальное течение биохимических процессов и обмен вещества в организме. В зависимости от величины поглощенной дозы излучения и от индивидуальных особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми. При небольших дозах пораженная ткань восстанавливает свою функциональную деятельность. Большие дозы при длительном воздействии могут вызвать необратимое поражение отдельных органов или всего организма.

Любой вид ионизирующих излучений вызывает биологические изменения в организме как при внешнем облучении (источник находиться вне организма), так и при внутреннем облучении (РВ попадают внутрь организма, например пероральным или ингаляционным путем).

Рассмотрим действие ионизирующего излучения, когда источник облучения находится вне организма.

Биологический эффект ионизирующего излучения зависит от суммарной дозы и времени воздействия излучения, от вида излучения, размеров излучаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма

При однократном облучении всего тела человека возможны биологические нарушения в зависимости от суммарной поглощенной дозы излучения.

При облучении дозами, в 100-1000 раз превышающими смертельную дозу, человек может погибнуть во время облучения.

Поглощенная доза облучения, вызывающая поражение отдельных частей тела, а затем смерть, превышает смертельную поглощенную дозу облучения всего тела. Смертельные поглощенные дозы для отдельных частей тела следующие: голова-2000, нижняя часть живота-3000, верхняя часть живота-5000, грудная клетка-10 000, конечности-20 000 рад.

Степень чувствительности различных тканей к облучению неодинакова. Если рассматривать ткани органов в порядке уменьшения их чувствительности к действию излучения, то получим следующую последовательность: лимфатическая ткань, лимфатические узлы, селезенка, зобная железа, костный мозг, зародышевые клетки. Большая чувствительность кроветворных органов к радиации лежит в основе определения характера лучевой болезни. При однократном облучении всего тела человека поглощенной дозой 50 рад через день после облучения может резко сократиться число лимфоцитов, продолжительность жизни которых и без того незначительна - менее одного дня. Уменьшится также и количество эритроцитов (красных кровяных телец) по истечении двух недель после облучения (продолжительность жизни эритроцитов примерно 100 суток). У здорового человека насчитывается порядка 1014 красных кровяных телец при ежедневном воспроизводстве 1012, у больного лучевой болезнью такое соотношение нарушается.

Важным фактором при воздействии ионизирующего излучения на организм является время облучения. С увеличением мощности дозы поражающее действие излучения возрастает. Чем более дробно излучение по времени, тем меньше его поражающее действие.

Степень поражения организма зависит от размера облучаемой поверхности. С уменьшением облучаемой поверхности уменьшается и биологический эффект. Так, при облучении фотонами поглощенной дозой 450 рад участка тела площадью 6см2 заметного поражения организма не наблюдалось, а при облучении такой же дозой всего тела было 50% смертельных случаев.

Индивидуальные особенности организма человека проявляются лишь при небольших поглощенных дозах. Чем моложе человек, тем выше его чувствительность к облучению, особенно высока она у детей. Взрослый человек в возрасте 25 лет и старше наиболее устойчив к облучению.

При попадании РВ внутрь организма поражающее действие оказывают в основном α – источники, а затем β– и γ -источники. Альфа - частицы, имеющие небольшую плотность ионизации, разрушают слизистую оболочку, которая является слабой защитой внутренних органов по сравнению с наружным кожным покровом.

РВ могут попасть внутрь организма при вдыхании воздуха, зараженного радиоактивными элементами, с зараженной пищей или водой и, наконец, через кожу, а также при заражении открытых ран.

Попадание твердых частиц в дыхательные органы зависит от степени дисперсности частиц. Из проводившихся над животными опытов установлено, что частицы пыли размером менее 0.1 мкм ведут себя так же, как и молекулы газа, т.е при вдохе они попадают вместе с воздухом в легкие, а при выдохе вместе с воздухом удаляются. В легких может оставаться только самая незначительная часть твердых частиц. Крупные частицы размером более 5 мкм почти все задерживаются носовой полостью.

Основные особенности биологического действия ионизирующих излучений:

1. Действие ионизирующих излучений на организм не ощутимы человеком. У людей отсутствует орган чувств, который воспринимал бы ионизирующее излучение. Поэтому человек может проглотить, вдохнуть радиоактивное вещество без всяких первичных ощущений. Дозиметрические приборы являются как бы дополнительным органом чувств, предназначенным для восприятия ионизирующего излучения.

2. Видимые поражения кожного покрова, недомогание, характерные для лучевого заболевания, появляются не сразу, а спустя некоторое время.

3. Суммирование доз происходит скрыто. Если в организм человека систематически будут попадать РВ, то со временем дозы суммируются, что неизбежно приводит к лучевым заболеваниям.

Действие ионизирующего излучения на любое вещество, в том числе и на живую ткань, сопровождается образованием ионов и возбужденных атомов.

Процесс образования ионов длится всего около 10-13 с, после чего наступают физико-химические изменения ткани.

Большой интерес представляет решение вопроса о том, возникают ли физико-химические изменения в живой ткани (например, в белках) в результате ионизации молекул этого вещества. Последующие физико-химические изменения происходят сначала в среде, в которой находятся белковые вещества, а уже продукты разложения раствора (воды) действуют на белки, вызывая соответствующие изменения в них.

Вероятность попадания ионизированной частицы в молекулу воды в 104 раз больше, чем в молекулу белка, так как в отдельных тканях организма содержится до 80% воды.

