Efectul dăunător al radiațiilor ionizante

Capitolul 5. Efectul degradării radiațiilor ionizante

§ 41. Caracteristicile generale ale efectului dăunător al radiației ionizante

Radiația ionizantă acționează asupra corpului atât din surse externe cât și din cele interne de iradiere. În acest din urmă caz, substanțele radioactive intră în organism cu alimente, apă, prin piele. Acțiunea combinată de iradiere externă și internă este posibilă.

Efectul dăunător al diferitelor tipuri de radiații ionizante depinde de activitatea lor de penetrare și, în consecință, de densitatea de ionizare în țesuturi. Cu cât este mai scurtă calea fasciculului, cu atât este mai mare densitatea de ionizare și efectul mai dăunător (Tabelul 5).

Tabelul 5. Capacitatea de penetrare și densitatea de ionizare a diferitelor tipuri de radiații cu o energie de 2 MeV

Notă. Condiții de iradiere: raze X, 180 kV, 10 mA, un filtru de 0,5 mm Cu + și 1 mm A1; doză de 13-60 R / min.

Cu toate acestea, aceleași cantități de energie absorbită dau deseori efecte biologice diferite, în funcție de tipul de radiație ionizantă. Prin urmare, pentru a măsura gradul de efecte dăunătoare ale radiației ionizante asupra obiectelor biologice, este utilizat coeficientul de eficiență biologică relativă - RBE. După cum se poate observa din tabel. 6, deteriorarea acțiunii radiației alfa, a neutronilor și a protonilor este de 10-20 de ori mai mare decât razele X, ale căror efect biologic este convențional luat ca 1.

Este doar necesar să ne amintim că acești coeficienți sunt condiționați. Rezultatul depinde, de asemenea, de alegerea indicatorului, care este luat pentru a compara eficiența biologică. De exemplu, RBE poate fi stabilită prin procentul de mortalitate, gradul modificărilor hematogene, efectul de sterilizare asupra glandelor sexuale și așa mai departe.

Reacția organismului la radiațiile ionizante depinde de doza de expunere exprimată în raze X (P) și doza absorbită exprimată în radiani (rad), în unități SI (Gd).

Gradul de severitate a afectării radiațiilor depinde nu numai de doza de radiație, ci și de durata expunerii (doza). Efectul dăunător al radiației ionizante în timpul iradierii pe termen scurt este mai pronunțat decât în cazul iradierii prelungite la aceeași doză. Cu iradierea fracționată (fracționată), efectul biologic scade: organismul poate tolera iradierea la doze totale mai mari.

capacitatea de reacție individuală și de vârstă sunt de asemenea importante în determinarea severității daunelor radiații. In animal a constatat variații mari în testele de sensibilitate individuale - unii câini supraviețuiesc după o singură expunere la o doză de 600 R, alții mor după iradiere, la o doză de 275 R. Young și animalele gestante sunt mai sensibile la radiații ionizante. Animalele vechi sunt, de asemenea, mai puțin rezistente datorită slăbicirii proceselor lor de regenerare.

§ 42. Mecanisme de acțiune a radiațiilor ionizante asupra organismelor vii

Procesele de interacțiune a radiației ionizante cu materia în organismele vii conduc la un efect biologic specific, având ca rezultat deteriorarea corpului. În procesul acestei acțiuni dăunătoare, putem distinge în mod condiționat trei etape: a) efectul primar al radiațiilor ionizante; b) efectul radiației asupra celulelor; c) efectul radiației asupra întregului organism.

act principal al acestei acțiuni este excitarea și ionizarea moleculelor, provocând astfel radicalii liberi (efect direct al radiațiilor) sau începe o apă transformare chimică (radioliză), în care produșii (OH peroxid radical hidrogen. - H2 02 și altele) intră într-o reacție chimică cu molecule ale sistemului biologic.

Procesele de ionizare primară nu provoacă tulburări mari în țesuturile vii. Efectele dăunătoare ale radiațiilor datorate, se pare, la reacțiile secundare care implică ruperea legăturilor din cadrul moleculelor organice complexe, cum ar fi SH-grupuri in proteine, cele cromofore grupe de baze azotate in ADN-ul, de legături nesaturate în lipide și așa mai departe.

Efectul radiației ionizante asupra celulelor se datorează interacțiunii radicalilor liberi cu moleculele de proteine, acizi nucleici și lipide, când prin toate aceste procese se formează peroxizi organici și apar reacții de oxidare tranzitorii rapide. Ca urmare a peroxidării, se acumulează o mulțime de molecule schimbate, ca urmare a faptului că efectul inițial de radiații se multiplică. Toate acestea se reflectă în principal pe structura membranelor biologice, modificările proprietăților lor de sorbție și permeabilitatea (inclusiv membranele lizozomilor și mitocondriilor) cresc. Modificările membranelor lizozomilor conduc la eliberarea și activarea enzimelor de hidroliză a ADNază, ARNză, catepsină, fosfatază, hidroliză de mucopolizaharidă și a unui număr de alte enzime.

