Биологическое действие ионизирующих излучений. Действие радиации на организм человека

1. Лекция: Биологическое действие ионизирующих излучений. Действие радиации на организм человека.

2.

План лекции:
1. Биологическое
излучений.
действие
ионизирующих
2. Внешнее и внутреннее облучение
Радиационные эффекты облучения.
человека.
3. Лучевая болезнь. Острая и хроническая формы
лучевой болезни.
4. Первая помощь при радиационном поражении.
Вещества и элементы, снижающие влияние
радиации на организм. Радиопротекторы.

3.

Биологическое действие радиации на организм – это
комплекс взаимосвязанных физических, физико-химических,
химических и биологических процессов разной интенсивности
и продолжительности.
1 стадия - Физические процессы
Ионизация атомов вследствие проникновения излучения в ткани
организма
и
передачи
энергии
при
электрических
взаимодействиях с электронами.
2 стадия - Физико-химические процессы
Образование новых молекул, в т.ч. свободных радикалов, в
результате сложной цепи реакций с участием образовавшихся
ионов.

4.

3 стадия - Химические процессы
Химическая модификация молекул в результате реакции
свободных радикалов друг с другом и другими молекулами.
4 стадия – Биологические процессы
Последовательное развитие поражения на всех уровнях
биологической
организации
от
субклеточного
до
биологического.
*свободные радикалы - определенные атомы или группы
атомов, обладающие высокой химической активностью.
Основным признаком свободных радикалов являются
избыточные или неспаренные электроны.
Такие электроны легко смещаются со своих орбит и могут
активно участвовать в химической реакции.
Могут привести к значительным изменениям биохимических
свойств клеток.

5.

Во всех случаях воздействия ионизирующего излучения
на живую ткань в основе первичных изменений,
возникающих в клетках, лежит передача энергии
электронам облучаемого вещества в результате процессов
ионизации и возбуждения атомов ткани.
Энергию, непосредственно передаваемую атомам и
молекулам биотканей, называют прямым действием
радиации.
Косвенное действие радиации связано с передачей
энергии не непосредственно от излучения, а от другой
молекулы.

6.

Количество свободных
радикалов
организм
контролирует,
вырабатывая ферменты.
Попадая
в
клетки,
свободные
радикалы
участвуют в процессах
окисления
белков
и
ферментов,
нарушают
баланс
кальция
и
кодирование генетической
информации.

7.

м

8.

Каждая клетка организма содержит молекулу
ДНК, которая несет информацию для правильного
воспроизведения новых клеток.
ДНК — это дезоксирибонуклеиновая
кислота, состоящая из длинных, закругленных
молекул в виде двойной спирали. Цепочка
молекулы ДНК состоит из отдельных участков,
которые кодируются специальными белками,
образуя так называемый ген человека.
!!!Радиация может либо убить клетку, либо
исказить информацию в ДНК так, что со временем
появятся
дефектные
клетки.
Изменение
генетического кода клетки называют мутацией.

9.

Хромосомные перестройки (хромосомные мутации, или
хромосомные аберрации) — тип мутаций, которые изменяют
структуру хромосом. Хромосомные перестройки играют роль в
эволюционном процессе и видообразовании, в нарушении
фертильности, в онкологических и врождённых наследственных
заболеваниях человека.
Репарация свойственный клеткам всех организмов процесс
восстановления природной структуры ДНК поврежденной при
нормальном биосинтезе ее в клетке или под воздействие
различных физических или химических агентов.

10.

11.

12.

13.

14.

В зависимости от расположения источника излучения различают
внешнее и внутреннее облучение организма.
Внешнее облучение происходит от источника, расположенного
вне организма.
Эффект от внешнего облучения определяют следующие факторы:
вид ионизирующего излучения;
энергия излучения;
активность источника излучения;
продолжительность облучения;
расстояние от источника.
! Внешнее облучение вызывает ожоги кожи и слизистых оболочек
разной степени тяжести;

15.

Эффект от внутреннего облучения определяют:
путь поступления радионуклида в организм;
энергия излучения;
активность источника излучения;
продолжительность облучения;
время пребывания излучателя в организме;
локализация и концентрация радиоактивных веществ в отдельных
органах.
! Облучение внутренних органов становится причиной лейкозов
и опухолевых процессов.

16.

Радиочувствительность
–
наибольшее
количество
изменений в тканях и органах, возникших под действием
радиации.
Радиорезистентность – способность организмов или
отдельных тканей не давать патологических изменений при
действии ионизирующих излучений.
Органы (биол.ткани), наиболее подверженные действию
радиоактивных веществ, называют критическими органами.
Критические органы делят на три группы по степени убывания
радиочувствительности:
1 группа – красный костный мозг, половые железы (гонады),
лимфатические узлы;
2 группа – хрусталики глаз, щитовидная железа, мышечная и
жировая ткани, желудочно-кишечный тракт, легкие, почки,
печень;
3 группа – кожный покров, костная ткань, предплечья, кисти
рук, голени, стопы.

17.

