Воздействие радиационного излучения на биологические объекты

В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физ ические, химические и биохимические процессы. При попадание радиоактивных веществ внутрь организма поражаю щее действие оказывают в основном альфа-источники, а затем и бетта-ис точники, т.е. в обратной наружному облучению последовательности. Ал ьфа-частицы, имеющие небольшую плотность ионизации, разрушают слизисту ю оболочку, которая является слабой защитой внутренних органов по срав нению с наружным кожным покровом. Существует три пути поступления р адиоактивных веществ в организм: при вдыхание воздуха, загрязненного ра диоактивными веществами, через зараженную пищу или воду, через кожу, а т акже при заражении открытых ран. Наиболее опасен первый путь, поскольку во-первых, объем легочной вентиляции очень большой, а во-вторых, значения коэффициента усвоения в легких более высоки. Пылевые частицы, на которых сорбированы радиоактивны е изотопы, при вдыхании воздуха через верхние дыхательные пути частично оседают в полости рта и носоглотке. Отсюда пыль поступает в пищеварите льный тракт. Остальные частицы поступают в легкие. Степень задержки аэр озолей в легких зависит от их дисперсионности. В легких задерживается о коло 20% всех частиц; при уменьшении размеров аэрозолей величина задержки увеличивается до 70%. При всасывании радиоактивных веществ из желудочно-киш ечного тракта имеет значение коэффициент резорбции, характеризующий д олю вещества, попадающего из желудочно-кишечного тракта в кровь. В завис имости от природы изотопа коэффициент изменяется в широких пределах: от сотых долей процента(для циркония, ниобия), до нескольких десятков проце нтов (водород, щелочно-земельные элементы). Резорбция через неповрежден ную кожу в 200-300 раз меньше, чем через желудочно-кишечный тракт, и, как правил о, не играет существенной роли. При попадании радиоактивных веществ в организм любым путем они уже через несколько минут обнаруживаются в крови. Если посту пление радиоактивных веществ было однократным, то концентрация их в кр ови вначале возрастает до максимума, а затем в течение 15-20 суток снижает ся. Концентрации в крови долгоживущих изотопов в дальней шем могут удерживаться практически на одном уровне в течение длительно го времени вследствие обратного вымывания отложившихся веществ. Эффе кт воздействия ионизирующего излучения на клетку - результат комплексн ых взаимосвязанных и взаимообусловленных преобразований. По А.М. Кузин у, радиационное поражение клетки осуществляется в три этапа. На первом э тапе излучение воздействует на сложные макромолекулярные образовани я, ионизируя и возбуждая их. Это физическая стадия лучевого воздействия. Второй этап - химические преобразования. Они соответствуют процесса м взаимодействия радикалов белков, нуклеиновых кислот и липидов с водо й, кислородом, радикалами воды и возникновению органических перекисей. Радикалы, возникающие в слоях упорядоченно расположенных белковых мо лекул, взаимодействуют с образованием "сшивок", в результате чего наруш ается структура биомембран. Из-за повреждения лизосомальных мембран п роисходит увеличение активности и высвобождение ферментов, которые пу тем диффузии достигают любой органеллы клетки и легко в нее проникают, вызывая ее лизис. Конечный эффект облучения является результатом не т олько первичного повреждения клеток, но и последующих процессов вос становления. Предполагается, что значительная часть первичных повреж дений в клетке возникает в виде так называемых потенциальных поврежде ний, которые могут реализовываться в случае отсутствия восстановите льных процессов. Реализация этих процессов способствуют процессы биос интеза белков и нуклеиновых кислот. Пока реализация потенциальных пов реждений не произошла, клетка может в них "восстановиться". Это, как пр едполагается, связано с ферментативными реакциями и обусловлено энерг етическим обменом. Считается, что в основе этого явления лежит деятель ность систем, которые в обычных условиях регулируют интенсивность ест ественного мутационного процесса. Мутагенное воздействие иониз ирующего излучения впервые установили русские ученые Р.А. Надсон и Р.С. Ф илиппов в 1925 году в опытах на дрожжах. В 1927 году это открытие было подтверж дено Р.Меллером на классическом генетическом объекте - дрозофиле. Ионизирующие излучения спос обны вызывать все виды наследственных перемен. Спектр мутаций, индуциро ванных облучением, не отличается от спектра спонтанных мутаций. Последние исследования Киевского Института нейрохирургии пока зали, что радиация даже в малых количествах, при дозах в десятки бэр, силь нейшим образом воздействует на нервные клетки - нейроны. Но нейроны гибн ут не от прямого воздействия радиации. Как выяснилось, в результате возд ействия радиации у большинства ликвидаторов ЧАЭС наблюдается "послера диационная энцефлопатия". Общие нарушения в организме под действием рад иации приводит к изменению обмена веществ, которые влекут за собой патол огические изменения головного мозга.