Eliberarea enzimelor hidrolitice poate, prin difuzie simplă, să ajungă la orice organelă a celulei în care acestea penetrează cu ușurință prin creșterea permeabilității membranelor. Sub acțiunea acestor enzime, componentele macromoleculare ale celulei continuă să se dezintegreze, incluzând acizii nucleici și proteinele. Disocierea fosforilării oxidative ca rezultat al eliberării unui număr de enzime din mitocondrii conduce la rândul său la inhibarea sintezei ATP și, prin urmare, la întreruperea biosintezei proteinelor.

Astfel, baza daunelor cauzate de radiații celulei este o încălcare a ultrastructurii organelor celulare și a modificărilor asociate ale metabolismului. În plus, radiațiile ionizante determină formarea în țesuturile corpului a unui întreg complex de produse toxice care sporesc efectul radiațiilor - așa-numitele radiotoxine. Printre acestea, produsele de oxidare a peroxidului de lipide, epoxizii, aldehidele și cetonele sunt cele mai active. Formând imediat după iradiere, radiotoxinele lipidice stimulează formarea altor substanțe biologic active - chinone, colină, histamină și provoacă distrugerea sporită a proteinelor. Când sunt administrate unui animal neiradiat, radiotoxinele lipidice au un efect asemănător cu radiațiile. Radiația ionizantă are cel mai mare efect asupra nucleului celulei, inhibând activitatea mitotică.

Radiațiile ionizante afectează celulele cu cât sunt mai mici și cu atât mai puțin diferențiate. Pe baza caracterelor morfologice organe afecțiune și țesuturi sunt distribuite în următoarea ordine descrescătoare: organele limfoide (ganglionii limfatici, splină, timus, țesutul limfoid al altor organe), măduvă osoasă, testicule, ovare, mucoasa tractului gastrointestinal. Chiar și mai puțin afectate de piele cu apendici, cartilaj, oase, endoteliul vascular. Înalta radioresistance organe parenchimatoase au: ficatul, glandele suprarenale, rinichi, glandele salivare, plămâni.

Efectul dăunător al radiațiilor ionizante asupra celulelor la doze suficient de mari se termină cu moartea. moartea celulelor este în principal rezultatul suprimării activității mitotice și daune ireversibile ale aparatului cromozom al celulei, dar este posibil și moartea interfază (în afara perioadei de mitoza) de celule și intoxicație metabolică a radiotoxins menționate mai sus. Rezultatul este distrugerea țesuturilor datorită faptului că acesta nu este compensat scăderea naturală a celulelor datorită formării de noi.

Moartea celulelor și devastarea țesuturilor joacă un rol important în dezvoltarea leziunilor corporale generale cauzate de radiațiile ionizante, boala prin radiații.

§ 43. Boala radiologică

Efectele locale ale radiațiilor ionizante, în funcție de doza de iradiere, dau naștere la diverse modificări, de la fenomenele tulburărilor circulatorii tranzitorii la dezvoltarea arsurilor și necrozei radiațiilor.

Forma osoasă-cerebrală a bolii acute de radiații cu o leziune predominantă a sistemului hematopoietic este cea mai tipică formă de boală prin radiații. În cele patru perioade actuale se disting:

reacție primară (pe termen scurt);
perioada ascunsă (perioada de bunăstare imaginară);
perioada de înălțime a bolii;
perioada de recuperare.

Reacția primară este de obicei observată dacă doza de radiații depășește 200 R. Apare imediat după iradiere și durează de la câteva ore până la 1-2 zile. În acest moment, unele emoții, o durere de cap. Apoi, există tulburări diareice. Din partea sângelui - o leucocitoză neutrofilă pe termen scurt, limfopenie.

În mecanismul de boală radiații, împreună cu efect dăunător direct al radiațiilor ionizante asupra celulelor joaca un rol de lider în acest proces este includerea neuronale și a mecanismelor hormonale de reglare a funcțiilor organismului. În perioada inițială a bolii de iradiere caracterizate prin hiperexcitabilitatea sistemului nervos, deci unele labilitate (instabilitate) funcții autonome - .. Fluctuațiile tensiunii arteriale, ritm cardiac etc. Activarea sistemului hipofizo suprarenal conduce la cresterea secretiei de hormoni, cortexul adrenal, care poate, în această situație să aibă un sens adaptiv.

Perioada latentă a bolii se caracterizează printr-o îmbunătățire a stării generale a pacienților până la aparența bunăstării. Durata perioadei latente depinde de doza de iradiere primită. Cu relativ mici doze (25100 F) răspunsurile funcționale pulmonare inițiale nu intra intr-un tablou clinic detaliat (m. E. În etapa a 3-a bolii) și boala fenomene putrefacție limitate reacțiile inițiale. Când iradiată la doze moderate (150-250 F) o perioadă latentă durează 2-2,5 săptămâni. La doze mari (300-500 R), perioada latentă este redusă la 3-10 zile. În acest moment, continuă să crească schimbările din sistem se înlocuiește leucopenia leucocitoză krovetvoreniya-, crește limfopenie apoi apar trombocitopenie, precum și alte modificări în sistemul sanguin. Toate acestea sunt rezultatul deteriorării directe a celulelor organelor radiosensibile - măduva osoasă și sistemul limfoid.