Возможны три пути попадания радионуклидов в организм:
1. Ингаляционный (через органы дыхания).
2. Пероральный (с пищей и водой).
3. Кожно-резорбтивный (через кожный покров).
!!!При одинаковых концентрациях радионуклидов внутреннее
облучение во много раз опаснее, чем внешнее по следующим
причинам:
доза облучения возрастает из-за очень малого расстояния между
радионуклидом и тканью;
значительно увеличивается время облучения, которое длится
столько, сколько радионуклид находится в организме. Некоторые
радиоактивные вещества, такие как радий-226 и плутоний-239 из
организма практически не выводятся, и облучение длится всю
жизнь;
большинство радионуклидов распределяются по тканям
неравномерно, концентрируются в отдельных органах и
усиливают их облучение.

18.

Радиационные эффекты
Соматические
Генетические
Доминантные
Детерминированные
Стохастические
Рецессивные

19.

Соматические (телесные) - возникающие в организме человека,
который подвергался облучению.
Генетические - связанные с повреждением генетического
аппарата и проявляющиеся в следующем или последующих
поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки
человека, подвергшегося облучению.
Промежуточное место между соматическими и генетическими
повреждениями занимают эмбриотоксические эффекты пороки развития – последствия облучения плода.
!!!Плод весьма чувствителен к облучению, особенно в период
органогенеза (на 4-12 неделях беременности у человека).
Особенно чувствительным является мозг плода (в этот период
происходит формирование коры головного мозга).

20.

Детерминированные эффекты — это клинически
выявляемые вредные биологические эффекты, возникающие
при облучении большими дозами выше значения порога, ниже
которого эффект отсутствует, а выше — тяжесть эффекта
зависит от дозы.
Стохастические эффекты — это вредные биологические
эффекты излучения, не имеющие дозового порога
возникновения, вероятность возникновения пропорциональна
дозе, и тяжесть проявления не зависит от дозы.

21.

Радиационные эффекты облучения человека
Соматические эффекты
Генетические эффекты
1. Лучевая болезнь
1. Генные мутации
2. Локальные лучевые
поражения
2. Хромосомные аберрации
3. Лейкозы
4. Опухоли разных органов

22.

Различают острое и хроническое облучение.
Острым
(однократным)
считается
облучение,
продолжительность которого не превышает 4 суток.
Хроническое (многократное) облучение длится свыше 4 суток,
при этом не имеет значения, процесс облучения происходит
постоянно или дробно.
!!! Одна и та же доза, полученная при остром облучении, опаснее,
чем при хроническом, поскольку здоровый организм человека
вырабатывает новые клетки взамен погибших при облучении, а
попавшие в организм радионуклиды выводятся из него за счет
радиоактивного распада либо в результате биологических процессов
выведения.
Выведение происходит благодаря
выделительные системы организма.
обмену
веществ
через

23.

Лучевая болезнь – комплексная реакция организма на
действие больших доз ионизирующих излучений.
Острая лучевая болезнь (ОЛБ) возникает после тотального
однократного внешнего равномерного облучения дозами от 1 до
10 Гр. Между величиной поглощенной дозы в организме и
средней продолжительностью жизни существует строгая
зависимость.
Выделят следующие формы ОЛБ:
-костномозговую (развивается при однократном внешнем
равномерном облучении в дозах от 1 до10 Гр
-кишечную
-церебральную

24.

Хроническая лучевая болезнь (ХЛБ). Развивается в
результате продолжительного ежедневного облучения
организма в малых дозах - от 1-5 мГр при достижении
суммарной дозы около 0,7-1 Гр.
ХЛБ возникает при длительном, равномерном воздействии
внешнего обучения при попадания в организм
радионуклидов, которые равномерно распределяются в
органах и тканях.

25.

После того, как радиоактивное вещество попало в организм,
следует учитывать величину энергии и вид излучения,
физический и биологический период полураспада радионуклида.
Биологическим периодом полувыведения называют время,
которое необходимо для выведения из организма половины
радиоактивного вещества.
Период полувыведения радионуклидов зависит от:
физического состояния человека,
возраста и др. факторов.
Результат воздействия радиации на живые организмы
зависит от факторов:
• вида и интенсивности радиации;
• от индивидуальной восприимчивости организма.

26.

Организм человека способен к регенерации повреждённых
клеток, пока их количество не превысит критический уровень.
При превышении этого предела запускаются необратимые
процессы, приводящие к тяжёлым последствиям или к смерти.
Последствия облучения могут проявиться не сразу, а через
много лет.
Причём кратковременное, но интенсивное облучение опаснее,
чем его многократные, небольшие дозы.

27. Первая помощь при радиационном поражении

- выполнять мероприятия, от которых зависит сохранение
жизни поражённого.
- устранить или уменьшить внешнее гамма-облучение, для
чего
используются
защитные
сооружения:
убежища,
заглублённые помещения, кирпичные, бетонные и другие здания.
чтобы
предотвратить
дальнейшее
воздействие
радиоактивных веществ на кожу и слизистые оболочки, проводят
частичную санитарную обработку и частичную дезактивацию
одежды и обуви. Частичная санитарная обработка проводится
путём обмывания чистой водой или обтирания влажными
тампонами открытых участков кожи.
- поражённому промывают глаза, дают прополоскать рот.
Затем, надев на поражённого респиратор, ватно-маревую повязку
или закрыв его рот и нос полотенцем, платком, шарфом, проводят
частичную дезактивацию его одежды.