До недавнего времени преобладала теория, утверждавшая, что излучение действует непосредственно на белковое вещество клетки, на так называемую мишень. Мишенью называется вычисленный из сопоставления дозы облучения и биологического эффекта чувствительный объем, действие на который ведет к его поражению.

Но теория мишени оказалась неудовлетворительной для объяснения биологического действия излучения на сложные соединения, на которые влияют не только доза излучения, но и физиологическое состояние объекта, изменение температуры и водной среды и т.д. Поэтому имеется мнение, что излучение действует косвенным путем, через продукты разложения воды. Рассмотрим процесс радиолиза воды.

Под действием излучения в воде образуется положительно заряженный ион воды (Н2О):

Н2О → Н2О+

Освободившийся электрон может соединяться с другой молекулой воды, которая приобретает в этом случае отрицательный заряд:

Н2О + е →Н2О - + Н/.

Расположение положительного иона воды можно записать так:

Н2О+ Н/ + ОН/.

Водород (Н/) и гидроксильная группа ОН/, обладая большой химической активностью, взаимодействуют с биологическими веществами и вызывают их изменение. При наличии кислорода в воде могут образовываться радикалы НО2 и перекись водорода Н2О2, которые также являются сильными окислителями.

Наличие промежуточного этапа в биологическом действии ионизирующего излучения (образование продуктов разложения воды) не означает, что это действие не может быть вызвано и прямой ионизацией биологически важных веществ, например белков, ферментов и др. Очевидно, отношение прямого и косвенного действий ионизирующего излучения будет меняться в зависимости от конкретных условий облучения, в частности от поглощенной дозы и содержания воды в облучаемом объекте. Оно может быть однократным, фиксированным и хроническим.

Фракционированное (дробное) облучение приводит к менее тяжелым последствиям, чем однократное в той же суммарной дозе, так как в интервалах между облучениями многие повреждения восстанавливаются благодаря работе репаративных систем организма.

Хроническое облучение (длительное, малыми дозами) может привести к развитию хронической лучевой болезни, снижению устойчивости организма к вредным воздействиям и отдаленным последствиям облучения.

Степень поражения организма зависит от размеров облучаемой поверхности. С ее сокращением уменьшается и биологический эффект. Так при облучении фотонами в дозе 4-5 Зв участка тела площадью 6см2 заметного поражения организма не наблюдается, а при облучении в такой же дозе всего тела – 50% пострадавших погибает.

Последствия облучения организма существенно зависят от вида ионизирующего излучения.

Основной эффект действия радиации на организм, как было сказано ранее, это ионизация молекул и атомов, определяющая все последующие нарушения. Различная плотность ионизации разных видов излучения определяет их разную биологическую эффективность, т.е. степень тяжести поражений разными видами ионизирующих излучений при одной и той же поглощенной дозе различна. Поэтому для целей радиационной защиты введена эквивалентная доза, учитывающая биологическую эффективность излучения. Она равна величине поглощенной дозы, умноженной на коэффициент, характеризующий данный тип излучения.
Использованы материалы: http://www.vevivi.ru/best/Radiatsionno-opasnye-obekty-ref118924.html

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Особенности ионизирующего излучения при действии на живой организм iconМедицинская радиология: понятие, составляющие дисциплины, методы лучевой диагностики
Факторы, определяющие количество и качество биологического действия ионизирующего излучения. Основные принципы защиты от ионизирующего...

Особенности ионизирующего излучения при действии на живой организм iconЭто полисиндромное поражение организма, связанное с внешним кратковременным...
Гр при обязательном наличии признаков угнетения кроветворения и ограничении времени реализации основных патологических сдвигов сроком...

Особенности ионизирующего излучения при действии на живой организм iconОтчет о деятельности фгуп «северский биофизический научный центр»
Цель работы – оценка генетических аспектов патогенеза наиболее значимых заболеваний при воздействии ионизирующего излучения (ИИ)...

Особенности ионизирующего излучения при действии на живой организм iconКвалификационные тесты по рентгенологии (лучевой диагностике) Раздел 1
Какое свойство рентгеновского излучения является определяющим в его биологическом действии?

Особенности ионизирующего излучения при действии на живой организм iconГеометрическая нерезкость рентгенограммы зависит от всего перечисленного, кроме
Какое свойство рентгеновского излучения является определяющим в его биологическом действии?

Особенности ионизирующего излучения при действии на живой организм iconНаследственные болезни
Таковы, например, пороки развития, связанные с воздействием на эмбрион и плод ионизирующего излучения, химических соединений, лекарственных...

Особенности ионизирующего излучения при действии на живой организм iconУчебное пособие Защита от радиации Данное учебное пособие составлено...
Требования по радиационной безопасности при выполнении работ в зоне строгого режима разработаны в специальных инструкциях знание...

Особенности ионизирующего излучения при действии на живой организм iconИнструкция. Указать правильный ответ >01. 01. Геометрическая нерезкость...
Какое свойство рентгеновского излучения является определяющим в его биологическом действии?

Особенности ионизирующего излучения при действии на живой организм iconРабочая программа по биологии для 6 класса «Живой организм»
Рабочая прогамма полностью соответствует рабочей программе по биологии для 6 класса «Живой организм» автора Н. И. Сонина

Особенности ионизирующего излучения при действии на живой организм icon2. 6 Радиационная гигиена и радиационная обстановка
На территории мо город Тарко-Сале, как и на остальных субъектах Ямало-Ненецкого автономного округа, наибольший вклад в коллективную...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:


медицина


При копировании материала укажите ссылку © 2016
контакты
d.120-bal.ru
..На главную