La înălțimea bolii starea pacientului se deteriorează din nou - slăbiciune în creștere, creșterea temperaturii corpului, există sângerare, rezultând în piele și mucoase sângerare apar, în cazuri grave, acestea pot fi în inima și în creier. epuizarea Caracteristic hematopoiezei, în cazurile severe, la devastarea completă a sistemului hematopoietic ca urmare moartea celulelor stem. Numărul de leucocite și trombocite din sângele periferic scade brusc. Există o serie de tulburări și tulburări endocrine ale sistemului nervos. Imunitatea scade brusc, ducând la boli infecțioase, autoinfecție și auto-toxicitate.

Durata perioadei de manifestare clinică marcată de la câteva zile la 2-3 săptămâni. În cele mai severe cazuri, pacientul moare la înălțimea bolii.

Perioada de recuperare este caracterizată de o normalizare graduală a funcțiilor perturbate. Scăderea temperaturii corporale, oprirea sângerării, restabilirea funcției hemopoietice, metabolizarea normală etc.

Dacă situația este favorabilă, boala este complet vindecată. Cu restabilirea incompletă a funcției de hemopoieză, boala poate fi transformată într-o formă cronică.

La om, în cazul iradierii în doze de supermortex, moartea survine în ziua a 7-a 10-a. Pentru această formă de boală se caracterizează prin radiație vărsături intensă, tenesme expunerea zilnică în viitor - diaree cu sânge, febră, sepsis fenomen tipic de schimbări de prejudiciu radiații în sânge.

Pentru forme toksemicheskoy caracterizate prin tulburări hemodinamice severe, pareza vaselor și degradare tisulară, intoxicație generală, oligurie, hyperasotemia. Moartea survine în 4-7-a zi.

forme cerebral de boala radiatii acute se produce atunci cand doze foarte mari de iradiat - peste 8000 F. Mortal, astfel, poate avea loc chiar în timpul expunerii efective sau câteva minute (sau ore) după expunerea - „moarte sub grindă“ așa-numitul

Această formă de deteriorare radiație se caracterizează sindroame sudorozhnoparaliticheskim, tulburări ale tonusului vascular (tensiune arterială scăzută) și termoreglarea are loc la momentul iradierii sau în primele ore după aceasta. Puțin mai târziu, apar tulburări funcționale ale sistemelor digestive si urinare.

Cauza morții în forma cerebrală a bolii acute de radiații este moartea celulelor cortexului cerebral și a neuronilor nucleului hipotalamic. În înfrângerea sistemului nervos, efectul principal dăunător este efectul dăunător direct al radiației ionizante asupra țesutului. Se pare că radiotoxinele formate în țesuturi joacă un rol important.

§ 44. Patogeneza deteriorării radiației asupra corpului

Patogenia daunelor cauzate radiațiilor organismului pare să fie un proces foarte complex. Legătura inițială a leziunii este acțiunea directă a radiației asupra celulelor țesuturilor radiosensibile. Împreună cu acest proces primar, încă de la începutul rănirii radiațiilor organismului, există schimbări în funcția sistemelor de reglementare integrativă, în primul rând sistemul nervos, mai târziu sistemul endocrin.

În faza inițială a bolii de iradiere atunci când apa este ionizata si macromoleculelor excitate interoreceptors vase și țesuturi, datorită schimbărilor în mediul intern. Tulburările funcției sistemului nervos central se manifestă prin încălcarea conexiunilor reflexe condiționate, slăbirea inhibiției interne. În viitor, schimba funcțiile centrelor subcorticale, termoreglarea deranjat, reglarea tonusului vascular, ritmul cardiac, și altele. Modificările funcționale ale sistemului nervos se găsesc în stadii incipiente de dezvoltare a bolii de iradiere în iradierea organismului în doze mici, cu toate că anomalii structurale în ea nu și-a exprimat atât de brusc ca de exemplu, în măduva osoasă și peretele intestinal. Cu toate acestea, în cazul în care iradierea are loc în doze superlethal apar și tulburări structurale ale sistemului nervos.

Sub influența radiațiilor ionizante, funcțiile tuturor glandelor secreției interne sunt într-o oarecare măsură încălcate. Cele mai pronunțate modificări sunt observate în glandele sexuale, glanda pituitară, glandele suprarenale. Aceste schimbări depind de doza de radiații și se poate manifesta ca secreție crescută și inhibarea acesteia. O mai mare importanță, se pare, este o încălcare a consistenței de obicei în secreția diferitelor glande endocrine. Violarea funcției pituitare conduce la o varietate de reacții secundare datorită scăderii sintezei hormonilor ternare și hormonului respectiv glande endocrine periferice. Deosebit de important pentru un organism adrenal insuficienta, reduce dramatic reactivitatea și stabilitatea la tot felul de influențe dăunătoare ale mediului înconjurător, inclusiv agenții cauzatori ai bolilor infecțioase.

Articole similare

Pagina anterioară