28. Первая помощь при радиационном поражении

- при попадании радиоактивных веществ внутрь организма
промывают
желудок,
дают
адсорбирующие
вещества
(активированный уголь). При появлении тошноты принимают
противорвотное средство. В целях профилактики инфекционных
заболеваний, которым становиться подвержен облучённый,
рекомендуется принимать противобактериальные средства.
- при работе со всеми радиоактивными веществами
необходимо соблюдать санитарные правила и нормы
радиационной безопасности с применением специальных мер
защиты в соответствии с классом работ.

29.

Все вещества, способные снизить поражающее действие
радиации делятся на две группы.
Первая - это вещества, выводящие радионуклиды из
организма, вторая - вещества, устраняющие последствия
радиационного
облучения,
способствующие
лечению
заболевания (радиопротекторы).
Нуклидовыводящие вещества
Кальций, магний, фосфор.
В условиях кальциевой
недостаточности организм активно усваивает радиоактивный
стронций-90.
Соответственно
активное
потребление
продуктов, содержащих кальций и его соединения и витамина
D, без которого невозможно усвоение кальция, приведет к
вытеснению радиоактивного стронция и выведению его из
организма.

30.

Калий. Калий способствует выведению радиоактивного цезия137.
Йод. При попадании в организм радиоактивных изотопов йода,
они накапливается в щитовидной железе, вызывая изменения в ее
работе. Это влияет на гипофиз, который регулирует иммунные
ответы организма. У пострадавших ослабляется иммунитет. Для
предотвращения таких последствий важно употребление
йодсодержащих продуктов, йод которых замещает радиоактивный
йод в щитовидной железе.

31.

Калий. Калий способствует выведению радиоактивного цезия137.
Йод. При попадании в организм радиоактивных изотопов йода,
они накапливается в щитовидной железе, вызывая изменения в ее
работе. Это влияет на гипофиз, который регулирует иммунные
ответы организма. У пострадавших ослабляется иммунитет. Для
предотвращения таких последствий важно употребление
йодсодержащих продуктов, йод которых замещает радиоактивный
йод в щитовидной железе.

32.

33.

Радиопротекторы
Витамин C. В связи с падением уровня иммунных реакций
при поражении щитовидной железы радиоактивным йодом, важно
предотвращение заражений вирусными заболеваниями и
поддержка и восстановление иммунитета. Данная задача решает
употреблением витаминов, решающую роль из которых играет
витамин C, необходимый в значительных количествах.
Биофлавоноиды
(вещества
Р-витаминного
действия)
способствуют усвоению витамина C в организме. Обладают
противоопухолевым действие, защищают организм от поражения
ионизирующими излучениями. Кроме того, витамин P уменьшает
выраженную симптоматику лучевой болезни - уменьшает
проницаемость и ломкость капилляров, их кровоточивость.

34. и

Бетаин. (красный краситель) обеспечивает противоопухолевые
свойства, тормозит рост рака и саркомы. Бетаин содержится
только в красной столовой свекле.
Радиозащитными свойствами также обладают клетчатка
(пищевые волокна) и каротин (провитамин A).

35. Растения в противорадиационном питании

Шиповник
содержит пектиновые вещества, витамин C,
биофлавоноиды, каротин. Применяется для комплексного лечения
новообразований
в
качестве
дополнительной
терапии.
Употребляются свежие плоды в любом виде, сухие и молотые, как
отвар.
Облепиха. Плоды облепихи содержат уникальный комплекс
витаминов, микроэлементов и других биологически активных
веществ:
витамин
C,
каротин, пектиновые
вещества,
биофлавоноиды. В коре облепихи содержится алкалоид серотонин
(5-окситриптамин), задерживающий рост злокачественных
опухолей. Применяется:
• при лучевом лечении рака пищевода - облепиховое масло внутрь;
• как противолучевое средство - плоды, сок, масло внутрь и
наружно;
• в онкологической практике - спиртовые экстракты коры.

36. Растения в противорадиационном питании

Земляника. Плоды земляники лесной содержат йод, соли
калия и клетчатку. Возможно использование в свежем виде, как
нуклидовыводящее средство, но в больших количествах и при
отсутствии аллергических реакций.
Очень хорошо выводят радионуклиды клюква, брусника и
черника.
Брусника
богата
витамином
C,
биофлавоноидами,
каротином. Используется как общеукрепляющее средство,
восстанавливающее иммунитет. Брусника растет по сосновым
борам, а также в темнохвойных, смешанных с березой и осиной
лесах.
Черника. Плоды черники содержат соли калия, флавоноиды,
витамин C.
Красный сладкий перец. Богаты витамином C, каротином,
кальцием и обладают радиопротекторными свойствами.
Морковь. Содержит клетчатку и каротин, которым в
особенности богаты листья растения. В лечении лучевой болезни
и злокачественных опухолей используется также, как и свекла.